ĐẶT VẤN ĐỀ 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong những năm gần đây nghiên cứu lai giống và sử dụng giống lai đang là mối quan tâm của các nhà chọn giống Nông, Lâm nghiệp bởi một đặc điểm nổi bật của giống lai là có ưu thế lai ở đời lai F1. Chính vì thế đối với các loài Keo, lai nhân tạo (thụ phấn có kiểm soát) đã được Giáo sư Lê Đình Khả, Kỹ sư Nguyễn Việt Cường và các cộng tác viên tiến hành trong các năm 1997 - 2000 và đã tạo ra một số tổ hợp lai thuận nghịch và lai trở lại làm nguồn vật liệu để khảo nghiệm và có những đánh giá bước đầu dựa trên khả năng sinh trưởng là chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định năng suất cũng như dễ dàng quan sát để xác định sự biểu hiện của ưu thế lai. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.Cunn ae Benth), Keo tai tượng (A.mangium Willd) và gần đây là giống lai tự nhiên giữa hai loài (gọi tắt là Keo lai - Acacia hybrid) đã trở thành loài cây được đưa vào trồng rừng đại trà và là một trong số những loài cây trong cơ cấu cây trồng trong các Chương trình, Dự án trồng rừng ở nước ta, đặc biệt là trồng rừng sản xuất cung cấp nguyên liệu thô cho các ngành công nghiệp giấy, công nghiệp ván nhân tạo (ván dăm, ván ép, ván dán.
Keo lai được các Nhà khoa học và Nhà kinh doanh đánh giá là một loài cây có nhiều triển vọng trong việc tạo nên những vùng nguyên liệu gỗ tập trung cho công nghiệp. Kết quả nghiên cứu và khảo nghiệm cũng như trồng rừng thử nghiệm tại các địa phương trên cả nước bước đầu cho thấy khả năng sinh trưởng cũng như tăng trưởng của Keo lai là khá cao so với hai giống bố mẹ là Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Keo lai đã được khẳng định là loài cây ưu việt hơn so với các loài Keo khác, đó là: Biên độ sinh thái rộng, thích ứng với nhiều điều kiện lập địa khác nhau, có khả năng chịu đựng được khô hạn, tăng trưởng nhanh ngay cả trên những vùng đất nghèo dinh dưỡng. 1 Ngoài ra, Keo lai là loài sinh trưởng nhanh, chu kỳ kinh doanh ngắn nên trong kinh doanh Keo lai sẽ nhanh chóng tạo ra nguồn nguyên liệu và đem lại lợi ích cho đơn vị kinh doanh lâm nghiệp cũng như cho người sản xuất.
Để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả của của công tác trồng rừng và kinh doanh rừng Keo lai thì việc nghiên cứu nắm bắt các quy luật khách quan tồn tại trong đời sống của lâm phần, trong đó nghiên cứu động thái cấu trúc và sinh trưởng làm cơ sở để dự doán sản lượng rừng Keo lai ở các thời điểm điều tra, kinh doanh rừng khác nhau là cần thiết. Ngoài ra xây dựng các công cụ, bảng biểu chuyên dụng, phục vụ cho công tác điều tra, thống kê dự tính, dự báo sản lượng rừng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh kịp thời cho từng giai đoạn sinh trưởng của cây Keo lai cũng như lâm phần Keo lai. Qua tham khảo các công trình nghiên cứu trong nước gần đây cho thấy: Quảng Trị là địa phương có diện tích trồng rừng Keo lai tương đối lớn của khu vực miền Trung, những công trình nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực điều tra và lâm sinh cho Keo lai còn rất tản mạn và khiêm tốn. Công trình nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực điều tra và lâm sinh của Nguyễn Trọng Bình (2005), tác giả đã nghiên cứu cấu trúc sinh trưởng và tăng trưởng rừng Keo lai trên địa bàn rộng lớn rải khắp các địa phương trên cả nước và đã thu được những thành công bước đầu đáp ứng cho công tác kinh doanh rừng Keo lai ở nước ta.
Tuy nhiên, do địa bàn nghiên cứu rộng, việc áp dụng và cụ thể hóa cho từng địa phương cụ thể, đặc biệt là khu vực Quảng trị thì còn nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu tiếp theo. Gần đây nhất có của Trần Xuân Dưỡng (2007) nghiên cứu một cách tương đối hệ thống vấn đề cấu trúc, sản lượng cũng như phân chia cấp năng suất và lập biểu cấp đất tạm thời cho rừng Keo lai tại tỉnh Quảng Trị. Bên cạnh những thành công bước đầu, chưa tìm thấy trong công trình này những nghiên cứu động thái cấu trúc rừng trồng Keo lai, mới chỉ nghiên cứu sự biến đổi theo thời gian quá trình sinh trưởng cây bình quân lâm phần, lập biểu cấp năng suất (hay cấp đất tạm thời) cho rừng Keo lai. Công trình dừng lại ở việc nghiên cứu cấu trúc lâm phần ở trạng thái tĩnh, chưa thiết lập các mô hình dự báo sản lượng, chưa xét đến sự vận động và biến đổi của lâm phần theo từng giai đoạn tuổi khác nhau cho từng đơn vị phân 2 chia (từng cấp đất).
Vì vậy rất khó khăn trong việc dự tính dự báo sản lượng nói chung cũng như cho từng cấp năng suất nói riêng, tiến tới lập biểu quá trình sinh trưởng cho Keo lai tại khu vực này. Để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi đó, chúng tôi tiến hành triển khai nghiên cứu đề tài: “Tìm hiểu một số quy luật kết cấu cơ bản lâm phần Keo lai (Acacia hybrid), phục vụ công tác điều tra rừng” Nghiên cứu đề tài này nhằm góp phần giải quyết yêu cầu của thực tiễn sản xuất hiện nay, thông qua nghiên cứu một số phương pháp thực nghiệm thích hợp, phát hiện các quy luật cấu trúc cơ bản, làm cơ sở khoa học để dự tính, dự báo sản lượng rừng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý, phục vụ công tác kinh doanh và nuôi dưỡng rừng keo lai nói riêng cũng như các loài cây trồng rừng đại trà khác tại địa phương và khu vực miền Trung. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Góp phần làm sáng tỏ thêm về cơ sở lý luận trong nghiên cứu cấu trúc, lâm phần, phục vụ công tác dự báo sản lượng. Đề xuất các biện pháp tác động hợp lý nhằm nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả công tác trồng rừng và kinh doanh rừng Keo lai tại địa phương.
Bổ sung vào hệ thống các quy luật kết cấu cơ bản lâm phần rừng trồng thuần loài đều tuổi nói chung và lâm phần Keo lai nói riêng. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thiết lập các mô hình cấu trúc và sinh trưởng rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới đề cập từ những năm đầu thế kỷ XX. Những nghiên cứu này đều có xu hướng đi từ định tính đến định lượng các quy luật tự nhiên, góp phần giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng. Để thiết lập các mô hình dự tính, dự báo sản lượng rừng thì việc nghiên cứu Sinh trưởng cây rừng và lâm phần được đánh giá là những nghiên cứu trọng tâm, nó có tính chất nền tảng để xây dựng các mô hình dự đoán sản lượng.
Định hướng nghiên cứu cấu trúc và sản lượng rừng đã được các Nhà khoa học khái quát lại dưới dạng các mô hình toán học từ đơn giản đến phức tạp nhằm định lượng các quy luật của tự nhiên, nhờ đó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng, đặc biệt trong lĩnh vực lập biểu chuyên dụng, phục vụ cho công tác điều tra, dự đoán sản lượng, đề xuất hệ thống các biện pháp kinh doanh, nuôi dưỡng rừng cho từng đối tượng cụ thể. Điểm qua một số công trình nghiên cứu trong nước và trên thế giới có liên quan tới nội dung nghiên cứu của đề tài. TRÊN THẾ GIỚI 2. Nghiên cứu định lượng quy luật cấu trúc lâm phần Nghiên cứu quy luật cấu trúc nhằm xây dựng các dạng cấu trúc phổ biến nhất và các dạng tối ưu theo quan điểm kinh tế, nghĩa là kiểu cấu trúc cho năng suất gỗ cao nhất, chất lượng gỗ phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng gỗ và bảo vệ môi trường.
Dựa trên cơ sở nghiên cứu các quy luật cấu trúc cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật các Nhà khoa học đã thu được nhiều thành tựu khả quan. Nghiên cứu định lượng quy luật cấu trúc đường kính thân cây rừng Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) là một trong các quy luật cấu trúc cơ bản và quan trọng nhất trong hệ thống các quy luật kết cấu lâm phần, đã được nghiên cứu khá đầy đủ từ đầu thế kỷ XX. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính được biểu thị bằng nhiều hình thức khác nhau như phân bố thực nghiệm N/D, phân bố số cây theo cỡ tự nhiên, bằng biểu đồ hoặc bằng những đặc trưng thống kê. Để nghiên cứu mô tả quy luật này, các tác giả đã tìm các phương trình toán học dưới nhiều dạng phân bố xác suất khác nhau.
Các tác giả sau đây là những người đầu tiên xây dựng quy luật này: Veize (1880), Vimmenauer (1890, 1918), Schiffel (1898, 1899, 1902), Tretchiakov (1921, 1927, 1934, 1965), J. Các hàm toán học được các tác giả sử dụng để mô phỏng quy luật như: Hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, họ đường cong Poisson, hàm Chalier (kiểu A), Chalier (kiểu B) để xây dựng các phân bố kinh nghiệm của số cây theo đường kính N/D. Ngoài những nghiên cứu quy luật ở trạng thái tĩnh, các tác giả còn đi sâu nghiên cứu sự biến đổi của quy luật phân bố số cây theo thời gian hoặc theo một biến số hay đại lượng nào đó có liên quan tới yếu tố thời gian mà điều tra rừng gọi là động thái cấu trúc rừng. + Hàm phân bố chuẩn Lôgarit Bliss, C, i ; Reinker, K, A (1964) xác lập giữa các tham số a, M, S của phân bố chuẩn Lôgarit với đường kính bình quân theo dạng Lôgarit hai chiều: (2.3) 5 + Hàm Weibull Clutter, J.J (1973) dùng đường kính bình quân cộng, sai tiêu chuẩn đường kính và đường kính nhỏ nhất để tính các tham số của phân bố Weibull với giả thiết các đại lượng này có quan hệ với tuổi, mật độ lâm phần.
Quá trình biến đổi của phân bố N/D theo tuổi, ngoài phụ thuộc vào sinh trưởng đường kính còn chịu ảnh hưởng sâu sắc của quá trình tỉa thưa. Từ đó Preussner đã đề nghị mô hình tỉa thưa mới trên cơ sở quan niệm về biến đổi của phân bố đường kính là một quá trình xác định, nghĩa là tổng hợp của hai mô hình: Mô hình tỉa thưa và mô hình tăng trưởng đường kính tác giả đã sử dụng hàm: (2.