Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Về nghiên cứu năng suất rừng Nghiên cứu năng suất rừng thực chất là nghiên cứu sinh trưởng và đánh giá khả năng sản xuất của rừng.
Sinh trưởng của cây rừng và lâm phần phụ thuộc vào nhiều nhân tố, trong đó có điều kiện tự nhiên và biện pháp tác động của con người. Do vậy , nếu không có nghiên cứu thực nghiệm thì không thể xác định được sinh trưởng của cây rừng và lâm phần. Ở châu âu theo Alder – (1980) từ những năm 1870 đã xuất hiện phương pháp nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng rừng khác nhau. Các nhà khoa học nghiên cứu sản lượng rừng như G.Thomasius… Các tác giả này chủ yếu áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy , qua đó xác định sản lượng gỗ của lâm phần.
Quy luật sinh trưởng của cây rừng có thể được mô phỏng bằng nhiều hàm sinh trưởng khác nhau như : Gompertz (1825), Mitschirlich (1919) , Petterson (1929) , Korf (1939) , Vekhulet (1952), Michailov (1953), H.Thomasius (1965), Sless (1970), Shumacher (1980)…( theo Phạm Xuân Hòan) [15] Quá trình nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng rừng thông thường được tiến hành qua hai bước: Bước 1: Phân loại rừng và đất rừng làm cơ sở đánh giá mức độ phù hợp của loài cây trên điều kiện lập địa cụ thể. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Bước 2: Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây rừng hay lâm phần theo các chỉ tiêu có liên quan đến sản lượng, như: đường kính, chiều cao, tổng tiết diện ngang, thể tích … - Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) Phân bố số cây theo cỡ kính là một trong những quy luật cơ bản của cấu trúc rừng và được nghiên cứu khá đầy đủ ngay từ cuối thế kỹ 19. Những tác giả đầu tiên nghiên cứu vấn đề này là: Veize (1980), Vimmenauer (1890, 1918), Schiffel ( 1898, 1899, 1902), Tretchiakov (1921, 1927, 1934, 1965), Đồng Sỹ Hiền ( 1974), Svalov (1977), Mosskalov) ( Theo Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh) [23]. Drachenko , Svalov sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới.
Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả đã dùng họ hàm khác nhau như: Loetch ( 1973) ( Phạm Ngọc Giao ( 1995) [8]) dùng họ hàm Bêta, Roemisch, K ( 1975) nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đường kính cây rừng theo tuổi. Lembeke, Knapp và Ditima ( Phạm Ngọc Giao ( 1995) [8]) sử dụng phân bố Gamma với các tham số thông qua các phương phương trình biểu thị mối tương quan giữa tuổi và chiều cao tầng trội như : 1 1 b = a0 + a1.2) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Clutter, JL và Allison, B.J (1973)( Phùng Ngọc nhuệ Giang (2003) [9]) 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 quan hệ với tuổi, mật độ lâm phần. Khi nghiên cứu đường kính bình quân của lâm phần, Veize ( 1980) thấy có 57,5% số cây có đường kính nhỏ hơn đường kính bình quân (Theo Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công khanh) [ 23 ] - Nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính Quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính là một trong những cấu trúc cơ bản của lâm phần. Việc nghiên cứu tìm hiểu và nắm vững quy luật này là cần thiết trong công tác điều tra, kinh doanh rừng.
Bởi vì, chiều cao là một trong những nhân tố cấu thành thể tích thân cây và trữ lượng lâm phần , nhưng chiều cao là nhân tố xác định kém chính xác hơn đường kính ngang ngực. Vì vậy thông qua quy luật này kết hợp với quy luật N-D có thể xác định một cách tương đối chính xác trữ lượng lâm phần. Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả sinh trưởng của tự nhiên. Khi nghiên cứu sự biến đổi theo tuổi của quan hệ giữa chiều cao với đường kính ngang ngực, Tiourin, A.V ( 1972) ( Phạm Ngọc Giao ( 1995) [8]) đã rút ra kết luận: " Đường cong chiều cao thay đổi và luôn chuyển dịch lên phía trên khi tuổi tăng lên ".E ( 1973) cũng phát hiện ra quy luật : " Độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên".
Một số tác giả khác như: Tovstolesse, D.I (1930) sử dụng cấp đất; Tiourin, A.V ( 1931); Krauter, G ( 1958) sử dụng cấp đất và cấp tuổi làm cơ sở để nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.O (1967) mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo phương trình: 1 1 1 Logh = d + b1. dùng phương pháp giải tích tóan học và đề nghị các dạng phương trình sau: h = a + b.8) Để biểu thị tương quan giữa chiều cao với đường kính có thể sử dụng nhiều dạng phương trình khác nhau tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thể. - Nghiên cứu lập biểu thể tích Biểu thể tích hai nhân tố là biểu ghi bằng số liệu mối quan hệ giữa thể tích với 2 nhân tố cấu thành đường kính và chiều cao.
Các tác giả như Prodan , Meyer, Spurr, Halaj, Tionrin. đưa ra nhiều dạng phương trình khác nhau, tập trung nhiều nhất là 2 dạng phổ biến là: V = a + b.10) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Hai dạng phương trình này được nhiều tác giả kiểm tra và thiết lập để cấu trúc nên biểu thể tích 2 nhân tố ở nhiều nước như: Mỹ, Đức, Ấn độ, Indonêxia, Thái lan. Mặc dù là biểu thể tích 2 nhân tố nhưng yếu tố hình dạng thân cây xem như là một hằng số hoặc một biến số quy về đường kính và chiều cao thân cây. Vì vậy, độ chính xác và tính rộng rãi trong ứng dụng của biểu thể tích 2 nhân tố rất cao.
Về nghiên cứu hiệu quả kinh tế Trên thế giới, các phương pháp và kỹ thuật đánh giá hiệu quả kinh tế ngày càng hoàn thiện và thống nhất. Tại Hoa kỳ, John E. Gunter (1974) đã đưa ra những cơ sở khoa học để đánh giá hiệu quả rừng trồng với những nội dung về lãi suất , cơ sở tính lãi suất , các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả rừng trồng , đánh giá cây gỗ và đất rừng. Hiệu quả của phương pháp này được đánh giá trên hai mặt: - Phân tích tài chính - Phân tích kinh tế Năm 1979, tổ chức Nông nghiệp và lương thực thế giới ( FAO), đã xuất bản giáo trình : " Phân tích các dự án lâm nghiệp" do Hans M - Gregesen và Amoldo H.
Contresal biên sọan. Nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng Về sinh trưởng và sản lượng rừng ở nước ta đã có nhiều tác giả nghiên cứu. Năm 1970, Đồng Sĩ Hiền và một số tác giả Viện lâm nghiệp đã lập biểu thể tích cây đứng rừng Việt Nam. Biểu được lập theo 2 nhân tố d,h riêng cho LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 từng loài nhưng chung cho các địa phương, tác giả chọn f01 làm hệ số tính thể tích thân cây.
Nghiên cứu sinh sinh trưởng và sản lượng rừng ở nước ta còn mới so với các nước có nền lâm nghiệp phát triển. Lần đầu tiên Vũ Đình Phương ( 1972) ( Trích theo Phạm Xuân Hòan (2001) [ 15] đã sử dụng chiều cao bình quân cộng lâm phần theo tuổi làm chỉ tiêu phân chia cấp đất cho rừng Bồ đề ( Styrax tonkinensis). Năm 1974, Đồng Sĩ Hiền đã xây dựng biểu thể tích và độ thon cây đứng cho rừng tự nhiên hỗn loài ở Việt Nam. Các tác giả như Phùng Ngọc Lan ( 1986), Nguyễn Ngọc Lung ( 1987, 1993), Vũ Tiến Hinh ( 1993), Vũ Nhâm (1988), Trịnh Đức Huy ( 1985, 1987, 1988), .( Trích theo Phạm Xuân Hòan (2001) [15] đã sử dụng tương quan giữa các nhân tố điều tra lâm phần để xác định các quy luật sinh trưởng.
Những nghiên cứu trên phục vụ cho việc xác định cường độ tỉa thưa, dự đóan sản lượng gỗ, lập biểu cấp đất, biểu sản phẩm. cho một số loài cây trồng như Pinus massoniana, Manglietia glauca, Acacia auriculiformis, Eucalyptus. Nguyễn Trọng Bình ( 1996) [1] đã xây dựng một số phương pháp mô phỏng quá trình sinh trưởng trên cơ sở vận dụng lý thuyết quá trình ngẫu nhiên cho ba loài Pinus merkusii, Pinus massoniana và Manglietia glauca. Tác giả đã rút ra kết luận, đối với loài sinh trưởng nhanh như Manglietia glauca có thể dùng hàm Gompertz để mô phỏng quá trình sinh trưởng, còn lại hai loài thông có tốc độ sinh trưởng trung bình, như Pinus massoniana và sinh trưởng chậm như Pinus merkusii, dùng hàm Korf thích hợp hơn.
Đồng Sĩ Hiền ( 1974)[10] đã dùng họ đường cong Pearson biểu thị phân bố số cây theo cỡ kính của rừng tự nhiên. Vũ Nhâm ( 1988) [26] và Vũ Tiến Hinh ( 1990) [ 14 ] cho thấy, có thể dùng phân bố Weibull với hai tham LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 số để biểu thị phân bố cho những lâm phần thuần loài, đều tuổi như Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana), Thông nhựa (Pinuss merkussii), Mỡ ( Manglietia glauca) và Bồ đề ( Syrax tonkinensis). Nguyễn Ngọc Lung ( 1999) [23] nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ kính đã thử nghiệm 3 phân bố: Poison, Charlier, Weibull cho rừng Thông ba lá ( Pinus kesiya) và rút ra kết luận: hàm Charlier kiểu A là phù hợp nhất. Vũ Nhâm ( 1988) [26] dùng phương trình h = a + b.logd xác lập quan hệ H-D cho mỗi lâm phần làm cơ sở cho lập biểu thương phẩm gỗ trụ mõ rừng Thông đuôi ngựa.
Vũ Tiến Hinh ( 2000) [12] dùng phương trình h= a + b.logd xác lập quan hệ H/D cho các loài Mỡ, Sa mộc, Thông đuôi ngựa. Nói chung, đối với rừng trồng thuần loài dạng phương trình thường sử dụng biểu thị đường cong chiều cao là phương trình Logarit. Đồng Sĩ Hiền ( 1974) [10] đã kiểm tra hai dạng phương trình V = a + b.ha và kết luận: Có thể lập thể tích cho một số loài cây rừng tự nhiên theo dạng phương trình V = K.ha , phương trình này đã được viện điều tra quy hoạch rừng sử dụng để lập biểu cho một số loại rừng trồng thuần loài như : Đước, Tràm, Bạch đàn. Phạm Ngọc Giao ( 1976) đưa ra phương trình: V = a + b.