ĐẶT VẤN ĐỀ Nhƣ chúng ta đã biết, rừng là lá phổi xanh của trái đất. Rừng có tác dụng cân bằng không khí, giúp duy trì sự sống cho con ngƣời, động vật và mang lại một nguồn thu nhập to lớn cho nền kinh tế nhờ vào việc khai thác các sản phẩm từ rừng. Ngoài ra, rừng còn có một vị trí tâm linh quan trọng đối với con ngƣời. Những năm qua với sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp, nhu cầu về lâm sản đáp ứng cho các ngành này càng gia tăng, song song đó là sự gia tăng dân số dẫn đến áp lực vào rừng là vô cùng lớn.
Việc khai thác quá mức làm cho tài nguyên rừng ngày càng suy giảm. Việc mất rừng, giảm chất lƣợng rừng không những ảnh hƣởng đến môi trƣờng, mà còn phá vỡ sự cân bằng sinh thái và là nguyên nhân gây ra thiên tai, hạn hán, lũ lụt thƣờng xuyên ảnh hƣởng tới nền kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng. Trƣớc tình hình đó Đảng và Nhà nƣớc ta đã có chủ trƣơng hạn chế khai thác, tạm thời đóng cửa rừng tự nhiên. Bên cạnh đó chính sách giao đất khoán rừng cho nhân dân đƣợc thực hiện, khuyến khích trồng cây gây rừng nhằm tăng độ che phủ, chống xói mòn, cải thiện môi trƣờng sinh thái, giải quyết công ăn việc làm và nhu cầu gỗ, củi cho nhân dân.
Để thực hiện nhiệm vụ trên, việc chọn lựa loài cây cho phù hợp với lập địa, khí hậu của từng khu vực là việc làm cần thiết. Vấn đề đặt ra cho các nhà lâm sinh là thông qua các nghiên cứu quá trình sinh trƣởng của cây rừng để lựa chọn loài cây và những biện pháp kỹ thuật phù hợp với quy luật sinh trƣởng của cây rừng nhằm đạt hiệu quả cao nhất cho mục đích kinh doanh. Trong các loài cây đƣợc trồng tại tỉnh Lâm Đồng có loài cây thông ba lá (Pinus kesiya) là loài cây bản địa phân bố tự nhiên trên cao nguyên Langbiang và trung tâm thành phố Đà Lạt. Thông ba lá là loài cây lá kim ƣa sáng mọc nhanh đƣợc ngành lâm nghiệp tỉnh Lâm Đồng chọn làm loài cây trồng phủ xanh đất trống trên vùng đất cao từ 900 – 1.
Trong những năm qua loài LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 thông ba lá đƣợc tiến hành trồng bổ sung trên những diện tích đất rừng nhằm tái tạo hệ sinh thái rừng bằng nhiều phƣơng thức khác nhau. Trong khu vực tỉnh Lâm Đồng nói chung đã bắt đầu trồng rừng từ năm 1976 ở nhiều nơi trong tỉnh, và đến nay trên diện tích đất rừng với loài cây chủ lực là thông ba lá thuần loại, trong đó có huyện Đơn Dƣơng. Do đó, vấn đề đặt ra cho thực tiễn sản xuất là cần tìm hiểu và nắm bắt đƣợc quá trình sinh trƣởng, tăng trƣởng loại hình rừng trồng này, từ đó làm cơ sở cho việc lựa chọn biện pháp trồng rừng, nuôi dƣỡng kinh doanh rừng sao cho hiệu quả, lâu dài, liên tục nhằm cung cấp tối đa lâm sản cùng các lợi ích khác của rừng cho thế hệ hiện nay và các thế hệ tƣơng lai. Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, chúng tôi mạnh dạn tiến hành nghiên cứu "Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng Thông ba lá (Pinus kesiya) trồng tại huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng".
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng 1. Khái niệm về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986).
Cấu trúc sinh thái bao gồm các nhân tố: Tổ thành thực vật, dạng sống, tầng phiến. Còn cấu trúc hình thái đƣợc phân biệt thành cấu trúc mặt phẳng đứng (hiện tƣợng thành tầng) và cấu trúc mặt phẳng ngang (mật độ và mạng hình phân bố cây trong quần thể). Vì vậy, cấu trúc hình thái của quần thể thƣờng đƣợc biểu diễn bằng mô hình cấu trúc không gian ba chiều. Nhiều tài liệu cho biết, để tồn tại một loài cây yêu cầu cần có một diện tích nhất định, mà diện tích này lại biến động theo tuổi cây, điều kiện khí hậu và loại đất.
Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới Tùy theo mục đích mà các tác giả đã nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần theo các phƣơng pháp khác nhau. Một số tác giả đã nghiên cứu vị trí của cây có đƣờng kính bình quân. Weise xác định cây có đƣờng kính bình quân đối với lâm phần thuần loài, đều tuổi, một tầng nằm ở vị trí 60% tổng số cây kể từ cây nhỏ nhất nếu sắp xếp tất cả các cây trong lâm phần theo thứ tự đƣờng kính từ nhỏ đến lớn (theo Nguyễn Đình Thƣởng, 2012). Fekete xác định đƣờng kính của cây ở vị trí 10%, 20% cho những lâm phần có đƣờng kính bình quân nhất định.
Một số tác giả khác đã nghiên cứu phạm vi biến động của đƣờng kính. Rutkowski Boleslaw (1963) đã nghiên cứu bằng phƣơng pháp biểu đồ sự phân bố số cây theo đƣờng kính trên một hecta theo đại lƣợng tƣơng đối. Cách dùng đƣờng biểu thị đƣờng kính và số cây theo đơn vị đã cho phép so sánh những lâm phần khác nhau. Đi sâu hơn nữa, các tác giả đã nghiên cứu dạng phân bố của đƣờng kính.
Matveev – Motin (1931) cho rằng, dạng phân bố của đƣờng kính phụ thuộc vào tuổi của lâm phần khi lâm phần thuần loại, đều tuổi. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Nhiều tác giả đã dùng phƣơng pháp giải tích để tìm phƣơng trình của đƣờng cong phân bố. Schiffel biểu thị đƣờng cong phân bố % cộng dồn bằng đa thức bậc ba. Prodan (1951) đã nghiên cứu quy luật phân bố, chủ yếu là phân bố đƣờng kính có liên hệ với giai đoạn phát dục của lâm phần và biện pháp kinh doanh.
Theo ông, sự phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính có giá trị tiêu biểu nhất cho lâm phần, phản ánh đƣợc cấu trúc lâm sinh của lâm phần (Theo Giang Văn Thắng, 2003)[25]. (1973)[36] đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cấp đƣờng kính (N/D1.N đã biểu thị phân bố số cây theo đƣờng kính lâm phần Thông ôn đới bằng hàm phân bố Gamma. Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả còn dùng các hàm khác, nhƣ Loetsch F.(1973)[39] dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm; Batista J.(1992)[37] đã dùng hàm Weibull để mô phỏng cho phân bố N/D1.3 của 60 loài cây của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazin. Nhiều tác giả khác đã dùng các hàm nhƣ: Hyperbol, hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, họ Pearson, hàm Weibull.
Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam Nhận thấy những lợi ích từ rừng mang lại, từ những năm giữa và cuối thế kỷ XX ở Việt Nam đã có các tác giả nhƣ Thái Văn Trừng, Đồng Sĩ Hiền, Nguyễn Ngọc Lung, Trần Văn Con,… có những đóng góp trong việc điều tra, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng cung cấp kiến thức nền tảng cho các công trình điều tra, nghiên cứu tiếp sau này. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nƣớc ta đã đƣợc nhiều nhà khoa học, nhà lâm nghiệp trong và ngoài nƣớc quan tâm. Khởi đầu là Lecomte - Nhà thực vật học ngƣời Pháp để lại công trình nghiên cứu (1952 – 1970) hết sức giá trị, đó là bộ sách "Thực vật chí Đông Dƣơng" (Flore général de L'indo- chine). Một số nhà khoa học trong nƣớc nổi tiếng với công trình nghiên cứu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 về thực vật rừng nhƣ: Thái Văn Trừng (1970 – 1978) có tập sách "Thảm thực vật rừng Việt Nam", Đồng Sĩ Hiền (1974) về "Lập biểu thể tích và độ thon cây đứng cho rừng Việt Nam", Nguyễn Văn Trƣơng (1983) về "Phƣơng pháp thống kê cây đứng trong rừng hỗn loại", Nguyễn Đình Hƣng (1990) về "Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại theo các đặc điểm thô đại và hiển vi".
Đồng Sĩ Hiền (1974)[10] khi lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng cho rừng gỗ hỗn loài ở Miền Bắc nƣớc ta, đã nghiên cứu phân bố đƣờng kính, phân bố chiều cao và phân bố của các nhân tố hình dạng thân cây. Sau khi nghiên cứu, tác giả đã đi đến kết luận rằng: Quy luật cấu trúc của rừng tự nhiên hỗn loài nƣớc ta có dạng phân bố giảm theo đƣờng kính và dạng phân bố nhiều đỉnh theo chiều cao. Hai dạng phƣơng trình đƣợc sử dụng nhiều để biểu thị đƣờng cong chiều cao là phƣơng trình parabol và phƣơng trình logarit. Công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng đáng lƣu ý ở nƣớc ta là của Nguyễn Văn Trƣơng (1983)[32].
Trong quyển “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại”, tác giả đã dày công nghiên cứu: Cấu trúc đứng của rừng tự nhiên nhiệt đới, cấu trúc thân cây theo cấp đƣờng kính, cấu trúc thân cây và tổng thiết diện ngang trên mặt đất, cấu trúc của các loài cây gỗ…từ đó đƣa ra kết luận và đề xuất các biện pháp xử lý, điều tiết rừng nhằm vừa cung cấp gỗ vừa nuôi dƣỡng, tái sinh là cơ sở để phát triển rừng bền vững ở nƣớc ta. Trần Văn Con (2001)[2] đã sử dụng mô hình Weibull để mô phỏng cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng “Khộp” và cho rằng khi rừng còn non thì phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hƣớng chuyển sang phân bố một đỉnh và lệch dần từ trái sang phải. Mạc Văn Chăm (2005)[1] đã sử dụng các hàm Gamma, Lognormal, Normal và Weibull để kiểm tra phân bố số cây theo cấp đƣờng kính và chiều cao của rừng Tếch trồng ở vùng Đông Nam Bộ. Kết quả cho thấy hàm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Weibull là phù hợp nhất để mô phỏng cho quy luật phân bố đƣờng kính và chiều cao.
Võ Thị Bích Liễu (2007)[15], sau khi nghiên cứu sinh khối quần thể Dà vôi (Ceriops tagal C.ROB) trồng tại Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ đã đi đến kết luận: Phân bố thực nghiệm N/D1.3 của quần thể có dạng lệch trái chiếm 91,89% (34/37 ô), số quần thể còn lại (3/37 ô, chiếm 8,11%) có dạng 1 đỉnh lệch phải. Sự phân bố ở các quần thể có sự khác nhau là do mật độ và đƣờng kính khác nhau. Giai đoạn cây còn nhỏ thì mật độ rất dày và khi cây lớn thì mật độ giảm tƣơng đối lớn.