CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu về cấu trúc và sinh trưởng, tăng trưởng rừng đã được nhiều tác giả trên Thế giới vàViệt Nam đề cập từ những năm đầu thế kỷ XX. Những nghiên cứu này đều có xu hướng xây dựng cơ sở có tí nh khoa học vàlý luận, phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả. Bước đầu đi từ định tính, sau đến định lượng các quy luật tự nhiên, góp phần giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng.
Điểm qua một số công trình trong và ngoài nước liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. TRÊN THẾ GIỚI 1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần 1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kí nh cây rừng Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và được các Nhàlâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu.
Những tác giả sau đây là những người đầu tiên xây dựng quy luật này: Tretchiakov (1921, 1927, 1934, 1965), J. [14] Các hàm số thường được sử dụng để tiếp cận các dãy phân bố kinh nghiệm của số cây theo đường kính được các Nhàkhoa học sử dụng như: Hàm Bêta: Bennet F.A (1969) đã dùng phân bố Bêta và xác định các đại lượng đường kính nhỏ nhất (dm), đường kí nh lớn nhất (dM) thông qua phương trình tương quan kép với mật độ (N), tuổi (A) vàcấp đất (S) như sau: dm = a0 + a1logN + a2.2) Burkhart (1974) và Strub (1972) tính toán các tham số dm, dM, và của phân bố Bêta theo các dạng phương trình: dm = a0+ a1h0 + a2.6) Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 Với: h0 làchiều cao tầng trội A làtuổi lâm phần N làmật độ lâm phần Hàm Gamma: Roemisch, K (1975) nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đường kí nh cây rừng theo tuổi, xác lập quan hệ của tham số Bêta với tuổi, đường kính trung bì nh, chiều cao tầng trội đã khẳng định quan hệ giữa tham số Bêta với chiều cao tầng trội làchặt chẽ nhất. Lembeke, Knapp vàDittmar sử dụng phân bố Gamma với các tham số thông qua các phương trình biểu thị mối tương quan với tuổi vàchiều cao tầng trội.9) Hàm Mayer (tác giả sử dụng năm 1933, 1949), hàm Hyperbol, hàm Poisson, hàm Charlier, hàm Lôgarítchuẩn, họ Pearson, hàm Weibull. Một số tác giả khác: Suzuki (1971), Diener.W lại nghiên cứu theo xu hướng khác với quan điểm đường kính cây rừng là một đại lượng ngẫu nhiên vàphụ thuộc vào thời gian vàcoi quátrình biến đổi của phân bố đường kính theo tuổi làmột quátrình ngẫu nhiên.
Quá trình đó biểu thị một tập hợp các đại lượng ngẫu nhiên (Xt) với thời gian t vàlấy trong một khoảng thời gian nào đó. Nếu trị số của đường kính tại thời điểm t chỉ phụ thuộc vào trị số ở thời điểm t - 1 thì đó là quá trình Markov. Nếu Xt = X có nghĩa là quá trình ở thời điểm t códạng x. Nếu tập hợp các trạng thái cóthể xảy ra của quátrình Markov cóthể đếm được thì đó là chuỗi Markov, tức làmỗi trị số của t sẽ ứng với 1 số tự nhiên.
Việc dùng hàm này hay hàm khác để biểu thị dãy phân bố kinh nghiệm N/D phụ thuộc vào kinh nghiệm từng tác giả vàbản chất quy luật đo đạc được. Một dãy phân bố kinh nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số, cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau. Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kí nh thân cây Đây cũng là một trong những quy luật cơ bản vàquan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần. Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sự sinh trưởng.
Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 Trong một cỡ kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ cócây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau. Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó đường cong quan hệ giữa H vàD có thể bị thay đổi dạng vàluôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên.V (1927) đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao các cấp tuổi khác nhau.M (1965) lại phát hiện độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên, khi nghiên cứu kiểu rừng “Plenterwal” đã kết luận đường cong chiều cao không bị thay đổi do vị trícủa các cây ở một cỡ kính nhất định là như nhau.O đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính vàtuổi theo dạng phương trình: 1 Lg h = d + b1 + b2 1 + b3 1 .10) d A d Đã nắn theo đường định kỳ 5 năm tương ứng với định kỳ kiểm kêtài nguyên ở rừng Lĩnh Sam, tại từng tuổi nhất định phương trì nh sẽ là: 1 Lg h = b0 + b1.11) d Theo Curtis các dạng phương trình khác cho kết quả không khả quan bằng hai dạng nêu trên.R kiến nghị một cách khác, mô phỏng sự biến đổi tương quan h/d theo tuổi là: Trước hết tìm một phương trình thích hợp cho lâm phần, sau đó xác lập mối liên hệ của các tham số phương trình theo tuổi. Hohenadl; Krenn; Michailoff; Naslund, M; Anoutchin, NP; Eckert, KH; Korsun, F; Levakovic, A; Meyer, H.
Soest,J đã đề nghị các phương trình dưới đây: h = a0 + a1d + a2d2 (1.db hay lgh = a + b.16) Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 b d h -1,3 = a.18) lg e lg(h -1,3) = lga - b.22) Để biểu thị tương quan giữa chiều cao với đường kính có thể sử dụng nhiều dạng phương trình. Việc lựa chọn phương trình thích hợp nhất cho những đối tượng nào thì chưa được nghiên cứu đầy đủ. Hai phương trình được sử dụng nhiều để biểu thị đường cong chiều cao là phương trình Parabol và phương trình Lôgarít. Nghiên cứu quan hệ giữa đường kính tán cây với đường kí nh ngang ngực Tán cây thể hiện sức sống, khả năng sinh trưởng, tăng trưởng của cây nên nó cóquan hệ mật thiết đến sinh trưởng đường kính ngang ngực.
Điều đó đã được các tác giả nghiên cứu vàkhẳng định như: Zieger, Itvessalo, Willingham,. Mối liên hệ này được thể hiện ở nhiều dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là dạng phương trình đường thẳng: Dt = a + b. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng Nghiên cứu sinh trưởng vàdự đoán sản lượng rừng lànội dung chí nh của khoa học sản lượng rừng được hình thành vàphát triển đầu tiên ở Châu Âu từ thế kỷ XIX. Sự phát triển của khoa học sản lượng rừng gắn liền với tên tuổi của các Nhàkhoa học như: G.
Cóthể khái quát quátrình phát triển của môn khoa học tăng trưởng, sản lượng rừng thành 2 hướng: * Hướng thứ nhất Đo đạc lặp lại nhiều năm các chỉ tiêu sinh trưởng trong các ô định vị đại diện cho các lâm phần nghiên cứu để biết cả quátrì nh phát sinh, phát triển, giàcỗi vàtiêu vong. Hướng này đòi hỏi quánhiều thời gian nên sau này được cải tiến bằng cách lựa chọn những lâm phần có cùng hoàn cảnh sinh trưởng nhưng khác nhau về tuổi gọi là nằm trong một “dãy phát triển tự nhiên”. Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 * Hướng thứ hai Giải tích thân cây đại diện mỗi lâm phần, khác nhau về các nhân tố cần nghiên cứu, để cósố liệu tăng trưởng đầy đủ từ khi bắt đầu trồng hoặc tái sinh. Sau đó áp dụng kỹ thuật phân tí ch thống kêtoán học, phân tích tương quan và hồi quy qua đó xác định sản lượng gỗ của lâm phần.
Trên thế giới số lượng các hàm toán học mô tả quá trình sinh trưởng cũng rất phong phú như: Hàm Gompertz (1825), Kovessi (1929), Korf (1930), Levacovic (1935), Korsun (1935), Peshel (1938), Werhull (1845), Verkbulet (1952), Michailov (1953), Drakin (1957), Richards (1959), Thomasius (1965), Simes (1966), Sless(1970), Sloboda (1971), Schumacher (1980). Hàm sinh trưởng là mô hình sinh trưởng đơn giản nhất mô tả quá trình sinh trưởng của cây rừng cũng như lâm phần. Dựa vào hàm sinh trưởng có thể biết trước được giá trị lớn nhất của đại lượng sinh trưởng ở tuổi cuối cùng, có thể tính trước được tốc độ sinh trưởng cực đại. Ngoài ra, từ mô hình sinh trưởng có thể xác định được chu kỳ kinh doanh cho loài cây ngoài thực tế, cũng như tính toán các loại lượng tăng trưởng làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lýcho lâm phần của loài cây rừng nào đó.
Nghiên cứu lập biểu thể tích Vấn đề lập biểu thể tích cây đứng cho đối tượng rừng trồng vàrừng tự nhiên đã được các nước khởi xướng ngay từ thế kỷ XIX và XX đặc biệt là các nước châu Âu. Cụ thể cócác công trình tiêu biểu: Trenakov N.V (1957-1961) dựa vào quy luật kết cấu của phần tử rừng, đã lập biểu thể tích cấp chiều cao cho những nhóm lâm phần có cùng đường kính và chiều cao bình quân và cùng cấp hình dạng mà không tùy thuộc vào tuổi.A (1912) bằng phương pháp biểu đồ đã xác lập quan hệ giữa chiều cao và đường kí nh cho loài trong lâm phần thuộc các cấp đất vàcấp tuổi màsố cấp chiều cao bằng với số cấp đất.I (1930) cũng dựa trên cấp đất. Ở mỗi cấp đất, tí nh chiều cao bình quân tương ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Tác giả đã dùng phương pháp biểu đồ để nắn dãy ấy theo dạng đường thẳng của Gehrhardt vàKopetxki: hg = a + bg (1.V (1958) lập biểu sản phẩm tối đa mà cây gỗ trên cơ sở một nhân tố đường kí nh ngang ngực.
Biểu này đơn giản khi sử dụng nhưng chưa phản ánh trung Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 thực cấu trúc sản phẩm lâm phần. Bởi vìsản phẩm lâm phần không chỉ phụ thuộc vào đường kí nh màcòn phụ thuộc vào chiều cao vàhình dạng thân cây rừng. Khoảng những năm 30 của thế kỷ XX, Anoutchin (1971) lập biểu sản phẩm cho loài Thông ở nước Nga theo các nhân tố như d, h, q2. Đây là biểu được xây dựng kháhiện đại và có cơ sở khoa học đáng tin cậy nên còn thông dụng cho đến nay.
Ngoài ra, Anoutchin còn khởi xướng một biểu đơn giản gọi làbiểu hàng hóa (hay biểu thương phẩm) đã được nhiều tác giả thừa nhận vàlập cho các đối tượng khác nhau.