Đặt vấn đề 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. Keo lá tràm (Acacia auriculiformis), Keo tai tượng (Acacia mangium) 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. Là cây gỗ đa mục đích, cao 25 – 30 m, đường kính 60 – 80 cm. Thân thẳng, tròn đều, tán phát triển cân đối, vỏ ngoài màu xám, cành non vuông màu xanh lục.
Lá có 3 – 4 gân mặt chính, lá hình mác, có chiều dài và rộng nhỏ hơn lá keo tai tượng và lớn hơn lá keo lá tràm. Hoa lưỡng tính mọc cụm, màu trắng hơi vàng, mọc ở nách lá. 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. Ngoài tác dụng phủ xanh đất trống đồi núi trọc, cung cấp gỗ củi, bột giấy.
Keo lai còn được dùng để che bóng mát ở các đường phố, công viên, công sở, cơ quan… Đặc biệt đứng trước nạn phá rừng bừa bãi làm mất cân bằng sinh thái khiến chúng ta phải hứng chịu "Hiệu ứng nhà kính". Trái đất ngày càng nóng lên đe dọa sự sống của con người cũng như muôn loài trên trái đất.thì cây keo lai này đã sớm khắc phục được phần nào để lấy lại sự cân bằng của sinh thái môi trường ấy. 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 2 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.
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. Nhằm góp phần giải quyết những vấn đề trên.
Tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: "Điều tra sinh trưởng làm cơ sở xây dựng biểu sản lượng rừng Keo lai (Acacia hybrid) tại xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn". 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. Cung cấp thêm cơ sở khoa học trong công tác xây dựng mô hình sản lượng keo lai. Đồng thời đề xuất các biện pháp tác động hợp lý góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả của cây keo lai để phục vụ cho phát triển kinh tế tại địa phương 1.
Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được sinh trưởng của rừng trồng Keo lai tại xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 3 - Phân tích được các quy luật kết cấu lâm phần Keo lai tại xã Quảng Bạch, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Lập được mô hình biểu diễn mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sản lượng rừng, các chỉ tiêu tuổi rừng, điều kiện lập địa và mật độ lâm phần loài keo lai làm cơ sở xây dựng mô hình sản lượng đảm bảo yêu cầu với độ chính xác (hay sai số cho phép), xây dựng phương pháp điều tra và dự đoán trữ lượng gỗ lâm phần. Ý nghĩa của đề tài 1.
Ý nghĩa trong học tập Giúp cho sinh viên kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết đã được học, giúp sinh viên làm quen với thực tế, tích lũy học hỏi kinh nghiệm. Nắm bắt được các phương pháp trong điều tra, nghiên cứu các loại cây rừng. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Để tài thực hiện nhằm nắm bắt được tình hình thực tế về điều tra kinh doanh rừng tại địa phương, từ đó đưa ra những giải pháp thiết thực nhất giúp người dân và chính quyền địa phương có kế hoạch phát triển cây keo lai trong thời gian tới đạt hiệu quả cao. 4 Phần 2 TỔNG QUAN 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 đến.
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 các 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 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 phương 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.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới 2. Nghiên cứu mô hình sinh trưởng Mô hình sinh trưởng từ những biểu đồ đơn giản nhất cho đến những phần mềm máy tính phức tạp đã và đang là những công cụ quan trọng trong quản lý rừng (Vanclay, 1998; Pote' and Bartelink, 2002). Sinh khối và hấp thụ các bon có thể được xác định bằng mô hình sinh trưởng. Trên thế giới đã có rất nhiều mô hình sinh trưởng đã được phát triển và không thể tìm hiểu được phương pháp cụ thể của mỗi mô hình.
Vì vậy cần phải xác định được những điểm chung để phân loại mô hình (Vanclay, 1998). Rất nhiều tác giả đã cố 5 gắng để phân loại mô hình theo các nhóm khác nhau với những tiêu chuẩn khác nhau (Pote' and Bartelink, 2002). Có thể phân loại mô hình thành các dạng chính sau đây: 1. Mô hình thực nghiệm/thống kê (empirical model) dựa trên những đo đếm của sinh trưởng và các điều kiện tự nhiên của thời điểm đo đếm mà không xét đến các quá trình sinh lý học.
Mô hình động thái (process model)/mô hình sinh lý học mô tả đầy đủ các cơ chế hóa sinh, lý sinh trong hệ sinh thái và sinh vật (Constable and Friend, 2000). Mô hình hỗn hợp (hybrid/mixed model), kết hợp phương pháp xây dựng hai loại mô hình trên đây để xây dựng mô hình hỗn hợp Mô hình thực nghiệm đòi hỏi ít tham số (biến số) và có thể dễ dàng mô phỏng sự đa dạng về quản lý cũng như xử lý lâm sinh, nó là công cụ định lượng sử dụng có hiệu quả và phù hợp trong quản lý và lập kế hoạch quản lý rừng (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay and Skovsgaard, 1997; Vanclay, 1998). Phương pháp này có thể phù hợp để dự đoán sản lượng ngắn hạn trong khoảng thời gian mà các điều kiện tự nhiên cho sinh trưởng của rừng được thu thập số liệu tạo nên mô hình vẫn chưa thay đổi lớn. Mô hình thực nghiệm thường được thể hiện bằng các phương trình quan hệ hoặc phương trình sinh trưởng dựa trên số liệu sinh trưởng đo đếm thực nghiệm mà thông thường không xét đến ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố môi trường vì các ảnh hưởng này được coi như đã được tích hợp vào sinh trưởng của cây.
Đối với mô hình thực nghiệm, các phương trình sinh trưởng và biểu sản lượng có thể phát triển thành một biểu sản lượng sinh khối hoặc cácbon tương ứng. Tuy nhiên, mô hình sinh trưởng thực nghiệm không đầy đủ. Chúng không thể sử dụng để xác định hệ quả của những thay đổi của điều kiện môi trường đến hệ sinh thái và cây như sự tăng lên của nồng độ khí nhà kính, nhiệt độ, hoặc chế độ nước… (Landsberg and Gower, 1997; Peng et al. 6 Mô hình động thái mô phỏng quá trình sinh trưởng, với đầu vào là các yếu tố cơ bản của sinh trưởng như ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng đất…, mô hình hóa quá trình quang hợp, hô hấp và sự phân phát những sản phẩm của các quá trình này trên rễ, thân và lá (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay, 1998).
Nó còn gọi là mô hình cơ giới (mechanistic model) hay mô hình sinh lý học (physiological model). Mô hình động thái phức tạp hơn rất nhiều so với mô hình thực nghiệm nhưng có thể sử dụng để khám phá hệ quả của sự thay đổi môi trường đến hệ sinh thái, sinh vật (Dixon et al., 1990; Landsberg and Gower, 1997). Tuy nhiên, mô hình động thái cần một số lượng lớn các tham số (biến số) đầu vào, nhiều tham số lại không dễ đo, cần thời gian dài để đo và/hoặc không thể đo được với cá điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật ở các nước đang phát triển (vd. Mô hình nổi tiếng CENTURY mô phỏng động thái cácbon trong hệ sinh thái rừng và nông lâm kết hợp cần tới hơn 600 tham số đầu vào (Ponce-Hernandez, 2004)).
Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều mô hình động thái hay mô hình hỗn hợp được xây dựng để mô phỏng quá trình phát triển của hệ sinh thái rừng như BIOMASS, ProMod, 3 PG, Gen WTO, CO2Fix, CENTURY… (Landsberg and Gower, 1997; Snowdon et al., 2000; Schelhaas et al.