Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Rừng giữ vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ môi trường sinh thái, duy trì nguồn nước, chống xói mòn, bảo tồn đa dạng sinh học và cung cấp lâm sản cho nền kinh tế. Theo số liệu thống kê được tác giả tổng hợp, diện tích rừng tự nhiên trên toàn cầu suy giảm bình quân khoảng 11 triệu ha mỗi năm. Tại Việt Nam, độ che phủ rừng giảm mạnh từ 43% (14,3 triệu ha) vào năm 1943 xuống còn 27,2% (9,18 triệu ha) vào năm 1990; riêng giai đoạn 1980 - 1990 bình quân mỗi năm suy giảm hơn 100 nghìn ha. Kể từ sau năm 1990, thông qua các chương trình mục tiêu quốc gia như Chương trình 327 và Dự án trồng mới 5 triệu ha rừng, diện tích rừng trồng tại nhiều địa phương đã từng bước được phục hồi.
Cây Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) là loài cây gỗ lớn thuộc họ Thông (Pinaceae), có nguồn gốc tự nhiên từ miền Trung và Nam Trung Quốc, được di thực vào gây trồng tại Việt Nam từ năm 1930. Đây là loài cây tiên phong có biên độ sinh thái rộng, chịu được điều kiện đất đồi khô cằn, chua (pH từ 4,5 đến 6,0), nghèo dinh dưỡng hoặc lẫn sỏi đá. Bên cạnh giá trị cung cấp gỗ trụ mỏ, gỗ dán, nguyên liệu bột giấy và xây dựng, Thông mã vĩ còn là nguồn cung cấp nhựa quan trọng cho các ngành công nghiệp chế biến sơn, vecni, dược phẩm và cao su.
Tỉnh Lạng Sơn có hơn 648.000 ha đất quy hoạch cho lâm nghiệp (chiếm 78% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh), trong đó rừng sản xuất chiếm trên 505.000 ha. Tại xã Hữu Khánh (huyện Lộc Bình), diện tích đất có rừng đạt 1.235,00 ha và đất đồi núi chưa có rừng là 315,98 ha trên tổng diện tích tự nhiên 1.932,69 ha. Phần lớn đồng bào dân tộc Tày và Nùng tại địa phương có nguồn thu nhập gắn liền với rừng trồng Thông mã vĩ. Tuy nhiên, hoạt động quản lý, chăm sóc và kinh doanh rừng trên địa bàn còn mang tính tự phát, mật độ gây trồng ban đầu chưa đồng đều, kỹ thuật tỉa thưa chưa dựa trên cơ sở định lượng về quy luật cấu trúc và sinh trưởng của lâm phần.
Từ thực tiễn trên, đề tài xác định 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Xác định được đặc điểm cấu trúc rừng Thông mã vĩ tại xã Hữu Khánh, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn.
- Xác định tình hình sinh trưởng và tăng trưởng của rừng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng trồng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là rừng trồng thuần loài Thông mã vĩ 9 tuổi. Phạm vi nghiên cứu về không gian được giới hạn tại địa bàn xã Hữu Khánh, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn; phạm vi nội dung tập trung vào các quy luật cấu trúc lâm phần (phân bố mật độ theo đường kính, chiều cao; tương quan hình thái) và quy luật sinh trưởng, tăng trưởng của cây bình quân theo đường kính, chiều cao và thể tích thân cây.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái rừng và sản lượng rừng. Quá trình sinh trưởng của cây rừng được biểu thị dưới dạng một hàm số biến đổi theo thời gian, chịu sự chi phối tổng hợp của điều kiện lập địa, mật độ và biện pháp tác động lâm sinh. Cấu trúc lâm phần phản ánh quy luật sắp xếp của các cá thể trong không gian và thời gian, bao gồm cấu trúc tĩnh (tại một thời điểm điều tra) và động thái cấu trúc (sự phân hóa kích thước cá thể khi rừng khép tán). Để định lượng các quy luật này, khóa luận vận dụng các lý thuyết mô hình hóa toán học lâm nghiệp gồm: hàm phân bố xác suất Weibull để mô tả quy luật phân bố số cây; các mô hình hồi quy phi tuyến và tuyến tính để mô tả tương quan hình thái; cùng hai dạng phương trình sinh trưởng kinh điển là hàm Gompertz và hàm Schumacher.
Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập thông qua hai kênh chính:
- Kế thừa tài liệu thứ cấp: Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Hữu Khánh (theo niên giám thống kê năm 2012); bản đồ hiện trạng lâm nghiệp và hồ sơ quản lý rừng trồng tại địa phương.
- Dữ liệu sơ cấp từ điều tra thực địa: Thiết lập 21 ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời với diện tích $500\text{ m}^2$/ô, phân bố đại diện theo các điều kiện lập địa, mật độ và vị trí địa hình (chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi).
Hệ thống phương pháp điều tra và đo đếm thực địa bao gồm:
- Đo đếm lâm học toàn diện trong OTC: Đo chu vi thân cây ở vị trí ngang ngực ($1,3\text{ m}$) bằng thước dây rồi quy đổi thành đường kính ngang ngực ($D_{1,3}$); đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) và chiều cao dưới cành ($H_{dc}$) bằng thước sào lâm nghiệp có vạch chia $20\text{ cm}$ (sai số cho phép $\pm 10\text{ cm}$); đo đường kính tán ($D_t$) theo hai hướng vuông góc Đông - Tây và Nam - Bắc bằng thước dây $30\text{ m}$ (sai số $\pm 10\text{ cm}$).
- Phân cấp sinh trưởng: Đánh giá cá thể cây rừng theo tiêu chuẩn phân cấp sinh trưởng 5 cấp của Kraft để định danh cây để lại nuôi dưỡng và cây bài chặt tỉa thưa.
- Phương pháp giải tích thân cây: Chia dãy phân bố thực nghiệm $N/D_{1,3}$ thành 3 cấp kính có tổng tiết diện ngang bằng nhau; xác định và chặt hạ cây tiêu chuẩn bình quân của từng cấp kính. Cây giải tích được đo chiều dài tổng số, phân đoạn thân cây thành các lóng $1\text{ m}$, cưa lấy các thớt giải tích tại các vị trí $0,0\text{ m}$; $1,0\text{ m}$; $1,3\text{ m}$; $2,0\text{ m}$; $3,0\text{ m}$ cho đến ngọn ($L_n \le 1\text{ m}$). Đồng thời cưa thớt bổ sung ở khoảng cách $0,5\text{ m}$ để dò tìm chính xác đỉnh sinh trưởng từng năm (sai số chiều cao không quá $\pm 0,25\text{ m}$). Các thớt gỗ được bào nhẵn bề mặt, dùng kính lúp đo bán kính vòng năm theo hai hướng vuông góc với độ chính xác $0,1\text{ mm}$.
Phương pháp xử lý thống kê toán học:
- Phân tổ số liệu thực nghiệm: Chọn khoảng cách cự ly tổ $K$ đối với đường kính ngang ngực $D_{1,3} = 2\text{ cm}$, chiều cao vút ngọn $H_{vn} = 1\text{ m}$, đường kính tán $D_t = 0,5\text{ m}$.
- Mô hình hóa phân bố $N/D_{1,3}$ và $N/H_{vn}$ bằng hàm phân bố Weibull 2 tham số:
$$F(x) = 1 - \exp\left[-\lambda x^\alpha\right]$$
Trong đó $\alpha$ phản ánh độ lệch của phân bố ($\alpha < 3$: lệch trái; $\alpha = 3$: đối xứng; $\alpha > 3$: lệch phải) và $\lambda$ phản ánh độ nhọn. Kiểm định sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết và thực nghiệm bằng tiêu chuẩn Khi bình phương ($\chi^2$).
- Phân tích tương quan hồi quy: Đánh giá tương quan $H_{vn}/D_{1,3}$ và $D_t/D_{1,3}$ thông qua phần mềm SPSS 20.0 dựa trên hệ số xác định ($R^2$), sai tiêu chuẩn ước lượng ($Std.f$) và giá trị kiểm định thống kê $Sig.$.
- Mô hình hóa sinh trưởng cây bình quân: So sánh độ phù hợp của hàm Gompertz và Schumacher cho các chỉ tiêu $D_{1,3}$, $H_{vn}$ và $V$ để xác định quy luật sinh trưởng tích lũy ($Y$), tăng trưởng thường xuyên hàng năm ($Z_y$), tăng trưởng bình quân chung ($\Delta y$) và suất tăng trưởng ($P_y%$).
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vai trò của tài nguyên rừng, tiềm năng kinh tế - sinh thái của cây Thông mã vĩ tại các tỉnh miền núi phía Bắc và thực trạng quản lý rừng trồng tại xã Hữu Khánh. Mục tiêu được phân định thành 3 nhiệm vụ khoa học rõ ràng; đối tượng nghiên cứu xác định là lâm phần thuần loài 9 tuổi; phạm vi nghiên cứu giới hạn tại một xã miền núi thuộc huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. Chương này cũng nêu bật ý nghĩa học tập, nghiên cứu thực địa và ý nghĩa thực tiễn đối với sản xuất lâm nghiệp địa phương.
Phần 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương này tổng hợp các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về cấu trúc và sinh trưởng rừng trồng. Tác giả phân tích các nghiên cứu cấu trúc phân bố số cây theo đường kính của Meyer (1952), Bailey (1973), Clutter (1980), cùng các nghiên cứu tại Việt Nam của Vũ Tiến Hinh, Trịnh Đức Huy, Phạm Ngọc Giao, Nguyễn Ngọc Lung về tính phù hợp của hàm Weibull đối với các loài thông (Pinus kesiya, Pinus massoniana, Pinus merkusii). Bên cạnh đó, tổng quan cũng hệ thống hóa các dạng phương trình tương quan $H/D$, $D_t/D$ và các mô hình sinh trưởng Gompertz, Schumacher. Phần tổng quan khu vực nghiên cứu mô tả chi tiết vị trí địa lý xã Hữu Khánh (tiếp giáp Mẫu Sơn, Tú Đoạn, Đồng Bục), địa hình đồi núi thấp cao từ 280 - 450 m dốc từ $10^\circ - 35^\circ$, cấu tạo từ đá trầm tích lục nguyên và magma phun trào phong hóa mạnh, lượng mưa trung bình 1600 - 1800 mm/năm và dân số 2.837 người sống chủ yếu bằng nông - lâm nghiệp.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương trình bày chi tiết đối tượng là rừng Thông mã vĩ 9 tuổi chưa qua tỉa thưa hoặc bị tác động không đáng kể. Tác giả xây dựng quy trình thu thập dữ liệu bằng hệ thống 21 OTC tạm thời diện tích $500\text{ m}^2$, quy trình đo đạc trắc lượng lâm nghiệp và kỹ thuật giải tích thớt gỗ thân cây tiêu chuẩn theo 3 cấp kính. Toàn bộ các công thức toán học tính toán tham số phân bố Weibull, phương pháp kiểm định $\chi^2$, các dạng hàm hồi quy tương quan và dạng phương trình toán học của hàm Gompertz và Schumacher được xác lập rõ ràng làm căn cứ xử lý dữ liệu trên SPSS 20.0.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu
Đây là chương nội dung trọng tâm của khóa luận, phản ánh toàn bộ các phát hiện định lượng:
- Hiện trạng lâm phần: Phân tích các thông số bình quân của 21 OTC; mật độ rừng dao động từ 1.380 đến 1.820 cây/ha; cấu trúc tầng cây bụi thảm tươi xuất hiện các loài Thẩu tấu lông (Aporusa villosa), Thừng mực lông (Wrightia tomentosa), Hồng bì dại (Clausena excavata), Cỏ lào (Eupatorium odoratum), Cỏ lá tre (Oplismenus compositus).
- Quy luật cấu trúc: Phân tích phân bố $N/D_{1,3}$ và $N/H_{vn}$ theo hàm Weibull; đánh giá mức độ phân hóa kích thước trong lâm phần; xây dựng phương trình tương quan $H_{vn}/D_{1,3}$ dạng parabol bậc hai và tương quan $D_t/D_{1,3}$ dạng đường thẳng tuyến tính.
- Quy luật sinh trưởng và tăng trưởng: So sánh thực nghiệm giữa hàm Gompertz và Schumacher; xác lập các tham số mô hình Schumacher cho đường kính, chiều cao và thể tích cây bình quân; tính toán chi tiết động thái tăng trưởng $Z_d, \Delta d, P_d%$ theo tuổi từ 1 đến 15.
Phần 5: Kết luận và đề nghị
Tác giả tóm lược các kết luận khoa học rút ra từ các quy luật cấu trúc và sinh trưởng đã được mô hình hóa; khẳng định mật độ hiện tại đang gây cạnh tranh dinh dưỡng mạnh; đưa ra đề xuất kỹ thuật lâm sinh về tỉa thưa nuôi dưỡng rừng nhằm đưa lâm phần về trạng thái cấu trúc tối ưu.
Kết quả và đóng góp
1. Đặc điểm cấu trúc lâm phần thực nghiệm
Kết quả điều tra trên 21 ô tiêu chuẩn (diện tích tổng cộng $10.500\text{ m}^2$) phản ánh các chỉ số lâm học cơ bản của rừng Thông mã vĩ 9 tuổi tại khu vực nghiên cứu:
| Chỉ tiêu lâm học |
Giá trị nhỏ nhất |
Giá trị lớn nhất |
Dao động phổ biến |
| Mật độ lâm phần ($N$, cây/ha) |
1.380 (OTC 20) |
1.820 (OTC 4) |
1.500 - 1.800 |
| Đường kính ngang ngực bình quân ($\bar{D}_{1,3}$, cm) |
11,26 (OTC 20) |
12,70 (OTC 4) |
11,50 - 12,60 |
| Chiều cao vút ngọn bình quân ($\bar{H}_{vn}$, m) |
7,23 (OTC 13) |
8,88 (OTC 7) |
7,30 - 8,70 |
| Chiều cao dưới cành bình quân ($\bar{H}_{dc}$, m) |
2,70 (OTC 19) |
4,35 (OTC 2) |
2,80 - 4,20 |
| Đường kính tán bình quân ($\bar{D}_t$, m) |
2,62 (OTC 21) |
3,52 (OTC 1) |
2,70 - 3,20 |
Quy luật phân bố số cây theo đường kính ($N/D_{1,3}$) nắn bằng hàm Weibull cho thấy có 20/21 lâm phần (chiếm 95,23%) có giá trị $\chi_n^2 < \chi_{0,05}^2$ tra bảng (chỉ có OTC 6 không phù hợp với $\chi_n^2 = 7,77 > 5,99$). Tham số hình dạng $\alpha$ dao động từ 2,21 đến 3,78:
- 9 lâm phần có phân bố tiệm cận chuẩn ($\alpha = 2,70 - 3,05$).
- 8 lâm phần có phân bố lệch phải ($\alpha = 3,14 - 3,78$).
- 4 lâm phần có phân bố lệch trái hoặc hơi lệch trái ($\alpha = 2,21 - 2,42$).
Dãy đường kính thực nghiệm biến động từ 5,25 đến 18,7 cm, tập trung mật độ cao nhất ở cỡ kính 8,6 - 13 cm.
Quy luật phân bố số cây theo chiều cao ($N/H_{vn}$) theo hàm Weibull có 19/21 lâm phần phù hợp ở mức ý nghĩa 0,05 (đạt 90,48%), hai ô tiêu chuẩn không phù hợp là OTC 3 ($\chi_n^2 = 7,98$) và OTC 15 ($\chi_n^2 = 7,86$) do có sự sụt giảm đột ngột số cây ở cấp chiều cao nhất định. Tham số $\alpha$ dao động từ 1,70 đến 3,72; số cây tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao từ 6,0 đến 8,5 m.
2. Các mô hình tương quan hình thái
Kết quả hồi quy các cặp quan hệ hình thái cây rừng bằng SPSS 20.0 cho thấy:
| Cặp tương quan |
Dạng phương trình |
Hệ số $R^2$ |
Sai tiêu chuẩn ($Std.f$) |
Kết luận lựa chọn |
| $H_{vn} / D_{1,3}$ |
$H_{vn} = 3,025 + 0,304 \cdot D_{1,3} + 0,009 \cdot D_{1,3}^2$ |
0,975 |
0,191 |
Phương trình tối ưu nhất |
| $H_{vn} / D_{1,3}$ |
$H_{vn} = 1,886 + 0,506 \cdot D_{1,3}$ |
0,964 |
0,228 |
Không chọn |
| $H_{vn} / D_{1,3}$ |
$H_{vn} = -5,805 + 5,587 \cdot \ln(D_{1,3})$ |
0,929 |
0,316 |
Không chọn |
| $H_{vn} / D_{1,3}$ |
$H_{vn} = 1,398 \cdot D_{1,3}^{0,719}$ |
0,955 |
0,040 |
Không chọn |
| $D_t / D_{1,3}$ |
$D_t = 0,035 + 0,471 \cdot D_{1,3}$ |
0,945 |
0,151 |
Phương trình tối ưu nhất |
| $D_t / D_{1,3}$ |
$D_t = -3,280 + 3,135 \cdot \ln(D_{1,3})$ |
0,904 |
0,185 |
Không chọn |
3. Mô hình sinh trưởng và động thái tăng trưởng
Khi so sánh hai hàm lý thuyết sinh trưởng, cả hàm Gompertz và hàm Schumacher đều đạt hệ số xác định rất cao ($R^2 \ge 0,990$). Tác giả đã chọn hàm Schumacher làm mô hình chuẩn vì hàm này đi qua gốc tọa độ $(0,0)$, có điểm uốn và tiệm cận ngang phù hợp với quy luật sinh học của cây rừng:
- Phương trình sinh trưởng đường kính: $D = 17,71 \cdot \exp(-5,21 / A^{1,01})$ ($R^2 = 0,997$)
- Phương trình sinh trưởng chiều cao: $H = 10,67 \cdot \exp(-3,27 / A^{0,93})$ ($R^2 = 0,990$)
- Phương trình sinh trưởng thể tích: $V = 0,23 \cdot \exp(-11,63 / A^{0,84})$ ($R^2 = 0,999$)
Động thái sinh trưởng và tăng trưởng đường kính thực nghiệm và nội suy dự báo thể hiện rõ nhịp điệu sinh trưởng của cây:
| Tuổi ($A$, năm) |
Đường kính tích lũy ($D$, cm) |
Tăng trưởng thường xuyên ($Z_d$, cm/năm) |
Tăng trưởng bình quân ($\Delta d$, cm/năm) |
Suất tăng trưởng ($P_d$, %) |
| 1 |
0,00 |
0,51 |
0,10 |
100,00 |
| 2 |
1,53 |
1,75 |
0,67 |
92,77 |
| 3 |
3,17 |
1,85* |
1,06 |
58,08 |
| 4 |
4,65 |
1,60 |
1,23 |
35,13 |
| 5 |
6,28 |
1,32 |
1,28* |
22,80 |
| 6 |
7,93 |
1,09 |
1,26 |
15,81 |
| 7 |
8,66 |
0,90 |
1,22 |
11,54 |
| 8 |
9,37 |
0,75 |
1,17 |
8,77 |
| 9 |
9,94 |
0,64 |
1,12 |
6,88 |
| 10 |
10,68 |
0,55 |
1,07 |
5,54 |
| 11 |
11,18 |
0,47 |
1,02 |
4,55 |
| 12 |
11,63 |
0,41 |
0,97 |
3,80 |
| 13 |
12,01 |
0,36 |
0,92 |
3,22 |
| 14 |
12,36 |
0,32 |
0,88 |
2,77 |
| 15 |
12,66 |
0,29 |
0,84 |
2,40 |
(Dấu * đánh dấu thời điểm đạt giá trị cực đại của chỉ tiêu).
Dữ liệu bảng trên cho thấy lượng tăng trưởng thường xuyên đường kính ($Z_d$) đạt cực đại ở tuổi 3 ($1,85\text{ cm/năm}$), sau đó giảm dần; lượng tăng trưởng bình quân chung ($\Delta d$) đạt đỉnh cực đại ở tuổi 5 ($1,28\text{ cm/năm}$) rồi giảm dần từ tuổi 6 đến tuổi 15. Suất tăng trưởng $P_d%$ giảm liên tục theo quy luật tự nhiên khi tuổi cây tăng lên.
4. Giải pháp kỹ thuật và đóng góp của đề tài
Từ hiện trạng lâm phần ở tuổi 9 có mật độ khá cao ($1.380 - 1.820\text{ cây/ha}$), tán lá giao nhau gây cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng mạnh mẽ khiến tốc độ tăng trưởng đường kính giảm sút ($Z_d$ ở tuổi 9 chỉ còn $0,64\text{ cm/năm}$), tác giả đề xuất:
- Cần thực hiện ngay biện pháp kỹ thuật tỉa thưa nuôi dưỡng rừng.
- Áp dụng nguyên tắc bài cây theo phân cấp Kraft: chặt bỏ các cây thuộc cấp IV và cấp V (cây bị chèn ép, cụt ngọn, cong queo, sâu bệnh), giữ lại nuôi dưỡng các cây sinh trưởng tốt thuộc cấp I, II và một phần cấp III có tán cân đối.
- Đóng góp khoa học: Cung cấp bộ tham số định lượng của hàm Schumacher và Weibull cho Thông mã vĩ 9 tuổi tại Lạng Sơn, làm cơ sở khoa học để xây dựng biểu điều tra, dự đoán sản lượng và xác định chế độ tỉa thưa hợp lý cho vùng Đông Bắc.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận tồn tại một số hạn chế do điều kiện thực tế được tác giả nêu ra:
- Giới hạn về thời gian thực tập và nguồn lực kinh phí nên nghiên cứu chỉ tiến hành trên các ô tiêu chuẩn tạm thời tại thời điểm rừng 9 tuổi, chưa thiết lập được hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi diễn thế liên tục qua nhiều năm.
- Đối tượng khảo sát tập trung tại một địa bàn hành chính (xã Hữu Khánh), chưa mở rộng so sánh trên các điều kiện lập địa và đai cao khác nhau của toàn huyện Lộc Bình hay toàn tỉnh Lạng Sơn.
- Các số liệu sinh trưởng và tăng trưởng từ tuổi 10 đến 15 được xác lập dựa trên phương pháp giải tích nội suy từ mô hình toán học Schumacher, do đó chỉ mang giá trị tham khảo định hướng cho công tác quản lý mà chưa có số liệu thực nghiệm đối chứng trực tiếp tại các cấp tuổi này.
Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất là: Mở rộng nghiên cứu trên các cấp tuổi lớn hơn ($10 - 20$ tuổi); bố trí các ô tiêu chuẩn định vị theo dõi thực nghiệm các công thức tỉa thưa với các cường độ chặt khác nhau nhằm xác định chính xác mật độ nuôi dưỡng tối ưu cho từng mục tiêu kinh doanh gỗ lớn hoặc khai thác nhựa.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:
- Sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên rừng và Điều tra quy hoạch rừng: Tài liệu cung cấp quy trình mẫu chuẩn mực về kỹ thuật giải tích thân cây theo lóng và theo thớt gỗ, phương pháp cưa phân đoạn $0,5\text{ m}$ để tìm đỉnh sinh trưởng và quy trình ứng dụng phần mềm SPSS trong nắn các hàm phân bố xác suất lý thuyết (Weibull) và hàm sinh trưởng phi tuyến (Schumacher, Gompertz).
- Cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp, Ban quản lý rừng phòng hộ/đặc dụng và các Hạt Kiểm lâm tại tỉnh Lạng Sơn và khu vực Đông Bắc: Có thể kế thừa trực tiếp các phương trình hồi quy tương quan $H_{vn}/D_{1,3}$ ($H_{vn} = 3,025 + 0,304 \cdot D_{1,3} + 0,009 \cdot D_{1,3}^2$) và tương quan đường kính tán $D_t/D_{1,3}$ ($D_t = 0,035 + 0,471 \cdot D_{1,3}$) để tính toán nhanh thể tích thân cây và diện tích dinh dưỡng mà không cần đo cao hoặc đo tán toàn diện ngoài hiện trường.
- Phần đáng tham khảo nhất trong công trình là bảng số liệu sinh trưởng - tăng trưởng thực nghiệm 9 năm đầu của Thông mã vĩ và phương pháp phân tích lựa chọn hàm Schumacher dựa trên các tiêu chí hình học tọa độ gốc.
Câu hỏi thường gặp
1. Phân bố số cây theo đường kính ($N/D_{1,3}$) của rừng Thông mã vĩ tại Hữu Khánh tuân theo quy luật nào và có độ tin cậy ra sao?
Quy luật phân bố $N/D_{1,3}$ tuân theo hàm phân bố lý thuyết Weibull với mức độ phù hợp đạt 95,23% (20/21 ô tiêu chuẩn có $\chi_n^2 < \chi_{0,05}^2$). Tham số hình dạng $\alpha$ dao động từ 2,21 đến 3,78, trong đó dạng phân bố tiệm cận chuẩn ($\alpha = 2,70 - 3,05$) chiếm ưu thế với 9 ô tiêu chuẩn; có 8 ô lệch phải ($\alpha = 3,14 - 3,78$) và 4 ô lệch trái ($\alpha = 2,21 - 2,42$). Cỡ kính tập trung số cây nhiều nhất là từ 8,6 đến 13 cm.
2. Vì sao tác giả lựa chọn hàm Schumacher thay vì hàm Gompertz để mô tả sinh trưởng của rừng Thông mã vĩ dù cả hai đều có $R^2$ rất cao?
Mặc dù cả hai hàm đều có hệ số xác định $R^2$ từ 0,990 đến 0,999, hàm Gompertz có nhược điểm hình học là đường cong sinh trưởng không đi qua gốc tọa độ (khi tuổi $A = 0$ thì đại lượng sinh trưởng $Y = m \cdot e^{-a} > 0$). Ngược lại, đồ thị hàm Schumacher xuất phát chính xác từ gốc tọa độ $(0,0)$, có một điểm uốn và một tiệm cận ngang, phản ánh đúng bản chất sinh học thực tế của cây rừng từ thời điểm gieo trồng ban đầu.
3. Đỉnh tăng trưởng thường xuyên ($Z_d$) và tăng trưởng bình quân ($\Delta d$) về đường kính của lâm phần diễn ra vào những năm tuổi nào?
Theo kết quả giải tích cây tiêu chuẩn và mô hình Schumacher, lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về đường kính ($Z_d$) đạt giá trị cực đại ở tuổi 3 với $1,85\text{ cm/năm}$, sau đó giảm dần (đến tuổi 9 còn $0,64\text{ cm/năm}$). Lượng tăng trưởng bình quân chung ($\Delta d$) đạt cực đại muộn hơn ở tuổi 5 với $1,28\text{ cm/năm}$, sau đó giảm dần qua các năm tiếp theo.
4. Phương trình tương quan nào phản ánh chính xác nhất mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) và đường kính ngang ngực ($D_{1,3}$)?
Trong 4 dạng phương trình khảo sát, phương trình parabol bậc hai $H_{vn} = 3,025 + 0,304 \cdot D_{1,3} + 0,009 \cdot D_{1,3}^2$ là phương trình phù hợp nhất. Phương trình này đạt hệ số xác định cao nhất ($R^2 = 0,975$), sai tiêu chuẩn ước lượng thấp ($Std.f = 0,191$) và mức ý nghĩa thống kê $Sig. = 0,000$, đảm bảo độ tin cậy để lập biểu thể tích và điều tra rừng tại địa phương.
5. Vì sao lâm phần Thông mã vĩ 9 tuổi tại xã Hữu Khánh lại cần áp dụng biện pháp tỉa thưa lâm sinh?
Mật độ thực tế tại 21 ô tiêu chuẩn đang duy trì từ 1.380 đến 1.820 cây/ha là mức mật độ quá dày đối với rừng 9 tuổi. Lâm phần đang xảy ra quá trình phân hóa tự nhiên gay gắt, tán lá đan xen làm cản trở không gian dinh dưỡng, khiến lượng tăng trưởng đường kính giảm mạnh sau tuổi 5. Tỉa thưa theo phân cấp Kraft là biện pháp kỹ thuật bắt buộc nhằm loại bỏ cây xấu, cây bị chèn ép, tập trung không gian dinh dưỡng cho các cây sinh trưởng tốt.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Đức Định đã giải quyết trọn vẹn các mục tiêu khoa học về cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng thuần loài Thông mã vĩ 9 tuổi tại xã Hữu Khánh, huyện Lộc Bình, tỉnh Lạng Sơn. Nghiên cứu đã chứng minh tính phù hợp cao của hàm phân bố Weibull đối với cấu trúc đường kính, chiều cao và xác lập mô hình sinh trưởng Schumacher tối ưu cho các chỉ tiêu thể tích, đường kính và chiều cao. Các phát hiện định lượng về thời điểm đạt đỉnh tăng trưởng thường xuyên (tuổi 3) và tăng trưởng bình quân (tuổi 5) cung cấp cơ sở khoa học trực tiếp cho việc xác định chế độ tỉa thưa và điều chế rừng Thông mã vĩ tại địa phương.
