I. Tổng Quan Sinh Trưởng và Năng Suất Rừng Thông Ba Lá
Rừng Thông ba lá (Pinus keysia) đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và kinh tế Lâm Đồng. Gỗ Thông ba lá có chất lượng cao, được ưa chuộng trong xây dựng, sản xuất đồ mộc và giấy sợi. Loài cây này dễ trồng, thích nghi với nhiều loại đất, và hiện diện rộng rãi ở Tây Nguyên. Tại Lâm Đồng, rừng Thông ba lá được trồng tập trung ở Bảo Lộc, Di Linh, Đức Trọng, Đơn Dương và Đà Lạt. Mục tiêu kinh doanh rừng trồng Thông ba lá là sản xuất gỗ năng suất cao, chất lượng tốt, kết hợp bảo vệ môi trường và du lịch. Để đạt mục tiêu này, cần có chương trình lâm sinh phù hợp. Điều này đòi hỏi hiểu biết sâu sắc về cấu trúc, sinh trưởng và năng suất rừng Thông ba lá, cũng như hiệu quả kinh doanh và thị trường gỗ. Tuy nhiên, nghiên cứu đầy đủ về sinh trưởng và chu kỳ khai thác tối ưu về kinh tế còn hạn chế. Theo Nguyễn Ngọc Lung (1988), kiến thức về tăng trưởng, sản lượng và năng suất rừng trồng Thông ba lá ở các khu vực khác nhau của Lâm Đồng còn thiếu. Đề tài nghiên cứu "Nghiên cứu sinh trưởng, năng suất và chu kỳ khai thác rừng Thông ba lá tối ưu về kinh tế ở Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng" ra đời từ nhu cầu này.
1.1. Mục Đích Nghiên Cứu Sinh Trưởng Thông Ba Lá
Mục đích chính của nghiên cứu là xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc trưng sinh trưởng đường kính, chiều cao và trữ lượng của rừng Thông ba lá ở Đơn Dương. Dữ liệu này sẽ đánh giá sự thích nghi của Thông ba lá với lập địa và xác định chu kỳ khai thác tối ưu về kinh tế. Mục tiêu cụ thể là xây dựng mô hình dự đoán quá trình sinh trưởng đường kính thân cây, chiều cao thân cây và trữ lượng trong giai đoạn 20 tuổi, làm cơ sở khoa học đánh giá sự thích nghi của Thông ba lá và tính toán chu kỳ khai thác tối ưu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đặc điểm sinh trưởng đường kính, chiều cao và trữ lượng của rừng Thông ba lá trong giai đoạn 20 tuổi tại Đơn Dương. Nội dung chỉ tập trung vào các vấn đề liên quan đến sinh trưởng và năng suất, từ đó đề xuất mô hình dự đoán và chu kỳ khai thác tối ưu. Về lý luận, đề tài cung cấp dữ liệu đánh giá sinh trưởng, năng suất và sự thích nghi của rừng Thông ba lá với lập địa. Về thực tiễn, kết quả nghiên cứu là căn cứ khoa học cho việc chọn lựa và áp dụng phương thức trồng, nuôi dưỡng và khai thác rừng Thông ba lá, đồng thời dự đoán chu kỳ khai thác tối ưu về kinh tế.
1.2. Phạm Vi và Ý Nghĩa Nghiên Cứu Rừng Thông Ba Lá
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là những đặc điểm sinh trưởng đường kính thân cây, chiều cao thân cây và trữ lượng của rừng Thông ba lá trong giai đoạn 20 tuổi tại khu vực Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng. Nội dung nghiên cứu chỉ tập trung vào những vấn đề có liên quan đến sinh trưởng và năng suất rừng Thông ba lá trong giai đoạn 20 tuổi. Từ những kết quả nghiên cứu, đề xuất những mô hình dự đoán sinh trưởng đường kính thân cây, chiều cao thân cây, trữ lượng của rừng Thông ba lá và chu kỳ khai rừng Thông ba lá tối ưu về kinh tế. Ý nghĩa của đề tài: (1) Về lý luận, đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu để đánh giá sinh trưởng, năng suất và sự thích nghi của rừng Thông ba lá với lập địa ở Đơn Dương. (2) Về thực tiễn, những kết quả nghiên cứu của đề tài là căn cứ khoa học cho việc chọn lựa và áp dụng những phương thức trồng rừng, nuôi dưỡng và khai thác rừng Thông ba lá trồng, đồng thời dự đoán chu kỳ khai thác rừng Thông ba lá tối ưu về kinh tế.
II. Điều Kiện Tự Nhiên Ảnh Hưởng Sinh Trưởng Thông Ba Lá
Khu vực nghiên cứu nằm trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng. Vị trí địa lý: + Từ 110 13'30" đến 110 29'30" vĩ độ bắc +Từ 107058’00” đến 108010’ 5” kinh độ đông. Ranh giới: + Phía Bắc giáp Tân Thượng + Phía Nam giáp tỉnh Bình Thuận + Phía Đông giáp Bảo Thuận. + Phía Tây giáp Ban quản lý rừng Hòa Bắc – Hòa Nam. Điều kiện tự nhiên Khu vực nghiên cứu thuộc cao nguyên Đơn Dương, độ cao trung bình 1. Khí hậu nhiệt đới núi vừa. Nhiệt độ trung bình năm là 21,50C. Lượng mưa trung bình năm là 2. Mưa phân thành hai mùa khô và mưa. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Độ ẩm không khí về mùa mưa đạt trên 85%, mùa khô độ ẩm đạt dưới 80%. Rừng Thông ba lá phát triển trên đất bazan nâu đỏ. Đất thông thoáng trong mùa mưa, khô hạn trong mùa khô.
2.1. Vị Trí Địa Lý Khu Vực Nghiên Cứu Thông Ba Lá
Khu vực nghiên cứu nằm trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng. Vị trí địa lý: + Từ 110 13'30" đến 110 29'30" vĩ độ bắc +Từ 107058’00” đến 108010’ 5” kinh độ đông. Ranh giới: + Phía Bắc giáp Tân Thượng + Phía Nam giáp tỉnh Bình Thuận + Phía Đông giáp Bảo Thuận. + Phía Tây giáp Ban quản lý rừng Hòa Bắc – Hòa Nam.
2.2. Ảnh Hưởng Khí Hậu Đến Sinh Trưởng Rừng Thông Ba Lá
Điều kiện tự nhiên Khu vực nghiên cứu thuộc cao nguyên Đơn Dương, độ cao trung bình 1. Khí hậu nhiệt đới núi vừa. Nhiệt độ trung bình năm là 21,50C. Lượng mưa trung bình năm là 2. Mưa phân thành hai mùa khô và mưa. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Độ ẩm không khí về mùa mưa đạt trên 85%, mùa khô độ ẩm đạt dưới 80%. Rừng Thông ba lá phát triển trên đất bazan nâu đỏ. Đất thông thoáng trong mùa mưa, khô hạn trong mùa khô.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu Sinh Trưởng Rừng Thông Ba Lá
Nghiên cứu tập trung vào những lâm phần Thông ba lá trồng thuần loài đồng tuổi, từ 4-20 tuổi, sinh trưởng và phát triển bình thường, mọc trên đất feralit nâu đỏ phát triển từ đá bazan và granit, phân bố ở địa hình bị chia cắt mạnh, độ cao từ 1. Rừng được trồng từ cây con 1 năm tuổi, mật độ 2. Sau khi trồng, rừng được tỉa thưa 1-2 lần. Thời gian nghiên cứu từ tháng 01/2009 đến tháng 5 năm 2009. Nội dung nghiên cứu bao gồm: sinh trưởng đường kính thân cây, chiều cao thân cây, trữ lượng rừng, chu kỳ khai thác tối ưu và một số đề xuất. Cơ sở phương pháp luận dựa trên quan niệm rằng sinh trưởng và năng suất rừng Thông ba lá phụ thuộc vào khí hậu, địa hình, đất, sinh vật, con người và tuổi quần thụ. Do đó, đặc trưng sinh trưởng cần được xem xét theo thời gian hay tuổi quần thụ.
3.1. Đối Tượng Nghiên Cứu Sinh Trưởng Rừng Thông Ba Lá
Đối tượng nghiên cứu là những lâm phần Thông ba lá trồng thuần loài đồng tuổi nằm trong giai đoạn từ 4-20 tuổi. Những lâm phần Thông ba lá được sử dụng để nghiên cứu là những lâm phần sinh trưởng và phát triển bình thường, mọc trên đất feralit nâu đỏ phát triển từ đá bazan và granit; rừng phân bố ở địa hình bị chia cắt mạnh, độ cao từ 1. Rừng được trồng từ những cây con 1 năm tuổi. Mật độ trồng rừng ban đầu là 2. Sau khi trồng, rừng Thông ba lá đã được tỉa thưa 1-2 lần.
3.2. Nội Dung Nghiên Cứu Quá Trình Sinh Trưởng
Nội dung nghiên cứu bao gồm những vấn đề sau đây: 1. Sinh trưởng đường kính thân cây Thông ba lá 2. Sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá 3. Sinh trưởng trữ lượng rừng Thông ba lá 4. Chu kỳ khai thác rừng Thông ba lá tối ưu về kinh tế 5. Một số đề xuất
3.3. Phương Pháp Thu Thập Số Liệu Nghiên Cứu
Cơ sở khoa học của phương pháp luận là dựa trên những quan niệm cho rằng, sinh trưởng và năng suất rừng Thông ba lá được ấn định không chỉ bởi khí hậu, địa hình - đất, sinh vật, con người, mà còn bởi tuổi quần thụ. Do đó, những đặc trưng sinh trưởng của quần thụ cần phải được xem xét theo thời gian hay tuổi quần thụ. Mục tiêu của đề tài là xây dựng những mô hình dự đoán quá trình sinh trưởng đường kính thân cây, chiều cao thân cây và trữ lượng của rừng Thông ba lá trong giai đoạn 20 tuổi để làm căn cứ khoa học cho việc đánh giá sự thích nghi của Thông ba lá với lập địa ở Đơn Dương và tính và chu kỳ khai thác rừng Thông ba lá tối ưu về kinh tế. Để đạt được mục tiêu đặt ra, đã sử dụng phương pháp giải tích thân cây. Cây giải tích là cây có đường kính (D1.3, cm) và chiều cao (H, mm) bình quân lâm phần; sinh trưởng và phát triển bình thường; không bị sâu hại hay cụt ngọn; thân thẳng và tròn đều; tán lá cân đối và tròn đều; không bị chèn ép.
IV. Kết Quả Sinh Trưởng Đường Kính Thân Cây Thông Ba Lá
Sinh trưởng đường kính thân cây (D1.3, cm) Thông ba lá 20 tuổi ở Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng được dẫn ra ở bảng 4. Số liệu ở bảng 4.1 là giá trị đường kính trung bình của 9 cây giải tích bình quân lâm phần. Để mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân cây, đã xây dựng mô hình mô tả sự biến đổi đường kính thân cây theo tuổi (A, năm) bằng mô hình Schumacher. Sau đó giải tích mô hình Schumacher để xác định lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm (ZD, cm/năm), lượng tăng trưởng bình quân năm (ΔD, cm/năm) và suất tăng trưởng hàng năm (Pd, %). Kết quả nghiên cứu cho thấy, giữa D1. Mô hình mối liên hệ có dạng (Hình 4.1 và Phụ lục 1): Ln(D1.1) với R = -0,9961 và Se = ± 0,0368 Hay D1. Quan hệ giữa đường kính với tuổi cây theo mô hình: Ln(D) = ln(m) + b/A^0,2
4.1. Mô Hình Hóa Sinh Trưởng Đường Kính Thân Cây
Để mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân cây, đã xây dựng mô hình mô tả sự biến đổi đường kính thân cây theo tuổi (A, năm) bằng mô hình Schumacher. Sau đó giải tích mô hình Schumacher để xác định lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm (ZD, cm/năm), lượng tăng trưởng bình quân năm (ΔD, cm/năm) và suất tăng trưởng hàng năm (Pd, %).
4.2. Phân Tích Kết Quả Tăng Trưởng Đường Kính
Kết quả nghiên cứu cho thấy, giữa D1. Mô hình mối liên hệ có dạng (Hình 4.1 và Phụ lục 1): Ln(D1.1) với R = -0,9961 và Se = ± 0,0368 Hay D1. Quan hệ giữa đường kính với tuổi cây theo mô hình: Ln(D) = ln(m) + b/A^0,2
V. Đánh Giá Sinh Trưởng Chiều Cao Thân Cây Thông Ba Lá
Đặc trưng sinh trưởng chiều cao thân cây trung bình (H, m) của những lâm phần Thông ba lá 20 tuổi ở Đơn Dương được dẫn ra ở bảng 4. Để làm rõ quá trình sinh trưởng H (m), trước hết đã xây dựng mô hình biểu diễn mối quan hệ giữa H (m) bình quân lâm phần với tuổi (A, năm). Sau đó giải tích mô hình để dự đoán lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm (ZH, m/năm), lượng tăng trưởng bình quân năm (ΔH, m/năm) và suất tăng trưởng hàng năm (Ph, %). Kết quả nghiên cứu cho thấy, giữa chiều cao (H, m) với tuổi cây (A, năm) tồn tại mối quan hệ chặt chẽ (R2 = -0.9785) theo mô hình Ln(H) = Ln(m) + b/A^0,2). Mô hình mối liên hệ có dạng (Hình 4.5 và Phụ lục 3): Ln(H) = 5,71261 – 5,58709/A0,2
5.1. Xây Dựng Mô Hình Sinh Trưởng Chiều Cao Thân Cây
Để làm rõ quá trình sinh trưởng H (m), trước hết đã xây dựng mô hình biểu diễn mối quan hệ giữa H (m) bình quân lâm phần với tuổi (A, năm). Sau đó giải tích mô hình để dự đoán lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm (ZH, m/năm), lượng tăng trưởng bình quân năm (ΔH, m/năm) và suất tăng trưởng hàng năm (Ph, %).
5.2. Kết Quả Nghiên Cứu Sinh Trưởng Chiều Cao
Kết quả nghiên cứu cho thấy, giữa chiều cao (H, m) với tuổi cây (A, năm) tồn tại mối quan hệ chặt chẽ (R2 = -0.9785) theo mô hình Ln(H) = Ln(m) + b/A^0,2). Mô hình mối liên hệ có dạng (Hình 4.5 và Phụ lục 3): Ln(H) = 5,71261 – 5,58709/A0,2
VI. Chu Kỳ Khai Thác Rừng Thông Ba Lá Tối Ưu Nhất
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ gỗ sản phẩm trung bình (Φđầu nhỏ ≥ 6 cm) của rừng Thông ba lá từ 4 đến 20 tuổi là 75% so với trữ lượng gỗ thân cây đứng. Khi tỷ lệ gỗ sản phẩm là 75%, thì từ mô hình 4.14 có thể biến đổi thành mô hình biểu thị trữ lượng gỗ sản phẩm (Msp, m3/ha) của 1 ha rừng Thông ba lá như sau: Msp = 354.18) Bằng cách giải tích mô hình 4.18, có thể dự đoán được trữ lượng gỗ sản phẩm, lượng gia tăng trữ lượng gỗ sản phẩm hàng năm (ZMsp, m3/ha/năm), lượng gia tăng trữ lượng gỗ sản phẩm bình quân năm (ΔMsp, m3/ha/năm) và suất tăng trưởng trữ lượng gỗ sản phẩm hàng năm (PMsp,%) của 1 ha rừng Thông ba lá (Bảng 4.9; Phụ lục 6 và Hình 4.
6.1. Trữ Lượng Gỗ Sản Phẩm và Tỷ Lệ Khai Thác
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ gỗ sản phẩm trung bình (Φđầu nhỏ ≥ 6 cm) của rừng Thông ba lá từ 4 đến 20 tuổi là 75% so với trữ lượng gỗ thân cây đứng.
6.2. Dự Đoán Tuổi Khai Thác Tối Ưu Về Kinh Tế
Phân tích số liệu của bảng 4.10 cho thấy, khi tuổi rừng Thông ba lá tăng lên từ 4 - 20 năm, thì tổng giá trị gỗ sản phẩm cũng tăng lên từ 5.000 đồng/ha đến 92. Dự đoán tổng giá trị gỗ sản phẩm của 1 ha rừng Thông ba lá đến tuổi 22 là 107. Trái lại, khi tuổi rừng Thông ba lá tăng lên từ 4 - 20 năm, thì tỷ lệ gia tăng giá trị gỗ sản phẩm hàng năm lại giảm tương ứng từ 46,7%/năm ở tuổi 4, 19,4%/năm ở tuổi 10 và 7,6%/năm ở tuổi 20.
