Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiện tại Tây Nguyên
Vùng sinh thái Tây nguyên bao gồm 05 tỉnh: Kon tum; Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk
Nông và Lâm Đồng với tổng diện tích rừng 2,567,116 ha, chiếm khoảng 47% tổng diện
tích tự nhiên của vùng. Trong đó diện tích rừng tự nhiên là 2,253,804 ha, chiếm khoảng
41% tổng diện tích tự nhiên và 88% diện tích có rừng, độ che phủ là 46,54% (Theo số
liệu công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2014). Tuy nhiên, trong những năm gần đây
diện tích rừng tự nhiên của khu vực này không ngừng bị giảm sút cả về số lượng và
chất lượng do nhiều nguyên nhân khác nhau đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng về phát
triển kinh tế, phòng hộ môi trường, nhưng chủ yếu vẫn là do khai thác và nuôi dưỡng
rừng sau khai thác chưa đáp ứng được cho khả năng phục hồi rừng và nâng cao chất
lượng rừng. Khai thác rừng tự nhiên ở Tây Nguyên vẫn là phương thức khai thác chọn
thô và chưa có những đầu tư thích đáng cho nuôi dưỡng phục hồi rừng. Do vậy, rừng
ngày cảng giảm sút cả về số lượng và chất lượng. Để góp phần giải quyết những tồn tại
trên, luận án” Nghiên cứu cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện
pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiện tại Tây Nguyên” được thực hiện góp
phần giải quyết những cấp bách trong quản lý rừng tự nhiên ở nước ta. Đồng thời có ý
nghĩa đòn bầy đưa Việt Nam hòa nhập tiến trình quản lý rừng bền vững của thế giới
nhất là đối với rừng tự nhiên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiện tại Tây Nguyên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT ƢỜ ỌC Ô VĂ O NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC RỪ ƢỚC VÀ SAU KHAI THÁC NHẰ Ề XUẤT BI N PHÁP KHAI THÁC VÀ UÔ DƢỠNG RỪNG TỰ NHIÊN T I TÂY NGUYÊN Chuyên ngành: iều tra và Quy hoạch rừng Mã số: 62620208 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾ SĨ P HÀ NỘI – 2017 Luận án được hoàn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội. gƣời hƣớng dẫn khoa học: S. S . VŨ ẾN HINH Phản biện 1 ........................................................... Phản biện 2 .......................................................... Phản biện 3 .......................................................... Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ Cấp trường họp tại: Trường Đại học Lâm nghiệp Thời gian: ..........giờ, ngày...... tháng .... năm 2017 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Lâm Nghiệp 1 MỞ ẦU 1.Tính cấp thiết của luận án Vùng sinh thái Tây nguyên bao gồm 05 tỉnh: Kon tum; Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng với tổng diện tích rừng 2,567,116 ha, chiếm khoảng 47% tổng diện tích tự nhiên của vùng. Trong đó diện tích rừng tự nhiên là 2,253,804 ha, chiếm khoảng 41% tổng diện tích tự nhiên và 88% diện tích có rừng, độ che phủ là 46,54% (Theo số liệu công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2014). Tuy nhiên, trong những năm gần đây diện tích rừng tự nhiên của khu vực này không ngừng bị giảm sút cả về số lượng và chất lượng do nhiều nguyên nhân khác nhau đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng về phát triển kinh tế, phòng hộ môi trường, nhưng chủ yếu vẫn là do khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác chưa đáp ứng được cho khả năng phục hồi rừng và nâng cao chất lượng rừng. Khai thác rừng tự nhiên ở Tây Nguyên vẫn là phương thức khai thác chọn thô và chưa có những đầu tư thích đáng cho nuôi dưỡng phục hồi rừng. Do vậy, rừng ngày cảng giảm sút cả về số lượng và chất lượng. Để góp phần giải quyết những tồn tại trên, luận án” Nghiên cứu cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiện tại Tây Nguyên” được thực hiện góp phần giải quyết những cấp bách trong quản lý rừng tự nhiên ở nước ta. Đồng thời có ý nghĩa đòn bầy đưa Việt Nam hòa nhập tiến trình quản lý rừng bền vững của thế giới nhất là đối với rừng tự nhiên 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án * Về khoa học: Bổ sung những thông tin khoa học làm sáng tỏ sự thay đổi về cấu trúc rừng trước và sau khai thác. Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất ứng dụng xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên. * Về thực tiễn: Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên. 3. Mục tiêu nghiên cứu * Mục tiêu chung: Xây dựng cơ sở khoa học cho đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên. * Mục tiêu cụ thể Xác định được sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính và đường cong chiều cao trước và ngay sau khai thác. Xác định được sự thay đổi về cấu trúc theo chiều thẳng đứng. Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất được biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác đảm bảo cho rừng phát triển bền vững. 2 4. ối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: Rừng tự nhiên lá rộng thường xanh là rừng sản xuất đang đưa vào khai thác chính tại Tây Nguyên. b. Phạm vi nghiên cứu: - Về nội dung nghiên cứu: Trong khuôn khổ luận án, chỉ tiến hành nghiên cứu một số cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất được biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác. - Về địa điểm nghiên cứu: Chỉ tiến hành nghiên cứu tại một số địa phương có khai thác gỗ tại vùng Tây Nguyên bao gồm các tỉnh: Kom Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông. - Về thời điểm thu thập số liệu: Trước và ngay sau khi khai thác xong. 5. hững đóng góp của luận án - Về mặt học thuật: Kết quả nghiên cứu của luận án là tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy và nghiên cứu về rừng tự nhiên của khu vực Tây Nguyên. - Về mặt lý luận: Luận án đã bổ sung những thông tin khoa học làm sáng tỏ sự thay đổi về cấu trúc rừng trước và sau khai thác. Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất biện pháp kỹ thuật khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên. - Những luận điểm mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án. + Đánh giá được sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính và đường cong chiều cao trước và ngay sau khai thác + Xác định được sự thay đổi cấu trúc theo chiều thẳng đứng của rừng trước và ngay sau khai thác. + Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên (mô hình động thái phân bố số cây theo đường kính và mô hình động thái đường cong chiều cao) + Đưa ra được các biện pháp khai thác, nuôi dưỡng rừng, chăm sóc và bảo vệ rừng ở khu vực Tây Nguyên. 3 Chƣơng 1 Ổ QUA VẤ Ề Ê CỨU Trên thế giới, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên cũng khá toàn diện, hướng nghiên cứu đã chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang định lượng với khả năng ứng dụng vào thực tiễn ngày càng cao. Các nghiên cứu này đều có giá trị lý luận và thực tiễn ở những mức độ khác nhau và đều phục vụ cho mục đích kinh doanh, lợi dụng rừng có hiệu quả và lâu dài trên thế giới trong những năm qua. Ở Việt Nam, rừng tự nhiên ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn. Các quy luật cấu trúc lâm phần đã được mô tả nhiều hơn bằng các mô hình toán học, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho từng đối tượng và hoàn cảnh cụ thể. Tuy nhiên, so với rừng trồng thì các công trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi, đa dạng và phức tạp thuộc vùng nhiệt đới còn rất ít và chưa đầy đủ, đặc biệt là những nghiên cứu nhằm đưa ra các giải pháp lâm sinh để phát triển bền vững rừng tự nhiên. Mặc dù cấu trúc rừng đã có bề dày trong các nghiên cứu trong nước và ngoài nước nhưng nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc rừng trước và ngay sau khai thác chưa được quan tâm nghiên cứu. Trong khi đó, vấn đề xác định đặc điểm cấu trúc rừng sau khai thác vô cùng quan trọng, nó liên quan đến việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng sau khai thác và quyết định đến sản lượng rừng trong các luân kỳ khai thác tiếp tiếp theo. Một giả thuyết đặt ra là làm sao để dự đoán được cấu trúc rừng sau khai thác ngay tại thời điểm trước khai thác?Làm sao để xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản cho rừng tự nhiên? Với kỳ vọng của luận án là làm sáng tỏ được sự thay đổi về cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất ứng dụng xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và biện pháp kỹ thuật khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên. 4 Chƣơng 2 Ộ DU VÀ ƢƠ Á Ê CỨU 2.1. ội dung nghiên cứu 2.1.1.Xác định hiện trạng rừng các OTC thu thập số liệu 2.1.2. Xác định sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính và đường cong chiều cao trước và ngay sau khai thác 2.1.3. Xác định cấu trúc theo chiều thẳng đứng 2.1.4. Đặc điển tái sinh rừng 2.1.5. Đề xuất một số ứng dụng kết quả nghiên cứu 2.2. hƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Quan điểm và phương pháp luận Phương pháp luận tổng quát của luận án là sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để xác định cấu trúc cơ bản của rừng trước và ngay sau khai thác. Tiếp theo là sử dụng phương pháp thống kê, khái quát hóa thành các quy luật và so sánh sự khác biệt giữa về đặc điểm cấu trúc rừng giữa trước và ngay sau khai thác. 2.2.2. Phương pháp kế thừa Đề tài kế thừa các tài liệu liên quan đã được công bố của các công trình nghiên cứu khoa học, các văn bản mang tính pháp lý, những tài liệu điều tra cơ bản của các cơ quan có thẩm quyền liên quan 2.2.3. Phương pháp thu thập số liệu 2.2.3.1. Bố trí ô tiêu chuẩn (OTC) Diện tích ô tiêu chuẩn đo đếm tầng cây cao: 10.000 m2 (1,0 ha). Số lượng ô tiêu chuẩn nghiên: 30 ô. Trong mỗi ô (1,0 ha) phân thành 25 ô đo đếm, mỗi ô có diện tích 400m2, trong mỗi ô 400 m2 bố trí 1 ô 25 m 2 để đo đếm tái sinh 2.2.3.2. Điều tra ô tiêu chuẩn a. iai đoạn trƣớc khai thác: ối với tầng cây cao ( cây có D1.3 ≥ 6 cm) - Đánh số thứ tự toàn bộ số cây gỗ có D1,3 ≥ 6 cm trong ô. Xác định tên loài cây: Đo đường kính ngang ngực (D1,3); Đo chiều cao vút ngọn (Hvn); Xác định phẩm chất theo A, B, C. Đánh dấu những cây đã được thiết kế khai thác. ối với cây tái sinh: Xác định tên cây có D1.3 < 6cm; xác định phẩm chất; xác định nguồn gốc; đo chiều cao vút ngọn, đường kính gốc. b. Thời điểm ngay sau khi khai thác - Đánh dấu những cây đã được khai thác. Đánh dấu những cây đổ gẫy do quá trình khai thác. * Cách xác định tầng thứ: Tầng thứ của rừng được phân chia ngay tại thực địa. Bằng quan sát thực tế 2.2.4. Xử lý số liệu 2.2.4.1 Đối với tầng cây cao * Tính một số đại lượng - Tiết diện ngang G (m2/ha): G = * (2.1) 5 - Trữ lượng M (m3/ha): M = * *h* với f=0,45 (2.2) + Phân loại rừng theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT – Quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng. Theo đó đối với rừng gỗ được phân loại như sau: a) Rừng rất giàu: Trữ lượng cây đứng trên 300 m3/ha; b) Rừng giàu: Trữ lượng cây đứng từ 201- 300 m3/ha; c) Rừng trung bình: Trữ lượng cây đứng từ 101 - 200 m3/ha; d) Rừng nghèo: Trữ lượng cây đứng từ 10 đến 100 m3/ha; đ) Rừng chưa có trữ lượng: Rừng gỗ đường kính bình quân < 8 cm, trữ lượng cây đứng dưới 10 m3/ha. + Theo Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng (QPN 6- 84) Ban hành kèm theo Quyết định số 682/QĐKT ngày 01/8/1984 của Bộ Lâm nghiệp. Căn cứ vào tổng tiết diện ngang hamG /2 , trữ lượng hamM /3 , độ tàn che (P) và một số thông tin điều tra ngoài thực địa, tiến hành phân chia trạng thái cho từng ô tiêu chuẩn. * Xác định công thức tổ thành theo chỉ số IV% Chỉ số IV% được xác định theo phương pháp của Daniel Marmillod 2 %% % GN IV (2.3) Trong đó: N% là phần trăm số cá thể ở tầng cây cao của loài nào đó so với tổng số cây trên OTC. G% là phần trăm tiết diện ngang của loài cây nào đó so với tổng tiết diện ngang của OTC. Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV% > 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần. Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (1978) Loài cây nào đó chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế. * Cường độ khai thác - Cường độ khai thác theo trữ lượng: 100*% M M I KTM (2.4) Trong đó: I%M: Cường độ khai thác theo trữ lượng MKT: Trữ lượng gỗ chặt trong ô M: Tổng trữ lượng ô trước khai thác - Cường độ khai thác theo số cây: 100*% N N I KTN (2.5) Trong đó: I%N: Cường độ khai thác theo số cây NKT: Số cây gỗ chặt trong ô N: Tổng số cây trong ô trước khai thác * Cƣờng độ đổ gãy do khai thác - Cường độ đổ gãy theo trữ lượng: 6 100*% Mo M I đg đgM (2.6) Trong đó: I%đgM: Cường độ đổ gãy do khai thác theo trữ lượng Mđg: Trữ lượng gỗ đổ gãy do quá trình khai thác Mo: Tổng trữ lượng ô trước khai thác - Cường độ đổ gãy theo số cây: 100*% N N I đg đgN (2.7) Trong đó: I%đgN: Cường độ đổ gãy do khai thác theo số cây Nkt: Số cây gỗ đổ gãy do quá trình khai thác No: Tổng số cây ô trước khai thác * Cƣờng độ tổng hợp sau khai thác - Trữ lượng mất đi do khai thác: đgktmdkt MMM (2.8) Trong đó: Mmdkt: Trữ lượng mất đi do khai thác Mkt: Trữ lượng khai thác Mđg: Trữ lượng đổ gãy do khai thác - Tỷ lệ trữ lượng mất đi do hoạt động khai thác (cường độ tổng hợp sau khai thác): M M I mdktthskt % (2.9) Trong đó: I%thskt: Cường độ tổng hợp sau khai thác Mmdkt : Trữ lượng mất đi do khai thác M: Trữ lượng trước khai thác - Số cây mất đi do hoạt động khai thác: đgktmdkt NNN (2.10) Trong đó: Nmdkt : Số cây mất đi do khai thác Nkt: Số cây khai thác Nđg: Số cây đổ gãy do khai thác - Tỷ lệ số cây mất đi do hoạt động khai thác (cường độ tổng hợp sau khai thác): N N I mdktthskt % (2.11) Trong đó: I%thskt: Cường độ tổng hợp sau khai thác Nmdkt : Số cây mất đi do khai thác N: Số cây trước khai thác * Mô phỏng các phân bố thực nghiệm - Phân bố giảm, dạng hàm Meyer Hàm Meyer có dạng: y = α.e-β.x (2.12) Trong đó: y: là tần số quan sát. x: là giá trị của nhân tố điều tra (D1.3). 7 α, β là hai tham số của phương trình. Khi giá trị x tăng, β càng lớn thì đường cong lõm và giảm càng nhanh, ngược lại β càng bé thì đường cong giảm từ từ. - Phân bố khoảng cách Phân bố khoảng cách là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt quãng, hàm toán học có dạng: γ với x=0 (2.13) P(x) = (1- γ )(1-α).αx-1 x≥ 1 Trong đó: n f0 (2.14) ii Xf fn . )( 1 0 (2.15) -với f0: là tần số quan sát của tổ đầu tiên n: dung lượng mẫu K DD X ii )( min (2.16) Với K là cự ly tổ; Di: trị số giữa tổ thứ i, Dmin: trị số giữa tổ thứ nhất. Phân bố khoảng cách dùng để nắn những phân bố thực nghiệm có dạng chữ J (đỉnh nằm ở cỡ thứ hai và sau đó tần số giảm dần khi x tăng). - Phân bố Weibull Phân bố Weibull là phân bố của biến ngẫu nhiên liên tục với hàm mật độ và hàm phân bố có dạng: Hàm mật độ: fx (x) = axex .1... (2.17) Hàm phân bố: F(x) = 1- axe . (2.18) Trong đó: và là 2 tham số của phân bố Weibull. Tham số đặc trưng cho độ nhọn phân bố. Tham số đặc trưng cho độ lệch của phân bố. Nếu: = 1 phân bố có dạng giảm theo hàm mũ = 3 phân bố có dạng đối xứng. > 3 phân bố có dạng lệch phải. < 3 phân bố có dạng lệch trái. Kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm Để đánh giá sự phù hợp của phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm, sử dụng tiêu chuẩn Khi bình phương (2) 8 2 = m i fl flft 1 2)( (2.19) Nếu 2tính ≤ 2 05 tra bảng, với bậc tự do k = m – r - 1 (m: là số tổ sau khi gộp; r: số tham số của phân bố lý thuyết cần ước lượng), thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm và ngược lại. Trong đó: ft: Tần số thực nghiệm fl: Tần số lý thuyết Nếu tổ nào có fl < 5 thì ghép với tổ trên hoặc tổ dưới, để sao cho fl ≥ 5. Lựa chọn phân bố lý thuyết thích hợp Khi sử dụng các phân bố lý thuyết để mô phỏng phân bố thực nghiệm, thì phân bố nào có tỷ lệ chấp nhận cao hơn sẽ được chấp nhận. * Nghiên cứu tƣơng quan /D1.3 Thăm dò quan hệ h/d thông qua việc thử nghiệm các dạng phương trình như: Liner, Logarithmic, Inverse, Quardratic, Cubic, Compound, Power, S, Growth, Logistic, Exponential để chọn ra phương trình tốt nhất mô tả mối quan hệ giữa đường k ... ình động thái phân bố số cây theo đường kính rừng tự nhiên hƣơng pháp 1: Sử dụng quan hệ các tham số của phân bố lý thuyết N/D1.3 trước và sau khai thác. Kết quả cho thấy, tham số α của phương trình N= α*e-β*D1.3 trước và sau khai thác có tương quan chặt, hệ số xác định R2 = 0,8541 với mức ý nghĩa α=0,05; các giá trị P- value < 0,05 thể hiện sự tồn tại của các tham số trong tổng thể và thể hiện sự tồn tại của phương trình. Tương tự tham số β của phương trình N= α*e-β*D1.3 trước và sau khai thác có tương quan chặt, hệ số xác định R2 = 0,8451 với mức ý nghĩa α=0,05; các giá trị P- value < 0,05 thể hiện sự tồn tại của các tham số trong tổng thể và thể hiện sự tồn tại của phương trình. Như vậy, từ phương trình α2=-4,4142+0,8943*α1 và β2=0,0021+1,0710*β1 sẽ xác định được tham số của phương trình N= α*e -β*D1.3 sau khai thác từ phương trình N= α*e-β*D1.3 trước khai thác hƣơng pháp 2: : Dự đoán phân bố N/D1.3 của từng bộ phận. a. Xác định phân bố N/D1.3 trƣớc khai thác 17 Dựa vào phân bố lý thuyết và khẳng định phương trình Meyer mô phỏng tốt phân bố số cây theo đường kính N/D1.3. b. Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận khai thác Kết quả cho thấy, phương trình (3.1) mô phỏng tốt mối quan hệ này với hệ số xác định R2 = 0,930 ở mức tương quan rất chặt và giá trị xác suất Sig <0,05 thể hiện sự tồn tại của tham số và phương trình: N%dikt = -389,8 + 10,56*D1.3 - 0,0569*D1.3 2 (3.1) c. Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận đổ gẫy * Xác định tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong lâm phần Thiết lập mối quan hệ giữa tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy với trữ lượng của lâm phần. Kết quả thiết lập được Phương trình tương quan là: N%đg = 4,0016*M 0,2587 (3.2) * Xác định tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong từng cỡ kính N%diđg = 57,17 -3,1068*Di1.3 + 0,0415*(Di1.3) 2 (3.3) d. Xác định phân bố N/D1.3 sau khai thác Dưới đây là ví dụ xác định mô hình phân bố N/D1.3 sau khai thác của ô tiêu chuẩn 01 có trữ lượng trước khai thác Mo là 333,1 m3/ha. Bảng 3.32: Xác định phân bố /D1.3 sau khai thác ô tiêu chuẩn 01 Cỡ D1.3 Ntkt N%đg ∑Nđg N%diđg Ndiđg N%dikt Ndikt Nskt 18,0 96 8 121 35,0 34 87 12 94 25,9 25 69 16 73 18,1 17 55 20 57 11,7 11 45 24 44 6,5 6 38 28 34 2,8 3 31 32 26 0,3 0 26 36 20 20 40 16 16 44 12 12 48 10 10 52 7 5,4 0 7 56 6 23,0 1 4 60 4 38,9 2 3 64 3 52,9 2 2 68 3 65,1 2 1 72 2 75,4 2 1 76 2 84,0 1 0 80 1 90,7 1 0 ổng 536 96 11 428 (B) Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào xây dựng mô hình động thái đường cong chiều cao rừng tự nhiên 18 Kết quả cho thấy, tham số a của phương trình H=a*Db sau khai thác và trước khai thác có tương quan chặt, hệ số xác định R2 = 0,8535 với mức ý nghĩa α=0,05; các giá trị P-value < 0,05 thể hiện sự tồn tại của các tham số trong tổng thể và thể hiện sự tồn tại của phương trình. Tương tự tham số b của phương trình h=a*db sau khai thác và trước khai thác có tương quan chặt, hệ số xác định R2 = 0,8795 với mức ý nghĩa α=0,05; các giá trị P-value < 0,05 thể hiện sự tồn tại của các tham số trong tổng thể và thể hiện sự tồn tại của phương trình. Như vậy, phương trình a2=-0,3364+1,0930*a1 và b2=-0,0207 +1,0539*b1 sẽ xác định được tham số của phương trình H=a*D b sau khai thác từ phương trình H=a*D b trước khai thác 3.5.2. Các bước dự đoán động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu Bƣớc 1: Xác định phân bố số cây theo đƣờng kính và đƣờng cong chiều cao rừng tự nhiên (1): Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận cây trước khai thác (2): Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận cây khai thác - Xác định tỷ lệ phần trăm số cây khai thác trong từng cỡ kính N%dikt = -389,8 + 10,56*Di1.3 -0,0569*Di1.3 2 - Sau đó xác định số cây khai thác trong từng cỡ kính ikt i ikt N%d *Nd Nd 100 (3): Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận cây đổ gãy * Xác định tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong lâm phần - Tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy theo phương trình N%đg = 4,0016*M 0,2587 - Tổng số cây đổ gãy của lâm phần. dg 0 dg N% *N N 100 * Xác định tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong từng cỡ kính - Tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong từng cỡ kính N%diđg = 57,17 -3,1068*Di1.3 + 0,0415*(Di1.3) 2 -Số cây đổ gãy trong từng cỡ kính dg idg N%di *Ndi Nd 100 (4): Xác định phân bố N/D1.3 bộ phận cây sau khai thác N/D1.3 sau khai thác = N/D1.3 trước khai thác - N/D1.3 khai thác - N/D1.3 đổ gãy (5): Xác định đường cong chiều cao sau khai thác - Xác định phương trình đường cong chiều cao trước khai thác H=a1*D b1 - Xác định phương trình đường cong chiều cao sau khai thác H=a2*D b2 thông qua phương trình: a2= -0,3364+1,0930*a1 và b2= -0,0207 +1,0539*b1 19 Bƣớc 2: Dự đoán cấu trúc rừng cho định kỳ 5 năm (1): Xác định số cây chuyển cấp trong các cỡ kính Theo lý thuyết, trong khoảng thời gian 5 năm, trong mỗi cỡ kính số cây có sự thay đổi như sau: Số cây tại thời điểm A+5 của cỡ kính i được tính như sau: ni (A+5) = ni (A)+ni1-ni2-ni3 (3.4) Số cây ở lại cỡ kính i = ni (A)- ni2- ni3 Giả sử cỡ kính j tại thời điểm A có Nj cây, sau định kỳ 5 năm có tăng trưởng đường kính là ZDj(A+5), với K là cự ly cỡ kính (K = 4cm), hệ số chuyển cấp f được xác định theo công thức: K Z f ADj )5( (3.5) Trong đó tăng trưởng đường kính Zd với định kỳ 5 năm được tính thông qua suất tăng trưởng Pd = a+b/√Dj tại bảng 3.39 (ứng dụng kết quả nghiên cứu của Trần Hữu Viên và cộng sự (2015) 100 )*( *5)5( DjPd Zd Aj (3.6) (2): Xác định số cây chết theo đường kính D1.3 Ứng dụng kết quả nghiên cứu của Trần Hữu Viên và cộng sự (2015), tại khu vực nghiên cứu Bảng 3.40: hƣơng trình xác định tỷ lệ phần trăm số cây mất đi trong từng cỡ đƣờng kính ịa điểm Trạng thái R2 hƣơng trình Kon Tum Nghèo 0,9200 Y= 94,10-5,90*D1,3+0,0625*D1,3 2 Trung bình 0,9271 Y= 264,00-38,85*D1,3+1,9732*D1,3 2 -0,0339*D1,3 3 Giàu 0,8604 Y= 112,14-11,00*D1,3+0,3839*D1,3 2 -0,0048*D1,3 3 Gia Lai Trung bình 0,9780 Y= -5,00+14,28*D1,3-1,2411*D1,3 2 +0,0273*D1,3 3 Giàu 0,7186 Y= 98,95-8,91*D1,3+0,2857*D1,3 2 -0,0033*D1,3 3 Nguồn: Trần Hữu Viên và cộng sự 2015 (3): Xác định số cây tái sinh chuyển cấp lên tầng cây cao - Những cây tái sinh có khả năng chuyển cấp lên tầng cây cao là những cây tái sinh triển vọng. Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm của cây tái sinh này được tính bằng lượng tăng trưởng bình quân hàng năm của cây thuộc cỡ kính 8cm. Số cây tái sinh chuyển cấp được tính như sau Ntscc= f*∑Ntstv (3.9) Trong đó : ∑Ntstv: là tổng số cây tái sinh triển vọng Ntscc : là số cây tái sinh chuyển cấp f: hệ số chuyển cấp (bằng hệ số chuyển cấp của cỡ kính 8cm) 20 (4): Xác định trữ lượng )** 4 *( 2 )3.1()5( 1 )5( fHDNM ltiAi n i Ai (3.10) Trong đó, Mi(A+5) : là trữ lượng dự đoán cho định kỳ 5 năm Ni(A+5) : là số cây dự đoán cho định kỳ 5 năm Hlt : là chiều cao lý thuyết sau khai thác tại thời điểm A (5): Xác định suất tăng trưởng 100 % )()5( AA m MM P (3.11) Trong đó: Pm%: là suất tăng trưởng M(A+5) : là trữ lượng dự đoán cho định kỳ 5 năm M(A) : là trữ lượng sau khai thác tại thời điểm A Từ kết quả nghiên cứu của luận án kết hợp với ứng dụng kết quả nghiên cứu mô hình tăng trưởng và mô hình cây chết của Trần Hữu Viên và cộng sự 2015. Luận án tiến hành dự đoán động thái cấu trúc rừng từ trước khai thác - > sau khai thác -> 5 năm sau khai thác cho OTC 01, kết quả được tổng hợp tại bảng 3.41. 21 Bảng 3.41: Dự đoán mô hình cấu trúc cơ bản của ô tiêu chuẩn 01 D1.3 Ntkt Htkt Mtkt N%didg Ndidg N%dikt Ndikt Nskt Hlt skt Mskt chết (ni3) Zd Zd5 f ni ni2 ni(A+5) Mi(A+5) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) 8 121 9,1 2,49 35,0 34 87 9,1 1,8 16 0,24 1,2 0,3 57 70 111 2,29 12 94 11,1 5,30 25,9 25 69 11,1 3,9 10 0,27 1,4 0,3 43 30 64 3,62 16 73 12,8 8,43 18,1 17 55 12,9 6,4 5 0,30 1,5 0,4 34 26 54 6,30 20 57 14,3 11,40 11,7 11 45 14,4 9,2 3 0,31 1,6 0,4 27 22 46 9,34 24 44 15,6 13,93 6,5 6 38 15,7 12,0 1 0,33 1,6 0,4 22 18 39 12,55 28 34 16,8 15,87 2,8 3 31 17,0 14,8 0 0,33 1,7 0,4 18 16 34 15,83 32 26 18,0 17,18 0,3 0 26 18,2 17,2 0,34 1,7 0,4 15 13 28 18,58 36 20 19,1 17,87 20 19,3 18,1 0,34 1,7 0,4 12 11 23 20,18 40 16 20,1 18,03 16 20,3 18,2 0,34 1,7 0,4 9 9 18 20,51 44 12 21,1 17,74 12 21,3 18,0 0,34 1,7 0,4 7 7 14 20,21 48 10 22,0 17,09 10 22,3 17,3 0,33 1,7 0,4 6 5 11 19,50 52 7 22,9 16,19 5,4 0 7 23,2 15,5 0,33 1,6 0,4 4 4 8 17,94 56 6 23,7 15,11 23,0 1 4 24,0 11,8 0,32 1,6 0,4 3 3 6 14,66 60 4 24,5 13,92 38,9 2 3 24,9 8,6 0,32 1,6 0,4 2 2 3 10,83 64 3 25,3 12,68 52,9 2 2 25,7 6,1 0,31 1,5 0,4 1 1 2 7,69 68 3 26,1 11,44 65,1 2 1 26,5 4,1 0,30 1,5 0,4 1 1 1 5,22 72 2 26,8 10,24 75,4 2 1 27,2 2,6 0,29 1,4 0,4 0 0 1 3,35 76 2 27,6 9,09 84,0 1 0 28,0 1,5 0,28 1,4 0,3 0 0 0 2,00 80 1 28,3 8,01 90,7 1 0 28,7 0,8 0,27 1,3 0,3 0 0 0 1,32 ổng 536 242 96 11 428 188 463 212 m%= 2,58%/năm 22 3.5.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên Để rừng phát triển tốt và hướng đến quản lý rừng bền vững thì ngoài các biện pháp về kỹ thuật đối với quá trình khai thác, nuôi dưỡng, xúc tiến tái sinh, làm giàu rừng cần phải chú ý đến các nội dung chi tiết của từng biện pháp. 3.5.2.1. Đối với khai thác - Hướng đổ cây: Cần chọn đúng hướng ngả và trước khi khai thác luỗng phát dây leo bụi rậm để không bị chồng chéo trên tán thì có thể giảm hệ số đỗ gãy. - Đường vận xuất: trong quá trình thiết kế khai thác cần bố trí tuyến đường vận xuất cho hợp lý, cần xác định mật độ đường vận xuất tối ưu phù hợp với từng đia điểm khai thác 3.5.2.2. Nuôi dưỡng rừng 3.5.2.3. Xúc tiến tái sinh tự nhiên Những vị trí cây tái sinh mọc cụm quá dày có thể tiến hành loại bớt số cây để lại với mật độ vừa phải, song phải lưu ý đảm bảo mật độ cây tái sinh triển vọng không thấp hơn 1.000 cây/ha. 3.5.2.4. Làm giàu rừng Với đối tượng rừng sản xuất thì hình thức làm giàu này là là “Làm giàu kinh tế” là việc trồng thêm các loài cây có giá trị thương mại cao để tăng giá trị kinh tế của rừng. Chìa khoá của kỹ thuật làm giàu rừng là việc điều chỉnh ánh sáng và chế độ ẩm cho cây trồng 23 KẾ UẬ , Ồ , K UYẾ Ị 1. Kết luận (1) Về xác định hiện trạng rừng - Trước khai thác, rừng ở địa điểm nghiên cứu có trữ lượng lớn, bình quân chung trên 200 m 3/ha, thuộc đối tượng rừng giầu. Sau khai thác, trữ lượng rừng giảm xuống dưới 200 m3/ha, thuộc đối tượng rừng trung bình. - Số loài tham gia công thức tổ thành dao động từ 4 đến 13 loài trước khai thác (bình quân 7 loài). Số loài ưu thế: có 28/30 OTC chiếm 93,3% số OTC đều xuất hiện nhóm loài cây ưu thế, số còn lại không xuất hiện nhóm loài cây ưu thế trước khai thác. Số loài ưu thế dao động từ 0 đến 7 loài và bình quân là 4 loài. Các loài ưu thế chủ yếu là: Dẻ, Trâm, Chò xót, Gội, Kháo (2) Về sự thay đổi một số cấu trúc trƣớc và sau khai thác - Phân bố số cây theo đường kính N/D1.3 được mô phỏng tốt bằng hàm Meyer . Phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết N/D1.3 trước và sau khai thác có sự khác biệt rõ rệt. - Hàm power có dạng H=a*Db được lựa chọn để mô phỏng mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính(h/d). Đường cong chiều cao lâm phần trước và sau khai thác có sự khác biệt. - Số loài giảm dần khi cỡ kính tăng lên. Số loài sau khai thác giảm, thậm chí tại một số cỡ đường kính số loài sau khai thác bằng 0. Số loài cây mất đi giảm dần từ cỡ đường kính 8 đến 40 cm sau đó lại tăng lên. - Phân bố cây trên mặt đất thuộc tầng cây cao 100% dạng cụm. (3) Về cấu trúc theo chiều thẳng đứng Diện tích tán có sự thay đổi lớn giữa trước và sau khai thác. Sự thay đổi này giảm dần theo thứ tự: tầng A1 -> tầng A3 -> tầng A2. Việc khai thác không hợp lý dẫn đến tình trạng độ tàn che hạ xuống quá thấp sau khai thác. Chỉ số diện tích tán (Cai) có mối liên hệ mật thiết với mật độ và đường kính D1.3. Mật độ và đường kính tán tăng sẽ làm tăng diện tích tán (4) Về đặc điểm tái sinh Số lượng cây tái sinh giảm dần khi cỡ chiều cao và đường kính tăng lên. Chất lượng cây tái sinh chủ yếu có phẩm chất tốt và trung bình, nguồn gốc tái sinh phần lớn là từ hạt. Mật độ cây tái sinh triển vọng sau khai thác giảm xuống dưới 1000 cây/ha. Do đó có nguy cơ thiếu hụt cây tái sinh có chất lượng cao để tham gia tầng tán chính trong tương lai. (5) Về đề xuất một số ứng dụng kết quả nghiên cứu - Đã xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên bao gồm: + Mô hình động thái phân bố số cây theo đường kính: với mô hình này luận án đã kiểm tra sai số và khuyến cáo nên sử dụng phương pháp xác định cấu trúc của từng bộ phận từ đó xác định phân bố số cây theo đường kính sau khai thác. + Mô hình động thái đường cong chiều cao rừng tự nhiên sau khai thác được thiết lập trên cơ sở đường cong chiều cao trước khai thác thông qua phương trình: a2= - 0,3364+1,0930*a1 và b2= -0,0207 +1,0539*b1 + Đã đưa ra được các bước dự đoán cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên - Đã đề xuất được biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên 24 2. ồn tại Vì điều kiện thời gian và kinh phí có hạn, trong khuôn khổ luận án mới chỉ tập trung nghiên cứu tại một số địa phương có khai thác gỗ tại vùng Tây Nguyên, chưa có điều kiện mở rộng phạm vi nghiên cứu cho toàn quốc. Mới chỉ nghiên cứu cho đối tượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh mà chưa nghiên cứu cho các loại rừng khác. Chưa có điều kiện nghiên cứu đặc điểm tái sinh lỗ trống tạo ra do khai thác cũng như sự thay đổi tiểu hoàn cảnh tại các lỗ trống có ảnh hưởng như thế nào đến cấu trúc rừng sau khai thác. Chưa có thời gian nghiên cứu sâu và đề xuất chính sách cụ thể quản lý, sử dụng rừng bền vững. 3. Khuyến nghị - Cần có các công trình nghiên cứu tiếp theo được mở rộng trên phạm vi toàn quốc để có thể đưa ra những biện pháp kỹ thuật tối ưu nhất áp dụng trong thực tiễn sản xuất phù hợp với từng vùng miền trong cả nước. - Cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu cho các loại rừng khác, từ đó đưa ra được biện pháp kỹ thuật thích hợp với từng loại rừng khác nhau. - Tiếp tục nghiên cứu đặc điểm lỗ trống và động thái cấu trúc tại các lỗ trống tạo ra do khai thác. - Để đạt được quản lý rừng bền vững thì ngoài các biện pháp kỹ thuật còn phải tiếp tục nghiên cứu để có những cơ chế chính sách phù hợp cho quản lý, sử dụng rừng. CÁC CÔ Ì CỦA ÁC Ả Ã CÔ BỐ 1. Ngô Văn Long (2016), ”Sự thay đổi cấu trúc theo chiều thẳng đứng trước và sau khai thác của kiều rừng lá rộng thường xanh sở khu vực Tây Nguyên”, Tạp chí NN & PTNT, (số 10), trang 147-153. 2. Ngô Văn Long (2016), ”Sự thay đổi phân bố cây rừng theo không gian trước và sau khai thác của kiều rừng lá rộng thường xanh ở khu vực Tây Nguyên”, Tạp chí NN & PTNT, (số 11), trang 113-117.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_cau_truc_rung_truoc_va_sau_khai_t.pdf