Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng mô hình tăng trưởng đường kính rừng tự nhiên lá rộng thường xanh miền bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
NGUYỄN THỊ THU HIỀN 
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TĂNG 
TRƢỞNG ĐƢỜNG KÍNH RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG 
THƢỜNG XANH MIỀN BẮC VIỆT NAM 
Chuyên ngành: Lâm sinh 
Mã số: 62.62.02.05 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP 
THÁI NGUYÊN - 2015
Công trình được hoàn thành tại: 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN 
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Văn Con 
2. PGS.TS. Trần Thị Thu Hà 
Ngƣời phản biện 1: ........... 
 ...... 
Ngƣời phản biện 2: ... 
 ..... 
Ngƣời phản biện 3: ... 
 ..... 
Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Đại học 
Họp tại: TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN 
Vào hồi giờ ngày tháng năm 2015 
Có thể tìm hiểu luận án tại: 
Thƣ viện Quốc gia 
Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên 
Thƣ viện Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 
1) Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Văn Con, Trần Thị Thu Hà 
(2014), “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá 
rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia Ba Bể - Bắc Kạn”, Tạp 
chí NN & PTNT, Số 6, tr. 187-191. 
2) Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Văn Con, Trần Thị Thu Hà 
(2014), “Động thái cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thường xanh 
tại Vườn Quốc gia Ba Bể”, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, Số 
3, tr. 3417-3423. 
3) Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Thị Thu Hà (2014), “Nghiên cứu 
một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại 
VQG Vũ Quang – Hà Tĩnh”, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, 
Số 3, tr. 3408-3416. 
4) Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Thị Thu Hà (2015), “Xây dựng 
mô hình quá trình chết, tái sinh bổ sung, chuyển cấp cho rừng 
tự nhiên ở Vườn Quốc gia Vũ Quang và đề xuất ứng dụng”, 
Tạp chí NN & PTNT, Số kỳ 3 + 4/Tháng 2, tr. 250-256. 
5) Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Văn Con, Trần Thị Thu Hà (2015). 
“Nghiên cứu phân nhóm loài theo một số đặc trưng sinh trưởng 
phục vụ xây dựng mô hình tăng trưởng đường kính theo nhóm 
loài cho bốn khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam”, Tạp chí 
Khoa học Lâm nghiệp, Số 2, (Đang chờ in). 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Đặt vấn đề 
Rừng tự nhiên trên phạm vi toàn thế giới đang bị giảm sút một cách 
báo động cả về diện tích và chất lượng kéo theo nhiều hệ lụy về 
khủng khoảng sinh thái. Vì vậy, quản lý rừng tự nhiên bền vững đã, 
đang và sẽ là chủ đề nóng được nhiều quốc gia, nhiều tổ chức và toàn 
nhân loại quan tâm. Để quản lý rừng tự nhiên bền vững, chúng ta cần 
có hiểu biết về 3 vấn đề cơ bản sau: (i) tăng trưởng đường kính làm 
cơ sở xác định đường kính khai thác tối thiểu và luân kỳ khai thác; 
(ii) tăng trưởng trữ lượng rừng để xác định lượng khai thác cho phép 
hàng năm một cách bền vững; và (iii) động thái cấu trúc lâm phần để 
dự báo cấu trúc rừng trong tương lai. 
Rừng tự nhiên ở Việt Nam đã được quản lý trong nhiều thập niên 
trở lại đây nhưng những hiểu biết về cấu trúc và quá trình động thái 
của rừng vẫn còn rất tản mạn. Phần lớn các nghiên cứu về tăng 
trưởng và cấu trúc rừng đều dựa trên số liệu thu thập một lần từ ô tiêu 
chuẩn tạm thời và giải tích thân cây hay đẽo vát cây tiêu chuẩn do đó 
độ chính xác không cao. 
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề 
tài “Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng mô hình tăng trưởng đường 
kính rừng tự nhiên lá rộng thường xanh một số khu rừng đặc dụng 
miền Bắc Việt Nam”. 
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 
Góp phần hoàn thiện phương pháp luận và xác định mô hình mô 
phỏng các quá trình động thái bao gồm quá trình tăng trưởng đường 
kính, quá trình chết và quá trình tái sinh bổ sung cho rừng tự nhiên lá 
rộng thường xanh ở một số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam. 
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 
3.1. Ý nghĩa khoa học 
Luận án góp phần bổ sung các phương pháp nghiên cứu tăng 
trưởng rừng và động thái cấu trúc bằng các ô tiêu chuẩn định vị là 
một trong những lĩnh vực khó và còn ít công trình nghiên cứu. Các 
2 
kết của luận án có giá trị tham khảo cho nghiên cứu và giảng dạy 
trong lĩnh vực sản lượng rừng. 
3.2. Ý nghĩa thực tiễn 
Vận dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào dự đoán động thái cấu 
trúc và tăng trưởng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các điểm 
nghiên cứu nói riêng và ở Việt Nam nói chung. 
Kết quả thu được sẽ là cơ sở thực tiễn cho việc đề xuất dự báo các 
nội dung tác động đến rừng tự nhiên trong quá trình quản lý kinh 
doanh nếu được áp ở những trạng thái rừng sản xuất có điều kiện 
tương tự. 
4. Những đóng góp mới của luận án 
- Là công trình đầu tiên nghiên cứu về các quá trình: tăng trưởng, 
chết và tái sinh bổ sung của rừng tự nhiên một cách có hệ thống bằng 
hệ thống ô tiêu chuẩn định vị. 
- Cung cấp các dữ liệu khoa học để dự đoán tăng trưởng và động 
thái cấu trúc của rừng làm cơ sở cho quản lý rừng bền vững. 
5. Cấu trúc luận án 
Luận án dài 137 trang được cấu trúc ngoài phần mở đầu và kết luận 
thành 3 chương: tổng quan nghiên cứu; giới hạn, nội dung và phương 
pháp nghiên cứu, kết quả và thảo luận. Luận án có 24 bảng, 17 
hình.Tham khảo 103 tài liệu tham khảo, trong đó 49 tài liệu tiếng 
Việt và còn lại là tiếng Anh. 
CHƢƠNG 1 
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 
1.1. Trên thế giới 
Trên cơ sở tham khảo 54 công trình bằng tiếng Anh, luận án đã 
tổng quan các kết quả nghiên cứu trên thế giới liên quan đến các vấn 
đề: (1) nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên: cấu trúc tổ thành, cấu trúc 
phân bố N-D, tương quan H-D; (2) phân nhóm loài: có nhiều cách 
phân nhóm dựa vào các tiêu chí khác nhau để phục vụ mục tiêu 
nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng cách phân nhóm nào 
3 
thích hợp nhất cho nghiên cứu mô hình hóa qui luật tăng trưởng 
đường kính lâm phần rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi đã và đang 
được thử nghiệm là căn cứ vào một số đặc trưng sinh trưởng như 
lượng tăng trưởng đường kính bình quân (zd), đường kính quan sát 
tối đa loài đạt được (Dmax) trong chu kỳ nghiên cứu; (3) mô hình sinh 
trưởng trưởng rừng tự nhiên: có rất nhiều công trình đã công bố về 
kết quả nghiên cứu mô hình hóa các quá trình sinh trưởng, chết và tái 
sinh bổ sung cho hệ sinh thái rừng, chủ yếu là cho rừng trồng thuần 
loài đều tuổi. Rừng tự nhiên cũng đã được đầu tư nghiên cứu nhưng 
kết quả còn nhiều hạn chế so với rừng trồng bởi tính phức tạp của đối 
tượng. Từ những nghiên cứu đã tổng quan cho thấy, ước lượng tỷ lệ 
chết, mô hình tái sinh bổ sung và tăng trưởng đường kính lâm phần 
có ý nghĩa vô cùng quan trọng cho việc dự đoán, dự báo và quyết 
định các phương án kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng hợp lý, góp 
phần vào việc phát triển bền vững hệ sinh thái rừng bền vững trong 
tương lai. Đây là những yếu tố quan trọng đối với động thái cấu trúc 
lâm phần, nó ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng lâm phần. 
1.2. Ở Việt Nam 
Đã tham khảo 49 tài liệu trong nước liên quan đến các vấn đề: (1) 
cấu trúc rừng tự nhiên: cấu trúc tổ thành, cấu trúc N-D, tương quan 
H-D; (2) phân nhóm loài; (3) mô hình sinh trưởng rừng tự nhiên 
1.3. Thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu 
Đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu xây dựng các mô hình 
mô phỏng các quá trình động thái: tăng trưởng đường kính, chết và 
tái sinh bổ sung cho rừng tự nhiên; tuy nhiên ở Việt Nam các nghiên 
cứu này còn khá mới mẻ và chỉ mới được chú trọng trong vài năm 
gần đây. Các công trình nghiên cứu các quá trình tăng trưởng đường 
kính, quá trình chết và quá trình tái sinh bổ sung của rừng tự nhiên 
dựa trên số liệu theo dõi từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị ở Việt Nam 
cũng mới được bắt đầu. Trước những thực trạng này, để có được 
những cơ sở khoa học về quá trình động thái của hệ sinh thái rừng tự 
4 
nhiên lá rộng thường xanh, luận án sẽ nghiên cứu tại 4 khu rừng đặc 
dụng miền Bắc Việt Nam, tập trung vào các vấn đề sau: 
- Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại 4 khu rừng 
đặc dụng, để nắm được và hiểu biết được bản chất các quá trình động 
thái ở mỗi khu rừng đặc dụng. 
- Nghiên cứu các quá trình động thái: tăng trưởng đường kính, 
chết và tái sinh bổ sung để có cái nhìn tổng quát về động thái cấu trúc 
rừng. Sử dụng các hàm toán học để mô phỏng các quá trình đó trong 
lâm phần. Đây là cơ sở khoa học đáng tin cậy để dự đoán xu hướng 
phát triển của quần xã thực vật rừng cho loại rừng này trong tương lai 
trên phạm vi rộng. Đây cũng là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu 
tiếp theo nghiên cứu về các biện pháp tác động thích hợp để quản lý 
rừng một cách hiệu quả và bền vững. 
CHƢƠNG 2 
GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Đối tƣợng và giới hạn nghiên cứu 
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu là tầng cây cao (D1,3 ≥ 10cm) rừng tự nhiên 
lá rộng thường xanh một số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam. 
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 
- Về nội dung: Nghiên cứu về cấu trúc và xây dựng mô hình tăng 
trưởng đường kính lâm phần rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu. 
- Về không gian: Nghiên cứu ở 4 khu rừng đặc dụng bao gồm: 
VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh (06 OTCĐV); VQG Xuân Sơn, tỉnh 
Phú Thọ (03 OTCĐV); VQG Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn (06 OTCĐV); 
KBT Hang Kia - Pà Cò, tỉnh Hòa Bình (06 OTCĐV). 
- Về thời gian: Nghiên cứu với chu kỳ 5 năm, từ năm 2007 - 2012 
trên đối tượng nghiên cứu. 
2.2. Nội dung nghiên cứu 
(1) Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng 
thường xanh khu vực nghiên cứu (cấu trúc tổ thành và đa dạng thực 
vật; phân bố N-D; tương quan H-D). 
5 
(2) Nghiên cứu phân nhóm loài theo đặc điểm sinh trưởng. 
(3) Nghiên cứu xây dựng mô hình tăng trưởng, quá trình chết và tái 
sinh bổ sung ở rừng tự nhiên lá rộng thường xanh khu vực nghiên cứu. 
(4) Mô hình hóa động thái cấu trúc lâm phần rừng lá rộng thường 
xanh khu vực nghiên cứu. 
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 
2.3.1. Khái quát phương pháp tiếp cận 
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu 
Số liệu nghiên cứu của luận án được thu thập từ hệ thống 21 ô tiêu 
chuẩn định vị được thiết lập từ năm 2007 trong khuôn khổ của đề tài 
“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc một số hệ sinh thái rừng tự nhiên chủ 
yếu ở Việt Nam do PGS.TS. Trần Văn Con, Viện Khoa học Lâm 
nghiệp Việt Nam chủ trì. Luận án kế thừa toàn bộ số liệu đo đếm lần 
thứ nhất vào năm 2007 và trực tiếp tham gia thu thập số liệu lần thứ 
hai vào năm 2012 cùng với nhóm nghiên cứu. Phương pháp thiết lập 
ô tiêu chuẩn và đo đếm số liệu trong ô tiêu chuẩn được tuân thủ theo 
quy trình của đề tài (Trần Văn Con và cs., 2008). Đề tài chỉ sử dụng 
số liệu đo đếm tầng cây cao (với D1,3≥10cm) với các chỉ tiêu: D1,3, H, 
Vị thế tán PC Trong đó, PC là vị thế tán được phân cấp theo hệ thống 
của Dawkins (1958) và lấy các giá trị từ 1-5 như ở Hình 2.7. 
 5 Tầng trội 
(Emergent): Mặt phẳng của tán cây phơi hoàn toàn theo chiều thẳng đứng 
và không bị cạnh tranh ở các bên trong phạm vi ít nhất là 90o theo hình nón 
lộn ngược so với nền tán cây. 
6 
 4 Tầng 
đƣợc chiếu sáng hoàn toàn trên mặt tán (Full overhead light): Mặt 
phẳng của tán hoàn toàn phơi ra theo chiều thẳng đứng nhưng liền kề với 
những tán cây khác với góc bằng hoặc lớn hơn 90o so với hình nón tán lá. 
 3 Tầng đƣợc chiếu 
sáng một phần trên mặt tán (Some overhead light): Một phần của mặt 
phẳng tán được phơi ra theo chiều thẳng đứng và một phần khác bị che bởi 
tán cây khác. 
 2 Tầng 
đƣợc chiếu sáng một phần bên cạnh (Some side light): Mặt phẳng của tán 
hoàn toàn bị che theo chiều thẳng đứng nhưng vẫn nhận được ánh sáng trực 
tiếp từ một vài cạnh bên. 
 1 
Tầng bị che sáng hoàn toàn (No direct light): Mặt phẳng của tán hoàn 
toàn bộ che kín theo chiều thẳng và cả các bên. 
Hình 2.7: Phân cấp vị thế tầng tán trong rừng tự nhiên của 
Dawkins (Theo Synnott, 1979) 
7 
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 
2.3.3.1. Phương pháp tính toán cấu trúc tổ thành loài thực vật, tính 
đa dạng, cấu trúc N/D1.3 và tương quan H/D1.3 
- Xác định công thức tổ thành loài theo chỉ số IV%. 
- Tính đa dạng loài theo: Hệ số hỗn loài: HL= S/N, chỉ số đa dạng 
Shannon-Wiener, chỉ số đa dạng Simpson, chỉ số Renyi. 
- Mô phỏng qui luật phân bố N/D1.3 theo hàm phân bố khoảng cách, 
Mayer và Weibull. 
- Xây dựng tương quan H/D1.3 bằng các hàm toán học Logarit, 
Compound, Power và S. 
2.3.3.2. Phương pháp phân nhóm loài 
Phương pháp phân nhóm loài sử dụng trong đề tài dựa trên các chỉ 
tiêu: lượng tăng trưởng đường kính bình quân năm của loài (zd), 
đường kính quan sát tối đa loài đạt được (Dmax) và dạng sống. 
Phương pháp được tiến hành theo 3 bước: (i) bước phân tích nhóm 
(Cluster annalysis) các loài có dung lượng quan sát ≥ 50 cá thể bằng 
chiến lược K-Means trên spss; (ii) bước phân tích biệt thức 
(Discriminant annalysis) với những loài có n < 50 nhưng ≥ 30 cá thể 
để gán vào các nhóm đã tạo ra ở bước 1; (iii) bước gán nhóm chủ 
quan với những loài dung lượng quan sát nhỏ hơn 30 cá thể. 
Do các loài được thu thập từ bốn địa điểm nghiên cứu khác nhau, 
chúng tôi đã tiến hành kiểm tra sự sai khác zd trước khi gộp chung 
loài giữa 4 vùng nghiên cứu với nhau. Kết quả kiểm tra cho thấy, 
không có sự sai khác zd loài cây ở 4 vùng nên có thể gộp chung các 
loài giữa các vùng nghiên cứu để tiến hành phân nhóm loài. Việc 
kiểm tra sự sai khác zd loài cây được thực hiện như sau: 
- Trường hợp loài cây được phân bố ở 3 hoặc 4 vùng nghiên cứu, 
tiến hành phân tích phương sai một nhân tố theo đường lệnh: 
Analyze/Compare Means/One - Way Anova/Ok. 
- Trường hợp loài cây phân bố ở 2 vùng nghiên cứu thì kiểm tra sự 
sai khác zd bằng T-test theo đường lệnh: Analyze/Compare 
Means/Indepent - Sameples T Test/Ok. 
8 
2.3.3.3. Phương pháp mô hình hóa tăng trưởng đường kính 
Sử dụng số liệu tăng trưởng thực nghiệm bình quân của tất cả các 
loài trong các OTCĐV (trong chu kỳ nghiên cứu 5 năm) theo cỡ kính 
để xây dựng mô hình dự đoán tăng trưởng đường kính theo từng dạng 
phương trình. Đã thử nghiệm các dạng phương trình: 
- Bậc 2: zD = a + b*D + c*D2 (2.16) 
- Hàm mũ: zG = a*(G)b*exp(c*G) (2.17) 
- Hàm Beta đã điều chỉnh: 
zD = a*(Dmax- D)
b
*D
c 
(2.18)
 zD = a*(Dmax- D)
b
*D
c
*(PC)
d 
(2.19) 
Trong đó: zD là tăng trưởng đường kính bình quân, D là đường 
kính ngang ngực, G là tiết diện ngang lâm phần, Dmax là đường kính 
tối đa đạt được của loài và PC là vị thế tán. 
Ở dạng phương trình (2.18) và (2.19) với hệ số b = 1. Khi b = 1 các 
hàm này sẽ được chuyển đổi bằng cách chia cả hai vế cho (Dmax - D) 
và lấy Log hóa, đưa phương trình về dạng hồi quy hai và ba tham số 
như sau: 
Ln(zD/(Dmax - D)) = a + c*Ln(D) (2.18’) 
Ln(zD/(Dmax - D)) = a + c*Ln(D) + d*PC (2.19’) 
Hai phương trình (2.18’) và (2.19’) có thẻ viết lại dưới dạng: 
Y = a + c*X (2.18’’) 
Y = a + c*X1 + d*Z (2.19’’) 
Trong đó Y= Ln(zD/(Dmax - D)); X= Ln(D) và Z=PC. 
Dùng dãy số liệu thực nghiệm để xác định hệ số a và c ở phương 
trình (2.18’’) và hệ số a, c và d ở phương trình (2.19’’) bằng phương 
pháp phân tích hồi quy. 
2.3.3.4. Phương pháp mô hình hóa tỷ lệ chết 
Tỷ lệ chết là một hàm của kích thước cây và mật độ rừng theo công 
thức tổng quát: 
Mp = f(N, D) hoặc Mp = f(G) (2.20) 
9 
Trong đó: Mp là tỷ lệ  ... 
b*LnD + c*PC (3.28), chúng tôi bổ sung thêm biến vùng nghiên cứu 
thông qua đó đã cải thiện được độ chính xác của phương trình. Hệ số 
xác định R2 cao hơn, sai tiêu chuẩn hồi quy (SE) cũng như tổng sai 
lệch bình phương giữa giá trị lý thuyết và giá trị thực tế (RSS) đều 
nhỏ hơn nhiều so với phương trình (2.19’). Và mô hình tăng trưởng 
đường kính chung cho tất cả các loài (Total) và từ nhóm loài 1 đến 
nhóm loài 9 được ghi lại tại phương trình (3.30) ÷ (3.39) dưới đây: 
ZdTotal=exp(-8,074)*exp(0,091*PC)*[(85,95+11,8*PC)-D]*D
0,763 
*exp(0,131) 
Zd1= exp(-8,818)*exp(0,24*PC)*[(49,2+3,2*PC)-D]*D
0879
*exp(0,229) 
Zd2= exp(-8,633)*exp(0,117*PC)*[(50,4+3,2*PC)-D]*D
1,094
*exp(-0,164) 
Zd3= exp(-8,388)*exp(0,216*PC)*[(18,9+7,5*PC)-D]*D
1,198
*exp(0,623) 
Zd4= exp(-8,391)*exp(-0,053*PC)*[(47+11,6*PC)-D]*D
0,939
*exp(0,083) 
Zd5= exp(-8,092)*exp(0,164*PC)*[(67,7+4,3*PC)-D]*D
0,795
*exp(-0,17) 
Zd6= exp(-8,224)*exp(0,053*PC)*[(34,5+7,1*PC)-D]*D
1,615
*exp(-0,596) 
Zd7=exp(-7,145)*exp(-0,338*PC)*[(37,8+19,4*PC)-D]*D
0,773
*exp(-0,272) 
Zd8=exp(-8,678)*exp(0,257*PC)*[(56,2+17*PC)-D]*D
0,737
*exp(0,281) 
Zd9=exp(-5,363)*exp(-1,232*PC)*[(11,8+8,4*PC)-D]*D
2,403
*exp(0,812) 
Ngoài ra, từ phương trình tổng cho tất cả các loài tại 4 khu rừng 
đặc dụng thuộc vùng nghiên cứu ta cũng có thể xây dựng được riêng 
cho mỗi vùng. Các phương trình này khác nhau bởi biến vùng nghiên 
cứu Dummy (thể hiện ở giá trị d1 đến d4). 4 phương trình xây dựng 
được cho khu vực VQG Vũ Quang, KBT Hang Kia - Pà Cò, VQG Xuân 
Sơn và VQG Ba Bể lần lượt được ghi tại phương trình (3.40) ÷ (3.43): 
ZdVQ = exp(-8,074)*exp(0,091* PCVq)*[(85,95+11,8*PCVq) - DVq]*
763,0
VqD 
ZdHK = exp(-8,074)*exp(0,091* PCHk)*[(85,95+11,8* PCHk) - DHk]*
763,0
HkD 
ZdXS = exp(-8,074)*exp(0,091* PCXs)*[(85,95+11,8* PCXs) - DXs]*
763,0
XsD
ZdBB = exp(-8,074)*exp(0,091* PCBb)*[(85,95+11,8* PCBb) - DBb]*
763,0
BbD 
3.3.2. Mô hình quá trình chết 
Kết quả kiểm tra mối liên hệ giữa 2 đại lượng số cây chết với cỡ 
đường kính lâm phần bằng tỷ tương quan đều cho thấy giữa 2 đại 
lượng có mối liên hệ bản chất với nhau. 
18 
Sử dụng các dạng hàm toán học Logarit, Compound, Power và S 
mô phỏng cho mô hình quá trình chết ta đạt được bảng kết quả 3.21: 
Bảng 3.21: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng hàm toán học mô phỏng 
mô hình chết ở khu vực nghiên cứu trong chu kỳ nghiên cứu 
Địa điểm Dạng hàm R2 SE RSS Sig.f Siga Sigb a b 
KBT 
Hang Kia 
- Pà Cò 
Logarit 0,691 8,944 479,92 0,011 0,007 0,011 97,674 -26,93 
Compound 0,817 0,662 2,628 0,002 0,178* 0,000 69,784 0,90 
Power 0,931 0,407 0,994 0,000 0,406* 0,000 63012,5 -3,01 
S 0,973 0,255 0,391 0,000 0,000 0,000 -1,746 70,434 
VQG 
Xuân 
Sơn 
Logarit 0,712 2,571 39,67 0,008 0,005 0,008 30,40 -8,15 
Compound 0,811 0,447 1,201 0,002 0,065* 0,000 16,89 0,932 
Power 0,922 0,287 0,494 0,000 0,252* 0,000 1516,04 -1,989 
S 0,97 0,179 0,192 0,000 0,000 0,000 -1,141 46,704 
VQG Ba 
Bể 
Logarit 0,837 2,47 36,62 0,001 0,001 0,001 41,836 -11,26 
Compound 0,853 0,467 1,306 0,001 0,074* 0,000 31,676 0,918 
Power 0,936 0,308 0,568 0,000 0,282* 0,000 6514,14 -2,376 
S 0,939 0,301 0,545 0,000 0,002 0,000 -1,277 54,479 
VQG Vũ 
Quang 
Logarit 0,724 5,476 179,95 0,007 0,005 0,007 65,313 -17,85 
Compound 0,843 0,542 1,76 0,001 0,112* 0,000 46,997 0,91 
Power 0,94 0,335 0,673 0,000 0,319* 0,000 19029,6 -2,668 
S 0,965 0,255 0,392 0,000 0,000 0,000 -1,469 61,897 
Ghi chú: RSS là tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực tế và giá trị lý 
thuyết; SE là sai tiêu chuẩn hồi quy. 
Kết quả Bảng 3.21 cho thấy, mặc dù 2 hàm Power và Compound 
đều có hệ số xác định R2 cao, sai tiêu chuẩn hồi quy (SE) thấp, tổng 
sai lệch bình phương (RSS) nhỏ nhưng tham số a không tồn tại trong 
tổng thể (Siga > 0,05) vì thế không thể sử 2 hàm này để mô phỏng 
quá trình chết cho đối tượng nghiên cứu; hàm S và Logarit đều có thể 
mô phỏng được mô hình quá trình chết ở rừng tự nhiên khu vực 
nghiên cứu, tuy nhiên hàm S là phù hợp nhất vì có hệ số xác định R2 
cao nhất và sai tiêu chuẩn hồi quy (SE) cũng như tổng sai lệch bình 
phương (RSS) bé nhất. 
Mô hình quá trình chết của lâm phần tại các khu vực nghiên cứu 
có dạng hàm S như ở phương trình 3.44 – 3.47 dưới đây: 
Mhk = Exp(-1,746 + 70,434/D) (3.44) 
Mxs = Exp(-1,141 + 46,704/D) (3.45) 
19 
Mbb = Exp(-1,277 + 54,479/D) (3.46) 
Mvq = Exp(-1,469 + 61,897/D) (3.47) 
Từ phương trình (3.44) ÷ (3.47) xác định được đường cong mô 
hình quá trình chết cho khu vực nghiên cứu tại hình 3.7: 
KBT Hang Kia - Pà Cò
0
10
20
30
40
50
60
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
C
â
y
 c
h
ế
t 
(c
â
y
/h
a
)
Ftt
hàm S
VQG Xuân Sơn
0
2
4
6
8
10
12
14
16
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
C
â
y
 c
h
ế
t 
(c
â
y
/h
a
)
Ftt
hàm S
VQG Ba Bể
0
5
10
15
20
25
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
C
â
y
 c
h
ế
t 
(c
â
y
/h
a
)
Ftt
hàm S
VQG Vũ Quang
0
5
10
15
20
25
30
35
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
C
â
y
 c
h
ế
t 
(c
â
y
/h
a
)
Ftt
hàm S
Hình 3.7: Mô phỏng số cây chết theo cỡ đƣờng kính lâm phần ở 
khu vực nghiên cứu trong chu kỳ nghiên cứu theo hàm S 
3.3.3. Mô hình tái sinh bổ sung 
Kế thừa kết quả lựa chọn hàm tuyến tính của tiết diện ngang lâm 
phần (m2/ha) và số cây (cây/ha) mô phỏng quá trình tái sinh bổ sung 
của một số tác giả trên thế giới và Trần Văn Con (2011) để thử 
nghiệm xây dựng mô hình tái sinh bổ sung trên cơ sở số liệu quan sát 
của 21 OTCĐV, kết quả không xác định được mối tương quan này. 
Tuy nhiên, với thử nghiệm quan hệ giữa cây tái sinh bổ sung với tiết 
diện ngang lâm phần và mật độ lâm phần bằng một số hàm phi tuyến 
cho thấy giữa 2 đại lượng cây tái sinh bổ sung với mật độ lâm phần 
khu vực nghiên cứu trong chu kỳ nghiên cứu có mối tương quan. 
20 
Bảng 3.22: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng hàm toán học mô 
phỏng mô hình tái sinh bổ sung chung cho khu rừng đặc dụng 
Hàm tƣơng 
quan 
R R
2
 SE RSS Sig.f Siga Sigb a b 
Logarit 0,572 0,328 13,358 3390,3 0,007 0,02 0,007 -174,9 34,788 
Compound 0,576 0,331 0,403 3,079 0,006 0,012 0,000 10,858 1,002 
Power 0,575 0,33 0,403 3,083 0,002 0,637
*
 0,006 0,054 1,056 
S 0,568 0,323 0,405 3,117 0,007 0,000 0,007 4,488 -419,6 
Như vậy hàm Power không phù hợp cho mô phỏng mối tương quan 
giữa số cây tái sinh bổ sung và mật độ lâm phần cho khu vực nghiên 
cứu, bởi vì có Siga > 0,05. Các hàm Logarit, Compound và hàm S 
đều thỏa mãn có các tiêu chuẩn tổng sai lệch bình phương (RSS) 
cũng như sai tiêu chuẩn hồi quy (SE) nhỏ, các tham số đều tồn tồn tại 
trong tổng thể Sig.f < 0,05, hệ số tương quan ở mức tương đối chặt 
(tương ứng với hệ số xác định R2 ở mức quan hệ vừa phải và R2 = 
0,323 - 0,331). Tuy nhiên, phương trình hàm Compound có giá trị 
RSS và SE nhỏ nhất, với R2 cao nhất. Vì vậy Compound là phương 
trình phù hợp nhất: RTSBS = 10,858*(1,002)
N
 (3.48). 
3.4. Mô hình động thái cấu trúc lâm phần rừng tự nhiên lá rộng 
thƣờng xanh khu vực nghiên cứu 
Các kết quả nghiên cứu trên đây được sử dụng để dự đoán động 
thái cấu trúc lâm phần của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại khu 
rừng đặc đụng trong tương lai. Để trình bày chi tiết thuật toán, đề tài 
đưa ra ví dụ về việc ứng dụng mô hình đã xây dựng được cho 1 ha 
lâm phần rừng lá rộng thường xanh tại VQG Ba Bể. 
Bằng các phương trình số 3.7, 3.43, 3.46 về tương quan H/D, tăng 
trưởng đường kính, mô hình quá trình chết ở lâm phần rừng tự nhiên 
VQG Ba Bể đã có, chúng tôi sử dụng để mô phỏng động thái cấu trúc 
lâm phần trong tương lai và rút ra một số phát hiện chính về sự thay 
đổi động thái cấu trúc từ 2012 - 2022 tại rừng tự nhiên ở VQG Ba Bể 
thông qua các hình 3.8, 3.9, 3.10: 
(+) Từ năm 2012 - 2022 ở cỡ đường kính 10 - 20 cm có phân bố số 
cây theo cỡ kính đều giảm, từ cỡ kính 20 - 25 cm trở đi thì mật độ 
tăng lên khi đường kính (D1.3) tăng. Nhìn chung, đường cong biểu 
diễn mật độ cây từ năm 2012 - 2022 với chu kỳ giãn cách 5 năm tăng 
tương đối đồng đều từ cỡ kính 25 - 30 cm đến 40 - 45 cm; cỡ kính 
21 
cuối cùng là tổng hợp của các cỡ kính lớn hơn 45 cm nên có mật độ 
cây nhiều hơn so với cỡ kính trước đó. (Hình 3.8). 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
S
ố
 c
â
y
 (
c
â
y
/h
a
)
N2012
N2017
N2022
Hình 3.8: Biểu đồ mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc N/D 
rừng lá rộng thƣờng xanh thuộc VQG Ba Bể 
(+) Tương tự như phân bố số cây, tiết diện ngang từ cỡ kính 10 - 20 
cm năm 2017 - 2022 đều giảm so với năm 2012; tiết diện ngang 
tăng dần từ cỡ kính thứ ba trở đi (D > 20 cm) và đạt cực đỉnh ở cỡ 
kính 30 - 45 cm. Tăng trưởng tiết diện ngang đạt giá trị cao nhất ở 
năm 2017 và năm 2022 tại cỡ kính 35 - 40 cm và 40 - 45 cm. Cỡ 
kính cuối cùng là tổng hợp của các cỡ kính lớn hơn 45 cm nên có 
giá trị tiết diện ngang đạt đã tăng vượt bậc so với các cỡ kính trước 
(Hình 3.9). 
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 >45
D1.3 (cm)
T
iế
t 
d
iệ
n
 n
g
a
n
g
 (
m
2
/h
a
)
G2012
G2017
G2022
Hình 3.9: Biểu đồ mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc G/D 
rừng lá rộng thƣờng xanh thuộc VQG Ba Bể 
22 
(+) Tăng trưởng trữ lượng rừng thể hiện ở Hình 3.10. Trữ lượng lâm 
phần tăng từ 177,01 m3/ha (năm 2012) đến 258,29 m3/ha (năm 2022); 
với lượng tăng trưởng trữ lượng (ZM) trong giai đoạn năm 2012 - 2017 
đạt 1,51 m3/ha/năm (năm 2012) lên đến 7,93 m3/ha/năm (năm 2027). 
Nhƣ vậy, bằng thuật toán này ta có thể mô phỏng dự đoán động 
thái cấu trúc tương lai xuất phát từ một lâm phần ban đầu được xác 
định bằng công tác điều tra rừng và ứng dụng các mô hình tăng 
trưởng đường kính, mô hình chết, mô hình tái sinh bổ sung và tương 
quan H/D. Kết quả nghiên cứu của luận án đã xây dựng cơ sở khoa 
học và thực tiễn cho dự đoán động thái cấu trúc và tăng trưởng rừng 
tự nhiên lá rộng ở Việt Nam. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của đề tài 
còn có thể được xem là tài liệu tham khảo tốt cho những nghiên cứu 
tiếp theo về tăng trưởng rừng tự nhiên và có thể bổ sung vào giáo 
trình giảng dạy và điều tra rừng ở bậc đại học trở lên. 
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 
1. Kết luận 
1.1. Một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 
- Cấu trúc tổ thành: rừng tự nhiên ở 4 khu vực nghiên cứu có sự 
khác biệt cơ bản về mức độ ưu thế loài và tổ thành loài ưu thế. Khu 
vực VQG Vũ Quang có tổ thành loài ưu thế phong phú nhất (đạt 18 
loài), kế tiếp là VQG Ba Bể (16 loài), thấp nhất là ở KBT Hang Kia - 
Pà Cò (14 loài) và VQG Xuân Sơn. Loài ưu thế ở khu vực VQG Ba 
Bể và KBT Hang Kia - Pà Cò đều thể hiện vai trò ưu thế rất rõ ràng 
với hệ số tổ thành cao và tổng giá trị IV% của tổ hợp loài ưu thế đều 
cao hơn so với ở VQG Vũ Quang và VQG Xuân Sơn. 
- Tính đa dạng loài: đánh giá tính đa dạng loài theo chỉ số đa dạng 
Shannon - Wiener, Simpson và Rényi đều cho thấy tính đa dạng loài 
cao nhất là ở lâm phần thuộc khu vực VQG Vũ Quang, kế tiếp là 
VQG Xuân Sơn, thấp nhất ở KBT Hang Kia - Pà Cò và VQG Ba Bể. 
- Cấu trúc phân bố N/D1.3: đường biểu diễn phân bố N/D1.3 đều đạt 
cực đỉnh tại cỡ kính nhỏ nhất (D1.3= 10 - 15cm) và giảm dần khi 
23 
đường kính tăng. Hàm Weibull là hàm mô phỏng cấu trúc phân bố 
N/D1.3 tốt nhất với giá trị = 0,85 - 1,26. 
- Tương quan Hvn/D1.3: giữa chiều cao (Hvn) và đường kính thân 
(D1.3) tồn tại mối quan hệ ở mức vừa phải đến chặt và được biểu thị 
dưới dạng phương trình (3.1) - (3.25). 
1.2. Phân nhóm loài theo một số đặc trưng sinh trưởng 
Đã phân 333 loài thành 9 nhóm loài cây dựa vào kết quả điều tra 
của 21 OTCĐV kiểu rừng lá rộng thường xanh dựa theo tốc độ tăng 
trưởng đường kính trung bình năm (zd), kích thước tối đa loài có thể 
đạt được (Dmax) và dạng sống của loài. 9 nhóm loài đó gồm: (1) nhóm 
gỗ nhỏ tăng trưởng chậm; (2) nhóm gỗ nhỏ tăng trưởng trung bình; 
(3) nhóm gỗ nhỏ tăng trưởng nhanh; (4) nhóm gỗ nhỡ tăng trưởng 
chậm; (5) nhóm gỗ nhỡ tăng trưởng trung bình; (6) nhóm gỗ nhỡ tăng 
trưởng nhanh; (7) nhóm gỗ lớn tăng trưởng chậm; (8) nhóm gỗ lớn 
tăng trưởng trung bình; (9) nhóm gỗ lớn tăng trưởng nhanh. 
1.3. Xây dựng các mô hình tăng trưởng đường kính, quá trình chết 
và quá trình tái sinh bổ sung 
- Mô hình tăng trưởng đường kính: Đã xây dựng được hàm tăng 
trưởng đường kính chung cho tất cả các loài (Total) và 9 nhóm loài 
với ba biến D1.3, PC (vị thế tán), Si (biến Dummy). Các phương trình 
đã xác định được ghi tại phương trình (3.30) - (3.39). 
- Mô hình quá trình chết: Đã xác định được phương trình dạng 
hàm S là phương trình tương quan tốt nhất mô phỏng cho quá trình 
chết của lâm phần khu vực nghiên cứu, với các chỉ tiêu RSS, SE nhỏ 
nhất và R2 cao nhất. Phương trình tương quan đã xác định được ghi 
tại phương trình (3.44) - (3.47): 
- Mô hình quá trình tái sinh bổ sung: Ở mỗi khu vực nghiên cứu 
riêng lẻ không xác định được mối tương quan giữa cây tái sinh bổ 
sung với mật độ và tiết diện ngang lâm phần, bởi lẽ các cặp quan sát 
chưa đủ lớn. Song, trên phạm vi tổng thể cả 4 khu vực nghiên cứu 
(gộp 21 OTCĐV) đã xác định được phương trình dạng hàm 
24 
Compound có thể mô phỏng tốt cho mối quan hệ giữa cây tái sinh bổ 
sung với mật độ lâm phần (tại phương trình 3.48). 
1.4. Mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc lâm phần rừng tự nhiên 
khu vực nghiên cứu 
Đã trình diễn việc mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc lâm phần 
từ năm 2012 - 2022 cho rừng tự nhiên lá rộng thường xanh thuộc khu 
vực VQG Ba Bể dựa vào kết quả xây dựng các mô hình tăng trưởng 
đường kính, mô hình quá trình chết và quá trình tái sinh bổ sung. 
Tương tự, bằng phương pháp này chúng ta cũng có thể dự đoán động 
thái cấu trúc lâm phần ở các khu vực còn lại. Hơn thế, với kết quả đạt 
được luận án còn có ý nghĩa phục vụ mục đích nghiên cứu về phương 
pháp rất tốt. 
2. Tồn tại 
- Thời gian theo dõi và thu thập số liệu mới thực hiện với 1 chu kỳ 
nghiên cứu 5 năm (2007 - 2012), nên các quy luật động thái cấu trúc 
và mô hình tăng trưởng trưởng lâm phần chưa thể hiện hết bản chất. 
- Đề tài mới tiến hành mô hình hóa các quy luật tăng trưởng cho 
tổng thể toàn bộ đối tượng nghiên cứu tại từng địa điểm. Việc dự 
đoán động thái cấu trúc của lâm phần căn cứ vào phương trình chung 
cho toàn bộ đối tượng, nên kết quả nghiên cứu còn hạn chế trong việc 
ứng dụng trên các đối tượng có đặc điểm khác nhau. 
3. Khuyến nghị 
- Cần có các nghiên cứu tiếp theo tại các khu vực khác để có cái 
nhìn toàn diện hơn về đặc điểm cấu trúc của từng đối tượng. 
- Cần tiếp tục nghiên cứu ở các chu kỳ (chu kỳ 5 năm) tiếp theo 
trên các ô định vị này để có đánh giá toàn diện hơn về mô hình tăng 
trưởng trên đối tượng nghiên cứu. 
- Cần tiến hành mô hình hóa các quy luật tăng trưởng cho từng đối 
tượng cụ thể (hoặc trạng thái) để có kết quả phù hợp nhất.