Giáo trình sản lượng rừng phần 6

Chia sẻ: Asdfada Asfsgs | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

154
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sinh trưởng trữ lượng loài Eucalyptus deglupta. Thông thường, các biểu sản lượng đề cập đến các chỉ tiêu cơ bản như: mật độ (N), chiều cao (Hg), đường kính bình quân (Dg), tổng tiết diện ngang 121(G), trữ lượng và tăng trưởng bình quân chung về trữ lượng (ΔM), ngoài ra có thể đề cập đến suất tăng trưởng về trữ lượng (PM)

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình sản lượng rừng phần 6

BiÓu 3.1. BiÓu s¶n l−îng gç bét giÊy (m3/ha) loµi Eucalyptus deglupta ë Philippin (Vanclay, J.K. - 1999) ChØ sè cÊp ®Êt Tuæi 18m 21m 24m 3 1 2 4 4 11 17 25 5 36 50 69 6 78 102 133 7 134 169 212 8 201 246 301 9 276 330 395 10 356 418 491 11 438 507 586 12 520 594 679 Quy luËt biÕn ®æi theo tuæi cña tr÷ l−îng ®−îc minh ho¹ ë h×nh 3.3. 3 M (m /ha) 700 S1=24 600 S2=21 S3=18 500 400 300 200 100 0 A (tuæi) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 H×nh 3.3. Sinh tr−ëng tr÷ l−îng loµi Eucalyptus deglupta Th«ng th−êng, c¸c biÓu s¶n l−îng ®Ò cËp ®Õn c¸c chØ tiªu c¬ b¶n nh−: mËt ®é (N), chiÒu cao (Hg), ®−êng kÝnh b×nh qu©n (Dg), tæng tiÕt diÖn ngang 121
(G), tr÷ l−îng vµ t¨ng tr−ëng b×nh qu©n chung vÒ tr÷ l−îng (ΔM), ngoµi ra cã thÓ ®Ò cËp ®Õn suÊt t¨ng tr−ëng vÒ tr÷ l−îng (PM). Víi c¸c l©m phÇn kh«ng tiÕn hµnh tØa th−a, th× sè cét cña biÓu s¶n l−îng t−¬ng øng víi sè chØ tiªu s¶n l−îng mµ ng−êi kinh doanh quan t©m ®Õn (xem biÓu 3.2). BiÓu 3.2. BiÓu s¶n l−îng l©m phÇn Keo l¸ trµm cÊp ®Êt III ë §¨k L¨k (NguyÔn V¨n Xu©n, 1997) ΔM N H0 Hg Dg V M ZM A (m3) (m3/ha) (m3/ha) (m3/ha) (c©y) (m) (m) (cm) 1 1600 2 1560 4,2 3,5 2,0 3 1520 6,1 5,2 3,4 0,0070 11 3,7 4 1490 7,9 6,7 4,7 0,0126 19 8 4,8 5 1460 9,5 8,1 5,9 0,0197 29 10 5,8 6 1430 10,9 9,5 7,0 0,0283 40 11 6,7 7 1400 12,3 10,8 8,0 0,0385 54 14 7,7 8 1400 13,5 12,0 9,0 0,0503 70 16 8,7 9 1400 14,9 13,1 9,9 0,0637 89 19 9,9 10 1400 16,1 14,2 10,7 0,0788 110 21 11,0 NÕu l©m phÇn ®−îc tiÕn hµnh tØa th−a mét sè lÇn trong chu kú kinh doanh, biÓu s¶n l−îng sÏ ®−îc cÊu t¹o theo 3 bé phËn: - Bé phËn tæng hîp. - Bé phËn tØa th−a. - Bé phËn nu«i d−ìng. Bé phËn tæng hîp gåm c¸c chØ tiªu: N, Hg, Dg, G, M, ZM, M0 (tæng tr÷ l−îng hiÖn t¹i vµ tr÷ l−îng ®· tØa th−a) vµ ΔM. Bé phËn tØa th−a vµ bé phËn nu«i d−ìng th−êng ®Ò cËp ®Õn c¸c chØ tiªu: N, Dg, G, M (biÓu 3.3). 122
BiÓu 3.3. BiÓu s¶n l−îng l©m phÇn Sa méc cÊp ®Êt I (Vò TiÕn Hinh, 2000) 123
Th«ng th−êng, chØ tiªu tæng hîp nhÊt trong c¸c biÓu s¶n l−îng lµ tr÷ l−îng vµ c¸c lo¹i t¨ng tr−ëng cña nã. Tuy nhiªn, trªn thùc tÕ, tuú theo môc ®Ých kinh doanh mµ chØ tiªu tæng hîp trong biÓu sÏ kh¸c nhau. Ch¼ng h¹n, víi c¸c l©m phÇn QuÕ, biÓu ®−îc lËp theo khèi l−îng vá kh« vµ khèi l−îng tinh dÇu vá, víi rõng Luång, ng−êi ta sÏ lËp biÓu sinh khèi… C¸ch sö dông biÓu s¶n l−îng: Víi mçi loµi c©y trång, biÓu s¶n l−îng ®−îc lËp theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt, v× vËy, khi x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu nµo ®ã cho l©m phÇn ngoµi thùc tÕ, tr−íc tiªn cÇn x¸c ®Þnh cÊp ®Êt (xem môc 2.3.2.2). Tõ cÊp ®Êt ®· x¸c ®Þnh, chän biÓu sö dông. Sau ®ã, c¨n cø vµo tuæi l©m phÇn vµ cét tuæi trong biÓu, dãng hµng ngang tra gi¸ trÞ cña chØ tiªu s¶n l−îng cÇn t×m. Nh− vËy, th«ng qua biÓu kh«ng nh÷ng x¸c ®Þnh ®−îc c¸c chØ tiªu s¶n l−îng cÇn thiÕt, mµ cßn x¸c ®Þnh ®−îc thêi ®iÓm vµ c−êng ®é tØa th−a l©m phÇn, nghÜa lµ x¸c ®Þnh biÖn ph¸p t¸c ®éng trong chu kú kinh doanh. V× thÕ, biÓu s¶n l−îng ngoµi ý nghÜa dù ®o¸n sinh tr−ëng ra, cßn cã t¸c dông nh− mét cuèn cÈm nang h−íng dÉn kü thuËt kinh doanh cho mçi loµi c©y trång theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt. 3.3. M« h×nh mËt ®é l©m phÇn. M« h×nh mËt ®é lµ m« h×nh ph¶n ¸nh trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp quy luËt biÕn ®æi theo tuæi cña mËt ®é l©m phÇn, lµ c¬ së ®Ó thiÕt lËp mét sè m« h×nh l©m phÇn kh¸c cã liªn quan nh−: m« h×nh ®−êng kÝnh b×nh qu©n, m« h×nh tæng tiÕt diÖn ngang vµ m« h×nh tr÷ l−îng. Tuú theo sù phô thuéc cña mËt ®é vµo tõng nh©n tè ®iÒu tra l©m phÇn mµ ph©n thµnh c¸c lo¹i m« h×nh kh¸c nhau. 3.3.1. Sù biÕn ®æi cña mËt ®é theo tuæi l©m phÇn. 3.3.1.1. Tr−íc lÇn tØa th−a thø nhÊt. Tõ khi trång rõng ®Õn lÇn tØa th−a thø nhÊt, víi c¸c loµi c©y vïng nhiÖt ®íi, thêi gian nµy th−êng tõ 5 ®Õn 7 n¨m, tuú theo loµi c©y vµ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa (víi mËt ®é võa ph¶i) vµ tõ 20 ®Õn 30 n¨m víi c¸c loµi c©y vïng «n ®íi. Sù gi¶m mËt ®é trong giai ®o¹n nµy chñ yÕu do tØa th−a tù nhiªn. Tû lÖ c©y bÞ ®µo 124
th¶i tù nhiªn phô thuéc vµo mËt ®é khi trång. Sè liÖu ë c¸c « nghiªn cøu ®Þnh vÞ cña loµi Fichte vµ Kiefer d−íi ®©y lµ vÝ dô minh ho¹ (Wenk, G. 1990): Kho¶ng c¸ch c©y (m) Loµi 0,83 1,87 3,35 5,95 Fichte 45% 30% 15% 7% Kiefer 50% 35% 20% 15% Sè liÖu trªn ®−îc thu thËp tõ nh÷ng l©m phÇn cã chiÒu cao −u thÕ xÊp xØ 10m. §èi víi nh÷ng loµi c©y trång ë ViÖt Nam, tû lÖ c©y chÕt tr−íc lÇn tØa th−a thø nhÊt ch−a cã c«ng tr×nh nµo c«ng bè chÝnh thøc, nh−ng víi mËt ®é trång kh«ng cao, thêi ®iÓm tØa th−a lÇn ®Çu ®Õn sím, v× thÕ ®Ó ®¬n gi¶n cho viÖc thiÕt lËp c¸c m« h×nh s¶n l−îng, trong ®ã cã m« h×nh mËt ®é, cã thÓ coi trong giai ®o¹n nµy mËt ®é l©m phÇn kh«ng ®æi. Carvalho (Wenk, G. 1990) ®· m« t¶ sù phô thuéc cña tû lÖ c©y bÞ ®µo th¶i tù nhiªn víi mËt ®é trång rõng vµ chiÒu cao l©m phÇn theo ph−¬ng tr×nh cô thÓ d−íi ®©y: P = -44,175 + 30,970logN0 + 69,288logHg (3.5) 3.3.1.2. Sau lÇn tØa th−a thø nhÊt. MËt ®é ban ®Çu ®−îc ®Ò cËp lµ mËt ®é t¹i thêi ®iÓm c¸c l©m phÇn b¾t ®Çu khÐp t¸n (ký hiÖu lµ N0, t−¬ng øng víi thêi ®iÓm t0). Tõ thêi ®iÓm nµy trë ®i, l©m phÇn xuÊt hiÖn hiÖn t−îng tØa th−a tù nhiªn. Tõ ®ã mËt ®é l©m phÇn sÏ gi¶m dÇn theo thêi gian vµ t¹i thêi ®iÓm t nµo ®ã (sau thêi ®iÓm t0) mËt ®é sÏ phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch thêi gian tõ t0 ®Õn t. Chilmi (Wenk, G.1990) ®· m« t¶ sù phô thuéc nµy theo d¹ng ph−¬ng tr×nh (3.6). − α( t − t ) N 0 )e N=N ( 0 (3.6) EN E Trong ®ã, NE lµ mËt ®é l©m phÇn lóc kÕt thóc tØa th−a tù nhiªn Cujenkov (Wenk, G.1990) m« t¶ quan hÖ gi÷a Nt víi N0 vµ thêi gian t theo ph−¬ng tr×nh (3.7): 125
N = N0e-Ct' (3.7) Tham sè c ®−îc x¸c ®Þnh gÇn ®óng b»ng ph−¬ng tr×nh: c = a + b.N0 Thay c vµo (3.7), ta cã: N = N0.e-(a+b.No)t' (3.8) Roemisch (Wenk,G.1990) quan niÖm sù biÕn ®æi cña mËt ®é tû lÖ thuËn víi hiÖu sè mËt ®é lóc kÕt thóc tØa th−a tù nhiªn vµ mËt ®é t¹i thêi ®iÓm t: dN = b( N − N ) (3.9) E dt ' Thay Nt = N0 t−¬ng øng víi thêi ®iÓm t' = 0 vµ tÝch ph©n (3.9), cã: N = N (1 − e − bt ' ) + N e − bt ' (3.10) t E 0 t − 40 víi t ' = 10 Tõ thùc nghiÖm, Halaj (Wenk, G.1990) thiÕt lËp ph−¬ng tr×nh d−íi ®©y cho l©m phÇn Eichen thuÇn loµi: N = 6607571 - t-0,2 (3.11) 3.3.2. M« h×nh biÕn ®æi cña mËt ®é theo chiÒu cao l©m phÇn. Diskovski cho r»ng sù gi¶m cña mËt ®é tû lÖ víi chiÒu cao l©m phÇn (Wenk, G. 1990), tõ ®ã cã ph−¬ng tr×nh vi ph©n: dN = −bN (3.12) dHg NÕu tØa th−a diÔn ra vµo thêi ®iÓm l©m phÇn khÐp t¸n, th× N = N0, Hg = Hg0, tõ ®ã lÊy tÝch ph©n (3.12), ®−îc: − b(Hg − Hg ) N=N e 0 (3.13) 0 126
ë ph−¬ng tr×nh (3.13), N0 vµ Hg0 lµ sè c©y vµ chiÒu cao t¹i thêi ®iÓm l©m phÇn khÐp t¸n. Còng trªn c¬ së mèi quan hÖ mËt ®é víi chiÒu cao, Thomasius (Wenk, G.1990) ®Ò xuÊt m« h×nh: Ke − Ct LogN = (3.14) LogHg 3.3.3. M« h×nh biÕn ®æi cña mËt ®é theo ®−êng kÝnh b×nh qu©n l©m phÇn. MËt ®é biÕn ®æi theo tuæi vµ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. Hai nh©n tè nµy ®−îc ph¶n ¸nh tæng hîp qua kÝch th−íc cña c©y b×nh qu©n. Tõ ®ã, mét sè t¸c gi¶ x¸c lËp quan hÖ gi÷a mËt ®é víi chiÒu cao nh− ®· ®Ò cËp ë trªn, sè kh¸c l¹i x¸c lËp quan hÖ víi ®−êng kÝnh b×nh qu©n. Gi÷a mËt ®é víi ®−êng kÝnh b×nh qu©n lu«n tån t¹i mèi quan hÖ mËt thiÕt vµ th−êng ®−îc biÓu thÞ d−íi d¹ng tæng qu¸t: N = a.Dgb (3.15) Theo Reineke (Wenk, G.1990) tham sè b lu«n ©m, kh«ng phô thuéc vµo loµi c©y còng nh− ®iÒu kiÖn lËp ®Þa vµ xÊp xØ b»ng -1,605. Cã thÓ minh häa cho nhËn xÐt cña Reineke b»ng kÕt qu¶ thùc nghiÖm víi mét sè loµi c©y ë Slovakia cña Smelko (Wenk, G.1990) d−íi ®©y: N = 1348.Dg-1,532 Fichte: N = 2195.Dg-1,762 Kiefer: N = 1062.Dg-1,568 Eiche: N = 1449.Dg-1,521 Tanne: N = 2664.Dg-1,799 Buche: Hainbuche: N = 2377.Dg-1,868 127
3.3.4. M« h×nh mËt ®é tèi −u 3.3.4.1. Kh¸i niÖm mËt ®é tèi −u. Tr−íc khi xem xÐt kh¸i niÖm mËt ®é tèi −u, cÇn ®Ò cËp ®Õn kh¸i niÖm mËt ®é tèi ®a. Kh¸i niÖm nµy ®−îc Reineke ®Ò x−íng vµ sau ®ã ®· ®−îc øng dông réng r·i (Wenk, G. 1990). Qua nghiªn cøu s¶n l−îng ë nh÷ng l©m phÇn thuÇn loµi tù nhiªn kh«ng bÞ t¸c ®éng, t¸c gi¶ ®· nhËn xÐt: Hai l©m phÇn cã cïng mËt ®é khi chóng cã cïng ®−êng kÝnh b×nh qu©n (kh«ng phô thuéc vµo tuæi vµ cÊp ®Êt). Tõ ®ã «ng ®Ò nghÞ dïng chØ sè mËt ®é SDI (stand density index) ®Ó x¸c ®Þnh mËt ®é l©m phÇn. Reineke x¸c lËp tû sè gi÷a mËt ®é tèi ®a cho ®−êng kÝnh b×nh qu©n bÊt kú víi mËt ®é tèi ®a øng víi ®−êng kÝnh b×nh qu©n Dg=25cm. C¶ hai mËt ®é nµy ®Òu ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng tr×nh (3.15). Víi gi¶ thuyÕt tham sè a b»ng nhau vµ tham sè b b»ng -1,6, chØ sè mËt ®é ®−îc x¸c ®Þnh theo: − 1,6 N max(Dg) a.Dg b ⎛ Dg ⎞ SDI = = =⎜ ⎟ b ⎝ 25 ⎠ N max(25) a.25 Qua biÕn ®æi, ta cã: − 1,6 ⎛ 25 ⎞ ⎜ ⎟ =N = SDI (3.16) N max(Dg) ⎜ Dg ⎟ max(Dg = 25) ⎝ ⎠ C«ng thøc (3.16) ®−îc sö dông ®Ó tÝnh mËt ®é tèi ®a cho c¸c l©m phÇn cã ®−êng kÝnh b×nh qu©n kh¸c nhau. Theo Wenk, G. (1990), tõ nh÷ng n¨m hai m−¬i cña thÕ kû 19, ng−êi ta ®· nhËn thÊy, ®Ó ®¹t ®−îc t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng (m3/ha/n¨m) tèi ®a, cÇn ph¶i cã mËt ®é tèi −u. Zamminer ®· nhËn xÐt: Tíi mét chõng mùc nµo ®ã, c©y mäc cµng th−a, t¨ng tr−ëng riªng cña tõng c©y cµng lín, nh−ng quy ra trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch, 128
th× t¨ng tr−ëng chung l¹i gi¶m ®i. V× thÕ, víi mçi tr¹ng th¸i rõng, cÇn x¸c ®Þnh giíi h¹n mËt ®é gi÷ l¹i ®Ó l©m phÇn ®¹t t¨ng tr−ëng lín nhÊt (Wenk, G. 1990). Nh− vËy, muèn cho l©m phÇn cã n¨ng suÊt cao, th× mËt ®é ë mçi ®Þnh kú sinh tr−ëng ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh sao cho hîp lý. MËt ®é nµy th−êng ®−îc gäi lµ mËt ®é tèi −u vµ phô thuéc vµo yªu cÇu diÖn tÝch dinh d−ìng cña c¸c c©y trong l©m phÇn. Nh− ®· biÕt, diÖn tÝch dinh d−ìng biÕn ®æi theo thêi gian, tõ ®ã, mËt ®é tèi −u còng lu«n biÕn ®æi theo tuæi l©m phÇn. VÒ lý thuyÕt, tån t¹i kh¸i niÖm mËt ®é tèi −u, nh−ng thùc tiÔn th× khã x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cô thÓ cho lo¹i mËt ®é nµy. NhiÒu nghiªn cøu vÒ s¶n l−îng cho thÊy, trong mét ph¹m vi mËt ®é kh¸ réng, t¨ng tr−ëng l©m phÇn gÇn nh− b»ng nhau (quan hÖ ZM/N kh«ng thÓ hiÖn râ ®Ønh). V× lÏ ®ã, mËt ®é tèi −u chØ x¸c ®Þnh th«ng qua m« h×nh vµ viÖc chøng minh b»ng thùc nghiÖm cßn lµ vÊn ®Ò khã kh¨n. Nhµ L©m nghiÖp lu«n quan t©m ®Õn viÖc ®iÒu tiÕt mËt ®é ë mçi ®Þnh kú sao cho l©m phÇn ®¹t n¨ng suÊt cao nhÊt t¹i thêi ®iÓm cuèi cïng cña chu kú kinh doanh. N¨ng suÊt nµy ®−îc ph¶n ¸nh b»ng t¨ng tr−ëng b×nh qu©n chung: M 0 M A + ∑ Mc ΔM = = A A ΔM: T¨ng tr−ëng b×nh qu©n chung vÒ tr÷ l−îng. Trong ®ã: A: Tuæi l©m phÇn. MA: Tr÷ l−îng l©m phÇn hiÖn t¹i. ∑Mc: Tæng tr÷ l−îng tØa th−a cña l©m phÇn cho ®Õn tuæi A Tõ ®ã: A M 0 = ∑ ZM i i =1 Tõ c«ng thøc trªn nhËn thÊy, ®Ó cã M0 t¹i tuæi A ®¹t gi¸ trÞ cao nhÊt, th× t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng ZMi cña l©m phÇn ë mçi ®Þnh kú (hay hµng n¨m) còng 129
ph¶i ®¹t gi¸ trÞ cao nhÊt. Trong tr−êng hîp nµy, mËt ®é l©m phÇn ë mçi ®Þnh kú ®−îc coi lµ mËt ®é tèi −u. Nh− vËy, mËt ®é tèi −u cña mét ®Þnh kú sinh tr−ëng nµo ®ã (thêi gian gi÷a 2 lÇn tØa th−a liªn tiÕp) ®−îc quan niÖm lµ mËt ®é t¹i ®ã t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng cña l©m phÇn ®¹t gi¸ trÞ cao nhÊt. Kh¸i niÖm mËt ®é tèi −u nµy chØ ®óng cho nh÷ng tr−êng hîp mµ môc ®Ých kinh doanh lµ t¹o ra nguyªn liÖu gç, n¨ng suÊt l©m phÇn cµng cao cµng tèt. Khi l©m phÇn ®−îc kinh doanh víi môc ®Ých lµ cung cÊp cho thÞ tr−êng nh÷ng s¶n phÈm vÒ gç nµo ®ã nh−: gç lín dïng cho x©y dùng, gç trô má… th× mËt ®é tèi −u t¹i tõng ®Þnh kú sinh tr−ëng ph¶i lµ mËt ®é sao cho t¨ng tr−ëng vÒ tr÷ l−îng cña s¶n phÈm chÝnh lµ cao nhÊt. Cø nh− vËy, sÏ cã nh÷ng kh¸i niÖm kh¸c nhau vÒ mËt ®é tèi −u, nh− mËt ®é tèi −u vÒ tµi chÝnh, mËt ®é tèi −u vÒ m«i tr−êng sinh th¸i… MËt ®é tèi −u ®−îc ®Ò cËp ë nh÷ng m« h×nh d−íi ®©y lµ mËt ®é ®−îc hiÓu víi kh¸i niÖm thø nhÊt. Víi kh¸i niÖm vÒ mËt ®é tèi −u nh− vËy, m« h×nh mËt ®é l©m phÇn cña mçi loµi c©y cÇn ®−îc thiÕt lËp trªn c¬ së sè liÖu cña c¸c « nghiªn cøu cè ®Þnh hoÆc b¸n cè ®Þnh cã t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng ë mçi ®Þnh kú lµ cao nhÊt. 3.3.4.2. M« h×nh mËt ®é tèi −u trªn c¬ së diÖn tÝch dinh d−ìng tèi −u. ë mçi giai ®o¹n ph¸t triÓn, sinh tr−ëng cña c©y rõng phô thuéc vµo diÖn tÝch dinh d−ìng, v× vËy, gi÷a t¨ng tr−ëng cña c©y víi diÖn tÝch dinh d−ìng cã quan hÖ mËt thiÕt. DiÖn tÝch dinh d−ìng cña c©y ®¬n lÎ ®−îc x¸c ®Þnh trªn mÆt ®Êt lµ diÖn tÝch h×nh ®a gi¸c, mµ sè c¹nh cña nã phô thuéc vµo sè c©y cã ¶nh h−ëng ë xung quanh. T−¬ng tù nh− vËy, khèi h×nh häc cã ®¸y lµ diÖn tÝch dinh d−ìng, chiÒu cao b»ng chiÒu cao cña c©y ®−îc gäi lµ kh«ng gian dinh d−ìng. H×nh 3.4 minh ho¹ cho c¸c kh¸i niÖm nµy. 130
H×nh 3.4: H×nh ¶nh minh ho¹ diÖn tÝch dinh d−ìng, h×nh chiÕu t¸n vµ kh«ng gian dinh d−ìng (Wenk, G. 1990) 1. Kh«ng gian dinh d−ìng. 2. DiÖn tÝch dinh d−ìng. 3. H×nh chiÕu t¸n c©y. Tõ kh¸i niÖm vÒ diÖn tÝch dinh d−ìng vµ diÖn tÝch h×nh chiÒu t¸n c©y cho thÊy, khi hÇu hÕt c¸c c©y trong l©m phÇn cã hai diÖn tÝch nµy b»ng nhau, lóc ®ã l©m phÇn b¾t ®Çu b−íc vµo giai ®o¹n khÐp t¸n. Khi diÖn tÝch h×nh chiÕu t¸n lín h¬n diÖn tÝch dinh d−ìng, th× c¸c c©y trong l©m phÇn ®· giao t¸n vµ l©m phÇn ®ang xuÊt hiÖn hiÖn t−îng tØa th−a tù nhiªn. Ng−îc l¹i, khi diÖn tÝch h×nh chiÕu t¸n cña c¸c c©y nhá h¬n diÖn tÝch dinh d−ìng th× c©y rõng ch−a b−íc vµo giai ®o¹n khÐp t¸n. §©y chÝnh lµ giai ®o¹n mµ c©y rõng ch−a tËn dông tèi ®a kh«ng gian dinh d−ìng. Thomasius (1978) ®· dùa vµo quan hÖ gi÷a t¨ng tr−ëng thÓ tÝch cña c©y (hoÆc t¨ng tr−ëng tiÕt diÖn ngang) víi diÖn tÝch dinh d−ìng ®Ó x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u cho l©m phÇn ë mçi ®Þnh kú sinh tr−ëng. Quan hÖ nµy ®−îc t¸c gi¶ m« t¶ b»ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc: ZV = zvmax[1-e-c(a-ao)] (3.17) 131
Trong ®ã: ZV: T¨ng tr−ëng hµng n¨m hay t¨ng tr−ëng b×nh qu©n ®Þnh kú vÒ thÓ tÝch cña c©y. a: DiÖn tÝch dinh d−ìng. zvmax: T¨ng tr−ëng thÓ tÝch lín nhÊt. a0: DiÖn tÝch dinh d−ìng tèi thiÓu, t¹i ®ã c©y rõng sèng nh−ng kh«ng sinh tr−ëng. Ph−¬ng tr×nh (3.17) cho thÊy, khi diÖn tÝch dinh d−ìng a cµng t¨ng, zv còng cµng t¨ng. Tuy vËy, ban ®Çu a t¨ng zv t¨ng m¹nh, ®Õn gi¸ trÞ nµo ®ã cña a th×, mÆc dï a t¨ng, nh−ng zv t¨ng rÊt chËm vµ dÇn dÇn tiÖm cËn tíi gi¸ trÞ zvmax (h×nh 3.5). §iÒu nµy cã ý nghÜa thùc tiÔn lµ, kh«ng nªn ®Ó mËt ®é l©m phÇn qu¸ thÊp, v× víi mËt ®é nµy t¨ng tr−ëng zv cña tõng c©y kh«ng phô thuéc vµo diÖn tÝch dinh d−ìng. H×nh 3.5: Quan hÖ Zg/a vµ ZV/a cña l©m phÇn Fichte (Vò TiÕn Hinh, 1982) 132
Thay N = 104/a, t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng cña l©m phÇn ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng tr×nh: − c(a − a ) ⎤ ⎡ 10 4 ZM / ha = ⎢1 − e ⎥ 0 (3.18) zv max ⎢ ⎥ a ⎣ ⎦ §−êng cong biÓu diÔn ph−¬ng tr×nh (3.18) lµ ®−êng cong cã ®Ønh. Lóc ®Çu a t¨ng, ZM t¨ng theo vµ ®¹t cùc ®¹i, ®Õn mét lóc nµo ®ã, sù t¨ng lªn cña zv tõng c©y kh«ng tû lÖ víi sù gi¶m ®i cña mËt ®é (do a t¨ng), lµm ZM gi¶m nhanh (h×nh 3.6). H×nh 3.6: Quan hÖ ZG/a vµ ZM/a cña l©m phÇn Fichte (Vò TiÕn Hinh, 1982) C¸c ®−êng cong Zg vµ ZV ë h×nh 3.5, ®−îc chuyÓn thµnh c¸c ®−êng cong ZG vµ ZM ë h×nh 3.6 th«ng qua c«ng thøc: 10 4 ZG / ha = N.Zg = (3.19) Zg a 133
10 4 ZM / ha = N.ZV = (3.20) ZV a Tõ h×nh 3.6, gi¸ trÞ cùc ®¹i cña ZG vµ ZM ®−îc x¸c ®Þnh lÇn l−ît b»ng 1,5858m2/ha vµ 25,3m3/ha. T−¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ nµy, diÖn tÝch dinh d−ìng a lÇn l−ît b»ng 13,0m2 vµ 13,14m2. §©y chÝnh lµ diÖn tÝch dinh d−ìng tèi −u. MËt ®é t−¬ng øng víi c¸c diÖn tÝch dinh d−ìng trªn lµ 768 c©y/ha vµ 761 c©y/ha. Theo Vò TiÕn Hinh (1982), mËt ®é tèi −u tÝnh theo ZG vµ ZM kh«ng cã sù sai kh¸c râ nÐt. V× thÕ, cã thÓ sö dông quan hÖ Zg/a ®Ó x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u mµ kh«ng cÇn thiÕt ph¶i sö dông quan hÖ Zv/a. Tõ ®ã, viÖc x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u cho c¸c l©m phÇn nghiªn cøu sÏ ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu. Tõ nh÷ng vÊn ®Ò võa tr×nh bµy ë trªn cho thÊy, khi tÝnh to¸n mËt ®é tèi −u cho l©m phÇn nghiªn cøu nµo ®ã, cÇn x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng vµ t¨ng tr−ëng Zg cho tõng c©y b»ng ph−¬ng ph¸p khoan t¨ng tr−ëng. C¨n cø vµo kh¸i niÖm diÖn tÝch dinh d−ìng nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, khi x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng cho c©y ®¬n lÎ, tr−íc hÕt ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc to¹ ®é cña c©y ®ã vµ nh÷ng c©y xung quanh. TiÕp theo, cã thÓ ¸p dông mét trong hai ph−¬ng ph¸p d−íi ®©y ®Ó x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng. - TÝnh theo diÖn tÝch ®a gi¸c. - TÝnh theo « mÉu 6 c©y. Theo ph−¬ng ph¸p thø nhÊt, tr−íc tiªn cÇn x¸c ®Þnh ®a gi¸c (gäi lµ ®a gi¸c dinh d−ìng), trong ®ã cã chøa c©y cÇn x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng. H×nh 3.7 minh ho¹ cho c¸ch x¸c ®Þnh c¸c c¹nh cña ®a gi¸c dinh d−ìng. Gi¶ sö gäi P0 lµ c©y cÇn x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng (c©y mÉu), P1, P2, P3... lµ c¸c c©y sèng xung quanh c©y mÉu. ViÖc x¸c ®Þnh c¸c c¹nh cña ®a gi¸c dinh d−ìng ®−îc tiÕn hµnh qua c¸c b−íc sau: a) Kh«ng chó ý ®Õn ®−êng kÝnh cña c©y. - Nèi t©m c©y mÉu víi t©m c¸c c©y xung quanh. 134
- KÎ ®−êng vu«ng gãc t¹i vÞ trÝ 1/2 c¸c ®−êng nèi tõ c©y mÉu ®Õn tõng c©y xung quanh (®−êng liÒn nÐt ë h×nh 3.7). b) Chó ý ®Õn ®−êng kÝnh cña c©y. - Nèi t©m c©y mÉu víi t©m c¸c c©y xung quanh. - X¸c ®Þnh ranh giíi gi÷a c¸c c©y xung quanh víi c©y mÉu theo c¸ch sau: Gäi: Ri lµ kho¶ng c¸ch tõ c©y thø i tíi c©y mÉu. Ki lµ ranh giíi gi÷a c©y thø i víi c©y mÉu. Tõ ®ã, ta cã: Ri = Pi.Ki + Ki.P0 (3.21) d i PK = (3.22) i i d +d i 0 Víi: Pi.Ki lµ kho¶ng c¸ch tõ c©y thø i ®Õn ®iÓm ranh giíi Ki Pi.K0 lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ranh giíi Ki ®Õn c©y mÉu. di, d0 lµ ®−êng kÝnh c©y thø i vµ ®−êng kÝnh c©y mÉu. - KÎ ®−êng vu«ng gãc víi ®−êng nèi tõ t©m c©y thø i víi t©m c©y mÉu t¹i vÞ trÝ Ki. Cø lµm nh− thÕ ®èi víi c¸c c©y xung quanh, sÏ ®−îc ®a gi¸c dinh d−ìng cña c©y mÉu vµ diÖn tÝch ®a gi¸c chÝnh lµ diÖn tÝch dinh d−ìng. Dùa vµo c¸c ph−¬ng ph¸p võa tr×nh bµy ë trªn, ngoµi viÖc x¸c ®Þnh diÖn tÝch dinh d−ìng ra, cßn cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc nh÷ng c©y cã quan hÖ víi c©y mÉu. 135
H×nh 3.7. S¬ ®å x¸c ®Þnh ®a gi¸c H×nh 3.8. S¬ ®å ph©n bè diÖn dinh d−ìng tÝch dinh d−ìng c¸c c©y trong Kh«ng chó ý ®Õn ®−êng kÝnh. l©m phÇn Fichte (Wenk, G.1990) Cã chó ý ®Õn ®−êng kÝnh o: C©y mÉu,10,9 ;8,7;.. : D1.3 C¨n xø vµo h×nh 3.7 nhËn thÊy, theo c¸ch thø nhÊt, c©y sè 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 lµ c©y cã ¶nh h−ëng ®Õn c©y mÉu. Theo c¸ch thø hai, trong sè nh÷ng c©y kÓ trªn, c©y sè 3 kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn c©y mÉu. Tãm l¹i, nh÷ng c©y cã ¶nh h−ëng ®Õn c©y mÉu lµ nh÷ng c©y tham gia h×nh thµnh nªn c¹nh cña ®a gi¸c dinh d−ìng. Thomasius (1978) chän 6 c©y gÇn c©y mÉu nhÊt lµm nh÷ng c©y cã ¶nh h−ëng ®Õn c©y mÉu. Tõ ®ã, diÖn tÝch dinh d−ìng cña c©y mÉu ®−îc tÝnh tØ lÖ víi tiÕt diÖn ngang cña nã theo c«ng thøc: ΠE 2 d 2 60 a= (3.23) 52 2 12 ∑ di + d 0 + d6 2 i =1 Trong ®ã: E6 lµ kho¶ng c¸ch tõ c©y mÉu ®Õn c©y thø 6. 136
d0 lµ ®−êng kÝnh c©y mÉu. di lµ ®−êng kÝnh c©y thø i. Ta cã thÓ ¸p dông ph−¬ng ph¸p « 6 c©y ®Ó nghiªn cøu quan hÖ gi÷a c¸c loµi víi nhau ë rõng tù nhiªn. Trong ®ã, c©y mÉu lµ c©y cña mét loµi nµo ®ã cÇn nghiªn cøu, 6 c©y cña c¸c loµi kh¸c (còng cã thÓ cã c©y cïng loµi víi c©y mÉu) sèng xung quanh lµ nh÷ng loµi cã quan hÖ. Cø lÆp l¹i nhiÒu lÇn nh− vËy, sÏ biÕt ®−îc nh÷ng loµi c©y nµo th−êng ®i víi nhau, tõ ®ã t¹o c¬ së x¸c ®Þnh biÖn ph¸p hîp lý t¸c ®éng vµo rõng tù nhiªn còng nh− g©y trång c¸c loµi c©y b¶n ®Þa. Nh− phÇn trªn ®· ®Ò cËp, mËt ®é l©m phÇn t−¬ng øng víi t¨ng tr−ëng cùc ®¹i vÒ tr÷ l−îng ®−îc gäi lµ mËt ®é tèi −u, cßn tæng tiÕt diÖn ngang t−¬ng øng ®−îc gäi lµ tæng tiÕt diÖn ngang tèi −u. Song song víi kh¸i niÖm tæng tiÕt diÖn ngang tèi −u (Gopt.), Assmann ®−a ra kh¸i niÖm tæng tiÕt diÖn ngang tèi ®a vµ tæng tiÕt diÖn ngang giíi h¹n (Wenk, G. 1990): - Tæng tiÕt diÖn ngang tèi ®a lµ tæng tiÕt diÖn ngang lín nhÊt mµ l©m phÇn cã thÓ ®¹t tíi (Gmax). Víi mçi loµi c©y, Gmax phô thuéc vµo tuæi l©m phÇn vµ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. - Tæng tiÕt diÖn ngang giíi h¹n lµ tæng tiÕt diÖn ngang ®−îc x¸c ®Þnh b»ng 95% gi¸ trÞ Gmax. Th«ng th−êng, Gopt nhá h¬n Gmax. Ngoµi thùc tÕ rÊt khã x¸c ®Þnh gi¸ trÞ thùc cña mËt ®é tèi −u còng nh− gi¸ trÞ thùc cña Gopt cho tõng ®Þnh kú sinh tr−ëng cña l©m phÇn. V× thÕ, ng−êi ta th−êng x¸c ®Þnh gi¸ trÞ giíi h¹n trªn vµ giíi h¹n d−íi cho tæng tiÕt diÖn ngang (G+ vµ G-), sao cho trong giíi h¹n ®ã cã chøa Gopt. Tæng tiÕt diÖn ngang giíi h¹n G+ vµ G- ®−îc coi lµ tæng tiÕt diÖn ngang, t¹i ®ã t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng ®¹t 95% ZMmax (Gopt øng víi ZMmax). §iÒu ®ã cã nghÜa lµ, nªn tØa th−a khi l©m phÇn ®¹t tíi gi¸ trÞ G+ vµ sau khi tØa th−a, tæng tiÕt diÖn ngang l©m phÇn kh«ng nhá h¬n gi¸ trÞ G-. 137
Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu cña Dittma (Wenk, G.1990), ®èi víi c¸c l©m phÇn Eiche ë §øc, th× Gopt = 83%Gmax, G+ = 93% vµ G- = 73%Gmax. Hradetzky (Wenk, G.1990), x¸c lËp m« h×nh t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng l©m phÇn tõ mËt ®é l©m phÇn tiªu chuÈn (mËt ®é l©m phÇn t−¬ng øng víi t¨ng tr−ëng tr÷ l−îng cao nhÊt). §iÒu ®ã còng cã nghÜa lµ, t¨ng tr−ëng ®−îc coi nh− mét hµm cña ®é ®Çy tiªu chuÈn: ZM = ZM max (Y 0 e1 − Y ) b 0 (3.24) Víi Y0 = Y/Y*. ë ph−¬ng tr×nh trªn: Y lµ mËt ®é hoÆc tæng tiÕt diÖn ngang l©m phÇn, Y* lµ sè c©y hay tæng tiÕt diÖn ngang l©m phÇn t−¬ng øng víi ZMmax. §èi víi ZMmax, cÇn thiÕt ph¶i cã m« h×nh thÝch hîp trªn c¬ së biÕn sè ®éc lËp lµ tuæi vµ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. Tõ ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®−îc mËt ®é còng nh− tæng tiÕt diÖn ngang theo ®¬n vÞ tuæi vµ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. 3.3.4.3. M« h×nh mËt ®é tèi −u trªn c¬ së diÖn tÝch t¸n. Tõ c«ng thøc x¸c ®Þnh møc ®é giao t¸n: Kt = Dt N .10 − 2 (3.25) Schuetz (Wenk, G.1990) tÝnh to¸n mËt ®é tèi −u trªn c¬ së c«ng thøc: 2 ⎛ Kt .100 ⎞ = ⎜ TU ⎟ (3.26) N TU ⎜ ⎟ Dt ⎝ ⎠ Trong ®ã: Dt: ®−êng kÝnh t¸n. Kt: hÖ sè giao t¸n. KtTU: hÖ sè giao t¸n tèi −u. Kairiukŝtis vµ Juodvalkis (Wenk, G.1990) x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u trªn c¬ së diÖn tÝch t¸n vµ ®é giao t¸n tèi −u: 138
Q max = (3.27) N ⎛ PTU ⎞ TU ⎜1 − ⎟ St TU ⎜ ⎟ 100 ⎝ ⎠ Víi: Qmax: diÖn tÝch t¸n c©y lín nhÊt cã thÓ cã (m2/ha). StTU: diÖn tÝch h×nh chiÕu t¸n b×nh qu©n tèi −u (m2/c©y) PTU: ®é giao t¸n tèi −u (%). C¸c nh©n tè trªn thay ®æi theo loµi c©y vµ tuæi. Ch¼ng h¹n, víi c¸c l©m phÇn Fichte, Qmax biÕn ®éng tõ 8100-9100m2/ha. PTU dao ®éng tõ 9% ®Õn 18%. C¸c biÕn nµy ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua quan hÖ víi tuæi l©m phÇn. Trong ®iÒu kiÖn rõng trång n−íc ta, mçi loµi c©y ch−a cã hÖ thèng « nghiªn cøu l©u dµi ®Ó thu thËp sè liÖu vÒ t¨ng tr−ëng ë c¸c c«ng thøc cã mËt ®é kh¸c nhau lµm c¬ së x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u theo tuæi vµ cÊp ®Êt. Tõ ®ã, viÖc x©y dùng m« h×nh mËt ®é tèi −u chñ yÕu dùa vµo kh¸i niÖm l©m phÇn chuÈn. Tõ c«ng thøc x¸c ®Þnh mËt ®é tèi −u cho thÊy, c¸c t¸c gi¶ ®Òu thèng nhÊt kh¸i niÖm l©m phÇn chuÈn lµ l©m phÇn ë vµo tr¹ng th¸i mµ tæng diÖn tÝch t¸n c©y trªn ha b»ng 10.000m2. Kh¸i niÖm nµy ®−îc chÊp nhËn trªn c¬ së gi¶ thuyÕt c¸c c©y ph©n bè ®Òu trªn diÖn tÝch mÆt ®Êt. Nh− vËy, chØ khi nµo diÖn tÝch t¸n c©y b»ng diÖn tÝch mÆt ®Êt, th× tÊt c¶ c©y rõng míi lîi dông triÖt ®Ó diÖn tÝch dinh d−ìng vµ chØ nªn tØa th−a nh÷ng l©m phÇn cã diÖn tÝch t¸n c©y trªn ha lín h¬n 10.000m2, ®ång thêi tØa th−a cho ®Õn khi diÖn tÝch t¸n gi¶m xuèng cßn 10.000m2. Víi quan niÖm nh− vËy, mËt ®é tèi −u ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc tæng qu¸t: 10 4 = (3.28) N TU St ë c«ng thøc (3.28),⎯St lµ diÖn tÝch t¸n b×nh qu©n cña nh÷ng c©y sinh tr−ëng tèt cã kh¶ n¨ng ®Ó l¹i nu«i d−ìng sau mçi lÇn tØa th−a. §iÓm kh¸c biÖt 139
gi÷a c¸c m« h×nh mËt ®é tèi −u cña c¸c t¸c gi¶ lµ ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh diÖn tÝch t¸n b×nh qu©n. Tõ c«ng thøc (3.28), nÕu biÕt quy luËt sinh tr−ëng cña⎯St theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt, sÏ x¸c ®Þnh ®−îc quy luËt biÕn ®æi theo tuæi t−¬ng øng cña mËt ®é. NguyÔn Ngäc Lung (1999) m« t¶ quy luËt sinh tr−ëng diÖn tÝch t¸n b×nh qu©n cña c¸c l©m phÇn Th«ng ba l¸ b»ng ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng: ⎯St = A + Bi.T (3.29) ë ph−¬ng tr×nh (3.29), T lµ biÕn thêi gian (tuæi). Thay⎯St vµo ph−¬ng tr×nh (3.28) ®−îc m« h×nh mËt ®é tèi −u: 10 4 = (3.30) N A + Bi.T TU T−¬ng øng víi mËt ®é trång ban ®Çu cña c¸c l©m phÇn Th«ng ba l¸ lµ 3.300c©y/ha, tham sè A ®−îc x¸c ®Þnh b»ng 3,03. Tham sè Bi thay ®æi theo cÊp ®Êt vµ lÊy c¸c gi¸ trÞ b»ng: 0,45455; 0,42667; 0,38333; 0,34667 vµ 0,29667 t−¬ng øng víi c¸c cÊp ®Êt tõ I ®Õn V. Tõ ®−êng cong biÕn ®æi theo tuæi cña mËt ®é tèi −u (d¹ng ®−êng cong gi¶m), x¸c ®Þnh sè c©y tØa th−a (Nc). Sè c©y nµy chÝnh lµ møc ®é gi¶m cña mËt ®é tõ thêi ®iÓm nµy tíi thêi ®iÓm kh¸c. Khi T lµ ®¹i l−îng liªn tôc th× sè c©y tØa th−a hµng n¨m sÏ b»ng ®¹o hµm bËc nhÊt cña ph−¬ng tr×nh mËt ®é. 10 4 Bi N = N' = (3.31) c (3,03 + BiT ) 2 Tõ (3.31), sè c©y tØa th−a tõ thêi ®iÓm T1 ®Õn T2 ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc tÝch ph©n: T 10 4 10 4 2 = ∫ N' d = − (3.32) N c(T − T ) T 3,03 3,03 − BiT 1 2 T 1 §Æt Xi = 3,03 - BiT, ta cã: 140