Tài liệu Luận văn nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng loài cây sa mộc tại vườn quốc gia ba vì hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA LÂM HỌC ----------o0o---------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ SINH TRƯỞNG LOÀI CÂY SA MỘC TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ - HÀ NỘI NGÀNH: LÂM SINH MÃ NGÀNH: 7620205 Giáo viên hướng dẫn :ThS. Lương Thị Phương Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Sa Khóa học : 2016-2020 Hà Nội, 2020 LỜI NÓI ĐẦU Sau những năm học tập, nghiên cứu dưới mái trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam đến nay khoá học 20016 – 2020 đã bước vào những tháng năm cuối cùng của đời sinh viên. Để hoàn thiện chương trình đào tạo hệ đại học tại trường, gắn liền giữa lý thuyết và thực tiễn, giúp cho sinh viên hoàn thiện kiến thức đã được trang bị và biết vận dụng những kiến thức đó vào thực tiễn sản xuất. Được sự đồng ý khoa Lâm học, bộ môn Điều tra – Quy hoạch tôi tiến hành thực hiên khóa luận: “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng loài cây Sa mộc tại vườn quốc gia Ba Vì - Hà Nội” Để hoàn thành được bản khóa luận này, ngoài sự cố gắng của bản thân, còn có sự giúp đỡ và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Điều tra Quy hoạch rừng, Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Vì - Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập tại đó, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của cô giáo ThS. Lương Thị Phương. Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã cố gắng hết sức để đạt được kết quả tốt nhất, nhưng không thể tránh được nhưng sai sót nhất định. Tôi mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo, các nhà chuyên môn và các bạn đọc quan tâm đến vần đề này để bài khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn nữa. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2020 Nguyễn Thị Sa i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... i MỤC LỤC ......................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH .................................... v Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................... 1 Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 2 2.1. Trên thế giới............................................................................................ 2 2.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố của Sa Mộc.... 2 2.1.2. Giá trị kinh tế của Sa mộc....................................................................... 4 2.1.3. Nghiên cứu về kỹ thuật gây trồng rừng Sa mộc ..................................... 4 2.1.4. Sinh trưởng và trữ lượng rừng trồng Sa mộc ......................................... 5 2.1.5. Nghiên cứu về sinh trưởng và cấu trúc rừng ........................................... 5 2.2. Ở trong nước .............................................................................................. 8 2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố ............................. 8 2.2.3. Kỹ thuật trồng rừng ................................................................................. 9 2.2.4. Sinh trưởng và sản lượng rừng trồng .................................................... 10 2.2.5. Nghiên cứu về sinh trưởng và cấu trúc rừng ......................................... 11 Phần 3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...... 13 3.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 13 3.1.1. Mục tiêu chung ...................................................................................... 13 3.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 13 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 13 3.3.1. Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc của lâm phần Sa mộc ................. 13 3.3.2. Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng của Sa mộc trên các vị trí địa hình khác nhau. ............................................................................................... 14 3.3.3. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho loài Sa mộc tại Vườn quốc gia Ba Vì....................................................................................... 14 3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 14 ii Phần 4 ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................... 18 4.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 18 4.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 18 Phần 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................. 26 5.1. Quy luật cấu trúc của lâm phần Sa mộc ................................................... 26 5.1.1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính N/D1.3 ............................ 26 5.1.2. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn (N/Hvn) .................. 28 5.1.3. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực HVN-D1.3 .................................................................................................. 30 5.1.4. Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực và đường kính tán D1.3 – Dt ........................................................................................................... 34 5.2. Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng của Sa mộc ................................. 35 5.2.1. Kết quả kiểm tra thuần nhất giữa các ô tiêu chuẩn ở các vị trí đai cao 35 5.2.2. Sinh trưởng đường kính ngang ngực trên các vị trí 350m, 600m và 1000m. ............................................................................................................. 37 5.2.3. Sinh trưởng chiều cao trên các vị trí 350m,600m,1000m. .................... 39 5.3. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho các mô hình trồng rừng Sa mộc tại Vườn quốc gia Ba Vì .................................................. 40 PHẦN 6 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ ........................................... 42 6.1. Kết luận .................................................................................................... 42 6.2. Tồn tại ...................................................................................................... 42 6.3. Kiến nghị .................................................................................................. 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m (cm) Hvn Chiều cao vút ngọn (m) Hdc Chiều cao dưới cành (m) G Tiết diện ngang (m) G% % Tiết diện ngang N/D1.3 Phân bố số cây theo đường kích N/Hvn Phân bố số cây theo chiều cao OTC Ô tiêu chuẩn TB Trung bình N% Tỷ lệ mật độ Dt Đường kích tán iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 5.1: Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo đường kính ngang ngực theo hàm Weibull ............................................................................................ 26 Bảng 5.2: Kết quả mô hình hoá quy luật phân bố N/Hvn theo hàm Weibull . 28 Bảng 5.3: Biểu tổng hợp kết quả lựa chọn dạng liên hệ Hvn/D1.3 ................... 31 Bảng 5.4. Bảng tổng hợp kết quả thử nghiệm chọn hàm tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực theo dạng Dt =a+b.D1.3 ............. 34 Bảng 5.5: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí đai cao 350m và 600m .......... 35 Bảng 5.6: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí đai cao 600m và 1000m ........ 36 Bảng 5.7: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí 1000m và 350m..................... 36 Bảng 5.8. Bảng tính hạng cho chỉ tiêu đường kính ngang ngực Sa mộc tại các vị trí địa hình 350m – 600m – 1000m............................................................. 37 Bảng 5.9. Kết quả so sánh sinh trưởng đường kính ngang ngực bằng tiêu chuẩn Kruskal – Walis .................................................................................... 37 Bảng 5.10: Bảng tính hạng cho chỉ tiêu chiều cao vút ngọn tại các vị trí địa hình 350m – 600m – 1000m ........................................................................... 39 Bảng 5.11: Kết quả so sánh sinh trưởng đường kính ngang ngực bằng tiêu chuẩn Kruskal – Walis .................................................................................... 39 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 5.1: Sự phù hợp của phân bố N/D1.3 thực nghiệm với phân bố lý thuyết ......................................................................................................................... 27 Hình 5.2: Sự phù hợp của phân bố N/Hvnthực nghiệm với phân bố lý thuyết ......................................................................................................................... 29 Hình 5.3. Biểu đồ tương quan HVN/D1.3 .......................................................... 33 Hình 5.4: Sinh trưởng D1.3 của Sa mộc ở vị trí 350m, 600m, 1000m............. 38 Hình 5.5: Sinh trưởng Hvn của Sa mộc ở vị trí 350m, 600m, 1000m. ............ 40 vi Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cây Sa Mộc (Sa Mu) (Cunminghamia lanceolata lamb. Hoock.) là loài cây gỗ lớn có giá trị và đem lại lợi ích kinh tế cao. Sa Mộc có hình dáng đẹp nên thường dùng làm cây trang trí, được trồng phân tán ở các công viên và khu vực có không gian rộng. Gỗ của loài cây này thơm, lõi màu vàng nâu hoặc đỏ nhạt, nhẹ, thớ thẳng bền đẹp. Đặc biệt, gỗ có khả năng chống chịu mối mọt rất tốt nên thường được sử dụng trong xây dựng nhà cửa, làm cột chống, làm cầu, đóng tầu, đồ gỗ. Cành to và già được dùng làm con tiện. Bên cạnh giá trị về gỗ, vỏ của Sa mộc còn được sử dụng để sản xuất tanin hoặc sản xuất giấy, cành được dùng để chiết xuất dầu sử dụng trong ngành công nghiệp chế biến nước hoa... Cây Sa Mộc tại Vườn quốc gia Ba Vì do đặc điểm phân bố tự nhiên nên chưa được chú ý đúng mức tới điều kiện lập địa, đặc điểm cấu trúc và đặc tính sinh vật học của loài cây, chưa đầu tư đầy đủ cho việc chăm sóc, nuôi dưỡng rừng nên ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của rừng Sa Mộc. Nhằm mục đích nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và khả năng sinh trưởng của loài Sa mộc từ đó làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật để phát triển loài Sa mộc tại khu vực nghiên cứu tôi tiến hành thực hiện chuyên đề: “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng loài cây Sa mộc tại Vườn quốc gia Ba Vì - Hà Nội”. 1 Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Trên thế giới 2.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố của Sa Mộc a) Đặc điểm hình thái Sa mộc (Cungminghamia lanceolata Lamb. Hook.) hoặc Chinese fir, một loài cây thuộc họ Bụt mọc (Taxodiaceae) được một Bác sĩ người Anh tại Trung Quốc phát hiện tại đảo Chu Sơn (Zhoushan), Trung Quốc vào năm 1701 – 1702 (Fung, 1994; Orwa và cộng sự, 2009). Đây là cây lá kim, gỗ lớn, sinh trưởng nhanh, chiều cao có thể đạt tới 30 và đường kính ngang ngực đạt từ 2,5 đến 3,0 m và đường kính tán có thể đạt tới 9 m (Li và Gary, 1999; Orwa và cộng sự, 2009; Yang và cộng sự 2009; Gilman và Dennis, 2014). Thân Sa mộc có lớp vỏ ngoài sần sùi màu nâu đậm, bị nứt dọc với nhiều vết nhựa chảy dọc thân và có mùi thơm. Lá Sa Mộc cứng, dày và xếp hình xoắn ốc có chiều dài từ 3,0-6,5 cm, dày 1,5-5 mm và rộng từ 0,3-1,2 mm và có hình ngọn dáo Sa mộc bắt đầu ra hoa khi cây đạt 6-8 tuổi. Hoa cái được hình thành vào mùa thu và nở trong khoảng tháng 3-4 hàng năm. Hoa dực nở vào giữa hoặc cuối tháng 3 và tồn tại trong khoảng 5-10 ngày khi nhiệt độ trong khoảng từ 10-130C. Hoa đực và hoa cái mọc cụm ở đầu cành có hình nón, từ 8-20 nón. Nón cái có dạng hình trứng hoặc hình tròn có chiều dài từ 2.5 dến 5 cm, chiều rộng từ 3-4 cm mọc đơn hoặc mọc cụm, nón màu nâu có mép hình răng cưa, đỉnh thon dài thành hình gai và thường mọc thấp hơn các nón đực để thuân tiện cho quá trình thụ phấn (Orwa và cộng sự 2009). Đặc biệt, nón quả Sa mộc rất cứng và không hấp dẫn côn trùng (Gilman và Dennis, 2014). Hạt Sa mộc chín vào tháng 10 đến 11. Hạt có hình thuôn và ô van hẹp dài 7-8 mm, rộng 4-5 mm, vỏ hật cứng có màu nâu đậm, mép có lớp màng mỏng (Orwan và cộng sự, 2009). 2 b) Đặc điểm sinh thái Theo Xiang và cộng sự (2009); Gilman và Dennis (2014), Sa mộc là loài cây ưa sáng, có khả năng sinh trưởng trong điều kiện thiếu sáng song tán lá không đều và kém phát triển. Tái sinh tự nhiên của loài cây này rất kém do vậy cần chú trọng tiến hành các xử lý lâm sinh như: phát đốt thực bì còn lại và làm đất trồng rừng cần phải nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho quá trình trồng mới cũng như quá trình cạnh tranh ảnh hưởng của sâu bệnh. Sa mộc thích hợp trên những vùng đất sét, cát, đất chua có khả năng thoát nước tốt. Đặt biệt, loài cây có khả năng chịu được điều kiện rất khô hạn hay những vùng đất sét bị nén chặt, nghèo dinh dưỡng nhưng không bị ngập úng và có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh (Gilman và Dennis, 2014). Chính vì vậy, phòng chống sâu bệnh hại không phải là vấn đề cần được chú trọng khi trồng rừng bằng loại cây này. c) Đặc điểm phân bố Theo Fung (1993), loài cây này được trồng trên 1.000 năm trước tại Trung Quốc nên việt phân định ranh giới giữa vùng phân bố tự nhiên và rừng trồng của loài cây này là một việc làm rất khó. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của Morrell, Orwan và cộng sự (2009), Bian và cộng sự (2014) cho thấy: Sa Mộc phân bố tự nhiên ở những khu vực có độ cao từ 1.000 đên 2.000 m so với mặt nước biển thuộc Trung Quốc, Campuchia, Việt Nam, Lào và Malaysia trong những khu rừng thuần loài thường xanh hoặc dụng là theo mùa. Tại Trung Quốc, Sa mộc phân bố tự nhiên ở vùng cận nhiệt đới phía nam trong khoảng từ 19030, đến 34003, vĩ độ Bắc và 101030, đến 121030, kinh độ Đông thuộc địa phận của 17 tỉnh vung cận nhiệt đới phía nam nước này. Tại Việt Nam, Sa Mộc phân bố tự nhiên ở một số tỉnh miền núi phía ở những khu vục ấm, ẩm có nhiệt độ bình quân hàng năm biến động từ 12-230C, loài cây có khả năng chịu được nhiệt độ âm tới -150C (Orwa và cộng sự, 2009). Lượng mưa bình quân hàng năm biến động từ 660-2450 mm/năm và sinh trưởng tốt nhất trên đất nhiều mùn 3 có khả năng thoát nước tốt độ pH biến động từ 4,7-6,4 và tỷ lệ các bon và nitơ biến động từ 6,8 đến 16. 2.1.2. Giá trị kinh tế của Sa mộc Sa mộc là loài cây có hình dáng đẹp nên thường dùng làm cây trang trí, được trồng phân tán ở các công viên và khu vực có không gian rộng (Gilman và Dennis, 2014). Gỗ của loài này có màu nâu nhạt có nhiều tính chất đặc trừng như sợi gỗ thẳng, gỗ mền nhưng bền, mật độ gỗ từ 0,4-0,5 nên dễ chế biến (Orwa và cộng sự, 2009). Đặc biệt, gỗ có khả năng chống chịu mối mọt rất tốt nên thường được sử dụng trong xây dựng nhà cửa, làm cột chống, làm cầu, đóng tầu, đồ gỗ. Cành to và già được dùng làm con tiện. Bên cạnh giá trị về gỗ, vỏ của Sa mộc còn được sử dụng để sản xuất tanin hoặc sản xuất giấy, cành được dùng để chiết xuất dầu sử dụng trọng ngành công nghiệp chế biến nước hoa...(Orwa và cộng sự, 2009). 2.1.3. Nghiên cứu về kỹ thuật gây trồng rừng Sa mộc Là một trong những loài cây sinh trưởng nhanh và gỗ có giá trị rất cao, Sa mộc sớm được coi là loài trồng chủ yếu tại Trung Quốc. Diện tích này chiếm một phần ba tổng diện tích rừng trồng của Trung Quốc và khoảng 20-25% tổng sản lượng gỗ của quốc gia này (Sheng, 1995). - Vùng gây trồng Sa mộc được gây trồng ở một số vùng phía Nam của Trung Quốc từ hơn 1.000 năm trước đây (FAO, 1982, dẫn theo Fung, 1994). Theo Ma và cộng sự (2002), tại Trung Quốc, vùng này gây trồng của Ma mộc nằm trong khoảng từ 20-300 vĩ Bắc, từ 100 đến 1200 kinh Đông. - Kỹ thuật thu hái, chế biến và bảo quản hạt giống Thời gian thu hái hợp lý nhất là 2-3 tuần sau khi hạt khi vỏ quả chuyển từ màu xanh đậm sang màu nâu vàng. Nón quả được khai thác sử dụng các móc dài. Sản lượng hạt giống từ 30-50 g hạt/kg của nón quả khô và một kg hạt Sa mộc có khoảng 150.000 hạt. Sau khi khai thác, bảo quản hạt trong bóng râm 4 trong khoảng thời gian 01 tuần sau đó phơi 2-3 ngày nắng nhẹ để hạt tách ra khỏi quả (Orwa và cộng sự, 2009). - Kỹ thuật nhân giống Sa mộc Sa mộc có thể dễ dàng được nhân giống bằng hạt, chồi gốc, hạt hoặc hom (Dallimore và Jackson, 1931: Fung, 1994). - Kỹ thuật và chăm sóc rừng trồng Sa mộc Theo Cai và cộng sự (2005), tại tỉnh Tứ Xuyên ( Trung Quốc) – Vùng cận nhiệt đới, với 4 mùa rõ rệt, Sa mộc thường mọc hỗn giao với các loài Cà ổi nhỏ (Castanopsis carlesii), Vối thuốc bạc (Schima argentea), trâm (Gordonia acuminata), Dẻ Tùng (Lithocarpus Obalanceolatus) và thông Pà Cò (Pinus fenzeliana) ở độ cao trên 800 m so với mặt nước biển, nhiệt độ bình quân hàng năm là 140C (Thấp nhất -50C, cao nhất 340C), lượng mưa bình quân hàng năm là 1.680 mm và độ ẩm tương đối là 81%. 2.1.4. Sinh trưởng và trữ lượng rừng trồng Sa mộc Sinh trưởng của rừng trồng Sa mộc biến động giữa các dạng lập địa và giữa các vùng trồng rừng tuy theo sự thai đổi của nhiệt độ, chiều dài của mùa sinh trưởng (Fung, 1994). Tuy nhiên, đa số nghiên cứu cho thấy cây trồng sinh trưởng mạnh về chiều cao trong giai đoạn từ 3-10 tuổi với lượng tăng trưởng bình quân hàng năm về chiều cao trong khoảng từ 0,5-1,0 m (Orwa và cộng sự, 2009; Xing và cộng sự, 2012). Lượng tăng trưởng bình quân hàng năm về trữ lượng khi rừng trồng đạt 20 tuổi ở khu vực có sản lượng tốt, biến động từ 12,5 đến 17,5 m3/ha/năm, nơi tốt nhất lượng tăng trưởng có thể lên tới 20m3/ha/năm (Fung, 1994). Ở độ tuôi 30-35 lượng tăng trưởng bình quân hàng năm về chiều cao giảm xuống từ 0,2 đên 0,3 m/năm. Tổng trữ lượng rừng trồng khi khai thác ước tính từ 500-800 m3/ha (Orwa và cộng sự, 2009) 2.1.5. Nghiên cứu về sinh trưởng và cấu trúc rừng 2.1.5.1. Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) Là quy luật kết cấu cơ bản nhất của lâm phần nên được hầu hết các nhà lâm học và điều tra rừng quan tâm nghiên cứu. 5 Một số tác giả dùng phương pháp biểu đồ để tìm dạng phân bố đường kính. Đối với lâm phần không đều tuổi Schnitz.A (1962), Moivenkos.S.N (1963) đã lập đường cong phân bố với 2 hay nhiều đỉnh. Meyer đã đề nghị phương trình: y =ke-λx. Trong đó y là tần số, x là đường kính, k là hệ số, e là cơ số tự nhiên. Nasund.M (1936,1937) đã xác lập phân bố Charlier cho lâm phần thuần loài đều tuổi sau khi khép tán. Blis.C.L và Reinker.K.A (1964) tiếp cận phân bố đường kính bằng phương trình log chính thái. Diatchenko.Z.N đã sử dụng tài liệu lâm phần Thông của Tretticaov.N.V để biểu thị bằng phân bố gamma. Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả hay dùng các họ hàm khác nhau để mô tả, trong đó có Loetch dùng họ hàm Beta. 2.1.5.2. Phân bố số cây theo chiều cao (N/HVN) Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu về cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng. Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng, từ đó rút ra những nhận xét và đề xuất các ứng dụng thực tế. Phương pháp này đã được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của Richarts.P.W (1952), Rollet (1979). 2.1.5.3. Tương quan giữa chiều cao với đường kính (HVN/D1.3) Orlov.M.m và Choustov.R.A (1931) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính loài Thông thuộc cấp đất và cấp tuổi khác nhau bằng phương pháp biểu đồ. Tovstolesse.D.I cũng dùng phương pháp này để nắn dãy tương quan chiều cao với đường kính thông qua dạng đường thẳng. Hg = a + bg (2-1) Krauter.G (1958) và Tiourin.A.V (1931) ( theo Phạm Ngọc Giao (1995)) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao và đường kính ngang ngực trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi, kết quả cho thấy: Khi dãy quan hệ phân hóa thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi cũng 6 không cần xét đến động tác của hoàn cảnh và tuổi sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, vì những nhân tố này được phản ánh trong kích thước của cây. Nhiều tác giả dùng phương pháp giải thích toán học để tìm ra những phương pháp biểu thị mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây. Pordan đề xuất phương trình (2.2) cho lâm phần không đều tuổi Plenterwald. h - 1.3 = d2 b0 + b1d + b2d2 (2-2) Petterson.H (1955) ( theo Phạm Ngọc Giao ( 1995), Nguyễn Trọng Bình ( 1996 )) đề xuất phương trình tương quan (2-3) 1 b √h-1.3 = a + d 3 Sau này được Kennel.R (1971) ứng dụng lập biểu thể tích cho lâm phần Cáng lò. Sttill.W.M lại đưa ra dạng phương trình tương quan gần đúng H ≈ 1.3+b1d+b2d2 (2-4) Henriksen chọn phương trình log một chiều cho rừng trồng Vân sam và Thông đỏ. H =a+b log d ( 2-5) 2.1.5.4. Quy luật tương quan giữa đường kính tán cây với đường kính ngang ngực Các tác giả Zieger, Hvessalo, Feree, Willingham, Heinsdiik …..mặc dù nghiên cứu độc lập với nhau nhưng đều khẳng định giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực có mối quan hệ mật thiết với nhau, thông thường mối liên hệ nay thường ở dang: DT = a+bd ( 2– 6) Sau khi điểm qua các phương pháp nghiên cứu và các kết quả cho thấy đường cong phân bố là phương pháp tổng quát nhất, có đường cong phân bố thì có thể xác định vị trí cây bình quân và phạm vi biến động. Phương pháp biểu đồ là phương pháp đơn giản, rõ ràng, nó cho hình ảnh sinh động về quy 7 luật phân bố đủ đáp ứng yêu cầu về định tính quy luật phân bố nhưng nó đòi hỏi nhiều tài liệu quan sát, đồng thời bị nhân tố chủ quan chi phối đáng kể. 2.2. Ở trong nước 2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh thái và phân bố Ở việt Nam cây Sa mộc còn được gọi là Sa mu, Sam mộc: là loài cây lá kim thuộc họ Bụ Mọc (Taxocdiaceae) sinh trưởng nhanh, có kich thước lớn – chiều cao có thể lên tới 45 m, đường kính ngang ngực có thể đạt tới 120 cm (Chu Thị Thơm và cộng sự, 2005). Đây là loài cây ưa sáng mạnh, có thể chịu bóng nhưng khả năng sinh trưởng không tốt (SPERI-FFS, 2011), có thân thẳng vỏ màu xám nứt dọc bong mảng nhỏ. Khi cây còn non thì tán hình tháp, về già tán hình nón, lá dày cứng hình dải ngọn dáo xếp thành một mặt phẳng nằm ngang, mép lá có răng cưa dài từ 3-6cm. Sa mộc có khả năng ra hoa từ 6 tuổi (Vũ Tiến Hinh và cộng sự, 2000). Hoa đực xếp cụm 15-20 cái, hình trụ thành đuôi sóc ở ngọn, xếp thành 5-6 cái một. Hoa cái hình trứng, đơn hay cụm lại, quả nón dài 2,5-3 cm đường kính từ 2-4 cm có chóp hinh tam giác, tận cùng thành mũi thon. Hạt dài từ 6-8 mm rộng từ 4-6 mm màu nâu, là cây có hai là mầm dài tuwf1,2-1,7 cm, rộng không qua 2 mm, đầu tròn lõm, lá ban đầu hình dải công như lưỡi liềm dài từ 1,5-3,5cm. Sa mộc có hệ rễ nông, rễ cái kém phát triển, rễ con tập trung ở tầng đất từ 10 đến 60 cm (Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyền, 2000). Ở Việt Nam, Sa mộc được gây trồng nhiêu ở một số tỉnh phía Bắc Viêt Nam (như Hà Giang, Lào Cai, Quảng Ninh) – nơi có độ cao so với mặt nước biển biến động từ 500-1.800 m, lượng mưa bình quân hàng năm biến động từ 1.500-2.500 mm/năm, độ ẩm không khí trên 85% và có mây mù (Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyền, 2000; Chu Thị Thơm và cộng sự, 2005; SPERI, 2011). 2.2.2. Nghiên cứu về kỹ thuật hạt giống và gieo ươm - Nguồn giống: Giống Sa mộc phải được lấy từ những rừng giống chuyển hóa đã được công nhân. Có thể lấy giống ở cây phần tán với những nơi chưa có rừng giống song cây mẹ phải đạt tiêu chuẩn: (1) tuổi cây từ 15-30 tuổi, (2) cây 8 sinh trưởng tốt, tán rộng đều, thân thẳng và cân đồi, (3) cây không bị sâu bệnh, không bị rỗng ruột hoặc cụt ngọn (Bộ NN&PTNT, 2002; SPERI-FFS, 2011). Tại huyện Ba Vì, Sa mộc chủ yếu được nhập từ Trung Quốc (Sở Nông Nghiệp &PTNT Hà Giang, 2014). - Thu hái và chế biến hạt giống:Quả được thu hái vào tháng 10-11, sau tiết sương giá, khi vỏ quả chuyển từ màu xanh sang màu vang mơ. Ở thời tiết sương giá, nhân hạt đã phát triển đây đủ (SPERI-FFS,2011). Quả sau khi thu hái được đem ủ từ 2-4 ngày, sau khi quả chín đều tiến hành phơi từ 2-3 nắng nhẹ, mỗi ngày phơi từ 7-8 giờ rồi tách hạt ra khỏi quả (thông thường 30-40kg quả thu được 1kg hạt). Tiến hành phơi tiếp 1-2 nắng khi đủ đọ ẩm tiêu chuẩn đem ra bảo quản (SPERI-FFS, 2011). Hạt sau khi làm sạch, phân loại có thể đem gieo ươm ngay hoặc cất trữ khô bịt kín trong các thùng, chum vại... thời gian bảo quản hạt tối đa theo phương pháp này được khoảng 6 tháng (Bộ Nông Nghiệp& PTNT, 2002). Hạt Sa mộc cũng có thể được bảo quản lạnh vì nhiệt độ từ 10C đến 50C. Theo phương pháp này, hạt giống có thể giữ được tuổi thọ lên tới 12 tháng (SPERI-FFS, 2011). Hạt đảm bảo tiêu chuẩn có độ sạc 85-95%, mội kg hạt có từ 120.000 đến 150.000 hạt, tỷ lệ nảy mầm trên 30%. 2.2.3. Kỹ thuật trồng rừng - Khu vực trồng rừng: Ở nước ta, Sa mộc hiện được gậy trồng tập trung ở một số tỉnh vùng phía bắc như Lào Cai, Yên Bái, Cao Bằng, Hà Giang và Quảng Ninh. - Chọn đất trồng Sa mộc: Đất trồng sa mộc nằm ở các thung lũng hẹp, tầng đất dày, thoát nước tốt, thành phần cơ giới trung bình từ thịt nhẹ đến sét nhẹ, ít đá lẫn và độ pH từ 5-7. Thực bì thich hợp trồng rừng Sa Mộc là rừng thứ sinh ngheo kiệt, đất rừng có trảng cây bụi đang phục hồi (Ic) (Bộ Nông Nghiệp&PTNT, 2002, 2007), nơi có tế, sim, mua, thẩu tấu và thành ngạnh...(Chu Thi Phương và cộng sự, 2005). - Làm đất trồng rừng: Tiến hành phát thực bì toàn diện ở những nơi có độ dốc <250, phát theo băng (băng chặt rộng 1m hoặc 5m và băng chừa 1m). 9 Hố trồng có kích thước 33x30x30m, hố được lấp trước khi trồng rừng khoảng 1 tháng (Bộ Nông Nghiệp&PTNT, 2002, 2007; Chu Thi Thơm và cộng sự, 2005). Mỗi hố bón lót từ 100g NPK và 200g phân hữu cơ vi sinh, công việt bón lót, lấp hố hoàn thành trước khi trồng từ 7-10 ngày (Bộ Nông Nghiệp&PTNT, 2002). - Trồng và chăm sóc rừng trồng: Sa Mộc có thể được trồng thuần loài hoặc hỗn loài với các cây gỗ tái sinh tự nhiên như sau sau, cáng lò và chẹo. Trong 2-3 năm đầu sau khi trồng có thể trồng xen sắn và các loại cây nông nghiệp khác (Chu Thi Thơm và cộng sự, 2005). 2.2.4. Sinh trưởng và sản lượng rừng trồng Sa mộc thích hợp với khu vực có khí hậu tượng đối ấm, đất pha cát, nơi có đất tốt cây lớn nhanh trong 4-10 năm đầu, đất khô cằn chỉ lớn mạnh trong thời gian đầu sau châm lại. Cây sống lâu tuổi khai thác trung bình là 15-30, cây có khả năng đâm chồi mạnh bằng cành (SPERI-FFS, 2011). Sa mộc là loài cây mọc nhanh và sinh trưởng nhanh nhất vào giai đoạn 20 năm đầu. Trong một năm, loài cây này sinh trưởng nhiệp điệp theo mùa (mùa xuân vào tháng 5-6, mùa thu vào tháng 9-10) (Triệu Thu Thủy, 2002; Nguyễn Hữu Thiện, 2012). Rừng trồng sau 5 năm cần được tia thưa, để tạo cây có chất lượng cao, điều chỉnh độ tàn che, loại trừ những cây sinh trưởng kém, hình thân xấu, bị sâu bệnh hại. Mật độ để lại lúc khai thác chính khoảng 1.0001.200 cây/ha. Rừng Sa mộc có chữ lượng cao, đạt tới 300-400m3/ha, tăng trưởng trung bình 15-20 m3/ha/năm. Về chu kỳ kinh doanh, kết quả nghiên cứu của Vũ Tiến Hinh và công sự (2000) cho thấy: Với mật độ trồng rừng là 200 cây/ha thì chu kỳ kinh doanh hợp lý với rừng Sa Mộc tối thiểu là 25 năm. Trong thời gian này, lâm phần cần được tỉa thưa từ 1 (với cấp đất xấu) đến 3 lần (với cấp đất tốt) ở các tuổi tương ứng từ 11, 10, 9 và 8 tuổi (tương ứng với cấp đất tứ xấu đến tốt). Qua mỗi lần tỉa thưa, chiều cao có thể tăng lên khoảng 3,03% so với chiều cao ban đầu tương 10 đương với từ 0,3 đến 0,5m. Sản lượng rừng trồng ở tuổi 22 là 464,0 m3/ha, 332,6 m3/ha, 229,5m3/ha và 192,7m3/ha tương ứng với cấp đất I, II, III và IV (Vũ Tiến Hinh và cộng sự, 2000; Bộ NN&PTNT, 2003). 2.2.5. Nghiên cứu về sinh trưởng và cấu trúc rừng 2.2.5.1. Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3 ) Thống kế các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam cho thấy, phân bố N/D1.3 của tầng cây cao có dạng chính như sau: - Dạng giảm liên tục và có nhiều đỉnh răng cưa - Dạng 1 đinh hình chữ J. Với mỗi dạng cụ thể, các tác giả chọn các mô hình toán thích hợp để mô phỏng. Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và họ đường cong pearson để mô tả. Nguyễn Hải Tuất (1986) sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng 1 đỉnh ở ngay sát cỡ kính bắt đầu đo. Bảo Huy (1993) qua nghiên cứu cấu trúc rừng ưu thế Bằng lăng rút ra nhận xét: So với phân bố khác như meyer, weibull thì phân bố khoảng cách thích hợp hơn cả. Trần Văn Con (1991), Lê Minh Trung (1991) đã thử nghiệm một số phân bố xác xuất mô phỏng phân bố N/D1.3 đều cho nhận xét: phân bố weibull thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắc lắc, Lê Sáu (1996) cũng khẳng định sự hơn hẳn của phân bố weibull trong việc mô tả phân bố N/D1.3 cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên cho dù phân bố thực trạng có dạng giảm liên tục hay 1 đỉnh. 2.2.5.2. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) Nghiên cứu của Đồng Sĩ Hiền (1974) cho thấy phân bố N/HVN ở lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996) đã nghiên cứu N/HVN đề tìm ra tầng cây tích tụ tán cây. Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là, phân bố N/H có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull. 2.2.5.3. Tương quan giữa chiều cao với đường kính ( HVN – D1.3 ) 11 Với rừng tự nhiên nước ta, Đồng Sĩ Hiền đã thử nghiệm 5 dạng phương trình tương quan ( 2-7), ( 2-8), (2-9), (2-10), (2-11) thường được nhiều tác giả nước ngoài sử dụng: h = a + bd + cd2 ( 2-7) h = a + bd + cd2 + cd3 ( 2-8) h = a + bd + clogd ( 2- 9) h = a + bd + clogd ( 2-10) log h = a + blogd ( 2- 11) Và kết luận phương trình (2-11) thích hợp cho đối tượng rừng hỗn hợp giao khác tuổi có nguồn gốc tự nhiên. 2.2.5.4. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực Vũ Đình Phương đã khẳng định mối quan hệ mật thiết giữa Dt với D1.3 của cây tồn tại ở dạng đường thẳng. Tác giả đã thiết lập cho một số loài lá rộng như: Ràng ràng, Vạng, Lim anh, Chò chỉ …trong lâm phần hỗn giao khác tuổi để phục vụ cho công tác điều chế rừng. 12 Phần 3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Mục tiêu nghiên cứu 3.1.1. Mục tiêu chung Xác định một số đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của loài cây Sa mộc về các quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính, chiều cao, quy luật tương quan giữa các nhân tố điều tra và đánh giá được sinh trưởng của các nhân tố đường kính, chiều cao trên các vị trí đai cao 350m, 600m và 1000m của loài cây Sa mộc. 3.1.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được một số đặc điểm cấu trúc của lâm phần Sa mộc tại khu vực nghiên cứu. - Xác định được tình hình sinh trưởng của rừng trồng Sa mộc tại khu vực nghiên cứu. - Đề xuất một số giải pháp phát triển loài Sa mộc tại khu vực nghiên cứu. 3.2. Đối tượng Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng và cấu trúc của rừng Sa mộc ở các vị trí đai cao 300m, 600m và 1000m tại Vườn Quốc gia Ba Vì – Hà Nội. 3.3. Nội dung nghiên cứu 3.3.1. Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc của lâm phần Sa mộc + Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính N/D1.3 + Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao N/HVN + Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực HVN /D1.3 + Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực và đường kính tán D1.3/Dt. 13