Tài liệu Quy hoạch chuyển hóa rừng trồng mỡ (manglietia glauca dandy) cấp tuổi vi (11 13 tuổi) cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn tại lâm trường yên sơn, huyện yên sơn, tỉnh tuyên

LỜI NÓI ĐẦU Sau bốn năm học tập và nghiên cứu dưới mái trường Đại học Lâm nghiệp, đến nay khoá học 2003 – 2007 đã bước vào giai đoạn kết thúc. Để hoàn thiện khoá học, góp phần công sức nhỏ bé của mình vào công tác thực tế, củng cố thêm kiến thức lý thuyết, được sự đồng ý của Bộ môn Điều tra Quy hoạch, Khoa Lâm học, tôi tiến hành thực hiện khóa luận tốt nghiệp: “Quy hoạch chuyển hóa rừng trồng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) cấp tuổi VI (11 - < 13 tuổi) cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn tại Lâm trường Yên Sơn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang”. Để hoàn thành khoá luận này, ngoài sự phấn đấu của bản thân, còn có sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Điều tra Quy hoạch rừng, của các cán bộ và toàn thể anh chị em trong Lâm trường Yên Sơn, đặc biệt là sự chỉ bảo hướng dẫn tận tình, chu đáo của TS. Nguyễn Thị Bảo Lâm. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến cô giáo Nguyễn Thị Bảo Lâm, các thầy cô giáo trong Bộ môn Điều tra Quy hoạch rừng. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ, anh chị em trong Lâm trường, bà con nhân dân xã Trung Sơn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang, gia đình và toàn thể bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đợt thực tập và bản khóa luận tốt nghiệp theo đúng thời gian và quy định của nhà trường. Mặc dù đã cố gắng nhưng do thời gian có hạn, trình độ và kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế, hơn nữa bản khoá luận làm về Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Mỡ - là một chủ đề khoá luận rất mới, vì vậy việc kế thừa kinh nghiệm từ các anh chị đi trước, từ tài liệu gặp rất nhiều khó khăn, nên bản khoá luận không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi kính mong được sự đóng góp bổ sung của các thầy, cô giáo cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp để bản khoá luận trở thành một tài liệu hữu ích cho công tác thực tế và nghiên cứu khoa học sau này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Xuân Mai, ngày 01 tháng 06 năm 2007. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Liễu PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là tài nguyên phong phú và vô cùng quý giá của đất nước. Tác dụng của rừng đối với nền kinh tế có nhiều mặt, đặc biệt là tác dụng cung cấp sản phẩm và nguyên liệu: Rừng là nguồn tài nguyên cung cấp cung cấp gỗ, củi, các nguyên liệu cho công nghiệp. Theo cách tính của các nhà khoa học nước ngoài thì ở một số nước có nền công nghiệp phát triển trung bình cần 0,5 m3 gỗ/năm/người. Hiện nay chúng ta chưa đáp ứng được nhu cầu về gỗ củi cho xây dựng và sinh hoạt, chưa đáp ứng được nguyên liệu cho các khu công nghiệp và các nhà máy lớn. Ở nông thôn nước ta, nền kinh tế dựa vào sản xuất lâm, nông nghiệp là chính song nền sản xuất này còn nhiều lạc hậu và yếu kém, đời sống của nhân dân còn gặp nhiều khó khăn, trình độ dân trí thấp, cơ sở hạ tầng kém phát triển, tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng đang bị suy thoái một cách nghiêm trọng, làm ảnh hưởng tới sự phát triển kinh tế – xã hội và đời sống của con người. Trong những năm gần đây, tình hình kinh tế – xã hội Việt Nam đã và đang phát triển, nền kinh tế bắt đầu chuyển đổi, có mức tăng trưởng nhanh. Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác, ngành công nghiệp chế biến gỗ và lâm sản đã bước đầu đáp ứng được nhu cầu trong nước, đồng thời tạo kim ngạch xuất khẩu đáng kể, phấn đấu đạt 2,5 tỷ USD vào năm 2010. Hiện nay việc cung cấp gỗ, nhất là gỗ có kích thước lớn còn rất khó khăn, trong khi nhu cầu sử dụng gỗ lại ngày càng tăng. Vì vậy, việc xây dựng 1 vùng nguyên liệu cung cấp gỗ lớn lâu dài là hết sức cần thiết trên mỗi vùng đất nước ta, bởi có như vậy mới thực hiện được kế hoạch lâu dài cho việc cung cấp gỗ lớn cho thị trường ngày càng yêu cầu cao. Nước ta có diện tích rừng rất lớn, và bản thân cây rừng cũng cung cấp gỗ lớn, nhưng hiện nay có nhiều diện tích rừng được trồng với mật độ khá dày mục đích là cung cấp gỗ nhỏ, do đó gây ra lãng phí gỗ. Mặt khác để trồng được một khu rừng cung cấp gỗ lớn thì phải rất lâu, ít nhất là 20 – 25 năm mới có thể khai thác được. Song nếu ta có thể chuyển hoá rừng cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn thông qua các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thì chỉ trong 5 – 10 năm tới chúng ta sẽ có nguồn cung cấp gỗ lớn quan trọng, không những làm tăng sản lượng gỗ đáp ứng nhu cầu gỗ ngày càng tăng, giảm được chi phí trồng ban đầu mà còn có thể tạo nguồn thu nhập lớn nhằm tái tạo rừng và tăng khả năng hấp thụ khí CO2 trong không khí, đạt hiệu quả cao về môi trường. Lâm trường Yên Sơn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang có điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật còn khó khăn, sản xuất lâm nghiệp là chủ yếu, trong đó có một phần diện tích không nhỏ là rừng trồng mỡ cấp tuổi VI nhưng chủ yếu đang được trồng với mục đích khai thác gỗ nhỏ, vì vậy không tạo được hiệu quả kinh tế cao. Vấn đề đặt ra hiện nay là quy hoạch các diện tích rừng, đặc biệt là các diện tích rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI trên để mang lại hiệu quả cao về kinh tế – xã hội – môi trường, nâng cao đời sống của người dân trong Lâm trường là việc làm cần thiết. Xuất phát từ thực tế đó, góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận và thực tiễn cho công tác quy hoạch, chuyển hoá các diện tích rừng đã nói trên, góp phần cải thiện và nâng cao đời sống nhân dân của Lâm trường Yên Sơn, đồng thời làm cơ sở để áp dụng cho các khu vực khác trong chuyển hoá rừng trồng chúng tôi thực hiện khoá luận: “Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) cấp tuổi VI (từ 11 – < 13 tuổi) cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn tại Lâm trường Yên Sơn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang”. 2 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Một số nhận thức về loài cây Mỡ, phân chia cấp tuổi, và chuyển hoá rừng 2.1.1. Một số nhận thức về đặc điểm hình thái, sinh thái, và giá trị kinh tế của loài Mỡ Mỡ có tên khoa học là Manglietia glauca Dandy, thuộc họ Ngọc lan (Magnoliaceae), phân bố tự nhiên ở Lào, Thái lan, miền nam Trung Quốc. Mỡ là loài cây gỗ lớn, cao tới 25 – 30 m, đường kính 30 – 60 cm. Thân tròn, thẳng, độ thon nhỏ, vỏ nhẵn màu xám xanh, không nứt. Mỡ là cây sinh trưởng tương đối nhanh, thích hợp nhiệt độ trung bình năm 22 – 24 0C, thường phân bố ở độ cao dưới 300 – 400 m so với mặt biển, ở địa hình ven khe, chân đồi mát ẩm, độ dốc dưới 100C. Mỡ thích hợp đất tốt, sâu ẩm, thoát nước, nhiều mùn, thành phần cơ giới sét nhẹ đến sét, còn tính chất đất rừng, phát triển trên phiến thạch Mica, phiến thạch sét, Riôlit, Gnai, Poócphia. Ở Việt Nam, Mỡ được trồng thành rừng thuần loại đầu tiên ở Hà Giang, Yên Bái (1932). Đến nay, Mỡ đã là loài cây quen thuộc được trồng thành rừng phổ biến ở các tỉnh từ Nghệ An, Hà Tĩnh trở ra Bắc. Mỡ là loài cây gỗ lớn, thân thẳng tròn đều, gỗ có màu trắng hoặc vàng nhạt, mềm nhẹ, thớ thẳng mịn, dễ làm, khó bị mối mọt. Do đó gỗ mỡ có giá trị nhiều mặt như: Làm nguyên liệu giấy, gỗ dán lạng, bút chì, đóng đồ, làm nhà cửa, và trụ mỏ… Mỡ là một trong những loài cây lá rộng bản địa được trồng chủ yếu trên đất rừng thứ sinh nghèo kiệt ở vùng trung tâm và một số tỉnh miền Bắc nước ta. 2.1.2. Phân chia cấp tuổi Có nhiều cách phân chia cấp tuổi như: Phân chia cấp tuổi tự nhiên, phân chia cấp tuổi nhân tạo, phân chia cấp tuổi kinh doanh. Để tổ chức các biện pháp kinh doanh rừng người ta phân chia rừng theo cấp tuổi nhân tạo, nghĩa là phân chia 3 năm, 5 năm, hay 10 năm một cấp tuổi phụ thuộc vào chu kỳ kinh doanh và tốc độ sinh trưởng của cây. Việc phân chia cấp tuổi này có nghĩa lớn trong tính lượng khai thác và đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động vào nó. 4 Số năm trong một cấp tuổi phụ thuộc vào từng loài cây nhưng không được quá nhỏ hoặc quá lớn mà phải đánh giá được tốc độ sinh trưởng của cây và có biện pháp tác động nhằm thu được giá trị lớn nhất, phù hợp nhất với mục đích kinh doanh và chu kỳ kinh doanh. Mỡ là cây sinh trưởng nhanh, mỗi năm đường kính có thể tăng 1,4 – 1,6 cm. Dựa vào đặc điểm sinh trưởng của loài Mỡ chúng tôi phân chia 3 năm một cấp tuổi. Như vậy vừa đảm bảo phù hợp với mục đích kinh doanh và chu kỳ kinh doanh. 2.1.3. Chuyển hoá rừng Chuyển hoá rừng là những tác động vào lâm phần hiện tại để chuyển hoá nó thành những lâm phần đã được ấn định trước trong tương lai nhằm đạt được mục đích kinh doanh. Thực chất của chuyển hoá rừng là chặt nuôi dưỡng rừng áp dụng đối với các lâm phần còn non và đã có trữ lượng với mục đích nâng cao sinh trưởng lâm phần và chất lượng gỗ. 2.2. Các nghiên cứu trên thế giới về quy hoạch và chuyển hoá rừng 2.2.1. Quy hoạch rừng Quy hoạch rừng nhằm bố cục hợp lý về mặt không gian tài nguyên rừng và bố trí cân đối các hạng mục sản xuất kinh doanh theo các cấp quản lý lãnh thổ và quản lý sản xuất khác nhau, làm cơ sở cho việc lập kế hoạch, định hướng cho sản xuất kinh doanh lâm nghiệp đáp ứng nhu cầu lâm sản cho nền kinh tế quốc dân, cho kinh tế địa phương, cho xuất khẩu và cho đời sống nhân dân, đồng thời phát huy những tác dụng có lợi khác của rừng. Sự phát sinh của Quy hoạch rừng gắn liền với sự phát triển kinh tế tư bản chủ nghĩa. Do công nghiệp và giao thông vận tải phát triển nên khối lượng gỗ yêu cầu ngày càng tăng. Sản xuất gỗ đã tách khỏi nền kinh tế địa phương của phong kiến và bước vào thời đại kinh tế hàng hoá tư bản chủ nghĩa. Đầu thế kỷ 18, Quy hoạch lâm nghiệp mới chỉ bó hẹp trong phạm vi “Khoanh khu chặt chuyển”, nhưng sang thế kỷ 19 phương thức kinh doanh rừng chồi được thay thế bằng phương thức kinh doanh rừng hạt với chu kỳ khai thác dài, phương thức “Khoanh khu chặt chuyển” nhường chỗ cho phương thức “Chia đều” của Hartig và xuất hiện phương pháp Phân kỳ lợi dụng của H. Cotta vào năm 1816, phương pháp “Bình quân thu hoạch” ra đời 5 và đến cuối thế kỷ 19 có phương pháp “Lâm phần kinh tế” của Judeich. Phương pháp “Bình quân thu hoạch” sau này là phương pháp “Cấp tuổi” và phương pháp “Lâm phần kinh tế” hiện nay là phương pháp “Lâm phần”. Ngoài ra còn “phương pháp kinh doanh lô” và “phương pháp kiểm tra”. 2.2.2. Chuyển hoá rừng Các nhà Lâm nghiệp Mỹ (1952) cho rằng Chuyển hoá rừng là quá trình áp dụng các nguyên tắc kỹ thuật lâm sinh và phương pháp kinh doanh để đạt được mục đích kinh doanh. Sự phát triển của khoa học chuyển hoá rừng gắn chặt với phát triển của Lâm nghiệp. Hiện nay có nhiều chương trình quốc gia và quốc tế về chuyển hoá rừng như: Chuyển hoá rừng thuần loài thành rừng hỗn loài, chuyển hoá rừng gỗ lớn thành rừng gỗ nhỏ,… 2.2.3. Các yếu tố kỹ thuật làm cơ sở xây dựng phương pháp chuyển hoá rừng 2.2.3.1. Sinh trưởng, tăng trưởng rừng Theo V.Bertalanfly (Wenk, G.1990) thì sinh trưởng là sự tăng lên của một đại lượng nào đó nhờ kết quả của đồng hoá của một vật sống. Như vậy sinh trưởng gắn liền với thời gian và thường được gọi là quá trình sinh trưởng. Tăng trưởng là sự tăng lên về kích thước của một hoặc nhiều cá thể trong lâm phần với khoảng thời gian cho trước (Vanclay, J.K.1999; Avery, T.E.1995; Wenk, G.1990,…). Nghiên cứu sinh trưởng và tăng trưởng của các loài cây gỗ đã được đề cập đến từ thế kỷ 18, nhưng phát triển mạnh mẽ nhất là sau đại chiến thế giới lần thứ nhất. Về lĩnh vực này phải kể đến tác giả tiêu biểu như: Tuorsky (1925), Tovstolev (1938), Chapmen và Mayer (1949), Grossman (1961, 1964),… nhìn chung các nghiên cứu về sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, phần lớn đều được xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ và đã được công bố trong các công trình của Mayer, H.A, và Stevenson, D.D (1943), Schumacher, F.X và Coile, T.X (1960), Clutter, J.L, Allison, B.J (1973), Alder (1980). 2.2.3.2. Sản lượng rừng Sản lượng có thể được hiểu là kích thước của một hoặc nhiều cá thể trong lâm phần tại cuối giai đoạn nào đó (Vanclay, J.K. 1999) hoặc là lượng gỗ 6 của lâm phần có thể cho thu hoạch ở một thời điểm xác định (Avery, T.E. 1975) hay lượng gỗ mà rừng có thể tạo ra được tại một tuổi xác định (Wenk, G. 1990). Sản lượng rừng được cấu thành bởi nhiều đại lượng như: Trữ lượng, tổng tiết diện ngang, đường kính bình quân, chiều cao bình quân, tổng diện tích tán… Như vậy, sản lượng chính là tổng tăng trưởng hàng năm của lâm phần về một chỉ tiêu nào đó, trong đó trữ lượng được sử dụng rộng rãi hơn cả. Thomasius (1972) xác định mật độ tối ưu lâm phần thông qua nghiên cứu mối quan hệ giữa tăng trưởng thể tích với diện tích dinh dưỡng từng cây. Nhưng Thuật Hùng (1989) xác định mật độ tối ưu trên cơ sở độ đầy lâm phần. Alder (1980) đã dựa vào mối quan hệ giữa tiết diện với h0 và N, Abdalla (1985) đã sử dụng mối quan hệ giữa hg với h 0 để dự đoán tổng tiết diện ngang lâm phần ở các thời điểm cần thiết. 2.2.3.3. Cấp đất Trên thế giới, ngay từ đầu thế kỷ 20, việc phân loại, đánh giá năng suất rừng dựa vào chỉ tiêu cấp đất đã được áp dụng rộng rãi ở Châu Âu và Bắc Mỹ. Nội dung chính của phân chia cấp đất là xác định được mối quan hệ của một nhân tố được chọn với sản lượng lâm phần và ít chịu ảnh hưởng của các biện pháp tác động trong quá trình nuôi dưỡng rừng. Tại Đức, cấp đất được xác lập ngay từ năm 1847 dựa vào độ phì của đất (Pheil và Kotta, De Bedemar). Ở Phần Lan, cấp đất được lập theo kiểu lâm hình (Ilvessalo 1927, 1937). Còn ở Anh ngày nay, Hamilton Christie (1997) và Bradley (1966) lại căn cứ trực tiếp vào sản lượng tăng trưởng của gỗ. Tại một số nước Châu Âu và Châu Phi, Châu Á, người ta sử dụng chiều cao bình quân tầng ưu thế (tầng trội) của lâm phần (H 0, H100, H200) ở từng độ tuổi để làm chỉ tiêu phân chia cấp đất. Như vậy, ở hầu hết các nước người ta đã dùng phổ biến chiều cao tầng trội để phân chia cấp đất và sử dụng các hàm sinh trưởng để mô tả cấp đất. 2.2.3.4. Định lượng các quy luật cấu trúc lâm phần Để nghiên cứu và mô tả quy luật cấu trúc đường kính thân cây hầu hết tác giả tìm các phương trình toán học dưới nhiều dạng phân bố xác suất khác nhau như: Baley (1973) đã sử dụng hàm Weibull; Prodan, M (1964) tiếp cận phân bố này bằng phương trình chính thái; Diachenco, Z.N sử dụng phân bố gamma… 7 Quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây: Tovstolesse, D.I (1930) lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ H/D. Krauter, G (1958) nghiên cứu H/D dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Để xác lập mối quan hệ H/D nhiều tác giả đã đề xuất sử dụng các dạng phương trình toán học khác nhau. Quy luật quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực của cây: Nhiều tác giả đã đi đến kết luận giữa đường kính tán và đường kính thân cây có mối quan hệ mật thiết như: Zieger (1928), Cromer.O.A.N (1948), Miller.J (1953)… phổ biến nhất là dạng phương trình đường thẳng. 2.2.3.5. Chặt nuôi dưỡng Các nhà lâm học Trung Quốc cho rằng: Trong khi rừng chưa thành thục để tạo điều kiện cho cây gỗ còn lại sinh trưởng phát triển tốt, cần phải chặt bớt một phần cây gỗ. Ngoài ra thông qua chặt bớt một phần cây gỗ mà thu được một phần lợi nhuận nên còn được gọi là “chặt lợi dụng trung gian” (chặt trung gian). Như vậy, chặt nuôi dưỡng là biện pháp chính để nuôi dưỡng rừng bằng cách chặt bớt đi một số cây rừng nhằm tạo điều kiện cho những cây phẩm chất tốt được giữ lại sinh trưởng, nuôi dưỡng hình thân, tạo tán, tăng lượng sinh trưởng, cải thiện chất lượng gỗ và nâng cao các chức năng có lợi khác của rừng. Mục đích của chặt nuôi dưỡng đối với rừng trồng thuần loại là: Cải thiện điều kiện sinh trưởng của cây rừng; Xúc tiến sinh trưởng cây rừng, rút ngắn chu kỳ chăm sóc cây rừng; Loại bỏ được cây gỗ xấu nâng cao chất lượng lâm phần. Theo quy trình chặt nuôi dưỡng rừng của Trung Quốc năm 1957, chặt nuôi dưỡng chia làm 4 loại là: Chặt thấu quang, chặt loại trừ, chặt tỉa thưa và chặt sinh trưởng (chất lượng gỗ chia làm 3 cấp). Một số yếu tố kỹ thuật của chặt nuôi dưỡng gồm: + Các phương pháp chặt nuôi dưỡng: Các nghiên cứu cho thấy phân bố số cây theo cấp kính đều theo phân bố Parabol hoặc gần parabol. Căn cứ vào độ lệch của đỉnh Parabol làm cơ sở xây dựng các phương pháp chặt nuôi dưỡng. Phương pháp áp dụng có 3 loại: Chặt nuôi dưỡng tầng dưới, chặt nuôi dưỡng chọn lọc và chặt nuôi dưỡng cơ giới. 8 + Để tiến hành nuôi dưỡng trước hết phải phân cấp cây rừng. Hiện nay chủ yếu theo phân cấp của Kraff (1984). (Phương pháp này chia thành 5 cấp). + Xác định thời kỳ bắt đầu chặt nuôi dưỡng: Để xác định kỳ bắt đầu chặt nuôi dưỡng cần phải tổng hợp tất cả các yếu tố như: đặc tính sinh vật học của cây; điều kiện lập địa; mật độ lâm phần; tình hình sinh trưởng; giao thông vận chuyển; nhân lực và khả năng tiêu thụ gỗ nhỏ. Từ góc độ sinh vật học, việc xác định kỳ bắt đầu chặt nuôi dưỡng thường dựa vào các yếu tố sau: - Mức độ phân hoá cây rừng: Việc xác định có thể dựa vào một số tiêu chí sau: Phân cấp cây rừng; Độ phân tán của đường kính lâm phần, tỷ lệ số cây lâm phần theo cấp kính. - Hình thái bên ngoài của lâm phần: Có thể căn cứ động thái hình tán hay độ cao tỉa cành tự nhiên. + Xác định cường độ chặt nuôi dưỡng: Cường độ chặt nuôi dưỡng là chặt bao nhiêu cây, để lại bao nhiêu cây cũng là vấn đề thông qua việc chặt nuôi dưỡng điều chỉnh độ dày của lâm phần. Xác định được cường độ chặt nuôi dưỡng hợp lý trong kinh doanh rừng có một ý nghĩa rất lớn. * Thể hiện cường độ chặt nuôi dưỡng: Có 2 phương pháp - Tính theo tỷ lệ thể tích gỗ cây chặt chiếm trong thể tích gỗ toàn lâm phần của mỗi lần chặt: Pv= v/V x 100% (v là thể tích cây chặt, V là sản lượng lâm phần, Pv là cường độ chặt). - Dựa vào tỷ lệ số cây trong mỗi lần chặt chiếm trong tổng số cây toàn lâm phần: Pn = n/N x 100% (n là số cây cần chặt, N là tổng số cây của lâm phần, Pn là cường độ chặt). * Xác định cường độ chặt nuôi dưỡng: Có 2 phương pháp - Phương pháp định tính: Thường căn cứ vào phân cấp cây rừng, độ tàn che, hay độ đầy của lâm phần để xác định cường độ chặt nuôi dưỡng. - Phương pháp định lượng: Căn cứ vào sinh trưởng của lâm phần và mối quan hệ giữa các loài cây đứng trong giai đoạn sinh trưởng khác nhau. Căn cứ vào mật độ hợp lý mà xác định số lượng cây chặt hoặc bảo lưu. Thường xác định theo quy luật tương quan giữa đường kính, chiều cao và tán cây. 9 + Xác định cây chặt: Cần đào thải các cây có phẩm chất xấu và sinh trưởng kém, để lại những cây sinh trưởng mạnh, cao lớn, thẳng tròn. + Xác định kỳ giãn cách – chu kỳ chặt nuôi dưỡng: Kỳ giãn cách dài hay ngắn cần xem xét tốc độ khép tán và lượng sinh trưởng hàng năm, cường độ chặt nuôi dưỡng càng lớn thì kỳ giãn cách càng dài. Kỳ giãn cách ở một số nước xác định từ 5 – 10 năm. 2.3. Các nghiên cứu ở trong nước về quy hoạch và chuyển hóa rừng 2.3.1. Quy hoạch rừng Quy hoạch rừng được thực hiện ở nước ta ngay từ thời kỳ Pháp thuộc. Tuy nhiên phải đến những năm 50 của thế kỷ 20 mới tiến hành mô tả, thống kê trữ lượng rừng ở miền Bắc và mãi đến những năm 1960 – 1964 công tác quy hoạch mới được áp dụng ở các tỉnh miền Bắc. Từ đó đến nay lực lượng quy hoạch lâm nghiệp ngày càng mở rộng phù hợp với trình độ và điều kiện tài nguyên rừng nước ta. 2.3.2. Chuyển hoá rừng Ở Việt Nam, chuyển hoá rừng cũng được thực hiện từ thời Pháp thuộc như: Chuyển hoá rừng tự nhiên thành rừng cung cấp gỗ,… Gần đây nhất đã có đề tài nghiên cứu về “Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Sa mộc cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn” ở huyện Bắc Hà, tỉnh Lào Cai. Tuy nhiên chưa có một nghiên cứu nào về “Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Mỡ cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn” áp dụng cho từng cấp tuổi riêng. Chuyển hoá rừng ở nước ta chưa được tập hợp thành hệ thống chặt chẽ, vì vậy cần xây dựng hệ thống lý luận và thực tiễn nhằm đáp ứng yêu cầu của kinh doanh rừng ở nước ta. 2.3.3. Các yếu tố kỹ thuật làm cơ sở xây dựng phương pháp chuyển hoá rừng 2.3.3.1. Sinh trưởng, tăng trưởng lâm phần Phùng Ngọc Lan (1985) đã khảo nghiệm một số phương trình sinh trưởng cho một số loài cây như: Mỡ, Thông đuôi ngựa, Bồ đề, Bạch đàn. Nguyễn Ngọc Lung (1999) cũng đã cho thử nghiệm các hàm: Gompertz, Schumacher để mô tả quá trình sinh trưởng của loài Thông 3 lá tại 10 Đà Lạt – Lâm Đồng và tác giả đề nghị dùng phương trình Schumacher để mô tả quy luật sinh trưởng cho một số đại lượng. Các kết quả nghiên cứu về tăng trưởng rừng còn được giới thiệu thông qua các ấn phẩm của các công trình nghiên cứu cấp nhà nước, cấp ngành, như: Nguyễn Ngọc Lung (1999), Vũ Tiến Hinh (2000), Đào Công Khanh (2001). Trong các luận án tiến sĩ của các tác giả: Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996), Trần Cẩm Tú (1998), Nguyễn Văn Dưỡng (2000). 2.3.3.2. Sản lượng rừng Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) đã lập biểu quá trình sinh trưởng rừng Thông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ khu Đông Bắc Việt Nam. Trịnh Đức Huy (1998) đã lập biểu dự đoán trữ lượng và năng suất gỗ của đất trồng rừng Bồ đề khu trung tâm Bắc Việt Nam. Vũ Tiến Hinh (2000) đã tiến hành: Lập biểu sinh trưởng và sản lượng 3 loài cây: Sa mộc, Thông đuôi ngựa và Mỡ ở các tỉnh phía Bắc. Nhìn chung các mô hình dự đoán sinh trưởng đều xuất phát từ việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng sinh trưởng với mật độ và chỉ tiêu biểu thị cho cấp đất, ngoài ra còn dựa vào mô hình động thái cấu trúc đường kính. 2.3.3.3. Cấp đất Cùng với sự phát triển chung về lâm nghiệp trên thế giới, ở nước ta vấn đề nghiên cứu lập biểu cấp đất cho một số loài cây trồng cũng đã và đang được tiến hành. Năm 1971, Vũ Đình Phương đã tiến hành lập biểu cấp đất cho rừng Bồ đề. Năm 1985, Viên Ngọc Hùng, Nguyễn Ngọc Lung (1987 – 1989) đã dùng hàm Schumacher biểu diễn sinh trưởng chiều cao bình quân ưu thế lâm phần Thông 3 lá ở Lâm Đồng, từ đó phân chia cấp đất. Vũ Nhâm (1988) đã dùng hàm Korf để lập biểu cấp đất tạm thời cho rừng Thông đuôi ngựa. Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) đã dùng chiều cao Ho và chọn hàm Korf để lập biểu cấp đất cho rừng Thông đuôi ngựa khu Đông Bắc Việt Nam. Hoàng Xuân Y (1997) tiến hành phân chia cấp đất cho loài Mỡ tại vùng trung tâm nguyên liệu giấy. Tác giả đã dùng chiều cao cây có tiết diện bình quân (Hg) và chọn hàm Schumacher để phân chia cấp đất. 11 2.3.3.4. Định lượng các quy luật cấu trúc lâm phần + Cấu trúc đường kính thân cây rừng Với rừng tự nhiên nước ta: Đồng Sỹ Hiền (1974) đã chọn hàm Mayer, Nguyễn Hải Tuất (1991) chọn hàm khoảng cách… Với lâm phần thuần loài, đều tuổi giai đoạn còn non và giai đoạn trung niên, các tác giả: Trịnh Đức Huy (1987,1988), Vũ Nhâm (1988), Vũ Tiến Hinh (1990), Phạm Ngọc Giao (1989,1995)… đều nhất trí đường biểu diễn quy luật phân bố N/D có dạng lệch trái và có thể dùng hàm toán học khác nhau như: Hàm Weibull, hàm Scharlier… + Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính cây rừng Vũ Đình Phương (1975) thiết lập biểu cấp chiều cao lâm phần Bồ đề tự nhiên từ phương trình Parabol bậc hai mà không cần phân biệt cấp đất và tuổi. Vũ Nhâm (1988) đã xây dựng được mô hình đường cong chiều cao lâm phần cho Thông đuôi ngựa khu vực Đông Bắc. Ngoài ra còn rất nhiều tác giả khác trong quá trình nghiên cứu cấu trúc, sinh trưởng, sản lượng rừng đã đề cập tới quy luật tương quan H/D. + Nghiên cứu tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực Vũ Đình Phương (1985) đã khẳng định mối liên hệ mật thiết giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực theo dạng phương trình. Phạm Ngọc Giao (1996) đã xây dựng mô hình động thái tương quan giữa DT/D1.3 với rừng Thông đuôi ngựa khu Đông Bắc. 2.3.3.5. Chặt nuôi dưỡng Chặt nuôi dưỡng là biện pháp chính để nuôi dưỡng rừng bằng cách chặt bớt đi một số cây rừng nhằm tạo điều kiện cho những cây phẩm chất tốt được giữ lại sinh trưởng, nuôi dưỡng hình thân, tạo tán, tăng lượng sinh trưởng, cải thiện chất lượng gỗ và nâng cao các chức năng có lợi khác của rừng. Chặt nuôi dưỡng ở Việt Nam còn tương đối mới mẻ và phần lớn chủ yếu nghiên cứu cho chặt nuôi dưỡng ở rừng thuần loài đều tuổi, tuy vậy các kết quả bước đầu nghiên cứu đã giúp từng bước xây dựng thành công hệ thống các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho chặt nuôi dưỡng rừng ở nước ta. Một số kỹ thuật chặt nuôi dưỡng cho rừng trồng đã được kiểm nghiệm trong thực tiễn sản xuất và được công nhận là tiêu chuẩn ngành như: Chặt tỉa thư rừng Thông nhựa, chặt tỉa thưa rừng Thông đuôi ngựa, chặt tỉa thưa rừng Sa mộc… 12 PHẦN 3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Mục tiêu nghiên cứu 3.1.1. Mục tiêu tổng quát Xây dựng nguồn cung cấp nhanh nguyên liệu gỗ lớn thông qua áp dụng phương thức chuyển hoá rừng. 3.1.2. Mục tiêu cụ thể Để đạt được mục tiêu tổng quát cần thực hiện các mục tiêu cụ thể sau: - Đánh giá được hiện trạng rừng trồng mỡ nói chung của Lâm trường về diện tích, mật độ, cấp tuổi. Lựa chọn được đối tượng nghiên cứu. - Xác định được những yếu tố kinh tế, kỹ thuật để phục vụ cho chuyển hoá rừng. - Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI thành rừng cung cấp gỗ lớn. 3.2. Đối tượng, phạm vi, và giới hạn nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Là rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI (từ 11 – < 13 tuổi), trên cấp đất (I, II, III), mật độ > 1000 cây/ha. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI tại Lâm trường Yên Sơn, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang. - Giới hạn nghiên cứu: Khoá luận chỉ tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: + Các yếu tố kỹ thuật phục vụ trực tiếp cho việc chuyển hoá rừng: Nghiên cứu các quy luật cấu trúc rừng: Quy luật phân bố, quy luật tương quan. + Các kết quả đã nghiên cứu trước đây như: Phân chia cấp đất, các số liệu thống kê… 3.3. Nội dung nghiên cứu Khoá luận tập trung nghiên cứu một số nội dung chính sau: 3.3.1. Điều tra phân tích điều kiện cơ bản và tình hình sản xuất kinh doanh lâm nghiệp trên địa bàn nghiên cứu ảnh hưởng đến quy hoạch chuyển hoá rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI + Điều tra phân tích điều kiện tự nhiên + Điều tra phân tích điều kiện kinh tế – xã hội + Tình hình sản xuất kinh doanh lâm nghiệp 13 3.3.2. Điều tra hiện trạng rừng trông Mỡ và xác định đối tượng rừng trồng Mỡ hiện tại đạt yêu cầu về tuổi, mật độ, và phân bố trên các cấp đất khác nhau để quy hoạch chuyển hoá + Điều tra hiện trạng rừng trồng Mỡ về diện tích, mật độ, tuổi trên các cấp đất khác nhau. + Xác định đối tượng cần chuyển hoá. 3.3.3. Nghiên cứu cơ sở kinh tế, kỹ thuật làm cơ sở cho quy hoạch chuyển hoá rừng trồng 3.3.3.1. Nghiên cứu các cơ chế, chính sách, tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững và thị trường nguyên liệu gỗ làm cơ sở kinh tế cho thực hiện chuyển hoá + Nghiên cứu các cơ chế, chính sách có liên quan đến hoạt động sản xuất lâm nghiệp trong khu vực nghiên cứu. + Nghiên cứu vận dụng Tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững của Việt Nam để đánh giá tình hình thực hiện quản lý rừng trồng Mỡ bền vững. + Đánh giá thi trường gỗ Mỡ cung cấp nguyên liệu. 3.3.3.2. Nghiên cứu và xác định các quy luật cấu trúc cơ bản làm cơ sở xây dựng mô hình lý thuyết chuyển hoá rừng trồng gỗ nhỏ thành rừng trồng gỗ lớn cho đối tượng chuyển hoá Xác định các quy luật cấu trúc lâm phần với mật độ và cấp đất khác nhau: + Quy luật phân bố N – D + Quy luật tương quan Hvn – D1.3 + Quy luật tương quan DT – D1.3 3.3.4. Xác định các yếu tố cơ bản thực hiện chuyển hoá rừng + Xác định đối tượng rừng trồng Mỡ cấp tuổi VI. + Xác định phương thức chuyển hoá. + Xác định phương pháp chuyển hoá. + Xác định thời kỳ bắt đầu chặt. + Xác định cường độ chặt. + Xác định chu kỳ chặt. + Xác định cây chặt. 14 3.3.5. Quy hoạch chuyển hoá rừng a. Xác định phương hướng, nhiệm vụ quy hoạch chuyển hoá + Các căn cứ xác định phương hướng, nhiệm vụ quy hoạch chuyển hoá + Phương hướng của quy hoạch chuyển hoá + Nhiệm vụ của quy hoạch chuyển hoá b. Xác định sản lượng chặt nuôi dưỡng c. Bố trí địa điểm chuyển hoá theo thời gian 3.3.6. Dự kiến hiệu quả Lợi ích của Lâm trường và người dân về: + Kinh tế + Xã hội + Môi trường 3.3.7. Giải pháp thực hiện + Về tổ chức + Về kỹ thuật + Về vốn 3.4. Phương pháp nghiên cứu Tuỳ theo từng nội dung nghiên cứu mà lựa chọn phương pháp nghiên cứu cho phù hợp, hoặc kết hợp các phương pháp với nhau để thu được kết quả khách quan nhất. 3.4.1. Phương pháp chủ đạo Đối tượng nghiên cứu là các lâm phần Mỡ cấp tuổi VI. Mục đích chủ yếu là nâng cao các giá trị thương mại gỗ Mỡ, do đó các giải pháp kỹ thuật đưa ra nhằm mục tiêu kinh tế. Thiết lập mô hình chuyển hoá và quy hoạch chuyển hoá vận dụng phương pháp có sự tham gia của chủ rừng và người dân. Thực hiện việc kêt hợp nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn tại cơ sở. 3.4.2. Các phương pháp thu thập số liệu ngoại nghiệp 3.4.2.1. Kế thừa tài liệu - Tài liệu về điều kiện cơ bản của khu vực nghiên cứu. + Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu. + Điều kiện kinh tế – xã hội của khu vực nghiên cứu. - Kế thừa và tham khảo các kết quả nghiên cứu có liên quan đã công bố. 15 + Tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững của Việt Nam [2] + Biểu thể tích thân cây đứng cả vỏ loài Mỡ [9] + Biểu cấp đất lập theo h0 rừng Mỡ [9] + Biểu sinh trưởng và sản lượng loài Mỡ [9] 3.4.2.2. Thu thập số liệu ngoại nghiệp - Phỏng vấn bán định hướng 30 hộ gia đình làm cơ sở nghiên cứu điều kiện cơ bản và chỉnh lý các tài liệu kế thừa (phụ biểu 01). - Bố trí hệ thống các ô tiêu chuẩn điển hình để thu thập số liệu (trình bày trong phụ biểu 03). + Cây có tuổi thuộc đối tượng chặt nuôi dưỡng + Trên cấp đất I–II–III (đủ điều kiện thổ nhưỡng để trở thành gỗ lớn) + Tổng số ô tiêu chuẩn tạm thời là 5 ô và ô tiêu chuẩn định vị là 1 ô. + Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn tạm thời là 1000 m2 (40 x 25m). + Trên mỗi ÔTC tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng: D 1.3, Hvn, DT, Hdc, vẽ trắc đồ ngang và đánh giá phẩm chất của các cây trong ÔTC bằng phân cấp Kraff (chia làm 5 cấp: I, II, III, IV,V). Kết quả thống kê ghi trong phiếu điều tra ô tiêu chuẩn (phụ biểu 03). + Dùng phương pháp vẽ trắc đồ ngang làm cơ sở thiết kế chặt nuôi dưỡng. + Giải tích 3 cây tiêu chuẩn là cây bình quân theo cỡ kính: Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến ở nước ta. Với mỗi cây tiêu chuẩn ta tiến hành đo đường kính có vỏ và không vỏ theo các vị trí phân đoạn 1m làm cơ sở tính toán thể tích thân cây phục vụ cho tính toán và dự tính trữ lượng lâm phần. Cưa thớt đếm và đo đường kính vòng năm theo các phân đoạn trên. Kết quả đo đếm được ghi trong phiếu giải tích cây tiêu chuẩn (phụ biểu 04). 3.4.3. Phương pháp xử lý và phân tích tài liệu 3.4.3.1. Nghiên cứu các cơ chế chính sách có liên quan đến hoạt động sản xuất lâm nghiệp - Tổng hợp các tài liệu thu thập được từ các bảng phỏng vấn 30 hộ gia đình và theo phương pháp kế thừa số liệu để có được các cơ chế, chính sách tại địa phương liên quan đến hoạt động sản xuất lâm nghiệp. - Phân tích thị trường: Thực hiện theo phương pháp phân tích có sự tham gia và phương pháp phân tích tổng hợp nhóm các yếu tố thị trường. 16 - Đánh giá quản lý rừng bền vững theo “Tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững của Việt Nam” do Bộ NN & PTNT ban hành. 3.4.3.2. Xác định các quy luật cấu trúc lâm phần Số liệu sau khi thu thập được xử lý bằng toán học thống kê có sự trợ giúp của phần mềm Excel và SPSS 13.0, ta xác định các quy luật cấu trúc lâm phần: - Quy luật phân bố N–D: Mô phỏng phân bố thực nghiệm bằng hàm Weibull dạng phương trình: f(X) =  ..x   1 .e   . x f(X) là mật độ của phân bố Weibull  là tham số đặc trưng cho độ lệch của phân bố  = 1: phân bố có dạng giảm  = 3: phân bố có dạng đối xứng  > 3: phân bố có dạng lệch phải  < 3: phân bố có dạng lệch trái.  là tham số đặc trưng cho độ nhọn của đường cong phân bố  n Có:  =  x  (n là số tổ sau khi chia tổ ghép nhóm) Kiểm tra mức độ phù hợp của phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm bằng tiêu chuẩn phù hợp  2 với   2 =  ( flt  ftt 2 ) . flt (trong đó flt là giá trị lý thuyết, ftt là giá trị thực tế). Bậc tự do (k) của 2 tính toán là k = l - r -1 với 1 là số tổ chia sau khi mô phỏng, r là tham số. Nếu 2 tính toán nhỏ hơn 205 (tra bảng) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm và ngược lại là không phù hợp. - Quy luật tương quan H–D: Xây dựng tương quan trên cơ sở phương trình: h = a + b.logD1.3 (a, b là các tham số của phương trình) Từ số liệu thực tế về D1.3 và Hvn thực hiện theo trình lệnh Tool\Data Analysis\Regression trong phần mềm Excel 8.0 (Hvn tương ứng với y và D 1.3 tương ứng với giá trị x) để có được tham số của phương trình, các hệ số tương quan, tiêu chuẩn kiểm tra ta và tb, kiểm tra tồn tại của tham số a, b bằng tiêu chuẩn t. Nếu t , t < t05 (tra bảng) thì tham số a, b tồn tại và ngược lại thì tham số a, b không tồn tại. - Quy luật tương quan DT và D1.3: Xây dựng tương quan trên cơ sở phương trình: a b 17 DT = a + b.logD1.3 (a, b là các tham số của phương trình) Từ số liệu thực tế về D T và D1.3 thực hiện theo trình lệnh Tool\Data Analysis\Regression trong phần mềm Excel 8.0 (DT tương ứng với y và D1.3 tương ứng với giá trị x) để có được tham số của phương trình, các hệ số tương quan, tiêu chuẩn kiểm tra ta và tb, kiểm tra tồn tại của tham số a, b bằng tiêu chuẩn t. Nếu ta , tb < t05 (tra bảng) thì tham số a, b tồn tại và ngược lại thì tham số a, b không tồn tại. 3.4.3.3. Xác định các yếu tố cơ bản trong chặt chuyển hoá - Phân cấp cây rừng: Theo phân cấp Kraff (1984). - Xác định thời điểm bắt đầu chặt: + Theo mức độ phân hoá cây rừng: Quan sát từ trắc đồ ngang. + Theo đặc trưng bên ngoài lâm phần: Động thái hình tán, độ cao tỉa cành. + Yêu cầu thực tế xuất phát từ hiện trạng rừng trồng Mỡ. - Xác định cường độ chặt chuyển hoá: + Thể hiện cường độ chặt chuyển hoá: * Tính theo tỷ lệ thể tích gỗ chiếm thể tích lâm phần mỗi lần chặt: Pv = v V x100% (v là thể tích cây chặt, V là sản lượng lâm phần) * Tính theo tỷ lệ số cây trong mỗi lần chặt chiếm tổng số cây trong lâm phần: PN = n N x100% (n là số cây chặt, N là tổng số cây của lâm phần) Ta có: PV = d2.PN và dựa vào các giá trị của d để xác định phương pháp chặt: Nếu d < 1 thì dùng phương pháp chặt nuôi dưỡng tầng dưới. d = 1 thì dùng phương pháp chặt nuôi dưỡng cơ giới. d > 1 thì dùng phương pháp chặt nuôi dưỡng tầng trên. + Xác định cường độ chặt nuôi dưỡng: Theo hai phương pháp: 18 * Phương pháp định tính: Căn cứ vào phân cấp cây rừng và độ tàn che. Căn cứ vào phân cấp cây rừng để xác định chặt những cây ở bộ phận lâm phần nào và cấp nào. Khi độ tàn che đạt 0,9 thì nên chặt tỉa thưa. * Phương pháp định lượng: Xác định theo quy luật tương quan gữa đường kính, chiều cao và tán cây. Căn cứ vào các quy luật này để đưa ra cường độ chặt trung gian. - Xác định cây chặt: Dựa vào trắc đồ ngang và phân cấp cây rừng Kraff (1984) để xác định cây chặt. - Xác định chu kỳ chặt chuyển hoá: Dựa vào dự đoán tăng trưởng của tán cây và cấp đất để xác định chu kỳ chặt chuyển hoá. 3.4.3.4. Quy hoạch chuyển hoá rừng trồng - Xác định được phương hướng nhiệm vụ của chặt chuyển hoá. - Tính toán được tăng trưởng, trữ lượng và sản lượng rừng. + Với loài Mỡ, đã có biểu thể tích hai nhân tố và biểu cấp đất do Vũ Tiến Hinh lập và được công bố năm 2000. Do đó khoá luận sẽ sử dụng các biểu này để tính thể tích thân cây, trữ lượng lâm phần và xác định cấp đất của các ô thu thập số liệu. Trữ lượng các bộ phận lâm phần được tính theo công thức: Mi = Ni.Vi. Trong đó: Mi là trữ lượng của bộ phận lâm phần. Ni là số cây của bộ phận lâm phần. Vi là thể tích cây tương ứng trong bộ phận lâm phần đó. + Xác định các chỉ tiêu sản lượng cho các bộ phận lâm phần qua quá trình chặt nuôi dưỡng: Bộ phận trước tỉa thưa, bộ phận tỉa thưa, bộ phận sau tỉa thưa. Chỉ tiêu được thống kê là: N/ha, M trên mỗi bộ phận lâm phần. - Thiết kế chặt nuôi dưỡng và xác định các yếu tố có liên quan theo phương pháp chặt nuôi dưỡng tầng dưới, cơ sở là phương pháp trắc đồ ngang. - Bố trí địa điểm chuyển hoá theo thời gian và không gian: trên bản đồ quy hoạch và đưa ra các giải pháp thực hiện. - Xây dựng các mô hình chặt chuyển hoá. 19