Xác Định Mô Hình Phù Hợp Để Mô Tả Quá Trình Sinh Trưởng Của Thông Ba Lá Pinus Keysia Royle Ex Gordon Tự Nhiên Ở Khu Vực Đắk G Long Tỉnh Đắk Nông

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) phân bố tự nhiên ở những

vùng núi cao trên 500 m thuộc các tỉnh Tây Nguyên (Lâm Đồng, Đắk Nông,

Đắk Lắc, Gia Lai và Kontum)[1]

. Gỗ Thông ba lá được sử dụng để làm nhà, đồ

mộc gia dụng, bao bì và nguyên liệu bột giấy. Vì thế, rừng Thông ba lá ở Tây

Nguyên nói chung và Đắk Nông nói riêng đóng vai trò to lớn không chỉ về

khoa học và kinh tế, mà còn bảo vệ môi trường, bảo vệ các hồ thuỷ lợi và hệ

thống thuỷ điện, tạo danh lam thắng cảnh, phục vụ nghỉ dưỡng và du lịch...

Trước đây đã có một số công trình nghiên cứu về năng suất và sản

lượng, phân hạng đất, phân chia cấp đất và đặc tính sinh thái, tái sinh của

rừng Thông ba lá; trong đó đáng kể là những nghiên cứu của Nguyễn Ngọc

Lung (1988; 1999)[10, 11], Phó Đức Đỉnh (1995)[2], Viên Ngọc Hùng (1989)[5]

,

Lê Hồng Phúc (1995)[15] và Ngô Đình Quế (1983)[16]. Những nghiên cứu về

rừng Thông ba lá tập trung chủ yếu ở Lâm Đồng, còn những vùng khác vẫn

chưa được quan tâm đầy đủ. Vì thế, bên cạnh việc kế thừa những kết quả

nghiên cứu đã có, vẫn cần có những nghiên cứu tiếp theo về rừng Thông ba lá

ở những khu vực khác nhau.

Nhận thấy, khi mô tả và phân tích qúa trình sinh trưởng của những loài

cây gỗ mọc nhanh ở Việt Nam, nhiều tác giả thường áp dụng một số mô hình

phi tuyến tính như mô hình Gompertz (1925), Schumacher (1939), Drakin –

Vuevski (1940), Kosun - Strand (1964) và Korf (1973); trong đó các tham số

của mô hình được xác định theo phương pháp bình phương nhỏ nhất. Về lý

thuyết, những tham số của hàm phi tuyến tính không chỉ được xác định theo

phương pháp bình phương nhỏ nhất, mà còn theo phương pháp phi tuyến tính.

Mặt khác, tùy theo mô hình phi tuyến tính, cả hai phương pháp này cũng có

thể giải theo những cách thức khác nhau. Rõ ràng là, nếu chọn lựa những mô

2

hình thống kê khác nhau và các tham số của chúng lại được xác định theo

những phương pháp khác nhau, thì kết quả mô tả sinh trưởng của cây cá thể

và lâm phần cũng khác nhau. Vì thế, xác định mô hình thích hợp để mô tả gần

đúng nhất quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây

Thông ba lá là một vấn đề cần được đặt ra.

Với mong muốn góp phần cung cấp thêm những thông tin hữu ích cho

việc phân tích đặc điểm sinh trưởng của quần thể Thông ba lá tự nhiên, tác giả

thực hiện đề tài “Xác định những mô hình phù hợp để mô tả quá trình sinh

trưởng của Thông ba lá tự nhiên (Pinus keysia Royle ex Gordon) ở khu vực

Đắk G’Long, tỉnh Đắk Nông”.

Những kết quả nghiên cứu của đề tài đưa lại những ý nghĩa sau đây:

(1) Về lý luận, xây dựng cơ sở khoa học cho việc mô tả và nghiên cứu

quá trình sinh trưởng của rừng Thông ba lá ở khu vực nghiên cứu.

(2) Về thực tiễn, đề tài cung cấp những mô hình phù hợp để dự đoán

quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá

tự nhiên.

3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. KHÁI QUÁT VỀ RỪNG THÔNG BA LÁ

1.1.1. Đặc điểm phân loại Thông ba lá

Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) thuộc họ Pinaceae, là loài

cây gỗ lớn, cao 30-35 m, đường kính 50-60 cm, thân thẳng, vỏ dày và có màu

nâu sẫm, nứt dọc, bong mảng, chịu lửa tốt. Thông ba lá thường có ba lá kim

màu xanh thẫm, mọc cụm trên chồi ngắn (bẹ), dài 15-20cm. Quả nón hình

trứng viên chùy, dài 5-9cm. Quả có vỏ dày và có rốn rất rõ, có khi có gai

nhọn, hạt có cánh dài 1,5-2,5 cm. Thông ba lá ra hoa vào tháng 4-5, quả chín

vào tháng 11-12 năm sau. Quả có thể tồn tại trên cây đến 9-10 năm. Thông ba

lá có thể ra hoa ngay từ lúc 6-7 tuổi. Gỗ mềm, nhẹ, màu vàng đến da cam; tỷ

trọng 0,650 - 0,700[1]

.

1.1.2. Đặc tính sinh thái của Thông ba lá

Theo Thái Văn Trừng (1999)[17], Thông ba lá phân bố ở Ấn Độ, Miến

Điện, Thái Lan, Trung Quốc, Lào và Việt Nam… Ở Việt Nam, Thông ba lá

phân bố ở khu vực Tây Nguyên, Hà Giang, Yên Bái và Lào Cai... Thông ba lá

là loài cây tự nhiên của khu hệ thực vật núi vừa và cao. Ở phía nam nước ta,

Thông ba lá phân bố ở những nơi có độ cao từ 500 m đến 1.900 m so với mặt

biển; lượng mưa trung bình từ 1.500 mm trở lên; nhiệt độ bình quân hàng

năm từ 18-200C. Thông ba lá ưa sáng mạnh, tái sinh tốt trên đất trống.

Khi nghiên cứu về rừng Thông ba lá ở khu vực Tây Nguyên, Nguyễn

Ngọc Lung (1988 ; 1999)[10], [11] đã phân chia rừng Thông ba lá thành 3 vùng -

đó là vùng thích hợp với độ cao từ 1.000 – 1.800 m; vùng mở rộng với độ cao

dưới 1.000 m và trên 1.800 m và vùng giới hạn với độ cao dưới 600 m. Vùng

thích hợp là trung tâm phân bố của rừng Thông ba lá thuần loài; trong đó

Thông ba lá chiếm ưu thế ở tầng ưu thế sinh thái. Vùng mở rộng là vùng

4

ngoại vi ở độ cao dưới 1.000 m và trên 1.800 m. Khi phân bố ở độ cao dưới

1.000 m, Thông ba lá mọc hỗn giao với Thông 2 lá (Pinus merkusii) và Dầu

trà beng (Dipterocapus obtusiforlius). Nếu phân bố ở độ cao trên 1.800 m,

Thông ba lá mọc hỗn giao với những loài cây thuộc họ Fagaceae. Ở phạm vi

giới hạn dưới 600 m, Thông ba lá sinh trưởng kém.

Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh tới sinh

trưởng của Thông ba lá, Nguyễn Ngọc Lung (1988)[10] nhận thấy, không có sự

khác biệt đáng kể về sinh trưởng chiều cao ở hai vùng sinh thái khác nhau là

Đà lạt và Bảo lộc. Ngoài ra, lượng tăng trưởng đường kính có sự khác nhau

trong mùa mưa và mùa khô.

1.2. KHÁI QUÁT VỀ MÔ HÌNH HÓA SINH TRƯỞNG CỦA CÂY GỖ

VÀ QUẦN THỤ

1.2.1. Trên thế giới

Wenk, G; Antanaitis, V và Smelko, S (1990)

[31] đã tổng hợp một số

phương trình sinh trưởng thường được vận dụng để mô tả sinh trưởng cho

rừng thuần loài đều tuổi. Các phương trình này được tổng hợp ở bảng dưới

đây:

Một số phương trình sinh trưởng thường được vận dụng để mô tả sinh

trưởng cho rừng thuần loài đều tuổi

Dạng hàm số Công thức

Gompertz (1925)

cT be Y me



Verhulst-Robertso (1925)

a(T b)

m

Y

1 e







5

Dạng hàm số Công thức

Koller (1878)

b cT Y aT e 

Weber (1891)

max c

Y Y

, T

1

1

1 0

 

     

Terazaki (1907)

b

Y ae T





Mitscherlich (1919)

 

cT Y Y e max 1



 

Tichendorf (1925)

  

cT Y Y Y e max 0 1



  

Korsun-Strand (1935)

(1964)

T

Y

a bT cT

2

2



 

Tretchiakov (1937)

TY aT b  

Schumacher (1939)

c

b

Y me T





Drakin-Vuevski (1940)

 

m KT Y a e 1



 

Assmann-Franz (1964)

b c logT Y aT 



Nikitin (1963)

Y a bT cT dT 2 3    

Thomasius (1964)

 

dT cT e Y Y e max

1

1

   

   

Korf (1973)

c

bT Y me







Hagglund (1974)

 

m KT Y Y a e

1

0 1





  

6

Dạng hàm số Công thức

Rawat-Franz (1974)

  Y a beKT m

1

 1 1

Kiviste (1984)

a

(a a )T Y Y

a a T T

2 2

0 1

100 2

0 1

   1

      

Alder,D.1990 (Vũ Tiến Hinh, 2003)[4] đã sử dụng hàm Schumacher để

mô tả sinh trưởng chiều cao tầng ưu thế làm cơ sở phân chia cấp đất. Để xác

định các tham số của phương trình, tác giả đã chuyển hàm phi tuyến về dạng

tuyến tính: Y=A + B. X, bằng cách đặt:

Y = LnH; X = 1/Ac

Các tham số A và B được ước lượng theo phương pháp hối quy phân

nhóm (mối đường sinh trưởng chiều cao thực nghiệm được coi là một nhóm):

 

 

m m i i

i 2

i

2 m m i

i 2

i

X XY Y

X

a

X

n

X

 

    





    





 



 

m

i i

i

i

2 m

2 i

i

i

X Y XY

n

b

X

X

n

 

    



    

   

   



 

Khi mô tả sinh trưởng chiều cao theo đơn vị cấp đất cho những lâm

phần White pine Avery, T.E.1975 (Vũ Tiến Hinh, 2003)[4] sử dụng quan hệ:

 

 

5

3 4

a

a a S A H a a S 1 e o 1 2

        