Xem mẫu

  1. Giíi thiÖu tæng quan vÒ m«n häc 1. VÞ trÝ m«n häc. S¶n l−îng rõng lµ m«n khoa häc chuyªn nghiªn cøu vÒ quy luËt sinh tr−ëng cña c©y rõng vµ l©m phÇn. Tõ ®ã x©y dùng ph−¬ng ph¸p dù ®o¸n t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng, còng nh− thiÕt lËp hÖ thèng biÖn ph¸p kinh doanh cho mçi loµi c©y trång. V× thÕ, s¶n l−îng rõng võa mang tÝnh chÊt cña m«n häc c¬ së, võa mang tÝnh chÊt cña m«n häc chuyªn m«n trong c¬ cÊu ch−¬ng tr×nh ®µo t¹o §¹i häc vµ Sau ®¹i häc ngµnh L©m nghiÖp. Nã cã liªn quan chÆt chÏ vÒ mÆt kiÕn thøc víi nhiÒu m«n häc kh¸c, nh− §iÒu tra rõng, L©m sinh, Trång rõng… Së dÜ nh− vËy v×, kiÕn thøc cña c¸c m«n häc nµy lµ c¬ së ®Þnh h−íng nghiªn cøu vÒ t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng cho mçi loµi c©y, tõ viÖc bè trÝ hÖ thèng « nghiªn cøu, theo dâi thu thËp sè liÖu, ®Õn viÖc thiÕt lËp m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng phôc vô kinh doanh rõng. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, cÇn cã nh÷ng kiÕn thøc vÒ L©m sinh vµ Trång rõng cïng mét sè m«n häc kh¸c cã liªn quan. 2. NhiÖm vô m«n s¶n l−îng rõng trong L©m nghiÖp. Pressler ®· ®Þnh nghÜa: "T¨ng tr−ëng häc lµ mét bé phËn cña l©m nghiÖp, nã bao gåm c¸c quy luËt t¨ng tr−ëng, c¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh t¨ng tr−ëng, trång rõng vµ t¨ng tr−ëng rõng". Vanselow (Wenk,G. 1990) coi lý thuyÕt vÒ s¶n l−îng, t¨ng tr−ëng rõng lµ m«n khoa häc vÒ sinh th¸i. Theo Wenk,G. (1990), lý thuyÕt vÒ s¶n l−îng rõng lµ m«n khoa häc cã ®Þnh h−íng thùc tiÔn. NhiÖm vô cña nã lµ x©y dùng nÒn t¶ng cho c¸c quy luËt sinh häc, mµ cô thÓ lµ quy luËt t¨ng tr−ëng rõng. NhiÖm vô chÝnh cña s¶n l−îng rõng lµ gi¶i quyÕt mét sè vÊn ®Ò cã tÝnh mÊu chèt d−íi ®©y: - Nghiªn cøu quy luËt sinh tr−ëng (sù phô thuéc cña t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng vµo thêi gian). - Sù liªn quan gi÷a t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng víi ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. - Sù phô thuéc cña t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng vµo mËt ®é. 1
  2. - ¶nh h−ëng cña ®Æc tÝnh di truyÒn ®Õn t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng (xuÊt xø, kiÓu sinh tr−ëng). - T×m hiÓu qu¸ tr×nh sinh tr−ëng c©y rõng vµ l©m phÇn t¹o c¬ së cho viÖc t¸c ®éng c¸c biÖn ph¸p kü thuËt ®óng h−íng vµ cã hiÖu qu¶, dÇn dÇn tiÕn ®Õn viÖc lùa chän c¸c biÖn ph¸p t¸c ®éng tèi −u. - Trªn c¬ së nh÷ng hiÓu biÕt vÒ quy luËt sinh tr−ëng vµ t¨ng tr−ëng l©m phÇn, x©y dùng ph−¬ng ph¸p dù ®o¸n s¶n l−îng. - X©y dùng hÖ thèng c¸c biÓu s¶n l−îng phôc vô ®iÒu tra vµ kinh doanh mçi loµi c©y trång. Bªn c¹nh nh÷ng nhiÖm vô trªn, cßn hµng lo¹t c¸c vÊn ®Ò kh¸c cÇn gi¶i quyÕt trong lÜnh vùc s¶n l−îng rõng, nh−: - BiÖn ph¸p t¸c ®éng tèi −u. - Sù t¨ng s¶n l−îng qua bãn ph©n vµ c¶i t¹o rõng. - X¸c ®Þnh giíi h¹n cña c¸c t¸c h¹i sinh vËt vµ phi sinh vËt ®Õn s¶n l−îng rõng. - Sù t¨ng lªn cña s¶n l−îng th«ng qua g©y trång nh÷ng loµi c©y cho n¨ng suÊt cao, dÉn gièng. - §Þnh h−íng mèi quan hÖ gi÷a ®iÒu kiÖn lËp ®Þa vµ s¶n l−îng. 3. Néi dung m«n häc. S¶n l−îng rõng lµ m«n khoa häc nghiªn cøu quy luËt sinh tr−ëng cña c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn lµm c¬ së dù ®o¸n t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng, ®ång thêi ®Ò xuÊt hÖ thèng biÖn ph¸p kü thuËt t¸c ®éng hîp lý, sao cho l©m phÇn ®¹t n¨ng suÊt cao, ®¸p øng môc ®Ých kinh doanh. §Ó ®¹t ®−îc môc tiªu ®Æt ra, néi dung m«n häc ®−îc thiÕt kÕ gåm bèn phÇn t−¬ng øng víi bèn ch−¬ng: Ch−¬ng 1: Sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn. Néi dung chÝnh cña ch−¬ng nµy lµ cung cÊp nh÷ng kiÕn thøc chung nhÊt vÒ quy luËt sinh tr−ëng cña c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn, ®ång thêi ®Ò cËp ®Õn 2
  3. c¸c nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn sinh tr−ëng cña c©y vµ ®Õn cÊu tróc còng nh− sinh tr−ëng cña l©m phÇn. §©y lµ nh÷ng kiÕn thøc cÇn thiÕt lµm c¬ së cho viÖc nghiªn cøu c¸c néi dung tiÕp theo cña m«n häc. Ch−¬ng 2: Ph©n chia ®¬n vÞ dù ®o¸n s¶n l−îng vµ kinh doanh rõng. Nh− ®· biÕt, víi mçi loµi c©y, diÖn tÝch trång rõng th−êng rÊt lín, tõ vµi ngh×n ®Õn hµng tr¨m ngh×n hecta, ph¹m vi ph©n bè réng, trªn nhiÒu vïng l·nh thæ vµ sinh th¸i kh¸c nhau, t¹o nªn sù ®a d¹ng vÒ ®iÒu kiÖn lËp ®Þa. V× lÏ ®ã, ch−¬ng nµy sÏ ®óc kÕt vµ giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt ®Ó ph©n chia ®èi t−îng rõng trång cho mçi loµi c©y thµnh c¸c ®¬n vÞ ®ång nhÊt, phôc vô kinh doanh vµ dù ®o¸n s¶n l−îng. KiÕn thøc ®−îc giíi thiÖu ë ch−¬ng nµy bao gåm c¸c néi dung tõ viÖc lùa chän chØ tiªu ®Õn ph−¬ng ph¸p ph©n chia cÊp ®Êt vµ h−íng dÉn c¸ch sö dông hÖ thèng ph©n chia cÊp ®Êt vµo thùc tÕ s¶n xuÊt l©m nghiÖp. §©y chÝnh lµ nh÷ng kiÕn thøc c¬ së cÇn thiÕt cho nghiªn cøu c¸c ph−¬ng ph¸p dù ®o¸n t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng tiÕp theo. Ch−¬ng 3: Dù ®o¸n t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng. Ch−¬ng nµy tËp trung giíi thiÖu c¸c ph−¬ng ph¸p th−êng dïng ®Ó dù ®o¸n c¸c chØ tiªu s¶n l−îng, mµ cô thÓ lµ viÖc thiÕt lËp c¸c m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng l©m phÇn. Qua nghiªn cøu c¸c néi dung, ®éc gi¶ cã thÓ n¾m ®−îc mét c¸ch hÖ thèng c¸c m« h×nh mµ c¸c t¸c gi¶ trong vµ ngoµi n−íc vËn dông ®Ó lËp biÓu t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng cho rõng trång. Tõ ®ã, lùa chän ph−¬ng ph¸p vµ m« h×nh thÝch hîp cho tõng ®èi t−îng nghiªn cøu cô thÓ. Ch−¬ng 4. Thu thËp vµ xö lý sè liÖu cho viÖc thiÕt lËp m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng. Ch−¬ng nµy giíi thiÖu 3 néi dung chÝnh, ®ã lµ lùa chän vµ bè trÝ hÖ thèng « mÉu ®Ó thu thËp sè liÖu nghiªn cøu t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng cho mçi loµi c©y trång, bao gåm tõ « t¹m thêi ®Õn « cè ®Þnh víi mét sè lÇn ®o lÆp. C¸c « nµy ®−îc lùa chän khi ®· cã rõng. Néi dung thø hai ®−îc ®Ò cËp ë ch−¬ng nµy lµ thiÕt kÕ c¸c « thÝ nghiÖm trång rõng theo dù kiÕn ban ®Çu ®Ó theo dâi 3
  4. l©u dµi, trong ®ã cã mét tû lÖ « nhÊt ®Þnh tån t¹i tõ khi trång ®Õn khi khai th¸c chÝnh. Néi dung cuèi cïng ®−îc giíi thiÖu lµ ph−¬ng ph¸p thu thËp vµ xö lý sè liÖu ®èi víi c¸c lo¹i « mÉu phôc vô cho viÖc thiÕt lËp c¸c m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng cho mçi loµi c©y trång. 4. LÞch sö h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn m«n häc. Sù hiÓu biÕt vÒ c¸c lÜnh vùc cña con ng−êi ®−îc coi lµ mét qu¸ tr×nh lÞch sö. Nã cã quan hÖ chÆt chÏ víi sù ph¸t triÓn cña lùc l−îng s¶n xuÊt vµ quan hÖ s¶n xuÊt. Còng nh− c¸c lÜnh vùc kh¸c, lý thuyÕt vÒ t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng rõng ®−îc h×nh thµnh trong lÞch sö ph¸t triÓn x· héi vµ khi khoa häc b¾t ®Çu cã sù chuyªn m«n ho¸. So víi c¸c lÜnh vùc khoa häc kh¸c, m«n häc s¶n l−îng rõng h×nh thµnh t−¬ng ®èi muén h¬n c¶ vÒ sù hiÓu biÕt còng nh− gi¶ng d¹y. C¬ së ban ®Çu ®Ó h×nh thµnh m«n häc nµy lµ nh÷ng nghiªn cøu vÒ s¶n l−îng cho ®èi t−îng c©y rõng vµ l©m phÇn. Tõ nh÷ng thÝ nghiÖm ban ®Çu, con ng−êi cã hiÓu biÕt vÒ sinh tr−ëng cña mét sè loµi c©y trång chÝnh. S¶n l−îng häc ®−îc ph¸t triÓn ®Çu tiªn ë c¸c n−íc ch©u ¢u ngay tõ thÕ kû XIX. §Õn nay, ®èi víi chóng ta, nã cßn lµ m«n khoa häc míi mÎ, mÆc dï tõng néi dung ®· ®−îc ®Ò cËp ë c¸c m«n häc kh¸c nh−: §iÒu tra rõng, Trång rõng, L©m sinh häc… Sù ph¸t triÓn cña khoa häc s¶n l−îng rõng g¾n liÒn víi tªn tuæi cña nh÷ng ng−êi ®· khai sinh ra nã nh−: Baur, Borggreve, Breymann, Cotta, H.Danckelmann, Draudt, Hartig, Weise,… Tuy nhiªn, nh÷ng nghiªn cøu cña hä míi chØ ®i s©u vÒ mÆt lý thuyÕt, cßn thiÕu c¬ së thùc tÕ. Sinh tr−ëng cña c©y vµ l©m phÇn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã cã biÖn ph¸p t¸c ®éng vµ m«i tr−êng. V× vËy, kh«ng cã nh÷ng thùc nghiÖm khoa häc, th× kh«ng thÓ lµm s¸ng tá quy luËt sinh tr−ëng vµ ph¸t triÓn cña l©m phÇn. NhËn thøc ®−îc ®iÒu nµy, tõ n¨m 1870, ë ch©u ¢u b¾t ®Çu xuÊt hiÖn nh÷ng « nghiªn cøu l©u dµi (« ®Þnh vÞ) vÒ s¶n l−îng. Sù hiÓu biÕt kÕt hîp víi 4
  5. kinh nghiÖm cã ®−îc th«ng qua nh÷ng thÝ nghiÖm vÒ tØa th−a, ®· h×nh thµnh m«n häc vÒ t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng rõng. Sau ®ã, hµng lo¹t nh÷ng gi¸o tr×nh vÒ s¶n l−îng rõng ®−îc biªn so¹n, nh−ng ®−îc ®¸nh gi¸ cao nhÊt lµ t¸c phÈm cña Schwappach vµ Wiedemann. Ng−êi ®óc kÕt nh÷ng thµnh tùu nghiªn cøu vÒ t¨ng tr−ëng rõng ®Çu tiªn lµ R.Weber vµo n¨m 1891 víi tùa ®Ò "Bµi gi¶ng vÒ ®iÒu chÕ rõng trªn c¬ së c¸c quy luËt t¨ng tr−ëng". Trong ®ã, lÇn ®Çu tiªn ®−a ra nh÷ng m« h×nh lý thuyÕt m« pháng c¸c quy luËt ®· biÕt. Bµi gi¶ng ®Çu tiªn vÒ s¶n l−îng rõng cña Vanselow vµo n¨m 1933 ë Muenchen. Sau ®ã, ®Õn bµi gi¶ng cña Richard ë Tharandt (CHLB §øc). Nh÷ng bµi gi¶ng nµy lµ mèc lÞch sö ®Çu tiªn vÒ gi¶ng d¹y m«n s¶n l−îng rõng. Gi¸o tr×nh ®Çu tiªn "Giíi thiÖu lý thuyÕt vÒ t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng rõng" cña Vanselow vµo n¨m 1941. Sau ®ã, mét lo¹t c¸c gi¸o tr×nh kh¸c ®−îc biªn so¹n nh− cña Weck (1948 vµ 1955). Gi¸o tr×nh cña Assmann xuÊt b¶n vµo n¨m 1961 ®· ®−îc sö dông réng r·i ë c¸c n−íc. TiÕp ®ã, ®Õn hµng lo¹t c¸c gi¸o tr×nh s¶n l−îng rõng ®· xuÊt hiÖn. 5
  6. Ch−¬ng 1 Sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vμ l©m phÇn Quy luËt sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn lµ träng t©m nghiªn cøu cña s¶n l−îng rõng, lµ nÒn t¶ng cho viÖc lùa chän ph−¬ng ph¸p x©y dùng c¸c m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng, còng nh− x¸c ®Þnh c¸c hÖ thèng biÖn ph¸p kü thuËt nh»m n©ng cao n¨ng suÊt cña rõng vµ hiÖu qu¶ kinh doanh. Sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn lµ thÓ thèng nhÊt, trong ®ã mçi c©y lµ mét c¸ thÓ t¹o nªn mét quÇn thÓ cã nh÷ng ®Æc tr−ng x¸c ®Þnh. Tuy nhiªn, ®Ó cã c¬ së nghiªn cøu sinh tr−ëng l©m phÇn, cÇn cã nh÷ng hiÓu biÕt nhÊt ®Þnh vÒ sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ. Môc tiªu chÝnh khi nghiªn cøu sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vµ l©m phÇn lµ: - Lµm râ quy luËt sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ vµ m« h×nh ho¸ chóng b»ng hµm lý thuyÕt. - T×m hiÓu nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn sinh tr−ëng vµ h×nh th¸i cña c©y. - Gi¶i thÝch ®−îc mét c¸ch chung nhÊt quy luËt sinh tr−ëng cña l©m phÇn cïng c¸c nh©n tè ¶nh h−ëng lµm c¬ së ®Ò xuÊt biÖn ph¸p kinh doanh vµ nghiªn cøu x©y dùng m« h×nh s¶n l−îng l©m phÇn. - HiÓu râ ®Æc ®iÓm cÊu tróc l©m phÇn vµ nh÷ng ph−¬ng ph¸p m« t¶ ®éng th¸i còng nh− øng dông vµo ®iÒu tra, dù ®o¸n s¶n l−îng l©m phÇn 1.1. Sinh tr−ëng c©y c¸ thÓ. VÊn ®Ò cÇn gi¶i quyÕt ë néi dung nµy lµ quy luËt sinh tr−ëng cña c©y tõ khi trång rõng cho ®Õn khi khai th¸c kÕt thóc chu kú kinh doanh. NguyÔn Ngäc Lung (1999), khi nghiªn cøu néi dung nµy, ®· ®Ò cËp ®Õn ®Æc ®iÓm sinh tr−ëng cña c©y con tõ giai ®o¹n v−ên −¬m ®Õn vµ rõng trång tr−íc vµ sau khi khÐp t¸n. Nh÷ng ®¹i l−îng sinh tr−ëng cña c©y ®−îc quan t©m ®Õn lµ: ®−êng kÝnh ngang ngùc (D), chiÒu cao (H), thÓ tÝch (V) vµ ®−êng kÝnh t¸n (Dt). 6
  7. 1.1.1. Kh¸i niÖm vÒ sinh tr−ëng. Tõ tr−íc ®Õn nay, cã nhiÒu kh¸i niÖm hoÆc ®Þnh nghÜa vÒ sinh tr−ëng, nh−ng theo V. Bertalanfly ( Wenk, G. 1990) th×, sinh tr−ëng lµ sù t¨ng lªn cña mét ®¹i l−îng nµo ®ã nhê kÕt qu¶ ®ång ho¸ cña mét vËt sèng. Trong s¶n l−îng rõng, sinh tr−ëng ®−îc hiÓu lµ sù biÕn ®æi theo thêi gian cña mét ®¹i l−îng nµo ®ã ë c©y c¸ thÓ nh− D, H, V, Dt … Sinh tr−ëng g¾n liÒn víi thêi gian, v× thÕ th−êng ®−îc gäi lµ qu¸ tr×nh sinh tr−ëng. T−¬ng øng víi c¸c ®¹i l−îng, ta cã kh¸i niÖm vÒ sinh tr−ëng ®−êng kÝnh, sinh tr−ëng chiÒu cao, sinh tr−ëng thÓ tÝch… H×nh 1.1 d−íi ®©y minh ho¹ cho kh¸i niÖm sinh tr−ëng cña c¸c ®¹i l−îng nãi trªn. H×nh 1.1. Minh ho¹ sinh tr−ëng D, H b»ng tµi liÖu c©y gi¶i tÝch loµi Kiefer 130 tuæi (Wenk, G. 1990) §Ó nhËn biÕt sinh tr−ëng cña c©y c¸ thÓ, cã thÓ ¸p dông mét trong hai ph−¬ng ph¸p sau: 7
  8. - Gi¶i tÝch th©n c©y: Th©n c©y sau khi chÆt ng¶, tiÕn hµnh c−a thµnh c¸c ph©n ®o¹n. Th«ng qua sè vßng n¨m ë mçi thít trªn c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau cña th©n c©y, −íc l−îng chiÒu cao t−¬ng øng cho tõng tuæi hay cÊp tuæi víi ®é chÝnh x¸c mong muèn, ®ång thêi còng x¸c ®Þnh ®−îc ®−êng kÝnh ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau trªn th©n c©y (h×nh 1.1). §©y lµ c¬ së ®Ó x¸c ®Þnh sinh tr−ëng D, H,V cña c©y. ViÖc x¸c ®Þnh sinh tr−ëng cña c©y th«ng qua gi¶i tÝch chØ thÝch hîp víi nh÷ng loµi thÓ hiÖn râ quy luËt sinh tr−ëng vßng n¨m, mét sè ®¹i l−îng kh¸c nh− ®−êng kÝnh t¸n, vá c©y... th× kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®−îc. - NhËn biÕt sinh tr−ëng cña c©y b»ng m« h×nh sinh tr−ëng. M« h×nh sinh tr−ëng lµ m« h×nh to¸n häc biÓu thÞ mèi quan hÖ gi÷a tõng ®¹i l−îng nh− ®−êng kÝnh, chiÒu cao, thÓ tÝch cña c©y víi c¸c yÕu tè cã liªn quan nh− tuæi, diÖn tÝch dinh d−ìng, ®iÒu kiÖn m«i tr−êng. Tõ m« h×nh sinh tr−ëng, th«ng qua c¸c biÕn cÇn thiÕt, −íc l−îng sinh tr−ëng cho tõng ®¹i l−îng. 1.1.2. M« t¶ sinh tr−ëng cña c©y. Sù biÕn ®æi theo thêi gian cña mçi ®¹i l−îng ®iÒu tra ë c©y c¸ thÓ nh−: D, H, V ®Òu thÓ hiÖn râ quy luËt (h×nh 1.2) 3 D (cm) H (m) V (m ) 21 20 0.45 18 0.4 18 16 0.35 15 14 0.3 12 12 0.25 10 0.2 9 8 0.15 6 6 0.1 4 3 0.05 2 0 0 0 10 12 14 16 18 20 A (tuæi) 10 12 14 16 18 20 A (tuæi) 10 12 14 16 18 20 A (tuæi) 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 H×nh 1.2. Sinh tr−ëng D, H, V c©y b×nh qu©n l©m phÇn Sa méc cÊp ®Êt I 8
  9. Tõ h×nh 1.2 nhËn thÊy, cã thÓ m« t¶ quy luËt sinh tr−ëng cña mçi ®¹i l−îng D, H, V b»ng biÓu thøc to¸n häc. Trong biÓu thøc ®ã, Y lµ ®¹i l−îng sinh tr−ëng vµ ®−îc coi lµ mét hµm cña thêi gian (t) cïng yÕu tè m«i tr−êng (u): Y = F(t,u) (1.1) YÕu tè m«i tr−êng rÊt ®a d¹ng, nh−: CO2, H2O, nhiÖt ®é, ®é Èm, l−îng m−a, pH… Cho ®Õn nay, vÉn ch−a ®¸nh gi¸ ®−îc ¶nh h−ëng cô thÓ cña tõng yÕu tè nµy ®Õn sinh tr−ëng cña c©y nh− thÕ nµo. Do ®ã, yÕu tè m«i tr−êng ®−îc coi lµ h»ng sè vµ sinh tr−ëng chØ phô thuéc vµ thêi gian. Y = F(t) (1.2) Ph−¬ng tr×nh (1.2) ®−îc gäi lµ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng vµ cã c¸c ®Æc ®iÓm sau: - Lu«n t¨ng theo thêi gian. - Ýt nhÊt cã mét ®iÓm uèn. - Cã ®iÓm tiÖm cËn víi t = 0 vµ t = tmax. - Kh«ng ®èi xøng vµ ®iÓm uèn t¹i vÞ trÝ tu < tmax/2 3 D (cm) H (m) V (m ) 35 30 0.9 0.8 30 25 0.7 25 20 0.6 20 0.5 15 0.4 15 10 0.3 10 0.2 5 5 0.1 0 0 0 A (tuæi) A (tuæi) A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 D=31,28*exp(-3,2327*exp(-0,1335*A)) H=30*exp(-3,5975*exp(-0,1246*A)) V=1,1516*exp(-5,5684*exp(-0,0879*A)) H×nh 1.3. §−êng sinh tr−ëng D, H, V lý thuyÕt c©y b×nh qu©n l©m phÇn Sa méc cÊp ®Êt I 9
  10. Tõ c¸c h×nh trªn vµ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng cho thÊy: Sinh tr−ëng ®−êng kÝnh cã ®iÓm uèn t¹i tuæi 9 (D = 11,83cm). Sinh tr−ëng chiÒu cao cã ®iÓm uèn t¹i tuæi 11 (H = 12,03m) Sinh tr−ëng thÓ tÝch cã ®iÓm uèn t¹i tuæi 20 (V= 0,44096m3) 1.1.3. Tèc ®é sinh tr−ëng vµ t¨ng tr−ëng. Tèc ®é sinh tr−ëng lµ ®¹o hµm bËc nhÊt theo thêi gian cña sinh tr−ëng. NÕu coi Y lµ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng, Y' lµ tèc ®é sinh tr−ëng, ta cã: Y' = F'(t) = f(t) (1.3) VÝ dô, sinh tr−ëng ®−êng kÝnh: − 0,1692.A D = 23,5624.e − 3,6616.e (1.4) Tèc ®é sinh tr−ëng ®−êng kÝnh: − 0,1692A D' = 23,5624 ⋅ 3,6616 ⋅ 0,1692 ⋅ e − 0,1692A − 3,6616 e (1.5) Quy luËt biÕn ®æi cña Y vµ Y' ®−îc minh ho¹ ë h×nh 1.4. §Æc ®iÓm chung cña tèc ®é sinh tr−ëng: - Tr−íc khi ®Õn ®iÓm cùc ®¹i th× t¨ng nhanh, sau ®ã gi¶m nhanh, cµng vÒ sau cµng gi¶m chËm. - Sau cùc ®¹i cã mét ®iÓm uèn, tr−íc cùc ®¹i cã thÓ cã hoÆc kh«ng cã ®iÓm uèn. - Thêi ®iÓm Y' ®¹t cùc ®¹i trïng víi thêi ®iÓm Y ®¹t ®iÓm uèn. - T¹i t = 0, vµ t = tmax, Y' b»ng kh«ng, víi tÊt c¶ c¸c tuæi kh¸c Y' lu«n d−¬ng. T¨ng tr−ëng lµ hiÖu sè cña ®¹i l−îng sinh tr−ëng gi÷a 2 thêi ®iÓm kh¸c nhau vµ ®−îc ký hiÖu lµ ZY: ZY = Yt - Y(t-Δt) (1.6) 10
  11. Trong ®ã, Δt lµ kho¶ng thêi gian gi÷a 2 lÇn x¸c ®Þnh sinh tr−ëng. T¨ng tr−ëng cã thÓ tÝnh cho mét n¨m hay nhiÒu n¨m. C¨n cø vµo sè n¨m vµ c«ng thøc tÝnh, cã thÓ ph©n biÖt mét sè lo¹i t¨ng tr−ëng sau: V (m3) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 25 30 35 40 45 50 A (tuæi) 0 5 10 15 20 3 V' (m ) 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 50 A (tuæi) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 H×nh 1.4. §−êng cong sinh tr−ëng vµ tèc ®é sinh tr−ëng thÓ tÝch T¨ng tr−ëng ®Þnh kú víi Δt ≥ 2 n¨m, cã thÓ lµ 3, 5, 10 n¨m. T¨ng tr−ëng ®Þnh kú th−êng ký hiÖu lµ ZnY (n biÓu thÞ sè n¨m cña ®Þnh kú vµ ®−îc hiÓu nh− Δt). T¨ng tr−ëng b×nh qu©n ®Þnh kú: ΔnY = ZnY/n (1.7) 11
  12. T¨ng tr−ëng th−êng xuyªn hµng n¨m víi Δt = 1 n¨m, ký hiÖu lµ ZY Khi Δt -> 0, cã tèc ®é sinh tr−ëng. Khi Δt = t, cã t¨ng tr−ëng b×nh qu©n chung: ΔY = Yt/t (1.8) BiÓu 1.1 minh ho¹ cho c¸ch x¸c ®Þnh c¸c lo¹i t¨ng tr−ëng. Quy luËt biÕn ®æi theo tuæi cña chóng ®−îc thÓ hiÖn ë h×nh 1.5. BiÓu 1.1. X¸c ®Þnh ZD, ZnD (n= 3 n¨m) ΔnD vµ ΔD tõ sinh tr−ëng D ΔnD(cm) ΔD(cm) A D(cm) ZD(cm) ZnD(cm) 1 1,07 1,07 0,87 2 1,73 0,66 0,87 0,87 3 2,6 0,87 2,6 0,87 0,87 4 3,66 1,06 1,22 0,92 5 4,9 1,24 1,22 0,98 6 6,25 1,35 3,65 1,22 1,04 7 7,69 1,44 1,45 1,1 8 9,15 1,46 1,45 1,14 9 10,6 1,45 4,35 1,45 1,18 10 12,01 1,41 1,32 1,2 11 13,33 1,32 1,32 1,21 12 14,57 1,24 3,97 1,32 1,21 13 15,7 1,13 1,02 1,21 14 16,73 1,03 1,02 1,2 15 17,64 0,91 3,07 1,02 1,18 16 18,46 0,82 0,72 1,15 17 19,17 0,71 0,72 1,13 18 19,8 0,63 2,16 0,72 1,1 12
  13. (Cm) 5 4.5 4 3.5 3 2.5 ZnD 2 1.5 ΔD 1 ΔnD ZD 0.5 0 18 A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 H×nh 1.5. BiÕn ®æi theo tuæi cña c¸c lo¹i t¨ng tr−ëng T¨ng tr−ëng th−êng xuyªn hµng n¨m ®−îc dïng phæ biÕn víi c¸c loµi c©y mäc nhanh vïng nhiÖt ®íi, nh− c¸c loµi keo, c¸c loµi b¹ch ®µn, mì… Tuy nhiªn, ®èi víi c¸c loµi sinh tr−ëng chËm vïng nhiÖt ®íi, còng nh− phÇn lín c¸c loµi c©y vïng «n ®íi, t¨ng tr−ëng b×nh qu©n ®Þnh kú ®−îc sö dông thay cho t¨ng tr−ëng th−êng xuyªn hµng n¨m. Nh÷ng kh¸i niÖm ®−îc tr×nh bµy trªn ®©y lµ nh÷ng lo¹i t¨ng tr−ëng tuyÖt ®èi. Tuy vËy, thùc tiÔn nhiÒu khi l¹i hay dïng chØ tiªu t−¬ng ®èi, v× chØ tiªu nµy Ýt biÕn ®éng h¬n: ZY PY = × 100 (1.9) Y ë c«ng thøc (1.9) PY ®−îc gäi lµ suÊt t¨ng tr−ëng. VÒ mÆt to¸n häc, cã thÓ viÕt d−íi d¹ng tæng qu¸t: F ' (t ) f (t ) Y' PY = × 100 = × 100 = × 100 (1.10) F (t ) F (t ) Y 1.1.4. Mét sè hµm sinh tr−ëng th−êng dïng. Trong tµi liÖu "Nghiªn cøu t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng rõng trång ¸p dông cho rõng Th«ng ba l¸ ë ViÖt Nam" NguyÔn Ngäc Lung (1999) cã dÉn mét sè 13
  14. hµm sinh tr−ëng triÓn väng nhÊt ®−îc thö nghiÖm víi loµi c©y mäc nhanh ë ViÖt Nam. D−íi ®©y xin giíi thiÖu c¸c ph−¬ng tr×nh ®ã ®Ó ®éc gi¶ tham kh¶o BiÓu 1.2: Mét sè hµm sinh tr−ëng ®−îc thö nghiÖm cho c¸c loµi c©y mäc nhanh ë ViÖt Nam D¹ng hµm sè C«ng thøc − cT Y = me − be Gompertz (1925) m Y= Verhulst-Robertso (1925) 1 + e a(T − b) Y = aT b e − cT Koller (1878) 1 Y=Y (1 − ) Weber (1891) max 1,0 T c −b Terazaki (1907) Y = ae T (1 − e − cT ) Y=Y Mitscherlich (1919) max − Y )(1 − e − cT ) Y = (Y Tichendorf (1925) max o T2 Korsun-Strand (1935) Y= (1964) a + bT + cT 2 TY = aT + b Tretchiakov (1937) b − Schumacher (1939) c Y = me T Y = a(1 − e − KT ) m Drakin-Vuevski (1940) b + c log T Assmann-Franz (1964) Y = aT Y = a + bT + cT 2 + dT 3 Nikitin (1963) ⎡ − cT (1 − e dT ) ⎤ Y=Y ⎢1 − e ⎥ Thomasius (1964) max ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ −c Y = me − bT Korf (1973) Y − Y = a(1 − e − KT )1 − m Hagglund (1974) o 1 Rawat-Franz (1974) Y = a(1− be− KT )1 − m a ⎡ (a + a + 1)T 2 ⎤ 2 ⎢0 ⎥ 1 Y=Y Kiviste (1984) 100 ⎢ 2⎥ ⎢ a 0 + a 1T + T ⎥ ⎣ ⎦ 14
  15. Tõ c¸c biÓu s¶n l−îng lËp cho c¸c loµi c©y trång mäc nhanh ë ViÖt Nam trong thêi gian qua, ®iÓm l¹i, cã hai hµm qua thö nghiÖm ®−îc nhiÒu t¸c gi¶ sö dông nhÊt, ®ã lµ hµm Gompertz vµ hµm Schumacher. Khi nghiªn cøu cho ®èi t−îng rõng Th«ng ba l¸ ë ViÖt Nam, NguyÔn Ngäc Lung (1999) còng nhËn xÐt, trong sè c¸c hµm thö nghiÖm, hai hµm sinh tr−ëng nµy phï hîp h¬n c¶. Cuèi cïng, t¸c gi¶ ®· lùa chän hµm Schumacher ®Ó m« t¶ quy luËt sinh tr−ëng ®−êng kÝnh, chiÒu cao vµ thÓ tÝch c©y b×nh qu©n theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt cho c¸c l©m phÇn Th«ng ba l¸. D−íi ®©y sÏ lÇn l−ît giíi thiÖu hai hµm sinh tr−ëng nãi trªn ®Ó ®éc gi¶ tham kh¶o. 1.1.4.1. Kh¶o s¸t hµm sinh tr−ëng. 1) Hµm Gompertz. a) Kh¶o s¸t: b) §å thÞ: H (m) 25 −CA Y = m⋅ e− b.e D¹ng mò: 20 D¹ng ®−êng th¼ng: Y* = A* + B* X 15 ⎛ m⎞ 10 Víi: Y* = Ln⎜ Ln ⎟ ⎝ Y⎠ 5 A* = Lnb B* = - C X=A 0 12 15 18 21 24 27 30 A (tuæi) 0 3 6 9 − 0,1718A H = 22,8074 ⋅ e − 3,7582 ⋅ e H' (m) 1.6 − CA 1.4 Tèc ®é sinh tr−ëng: Y' = m ⋅ b ⋅ c ⋅ e− CA − be 1.2 Y'Max = m.c/e 1 0.8 A(Y'Max )= Ln(b)/c 0.6 0.4 0.2 0 12 15 18 21 24 27 30 A (tuæi) 0 3 6 9 − 0,1718A − 3,7582 ⋅ e − 0,1718A ⎟ ⎛ ⎞ ⎜ ⎜ ⎟ H' = 22,8074 ⋅ 3,7582 ⋅ 0,1718 ⋅ e ⎝ ⎠ 15
  16. Δ H (m) 1.2 1.1 1 − CA Y(A ) me− b ⋅ e 0.9 ΔY = = A A 0.8 0.7 12 15 18 21 24 27 30 A (tuæi) 0 3 6 9 − 0,1718A 22,8074 ⋅ e − 3,7582 ⋅ e ΔH = A PH (%) 50 45 Y' 40 = 100.b.c.e − CA PY = 100 35 Y 30 25 20 15 10 5 0 30 A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 PH = 100 ⋅ 3,7582 ⋅ 0,1718 ⋅ e −0,1718A (Hµm ®−îc kh¶o s¸t vÏ ®å thÞ lµ hµm sinh tr−ëng ®−êng kÝnh b×nh qu©n cña c¸c l©m phÇn mì cÊp ®Êt I). 2) Hµm Schumacher. a) Kh¶o s¸t: b) §å thÞ: D (cm) 25 c Y = m .e − b / A D¹ng mò: 20 D¹ng ®−êng th¼ng: Y* = A* + B* X 15 Víi: Y* = LnY, 10 A* = Lnm, B* = -b, X = 1/AC 5 0 18 21 24 27 30 A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 ⎛ ⎞ − 5,12 ⎟ ⎜ ⎜ ⎟ ⎜ 0,8083 ⎟ ⎜ ⎟ A D = 32,63 ⋅ e ⎝ ⎠ 16
  17. Tèc ®é sinh tr−ëng: D' (cm) 2.5 −c Y' = m.b.c.A − c − 1 .e − bA 2 c + 1⎞ ⎛ ⎜ ⎟ 1.5 − c⎟ ⎜ ⎛1⎞ ⎜ ⎟ ⎜⎟ ⎛e⎞ = m (bc )− ⎜ c ⎟ ⋅ ⎜ ⎝ ⎠ ⎟ Y' ⎜⎟ 1 ⎝1+ c ⎠ max ⎝⎠ 0.5 1 ⎛ b .c ⎞ c 0 =⎜ ⎟ A 12 15 18 21 24 27 30 A (tuæi) ⎝c+1⎠ (Y ' ) 0 3 6 9 max − 5,12 ⋅ A − 0,8083 ⎟ ⎛ ⎞ ⎜ ⎜ ⎟ D' = 32,63 ⋅ 5,12 ⋅ 0,8083 ⋅ A (−0.8083 − 1) ⋅ e ⎝ ⎠ Δ D (cm) 2 b − 1.5 Ac Y (A )= m .e ΔY = A A 1 ⎛ 1⎞ ⎜ ⎟ 0.5 = m (cbe )− c ⎟ ⎜ ⎟ ΔY ⎜ ⎝ ⎠ max 0 24 27 30 A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 18 21 ⎛ ⎞ − 5,12 ⎟ ⎜ ⎜ ⎟ ⎜ 0,8083 ⎟ ⎜ ⎟ A 32,63 ⋅ e ⎝ ⎠ ΔD = A PD (%) 60 50 40 Y' = 100.c.b.A − c − 1 PY = 100 30 Y 20 10 0 30 A (tuæi) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 ) ( PD = 100 ⋅ 5,12 ⋅ 0,8083 ⋅ A − 0,8083 − 1 17
  18. (Hµm ®−îc kh¶o s¸t vÏ ®å thÞ lµ hµm sinh tr−ëng ®−êng kÝnh b×nh qu©n c¸c l©m phÇn mì cÊp ®Êt I). 1.1.4.2. ý nghÜa cña c¸c tham sè cña hµm sinh tr−ëng. a) Hµm Gompertz. − cA Y = m .e − b .e (1.11) - Tham sè m. Tõ ph−¬ng tr×nh (1.11), thay A = + ∞ , ta cã Y = m. Tõ ®ã cho thÊy, ë hµm Gompertz tham sè m chÝnh lµ gi¸ trÞ YMax. Khi b vµ c cè ®Þnh, m thay ®æi, d¹ng ®−êng cong thay ®æi theo quy luËt: m cµng lín, ®−êng cong sinh tr−ëng cµng dÞch chuyÓn lªn phÝa trªn (h×nh 1.6a). Gi¸ trÞ cña m mÆc dï kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn thêi ®iÓm tèc ®é sinh tr−ëng ®¹t tèi ®a, nh−ng ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ trÞ cña Y'Max; m cµng lín, Y'Max cµng lín. H (m) H (m) H (m) 25 25 30 m1 c1 20 25 20 m2 c2 20 15 15 m3 b1 15 b2 10 10 b3 (a) (b) (c) c3 10 5 5 5 0 0 0 A (tuæi) A (tuæi) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 40 A (tuæi) 0 5 10 15 20 25 30 35 H×nh 1.6. ¶nh h−ëng cña c¸c tham sè hµm Gompertz ®Õn ®−êng cong sinh tr−ëng C¸c ®−êng cong ë h×nh 1.6 ®−îc x¸c ®Þnh tõ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña c¸c l©m phÇn Sa méc cÊp ®Êt I. − 0,1718A H = 22,8074.e − 3,7582.e 18
  19. A(Y'Max) Y'Max b c m 27,8074 7,4 1,77m 3,7582 0,1718 22,8074 7,4 1,45m 17,8074 7,4 1,13m - Tham sè b: Khi cè ®Þnh tham sè m vµ c, thay ®æi gi¸ trÞ cña tham sè b, d¹ng ®−êng cong thay ®æi theo quy luËt: b cµng nhá ®−êng cong cµng dèc (h×nh 1.6b), thêi ®iÓm ®Ó tèc ®é sinh tr−ëng ®¹t gi¸ trÞ tèi ®a ®Õn cµng sím, nh−ng kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ trÞ Y'Max. A(Y'max) = Ln(b)/c m c b Y'max = c.m/e 2,7582 5,5 1,45 22,8074 0,1718 3,7582 7,4 1,45 4,5782 8,8 1,45 - Tham sè c: Khi cè ®Þnh gi¸ trÞ tham sè m vµ b, thay ®æi gi¸ trÞ tham sè c, d¹ng ®−êng cong thay ®æi theo quy luËt: c cµng lín, ®−êng cong sinh tr−ëng cµng dèc vµ cµng dÞch chuyÓn lªn phÝa trªn (h×nh 1.6c), thêi ®iÓm ®Ó tèc ®é sinh tr−ëng ®¹t tèi ®a ®Õn cµng sím vµ gi¸ trÞ Y'Max cµng lín. A(Y'max) = Ln(b)/c m b c Y'max = c.m/e 0,2718 4,9 2,30 22,8074 3,7582 0,1718 7,7 1,45 0,0718 18,4 0,61 b) Hµm Schumacher b − Ac Y = m .e (1.12) - Tham sè m: 19
  20. Tõ ph−¬ng tr×nh (1.12), thay A = + ∞, ta ®−îc Y = m. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ, ë ph−¬ng tr×nh (1.12) tham sè m chÝnh lµ gi¸ trÞ Ymax. Khi b vµ c cè ®Þnh, m thay ®æi, d¹ng ®−êng cong sinh tr−ëng thay ®æi theo quy luËt: m cµng lín, ®−êng cong sinh tr−ëng cµng dÞch chuyÓn lªn phÝa trªn nh− ®èi víi tr−êng hîp hµm Gompertz (h×nh 1.7a). Gi¸ trÞ cña m kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn thêi ®iÓm tèc ®é sinh tr−ëng ®¹t gi¸ trÞ tèi ®a, nh−ng ¶nh h−ëng ®Õn gi¸ trÞ Y'Max; m cµng t¨ng Y'Max cµng lín. H (m) H (m) H (m) 35 40 35 35 30 30 30 c1 25 25 b1 m1 25 b2 m2 20 20 c2 b3 m3 20 15 15 15 c3 10 10 10 (a) (b) (c) 5 5 5 0 0 0 A (tuæi) A (tuæi) A (tuæi) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 H×nh 1.7. ¶nh h−ëng cña c¸c tham sè hµm Schumacher ®Õn ®−êng cong sinh tr−ëng C¸c ®−êng cong ë h×nh 1.7 ®−îc x¸c ®Þnh tõ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña c¸c l©m phÇn Sa Méc cÊp ®Êt I: 0,6 H = 49,65e − 5,7657 / A ⎛ c + 1⎞ 1 ⎜ ⎟ 1 ⎛ e ⎞− ⎜ ⎟ ⎛ b.c ⎞ c = m(b.c )− c ⋅ ⎜ b c m ⎜c⎟ )=⎜ ⎟ ⎟⎝ ⎠ A( Y' Y' ⎝ c +1⎠ ⎝1+ c ⎠ max max 59,65 3,6 1,86 5,7657 0,6 49,65 3,6 1,55 39,65 3,6 1,24 20
nguon tai.lieu . vn