TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
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) hay còn gọi là Chinese fir, là một loài cây thuộc họ Bụt mọc (Taxodiaceae), được phát hiện bởi một bác sĩ người Anh tại đảo Chu Sơn, Trung Quốc vào năm 1701 – 1702 Loài cây này có đặc điểm là lá kim, gỗ lớn, sinh trưởng nhanh, có thể đạt chiều cao lên tới 30 mét, đường kính ngang ngực từ 2,5 đến 3,0 mét và đường kính tán có thể lên đến 9 mét.
Thân Sa mộc có vỏ ngoài sần sùi màu nâu đậm, nứt dọc với nhiều vết nhựa chảy và tỏa ra mùi thơm đặc trưng Lá Sa Mộc cứng, dày, xếp hình xoắn ốc, có chiều dài từ 3,0-6,5 cm, dày từ 1,5-5 mm và rộng từ 0,3-1,2 mm, với hình dạng giống ngọn dáo.
Sa mộc bắt đầu ra hoa khi cây đạt 6-8 tuổi, với hoa cái hình thành vào mùa thu và nở vào tháng 3-4 hàng năm Hoa dực nở từ giữa đến cuối tháng 3 và tồn tại trong khoảng 5-10 ngày khi nhiệt độ từ 10-13°C Hoa đực và hoa cái mọc thành cụm hình nón ở đầu cành, từ 8-20 nón Nón cái có hình trứng hoặc hình tròn, dài từ 2.5 đến 5 cm và rộng từ 3-4 cm, thường mọc thấp hơn nón đực để thuận tiện cho quá trình thụ phấn Đặc biệt, nón quả Sa mộc rất cứng và không thu hút côn trùng Hạt Sa mộc chín vào tháng 10 đến 11, có hình thuôn và ô van, dài 7-8 mm và rộng 4-5 mm, với vỏ hạt cứng màu nâu đậm và mép có lớp màng mỏng.
Sa mộc là loài cây ưa sáng nhưng vẫn có thể sinh trưởng trong điều kiện thiếu sáng, tuy nhiên tán lá sẽ không đều và phát triển kém Do khả năng tái sinh tự nhiên của loài cây này rất hạn chế, nên cần thực hiện các biện pháp lâm sinh như phát đốt thực bì và làm đất trồng rừng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trồng mới và giảm thiểu ảnh hưởng của sâu bệnh.
Sa mộc phát triển tốt trên các loại đất như đất sét, cát và đất chua có khả năng thoát nước hiệu quả Loài cây này có khả năng chịu đựng điều kiện khô hạn và thích nghi với những vùng đất sét nghèo dinh dưỡng, miễn là không bị ngập úng Đặc biệt, sa mộc có khả năng chống chịu tốt với sâu bệnh, do đó việc phòng chống sâu bệnh hại không phải là vấn đề quan trọng khi trồng rừng bằng loại cây này.
Theo nghiên cứu của Fung (1993), việc xác định ranh giới giữa vùng phân bố tự nhiên và rừng trồng của loài Sa Mộc là rất khó khăn do loài cây này đã được trồng cách đây hơn 1.000 năm tại Trung Quốc Tuy nhiên, các nghiên cứu của Morrell, Orwan và cộng sự (2009) cùng Bian và cộng sự (2014) chỉ ra rằng Sa Mộc phân bố tự nhiên ở những khu vực có độ cao từ 1.000 đến 2.000 m so với mặt nước biển, tại Trung Quốc, Campuchia, Việt Nam, Lào và Malaysia, chủ yếu trong các khu rừng thuần loài thường xanh hoặc rừng theo mùa Tại Trung Quốc, Sa Mộc chủ yếu phân bố ở vùng cận nhiệt đới phía nam.
Sa Mộc phân bố tự nhiên tại 17 tỉnh vùng cận nhiệt đới phía Nam Việt Nam, nằm trong khoảng vĩ độ Bắc từ 19°30' đến 34°03' và kinh độ Đông từ 101°30' đến 121°30' Loài cây này thường xuất hiện ở những khu vực miền núi ấm, ẩm, với nhiệt độ bình quân hàng năm từ 12-23°C và có khả năng chịu đựng nhiệt độ xuống tới -15°C Mưa trung bình hàng năm dao động từ 660-2450 mm, và Sa Mộc phát triển tốt nhất trên đất giàu mùn, thoát nước tốt, với pH từ 4,7-6,4 và tỷ lệ carbon và nitrogen từ 6,8 đến 16.
2.1.2 Giá trị kinh tế của Sa mộc
Sa mộc là cây có hình dáng đẹp, thường được trồng ở công viên và khu vực rộng rãi Gỗ của sa mộc có màu nâu nhạt, với đặc tính như sợi gỗ thẳng, mềm nhưng bền, mật độ từ 0,4-0,5, dễ chế biến Đặc biệt, gỗ sa mộc có khả năng chống mối mọt tốt, nên được sử dụng trong xây dựng, làm cột chống, cầu, đóng tàu và đồ gỗ Cành to và già được dùng làm con tiện Ngoài giá trị gỗ, vỏ sa mộc còn được dùng để sản xuất tanin và giấy, trong khi cành được chiết xuất dầu cho ngành công nghiệp chế biến nước hoa.
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 là loài cây trồng chủ yếu tại Trung Quốc, chiếm một phần ba diện tích rừng trồng và đóng góp khoảng 20-25% tổng sản lượng gỗ của quốc gia này (Sheng, 1995).
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 20-30 0 vĩ Bắc, từ 100 đến 120 0 kinh Đông
- Kỹ thuật thu hái, chế biến và bảo quản hạt giống
Thời gian thu hái hạt hợp lý là từ 2-3 tuần sau khi vỏ quả chuyển từ màu xanh đậm sang màu nâu vàng Để khai thác nón quả, cần sử dụng các móc dài Sản lượng hạt giống đạt từ 30-50 g hạt/kg nón quả khô, với khoảng 150.000 hạt trong 1 kg hạt Sa mộc Sau khi thu hoạch, hạt cần được bảo quản trong bóng râm khoảng 01 tuần, sau đó phơi dưới nắng nhẹ trong 2-3 ngày để tách hạt 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 nghiên cứu của Cai và cộng sự (2005), tại tỉnh Tứ Xuyên, Trung Quốc, vùng cận nhiệt đới với bốn mùa rõ rệt, sa mộc thường mọc xen kẽ với các loài cây như 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 mực nước biển Nhiệt độ trung bình hàng năm tại đây là 14°C, với mức thấp nhất là -5°C và cao nhất là 34°C Lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1.680 mm, trong khi 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 thay đổi tùy theo dạng lập địa và vùng trồng, ảnh hưởng bởi nhiệt độ và chiều dài mùa sinh trưởng (Fung, 1994) Nghiên cứu cho thấy cây trồng phát triển mạnh về chiều cao từ 3-10 tuổi, với mức tăng trưởng bình quân hàng năm từ 0,5-1,0 m (Orwa và cộng sự, 2009; Xing và cộng sự, 2012) Khi rừng trồng đạt 20 tuổi, lượng tăng trưởng bình quân hàng năm về trữ lượng ở vùng sản lượng tốt dao động từ 12,5 đến 17,5 m³/ha/năm, có thể lên tới 20 m³/ha/năm ở nơi tốt nhất (Fung, 1994) Ở độ tuổi 30-35, mức tăng trưởng chiều cao giảm xuống còn 0,2 đến 0,3 m/năm, và 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/D 1.3 )
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
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
Vào năm 1963, đường cong phân bố với nhiều đỉnh đã được thiết lập, với phương trình y = ke -λx do Meyer đề xuất, trong đó y là tần số, x là đường kính, k là hệ số, và 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) đã tiếp cận phân bố đường kính thông qua 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 Để tăng tính mềm dẻo trong mô tả, nhiều tác giả đã sử dụng các họ hàm khác nhau, trong đó có Loetch với họ hàm Beta.
2.1.5.2 Phân bố số cây theo chiều cao (N/H VN )
Nhiều tác giả nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng dựa vào phân bố số cây theo chiều cao, với phương pháp kinh điển là vẽ phẫu đồ đứng Các phẫu đồ này cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc tầng tán và phân bố số cây, từ đó cho phép rút ra nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tiễn Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu rừng nhiệt đới, tiêu biểu là các công trình của Richarts.P.W (1952) và Rollet (1979).
2.1.5.3 Tương quan giữa chiều cao với đường kính (H VN / D 1.3 )
Orlov.M.M và Choustov.R.A (1931) đã nghiên cứu mối tương quan giữa chiều cao và đường kính của loài thông ở các cấp đất và tuổi khác nhau bằng phương pháp biểu đồ Tovstolesse.D.I cũng áp dụng phương pháp tương tự để xác định mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính của thông thông qua dạng đường thẳng.
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 với rễ cái phát triển kém và rễ con tập trung ở độ sâu từ 10 đến 60 cm Tại Việt Nam, loài cây này được trồng chủ yếu ở một số tỉnh phía Bắc như Hà Giang, Lào Cai và Quảng Ninh, nơi có độ cao từ 500-1.800 m so với mặt nước biển, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.500-2.500 mm, độ ẩm không khí trên 85% và thường có mây mù.
2.2.2 Nghiên cứu về kỹ thuật hạt giống và gieo ươm
Giống Sa mộc cần được lấy từ các rừng giống đã được chuyển hóa và công nhận, hoặc từ cây mẹ đạt tiêu chuẩn như: tuổi từ 15-30, sinh trưởng tốt với tán rộng đều, thân thẳng và không bị sâu bệnh Tại huyện Ba Vì, nguồn giống chủ yếu được nhập từ Trung Quốc.
Quả hạt giống được thu hái vào tháng 10-11, sau tiết sương giá, khi vỏ quả chuyển sang màu vàng mơ Sau khi thu hoạch, quả được ủ từ 2-4 ngày và phơi nắng từ 2-3 ngày với 7-8 giờ mỗi ngày trước khi tách hạt Từ 30-40kg quả có thể thu được 1kg hạt Hạt sau khi làm sạch và phân loại có thể gieo ươm ngay hoặc bảo quản khô trong thùng, chum vại với thời gian tối đa khoảng 6 tháng Ngoài ra, hạt Sa mộc có thể được bảo quản lạnh ở nhiệt độ từ 10°C đến 5°C, giúp kéo dài tuổi thọ lên tới 12 tháng Hạt giống đạt tiêu chuẩn có độ sạc từ 85-95%, mỗi kg chứa từ 120.000 đến 150.000 hạt, với tỷ lệ nảy mầm trên 30%.
Sa mộc hiện đang được trồng tập trung tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam, bao gồm Lào Cai, Yên Bái, Cao Bằng và Hà Giang.
Để chọn đất trồng Sa Mộc, cần tìm các thung lũng hẹp với tầng đất dày, thoát nước tốt và có thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến sét nhẹ, ít đá lẫn, độ pH từ 5-7 Thực bì thích hợp cho việc trồng rừng Sa Mộc là các khu rừng thứ sinh nghèo kiệt, nơi có đất rừng với trảng cây bụi đang phục hồi, cùng với sự hiện diện của các loại cây như tế, sim, mua, thẩu tấu và thành ngạnh.
- Làm đất trồng rừng : Tiến hành phát thực bì toàn diện ở những nơi có độ dốc 3: Phân bố có dạng lệch phải
Tham số λ được tính theo công thức: λ = (3.2)
Xt = Yt – Ymin (3.5) Để kiểm tra mức độ phù hợp của phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm chuyên đề sử dụng tiêu chuẩn χ 2 χ 2 = Σ (3.6)
Với f1 là tần số lý thuyết: f1 = n Pi
+ Nếu χ 2 ≤ χ 2 0.5 (k): Phân bố lý thuyết lựa chọn phù hợp với phân bố thực nghiệm
+ Nếu χ 2 >χ 2 0.5 (k): Phân bố lý thuyết lựa chọn không phù hợp với phân bố thực nghiệm
3.4.2.3.2 Phương pháp lựa chọn các dạng tương quan
* Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính ngang ngực
Dựa trên tài liệu của các tác giả Đồng Sỹ Hiền, Vũ Tiến Hinh, Vũ Nhâm và các tài liệu liên quan, chuyên đề này tiến hành thử nghiệm các dạng phương trình khác nhau.
Dựa vào hệ số xác định R 2 để chọn phương trình phù hợp nhất
* Tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực
Chuyên đề lựa chọn dạng phương trình:
Để đánh giá sinh trưởng của các nhân tố như đường kính và chiều cao, nghiên cứu đã tiến hành khảo sát tại ba vị trí địa hình khác nhau: 350m, 600m và 1000m Phương pháp được áp dụng là tiêu chuẩn Kruskal-Wallis nhằm phân tích sự khác biệt trong sinh trưởng giữa các vị trí này.
+ Nếu H ≤ χ05 2 (k): các mẫu thuần nhất với nhau
+ Nếu H > χ05 2 (k): các mẫu không thuần nhất với nhau
+ Analyze/Nonparametric Tests/K-Independent samples
+ Trong hộp thoại Tests for several Independent samples Tests đưa biến cần so sánh vào Variable List và Vị_tri vào Grouping variable
+ Nháy chuột trái vào Define Range và ghi giá trị tại minimum, maximum + Chọn Kruskal – Wallis – H/OK n(n + 1)
ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Điều kiện tự nhiên
Vườn quốc gia Ba Vì, cách trung tâm Hà Nội 50 km về phía Tây, nằm trên địa bàn 16 xã thuộc 5 huyện: Ba Vì, Thạch Thất, Quốc Oai (Hà Nội) và Lương Sơn, Kỳ Sơn (Hòa Bình) Khu vực này có hệ thống giao thông thuận tiện, dễ dàng tiếp cận qua trục đường Láng – Hòa Lạc và Thị xã Sơn Tây.
- Tọa độ địa lý: Từ 2055 – 2107 Vĩ độ Bắc
- Ranh giới Vườn Quốc gia:
Khu vực này nằm ở phía Bắc giáp với các xã Ba Trại, Ba Vì, Tản Lĩnh thuộc huyện Ba Vì, Hà Nội, trong khi phía Nam tiếp giáp với các xã Phúc Tiến, Dân Hòa của huyện Kỳ Sơn và xã Lâm Sơn thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình.
Khu vực phía Đông giáp với các xã Vân Hòa và Yên Bài thuộc huyện Ba Vì, Yên Bình, Yên Trung, Tiến Xuân thuộc huyện Thạch Thất, xã Đông Xuân huyện Quốc Oai, thành phố Hà Nội, cùng với xã Yên Quang huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình.
+ Phía Tây giáp các xã Khánh Thượng, Minh Quang huyện Ba Vì, Hà Nội và các xã Phú Minh, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình
Tổng diện tích tự nhiên: 10.814,6 ha ( trích dẫn theo thông tin điện tử Vườn quốc gia Ba Vì)
4.1.2 Địa hình, địa thế
Ba Vì là một khu vực núi trung bình với các đỉnh nổi bật như Đỉnh Vua cao 1296 m, Đỉnh Tảo Viên 1227 m, Đỉnh Ngọc Hoa 1131 m và Đỉnh Viên Nam 1012 m Địa hình nơi đây được chia cắt bởi nhiều khe, thung lũng và suối hẹp, tạo nên một khung cảnh thiên nhiên đa dạng và hấp dẫn.
Sườn của hai khối núi Ba Vì và Viên Nam có hình dạng bất đối xứng, trong đó sườn Tây Bắc có độ dốc lớn hơn sườn Đông Hướng dốc chính của hai núi dần thoải về phía Đông Bắc.
Tây Nam, độ dốc bình quân ˃25˚ Nhiều nơi có độ dốc lớn ˃35˚ ( trích dẫn theo trang thông tin điện tử vườn quốc gia Ba Vì)
Theo nghiên cứu của Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội (2005) và điều tra bổ sung năm 2008, nền địa chất khu vực Ba Vì có các phân vị địa tầng cổ nhất là đá biến chất tuổi Proterozoi, được phân loại thành các nhóm đá đặc trưng.
Nhóm đá macma kiềm và trung tính bao gồm các loại đá như Diorit và poocphiarit, có độ cứng tương đối mềm Khi trải qua quá trình phong hóa, nhóm đá này tạo ra mẫu chất với kết cấu tương đối mịn và giàu dinh dưỡng.
Nhóm đá trầm tích bao gồm cát kết, phiến thạch sét và cuội kết, được hình thành từ đá macma kiềm và trung tính Khi nhóm đá này trải qua quá trình phong hóa, chúng tạo ra loại đất rất màu mỡ, thích hợp cho nông nghiệp.
Nhóm đá biến chất phân bố từ khu vực Đá Chông đến Ngòi Lát, chiếm hầu hết diện tích phía Đông Thành phần chủ yếu bao gồm đá diệp thạch kết tinh, đá gnai, diệp thạch xêrit và các lớp quăczit.
- Nhóm đá vôi phân bố khu vực núi Chẹ, xóm Mít, xóm Quýt
- Nhóm đá trầm tích phun trào nằm rải rác trong vùng
Với thành phần đá mẹ phong phú và đa dạng đã hình thành nên nhiều loại đất khác nhau
Đất Feralit mùn vàng nhạt thường phân bố ở độ cao từ 700 m trở lên, phát triển trên đá macma kiềm và trung tính Đặc điểm nổi bật của loại đất này là màu vàng nhạt, với tầng mùn dày và tầng đất mỏng đến trung bình Quá trình hình thành đất Feralit diễn ra kém điểm hình, trong khi quá trình mùn hóa lại tương đối mạnh, chủ yếu do điều kiện địa hình ở độ cao.
Đất Feralit đỏ vàng phân bố ở độ cao dưới 700 m, phát triển trên đá macma kiềm và các loại đá khác Đặc điểm nổi bật của loại đất này là màu vàng đỏ, nâu với sắc thái rực rỡ, cùng với tầng mùn mỏng và độ dày của tầng đất biến đổi Đất Feralit đỏ vàng hỗ trợ sự tái sinh của cây gỗ và có khả năng phù hợp với nhiều loại cây trồng lâm nghiệp.
Tổ hợp đất thung lũng bao gồm các loại đất như phù sa mới, phù sa cũ, đất sườn tích, lũ tích và sản phẩm hỗn hợp, tất cả đều rất phù hợp cho canh tác nông nghiệp.
Theo tài liệu quan sát khí tượng thủy văn gần đây, huyện Ba Vì có nhiệt độ bình quân năm đạt 23,4˚C, với mức nhiệt độ thấp nhất ghi nhận là 2,7˚C và cao nhất lên tới 42˚C Ở độ cao 400 m, nhiệt độ trung bình năm là 20,6˚C, trong khi ở độ cao 1.000 m trở lên, nhiệt độ chỉ còn 16˚C, với nhiệt độ thấp tuyệt đối có thể xuống 0,2˚C và nhiệt độ cao tuyệt đối đạt 33,1˚C Lượng mưa trung bình hàng năm tại đây là 2.500mm, phân bố không đều và tập trung chủ yếu vào tháng 7.
8 Độ ẩm không khí 86,1% Vùng thấp thường khô hanh vào tháng 1, tháng 12
Khi độ cao vượt quá 400 mét, khí hậu trở nên ít khô hanh hơn so với khu vực dưới 400 mét Vào mùa đông, gió Bắc xuất hiện với tần suất hơn 40%, trong khi mùa hè có gió Đông Nam chiếm 25% và gió Tây Nam cũng có mặt.
4.1.4.2 Thủy văn và tài nguyên nước
Hệ thống suối trong khu vực chủ yếu bắt nguồn từ thượng nguồn Núi Ba
Vườn quốc gia Ba Vì nổi bật với địa hình núi Viên Nam, nơi có các suối lớn và dòng nhánh chảy theo hướng Bắc và Đông Bắc, tất cả đều là phụ lưu của sông Hồng Ở phía Tây khu vực, các suối ngắn và dốc hơn so với các suối ở phía Bắc và Đông, và chúng đều là phụ lưu của sông Đà.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Quy luật cấu trúc của lâm phần Sa mộc
5.1.1 Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính N/D 1.3
Phân bố số loài cây theo cấp đường kính là cách sắp xếp các cá thể cây rừng dựa trên kích thước thân cây Đây được coi là một trong những quy luật quan trọng nhất trong việc xác định cấu trúc của lâm phần.
Hiểu biết về phân bố N/D1.3 là cơ sở quan trọng để áp dụng các biện pháp nuôi dưỡng và khai thác cây trong kinh doanh, đồng thời giúp xác định trữ lượng rừng, đặc biệt là trữ sản phẩm Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo đường kính ngang ngực được trình bày trong bảng 5.1 và hình 5.1.
Bảng 5.1: Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo đường kính ngang ngực theo hàm Weibull
Vị trí OTC n 2 05 2 Kết luận
Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo đường kính ngang ngực bằng hàm Weibull cho thấy rằng ở các ô tiêu chuẩn đều có giá trị n2 < 052 Điều này chứng tỏ rằng phân bố Weibull phù hợp trong việc mô phỏng phân bố N/D1.3 thực nghiệm cho các lâm phần Sa mộc tại khu vực nghiên cứu.
Kết quả trên được mô hình hóa bằng các biểu đồ dưới đây:
Hình 5.1: Sự phù hợp của phân bố N/D 1.3 thực nghiệm với phân bố lý thuyết
Phân bố Weibull với hai tham số độ lệch và độ nhọn đã được mô phỏng hiệu quả cho phân bố N/D1.3, trong đó tham số độ lệch dao động từ 2.5 đến 2.7 và tham số độ nhọn từ 0,003 đến 0,005 Hầu hết các phân bố thể hiện hình dạng một đỉnh lệch trái, trong khi một số ít tiệm cận với phân bố chuẩn, với đỉnh đường cong chủ yếu tập trung ở cỡ đường kính từ 13.
Biểu đồ phân bố N/D1.3 (otc 1) ft fl
Biểu đồ phân bố N/D1.3 (otc 2) ft fl
Bểu đồ phân bố N/D1.3 (otc 3) ft fl
15 cm Điều này chứng tỏ trong lâm phần điều tra, số cây tập trung ở cỡ đường kính trung bình chiếm đa số
5.1.2 Quy luật phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn (N/Hvn)
Phân bố N/Hvn là chỉ số quan trọng phản ánh đặc trưng sinh thái và hình thái quần thể thực vật rừng, đồng thời cho thấy hiện trạng kinh doanh rừng Nghiên cứu phân bố N/Hvn giúp dự đoán trữ lượng rừng ở các mức chiều cao khác nhau, từ đó xác định quy luật cấu trúc rừng và đề xuất biện pháp tác động phù hợp nhằm phát triển rừng bền vững Đề tài áp dụng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/Hvn thực nghiệm tại ba ô tiêu chuẩn trên ba dạng địa hình trong khu vực nghiên cứu, với kết quả được tổng hợp trong bảng 5.2.
Bảng 5.2: Kết quả mô hình hoá quy luật phân bố N/Hvn theo hàm
Vị trí OTC n 2 05 2 Kết luận
Hình ảnh trực quan về quy luật phân bố N/Hvn thể hiện ở hình 5.2:
Hình 5.2: Sự phù hợp của phân bố N/Hvnthực nghiệm với phân bố lý thuyết
Biểu đồ phân bố N/Hvn (otc 1) ft fl
Biểu đồ phân bố N/Hvn (otc 2) ft fl
Biểu đồ phân bố N/Hvn (otc 3) ft fl
Dựa vào bảng 5.2 và hình 5.2, có thể thấy rằng giá trị tính toán ở tất cả các ô tiêu chuẩn đều nhỏ hơn giá trị tra bảng, điều này chứng minh rằng phân bố Weibull mô phỏng hiệu quả quy luật phân bố N/Hvn thực nghiệm của các lâm phần Sa mộc trong khu vực nghiên cứu.
5.1.3 Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực H VN -D 1.3 Đây là một trong các quy luật cấu trúc cơ bản của lâm phần Việc nghiên cứu tìm hiểu và nắm vững quy luật này là rất cần thiết trong công tác điều tra và nuôi dưỡng rừng Thông qua quy luật này kết hợp với quy luật N/D có thể dễ dàng dự đoán một cách tương đối chính xác trữ lượng sản phẩm lâm phần Cũng vì lẽ đó mà việc nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây cho từng đối tượng khác nhau không chỉ là một trong những lĩnh vực được quan tâm hàng đầu của các nhà Lâm học, các nhà Điều tra rừng mà ngay cả các nhà Kinh doanh rừng cũng đặc biệt quan tâm
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung mô phỏng các dạng phương trình toán học thể hiện mối quan hệ đa dạng và phong phú, cụ thể là các phương trình (3.7), (3.8), (3.9) và (3.10).
Kết quả được tổng hợp ở bảng 5.3
Bảng 5.3: Biểu tổng hợp kết quả lựa chọn dạng liên hệ H vn /D 1.3
Vị trí ÔTC Dạng phương trình R 2 Sig a b Siga Sigb Phương trình
H = a.D b 0.904 0.000 0.952 0.983 0.000 0.000 HVN = 0,952.D1.3 0,983 Đồ thị minh họa tương quan HVN/D1.3 theo các dạng phương trình thể hiện ở hình 5.3
Hình 5.3 Biểu đồ tương quan H VN /D 1.3
Kết quả bảng 5.3 và hình 5.3 cho thấy:
- Với xác suất (Sig = 0.000) cho nên tương quan HVN/D1.3 ở cả 3 ô tiêu chuẩn trên
3 vị trí đều tồn tại và có thể mô phỏng bằng 4 dạng phương trình đã chọn
Hệ số xác định R² từ 0,734 đến 0,898 cho thấy mối tương quan chặt chẽ giữa HVN và D1.3 ở ba ô tiêu chuẩn Các hệ số a và b đều hiện hữu trong tổng thể, chứng tỏ rằng cả bốn dạng phương trình đã chọn đều mô phỏng hiệu quả cho mối quan hệ này.
Dựa trên kết quả phân tích mối quan hệ giữa HVN và D1.3 thông qua bốn dạng phương trình tương quan khác nhau, chuyên đề đã lựa chọn phương trình mô tả mối quan hệ này cho từng OTC Các phương trình được chọn cần đáp ứng các tiêu chí cụ thể để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc mô tả mối quan hệ.
+ Phản ánh bản chất sinh của mối quan hệ
+ Hệ số tương quan cao
+ Các hệ số phải tồn tại trong tổng thể
+ Phương trình đơn giản dễ áp dụng
Dựa vào hệ số xác định R² của bốn dạng phương trình, phương trình Logarit H = a + b ln D cho thấy hệ số xác định lớn nhất ở tất cả các ô tiêu chuẩn Các hệ số tự do và hồi quy của phương trình đều tồn tại, đồng thời đây là phương trình đơn giản và dễ sử dụng Do đó, phương trình Logarit được chọn là mô phỏng tốt nhất cho tương quan HVN/D1.3 của loài cây Sa mộc trong khu vực nghiên cứu.
5.1.4 Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực và đường kính tán
Đường kính tán (D t) là chỉ tiêu quan trọng thể hiện diện tích dinh dưỡng của cây rừng, có mối liên hệ trực tiếp với cấu trúc và độ tàn che của lâm phần Nó cũng là yếu tố quyết định mật độ thích hợp trong công tác nuôi dưỡng rừng Việc xác định tương quan giữa Dt và D1.3 giúp dự đoán sinh trưởng của đường kính tán cây, từ đó hỗ trợ cho nghiên cứu sinh trưởng của cây rừng.
Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quan hệ giữa Dt với D1.3 Kết quả tính toán và kiểm tra dạng liên hệ được trình bày ở bảng 5.4
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 D t =a+b.D 1.3
OTC r a b Sig r Siga Sigb Dạng phương trình
Theo bảng 5.4, có mối quan hệ tương đối chặt chẽ giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực, với hệ số tương quan r dao động từ 0,59 đến 0,663 Tất cả các phương trình trong các ô tiêu chuẩn đều có hệ số a và b tồn tại Do đó, có thể áp dụng hàm tương quan tuyến tính một lớp để mô phỏng mối quan hệ này cho lâm phần Sa mộc trong khu vực nghiên cứu.
Đánh giá một số đặc điểm sinh trưởng của Sa mộc
5.2.1 Kết quả kiểm tra thuần nhất giữa các ô tiêu chuẩn ở các vị trí đai cao 5.2.1.1 Vị trí đai cao 350m và 600m
Bảng 5.5: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí đai cao 350m và 600m
2 56 12.35 2.71 21.94 11.04 2.64 23.91 2.48 0.59 23.79 Kiểm tra UD(1-2) = 3.75 UHvn(1-2)=3.86 UDt(1-2) =1.01
Bảng dữ liệu cho thấy sự khác biệt trong sinh trưởng về đường kính ngang ngực D1.3, chiều cao vút ngọn Hvn và đường kính tán Dt của cây Sa mộc ở các vị trí đai cao 350m và 600m Hệ số biến động cho D1.3 là 22.82% - 21.94%, Hvn là 17.33% - 23.91%, và Dt là 22.78% - 23.79%, cho thấy sự phân hoá giữa các cây trong lâm phần nhưng mức độ không cao Kiểm tra sự thuần nhất giữa hai ô tiêu chuẩn tại hai đai cao cho thấy D1.3 và Hvn có kết quả lớn hơn 1.96, trong khi Dt nhỏ hơn 1.96, cho thấy mức độ sinh trưởng khác nhau ở các vị trí Nguyên nhân chính là do ảnh hưởng của yếu tố đất và địa hình.
5.2.1.2 Vị trí đai cao 600m và 1000m
Bảng 5.6: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí đai cao 600m và 1000m ÔTC N
D 1.3 tb (cm) Sd Sd% H vn tb(m) S Hvn Sh% D t tb(m) S Dt S Dt %
3 59 11.68 2.45 20.97 10.69 2.30 21.51 2.31 0.52 22.52 Kiểm tra UD(2-3) = 1.39 UHvn(2-3)= 0.76 UDt(2-3) = 1.63
Dữ liệu từ bảng 5.6 cho thấy sinh trưởng về đường kính D1.3, chiều cao Hvn và đường kính Dt của cây Sa mộc ở độ cao 600m và 1000m khá đồng đều với hệ số biến động không cao Điều này chứng tỏ rằng có sự phân hóa giữa các cây trong lâm phần rừng trồng về các chỉ tiêu sinh trưởng, nhưng mức độ phân hóa không lớn Sự chênh lệch về các chỉ tiêu sinh trưởng giữa hai ô tiêu chuẩn nhỏ cũng không đáng kể Kiểm tra sự thuần nhất giữa hai ô tiêu chuẩn ở độ cao 600m và 1000m cho thấy các chỉ tiêu D1.3, Hvn và Dt đều có giá trị nhỏ hơn 1.96 theo tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn.
5.2.1.3 Vị trí đai cao 1000m và 350m
Bảng 5.7: Kết quả kiểm tra thuần nhất ở vị trí 1000m và 350m ÔTC N
D 1.3 tb (cm) Sd Sd% H vn tb(m) S Hvn Sh% D t tb(m) S Dt S Dt %
Kiêm tra UD(2-3) = 5.18 UHvn(2-3)= 5.06 UDt(2-3) =2.76
Bảng số liệu cho thấy sự khác biệt rõ rệt về sinh trưởng của Sa mộc ở hai vị trí độ cao 350m và 1000m, với đường kính ngang ngực D1.3, chiều cao vút ngọn Hvn và đường kính tán Dt có hệ số biến động cao Điều này chỉ ra rằng có sự phân hóa lớn giữa các cây trong lâm phần rừng trồng Kết quả kiểm tra sai dị cho thấy |U| > 1.96, cho thấy ảnh hưởng của yếu tố đất và địa hình Sa mộc tại vị trí 350m phát triển tốt nhất, trong khi sinh trưởng tại vị trí 1000m kém hơn rõ rệt.
5.2.2 Sinh trưởng đường kính ngang ngực trên các vị trí 350m, 600m và 1000m Để đánh giá về sinh trưởng đường kính ngang ngực ở các vị trí địa hình khác nhau, chúng tôi tiến hành so sánh sinh trưởng đường kính ở các vị trí 350m, 600m, 1000m bằng tiêu chuẩn Kruskal – Walis trên phần mềm SPSS Đây là tiêu chuẩn so sánh dựa vào việc xếp hạng, kết quả xếp hạng và kiểm tra được tổng hợp tại bảng 5.8 và bảng 5.9
Bảng 5.8 Bảng tính hạng cho chỉ tiêu đường kính ngang ngực Sa mộc tại các vị trí địa hình 350m – 600m – 1000m
Vị trí Dung lượng quan sát Hạng trung bình
Theo bảng 5.8, đường kính trung bình tại vị trí 350m là 112.01, tại 600m là 79.99 và tại 1000m là 69.07 Điều này cho thấy vị trí 350m có đường kính ngang ngực cao nhất, tiếp theo là 600m và thấp nhất là 1000m.
Bảng 5.9 Kết quả so sánh sinh trưởng đường kính ngang ngực bằng tiêu chuẩn Kruskal – Walis
Kết quả kiểm tra giả thuyết H0 theo công thức của Kruskal & Wallis cho thấy xác suất của 2 < 0.05, dẫn đến việc bác bỏ Ho Điều này chứng tỏ rằng sinh trưởng D1.3 của Sa mộc ở ba vị trí 350m, 600m và 1000m có sự khác biệt rõ rệt Vị trí 350m có đường kính sinh trưởng cao nhất, do đó được đánh giá là tốt nhất.
Sinh trưởng đường kính D1.3 trung bình của Sa mộc tại vị trí 350m là lớn nhất, vượt trội so với vị trí 600m và thấp nhất ở vị trí 1000m Điều này cho thấy, cùng một loài cây và biện pháp tác động, sinh trưởng đường kính ngang ngực D1.3 của Sa mộc khác nhau ở các địa hình khác nhau Nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt này là do ảnh hưởng của yếu tố đất, với chân tầng đất dày hơn và giàu dinh dưỡng tại vị trí 350m, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của Sa mộc Sự chênh lệch D1.3 của Sa mộc tại ba vị trí được thể hiện rõ hơn qua biểu đồ mô phỏng.
Hình 5.4: Sinh trưởng D 1.3 của Sa mộc ở vị trí 350m, 600m, 1000m
Biểu đồ cho thấy, sinh trưởng D1.3 của Sa mộc tại độ cao 350m đạt mức nhanh nhất, tiếp theo là ở độ cao 600m, trong khi sinh trưởng D1.3 ở độ cao 1000m có tốc độ chậm hơn.
5.2.3 Sinh trưởng chiều cao trên các vị trí 350m,600m,1000m
Kết quả so sánh sinh trưởng chiều cao trên các vị trí địa hình 350m, 600m, 1000m theo tiêu chuẩn Kruskal – Walis được thể hiện ở bảng 5.10 và bảng 5.11
Bảng 5.10: Bảng tính hạng cho chỉ tiêu chiều cao vút ngọn tại các vị trí địa hình 350m – 600m – 1000m
Vị trí Dung lượng quan sát Xếp hạng trung bình
Bảng 5.11: Kết quả so sánh sinh trưởng đường kính ngang ngực bằng tiêu chuẩn Kruskal – Walis
Theo bảng 5.10, chiều cao trung bình của Sa mộc ở dạng 350m là cao nhất, tiếp theo là dạng 600m, và cuối cùng là dạng thấp hơn.
Kết quả kiểm tra giả thuyết H0 theo công thức của Kruskal & Wallis cho thấy xác suất của 2 < 0.05, dẫn đến việc bác bỏ giả thuyết H0 Điều này chứng tỏ rằng sự sinh trưởng Hvn của Sa mộc ở ba vị trí 350m, 600m, và 1000m là khác nhau rõ rệt Trong đó, chiều cao của Sa mộc tại vị trí 350m có số hạng trung bình cao nhất, cho thấy đây là vị trí phát triển tốt nhất Để trực quan hóa sự khác biệt này, chúng tôi đã mô phỏng mức độ chênh lệch Hvn của Sa mộc tại ba vị trí qua biểu đồ.
Hình 5.5: Sinh trưởng H vn của Sa mộc ở vị trí 350m, 600m, 1000m
Theo biểu đồ, sinh trưởng Hvn của Sa mộc ở độ cao 350m diễn ra nhanh nhất, tiếp theo là ở 600m, trong khi sinh trưởng Hvn của Sa mộc ở độ cao 1000m là chậm nhất.
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
Áp dụng kỹ thuật khoanh nuôi bảo vệ kết hợp với phương pháp lâm sinh nhằm thúc đẩy nhanh quá trình phát triển và phục hồi rừng Đồng thời, trồng bổ sung các diện tích mới để phủ xanh những khu vực đồi núi trọc.
Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh là phương pháp quan trọng trong bảo vệ rừng, bao gồm việc áp dụng các biện pháp khoanh nuôi để bảo tồn hệ sinh thái Đồng thời, việc trồng bổ sung các loài cây có giá trị về lâm sản ngoài gỗ dưới tán rừng cũng mang lại lợi ích kinh tế và sinh thái.
Việc chặt vệ sinh, loại bỏ các cây gãy đổ và cây bị sâu bệnh là cần thiết để bảo vệ sự phát triển của rừng Hành động này phải tuân thủ theo quy định của rừng phòng hộ nhằm đảm bảo sự bền vững của hệ sinh thái.
Để bảo vệ rừng trước mùa cháy, cần thực hiện các biện pháp cụ thể như thu dọn và đốt các vật liệu dễ cháy, tăng cường giám sát khu vực rừng, cũng như tạo tầng tán hợp lý nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng.
Cần phát huy vai trò của công tác khuyến lâm trong việc phổ biến các kỹ thuật trồng và chăm sóc cho cây Sa mộc
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
Từ những kết quả nghiên cứu đề tài rút ra một số kết luận sau:
Phân bố lý thuyết dạng hàm Weibull mô tả hiệu quả quy luật phân bố số cây theo đường kính ngang ngực (N/D1.3) và chiều cao vút ngọn (N/Hvn), với các đường biểu diễn có dạng một đỉnh lệch trái Kết quả này phù hợp với đặc điểm của rừng trồng thuần loài đều tuổi tại Việt Nam và đồng thời xác nhận các nghiên cứu trước đó.
* Từ kết quả nghiên cứu mối tương quan giữa các đại lượng cho thấy:
- Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực thân cây luôn tồn tại mối quan hệ chặt chẽ dưới dạng phương trình logarit Hvn = a + blnD1.3
Mối quan hệ giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực được thể hiện qua phương trình đường thẳng Dt = a + b.D1.3, áp dụng cho từng ô tiêu chuẩn trên các dạng địa hình khác nhau, với mức độ từ tương đối chặt đến chặt.
Kết quả nghiên cứu về sinh trưởng của cây Sa mộc tại Vườn quốc gia Ba Vì – Hà Nội cho thấy, cây trồng ở vị trí chân đồi có đường kính ngang ngực D1.3 và chiều cao vút ngọn Hvn phát triển tốt nhất Tiếp theo, sinh trưởng của Sa mộc ở vị trí sườn đồi và đỉnh đồi cũng được ghi nhận, nhưng không đạt được mức độ phát triển như ở chân đồi.
Sa mộc phát triển tốt hơn ở vị trí sườn đồi so với đỉnh đồi, nơi sinh trưởng kém hơn Nguyên nhân chính cho sự khác biệt này là do ảnh hưởng của yếu tố đất và địa hình.
Bên cạnh những kết quả thu được, đề tài còn một số mặt tồn tại sau đây: -Số lượng ô tiêu chuẩn điều tra nghiên cứu còn ít
Nghiên cứu hiện tại chỉ được thực hiện ở một nhóm tuổi nhất định, do đó, kết quả thu được chưa thể áp dụng rộng rãi và chỉ phù hợp với đối tượng trong độ tuổi này Để có cái nhìn tổng quát hơn, cần tiến hành các nghiên cứu bổ sung cho các giai đoạn tuổi khác.
- Đề tài còn chưa tính toán, sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để