Download luận án tiến sĩ ngành lâm nghiệp với đề tài: Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng mô hình tăng trưởng đường kính rừng tự nhiên lá rộng thường xanh một số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam, cho các bạn làm luận án tham khảo

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
NGUYỄN THỊ THU HIỀN
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
TĂNG TRƢỞNG ĐƢỜNG KÍNH RỪNG TỰ NHIÊN
LÁ RỘNG THƢỜNG XANH MỘT SỐ KHU RỪNG
ĐẶC DỤNG MIỀN BẮC VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP
THÁI NGUYÊN - 2015

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
NGUYỄN THỊ THU HIỀN
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH
TĂNG TRƢỞNG ĐƢỜNG KÍNH RỪNG TỰ NHIÊN
LÁ RỘNG THƢỜNG XANH MỘT SỐ KHU RỪNG
ĐẶC DỤNG MIỀN BẮC VIỆT NAM
Chuyên ngành: Lâm sinh
Mã số: 62.62.02.05
LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. TRẦN VĂN CON
2. PGS.TS. TRẦN THỊ THU HÀ
THÁI NGUYÊN - 2015

3. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng
dẫn của PGS.TS Trần Văn Con và PGS.TS Trần Thị Thu Hà. Một số kết quả
cùng cộng tác với các đồng tác giả. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận
án là trung thực, một phần đã đƣợc công bố trên các tạp chí khoa học chuyên
ngành với sự đồng ý và cho phép của các đồng tác giả. Phần còn lại chƣa
đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn đều ghi rõ
nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 6 năm 2015
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hiền

4. ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Con, Viện
Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, đã định
hƣớng nghiên cứu, tận tình hƣớng dẫn, sửa luận án và tạo mọi điều kiện kỹ
thuật, cũng nhƣ kinh phí trong thực hiện nghiên cứu để tôi có thể hoàn
thành Bản luận án này.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Thị Thu Hà, Viện
Nghiên cứu & Phát triển Lâm nghiệp, Trƣờng Đại học Nông lâm, Đại học
Thái Nguyên, đã chỉ bảo, định hƣớng nghiên cứu, hƣớng dẫn, sửa luận án
và động viên tôi trong suốt thời gian nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn Phòng Đào tạo, Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Nông
lâm, Ban Đào tạo - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp
đỡ tôi hoàn thành mọi thủ tục cần thiết trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn tập thể cán bộ và Ban Giám đốc Vƣờn Quốc gia Ba Bể,
Vƣờn Quốc gia Xuân Sơn, Vƣờn Quốc gia Vũ Quang, Khu Bảo tồn thiên
nhiên Hang Kia - Pà Cò đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình cho tôi trong quá trình
điều tra rừng cũng nhƣ chia sẻ những kinh nghiệm chuyên môn quý báu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn cảm chân thành tới Ban chủ nhiệm Khoa Nông
học và Ban chủ nhiệm Khoa Lâm nghiệp - Trƣờng Đại học Nông lâm,
cùng các thầy cô giáo trong khoa đã luôn quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện
thuận lợi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài luận án.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những ngƣời thân trong gia đình và bạn bè
đã giúp đỡ tạo điều kiện và động viên tôi trong suốt thời gian học tập.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 06 năm 2015
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hiền

5. iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii
MỤC LỤC.......................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT..............................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG..............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH..............................................................................................vii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. Sự cần thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài................................................... 2
4. Những đóng góp mới của luận án.............................................................. 3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..........................................4
1.1. Các nghiên cứu trên thế giới................................................................... 4
1.1.1. Về cấu trúc rừng tự nhiên ................................................................. 4
1.1.2. Phân nhóm loài cây rừng tự nhiên.................................................... 9
1.1.3. Mô hình sinh trƣởng lâm phần rừng tự nhiên................................. 12
1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam.................................................................. 24
1.2.1. Cấu trúc rừng tự nhiên.................................................................... 24
1.2.2. Phân nhóm loài cây rừng tự nhiên.................................................. 29
1.2.3. Mô hình sinh trƣởng lâm phần rừng tự nhiên................................. 31
1.3. Thảo luận, xác định vấn đề nghiên cứu ................................................ 36
Chƣơng 2. GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........38
2.1. Đối tƣợng và giới hạn phạm vi nghiên cứu .......................................... 38
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................... 38
2.1.2. Giới hạn phạm vi nghiên cứu.......................................................... 38
2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................. 38
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 39

6. iv
2.3.1. Khái quát phƣơng pháp tiếp cận ..................................................... 39
2.3.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu.......................................................... 42
2.3.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 49
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................61
3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thƣờng
xanh tại khu vực nghiên cứu........................................................................ 61
3.1.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành và tính đa dạng loài thực vật .............. 61
3.1.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3)............................... 68
3.1.3. Quy luật tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính (Hvn/D1.3) ...... 74
3.2. Nghiên cứu phân nhóm loài theo một số đặc trƣng sinh trƣởng .......... 80
3.3. Nghiên cứu xây dựng mô hình tăng trƣởng đƣờng kính, quá trình
chết và quá trình tái sinh bổ sung lâm phần rừng tự nhiên lá rộng
thƣờng xanh khu vực nghiên cứu................................................................. 94
3.3.1. Xây dựng mô hình tăng trƣởng đƣờng kính ................................... 94
3.3.2. Xây dựng mô hình quá trình chết ................................................. 107
3.3.3. Xây dựng mô hình quá trình tái sinh bổ sung............................... 113
3.4. Mô hình hóa động thái cấu trúc lâm phần rừng tự nhiên lá rộng
thƣờng xanh khu vực nghiên cứu............................................................... 115
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ............................................................................122
1. Kết luận.................................................................................................. 122
2. Tồn tại .................................................................................................... 124
3. Khuyến nghị........................................................................................... 125
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.............126
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................127
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 138

7. v
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ
NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
VQG Vƣờn Quốc gia
KBT Khu bảo tồn
OTCĐV Ô tiêu chuẩn định vị
D1.3 Đƣờng kính thân ở vị trí 1,3m
Hvn Chiều cao vút ngọn (m)
PC Vị thế tán cây
Mbb Số cây chết tại VQG Ba Bể
Mvq Số cây chết tại VQG Vũ Quang
Mxs Số cây chết tại VQG Xuân Sơn
Mhk Số cây chết tại KBT Hang kia - Pà Cò
RTSBS Số cây tái sinh bổ sung (chuyển vào)
Obb Số cây chuyển cấp (chuyển ra) tại VQG Ba Bể
R Hệ số tƣơng quan
R2
Hệ số xác định
SE Sai tiêu chuẩn hồi quy hay phƣơng sai hồi quy
RSS Tổng sai lệch bình phƣơng giữa giá trị lý thuyết và giá trị thực tế
Sig.f Xác suất tiêu chuẩn F
Si Biến giả vùng nghiên cứu (biến giả Dummy)
Dmax Đƣờng kính tối đa loài đạt đƣợc (cm)
zd Lƣợng tăng trƣởng đƣờng kính bình quân năm (cm/năm)
GOL Gỗ lớn
GOT Gỗ trung bình
GON Gỗ nhỏ
KHLN VN Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
ĐTQHR Điều tra Quy hoạch rừng

8. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
Bảng 1.1: Tỷ lệ chết bình thƣờng của rừng nhiệt đới .....................................17
Bảng 3.1: Cấu trúc tổ thành theo chỉ số IV% trong năm 2012 khu
vực nghiên cứu................................................................................62
Bảng 3.2: Tính đa dạng loài rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu
theo chỉ số HL, H’, D......................................................................65
Bảng 3.3: Chỉ số đa dạng Rényi ở khu vực nghiên cứu..................................66
Bảng 3.4: Kết quả mô phỏng cấu trúc N/D1.3 theo hàm Khoảng cách
cho lâm phần thuộc khu vực nghiên cứu ........................................70
Bảng 3.5: Kết quả mô phỏng cấu trúc N/D1.3 theo hàm Weibull cho
lâm phần thuộc khu vực nghiên cứu...............................................71
Bảng 3.6: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tƣơng quan Hvn/D1.3 tại
các OTCĐV ở VQG Ba Bể.............................................................75
Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tƣơng quan Hvn/D1.3 tại
các OTCĐV ở VQG Vũ Quang......................................................76
Bảng 3.8: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tƣơng quan Hvn/D1.3 tại
các OTCĐV ở VQG Xuân Sơn.......................................................78
Bảng 3.9: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng tƣơng quan Hvn/D1.3 tại
các OTCĐV ở KBT Hang Kia - Pà Cò...........................................79
Bảng 3.10: Bảng thống kê nguồn số liệu dùng để phân nhóm loài ................81
Bảng 3.11: Kết quả phân nhóm loài theo chiến lƣợc K-Means với chỉ
tiêu Dmax và zd cho 25 loài có dung lƣợng quan sát ≥ 50 ..................83
Bảng 3.12: Kết quả phân nhóm loài theo phân tích nhóm và phân
tích biệt thức....................................................................................86
Bảng 3.13: Tổng hợp kết quả phân nhóm loài cho lâm phần rừng tự
nhiên thuộc khu vực nghiên cứu.....................................................89

9. vii
Bảng 3.14: Kết quả ƣớc lƣợng các tham số của mô hình tăng trƣởng
đƣờng kính theo phƣơng trình Ln[zd/( Dmax - D)] = a +
b*LnD (2.18’) .................................................................................95
Bảng 3.15: Kết quả ƣớc lƣợng các tham số của mô hình tăng trƣởng
đƣờng kính theo phƣơng trình Ln[zd/( Dmax - D)] = a +
b*Ln(D) + c*PC (2.19’)..................................................................97
Bảng 3.16: Kết quả so sánh chỉ tiêu RSS và SE hai dạng phƣơng
trình hồi quy (2.18’) và (2.19’).......................................................98
Bảng 3.17: Kết quả ƣớc lƣợng tham số k và m của phƣơng trình
Dmax = k + m*PC (3.27) .................................................................99
Bảng 3.18: Kết quả ƣớc lƣợng các tham số của mô hình tăng trƣởng đƣờng
kính theo phƣơng trình Ln[zd/( Dmax - D)] = a + b*Ln(D) +
c*PC + di*Si (3.29)......................................................................102
Bảng 3.19: Kết quả so sánh chỉ tiêu RSS và SE hai dạng phƣơng
trình hồi quy (2.19’) và (3.29) ......................................................104
Bảng 3.20: Cách tính tỷ tƣơng quan xác định mức quan hệ giữa số cây
chết với cỡ đƣờng kính lâm phần ở khu vực VQG Ba Bể................108
Bảng 3.21: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng hàm toán học mô
phỏng mô hình chết ở khu vực nghiên cứu trong chu kỳ
nghiên cứu.....................................................................................110
Bảng 3.22: Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng hàm toán học mô phỏng
mô hình tái sinh bổ sung chung cho khu rừng đặc dụng .................114
Bảng 3.23: Mô hình dự đoán động thái cấu trúc lâm phần rừng tự
nhiên khu vực VQG Ba Bể...........................................................116

10. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình Tên hình Trang
Hình 2.1: Vai trò của mô hình sinh trƣởng và dữ liệu bổ sung trong cung cấp thông
tin cho quản lý rừng ................................................................................40
Hình 2.2: Các thành phần cơ bản của một mô hình sinh trƣởng...............................42
Hình 2.3: Sơ đồ vị trí các khu vực nghiên cứu và ô tiêu chuẩn định vị khu vực
nghiên cứu................................................................................................43
Hình 2.4: Sơ đồ chia ô tiêu chuẩn định vị 1ha thành các ô vuông phụ để điều tra
tầng cây cao .............................................................................................44
Hình 2.5. Cách đo toạ độ tƣơng đối của cây để vẽ sơ đồ vị trí trong mỗi ô vuông
20m x 20m ...............................................................................................45
Hình 2.6: Xác định điểm đo đƣờng kính D1.3 ...........................................................46
Hình 2.7: Phân cấp vị thế tầng tán trong rừng tự nhiên theo Dawkins (1958)................48
Hình 3.1: Biểu đồ chỉ số đa dạng Rényi ở các khu vực nghiên cứu .........................68
Hình 3.2: Ví dụ về phân bố cấu trúc N/D một số OTCĐV của đối tƣợng nghiên cứu
theo hàm Weibull (với  ≤ 1)..................................................................72
Hình 3.4: Sơ đồ phân nhóm loài (Cluster anlysis) theo chiến lƣợc K-Means với chỉ
tiêu Dmax và zd cho 25 loài có dung lƣợng quan sát ≥ 50........................82
Hình 3.5: Biểu đồ tăng trƣởng đƣờng kính của 9 nhóm loài và tổng thể theo phƣơng
trình zd = exp(a)*(Dmax - D)*D^b (3.26) .................................................96
Hình 3.6: Ví dụ biểu đồ tăng trƣởng đƣờng kính một số nhóm loài và tổng thể theo
phƣơng trình zd = exp(a)*exp(c*PC)*[(k + m*PC) - D]*D^b (3.28)..100
Hình 3.7: Mô phỏng số cây chết theo cỡ đƣờng kính lâm phần ở khu vực nghiên
cứu trong chu kỳ nghiên cứu theo hàm S ..............................................112
Hình 3.8: Biểu đồ mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc N/D rừng lá rộng thƣờng
xanh thuộc VQG Ba Bể.........................................................................119
Hình 3.9: Biểu đồ mô phỏng dự đoán động thái cấu trúc G/D rừng lá rộng thƣờng
xanh thuộc VQG Ba Bể.........................................................................120
Hình 3.10: Biểu đồ mô phỏng dự đoán tăng trƣởng trữ lƣợng cho rừng lá rộng
thƣờng xanh thuộc VQG Ba Bể.............................................................121

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của luận án
Rừng là một hệ sinh thái luôn luôn vận động thông qua các quá trình
sinh trƣởng, tái sinh và diễn thế rất phức tạp. Các hệ sinh thái rừng mƣa
nhiệt đới trên phạm vi toàn thế giới đang có xu hƣớng suy giảm nghiêm
trọng và cần thiết phải đƣợc phục hồi vì mục đích môi trƣờng và kinh tế để
phát triển theo hƣớng bền vững.
Ở Việt Nam, rừng đã và đang trải qua các biến động rất lớn. Độ che
phủ của rừng vào năm 1943 là 43% [102] và giảm xuống còn 27% vào năm
1986 (dẫn theo tài liệu [27]). Nhờ các nỗ lực to lớn của Chính phủ Việt
Nam thông qua các chƣơng trình “Phục hồi rừng của Chính phủ và tài trợ
của Quốc tế”, diện tích có rừng đã tăng liên tục từ năm 1990 và đạt độ che
phủ 41% vào đầu năm 2014 [6]. Mặc dù, diện tích đã tăng nhƣng chất
lƣợng rừng nói chung và chất lƣợng rừng tự nhiên nói riêng vẫn tiếp tục
giảm sút cả về trữ lƣợng gỗ và đa dạng sinh học. Điều này kéo theo những
hệ lụy nghiêm trọng ảnh hƣởng đến đời sống con ngƣời và môi trƣờng sinh
thái. Do vậy, việc quản lý rừng bền vững hiện nay đã trở thành mối quan
tâm chung của quốc gia và của toàn thế giới. Ở nƣớc ta, việc quản lý rừng
nói chung và rừng tự nhiên theo hƣớng bền vững đang đặt ra thách thức
cho ngành lâm nghiệp.
Hiện nay, trong tổng số 13.954.454 ha rừng của Việt Nam thì rừng tự
nhiên chiếm 74,51% diện tích (10.398.160 ha) [5]. Để quản lý bền vững và
kinh doanh có hiệu quả đối tƣợng này, một trong những tiêu chí cơ bản cần
biết đƣợc là tăng trƣởng của rừng, đặc biệt là tăng trƣởng đƣờng kính, của
lâm phần hay mỗi loài cây hoặc nhóm loài cây chủ yếu để làm cơ sở đề
xuất biện pháp kỹ thuật cũng nhƣ quản lý rừng hợp lý. Nhìn chung các
nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam có lịch sử từ lâu và đã đạt đƣợc
những kết quả đáng kể. Tuy vậy, cho đến nay những công trình nghiên cứu

12. 2
có liên quan đến xác định tăng trƣởng rừng tự nhiên ở nƣớc ta còn rất hạn
chế (bởi vì kiến thức cơ bản về các đặc điểm cấu trúc và động thái của rừng
tự nhiên vẫn còn rất hạn chế) và thƣờng chỉ nghiên cứu xác định cho từng
đối tƣợng cụ thể dựa vào phƣơng pháp đẽo vát trên chủ yếu các ô tiêu
chuẩn tạm thời, nhƣ những công trình của Vũ Tiến Hinh (1987) [20], Trần
Văn Con (1991) [15], Bảo Huy (1993) [26]...
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài
“Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng mô hình tăng trưởng đường kính
rừng tự nhiên lá rộng thường xanh một số khu rừng đặc dụng miền Bắc
Việt Nam”. Nghiên cứu này là công trình đầu tiên đƣợc sử dụng nguồn số
liệu thu thập từ các ô định vị ở rừng tự nhiên với số lƣợng đủ lớn.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Góp phần hoàn thiện phƣơng pháp luận và xác định mô hình mô phỏng
các quá trình động thái bao gồm quá trình tăng trƣởng đƣờng kính, quá trình
chết và quá trình tái sinh bổ sung của rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh ở
một số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
3.1. Ý nghĩa khoa học
Xây dựng cơ sở khoa học cho dự đoán động thái cấu trúc và tăng trƣởng
rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh ở các điểm nghiên cứu nói riêng và ở Việt
Nam nói chung.
Kết quả luận án có ý nghĩa về mặt học thuật trong lĩnh vực nghiên cứu
sản lƣợng rừng tự nhiên nhiệt đới ở Việt Nam, là một trong những lĩnh vực
khó và còn ít công trình nghiên cứu.
Các bài báo khoa học đã công bố trên tạp chí khoa học chuyên ngành là
những tài liệu có giá trị tham khảo trong nghiên cứu và giảng dạy.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn

13. 3
Vận dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào dự đoán động thái cấu trúc và
tăng trƣởng rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh ở các điểm nghiên cứu nói riêng
và ở Việt Nam nói chung.
Kết quả thu đƣợc sẽ là cơ sở thực tiễn cho việc đề xuất dự báo các nội
dung tác động đến rừng tự nhiên trong quá trình quản lý kinh doanh nếu đƣợc
áp dụng ở những trạng thái rừng sản xuất có điều kiện tƣơng tự.
4. Những đóng góp mới của luận án
Góp phần hoàn thiện phƣơng pháp luận về phân nhóm loài, tái sinh bổ
sung và chuyển cấp; sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu tăng trƣởng đƣờng kính
không thông qua giải tích trong rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh ở Việt Nam.
Là công trình đầu tiên đƣợc sử dụng nguồn số liệu thu thập từ các ô định
vị ở rừng tự nhiên với số lƣợng đủ lớn. Từ đó, đây đƣợc xem là công trình
đầu tiên nghiên cứu có hệ thống về cơ sở phục vụ cho dự đoán động thái cấu
trúc và tăng trƣởng rừng tự nhiên ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án đã xây dựng cơ sở khoa học và
thực tiễn cho dự đoán động thái cấu trúc và tăng trƣởng rừng tự nhiên lá rộng
ở Việt Nam. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của đề tài đƣợc xem là tài liệu tham
khảo tốt cho những nghiên cứu tiếp theo về tăng trƣởng rừng tự nhiên và bổ
sung vào giáo trình giảng dạy về điều tra rừng ở bậc từ đại học trở lên.

14. 4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Các nghiên cứu trên thế giới
1.1.1. Về cấu trúc rừng tự nhiên
1.1.1.1. Cấu trúc tổ thành
Cấu trúc tổ thành là sự tham gia của những loài cây trong lâm phần, hay
nói cách khác là sự phong phú của các loài cây trong quần thụ thực vật. Theo
Richards, P. W (1952), trong rừng mƣa nhiệt đới có ít nhất 40 loài cây gỗ trên
mỗi 1 ha, và cũng có trƣờng hợp còn lên trên 100 loài [37]. Tác giả đã phân
biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa thành hai loại: (i) rừng mƣa hỗn hợp có tổ
thành loài cây phức tạp; và (ii) rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn
giản, trong những lập địa đặc biệt, rừng mƣa đơn ƣu chỉ bao gồm một vài loài
cây [37].
Theo Evans, J (1984), khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng tự nhiên
nhiệt đới thành thục (về sinh thái), tác giả đã xác định có tới 70 - 100 loài cây
gỗ trên 1 ha, nhƣng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo
tài liệu [10]).
Theo Tolmachop, A. L (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất
đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật
đó và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40 - 50% tổng
số loài. Trong rừng hỗn giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân
bằng, tuy nhiên phần lớn trong một quần thụ thƣờng có 1 - 2 loài chiếm ƣu
thế (dẫn theo tài liệu [27])
Laura Klappenbach (2001) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến
các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong đó có một
số khu rừng chỉ có một ít loài. Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển thông
qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các khu
rừng có sự thay đổi [70].

15. 5
Baur, G. N (1979) khi nghiên cứu rừng mƣa ở khu vực gần Belem trên
sông Amazôn, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê đƣợc
36 họ thực vật và trên mỗi ô tiêu chuẩn diện tích > 4 ha ở phía Bắc New
South Wales cũng đã ghi nhận đƣợc sự hiện diện của 31 họ chƣa kể cây leo,
cây thân cỏ và thực vật phụ sinh [1].
Theo Catinot, R (1965) trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi có đến vài trăm
loài thực vật và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam Á thƣờng
có một nhóm loài ƣu thế là nhóm họ Dầu, chiếm đến 50% quần thụ [8].
Tóm lại, Các nghiên cứu từ trước đến nay của các tác giả đi trước cho
thấy, lâm phần rừng tự nhiên nói chung rất đa dạng về thành phần loài thực
vật. Nhìn chung, có tới hàng trăm loài cây gỗ trong diện tích 1 ha, tuy nhiên
lại rất ít loài chiếm hơn 10% tổ thành loài.
1.1.1.2. Cấu trúc phân bố N-D
Mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra trong lâm phần là những quy luật
cơ bản trong nghiên cứu kết cấu rừng đƣợc rất nhiều tác giả quan tâm nghiên
cứu. Ngày nay, bên cạnh những nghiên cứu mang tính chất định tính, các
nghiên cứu cấu trúc rừng trong các thập niên gần đây có xu hƣớng chuyển
dần từ mô tả định tính sang định lƣợng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và
tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa
các nhân tố cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu. Vấn đề về cấu
trúc không gian và thời gian của rừng đƣợc các tác giả tập trung nghiên cứu
nhiều nhất.
Đầu tiên là công trình nghiên cứu của Meyer, H. A (1952) đã mô tả phân
bố N/D bằng phƣơng trình toán học có dạng đƣờng cong giảm liên tục.
Phƣơng trình này đƣợc gọi là phƣơng trình Meyer [74].
Rollet (1971) đã biểu diễn quan hệ giữa chiều cao với đƣờng kính ngang
ngực bằng hàm hồi qui; phân bố đƣờng kính cây dƣới dạng phân bố xác suất
(dẫn theo tài liệu [10]).

16. 6
Balley (1973) mô hình hóa cấu trúc phân bố số cây theo cỡ kính (N-D)
bằng hàm Weibull [53]. Prodan, M và Patatscase (1964), Bill và Kem, K. A
(1964) đã tiếp cận phân bố cấu trúc N/D bằng phƣơng trình hàm Logarit (dẫn
theo tài liệu [10]).
Burkhart, H (1974) và Strub, U (1972) sử dụng hàm Beta mô phỏng
phân bố cấu trúc N/D (dẫn theo tài liệu [16]). Tác giả đã tính toán các tham số
dm (đƣờng kính nhỏ nhất), dM (đƣờng kính lớn nhất), α, β của phân bố Beta
theo các phƣơng trình:
N
h
aNAahaadm
0
22010  (1.1)
0210 hAa
N
A
aa  (1.2)
0210 hAa
N
A
aa  (1.3)
Trong đó: h0 là chiều cao tầng trội; A là tuổi; N là mật độ lâm phần.
Kennel, R (1971) đã xác định các đại lƣợng dM (đƣờng kính lớn nhất), dm
(đƣợng kính nhỏ nhất) và N (mật độ) thông qua quan hệ trực tiếp với tuổi theo
dạng phƣơng trình [103]:
2
210 AaAaadm  (1.4)
2
210 AaAaadM  (1.5)
)( 2
21
0
A
a
A
a
a
eN

 (1.6)
Bliss, C. I và Reinker, K. A (1964) sử dụng hàm Logarit mô phỏng phân
bố cấu trúc N/D. Tác giả đã xác lập quan hệ giữa các tham số a, b, M (mật
độ), S (cấp đất) của phân bố chuẩn Logarit với đƣờng kính bình quân theo
dạng Logarit tự nhiên hai vế [55]:
)()( 00 dLnbaaLn  (1.7)
)()( 00 dLnbaMLn  (1.8)
)()( 00 dLnbaSLn  (1.9)

17. 7
Batista, J. L. F và Do Courto, H. T. Z (1992) khi nghiên cứu 19 ô tiêu
chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazin đã dùng hàm
Weibull mô phỏng phân bố N/D [54]. Nhìn chung, việc sử dụng hàm này hay
hàm khác để biểu thị qui luật cấu trúc là tùy thuộc vào kinh nghiệm của từng
tác giả, cũng nhƣ các loài cây sinh trƣởng khác nhau và số liệu đo đạc ngoài
thực tế. Do đƣờng kính cây không ngừng tăng lên theo tuổi, nên phân bố
đƣờng kính của lâm phần cũng không ngừng thay đổi theo tuổi. Chính vì thế,
từ các mô hình toán học đã xác định đƣợc, các nhà khoa học đã nghiên cứu sự
biến đổi của quy luật phân bố số cây theo tuổi (gọi là động thái cấu trúc rừng).
Roemisch, K (1975), nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng
sự biến đổi theo tuổi của phân bố số cây theo đƣờng kính cây rừng, xác lập
quan hệ của tham số β với tuổi, đƣờng kính trung bình và chiều cao tầng trội
đã khẳng định quan hệ giữa tham số β với chiều cao tầng trội là chặt chẽ nhất
(dẫn theo tài liệu [16]).
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, tác giả đã đề nghị mô hình xác định tham số β
cho phân bố N/D của lâm phần sau tỉa thƣa nhƣ sau:
2
65
2
43
2
210' nanananaaaa   (1.10)
Trong đó: - β’ là tham số phân bố Gamma trƣớc tỉa thƣa.
- β là tham số phân bố Gamma sau tỉa thƣa.
- n là tỷ lệ phần trăm số cây tỉa thƣa.
Ngoài các nghiên cứu trên còn có quan điểm cho rằng đƣờng kính cây
rừng là một đại lƣợng ngẫu nhiên phụ thuộc vào thời gian và quá trình biến
đổi của phân bố đƣờng kính theo tuổi là quá trình ngẫu nhiên. Theo hƣớng
nghiên cứu này có các tác giả Suzuki (1971); Preussner, K (1974); Bock, W
và Diener (1972). Theo các tác giả này, quá trình đó biểu thị một tập hợp các
giá trị x của đại lƣợng ngẫu nhiên tại một thời điểm (t) và lấy trong một
khoảng thời gian nào đó. Nếu trị số đƣờng kính tại thời điểm (t) chỉ phụ thuộc
vào trị số ở thởi điểm t -1 mà không phụ thuộc vào trạng thái ở những thời

18. 8
điểm trƣớc đó là quá trình Markov. Nếu xt = x, có nghĩa là ở thời điểm (t) có
trạng thái x. Nếu tập hợp các trạng thái có thể xảy ra của quá trình Markov có
thể đếm đƣợc thì đó là chuỗi Markov, tức là mỗi trị số của tứng với một số tự
nhiên (dẫn theo tài liệu [25], [7]).
Như vậy: Từ các nghiên cứu định lượng cấu trúc phân bố N/D cho thấy,
các nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính và ứng dụng của nó
thường dựa vào dãy tần số lý thuyết. Các hàm toán học được các tác giả sử
dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú. Nhìn chung, các tác giả đều
biểu diễn quy luật phân bố số cây theo đường kính dưới dạng phân bố xác
suất, các hàm thường hay sử dụng như hàm Weibull, hàm mũ, hàm chuẩn,
hàm Logarit, hàm Beta, hàm Gama.
1.1.1.3. Tương quan H-D
Qua các công trình nghiên cứu của các tác giả đi trƣớc cho thấy, giữa
chiều cao với đƣờng kính có quan hệ rất chặt chẽ. Phƣơng trình toán học biểu
thị mối quan hệ này rất phong phú và đa dạng.
Tovstolesse, D. I (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu mối
quan hệ H/D. Krauter, G (1958) nghiên cứu quan hệ 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 phƣơng trình toán học khác nhau (dẫn theo tài liệu [16]).
Nhiều tác giả dùng phƣơng pháp giải tích toán học tìm ra những phƣơng
trình nhƣ: Naslund, M (1929); Assmann, E (1936); Hohenadl, W (1936);
Michailov, F (1934, 1952); Prodan, M (1944); Krenn, K (1946) (dẫn theo tài
liệu [16]); Meyer, H. A (1952) [74] đã đề nghị các dạng phƣơng trình dƣới đây:
h = a +b1*d +b2*d2
(1.11)
h = a +b1*d +b2*d2
+ b3*d2
(1.12)
h -1,3 = d2
/(a +b*d) (1.13)
h = a +b*Log(d) (1.14)
h = a +b1*d +b2*Log(d) (1.15)

19. 9
h = k*db
(1.16)
h -1,3 = a*e(b/d)
(1.17)
Curtis, R. O (1967) đã mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đƣờng kính
và tuổi theo dạng phƣơng trình [58]:
Ad
b
A
b
d
bdhLog


11
*
1
)( 321 (1.18)
Khi nghiên cứu sự biến đổi theo tuổi của quan hệ giữa chiều cao với
đƣờng kính ngang ngực, Tiourin, A. V (1972) đã rút ra kết luận: “Đƣờng cong
chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phía trên khi tuổi tăng lên” (dẫn
theo tài liệu [16]). Prodan, M (1965) và Haller, K. E (1973) (dẫn theo [16])
cũng phát hiện ra quy luật: “Độ dốc đƣờng cong chiều cao có chiều hƣớng
giảm dần khi tuổi tăng lên”.
Qua nghiên cứu một số lƣợng lớn đƣờng cong chiều cao, Prodan, M
(1965) cho thấy, dạng đƣờng cong chiều cao ở những lâm phần cùng loài cây,
cùng tuổi hay cùng đƣờng kính bình quân hầu nhƣ không có sự sai khác rõ nét
(dẫn theo [16]. Những lâm phần nhƣ vậy đƣợc xác lập một đƣờng cong chiều
cao chung và đƣợc gọi là đƣờng cong cơ sở. Từ đó, trên cơ sở loài cây và cấp
đất có thể xác lập đƣợc hệ thống đƣờng cong chiều cao. Làm nhƣ vậy, việc
xác định trữ lƣợng và tăng trƣởng cây rừng hay lâm phần sẽ đơn giản hơn
nhiều so với phƣơng pháp điều tra thông thƣờng.
Như vậy, có nhiều dạng phương trình biểu thị tương quan H/D1.3. Tuy
nhiên, việc sử dụng dạng phương trình nào thích hợp nhất cho từng đối tượng
thì cần phải có nghiên cứu đầy đủ cụ thể.
1.1.2. Phân nhóm loài cây rừng tự nhiên
Sự hiểu biết lý thuyết về các vấn đề quản lý và đặc dụng liên quan đến
rừng nhiệt đới hỗn giao chủ yếu dựa vào việc phân tích dữ liệu thu thập từ
điều tra. Tính đa loài cao trong rừng tự nhiên nhiệt đới làm cho việc phân tích
số liệu và mô hình hóa cực kỳ khó khăn. Theo Phillips et al (2002), ngƣời

20. 10
nghiên cứu có thể gộp tất cả các loài để phân tích và mô hình hóa bình quân
hoặc cũng có thể phân tích và mô hình hóa riêng cho từng loài. Tuy nhiên, cả
hai cách tiếp cận này tỏ ra không thích hợp, bởi cách tiếp cận thứ nhất không
phản ánh đƣợc những đặc trƣng sinh trƣởng riêng của mỗi loài vốn rất khác
nhau, và cách tiếp cận thứ hai thì rất tốn công sức và cũng rất khó để giải
thích các qui luật chung do tính đa dạng loài quá lớn [84].
Để giải quyết vấn đề này, nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành phân nhóm
loài theo một hình thức có ý nghĩa và phù hợp cho mục tiêu nghiên cứu cụ
thể. Có rất nhiều phƣơng pháp khác nhau để phân nhóm loài, các phƣơng
pháp này có thể chia thành 3 nhóm: (i) Các phƣơng pháp mang tính chủ quan
dựa trên các hiểu biết về đặc tính sinh học của loài theo phản ứng sinh thái
của chúng đối với ánh sáng; ví dụ chúng sẽ đƣợc chia thành các nhóm cây
tiên phong - cây cực đỉnh hoặc cây ƣa sáng - cây chịu bóng (Swaine và
Whitmore, 1988) [94] hay theo giá trị thƣơng mại của loài (Alder, 1995 [50];
Vanclay, 1989a) [95]; (ii) Các phƣơng pháp phân tích dữ liệu sinh thái loài
dựa trên các đặc tính động thái thu thập đƣợc từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị
nhƣ: tăng trƣởng đƣờng kính, tỷ lệ tái sinh bổ sung, tỷ lệ chết; hay các đặc
trƣng hình thái của loài (kích thƣớc đạt đƣợc khi thành thục) hoặc phổ biến
hơn là sự phối hợp cả hai: đặc trƣng động thái và đặc trƣng hình thái; (iii) Các
phƣơng pháp quá trình động dựa trên các mô hình lý thuyết mô phỏng các quá
trình động thái chọn lọc nhƣ sinh trƣởng đƣờng kính, tái sinh bổ sung và chết.
Nhóm phƣơng pháp cuối cùng tỏ ra phù hợp nhất do nó đảm bảo rằng các loài
đƣợc phân nhóm theo chức năng hƣớng tới mô hình hóa (Finegan và
Whitmore, 1985) [64]; Gourlet-Fleury et al., 2005 [66]; Kohler và Huth, 1998
[71]; Picard và Franc, 2003 [80]; Putz et al., 2011 [83]; Vanclay, 1991 [96]).
Phần lớn các phân nhóm loài đƣợc tiến hành độc lập với mô hình, trong khi
chỉ có một số liên kết với các số dƣ của mô hình để phân nhóm loài. Các biến

21. 11
số sử dụng để phân tích nhóm ảnh hƣởng đến kết quả của việc phân nhóm loài
cũng nhƣ mô hình động thái rừng. Các phƣơng pháp kinh điển dựa trên phân
tích nhóm theo các đặc trƣng loài nhƣ phản ứng với ánh sáng (Swaine và
Whitmore, 1988) [94], tăng trƣởng đƣờng kính và nhu cầu ánh sáng (Ong và
Kleine, 1995) [78], tỷ lệ chết và tái sinh bổ sung (Phillips et al., 2002) [84] và
phản ứng với biến môi trƣờng (Dunstan et al., 2011) [60]. Picard và Franc
(2003) đã xác định phân nhóm tối ƣu là một phân nhóm tối thiểu hóa sai số
tích lũy. Phƣơng pháp này đƣợc so sánh với phƣơng pháp cổ điển dựa trên
phân tích nhóm theo các đặc trƣng loài và phƣơng pháp phối hợp dựa trên
phân tích nhóm của sai số tích lũy liên quan đến mỗi loài [80].
Đã có rất nhiều phân nhóm loài đƣợc xây dựng với các mục đích khác
nhau. Ví dụ, 265 loài trong cơ sở dữ liệu của rừng thí nghiệm Tapajos đã
đƣợc phân thành 16 nhóm sử dụng trong mô hình CAFOGRM (Alder, 1995)
[50]; 436 loài trong rừng Sabah đƣợc Ong và Kleine (1995) [78] chia thành
22 nhóm sử dụng trong mô hình DIPSIM và FORMIND (Forest Model
Information Dynamics) (Kohler và Huth, 1998) [71], Phillips et al., (2002)
[84] chia 575 loài trong cơ sở dữ liệu rừng tại Kalimantan thành 10 nhóm.
Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chƣa có một phân nhóm nào mang tính tổng quát
cho rừng nhiệt đới (Gourlet-Fleury et al., 2005) [66].
Tóm lại, có nhiều cách phân nhóm dựa vào các tiêu chí khác nhau để
phục vụ mục tiêu nghiên cứu khác nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng cách phân
nhóm nào thích hợp nhất phục vụ nghiên cứu mô hình hóa qui luật tăng
trưởng đường kính lâm phần rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi đã và đang
được thử nghiệm là căn cứ vào một số đặc trưng sinh trưởng như lượng tăng
trưởng đường kính bình quân (zd), đường kính quan sát tối đa loài đạt được
(Dmax) trong chu kỳ nghiên cứu.

22. 12
1.1.3. Mô hình sinh trưởng lâm phần rừng tự nhiên
1.1.3.1. Một số khái niệm chính
Theo Vanclay, J. K (1994, tr.3) [97], “Mô hình sinh trƣởng là sự tổng
hợp các số liệu điều tra động, là sự phản ánh cô đọng động thái tự nhiên của
lâm phần, nó mô tả sự sinh ra và sự mất đi cùng những thay đổi khác trong
cấu trúc và tổ thành lâm phần”. Khái niệm này có thể bao gồm sự tăng trƣởng,
tỷ lệ chết và những thay đổi khác trong thành phần và cấu trúc lâm phần. Vì
thế, mô hình sinh trƣởng bao gồm một hệ thống các quan hệ toán học đƣợc
gắn kết một cách logic với nhau để dự đoán tăng trƣởng lâm phần.
Động thái thay đổi cấu trúc lâm phần rừng trong một định kỳ thời gian có
thể đƣợc mô tả thông qua các quá trình: Chuyển vào các cỡ kính (ingrowth),
chuyển ra khỏi cỡ kính (outgrowth), chết (mortality) và khai thác (harvesting).
Các khái niệm này đƣợc định nghĩa nhƣ sau:
 Chuyển vào: là số cây sinh trƣởng để chuyển vào một cỡ kính nhất định
trong một định kỳ thời gian. Số cây chuyển vào cỡ kính nhỏ nhất đƣợc
đo đếm ở tầng cây cao thì gọi là số cây tái sinh bổ sung (vào tầng cây
cao) (recruitment), hay còn gọi là số cây bổ sung từ bên ngoài vào
(Vanclay, 1994, tr.193) [97].
 Chuyển ra: là số cây chuyển ra khỏi cỡ kính trong một định kỳ thời
gian. Số cây chuyển vào một cỡ kính bằng đúng số cây chuyển ra khỏi
cỡ kính trƣớc đó (Vanclay, 1994, tr.197) [97].
 Chết: là số cây bị chết trong định kỳ. Nguyên nhân chết có thể do các
nhân tố bên trong của lâm phần nhƣ bị chèn ép, thiếu ánh sáng, hoặc già
sinh lý; và do các nguyên nhân bên ngoài nhƣ các tai biến thiên nhiên:
bão, sét, cháy rừng,…Nhiều khi rất khó phân biệt đƣợc nguyên nhân bên
ngoài với nguyên nhân bên trong một cách chính xác ví dụ nhƣ tuổi hoặc
sâu bệnh định kỳ cũng có thể dẫn đến tai hoạ cho lâm phần (Vanclay,
1994, tr.173) [97].

23. 13
 Khai thác: cũng có thể coi là một dạng chết do con ngƣời chủ động chặt
hạ trong định kỳ theo dõi [97].
Về mặt toán học, quá trình thay đổi cấu trúc N-D của lâm phần có thể
diễn tả qua công thức nhƣ sau:
Nk,t+1 = Nk,t + Ik - Ok - Mk - Hk (1.31)
Trong đó: - Nk,t+1 là số cây ở cỡ kính k vào thời điểm t+1.
- Nk,t là số cây ở cỡ kính k vào thời điểm t.
- Ik là số cây chuyển vào cỡ kính k.
- Ok là số cây chuyển ra khỏi cỡ kính k.
- Mk là số cây chết ở cỡ kính k trong thời gian t.
- Hk là số cây bị khai thác ở cỡ kính k trong thời gian t.
Số liệu về cây chuyển vào, cây chuyển ra và cây chết của mỗi cỡ kính
đƣợc thu thập từ ô tiêu chuẩn định vị đƣợc đo đếm lặp lại theo định kỳ 5 năm
hoặc 10 năm. Số cây chuyển vào cỡ kính k bằng số cây chuyển ra khỏi cỡ
kính k-1. Nếu số cây chuyển vào chỉ hạn chế trong khái niệm bổ sung vào
tầng cây cao thì công thức (1.31) có thể viết lại nhƣ sau:
Nk,t+1 = Nk,t + Rk + Ok-1- Ok - Mk - Hk (1.32)
Trong đó: Rk là số cây bổ sung từ tầng cây tái sinh vào tầng cây cao.
Trong thực tế có thể gặp vấn đề số cây tái sinh bổ sung vào tầng cây cao
không chỉ chuyển vào cỡ kính nhỏ nhất, mà có thể chuyển vƣợt cấp lên các cỡ
kính trên đó do lƣợng tăng trƣởng trong luân kỳ cao hơn khoảng cách cỡ kính.
Để hạn chế vấn đề này, chúng ta có thể mở rộng khoảng cách cỡ kính, hoặc
rút ngắn thời gian định kỳ đo đếm. Việc tập hợp số liệu của những loài cây
hiếm có thể bao gồm sự chuyển vào, chuyển ra và chết hoặc là không đại diện
cho một cỡ kính cụ thể hoặc chỉ đại diện cho 1 hay 2 cây, dẫn đến các ƣớc
lƣợng không có tính thực tế. Để giải quyết vấn đề này, có thể phân nhóm loài,
hoặc mở rộng khoảng cách cỡ kính. Chuyển vào, chuyển ra, chết và khai thác
cũng có thể biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm số cây. Trong trƣờng hợp này sẽ

24. 14
sử dụng các chữ cái viết thƣờng o, m, h để mô tả chuyển ra, chết và khai thác
tƣơng ứng với tỷ lệ số cây trong mỗi cỡ kính, nhƣ vậy ta có:
Nk,t+1 = Rk + Nk-1,t*ok-1 + Nk,t*(1- ok - mk - hk ) (1.33)
Trong đó: - ok là tỉ lệ cây chuyển ra khỏi cỡ kính k (%).
- mk tỉ lệ cây chết ở cỡ kính k trong thời gian t (%).
- hk là tỉ lệ cây bị khai thác ở cỡ kính k trong thời gian t (%).
Công thức này thuận tiện hơn khi xây dựng mô hình động thái cấu trúc
N-D dựa vào các nghiên cứu trƣớc đó (không có số liệu từ ô định vị). Hệ số
chuyển cấp có thể suy ra từ tăng trƣởng đƣờng kính bình quân trong cỡ kính.
Trong mô hình quản lý tập trung đối tƣợng là rừng trồng thì tỷ lệ chết và
tái sinh (Recruitment) có thể sẽ thƣờng xuyên bị bỏ qua. Tuy nhiên, đối với
rừng tự nhiên thì những yếu tố này là quan trọng đối với sự biến động của lâm
phần và có thể ảnh hƣởng đáng kể đến sản lƣợng của lâm phần.
1.1.3.2. Nghiên cứu về mô hình sinh trưởng
Nhiều mô hình sinh trƣởng xây dựng cho rừng trồng bỏ qua việc dự đoán
cây chết với giả thiết rằng trong rừng trồng đƣợc quản lý tốt thì quá trình chết
không xảy ra, giả thuyết này có thể chấp nhận đƣợc đối với rừng trồng thâm
canh đƣợc quản lý tốt. Tuy nhiên, khi mô hình hoá rừng tự nhiên chúng ta
phải tính đến quá trình chết vì nó chắc chắn xảy ra do quá trình cạnh tranh
(đặc biệt là cạnh tranh về ánh sáng). Stage và Renner (1988) nhận thấy rằng
80% biến động trong dự đoán thể tích của rừng hỗn giao cây lá kim ở vùng
núi đá Hoa Kỳ là do không ƣớc lƣợng đƣợc tỷ lệ chết [91]. Rõ ràng là việc
ƣớc lƣợng tỷ lệ chết có thể ảnh hƣởng rất lớn đến độ chính xác của mô hình
sinh trƣởng và dự báo sản lƣợng rừng.
Việc phê phán và so sánh các phƣơng pháp dự báo tỷ lệ chết sẽ trở nên
dễ dàng hơn khi chúng ta phân loại đƣợc quá trình chết qua nguyên nhân và
hình thức chết xảy ra trong rừng. Hình thức chết có thể khác nhau ở quy mô,

25. 15
tần suất và tính nghiêm trọng và những điều này có thể xem xét khi lựa chọn
chiến lƣợc mô hình hoá. Tuổi của cây có thể là một nhân tố đóng góp vào sự
chết của một cây, nhƣng nó không nhất thiết là nguyên nhân chết, phần lớn
cây bị chết là do cạnh tranh, sâu, bệnh và các sự kiện ngẫu nhiên khác. Kích
thƣớc của cây tỏ ra không phải là nguyên nhân làm chết cây, nhƣng trong
thực tế lại là một nhân tố tốt để dự đoán xác suất chết của cây. Rất nhiều
nghiên cứu quan tâm đến quá trình cạnh tranh và chèn ép gây ra chết của
những cây yếu thế. Nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung thảo luận về chỉ số mật
độ lâm phần của Reineke (1933) [87] và đƣờng tỉa thƣa tự nhiên của Yoda et
al., (1963) [100]. Tuy nhiên, rất khó để giải thích một cách chi tiết quá trình
chết phụ thuộc vào mật độ ngay cả đối với các lâm phần thuần loài đều tuổi.
Trong rừng hỗn loài, tình hình càng phức hợp hơn (Sterba và Monserud,
1993) [92], tuy vậy nhu cầu ánh sáng, dinh dƣỡng và không gian sống là cần
thiết đối với sinh trƣởng của cây, và sự suy giảm các yếu tố này xuống dƣới
yêu cầu tối thiểu sẽ dẫn đến cây bị chết. Sâu và bệnh cũng có thể làm chết
cây. Trong phần lớn rừng tự nhiên, các quá trình này xảy ra trong thế cân
bằng động, nhƣng cũng có thể xảy ra dịch bệnh. Ảnh hƣởng của dịch bệnh có
thể biến động từ phạm vi làm giảm ít nhiều tăng trƣởng của rừng trong một
năm hoặc cũng có thể huỷ diệt một số loài; thời tiết cũng tác động đến hình
thức chết trong lâm phần rừng; khô hạn và úng nƣớc lâu ngày có thể đẩy
nhanh sự chết của các cây đã già cỗi; sâu bệnh và bị chèn ép cũng có thể trực
tiếp gây ra cái chết; sét, mƣa đá, gió bão có thể làm chết hoặc thƣơng tổn cây.
Thƣơng tổn do gió có thể trở thành tai hoạ và chúng phụ thuộc nhiều vào điều
kiện của lâm phần. Lửa rừng cũng có thể là một tai hoạ làm chết cây rừng

26. 16
hàng loạt. Chặt cây và khai thác của con ngƣời cũng là một hình thức làm cây
chết và cần đƣợc tính đến trong mô hình hoá sinh trƣởng và sản lƣợng rừng.
Vanclay (1994) phân biệt hai phạm trù chết chủ yếu là chết bình thƣờng
(regular mortality) do già sinh lý, bị chèn ép, bị sâu, bệnh bình thƣờng một
cách ngẫu nhiên; và chết do tai họa (catastrophic mortality) bao gồm lửa
rừng, bão lụt và dịch sâu bệnh [97]. Oliver và Larson (1990) mô tả các
nguyên nhân chính của chết bình thƣờng của cây rừng nhƣ sau (dẫn theo tài
liệu [50]):
 Thiếu ánh sáng: phụ thuộc vào đặc tính sinh thái của mỗi loài, các loài
tiên phong ƣa sáng có tỷ lệ chết cao hơn khi thiếu ánh sáng so với các
loài chịu bóng dƣới tán rừng.
 Nấm bệnh: gây ra rỗng ruột ở thân hoặc các cành chính đã bị thƣơng
tổn do gió bão, tác động của khai thác hoặc lửa rừng.
 Sâu, bệnh: cơ chế sâu bệnh bình thƣờng có thể gây ra cái chết của cây
rừng hoặc tạo tiền đề dẫn đến cây bị mục nát.
 Tác động của khai thác: các cây bị tổn thƣơng ở mức trung bình khi
khai thác có thể dẫn đến bị nấm bệnh và chết sau vài thập niên. Các
nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng những cây bị tổn thƣơng do khai
thác có tỷ lệ chết rất cao trong vòng một thập niên (Tang, 1976).
 Phơi sáng: các cây bị che bóng lâu năm, đột ngột bị phơi ra ánh sáng do hình
thành lỗ trống cũng có thể bị chết phụ thuộc vào đặc tính của mỗi loài.
Tỷ lệ chết tự nhiên trong rừng hỗn loài nhiệt đới đã đƣợc nhiều tác giả
phát hiện nằm trong khoảng 1 - 5%. Bảng 1.1 dẫn số liệu tỷ lệ chết do các tác
giả khác nhau nghiên cứu ở các kiểu rừng nhiệt đới.

27. 17
Bảng 1.1: Tỷ lệ chết bình thƣờng của rừng nhiệt đới
Tác giả Kiểu rừng
Tỷ lệ chết (%/năm)
Nhận xétCây nhỏ
(D<10cm)
Cây lớn
(D≥10cm)
Alder (1993)
Rừng ẩm
nhiệt đới nửa
rụng lá ở
Bobiri,
Ghana
(tất cả các cỡ)
Loài chịu bóng: 0,3-0,7%
Loài ƣu sáng: 1,2-1,5%
Loài tiên phong:
3-4,5%
Tỷ lệ chết trong chu kỳ 15
năm phụ thuộc chủ yếu
vào loài và tính chất sinh
thái của chúng. Rừng bị
khai thác mạnh sau 10-15
năm thì bắt đầu đo đếm.
Bryan (1980)
Rừng Dầu ở
Sarawak
4 - 5% 2 - 3%
Ô tiêu chuẩn định vị đƣợc
thiết lập sau khai thác dƣới
10 năm. Đo đếm trong
định kỳ 5 năm.
Nichoson
(1979)
Rừng Dầu ở
Sabah
1,06% Rừng không khai thác
Mervat (1972)
Rừng ẩm hỗn
giao, ở
Nigeria
5,5% 3,5%
6.224 cây trong ô tiêu
chuẩn định vị đƣợc quan
sát trong 5 năm. Sự khác
nhau trong cỡ kích thƣớc
không xác định
Singh (1981)
Rừng ẩm
thƣờng xanh,
Ấn Độ
1,11%
Khác nhau chắc chắn giữa
các loài nhƣng không có
tƣơng quan với tốc độ sinh
trƣởng.
Swaine (1992)
Rừng ẩm
nhiệt đới nửa
rụng lá.
Kade, Ghana
3,4 - 6,5% 1,5%
Rừng không khai thác đo
trong vòng 19 năm. Tỷ lệ
chết cao ở các cây bị chèn
ép.
Tang (1976)
Rừng Dầu.
Trengganu,
W. Malaysia
2,8 - 10,2%
Chu kỳ 5 năm sau khai
thác. Tỷ lệ chết tƣơng quan
cao với % tiết diện ngang
khai thác (R2
= 0,62).
Silva (1989)
Rừng lục địa.
Tapajos,
Brazilian
Amazon
3 - 4% 1,5 - 2,5%
Không có tƣơng quan giữa
tỷ lệ chết và tăng trƣởng.
Rừng đã khai thác với 1-
2% cao hơn chu kỳ sau
khai thác.
Cục Lâm
nghiệp
Honduras Anh
Rừng hỗn
loài lá rộng.
Belize
2,7%
Dáingựa(Swietiamacrophylla),
chu kỳ trên 8 năm, rừng đã khai
thácvàtácđộngmạnh.
(Nguồn: Alder, 1995, tr.136 [50])

28. 18
Việc ƣớc lƣợng tỷ lệ chết bình thƣờng có thể dựa vào lý thuyết mật độ có
hạn của lâm phần (Reineke, 1933 [87]; Yoda, et al., 1963 [100]), hoặc có thể
sử dụng các tƣơng quan thực nghiệm phù hợp với số liệu cấp lâm phần. Phần
lớn các tiếp cận lý thuyết và thực nghiệm đều dựa trên ƣớc lƣợng mật độ lâm
phần, chỉ số cạnh tranh hay sức sống của cây, một số phƣơng pháp cũng có
thể dựa trên tuổi cây. Mô hình JABOWA (Botkin, et al., 1972 [56]) dự đoán
xác suất chết từ tuổi tối đa tiềm năng của loài, với giả thiết rằng chỉ có 2% số
cây đạt đến tuổi tối đa [56]. Nhiều mô hình sinh trƣởng cho rừng đồng tuổi dự
báo tỷ lệ chết phụ thuộc mật độ giả thiết rằng có một tƣơng quan đơn giản
giữa mật độ tối đa của lâm phần (cây/ha) với kích thƣớc bình quân của cây.
Ba tƣơng quan lý thuyết đƣợc đề nghị là:
1) Không gian tƣơng đối (Wilson, 1951 [99]) đƣợc đề xuất lần đầu nhƣ
hƣớng dẫn tỉa thƣa [99], và cũng đƣợc sử dụng nhƣ mật độ giới hạn
(Mitchell, 1975) [75]. Hệ số này liên quan đến không gian bình quân
với chiều cao lớn nhất (hT) và có thể biểu diễn bằng số cây (N):
Ln(N) + 2*Ln(hT) = hằng số (1.34)
2) Chỉ số mật độ lâm phần của Reineke (1933) [87] liên quan đến mật độ
giới hạn (N) và đƣờng kính bình quân (dg):
Ln(N) + 1,6*Ln(dg) = hằng số (1.35)
3) Đƣờng tự tỉa thƣa của Yoda, et al., (1963) [100] liên quan đến mật độ
giới hạn:
Ln(N) + 2/3*Ln(v) = hằng số (1.36)
Mặc dù các mô hình lý thuyết về mật độ giới hạn này rất có ích cho dự
đoán tỷ lệ chết (ít nhất là cho rừng đồng tuổi), nhƣng vẫn còn rất nhiều hạn chế:
 Nó chỉ thể hiện số cây còn lại của của lâm phần mà không thể hiện số
cây đã chết, do đó cần phải có những giả thiết khác. Nhiều nhà nghiên
cứu giả thiết rằng các cây có kích thƣớc nhỏ nhất sẽ bị chết, nhƣng điều
này không hoàn toàn đúng trong thực tế.

29. 19
 Chúng không chỉ ra cái chết do nguyên nhân không liên quan đến cạnh
tranh (ví dụ do thời tiết, các thƣơng tổn vật lý, sâu bệnh,…). Các nguyên
nhân này có thể góp một phần đáng kể vào số cây chết. Ví dụ một nửa số
cây chết trong giai đoạn non ở rừng nhiệt đới có thể là do các nguyên
nhân vật lý (Hartshorn, 1975 [68]; Osunkjoya et al., 1992 [79]).
 Tƣơng quan kích thƣớc-mật độ có thể không tuyến tính và độ dốc của
đƣờng thẳng có thể không phải là hằng số (Alder, 1994, [50]).
 Có thể có một số vấn đề trong việc nhận dạng số liệu chết phụ thuộc
mật độ và trong việc ƣớc lƣợng các tham số của tƣơng quan (Ferguson
và Leech, 1976) [62]).
 Ngoại trừ các lâm phần thuần loài, đều tuổi, các tƣơng quan phụ thuộc
rất lớn vào nguồn số liệu (ví dụ kích thƣớc ô đo đếm), bởi vì sự chết
phụ thuộc vào mật độ có thể không xẩy ra trong tất cả các bộ phận của
lâm phần vào cùng một thời điểm (Alder, 1994, [50]).
Nhiều mô hình cỡ kính sử dụng các phƣơng pháp thực nghiệm để dự
đoán số cây chết và thƣờng dùng hàm tuyến tính đơn giản của mật độ lâm
phần và kích thƣớc tƣơng đối (Moser, 1972 [76]; Leak và Grabber, 1976 [72];
Shifley et al., 1972 (dẫn theo tài liệu [97]). Hàm Logistic thƣờng đƣợc sử
dụng để xác định xác suất sống sót của một cây. Hàm này có thể diễn đạt
bằng nhiều cách khác nhau:
)(
)(
1)(1)(
)1(1)1( Xf
Xf
XfXf
e
e
eeP  
(1.37)
Trong đó:
- P là xác suất sống sót của một cây.
- f(X) là một hàm số (thƣờng là tuyến tính) của các biến giải thích.
Xác suất chết của một cây có thể đƣợc xác định là 1-P. Hàm này có thể
đƣợc chuyển thành phƣơng trình tuyến tính nếu số liệu đƣợc phân nhóm
thành phạm trù với ít nhất một cây chết và một cây sống trong mỗi phạm trù:

30. 20
)()()
1
( Xf
N
N
Ln
P
P
LnY
dead
surv


 (1.38)
Trong đó: - P là tỷ lệ các cây sống.
- Nsurv là số cây sống.
- Ndead là số cây chết.
Phƣơng trình Logistic đã đƣợc sử dụng trong nhiều mô hình tỷ lệ chết,
thƣờng với các hàm thực nghiệm của các nhân tố đƣờng kính, chiều cao, cấp
tán và tiết diện ngang (Hamilton và Edwards, 1976) [67].
Mô hình tái sinh bổ sung dự đoán số số cây tái sinh đạt đƣợc một ngƣỡng
nhất định bổ sung vào tầng cây cao (thƣờng là D1.3 ≥ 10 cm). Có thể phân biệt
hai cách tiếp cận khác nhau:
 Tiếp cận tĩnh chú ý tƣơng đối ít đến điều kiện lâm phần và do đó dự báo
số cây tái sinh bổ sung gần nhƣ là một hằng số chỉ thị cho một giá trị
trung bình kỳ vọng trong một thời gian dài dƣới các điều kiện đặc thù.
 Tiếp cận động tƣơng ứng với điều kiện lâm phần để dự đoán số cây tái
sinh bổ sung nhƣ là một hàm số của mật độ lâm phần, tổ thành và các
tham số khác.
Vanclay (1989) dự đoán tổng số cây bổ sung vào cỡ kính 20cm ở rừng
mƣa Queensland là một hàm tuyến tính của tiết diện ngang lâm phần và chất
lƣợng lập địa [95]:
Nr = 5,466 - 0,06469*G + 1,013*S (1.39)
Trong đó: - Nr là số cây tái sinh bổ sung (cây/ha/năm).
- G là tiết diện ngang lâm phần (m2
/ha).
- S là cấp lập địa.
Tổ thành của cây tái sinh bổ sung đƣợc xác định thông qua việc dự đoán
tỷ lệ của mỗi nhóm trong 5 nhóm loài. Tỷ lệ của mỗi nhóm loài đƣợc dự đoán
từ tiết diện ngang lâm phần, chất lƣợng lập địa và tiết diện ngang của nhóm
loài (ví dụ nhóm loài gỗ lớn, sinh trƣởng nhanh):

31. 21
P1 = (1+ exp[2,41 + 0,00561*G - 0,0110*G1*S]c-1
(1.40)
Trong đó: G1 là tiết diện ngang của nhóm loài 1 (m2
/ha). Tỷ lệ này có thể
chuẩn hóa thành:


P
P
P i
i
!
(1.41)
Tái sinh bổ sung chỉ có thể xác định một cách tƣơng đối với một ngƣỡng
kích thƣớc và ngƣỡng này có thể không thích hợp cho tất cả các ứng dụng
một cách giống nhau. Ngƣỡng nhỏ nhất thích hợp với phƣơng pháp ô tiêu
chuẩn định vị có thể cung cấp mô hình tốt nhất, tuy nhiên các cuộc điều tra
rừng có thể áp dụng các tiêu chuẩn khác nhau và có thể sử dụng các ngƣỡng
lớn hơn trong đo đếm. Việc kiểm duyệt số liệu xảy ra khi ngƣỡng trong mô
hình nhỏ hơn đƣờng kính tối thiểu đƣợc đo đếm trong điều tra rừng và làm
giảm giá trị của mô hình. Một trong những giải pháp là gia tăng số liệu đo
đếm với một phân bố cây bình quân cho kiểu rừng (Randall et al., 1988) [86];
điều này thích hợp cho sử dụng số liệu không thích ứng. Một phƣơng án lựa
chọn để làm cho mô hình tái sinh bổ sung linh hoạt hơn để có thể dự đoán tái
sinh bổ sung ở các ngƣỡng. Shifley et al., (1993) [89] đề xuất một mô hình dự
đoán số cây bổ sung cho 6 loài ở trung tâm Bắc Mỹ ở các ngƣỡng từ 1-13
inches (3-33 cm). Các tác giả đã thảo luận các luận điểm sau:
 Các lâm phần có xu hƣớng tiến tới mật độ tối đa;
 Các lâm phần có mật độ thƣa có không gian tiềm năng cho tái sinh bổ sung;
 Nguồn lực cần thiết cho tái sinh bổ sung giảm khi mật độ lâm phần
tăng và do đó số cây tái sinh bổ sung giảm khi mật độ lâm phần tăng.
Mặc dù các mô hình tái sinh cung cấp nhiều đặc trƣng mong đợi, chúng
có thể không có tính thực tiễn đối với nhiều khu rừng tự nhiên do những khó
khăn trong việc xác định tên loài các cây con tái sinh và số liệu về tái sinh còn
hạn chế. Nhiều loài chịu bóng có thể tồn tại mà không sinh trƣởng dƣới tán
rừng hàng chục năm cho đến khi một lỗ trống xuất hiện tạo cơ hội để chúng

32. 22
phát triển lên tầng cây cao. Nếu các loài này bổ sung đáng kể vào tầng cây
cao và đƣợc xem xét trong hệ thống quản lý rừng thì mô hình tái sinh có thể
tạo ra các ƣu điểm trong tiếp cận với mô hình tái sinh bổ sung.
De-Miguel et al., (2013) sử dụng hiệu ứng cố định (Fixed - effects
modelling) và mô hình tác động hỗn hợp để dự báo sinh trƣởng của cây rừng
và sản lƣợng của các loài cây Centrolobium tomentosum. Kết quả cho thấy
mô hình hiệu ứng cố định (Fixed - effects modelling) là mô hình tốt nhất có
thể sử dụng dự đoán sinh trƣởng và sản lƣợng của cây rừng, tiếp theo là mô
hình tác động hỗn hợp. Mô hình cố định tác động thƣờng đƣợc sử dụng trong
trƣờng hợp dữ liệu không đƣợc hiệu chuẩn [59].
Khác với De-Miguel et al., (2013), Liang et al., (2005) đã xây dựng mô
hình ma trận phụ thuộc vào mật độ đối với sự phát triển của Linh sam
(Pseudotsuga menziesii) và cây Độc cần tây (Tsuga heterophylla) ở Tây Bắc
Thái Bình Dƣơng, Hoa Kỳ. Các mô hình dự báo số lƣợng và khối lƣợng của
cây đối với các nhóm 4 loài và 19 cấp kính. Các thông số dựa trên phƣơng
trình loài phụ thuộc vào liên kết phát triển cá thể, tỷ lệ chết, lâm phần tuyển
chọn và đặc điểm lâm phần bao gồm tính đa dạng của lâm phần về loài cây và
kích cỡ. Các phƣơng trình dự báo đƣợc xây dựng trên nguồn dữ liệu 2706 ô
định vị và số liệu đƣợc đo đếm hai lần tại một khoảng thời gian trung bình là
10 năm. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ chết không phụ thuộc vào sự đa
dạng về loài và có xu hƣớng gia tăng với sự đa dạng kích thƣớc. Không có
mối quan hệ giữa trữ lƣợng cây cá thể với loài hay với kích cỡ mật độ [73].
Murphy và Farrar (1982) đƣa ra ví dụ về mô hình phân bố đƣờng kính,
trong đó cơ bản phân bố đƣờng kính đƣợc thể hiện nhƣ một hàm của tiết diện
ngang và tỷ lệ diện tích che phủ bởi cây [77]. Một cách tiếp cận với mô hình
phân bố cấp đƣờng kính trong lâm phần không đồng tuổi là việc sử dụng mô
hình dự báo lâm phần dựa trên bảng tra đƣợc phát triển bởi Ek (1974) [61].

33. 23
Tác giả đã cho thấy phƣơng trình để dự đoán tái sinh theo định kỳ, tỷ lệ chết
và tỷ lệ sinh trƣởng của cây sống sót bởi các cấp kính là 5 cm đối với lâm
phần cây gỗ cứng ở miền Bắc. Giá trị ròng trong 5 năm thay đổi về số cây
trong một lớp đƣờng kính (Δn) đƣợc xác định là: Δn = tái sinh lâm phần - tỷ
lệ chết - tỷ lệ tăng trƣởng phía trên + tăng trƣởng trong.
Trong đó: tăng trƣởng trong lâm phần và tỷ lệ chết đƣợc ƣớc tính nhƣ
một hàm của tiết diện ngang và số cây trên 1 ha lâm phần. Tỷ lệ tăng trƣởng
phía trên đƣợc tính nhƣ là một hàm của tiết diện ngang, chỉ số địa điểm và số
lƣợng trên 1 ha trong lâm phần. Tỷ lệ tăng trƣởng trong là tỷ lệ tăng trƣởng
phía trên từ giá trị cấp đƣờng kính kế cấp thấp hơn và đƣợc ƣớc tính nhƣ là
một hàm của tiết diện ngang lâm phần và số lƣợng loài cây trên 1 ha trong
lâm phần.
Nghiên cứu của Pukkala et al., (2009) về mô hình hóa sinh trƣởng và sản
lƣợng rừng khác tuổi ở Phần Lan. Mô hình bao gồm các yếu tố: sự tăng
trƣởng đƣờng kính, chiều cao cây, mô hình tỷ lệ sống và mô hình tăng trƣởng
trong lâm phần [82]. Kết quả cho thấy các mô hình này có thể sử dụng để tối
ƣu hóa việc quản lý các lâm phần không đồng tuổi. Các biến mục tiêu trong
sự tối ƣu hóa này có thể là sản xuất gỗ hay lợi nhuận kinh tế.
Tóm lại: Từ những nghiên cứu trên đây cho thấy, ước lượng tỷ lệ chết,
mô hình tái sinh bổ sung và tăng trưởng đường kính lâm phần có ý nghĩa vô
cùng quan trọng cho việc dự đoán, dự báo và quyết định các phương án kỹ
thuật lâm sinh tác động vào rừng hợp lý, góp phần vào việc phát triển bền
vững hệ sinh thái rừng bền vững trong tương lai. Đây là những yếu tố quan
trọng đối với động thái cấu trúc lâm phần, nó ảnh hưởng đáng kể đến sản
lượng lâm phần.

34. 24
1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
1.2.1. Cấu trúc rừng tự nhiên
1.2.1.1. Cấu trúc tổ thành
Cấu trúc tổ thành thực chất là sự tham gia của các thành phần loài cây
trong quần thể rừng. Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Việt Nam, trên quan
điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1978, 1999) đã dựa trên số lƣợng và sinh
khối nhóm loài ƣu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ƣu
hợp và phức hợp. Nhóm loài ƣu thế trong các ƣu hợp không quá 10 loài, tỉ lệ
cá thể của mỗi loài ƣu thế chiếm khoảng 5% và tổng số cá thể của 10 loài ƣu
thế đó phải chiếm 40 - 50% tổng số cá thể của các tầng lập quần trong quần
thể trên đơn vị diện tích điều tra. Trƣờng hợp độ ƣu thế các loài cây không rõ
ràng gọi là các phức hợp [46], [47].
Do đặc trƣng khí hậu và đất thuận lợi cho nhiều loài cây cùng phát triển,
cho nên trong rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới hiếm khi chỉ có một loài ƣu thế
duy nhất tạo thành các quần hợp nhƣ vùng ôn đới. Theo Nguyễn Hồng Quân
(1982), trong rừng loại IVB ở Kon Hà Nừng, trên diện tích 1 ha có khoảng 60
loài, nhƣng các loài có tổ hợp lớn nhất cũng không vƣợt quá 10% [36].
Nguyễn Văn Trƣơng (1983) cho rằng, trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính
loài cây gỗ từ trạng thái rừng sào trở lên cũng có đến 30 - 40 loài/1 ha, nhƣng
trong đó loài cây gỗ lớn có thể vƣơn đến lớp không gian cao 30 m chỉ từ 10 -
20% [45]. Nguyễn Ngọc Lung (1991) qua điều tra các dạng rừng khí hậu ở
Hƣơng Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phƣơng khác cũng cho biết: trên ô
tiêu chuẩn diện tích 1 ha thƣờng có từ 23 - 25 loài, với số cây thấp nhất cũng
đạt 317 cây và cao nhất 859 cây/1 ha (dẫn theo tài liệu [10]).
So sánh với khu vực khác trên thế giới, Phạm Hoàng Hộ (1999) cho biết:
nếu ở rừng Amazon, trung bình có khoảng 90 loài/1 ha thì ở Đông Nam Á
đến 160 loài/1 ha (dẫn theo tài liệu [12] ).

35. 25
Để đánh giá tổ thành rừng, nhiều tác giả đã sử dụng công thức tổ thành
trên tỉ lệ phần 10 theo số cây, tiết diện ngang, hoặc chỉ số IV%, trong đó
phƣơng pháp tỉ lệ tổ thành (IV%) theo phƣơng pháp của Daniel Marmillod,
thƣờng đƣợc các nhà khoa học vận dụng trong những công trình nghiên cứu
cấu trúc rừng (dẫn theo tài liệu [28]).
Về nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa các loài cây trong rừng tự
nhiên, Nguyễn Hải Tuất (1991) đã sử dụng phƣơng pháp tƣơng quan giữa hai
sự kiện và phƣơng pháp kiểm tra tính độc lập bằng mẫu biểu 2x2. Hạn chế
của phƣơng pháp trên là kết quả đánh giá phụ thuộc vào độ lớn của ô thu thập
số liệu, và tác giả đề xuất có thể dùng phƣơng pháp 6 cây để đánh giá sẽ
khách quan hơn [42].
Hà Thị Mừng (2000), đã sử dụng hệ số tƣơng quan p và kiểm tra tính độc
lập bằng tiêu chuẩn χ2
theo biểu mẫu 2x2, để nghiên cứu mối quan hệ sinh
thái giữa loài giáng hƣơng với một số loài khác (dẫn theo tài liệu [18]).
Bùi Đoàn (2001), đã áp dụng phƣơng pháp phân tích định tính (dựa vào tổ
thành loài ƣu thế các loài tham gia lập quần và tầng ƣu thế sinh thái) và
phƣơng pháp sinh thái định lƣợng của M.Gounot (1965), để phân các nhóm
sinh thái phục vụ công tác điều chế rừng lá rộng thƣờng xanh ở Kon Hà Nừng
[18]. Nguyễn Văn Thêm (2004), nghiên cứu sự kết nhóm giữa các loài trong
rừng thƣờng xanh ở Đồng Nai, đã sử dụng bảng chéo 2x2, kiểm định tính độc
lập giữa các loài cây dùng tiêu chuẩn χ2
; nếu hai loài có quan hệ với nhau sẽ
tính cƣờng độ liên hệ theo thống kê Lambda, Phi và Cramer’s.V; và khi có
mặt nhiều loài cây trên ô thì mối liên hệ giữa hai loài đƣợc xác định thông qua
hệ số kết nhóm riêng phần (dẫn theo tài liệu [12]). Thật ra phƣơng pháp tính
toán của hai tác giả này phức tạp, khó áp dụng hơn phƣơng pháp mà các tác
giả nêu trên đã sử dụng.
Như vậy, có thể thấy rằng rừng tự nhiên nhiệt đới là kiểu rừng có cấu
trúc sinh thái phức tạp nhất về tổ thành loài, tầng phiến và dạng sống thể

36. 26
hiện sự phong phú về đa dạng sinh học. Các chỉ tiêu để chỉ sự đa dạng về loài
của rừng tự nhiên là hệ số hỗn loài (số loài/số cây). Trong rừng tự nhiên ở
Việt Nam hệ số này biến động từ 1/5 đến 1/13.
1.2.1.2. Cấu trúc phân bố N-D
Đồng Sỹ Hiền (1974), khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền
Bắc Việt Nam đã nghiên cứu nhiều lâm phần trên các địa phƣơng khác nhau
và đi đến kết luận chung là: Do quá trình khai thác chọn thô không theo quy
tắc, nên phân bố N/D là đƣờng phân bố có dạng răng cƣa. Với kiểu phân bố
này tác giả đã chọn hàm Meyer và họ đƣờng cong Pearson để mô tả [19].
Nguyễn Hải Tuất (1982) đã sử dụng phân bố giảm, phân bố khoảng cách
để biểu diễn cấu trúc đƣờng kính, cấu trúc chiều cao của rừng thứ sinh, đồng
thời áp dụng phƣơng trình Pearson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể [41].
Trần Văn Con (1991), đã dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc
đƣờng kính cho rừng Khộp ở Tây Nguyên [15].
Lê Minh Trung (1991) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D rừng tự
nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng 4 dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol
và Meyer, đã có kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận đƣợc phân bố
thực nghiệm của đƣờng kính rất tốt [44]. Tuy nhiên, việc xác định hai tham số
của phƣơng trình rất phức tạp vì thế đã sử dụng hàm Meyer để tính toán.
Bảo Huy (1993) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố thực nghiệm N/D
cho rừng ƣu thế Bằng lăng ở Đắc Lắc theo các dạng phân bố: Poisson, khoảng
cách, hình học, Weibull và Meyer đƣa ra kết luận phân bố khoảng cách và
trƣờng hợp phân bố riêng là phân bố hình học khái quát khá tốt cho phân bố
thực nghiệm N/D của tổng thể [26].
Lê Sáu (1996), khẳng định phân bố Weibull thích hợp nhất để mô tả
phân bố N/D cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực
nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh [38].

37. 27
Trong khi nhiều tác giả có xu hƣớng sử dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu
trúc đƣờng kính rừng tự nhiên hỗn loài. Đào Công Khanh (1996) đã dùng hàm
Schumacher để mô phỏng phân bố thực nghiệm N/D cho rừng hỗn loài ở Hƣơng
Sơn - Hà Tĩnh, với kết quả khả quan hơn hẳn so với phân bố Weibull [28].
Trong những năm gần đây, bên cạnh các nghiên cứu cấu trúc với quy mô
lâm phần, một hƣớng khác đang hình thành là nghiên cứu đi vào chi tiết hơn
đến cấu trúc nhóm loài và loài. Vũ Đình Phƣơng (1998), Vũ Đình Phƣơng và
Đào Công Khanh (2001), cho biết: trong rừng hỗn loài, từng loài cây tuy mọc
phân tán nhƣng vẫn có những quy luật về cấu trúc và tƣơng quan riêng của
chúng, đa số loài cây (55 - 60%) có cấu trúc đƣờng kính giống với cấu trúc
tƣơng ứng của lâm phần [10], [34].
Như vậy, kết quả nghiên cứu cấu trúc N/D trong các kiểu rừng thường
xanh hỗn loài ở Việt Nam có các phân bố thích hợp đã được sử dụng là:
Weibull, hàm Meyer và khoảng cách, riêng phân bố Poisson ít được sử dụng
hơn. Bên cạnh đó, thực tế cho thấy rừng tự nhiên hỗn loài nói chung giữa các
nước khác nhau, giữa các vùng sinh thái khác nhau đều có những sắc thái
giống nhau. Tuy vậy không thể không loại trừ sự khác biệt về tổ thành loài
cây và điều kiện ngoại cảnh gây nên. Chính vì vậy mà không thể không sử
dụng nhiều dạng hàm số khác nhau để mô phỏng cho cấu trúc N/D của lâm
phần rừng.
1.2.1.3. Tương quan H-D
Đồng Sỹ Hiền (1974) đã thử nghiệm nhiều dạng phƣơng trình để mô tả
quan hệ H/D và khẳng định các dạng dƣới đây có mức độ thích hợp cao. Tuy
nhiên, với mỗi loài cây khác nhau thì phƣơng trình lựa chọn có dạng khác
nhau [19]:
h = a0 + a1*d + a2*d2
(2.19)
h = a*db
hay Log(h) = a + b*Log(d) (2.20)
h = a + b*Log(d) (2.21)

38. 28
Bảo Huy (1993) đã thử nghiệm bốn phƣơng trình tƣơng quan H/D cho
từng loài cây ƣu thế: Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo và Chiêu liêu ở rừng rụng lá
và nửa rụng lá Bằng lăng tại khu vực Tây Nguyên nhƣ sau [26]:
h = a + b*d1,3 (2.22)
h = a + b*Log(d1.3) (2.23)
Log(h) = a + b*d1,3 (2.24)
Log(h) = a + b* Log(d1.3) (2.25)
Cuối cùng đã chọn đƣợc phƣơng trình thích hợp nhất là:
Log(h) = a +b* Log(d1.3) (2.26)
Đào Công Khanh (1996) và Trần Cẩm Tú (1999) đã chọn phƣơng trình
)(*)( 3.1dLogbahLog  để biểu diễn quan hệ Hvn/D1.3 cho rừng tự nhiên
hỗn loài ở Hƣơng Sơn - Hà Tĩnh [28], [40].
Nguyễn Thành Mến (2005) khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên lá
rộng thƣờng xanh sau khai thác ở tỉnh Phú Yên đã sử dụng các hàm [33]:
2
210 dadaah  (2.27)
)()( dLogbahLog  (2.28)
)(dLogbah  (2.29)
b
dah  (2.30)
Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thành Mến (2005) cho thấy cả
bốn hàm đều biểu thị tốt mối quan hệ này.
Ngoài ra còn nhiều tác giả khác trong quá trình nghiên cứu cấu trúc, sinh
trƣởng và sản lƣợng rừng cũng đã đề cập tới quy luật tƣơng quan H/D.
Nhìn chung, nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường
kính thân cây theo xu hướng thăm dò để tìm dạng phương trình thích hợp đã
được đề cập ở hầu hết các công trình nghiên cứu về cấu trúc, sản lượng rừng
cũng như các công trình lập biểu chuyên dụng phục vụ cho công tác điều tra,
kinh doanh rừng của các tác giả. Những kết quả nghiên cứu trên đây của các

39. 29
tác giả không chỉ có ý nghĩa về lý luận mà còn có ý nghĩa về thực tiễn, đây sẽ
là cơ sở để vận dụng nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao và
đường kính thân cây cho rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở một số tỉnh
miền Bắc Việt Nam.
1.2.2. Phân nhóm loài cây rừng tự nhiên
Ở Việt Nam, các nhà lâm sinh học thƣờng chia loài cây rừng thành ba
nhóm theo chức năng: (i) Nhóm loài ƣa sáng, (ii) Nhóm loài chịu bóng, (iii)
nhóm loài trung tính giữa nhóm (i) và nhóm (ii) [14]. Cũng có những quan
điểm thì phân chia các loài cây rừng thành 3 nhóm sinh trƣởng nhƣ sau: (i)
nhóm sinh trƣởng nhanh, (ii) nhóm sinh trƣởng trung bình, (iii) nhóm sinh
trƣởng chậm [48]. Với mục đích quản lý và sử dụng gỗ, đã có 350 loài cây gỗ
đƣợc phân thành 8 nhóm dựa trên các tính chất sử dụng của gỗ nhƣ tỷ trọng,
độ bền và màu sắc liên quan đến giá trị thƣơng mại của gỗ (Bộ Lâm nghiệp,
1977) [2]. Giá trị thƣơng mại của gỗ giảm từ nhóm I đến nhóm VIII. Nhóm I
bao gồm các loài gỗ quý có giá trị cao nhất, trong khi nhóm VIII gồm các loài
gỗ tạp có giá trị thấp nhất. Bảng phân loại này vẫn còn giá trị pháp lý, song nó
đã tỏ ra lạc hậu và không thích hợp với điều kiện hiện nay nữa. Một mặt là vì
các loài đƣợc xếp vào nhóm ít giá trị (V-VIII) đã trở thành các loài đƣợc ƣa
chuộng trên thị trƣờng do các công nghệ chế biến thay đổi, mặt khác việc xác
định một loài có giá trị thƣơng mại thƣờng xuyên thay đổi từ vùng này đến
vùng khác, từ công ty này đến công ty khác và thời gian này đến thời gian
khác. Nhằm mục đích xây dựng biểu thể tích cho các loài cây, Đồng Sỹ Hiền
(1974) [19], Vũ Tiến Hinh (2012) [21] đã phân nhóm loài cây theo hình số tự
nhiên. Tuy nhiên, việc phân nhóm này đều không thích hợp để phân tích dữ
liệu của hệ thống ô tiêu chuẩn định vị theo mục đích mô hình hóa và tổng hợp
số liệu về thực trạng rừng.
Trần Văn Con (2011), từ số liệu quan sát ở 22 ô tiêu chuẩn định vị của
2 kiểu rừng (rừng Khộp và rừng lá rộng thƣờng xanh), căn cứ vào 2 chỉ

40. 30
tiêu: lƣợng tăng trƣởng đƣờng kính trung bình năm (zd), kích thƣớc tối đa
loài đạt đƣợc (Dmax) và việc gán nhóm chủ quan, tác giả đã phân thành 9
nhóm loài để phục vụ cho việc xây dựng mô hình tăng trƣởng đƣờng kính
theo nhóm loài [14].
Đỗ Đình Sâm và cộng sự (2007) đã thiết lập đƣợc một số dạng phƣơng
trình tăng trƣởng đƣờng kính lâm phần ở các vùng sinh thái và tính đƣợc tăng
trƣởng rừng cho một số ô tiêu chuẩn trên các trạng thái rừng phổ biến hiện
nay [39]. Từ những phƣơng trình đã tìm đó tác giả đã xác định đƣờng kính
thành thục để có thể khai thác của các loài cây gỗ kinh doanh tuỳ thuộc tốc độ
sinh trƣởng và đặc tính sinh học của từng loài trên các vùng sinh thái: hơn 60
loài ở Bắc Trung bộ, 22 loài ở Tây Nguyên và 18 loài ở Duyên hải Nam
Trung bộ. Sắp xếp các loài cây theo tốc độ sinh trƣởng (chậm, trung bình,
nhanh) và kết hợp theo nhóm gỗ.
Trần Văn Con và cộng sự (2006) đã thiết lập bổ sung qui luật tăng
trƣởng chiều cao của 20 loài cây thƣờng đƣợc khai thác ở Tây Nguyên, cho
phép phân thành ba nhóm theo đặc điểm tăng trƣởng [11]:
 Nhóm thứ nhất, các loài cây ƣa bóng giai đoạn đầu, tăng trƣởng chiều
cao trong 10 năm đầu rất chậm sau đó tăng dần lên khi vƣợt lên đƣợc
tầng cây cao để trở thành tầng trội.
 Nhóm thứ hai, các loài cây chịu bóng nhẹ (trung tính) giai đoạn đầu,
tăng trƣởng chiều cao ở 10 năm đầu trung bình và tăng lên ở giai đoạn
sau đạt tầng cây cao ở tuổi thành thục.
 Nhóm thứ ba, các loài cây ƣa sáng, tăng trƣởng chiều cao giai đoạn đầu
rất nhanh sau đó chậm lại và dừng lại ở tầng giữa của rừng ổn định.
Trên cơ sở phân thành 3 nhóm loài trên, tác giả đã đƣa ra qui luật tăng
trƣởng đƣờng kính đã xác định đƣợc đƣờng kính tại đó tăng trƣởng đạt tối đa
để làm căn cứ khoa học cho việc xác định đƣờng kính khai thác tối thiểu.

41. 31
Có thể nói rằng, ở Việt Nam đây là công trình nghiên cứu đầu tiên về
phân nhóm loài đƣợc thực hiện dựa trên số liệu thống kê từ ô tiêu chuẩn định
vị để phân nhóm loài nhằm xây dựng mô hình tăng trƣởng.
Tóm lại, xuất phát từ những nhận định trên cho thấy, việc phân nhóm
loài theo cách thích hợp để mô hình hóa quá trình tăng trưởng và tổng hợp số
liệu là rất cần thiết, đặc biệt đối với rừng tự nhiên nhiệt đới.
1.2.3. Mô hình sinh trưởng lâm phần rừng tự nhiên
Ở Việt Nam, các nghiên cứu về quá trình chết và tái sinh bổ sung và
chuyển cấp cho rừng tự nhiên còn rất hạn chế. Chỉ trong vòng 10 năm trở lại
đây, hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để nghiên cứu động thái rừng mới đƣợc
thiết lập một cách hệ thống và bài bản.
Trần Văn Con (2010) nghiên cứu xây dựng hàm tăng trƣởng cho các loài
và nhóm loài cây rừng tự nhiên ở Tây Nguyên cho thấy quá trình chết trong
các ô tiêu chuẩn định vị diễn ra rất khác nhau, tỷ lệ chết cao nhất ở lớp cây tái
sinh, chúng biến động trong các ô tiêu chuẩn định vị từ 50 - 87% với trị số
trung bình là 67%; ở lớp cây nhỏ (1 ≤ D1,3 ≥ 10cm) tỷ lệ chết biến thiên từ 0 -
23% với giá trị trung bình là 6,8%. Trong tầng cây cao, tỷ lệ chết mang tính
ngẫu nhiên không có quy luật. Tuy nhiên, cũng có thể nhận thấy một xu thế là
tỷ lệ chết giảm dần từ cỡ kính trên 10 đến 40 cm, sau đó từ cỡ kính 45 cm trở
lên tỷ lệ chết lại có xu hƣớng tăng lên. Nguyên nhân chết của các cây ở lớp tái
sinh và cây nhỏ chủ yếu là do thiếu ánh sáng, bị chèn ép trong quá trình cạnh
tranh, còn các cây lớn ở cỡ kính 45 cm trở lên là do bị khai thác trái phép và
chúng thƣờng là các loài quý hiếm [13].
Ở Việt Nam, từ sau năm 1975 đã bắt đầu có các nghiên cứu tăng trƣởng
ở các loài cây trồng rừng nguyên liệu giấy, rừng gỗ trụ mỏ nhƣ Thông, Mỡ,
Bồ đề, Bạch đàn, Keo,... và các loài cây rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi. Tuy
nhiên các kết quả nghiên cứu về tăng trƣởng cho đối tƣợng rừng tự nhiên còn
rất hạn chế. Phƣơng pháp thu thập tài liệu vẫn áp dụng các phƣơng pháp

42. 32
truyền thống nhƣ lập ô mẫu cố định để đo đếm định kỳ nhằm xác định tăng
trƣởng lâm phần, giải tích cây (cƣa thớt, khoan tăng trƣởng, đẽo vát,...), xác
định tuổi và tăng trƣởng cây cá lẻ và tính toán tăng trƣởng cho toàn bộ lâm
phần. Phƣơng pháp xử lý tính toán đã tiến dần từ việc tính tăng trƣởng bình
quân từ một số cây mẫu bằng phƣơng pháp mô phỏng tăng trƣởng theo hàm
toán học. Phƣơng pháp này tránh đƣợc các sai số do phân cấp thời gian, nắn
tròn số lẻ hoặc các sai số do sử dụng công thức gần đúng. Hiện nay đã có biểu
tăng trƣởng cho khoảng 100 loài cây trồng rừng phổ biến và loài cây rừng tự
nhiên. Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sau đối với đối
tƣợng rừng tự nhiên nhƣ sau:
Vũ Tiến Hinh và cộng sự (2011) nhằm góp phần hoàn thiện phƣơng pháp
điều tra tăng trƣởng rừng tự nhiên và bƣớc đầu xác định tăng trƣởng trữ lƣợng
cho đối tƣợng rừng gỗ đã sử dụng số liệu tăng trƣởng của các ô tiêu chuẩn
tạm thời đƣợc xác định theo phƣơng pháp đẽo vát và số liệu ô tiêu chuẩn định
vị nghiên cứu sinh thái. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỉ lệ tái sinh bổ sung ở
tầng cây cao sau thời gian 5 năm lớn nhất ở trạng thái IIB, ở các trạng thái
thuộc đối tƣợng rừng thứ sinh tỉ lệ này xấp xỉ nhau và nhỏ nhất ở trạng thái
IV. Có thể sử dụng tăng trƣởng đƣờng kính theo cỡ kính để mô phỏng động
thái phân bố N/D làm cơ sở dự đoán trữ lƣợng và tăng trƣởng trữ lƣợng rừng
tự nhiên. Giữa suất tăng trƣởng trữ lƣợng với trữ lƣợng tồn tại mối quan hệ
chặt chẽ và có thể sử dụng quan hệ để xác định và dự đoán tăng trƣởng trữ
lƣợng rừng tự nhiên với từng định kỳ 5 năm [23].
Vũ Đình Phƣơng (1985) nghiên cứu qui luật tăng trƣởng của những loài
gỗ của lâm phần thuần loài và hỗn loài sản lƣợng cao để làm cơ sở tiếp cho
các phƣơng trình kinh doanh rừng hợp lý, đã rút ra kết luận [35]:
 Một loài cây mục đích chỉ có thể chiếm tối đa từ 30 - 40% tổng số cây
trong lâm phần, đó là những lâm phần ở độ cao từ 800 m trở lên ở Kon
Hà Nừng và Sông Hiếu.

43. 33
 Ở đai thấp hệ số tổ thành tối đa của một loài cây mục đích nào đó chỉ
chiếm đến 0,1 - 0,15. Muốn đơn giản hóa thành phần loài trong lâm
phần ở chu kỳ khai thác 2 và 3 là rất khó, vì đó là những loài cây có cỡ
đƣờng kính kế cận hoặc dự trữ. Những cây thuộc lớp dự trữ tuy có
nhiều nhƣng cũng không dễ gì có thể đơn giản hóa tổ thành một cách
mạnh mẽ đƣợc vì còn phải chú ý đến công tác điều chỉnh lại phân bố số
cây cho đồng đều trên toàn diện tích rừng.
Nguyễn Ngọc Lung (1987) kế thừa các kết quả, tài liệu của Vũ Đình
Phƣơng (1975) và của Anders (1982), đã xây dựng qui luật tăng trƣởng của
cây cá thể và lâm phần [30]. Từ đó rút ra các chỉ tiêu về sản lƣợng, tuổi khai
thác hợp lý, tuổi tỉa thƣa nuôi dƣỡng, biểu cấp đất và kiến nghị đối với các kỹ
thuật trồng rừng, chăm sóc rừng. Nghiên cứu tăng trƣởng và phát triển về
đƣờng kính (D), chiều cao (H), thể tích (V), các hàm sinh trƣởng dạng Korf
và Gompertz đã rút ra các kết luận về giai đoạn sinh trƣởng mạnh nhất và
lƣợng tăng trƣởng hàng năm Zt hay lƣợng tăng trƣởng bình quân ∆T, tuổi
thành thục số lƣợng, tuổi thành thục công nghệ và tuổi khai thác hợp lý [30].
Vũ Tiến Hinh (1987), thông qua việc nghiên cứu động thái phân bố số
cây theo đƣờng kính ở rừng tự nhiên ở vùng Đông Bắc và Bắc Trung Bộ, và
nghiên cứu về tƣơng quan đƣờng kính với chiều cao (D-H) và tƣơng quan
chiều cao với thể tích (D-H-V) sẽ tính đƣợc trữ lƣợng của những ô tiêu
chuẩn ở các trạng thái tại thời điểm a và a + n. Tác giả đã xây dựng tƣơng
quan tính nhanh lƣợng tăng trƣởng của lâm phần các trạng thái theo dạng
phƣơng trình sau [20]:
aM MbaZ na

(1.42)
aM MbaP na

(1.43)
Cơ sở lý thuyết để xây dựng hàm tăng trƣởng chiều cao của rừng Khộp
đã đƣợc Trần Văn Con (1991) nghiên cứu [15]. Xuất phát từ giả thuyết rằng:
Suất tăng trƣởng P(t)
là một hàm của cấp đất, tuổi và loài cây, tác giả đã mô

44. 34
hình hóa quá trình tăng trƣởng chiều cao của các loài cây chính trong rừng
Khộp theo dạng:
c
ttga
i
a
eseh )/(
)/( (1.44) với phƣơng trình cụ thể:
4125,0
)/(
)3436,40/(3436,40 ttg
ish  (1.45)
Trong đó: - H là chiều cao tƣơng ứng với tuổi t ở cấp năng suất Si.
- Si là chỉ số năng suất của lập địa i thể hiện bằng chiều cao đạt
đƣợc ở tuổi gốc tg.
- a, c là các tham số đặc trƣng cho nhóm loài.
Do việc xác định tuổi cây trong rừng tự nhiên là rất khó khăn cho nên
dùng tƣơng quan giữa suất tăng trƣởng (Pd) với bản thân nó (D1.3) để xác định
Pd. Đây là một tƣơng quan khá chặt và có thể dùng nhiều hàm toán học khác
nhau để biểu diễn. Ở đây tác giả đã chọn dạng thích hợp nhất là:
Pd = a + b*d-0,5
(1.46) với phƣơng trình cụ thể là:
Pd = - 0,01044 + 0,1055*d-0,5
R2
= 0,996 (1.47)
Trịnh Khắc Mƣời (1993) đã nghiên cứu quan hệ giữa suất tăng trƣởng về
thể tích và suất tăng trƣởng về đƣờng kính ở vị trí D1.3 cho từng loài (12 loài)
tại Kon Hà Nừng và Nghệ Tĩnh: Quy luật y = a + b*x của 12 loài có hệ số b
đều dƣơng. Hệ số này dƣơng thể hiện suất tăng trƣởng về thể tích tỷ lệ thuận
với suất tăng trƣởng của đƣờng kính ở vị trí 1,3 m. Có nghĩa là khi Pd1.3 tăng
thì Pv cũng tăng và ngƣợc lại [32].
Bảo Huy (1993) đã thiết lập các tƣơng quan giữa thể tích (V) với đƣờng
kính (D1.3) và chiều cao (H) cây Bằng lăng và nhóm loài ƣu thế để làm cơ sở
dự đoán sản lƣợng rừng nửa rụng lá ƣu thế Bằng lăng ổi ở Tây Nguyên [26].
Tác giả đã xác định đƣợc các tƣơng quan:
 Cho loài bằng lăng:
69004,090130,1
3,1
5
1051739,8 HDV  
(1.48)
 Cho nhóm loài ƣu thế khác:

45. 35
20327,179563,1
3,1
5
1003969,4 HDV  
(1.49)
 Quan hệ giƣa trữ lƣợng lâm phần (M) với tổng tiết diện ngang (G) và
cấp năng suất (S) và tỷ lệ tổ thành của loài Bằng lăng IV đã đƣợc xác
định bằng tƣơng quan:
10763,028900,007126,1
88416,14 
 IVSGM (1.50)
 Trên cơ sở phân bố N-D tại hai thời điểm t và t-10 xác định qua tăng
trƣởng đƣờng kính, kết hợp với các tƣơng quan H-D, các phƣơng trình
thể tích (1.49) và (1.50) tính toán đƣợc lƣợng tăng trƣởng ZM
(m3
/ha/năm). Phƣơng trình dự đoán ZM thông qua M, S và IV đƣợc tìm
thấy có dạng:
60735,000190,092253,0 4/1
1024419,0 
 SMZ
S
M
M (1.51)
Trần Quốc Dũng và cộng sự (2004), đã nghiên cứu xây dựng một số chỉ
tiêu tăng trƣởng một số trạng thái rừng tự nhiên vùng Đông Nam Bộ và Tây
Nguyên dựa trên 631 cây giải tích của 26 loài ƣu thế của vùng Đông Nam Bộ
và 587 cây giải tích của 27 loài ƣu thế của vùng Tây Nguyên [17].
Vũ Tiến Hinh và cộng sự (2010) dựa trên số liệu điều tra ở 24 ô tiêu
chuẩn, với diện tích ô là 0,5 ha bố trí đại diện cho các trạng thái rừng ở 5 tỉnh
vùng Đông Bắc và Tây Bắc Việt Nam (Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Yên
Bái, Bắc Giang), tác giả đã thiết lập đƣợc phƣơng trình tăng trƣởng đƣờng
kính cho một số loài cây, đồng thời xác định tăng trƣởng đƣờng kính bình
quân cho 67 loài cây thuộc kiểu trạng thái rừng phục hồi (IIB) và rừng thứ
sinh (IIIA1 đến IIIB). Đây là tài liệu tham khảo tốt cho nghiên cứu và cho sản
xuất lâm nghiệp ở các tỉnh thuộc vùng Đông Bắc và Tây Bắc Việt Nam [24].
Nhƣ vậy, những nghiên cứu về tăng trƣởng và sản lƣợng rừng cũng nhƣ
sử dụng các hàm toán học mô tả quy luật tăng trƣởng và sản lƣợng của cây cá
lẻ và lâm phần rất phong phú và đa dạng. Tùy từng loài cây và điều kiện cụ
thể mà có thể sử dụng các hàm toán học khác nhau để mô tả quy luật tăng

46. 36
trƣởng, tiến tới lựa chọn mô hình hợp lý là việc làm không thể thiếu đƣợc
trong khoa học điều tra rừng nhằm tạo ra tiền đề cho các nghiên cứu sau này
về xây dựng hệ thống các biện pháp kỹ thuật tác động có hiệu quả nhất trong
quản lý rừng bền vững và đa chức năng.
Tóm lại, việc xác định lượng tăng trưởng của rừng lá rộng thường xanh
hỗn loài là một vấn đề nan giải hiện nay. Có thể xác định được quá trình tăng
trưởng của những lâm phần thuần loài với độ chính xác yêu cầu. Nhưng với
rừng lá rộng hỗn loài thì chưa thể đảm bảo độ chính xác yêu cầu, bởi nguyên
nhân cơ bản là sự biến động rất lớn về tuổi, tổ thành loài và tầng thứ trong
rừng. Phương pháp tốt nhất là lập ô tiêu chuẩn định vị đo đếm nhiều lần
trong nhiều năm (nhiều chu kỳ). Phương pháp này đòi hỏi thời gian dài, giá
thành cao và rất khó thực hiện trong điều kiện cường độ kinh doanh thấp.
1.3. Thảo luận, xác định vấn đề nghiên cứu
Từ kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về vấn đề có liên quan có thể
rút ra một số nhận xét nhƣ sau:
Nhìn chung, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu công phu mà
có liên quan về lĩnh vực này cho lâm phần rừng tự nhiên. Xu hƣớng nghiên
cứu từ định tính chuyển dần sang định lƣợng các đặc điểm cấu trúc, sinh
trƣởng và sản lƣợng đã đƣợc mô phỏng bằng các hàm toán học khác nhau để
từ đó xây dựng các mô hình phù hợp cho từng lâm phần rừng tự nhiên trong
các điều kiện cụ thể. Đây là những tài liệu tham khảo có giá trị, giúp ích cho
việc lựa chọn và kế thừa phƣơng pháp nghiên cứu phù hợp cho đối tƣợng
nghiên cứu.
Hiện nay, ở Việt Nam những nghiên cứu xây dựng các mô hình mô
phỏng các quá trình động thái: tăng trƣởng đƣờng kính, chết và tái sinh bổ
sung cho rừng tự nhiên còn khá mới mẻ nhƣng rất đƣợc chú trọng. Có thể nói
đây là một trong ít công trình nghiên cứu các quá trình tăng trƣởng đƣờng
kính, quá trình chết và quá trình tái sinh bổ sung của rừng tự nhiên dựa trên số