Tạp chí NN và PTNT số 115 năm 2007, trang 62-67

Nghiên cứu cơ sở khoa học để xác định đường kính khai thác tối thiểu
hợp lý đối với cây rừng tự nhiên ở khu vực Tây Nguyên
Trần Văn Con
Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam
TÓM TẮT
Các qui định hiện hành về đường kính tối thiểu trong hệ thống khai thác chọn rừng tự
nhiên tại Quyết định số 40/2005/QĐ-BNN vẫn còn nhiều điểm bất hợp lý và thiếu cơ sở
khoa học. Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu về qui luật sinh trưởng đường kính;
tương quan giữa tăng trưởng thể tích và đường kính; và phân bố số loài theo cỡ kính để
làm cơ sở khoa học cho việc xác định đường kính khai thác tối thiểu theo loài hoặc nhóm
loài có cùng kiểu sinh trưởng trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở khu vực Tây
Nguyên. Nghiên cứu tương quan giữa tăng trưởng thể tích và đường kính cũng như
phân bố số loài theo đường kính tại đó tăng trưởng thể tích đạt giá trị tối đa cho thấy đa
số loài đạt thành thục số lượng về thể tích tại đường kính từ 50-60 cm, nhưng cũng còn
nhiều loài thành thục ở đường kính cao hơn và một số loài thành thục chỉ ở đường kính
từ 25-30cm. Kết quả nghiên cứu phân bố số loài theo cỡ kính cũng phản ánh các loài
thuộc nhóm kiểu sinh trưởng III không còn xuất hiện tại cỡ kính 50, trong khi đó các loài
thuộc nhóm kiểu sinh trưởng I và II có thể xuất hiện ở các cỡ kính cao hơn. Đây là những
cơ sở quan trọng để đề xuất thay đổi và bổ sung các qui định đường kính khai thác tối
thiểu.
Từ khoá: Qui luật tăng trưởng đường kính, tương quan giữa tăng trưởng thể tích và
đường kính, phân bố loài theo cỡ kính, đường kính khai thác tối thiểu.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Mặc dù đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu ở trong nước và ngoài nước
nhằm tạo ra cơ sở khoa học để xác định các biện pháp kinh doanh rừng tự nhiên, trong
đó có việc qui định đường kính khai thác tối thiểu trong hệ thống khai thác chọn rừng tự
nhiên hỗn loài nhiệt đới. Các qui định hiện hành về đường kính khai thác tối thiểu tại

1. Vật liệu
Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu này được kế thừa từ các nghiên cứu về tăng trưởng
cây rừng tự nhiên được công bố ở Chương tăng trưởng rừng của bộ Cẩm Nang Lâm
nghiệp, Hà Nội, 2006; số liệu thu thập được từ điều tra lâm học ở các ô tiêu chuẩn định vị
và tạm thời, tài liệu giải tích cây theo phương pháp phân đoạn và phương pháp giải tích
nhanh của Vũ Tiến Hinh.

2. Phương pháp
Sinh trưởng chiều cao của cây được mô phỏng bằng mô hình:
H = exp a
c
t
tg
a
Si
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
exp

2
Đạo hàm và khảo sát hàm này ta sẽ xác định được đường kính mà ở đó tăng
trưởng zd đạt giá trị cực đại để làm cơ sở xác định đường ính khai thác tối thiểu thích
hợp. (Trần Văn Con, 1991). Ta có:
Z
d
= 0 ở điểm d
1.3
= 0 và d
1.3
= (-b/a)
2
(4)
Z
d
= max ở điểm
2
3.1
)
0,25+2a-2a)-5,0(
b2
(=d (5)
Phương pháp xác định đường kính khai thác tối thiểu được ntiến hành trên cơ sở kiểm
tra tính đồng dạng về kiểu sinh trưởng để phân nhóm, lập phương trình chung cho nhóm
và xác định điểm đường kính thành thục số lượng lý thuyết, sau đó kết hợp với các kết
quả điều tra, đánh giá thực tế để lựa chọn đường kính khai thác hợp lý cho từng loài,
hoặc nhóm loài.
III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1. Tương quan giữa Zd và d
1,3


3
chiếm tầng trội của rừng, trong khi đó các loài cây tiên phong thuộc nhóm III, ban đầu
sinh trưởng rất nhanh về chiều cao, nhưng sau đó chậm lại và đại đa số dừng lại ở cấp
kính nhỏ, tức là thuộc nhóm gỗ nhỏ và gỗ nhở. Do giữa chiều cao và đường kính có mối
tương quan rất chặt và đã được nhiều nghiên cứu khẳng định, chúng ta có thể dựa vào
nhóm kiểu sinh trưởng này để xây dựng mô hình sinh trưởng đường kính gộp cho nhóm
loài theo kiểu sinh trưởng, trên cơ sở đó xác định đường kính khai thác tối thiểu theo loài
(Lại Thanh Hải, 2007).

Phân nhóm kiểu sinh trưởng
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
10
3
0
50
70
90
1
1

Excel. Thay các tham số a và b vào 4 và 5 xác định được d
1,3
để zd đạt cực đại cho các
loài nghiên cứu. Kết quả được ghi lại ở bảng 1 sau đây:
Bảng 1. Tham số của mô hình tăng trưởng đường kính cây rừng tự nhiên
TT Loài A b
Zd cực đại
tại d1,3=
Zd max=
Zd=0 tại
d1,3=
1 Bời lời -0.0892 1.1019 28.80831 0.295874 152.7663
2 Bứa -0.0887 1.0568 26.84224 0.273761 141.951
3 Côm -0.0872 1.1263 47.78662 0.89631 166.8304
4 Cóc đá -0.0752 1.3242 62.57235 0.523739 310.0784

4
5 Cồng -0.0826 1.3825 54.65845 0.51105 280.1368
6 Chân chim -0.0872 1.1046 30.58828 0.305459 160.4638
7 Chò -0.0762 1.3342 61.59842 0.523571 306.5716
8 Gáo -0.0887 1.1482 31.68605 0.323163 167.5667
9 Giẻ -0.0813 1.3562 54.63337 0.501213 278.27
10 Gội -0.0822 1.3362 51.65653 0.48018 264.2404
11 Giổi -0.0758 1.3232 61.33425 0.51814 304.7281
12 Sến -0.0832 1.3768 53.27365 0.502455 273.8388
13 Trám -0.0761 1.3624 64.42675 0.546774 320.5088
14 Vàng tâm -0.0832 1.3683 52.61789 0.49627 270.4681
15 Vạng -0.0824 1.3588 53.10849 0.495117 271.9297
16 Thạch đảm -0.0831 1.3658 52.57777 0.495174 270.1296
17 Trâm -0.0894 1.1242 29.78673 0.306779 158.1292

4
6
8
10
12
0204060801001
Đường kính (cm)
Tăng trưởng thể tích (m3/năm*100)
20

5Hình 2. Tăng trưởng thể tích bình quân định kỳ (10 năm) của các loài cây
rừng tự nhiên phụ thuộc đường kính
(Nguồn: Cẩm nang lâm nghiệp, chương tăng trưởng rừng , Hà Nội, 2006 ).

Dựa vào nguồn số liệu tăng trưởng của nhiều loài cây rừng tự nhiên được công bố
trong Cẩm nang lâm nghiệp, Chương tăng trưởng rừng, đã thiết lập biểu đồ mây điểm
giữa tăng trưởng thể tích và đường kính tại đó tăng trưởng thể tích đạt giá trị tối đa (xem
hình 2). Biểu đồ hình 2 này cho thấy, đa số loài cây đạt tăng trưởng thể tích tối đa tại
đường kính từ 50-60 cm. Phân bố số loài cây và đường kính tại đó thể tích đạt tăng
trưởng tối đa (xem hình 3).
Phân bố số loài cây theo đường kính tại đó tăng trưởng thể tích tối đa
0.0
20.0
40.0

đường kính chứ không nên dựa vào tuổi cây. Vì tuổi cây trong rừng tự nhiên không thể
xác định. Khi xem xét số liệu tăng trưởng và sản lượng rừng tự nhiên được công bố tại
Cẩm nang lâm nghiệp, chương tăng trưởng rừng, thấy rằng số liệu tăng trưởng đều phụ
thuộc vào tuổi. Đối với rừng trồng thì đó là cơ sở cho việc ra các quyết định quản lý.
Nhưng đối với rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi thì các kiến thức này không có mấy ý
nghĩa, mà nên phân tích quá trình tăng trưởng dựa vào một nhân tố kích thước nào đó

6
(chẳng hạn như đường kính) vì tuổi của rừng và cây rừng rất khó xác định. Trong rừng tự
nhiên có mùa sinh trưởng xác định, việc nghiên cứu tăng trưởng cũng có thể thực hiện
được thông qua phân tích vòng năm sinh trưởng. Tuy nhiên, việc phân tích này cũng
không có ý nghĩa nhiều đến các quyết định điều chế rừng hỗn loài nhiều tuổi vì tuổi của
cây chặt giải tích không thể dùng để xác định tuổi cây đang đứng trong lâm phần. Do đó
các số liệu tăng trưởng của rừng tự nhiên chỉ nên dựa vào tương quan với đường kính
cây. Chỉ có như vậy, chúng ta mới có khả năng xác định được ở đường kính nào thì cây
đạt được điểm tối đa về tăng trưởng đường kính và/hoặc thể tích; đó là các chỉ tiêu quan
trọng để xác định đường kính khai thác tối thiểu hợp lý. Lưu ý, tăng trưởng là một nhân
tố quan trọng cho các quyết định quản lý; và cũng cần lưu ý rằng các quyết định quản lý
lâm sinh cũng không thể dựa trên số liệu tăng trưởng của từng loài vì có quá nhiều loài
trong rừng. Việc phân nhóm các loài có cùng kiểu sinh trưởng tương tự nhau là rất cần
thiết. Do đó, việc phân tích các số liệu điều ra tăng trưởng (bằng phương pháp giải tích,
hay tốt hơn bằng ô tiêu chuẩn định vị) để phát hiện các kiểu sinh trưởng của loài và dựa
vào đó để phân nhóm loài, ít nhất là đối với các loài ưu thế trong từng kiểu rừng là hết
sức quan trọng và cần phải ưu tiên cho các nghiên cứu tiếp theo.

3. Phân bố loài cây theo cỡ đường kính:
Phân bố số loài cây theo cỡ đường kính tại khu vực nghiên cứu được thể hiện ở
bảng sau:
Bảng 2. Phân bố loài cây theo cỡ đường kính
Cấp D

ho, Bồ hòn, Hoa khế, Thanh thất,

42
Kháo, Gội, Bưởi bung, Ngát, Xoay, Giẻ, Giổi, Thôi chanh, Chôm
chôm, Sữa, Thị rừng, Vang, Nhọc, Re, Trám, Ba bét, Dâu da,
Trường, Đẻn,

7
50
Trường, Trám, Giẻ, Bồ hòn, Sữa, Chò chỉ, Xoay, Gi
ổ
i, Re, Gội,
Xoan đào, Thanh thất,
58
Xuân thôn, Giổi nhung, Xoan đào, Giẻ, Sữa, Giổi, Xoay, Vạng, Cóc
đá, Du móc,
66
Giổi nhung, Kháo, Sữa, Xoay, Giẻ, Trám, Giổi,
74
Giổi, Trường, Xoay, Cóc đá, Vạng,
82
Giẻ, Giổi, Vạng, Cóc đá, Chẹo, Xoay,
90
Xoay, Vạng,
98
Giổi, Giẻ, Giổi nhung,

Đã thử nghiệm dùng mô hình toán học để mô tả phân bố số loài theo cấp đường
kính. Kết quả tính toán cho thấy phân bố loài cây theo cỡ đường kính tuân theo quy luật
phân bố khoảng cách.

8
cần lưu ý đến đặc điểm này của rừng để sử dụng tài nguyên rừng cho hợp lý.
IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
(1) Tương quan Zd và d có thể mô phỏng bằng một hàm toán và trên cơ sở đạo hàm có
thể xác định được điểm thành thục số lượng cho mỗi loài cây, tức là d tại đó Zd đạt giá trị
cực đại.Tuy nhiên, việc qui định đường kính tối thiểu cho từng loài là quá phức tạp và
không cần thiết vì trong rừng tự nhiên có quá nhiều loài cây. Do đó, đã tiến hành tập hợp
số liệu của các loài trong cùng một nhóm kiểu sinh trưởng để tính toán phương trình
chung của hàm sinh trưởng đường kính cho mỗi nhóm, đó chí là hàm quan hệ Pd/d
(phương trình 2). Kết quả tính toán các tham số a và b của phương trình được ghi lại ở
bảng 3.

Biểu 3. Tham số phương trình tương quan chung Pd/d theo nhóm loài
TT Nhóm loài a b R
1 Nhóm loài I -0,0765 1,3624 0,917
2 Nhóm loài II -0,0781 1,3206 0.914
3 Nhóm loài III -0,0902 1,1217 0,995

Thay các số liệu trong bảng này vào phương trình 3, chúng ta tính được đường kính d,
tại đó Zd đạt cực đại (tức là thành thục số lượng) cho các nhóm loài như sau:
- Nhóm loài I: Zd cực đại tại: D1,3= 64 cm
- Nhóm loài II: Zd cực đại tại: D1,3= 57 cm
- Nhóm loài III: Zd cực đại tại: D1,3=29 cm.

(2) Nghiên cứu tương quan giữa tăng trưởng thể tích và đường kính cũng như phân bố
số loài theo đường kính tại đó tăng trưởng thể tích đạt giá trị tối đa cho thấy đa số loài
đạt thành thục số lượng về thể tích tại đường kính từ 50-60 cm, nhưng cũng còn nhiều
loài thành thục ở đường kính cao hơn và một số loài thành thục chỉ ở đường kính từ 25-
30cm.


Trong: Một số kết quả nghiên cứu kho0a học kỹ thuật lâm nghiệp 1976-1985 của Viện
Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 1989.
4. Nguyễn Hồng Quân, 1983: Cấu trúc rừng và phương pháp điều chế loại Ivb tại Lâm
trường Kon Hà Nừng.
5. Đỗ Đình Sâm và cộng sự, 2006: Nghiên cứu cơ sở khoa học và biện pháp kỹ thuật
kinh doanh rừng tự nhiên góp phần nâng cao năng suất và quản lý rừng bền vững. Báo
cáo tổng kết đề tài. Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, 2006.

Research on scientific background to determine the minimum diameter limit of
cutting trees in selective harvesting of natural forests in Central Highlands.
Tran Van Con
Forest Science Institute of Vietnam
Summary

The currently regulation by the Decision 40/2005/QD-BNN of the minimum diameter limit
in the selective harvesting system of natural forest seems to be not rational and does not
base on significant scientific backgrounds. The paper presents some research results on
the diameter growth; the relationship between the maximum volume increment against
the diameter size at which the volume increment is at its maximum and the number of
species and diameter distribution as scientific background to determine the minimum
diameter limit of the main dominant timber species or species group with similar growing
behaviour (growing type). The results are shown clearly visible that for most of the
species the maximum increment occurs when the diameter is at least 50 to 60 cm,
several species have the volume increment peaks at larger diameters and some at
diameter between 25-30 cm. Research results on distribution of the number of species by
diameter size also shown that species of the gowing type III do not appear any more at
the diameter size of 50 cm while species of the growing type I and II still occur at the
larger diameter sizes. These are scientific backgrounds to propose a changes of the
Decision 40/2005/QD-BNN according the minimum diameter limit.
Key words: Diameter growing behaviour, Relationship between volume increment and