(CTTĐTBP) - Cổng Thông tin điện tử Bình Phước giới thiệu đến độc giả bài nghiên cứu của nhóm tác giả Trần Quốc Hoàn (Sở Khoa học và Công nghệ Bình Phước) và Vương Văn Quỳnh (Trường Đại học Lâm nghiệp) về “Xác định chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái trên điều kiện lập địa (ĐKLĐ) tỉnh Bình Phước”.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Về bản chất, các phương pháp đánh giá đất lâm nghiệp đều xuất phát từ nghiên cứu đặc điểm các yếu tố cấu thành ĐKLĐ, đánh giá mức độ ảnh hưởng của ĐKLĐ đến sinh trưởng hoặc năng suất của cây trồng để tiến hành phân vùng lập địa phục vụ cho sản xuất. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và những hạn chế nhất định. Vận dụng ưu điểm của các phương pháp đánh giá đất lâm nghiệp hiện nay, nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá tiềm năng đến cấp dạng lập địa và đánh giá khả năng thích hợp của một số loại cây lâm nghiệp chính với ĐKLĐ tỉnh Bình Phước, trong đó có cây dầu rái.
Cơ sở cho việc đánh giá khả năng thích hợp là mối quan hệ hữu cơ giữa chỉ số sinh trưởng với các yếu tố cấu thành ĐKLĐ, đây cũng là cơ sở để phân vùng khả năng thích hợp lập địa cho mỗi loài cây trồng. Vì chỉ số sinh trưởng cây trồng là thước đo phản ánh chất lượng lập địa tốt hay xấu. Mặt khác xuyên suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này là xử lý dữ liệu từ hệ thống lưới cơ sở dữ liệu lập địa tỉnh Bình Phước với độ chi tiết đến từng điểm lập địa (tương đương 1ha) bằng MVF9. Vì vậy, không thể thiếu các phương trình hồi quy nhiều lớp phản ánh mối quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng với các yếu tố lập địa trong các chương trình xác định chỉ số sinh trưởng cho mỗi loài cây tại mỗi điểm lập địa.
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu
Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm để xây dựng được phương pháp xác định chỉ số sinh trưởng; phân tích được mối quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng với các yếu tố cấu thành ĐKLĐ.
Đối tượng điều tra, khảo sát của nghiên cứu này là cây dầu rái, dạng lập địa và các yếu tố tham gia vào phân loại dạng lập địa.
2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu bao gồm: Phân tích đặc điểm sinh trưởng của cây dầu rái; xác lập chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái trên các ĐKLĐ; phân tích mối quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng với các yếu tố cấu thành ĐKLĐ; xác định chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái tại mỗi điểm lập địa.
3. Phương pháp nghiên cứu
3.1. Kế thừa tài liệu
Kế thừa lưới cơ sở dữ liệu lập địa, kết quả phân chia lập địa mà nhóm nghiên cứu đã thực hiện tại tỉnh Bình Phước.
3.2. Điều tra ngoại nghiệp
Thiết lập hệ thống ô tiêu chuẩn điển hình trên đất lâm nghiệp: Trên cơ sở kết quả khảo sát sơ bộ, đã xác định được 40 tuyến đại diện theo phương pháp lát cắt lan tỏa, đi qua hầu hết các dạng lập địa và các mô hình sản xuất. Nghiên cứu này đã thiết lập được 500 ô tiêu chuẩn điển hình, bố trí từ 10 - 15 ô tiêu chuẩn trên một tuyến điều tra chi tiết. Các ô tiêu chuẩn có thể là sự lặp lại của các mô hình sản xuất, nhưng phải khác nhau về điều kiện lập địa. Tại mỗi ô tiêu chuẩn điển hình tiến hành đào phẫu diện và điều tra các chỉ tiêu về ĐKLĐ và sinh trưởng của cây trồng.
Điều tra bổ sung: Tuy đã có 500 ô tiêu chuẩn điển hình trong đất lâm nghiệp, nhưng gồm nhiều loại hiện trạng, nhiều loại mô hình sử dụng đất khác nhau. Nên nghiên cứu này đã tiến hành điều tra bổ sung thêm 100 ô tiêu chuẩn điển hình khác ngoài lâm phần nhằm đảm bảo có đủ dung lượng mẫu để đánh giá đúng thực trạng ĐKLĐ và chỉ số sinh trưởng của loài.
3.3. Xử lý nội nghiệp
*Đặc điểm sinh trưởng của các loài cây được lựa chọn
Từ kết quả điều tra trên 600 ô tiêu chuẩn điển hình, tổng hợp được các giá trị trung bình đường kính, chiều cao vút ngọn, chiều cao dưới cành, đường kính tán, mật độ, năng suất lâm sản ngoài gỗ và tuổi của mô hình sử dụng đất cho mỗi ô tiêu chuẩn; tổng hợp lại những ô tiêu chuẩn có mô hình sử dụng đất là rừng dầu rái để tiến hành nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng. Cây trồng sinh trưởng và phát triển có quan hệ với nhiều yếu tố, nhưng tuổi cây trồng luôn là yếu tố được xem xét trước, đặc biệt là các nghiên cứu trong lâm nghiệp. Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của cây trồng theo tuổi được thực hiện như sau:
Lập biểu đồ, đồ thị phân bố đường kính, chiều cao vút ngọn theo tuổi; thiết lập các phương trình tương quan một nhân tố giữa đường kính, chiều cao vút ngọn với tuổi trong môi trường EXCEL và STAGRAPHICS XVI.
Phân tích biểu đồ, đồ thị và phương trình tương quan đã xác lập được về dạng quan hệ giữa sinh trưởng với tuổi; so sánh, phân tích phân bố đám mây điểm với đồ thị phương trình tương quan để từ đó có những luận giải về ảnh hưởng chung của một ĐKLĐ cụ thể đến sinh trưởng của cây dầu rái.
*Xác lập chỉ số sinh trưởng của cây trồng
Chất lượng của ĐKLĐ có thể kém nhưng đã trồng được nhiều năm thì các chỉ tiêu sinh trưởng vẫn lớn và ngược lại. Khi xét trong một cấp tuổi nhất định đối với một loại cây trồng nào đó thì ĐKLĐ càng thuận lợi, cây sinh trưởng càng nhanh và ngược lại. Mặt khác, trong nghiên cứu lâm nghiệp sẽ rất khó khăn khi tìm được dung lượng mẫu trong một cấp tuổi cho một loại cây, đại diện cho nhiều dạng lập địa khác nhau và thỏa mãn được yêu cầu về độ tin cậy khi thiết lập các mô hình toán học. Vì vậy, để thỏa mãn được yêu cầu nghiên cứu về bản chất mối quan hệ giữa sinh trưởng của cây trồng với các yếu tố lập địa, đồng thời khắc phục được những khó khăn trong điều kiện nghiên cứu thực tại, nghiên cứu này đã xác lập chỉ số sinh trưởng tương đối cho chiều cao vút ngọn và đường kính của mỗi loại cây trồng, nhằm loại bỏ sự ảnh hưởng của yếu tố tuổi, đồng thời phản ánh được chặt chẽ mối quan hệ giữa sinh trưởng với các yếu tố cấu thành lập địa theo công thức Itdi = GTtti/GTlti (2.1)
Trong đó: Itdi là chỉ số sinh trưởng tương đối cho một chỉ tiêu sinh trưởng nào đó của cây trồng ở ô tiêu chuẩn thứ i. GTtti là giá trị thực tế về chỉ số sinh trưởng của cây trồng ở ô thứ i. GTlti là giá trị lý thuyết tính theo phương trình quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng với tuổi ở ô thứ i. i là ô tiêu chuẩn thứ i (ĐKLĐ thứ i), i = 1 ÷ n. n là dung lượng mẫu.
Chỉ số sinh trưởng tương đối (Itdi) đã loại được sự ảnh hưởng của yếu tố tuổi, lúc này chỉ số sinh trưởng chỉ còn phụ thuộc vào các yếu tố lập địa. Giá trị của nó biến thiên xung quang giá trị 1 và phụ thuộc vào điều kiện lập địa, Ii > 1 khi ĐKLĐ tại ô tiêu chuẩn thứ i nào đó tốt hơn điều kiện lập đia chung, Ii = 1 khi ĐKLĐ ở ô tiêu chuẩn thứ i nào đó giống với ĐKLĐchung, Ii < 1 khi ĐKLĐ ở ô thứ i nào đó có nhiều yếu tố hạn chế hơn ĐKLĐ chung cho cả phạm vi nghiên cứu. Đây cũng là lý do chọn Ii để nghiên cứu ảnh hưởng của ĐKLĐ đến sinh trưởng của cây trồng.
*Ảnh hưởng của ĐKLĐ đến sinh trưởng của cây dầu rái
Trên cơ sở số liệu về ĐKLĐ và chỉ số sinh trưởng Ii ở mỗi ô tiêu chuẩn, thiết lập các phương trình hồi quy một nhân tố và phương trình hồi quy nhiều nhân tố giữa chỉ số Ii với các yếu tố lập địa trong môi trường STAGRAPHICS XVI. Phân tích những phương trình hồi quy này sẽ cho biết mức độ ảnh hưởng của các yếu tố lập địa đến sinh trưởng của dầu rái.
*Xác định chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái tại mỗi điểm lập địa
Lập trình ứng dụng trong MVF9 để xác định các chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái tại mỗi điểm lập địa trên toàn thể lưới lập địa của tỉnh Bình Phước.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1. Đặc điểm sinh trưởng
Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá sinh trưởng của cây trồng là đường kính và chiều cao bình quân theo tuổi. Từ kết quả điều tra, tổng hợp và phân tích đã xác định được đặc điểm sinh trưởng cây dầu rái như sau:
Đặc điểm sinh trưởng về chiều cao vút ngọn
*Quan hệ giữa sinh trưởng chiều cao với tuổi
Thời gian là một yếu tố có ảnh hướng lớn đến sinh trưởng của cây trồng. Phân tích kết quả điều tra 42 ô tiêu chuẩn về mối quan hệ giữa thời gian và sinh trưởng Hvn của cây dầu rái được trình bày ở Đồ thị 3.1, Biểu đồ 3.1 và phương trình (3.1)
Từ Đồ thị 3.1, Biểu đồ 3.1 dễ dàng nhận thấy chiều cao được tăng lên rõ rệt theo thời gian, khi tuổi cây dầu rái biến động từ 5 - 30 tuổi thì chiều cao vút ngọn cũng biến đổi tăng dần từ 5,7 - 27,7m. Mối quan hệ giữa Hvn của cây dầu rái với tuổi được mô tả bởi phương trình Hvn = -10.0976 + 9.63701*ln(Tuoi) (3.1). Trong đó: Hvn là chiều cao vút ngọn (m), Tuoi là tuổi cây (năm). Phương trình 3.1 có hệ số R = 0.852511, giá trị P = 0.0000. Đường cong phương trình được minh họa ở Đồ thị 3.2:
*Chỉ số sinh trưởng tương đối về chiều cao
Từ công thức 2.1 và phương trình 3.1 đã xác lập được chỉ số sinh trưởng tương đối chiều cao vút ngọn của cây dầu rái (Ihvn) trên 42 dạng lập địa khác nhau. Minh họa quan hệ giữa Ihvn với yếu tố tuổi như Đồ thị 3.3 dễ dàng nhận thấy chỉ số sinh trưởng Ihvn không còn quan hệ với yếu tố tuổi nữa, khi yếu tố tuổi biến động từ 5 đến 30 thì những điểm giá trị Ihvn gần như tập hợp thành giải chạy song song song với trục hoành (trục tuổi), nhìn chung độ rộng của dải này giao động từ 0,6 đến 1.6813 và đường trung tâm của dải có giá trị xấp xỉ với 1.0000.
2. Phân tích ảnh hưởng của ĐKLĐ đến sinh trưởng chiều cao
Mối qua hệ giữa giá trị quan sát và dự báo của phương trình được minh họa bởi Đồ thị 3.4. Phân tích tương quan nhiều nhân tố giữa chiều cao của cây trồng với các yếu tố lập địatrong STATGRAPHICS XVI cho phương trình 3.4. Phương trình có hệ số xác định R2 = 70.0408 % (R = 0.8369) và giá trị kiểm định P = 0,0000 nên phương trình có mức tương quan chặt và tồn tại ở độ tin cậy trên 95%.
Ihvn = 0.435491 - 0.0353123*log(Dcao) + 0.273298*log(Dday) - 0.0018634*(Ddoc)2 + 0.32877*Idat + 0.658863*1/(KV)1.25 - 0.236942*log(S) (3.2)
Trong đó: Dcao là độ cao tuyệt đối (m), Dday là độ dày tầng đất (cm), Ddoc là độ dốc (độ), KV là tỷ lệ kết von trong đất (%), S là tỷ lệ cấp hạt sét (%).
3. Xác định chỉ số sinh trưởng Ihvn tại các điểm lập địa
Tổng hợp kết quả xác định chỉ số sinh trưởng Ihvn tại các điểm lập địa cho thấy giá trị Ihvn tại các điểm lập địa trên địa bàn toàn tỉnh biến động từ 0,5 đến 1.43, giá trị trung bình là 0,9497, độ lệch chuẩn là 0,1940; tổng số lượng điểm lập địa 687.446 (tương ứng với 683.724,25 ha tổng diện tích tự nhiên của tỉnh).
KẾT LUẬN
Tổng hợp những kết quả nghiên cứu về chỉ số sinh trưởng của loài dầu rái trong ĐKLĐ tại tỉnh Bình Phước cho phép đi đến một số kết luận sau đây:
(1) Phương trình hồi quy phản ánh quan hệ giữa chiều cao vút ngọn với tuổi có dạng Hvn = -10.0976 + 9.63701*ln(Tuoi). (2) Phương trình hồi quy phản ánh quan hệ giữa đường kính tại vị trí 1,3m với tuổi có dạng: Dkinh = -17.0018 + 12.5471*sqrt(Tuoi). (3) Xác lập được chỉ số sinh trưởng chiều cao, chỉ số sinh trưởng đường kính loại bỏ được ảnh hưởng của yếu tố tuổi, chỉ phụ thuộc vào các yếu tố cấu thành ĐKLĐ để làm căn cứ cho nghiên cứu đánh giá lập địa. (4) Phương trình hồi quy phản ánh quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng chiều cao với các yếu tố lập địa có dạng: Ihvn = 0.435491 - 0.0353123*log(Dcao) + 0.273298*log(Dday) - 0.0018634*(Ddoc)2 + 0.32877*Idat + 0.658863*1/(KV)1.25 - 0.236942*log(S). (5) Phương trình hồi quy phản ánh quan hệ giữa chỉ số sinh trưởng đường kính với các yếu tố lập địa có dạng: Idk = 2.19849 + 1.00237*1/log(Dcao) - 0.00533611*(Ddoc)1.5 - 4.07445*1/log(Dday) + 0.000624775*1/log(Idat) - 0.112622*log(KV) - 0.000650636*(S)1.5. (6) Giá trị chỉ số sinh trưởng Ihvn tại các điểm lập địa trên địa bàn tỉnh biến động từ 0,5 đến 1.43. Chỉ số sinh trưởng Ihvn được chọn là chỉ số sinh trưởng để phục vụ các nghiên cứu đánh giá khả năng thích hợp của cây Dầu ráivới điều kiện lập địa.
KHUYẾN NGHỊ
Tích hợp lưới cơ sở dữ liệu lập địa đã cập nhật chỉ số sinh trưởng của cây dầu rái vào hệ thống dữ liệu của ngành nông lâm nghiệp ở Trung tâm Điều hành thông minh (IOC) để góp phần thực hiện thành công chuyển đổi số ở Bình Phước.
Sử dụng kết quả nghiên cứu cùng với sự hỗ trợ của các phần mềm chuyên dụng để tiếp tục nghiên cứu đánh giá và phân vùng khả năng thích hợp của các mô hình sử dụng đất nông lâm nghiệp với ĐKLĐ tỉnh Bình Phước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ngô Quang Đê, Triệu Văn Hùng, Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Hữu Lộc, Lâm Xuân Sanh và Nguyễn Hữu Vinh (1992). Lâm sinh học tập I. Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội, trang 20 - 90.
2. Trần Quốc Hoàn, Phùng Văn Khoa, 2013. Xây dựng lưới cơ sở dữ liệu lập địa tỉnh
Bình Phước. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 5/2013
3. Đỗ Đình Sâm và Nguyễn Ngọc Bình (2001). Đánh giá tiềm năng sản xuất đất lâm nghiệp. Nhà xuất bản Thống kê, Hà Nội.
4. Đỗ Đình Sâm, Ngô Đình Quế và Vũ Tấn Phương (2005). Hệ thống đánh giá đất lâm nghiệp Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
5. Nguyễn Hải Tuất, Vũ Tiến Hinh và Ngô Kim Khôi (2006). Phân tích thống kê trong lâm nghiệp. Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội, 324 trang.
6. Michael A., Alice A., Marl A., Richard L.C., Jay V.S., Richard S., Authur Y. (1996). Using Visual Foxpro 5. QUE Corporation, United States of America, 924 pages.
7. Statpoit Technologies, Inc. (2010). Centurion XVI user manual. www. STATGRAPHICS.com
