lập biểu thể tích thân cành ngọn cho một số loài cây khai thác phổ biến trong rừng tự nhiên khu vực bắc trung bộ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (957.37 KB, 26 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
PHẠM THẾ ANH
LẬP BIỂU THỂ TÍCH THÂN, CÀNH, NGỌN CHO MỘT SỐ LOÀI
CÂY KHAI THÁC PHỔ BIẾN TRONG RỪNG TỰ NHIÊN
VÙNG BẮC TRUNG BỘ VIỆT NAM
Chuyên ngành: Điều tra và quy hoạch rừng
Mã số: 62 62 02 08
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP
HÀ NỘI – 2014
Luận án được hoàn thành tại:
Trường đại học lâm nghiệp – Xuân Mai – Chương Mỹ - Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Vũ Tiến Hinh
Phản biện 1: ……………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Phản biện 3: ……………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Luận án sẽ được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại:
………………………………………………………………………………
Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm 20 …
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện quốc gia và thư viện trường Đại
học Lâm nghiệp
CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
1) Vũ Tiến Hinh, Phạm Thế Anh, Phùng Nhuệ Giang “Xác định một số đặc điểm
cơ bản của hình số tự nhiên làm cơ sở lập biểu thể tích cho một số loài cây đang được
khai thác chủ yếu ở rừng tự nhiên của Việt Nam”. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn số tháng 11 năm 2011.
2) Vũ Tiến Hinh, Phạm Thế Anh, Phùng Nhuệ Giang, Hoàng Xuân Y, Vũ Tiến
Hưng, Hoàng Văn Hoàn “Nghiên cứu phương pháp điều tra thể tích cành cho một
số loài cây đang được khai thác chủ yếu ở rừng tự nhiên của Việt Nam”. Tạp chí
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số tháng 11 năm 2011.
3) Vũ Tiến Hinh, Phạm Thế Anh, Phùng Nhuệ Giang, Hoàng Xuân Y, Vũ Tiến
Hưng, Hoàng Văn Hoàn “Xác định tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây cho một số
loài cây đang được khai thác chủ yếu ở rừng tự nhiên của Việt Nam”. Tạp chí Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn số tháng 11 năm 2011.
4) Phạm Thế Anh “Nghiên cứu đặc điểm hình số tự nhiên làm cơ sở lập biểu thể tích
thân, cành, ngọn một số loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ”. Tạp chí
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn số 19 năm 2012.
5) Vũ Tiến Hưng, Phạm Thế Anh “Lựa chọn phương trình xác định thể tích thân
các loài cây khai thác phổ biến ở rừng tự nhiên vùng Bắc trung bộ”. Tạp chí Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn số 20 năm 2012.
6) Vũ Tiến Hinh, Phạm Thế Anh, Hoàng Xuân Y, Nguyễn Trọng Bình, Phạm
Ngọc Giao, Vũ Tiến Hưng, Vũ Thế Hồng, Đỗ Anh Tuân, Lê Tuấn Anh “ Xây
dựng biểu thể tích gỗ thân, cành, ngọn cây đứng cho một số loài cây khai thác chủ
yếu trong rừng tự nhiên ở Việt Nam”. Đề tài khoa học cấp bộ nghiệm thu năm 2012.
1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Bắc trung bộ là một trong những vùng còn hoạt động khai thác bình thường ở rừng tự
nhiên hàng năm. Theo kế hoạch được phân bổ (Nguồn: thông báo 1481/BNN-TCLN ngày 6
tháng 5 năm 2013) riêng 3 tỉnh: Thừa Thiên - Huế, Quảng Bình, Nghệ An được khai thác
21000m
3
gỗ rừng tự nhiên năm 2013. Khi lập kế hoạch điều chế hoặc thiết kế khai thác rừng
không chỉ cần số liệu trữ lượng mà quan trọng hơn cần biết thể tích thân cây cũng như một
số bộ phận chủ yếu từng cây cá lẻ thuộc đối tượng có thể cung cấp được. Để làm điều đó,
thực tiễn luôn sử dụng các bảng tra lập sẵn gọi chung là “Biểu thể tích”. Biểu thể tích dùng
cho các loài cây rừng tự nhiên Việt Nam đều được lập bằng phương pháp đường sinh thân
cây.
Phương pháp hệ đường sinh thân cây trong lập biểu thể tích mặc dù có cơ sở khoa
học rất chặt chẽ nhưng cũng có mặt hạn chế là phải dựa vào một số điều kiện nhất định. Khi
vận dụng cho một đối tượng nào đó, đặc biệt là rừng tự nhiên, các điều kiện này không phải
lúc nào cũng thỏa mãn. Kết quả kiểm tra cho thấy 13/34 loài cây vùng Bắc trung bộ có hình
số tự nhiên không độc lập với kích thước thân cây (chiếm 38%). Những loài cây này không
đủ điều kiện để lập biểu bằng phương pháp đường sinh. Mặt khác phương pháp dùng đường
sinh xác định thể tích thường cho độ chính xác thấp hơn phương pháp các hàm thể tích nên
việc lập một biểu mới khắc phục được các hạn chế nêu trên là đòi hỏi của lí luận và thực
tiễn hiện nay. Trước thực trạng vấn đề nêu trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Lập biểu thể
tích thân, cành, ngọn cho một số loài cây khai thác phổ biến trong rừng tự nhiên vùng
Bắc trung bộ Việt Nam”.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Xây dựng được cơ sở khoa học cho phương pháp lập biểu dựa vào mối quan hệ giữa thể
tích với các nhân tố cấu thành thể tích thân hoặc bộ phận thân cây.
Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần bổ sung và minh họa nội dung giảng dạy môn khoa học
điều tra và sản lượng rừng trong các trường đại học có chuyên ngành lâm nghiệp ở Việt Nam.
Cung cấp thêm một công cụ để thực tiễn có thể lựa chọn sử dụng trong công tác điều tra
tài nguyên cũng như quản lí rừng tự nhiên ở vùng Bắc trung bộ sau này.
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu chung: Góp phần bổ sung cơ sở lý luận và hoàn thiện hệ thống bảng
biểu phục vụ công tác kiểm kê tài nguyên và quản lí rừng tự nhiên theo hướng phát triển bền
vững.
Mục tiêu cụ thể:
2
- Đề xuất được phương pháp hệ lập biểu thể tích thân, cành, ngọn cho một số loài cây
khai thác phổ biến ở rừng tự nhiên ở vùng Bắc trung bộ bằng phương pháp tổng hợp.
- Xây dựng được biểu thể tích thân, cành, ngọn cho một số loài cây khai thác phổ
biến ở vùng Bắc trung bộ thỏa mãn độ tin cậy đặt ra.
4. Những đóng ghóp mới của luận án
Phát hiện thêm một số đặc điểm hình dạng thân cây và bộ phận thân cây thuộc đối
tượng khai thác phổ biến ở rừng tự nhiên.
Khẳng định quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính ngang ngực và chiều cao
rất chặt chẽ theo hàm Schumacher – Hall và xác định phương trình cụ thể cho 34 loài cây
khai thác phổ biến ở vùng Bắc trung bộ.
Khẳng định quan hệ rất chặt chẽ giữa thể tích gỗ dưới cành (v
dc
) với thể tích thân cây
(v) theo dạng tuyến tính bậc 1 và xác định được phương trình cụ thể cho 34 loài cây khai
thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
Xây dựng được biểu thể tích thân và bộ phận thân cây cũng như cành to thân cây cho
34 loài khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
5. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài.
- Phạm vi nghiên cứu: Các nội dung nghiên cứu được triển khai ở vùng Bắc Trung
Bộ. Trong đó, số liệu được thu thập ở những tỉnh đang có khai thác gỗ rừng tự nhiên, như
Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế, Quảng Bình, Nghệ An,
- Đối tượng nghiên cứu là những cây ngả ở những địa điểm được cấp phép khai thác
gỗ. Số liệu lập biểu cũng như số liệu kiểm tra biểu được thu thập đồng thời ở trong cùng địa
điểm khai thác. Sau đó, với mỗi loài sẽ giữ lại 10 hoặc 15 cây điều tra cuối cùng làm tài liệu
kiểm tra biểu.
- Đối tượng điều tra là những cây thai thác và những cây đổ gẫy do khai thác, đường
kính thường từ 30cm trở lên. Tuy nhiên, luận văn có tham khảo thêm một số tài liệu cây ngả
có kích thước nhỏ để tìm hiểu khả năng ngoại suy kết quả cho cây có d<30cm.
- Số liệu thể tích trong biểu: Theo quy định về quy phạm khai thác gỗ của Bộ Nông
nghiệp và PTNT thì số liệu trong biểu sẽ là các loại thể tích: gỗ thân cây (từ mặt đất đến
ngọn cây), gỗ to thân cây, gỗ dưới cành (còn gọi là gỗ lớn), gỗ tận dụng thân cây, gỗ tận
dụng cành cây, gỗ ngọn cây. Gỗ ngọn cành cây do đo tính rất phức tạp, khó có điều kiện lấy
ra khỏi rừng để trở thành hàng hóa, vì vậy loại gỗ này không được đề cập trong luận án.
3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Lịch sử lập biểu thể tích luôn gắn chặt và là minh chứng cho lịch sử phát triển của
khoa học Điều tra rừng theo chiều hướng ngày càng tinh vi, chính xác và hiệu quả hơn.
Những công trình nghiên cứu về lĩnh vực này rất phong phú và gắn với những tác giả tiêu
biểu trong và ngoài nước như: Grundner & Schwappach (Đức), Tiourin, Zakharov,
Anoutchin, Choustov, … (Nga), Mass (Thụy Điển), Schiffel (Áo), Korsun (Tiệp Khắc cũ),
Schumacher – Hall, Spurr (Mỹ), … Đặc biệt ở Việt Nam là các công trình của các tác giả:
Krȁuter (1958), Đồng Sĩ Hiền (1974), Nguyễn Ngọc Lung (1972, 1999), Vũ Tiến Hinh
(2012),…
Trên cơ sở tổng quan các công trình nghiên cứu đã công bố trên thế giới cũng như ở
trong nước theo quan điểm khác nhau của các nhà khoa học lâm nghiệp từ trước đến nay thì
vấn đề lập biểu thể tích có thể tóm lược theo mấy điểm sau:
- Biểu được lập và sử dụng cho đối tượng nào? Vấn đề này đã được GS.TS Đồng Sĩ
Hiền [8] giải quyết về cơ bản: Biểu được lập cho đối tượng rừng tự nhiên (hỗn loài khác
tuổi) và được sử dụng vào việc xác định trũ lượng lâm phần. Tuy nhiên, do biểu lập ra nhằm
phục vụ công tác thiết kế sản xuất nên còn phải cho phép xác định được thể tích của tập hợp
cơ giới cây đứng hoặc cây cá lẻ trong Lâm phần.
- Về kiểu biểu: Cần xác định biểu lập thuộc kiểu chung hay kiểu riêng (chung cho
các loài, nhóm loài có hình dạng thuần nhất hay riêng cho từng loài cây). Vấn đề này cần
được nghiên cứu sâu về nhân tố hình dạng thân cây.
- Về chọn nhân tố tạo biểu hay loại biểu: Xuất phát từ yêu cầu về đối tượng lập và sử
dụng biểu hiện nay chỉ có hai loại biểu đáp ứng được đó là biểu thể tích 2 nhân tố lập cho
từng loài hay tổ hình dạng và biểu thể tích 3 nhân tố.
- Về chọn phương pháp lập biểu: Hiện nay phổ biến nhất có 2 phương pháp lập biểu,
ở Việt Nam phổ biến dùng phương pháp tổng hợp (xét trực tiếp quan hệ v cần xác định với
các nhân tố dễ xác định cấu thành thể tích) và phương pháp đường sinh thân cây.
Từ những kết luận rút ra trong nghiên cứu tổng quan, cho phép tác giả xác định được
hướng đi chính của luận án là: Lập biểu thể tích 2 nhân tố cho từng loài cây bằng phương
pháp tương quan (còn gọi là phương tổng hợp hoặc phương pháp hiện đại). Biểu cho phép
không chỉ xác định thể tích thân cây hay bộ phận của nó cho tổng thể cây đứng (trữ lượng)
mà còn tìm được tổng thể tích của một tập hợp cơ giới cây cá lẻ.
4
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đặt ra, đề tài thực hiện các nội dung nghiên cứu cơ bản sau
đây:
2.1.1. Nghiên cứu đặc điểm hình số thân cây và bộ phận thân cây thuộc đối tượng
khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
2.1.2. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích thân hoặc bộ phận thân cây với đường kính
ngang ngực cả vỏ và chiều cao thân cây.
2.1.3. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích bộ phận thân cây với thể tích thân cây.
2.1.4. Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích thân cây hoặc bộ phận thân cây
đứng cho các loài khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
2.1.5. Lập biểu thể tích thân, cành, ngọn một số loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc
trung bộ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu.
2.2.1. Quan điểm và phương pháp luận nghiên cứu.
Thân cây hoặc bộ phận thân cây được xem như một khối hình học tròn xoay đầy
hoặc cụt nên giữa các nhân tố tạo nên thể tích của chúng sẽ tuân theo những qui luật toán
học xác định. Tuy nhiên, cây rừng là một cơ thể sống nên các qui luật này bị chi phối bởi
nhiều yếu tố nội tại và ngoại cảnh khác nhau nên rất đa dạng và phong phú. Vì vậy, chỉ trên
cơ sở một nguồn tài liệu đủ lớn tính đại diện cao và bằng các phương pháp phân tích, đánh
giá khách quan mới có thể rút ra các kết luận cần thiết và có ý nghĩa.
Trong sản lượng rừng, sản lượng được hiểu là kích thước của 1 hoặc nhiều cá thể cây
trong lâm phần ở một mốc thời gian nào đó, hoặc là lượng gỗ của lâm phần có thể cho thu
hoạch tại một thời điểm xác định. Chỉ tiêu thường dùng để biểu thị sản lượng là thể tích
hoặc trữ lượng (hay tổng thể tích) tại thời điểm đó.
Theo qui định hiện hành, trên một thân cây gỗ khai thác có các loại thể tích cần xác
định được minh họa ở hình 2.1. Trong đó, với một cây đứng các đại lượng quan tâm nhất
là : Thân cây, gỗ to thân cây, gỗ dưới cành.
Với thân cây, gỗ thương phẩm được tính từ mặt cắt khi khai thác (độ cao gốc chặt)
đến một đường kính được giới hạn nào đó, còn với cành cây được tính từ gốc cành đến vị trí
đường kính giới hạn nói trên.
5
Hình 2.1. Các loại thể tích trên một cây khai thác
1- Gốc chặt.
2- Gỗ dưới cành có thể lấy ra (còn gọi là gỗ lớn).
3- Gỗ tận dụng thân cây.
4- Gỗ ngọn cây.
(1+2) Gỗ dưới cành
(1+2+3+4) Thân cây đứng.
(1+2+3) Gỗ to (gỗ lợi dụng) thân cây đứng.
5- Gỗ tận dụng cành cây (gỗ lớn cành cây).
2.2.2. Thu thập tài liệu và xử lí tài liệu.
- Luận án dựa vào hồ sơ thiết kế khai thác đã được phê duyệt trong 5 năm gần nhất
để tiến hành lựa chọn loài cây khai thác phổ biến.
- Xác định số lượng cây chặt ngả cho mỗi loài: dựa vào nguyên lý thống kê toán học
và biến động của hình dạng thân cây luận án đã xác định được số lượng cho mỗi loài là ≥30
cây rải đều theo các cỡ kính.
- Chặt ngả từng cây, tiến hành chia đoạn và đo các chỉ tiêu sau:
+) Đo chiều dài men thân, đo chiều cao dưới cành, chiều cao tới vị trí cả vỏ có đường
kính bằng 25cm.
+) Đo đường kính gốc cành to, chiều dài từ gốc cành tới vị trí đường kính cả vỏ bằng
25cm. Chia cành to thành phân đoạn 2m và đo đường kính cả vỏ, không vỏ cho từng phân
đoạn đã chia, đo đường kính cả vỏ, không vỏ ở các vị trí 1/10 chiều cao, 1,3m, dưới cành,
… đã đánh dấu trên cây ngả.
- Tính toán các chỉ tiêu cần thiết cho từng cây ngả (v, v
25
, v
dc
, v
gc
, hệ số thon, tỷ suất
vỏ, …) theo các công thức thông dụng trong nghiên cứu về điều tra rừng.
- Kiểm tra một số qui luật của hình số thân cây bằng tiêu chuẩn thống kê:
Kolmogorov - Smirnov, Fishe.
- Nghiên cứu mối liên hệ giữa các nhân tố điều tra thân cây bằng phương pháp hồi
qui 1 hoặc nhiều biến số.
- Kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu bằng tài liệu khách quan không tham gia tính
toán.
Toàn bộ tài liệu nghiên cứu được xử lí tính toán bằng máy tính với các chương trình
lập sẵn trên phần mềm EXEL (Microsoft office 2010) hoặc SPSS thông dụng hiện nay.
Theo phương pháp trên, luận án đã thu thập số liệu 34 loài cây thuộc đối tượng khai
thác gồm 1644 cây ngả trong đó 1194 cây được dùng để lập biểu, 450 cây dùng để kiểm
nghiệm biểu. Ngoài ra luận án còn tham khảo sử dụng 76 cây ngả có kích thước nhỏ nhằm
thăm dò khả năng mở rộng kết quả nghiên cứu sau này.
6
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm của hình số thân cây và bộ phận thân cây thuộc đối
tượng khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
Hình số là đại lượng không thể đo được trên thân cây nên việc nghiên cứu về hình số
là nền tảng cơ bản nhất khi muốn lựa chọn phương pháp xác định thể tích cây đứng. Vấn đề
này được nhiều tác giả đi trước nghiên cứu sâu sắc và có những kết luận khá nhất trí. Vì
vậy, ở nội dung nghiên cứu này đề tài chỉ đặt mục tiêu kiểm tra một số kết luận đã được
khẳng định và bổ sung nghiên cứu sâu hơn về một vài đặc điểm có ý nghĩa cơ sở cho việc
xây dựng phương pháp xác định thể tích cây đứng rừng tự nhiên vùng Bắc trung bộ.
3.1.1. Đặc điểm hình số tự nhiên thân và bộ phận thân cây.
3.1.1.1. Đặc điểm hình số tự nhiên thân cây thuộc đối tượng khai thác phổ biến vùng Bắc
trung bộ.
Kết quả kiểm tra luật phân bố và tính ổn định của f
01
cho thấy: f
01
thân cây đều tuân
theo luật chuẩn, 38% số loài có f
01
thân cây phụ thuộc vào d và h. Từ đó, phương pháp
đường sinh chưa đủ cơ sở chắc chắn khi sử dụng lập biểu cho 34 loài cây nghiên cứu ở vùng
Bắc trung bộ.
Hệ số biến động của hình số tự nhiên thân cây dao động trong phạm vi khá hẹp, từ
5,7% (loài Lim xẹt) đến 9,6% (loài Vạng trứng) trung bình là 7,3%. Tương ứng với độ biến
động trên, khi chọn độ tin cậy 95% và sai số đặt trước ±3% thì dung lượng mẫu cần điều tra
để xác định f
01
bình quân của loài dao động từ 15 đến 40 cây, trung bình là 24 cây. Từ đó
dung lượng mẫu cho các loài cây nghiên cứu của đề tài từ 24 đến 52 cây đã đảm bảo đủ lớn
và các trị số f
01
bình quân có thể đủ độ tin cậy để sử dụng sau này.
Từ những kết quả nghiên cứu về hình số tự nhiên thân cây đề tài đã rút ra một số kết
luận:
- Phân bố số cây theo cỡ hình số tự nhiên (N - f
01
) luôn tiệm cận với luật phân bố
chuẩn.
- Hình số tự nhiên f
01
không hoàn toàn độc lập với d
1.3
và h thân cây, nên việc dùng
trị số f
01
bình quân để tính toán thể tích cho mọi thân cây có kích thước lớn, nhỏ khác nhau
ở 34 loài cây nghiên cứu chưa có cơ sở chắc chắn.
- Hệ số biến động của hình số tự nhiên thường nhỏ (7,3%) và chỉ cần đo tính 24 cây
mẫu cho mỗi loài có thể đảm bảo xác định f
01
bình quân với sai số không vượt quá ±3%
(ứng với độ tin cậy 95%).
3.1.1.2. Đặc điểm hình số tự nhiên bộ phận thân các loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc
trung bộ.
Hình số bộ phận thân cây cũng tuân theo luật chuẩn.
7
- Biến động bình quân của hình số tự nhiên bộ phận thân cây so với hình số tự nhiên
thân cây thường cao hơn tới 1,5 lần. Có hiện tượng này vì đại lượng f
01
bộ phận thân cây
không chỉ bị chi phối bởi yếu tố sinh vật học đơn thuần (cụ thể là yếu tố loài cây) mà còn
phụ thuộc vào tổng hợp các nhân tố sinh thái học khác (chẳng hạn mật độ, độ tàn che, vị trí
sống của cây trong rừng, …).
- Có tới 40% số loài cây hình số tự nhiên bộ phận gỗ dưới cành phụ thuộc vào d và h
nên phương pháp đường sinh chưa đủ cơ sở khoa học để lập biểu cho những loài cây này.
- Biến động hình số tự nhiên của bộ phận gỗ tận dụng và củi thường rất lớn và kém
ổn định vì ngoài yếu tố sinh vật và sinh thái học, hai đại lượng này còn tùy thuộc vào cấu
trúc của tán cây rừng cũng như qui cách sản phẩm do con người đặt ra.
- Thân cây có hình dạng giống nhau thì hình dạng bộ phận gỗ lợi dụng hoặc gỗ lớn
của chúng cũng tương tự nhau. Từ đó việc ghép nhóm loài cây theo f
01
thân cây cũng đồng
nghĩa với việc ghép nhóm theo hình dạng bộ phận của chúng.
3.1.2. Nghiên cứu đặc điểm hình số ngang ngực (f
1.3
) một số loài cây khai thác phổ biến
vùng Bắc trung bộ.
Kết quả nghiên cứu hình số ngang ngực về cơ bản phù hợp với kết luận của các tác
giả đi trước về đặc điểm qui luật phân bố và biến động theo đơn vị loài cây. Tuy nhiên, hệ
số biến động của hình số ngang ngực của bộ phận thân cây có kích thước đạt đường kính
khai thác đều thấp hơn hệ số biến động của toàn bộ các cây lớn nhỏ khác nhau. Điều đó
cang chứng tỏ f
1.3
phụ thuộc rõ rệt vào kích thước thân cây rừng. Từ những kết quả nghiên
cứu về đặc điểm biến động của hình số ngang ngực (f
1.3
) luận án đã rút ra kết luận như sau:
Hệ số biến động hình số ngang ngực hoặc tự nhiên tính cho 1 loài cây luôn lớn hơn
hệ số biến động hình số ngang ngực của các cây cùng cỡ D và H cũng như cùng D nhưng H
dao động trong khoảng vài cỡ liền nhau. Từ đó một công thức lập biểu có xét tới biến động
của hình số theo d và h sẽ thường đạt độ chính xác cao hơn trường hợp chấp nhận hình số
ổn định theo kích thước thân cây. Đặc điểm này sẽ được xem xét khi lựa chọn phương pháp
xác định thể tích thân cây phục vụ công tác lập biểu và cũng là một phát hiện thêm về của
hình số thân cây rừng tự nhiên vùng Bắc trung bộ.
3.2. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích thân hoặc bộ phận thân cây với đường kính
ngang ngực cả vỏ và chiều cao thân cây.
Do coi tiết diện ngang là hình tròn nên thân cây hoặc bộ phận thân cây được xem như
thể hình học tròn xoay đầy hoặc cụt nào đó. Vì vậy, theo nguyên lí toán học, thể tích thân
8
cây hoặc bộ phận thân cây được tạo bởi đường kính lấy ở vị trí đại diện nào đó, chiều cao và
chỉ tiêu hình dạng của chúng gọi là hình số. Do hình số có tính ổn định nhất định nên thể
tích luôn có mối quan hệ xác định với đường kính và chiều cao thân cây.
3.3.1. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích thân cây cả vỏ với đường kính ngang ngực cả vỏ
và chiều cao thân cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ.
Với thân cây rừng tự nhiên, kết quả của nhiều tác giả đi trước đều khẳng định mối
liên hệ này luôn tồn tại chặt chẽ dưới dạng phương trình:
do
Schumacher & Dos Santos Hall đề xuất năm 1933. Luận án đã tiến hành thăm dò và xác lập
dạng phương trình này cho 34 loài cây nghiên cứu, kết quả được tập hợp ở bảng 3.1 dưới
đây:
TT
Loài
n tính
R
2
Tham số
Số tham
số không
tồn tại
n kiểm
tra
Các loại sai số
bo
b1
b2
∆max
∆
2
%
Sq
P%
∆%(∑V)
1
Bộp
37
0,9803
0,00008
2,1712
0,5395
0
15
9,08
5,73
6,63
1,71
-1,02
2
Chẹo tía
51
0,9830
0,00007
1,8100
0,9787
0
15
13,96
8,07
9,05
2,34
-1,64
3
Dẻ bộp
31
0,9504
0,00022
2,0162
0,4088
0
15
18,32
7,53
9,60
2,48
-3,00
4
Sồi ghè
38
0,9865
0,00005
1,5202
1,4496
0
15
15,92
6,23
7,76
2,00
0,33
5
Dẻ đỏ
37
0,9629
0,00002
1,8959
1,2217
0
15
15,27
7,02
8,72
2,25
2,86
6
Gội trắng
52
0,9905
0,00015
2,2818
0,1602
0
15
18,50
5,15
7,26
1,87
-1,09
7
Lim xẹt
24
0,9653
0,00009
1,2746
1,6301
0
-
8
Vàng tâm
41
0,9627
0,00001
1,8367
1,6351
0
15
13,50
6,44
7,88
2,03
3,23
9
Dẻ trắng
30
0,9923
0,00003
2,3942
0,4873
0
15
8,46
4,04
4,82
1,24
2,58
10
Thôi ba
46
0,9918
0,00004
1,8127
1,2580
0
15
13,17
4,96
6,38
1,65
4,72
11
Ngát
36
0,9446
0,00004
1,8148
1,1905
0
15
21,58
6,24
9,01
2,33
-2,87
12
Táu muối
38
0,9894
0,00003
2,1086
0,8590
0
15
12,71
6,10
7,25
1,87
2,62
13
Trọng đũa
29
0,9266
0,0001
1,6307
1,0998
0
14
Vạng trứng
37
0,9767
0,0001
1,9240
0,6957
0
15
14,57
5,20
6,56
1,69
-0,79
15
Bời lời nhớt
35
0,8800
0,00003
2,0243
1,0443
0
15
13,54
4,67
5,98
1,54
0,05
16
Bộp vàng
35
0,9724
0,00004
2,0362
0,9731
0
15
10,86
3,33
4,93
1,27
-2,92
17
Gội nếp
35
0,9645
0,00004
2,0540
0,8985
0
15
13,36
4,67
6,44
1,66
-2,82
18
Lim xanh
35
0,9859
0,00005
1,9882
0,9182
0
15
15,15
5,07
6,78
1,75
-0,89
19
Ràng ràng mít
35
0,9820
0,00006
2,0234
0,8590
0
15
12,98
4,34
5,70
1,47
0,33
20
Re gừng
30
0,9650
0,00007
1,8779
0,9723
0
15
9,61
3,19
4,13
1,07
2,58
21
Táu nước
35
0,9502
0,00019
1,5904
1,0125
0
15
10,09
3,98
5,26
1,36
0,27
22
Trâm tía
35
0,9520
0,00006
2,2916
0,4448
0
15
12,11
6,01
7,17
1,85
1,30
23
Trường sâng
35
0,9503
0,00002
2,0745
1,0893
0
15
9,45
4,92
6,15
1,59
2,43
24
Trường vải
35
0,9539
0,00007
1,8030
1,0644
0
15
8,80
3,55
4,46
1,15
0,44
25
Chủa
34
0,9898
0,00017
1,5434
1,1323
0
15
12,27
4,03
5,50
1,42
-1,54
26
Kền kền
34
0,9668
0,00005
2,0874
0,8327
0
15
14,58
5,87
7,23
1,87
2,53
27
Ràng ràng hom
27
0,9341
0,00003
2,1614
0,9050
0
10
10,04
4,56
5,93
1,88
0,75
28
Trám hồng
26
0,9819
0,00003
1,9967
1,1473
0
-
29
Trám trắng
35
0,9347
0,00012
1,9936
0,5544
0
15
17,60
8,53
10,83
2,80
-5,97
30
Vối thuốc
33
0,8969
0,00068
1,5384
0,6671
0
10
12,88
5,06
6,54
2,07
1,34
31
Chò nhai
31
0,9785
0,00007
1,7390
1,1305
0
10
9,61
5,33
5,96
1,54
-0,48
32
Dầu rái
35
0,9862
0,00028
1,9455
0,4628
0
15
12,82
3,91
5,05
1,30
0,74
33
Trám chim
35
0,9855
0,00012
1,7687
0,9235
0
15
11,63
4,07
5,29
1,36
-0,25
34
Ươi
32
0,9598
0,00006
1,9904
0,8570
0
15
10,05
6,26
7,08
2,24
2,68
Kết quả nghiên cứu trên cho phép kết luận: Tương quan (3.2) mô phỏng tốt mối quan
hệ giữa v với d
1.3
cả vỏ và h, các phương trình đã thiết lập đảm bảo độ tin cậy để ứng dụng
vào công tác lập biểu sau này.
9
3.2.2. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích thân cây không vỏ với đường kính ngang ngực
cả vỏ và chiều cao thân cây.
Cho đến nay hầu hết các tác giả đi trước khi giải quyết lập biểu thể tích không vỏ
thường sử dụng một trong các giải pháp sau: Dùng phương trình đường sinh không vỏ, hình
số tự nhiên không vỏ, dùng tỷ suất vỏ cây hoặc qua quan hệ trực tiếp với thể tích thân cây cả
vỏ. Để tìm thêm hướng đi trong việc lập biểu, đề tài tiếp tục nghiên cứu mối quan hệ giữa
v
kv
với d
1.3
cả vỏ và h
thân cây cho các loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ. Do
các tài liệu tham khảo từ tác giả đi trước hầu như chưa có nên đề tài thử nghiệm 4 dạng
phương trình:
(3.2)
(3.3)
(3.4)
(3.5)
Nhìn chung quan hệ giữa v
kv
với d
1.3
và h thường kém chặt chẽ và hiệu nghiệm hơn
quan hệ giữa v với d
1.3
và h vì vỏ cây rừng tự nhiên là đại lượng biến động lớn và phụ thuộc
nhiều vào yếu tố sinh vật học cũng như sinh thái học khác nhau. Tuy nhiên dạng phương
trình (3.2) vẫn có thể mô phỏng tốt mối liên hệ này và ứng dụng trong điều tra với độ tin cậy
cần thiết hiện nay. Từ đó đã tiếp tục xác lập quan hệ (3.2) trên cơ sở bổ sung thêm tài liệu
cho 34 loài cây nghiên cứu, kết quả được dẫn ở bảng 3.2 dưới đây.
TT
Loài
n tính
R
2
Tham số
n
kiểm tra
Các loại sai số
b
0
b
1
b
2
∆
1
∆
2
∆
3
1
Bộp
37
0,971
0,000018
2,054
1,22
15
11,092
7,394
0,243
2
Chẹo tía
51
0,968
0,000193
1,907
0,535
15
10,173
7,860
1,352
3
Dẻ bộp
31
0,932
0,000093
2,045
0,620
15
11,008
7,955
2,850
4
Sồi ghè
38
0,979
0,000034
1,670
1,345
15
14,995
8,327
-0,037
5
Dẻ đỏ
37
0,939
0,000020
1,820
1,359
15
14,632
8,058
-3,347
6
Dẻ trắng
30
0,990
0,000018
2,458
0,584
15
8,442
5,359
-2,710
7
Gội trắng
52
0,964
6,74E-10
0,707
5,976
15
20,326
8,7782
1,042
8
Lim xẹt
24
0,966
6,67E-05
1,065
1,954
-
-
-
-
9
Thôi ba
46
0,988
0,000024
1,966
1,168
15
10,717
5,372
-2,574
10
Ngát
36
0,942
0,000065
1,778
1,013
15
20,848
7,974
3,172
11
Táu muối
38
0,989
0,000010
2,204
1,082
15
16,125
7,927
-3,608
12
Trọng đũa
29
0,921
0,000336
1,641
0,699
-
-
-
-
13
Vàng tâm
41
0,958
0,000010
2,146
1,196
15
14,639
7,974
-3,592
14
Vạng trứng
37
0,986
0,000092
2,153
0,432
15
30,316
9,069
-0,419
15
Bời lời nhớt
35
0,892
0,000029
2,075
0,963
15
14,585
4,322
-0,060
16
Bộp vàng
35
0,981
0,000031
2,095
0,940
15
10,475
3,590
2,708
17
Chủa
34
0,988
0,000120
1,580
1,172
15
13,364
5,339
1,410
18
Gội nếp
35
0,970
0,000064
2,012
0,763
15
12,313
5,605
3,488
19
Kền kền
34
0,952
0,000039
2,142
0,801
15
15,543
5,898
-1,804
20
Lim xanh
35
0,987
0,000035
2,017
0,976
15
16,938
5,756
1,021
21
Ràng ràng mít
35
0,984
0,000042
2,019
0,928
15
11,059
4,627
0,141
22
Re gừng
30
0,973
0,000025
2,015
1,124
15
15,472
5,361
-3,460
23
Ràng ràng hom
27
0,953
0,000020
2,244
0,888
10
10,114
5,687
-0,537
24
Táu nước
35
0,940
0,000196
1,529
1,067
15
8,720
4,610
-0,391
25
Trám hồng
25
0,979
0,000021
2,008
1,180
-
-
-
-
26
Trâm tía
35
0,957
0,000067
2,228
0,474
15
12,371
6,734
-1,442
27
Trám trắng
35
0,928
0,000129
1,969
0,551
15
18,443
8,020
5,075
28
Trường sâng
35
0,954
0,000017
2,039
1,206
15
12,436
6,253
-3,710
29
Trường vải
35
0,949
0,000043
1,828
1,164
15
8,603
3,839
-0,721
30
Vối thuốc
35
0,875
0,001103
1,501
0,542
10
12,159
6,939
-2,252
31
Chò nhai
31
0,976
0,000063
1,650
1,246
10
10,563
6,658
-3,144
32
Dầu rái
35
0,992
0,000244
1,859
0,578
15
11,142
3,843
0,255
33
Trám chim
35
0,983
0,000146
1,731
0,899
15
12,303
5,574
-2,249
34
Ươi
32
0,952
0,000038
1,171
0,751
15
7,725
3,857
0,588
10
Kết quả kiểm tra bằng tài liệu không tham gia lập phương trình cho thấy sai số cực
đại khi điều tra 1 cây riêng lẻ không quá 30%. sai số trung bình không quá ±10% còn khi
xác định tổng thể tích 1 tập hợp cây riêng lẻ không vượt quá ±5%. Sai số như vậy đều nằm
trong phạm vi cho phép của Điều tra rừng. Từ đó có thể kết luận phương trình dạng (3.2)
vừa xác lập có thể sử dụng để xác định v
kv
thông qua d
1.3
cả vỏ và h thân cây cho 34 loài cây
nghiên cứu ở vùng Bắc trung bộ khi yêu cầu độ chính xác không cao.
3.2.3. Quan hệ giữa thể tích gỗ to (v
25
) hoặc gỗ dưới cành (v
dc
) với đường kính ngang
ngực cả vỏ (d
1.3
) và chiều cao (h) thân cây.
Đề tài cũng tiến hành thử nghiệm và xác lập dạng phương trình 3.2 đối với gỗ to (v
25
) hoặc
gỗ dưới cành (v
dc
) cho 34 loài cây nghiên cứu kết quả thu được như bảng 3.3 và 3.4:
Bảng 3.3. Phương trình quan hệ
34 loài cây vùng Bắc trung bộ
TT
Loài
N tính
R
2
Tham số
Các loại sai số
b
0
b
1
b
2
∆max
∆
2
%
∆
Sq
P%
∆%
(∑V)
1
Bộp
37
0,9824
0,00003
2,42824
0,45278
10,438
6,177
7,176
1,853
-1.422
2
Chẹo tía
51
0,9826
0,00001
2,08952
1,14238
21,435
10,736
12,649
3,266
-0.926
3
Dẻ bốp
31
0,9497
0,00009
2,15237
0,49733
53,495
20,041
24,130
6,230
10.545
4
Sồi ghè
38
0,9802
0,00000
4,45831
-1,35332
17,648
7,591
9,171
2,368
5.261
5
Dẻ đỏ
37
0,9471
0,00000
2,37749
1,27959
25,550
12,437
15,650
4,041
11.437
6
Dẻ trắng
30
0,9854
0,00000
2,92537
0,55300
12,901
5,318
6,959
1,797
4.212
7
Gội trắng
52
0,9748
0,00001
2,96561
0,31622
40,151
19,520
24,424
6,306
9.988
8
Lim xẹt
24
0,9557
0,00004
1,44232
1,65519
9
Thôi ba
46
0,9612
0,00000
2,94937
0,81939
35,055
24,505
26,614
6,872
-18.895
10
Ngát
36
0,9254
0,00000
2,37532
1,38039
29,223
15,653
17,304
4,468
14.020
11
Táu muối
38
0,9911
0,00001
2,29822
0,97787
20,640
8,468
10,439
2,695
-8.575
12
Trọng đũa
29
0,9042
0,00001
1,91687
1,51905
13
Vàng tâm
41
0,9658
0,00000
2,71127
1,76668
14,815
6,042
7,624
1,969
0.049
14
Vạng trứng
37
0,9722
0,00001
2,45147
0,82417
29,996
9,356
12,666
3,270
-0.735
15
Chò nhai
31
0,9765
0,00004
1,81240
1,19298
53,357
20,109
24,554
6,340
-4.884
16
Dầu rái
35
0,9831
0,00020
2,04227
0,43044
16,367
4,350
6,011
1,552
0.473
17
Trám chim
35
0,9826
0,00007
1,87405
0,94952
15,457
4,821
6,346
1,639
-0.027
18
Ươi
32
0,9580
0,00003
2,14140
0,89740
10,082
4,631
6,133
1,584
2.813
19
Bời lời
35
0,8813
0,00000
2,35887
1,40410
15,340
5,837
7,767
2,005
0.137
20
Bộp vàng
35
0,9680
0,00001
2,21241
1,16414
13,857
5,254
7,213
1,862
-3.888
21
Chua
34
0,9886
0,00008
1,68489
1,15216
17,285
5,411
7,428
1,918
-2.133
22
Gội nếp
35
0,9480
0,00001
2,31508
0,88542
16,417
5,375
7,548
1,949
-2.843
23
Kiền kiền
34
0,9664
0,00003
2,16898
0,87155
12,898
5,624
6,827
1,763
2.926
24
Lim xanh
35
0,9854
0,00004
2,02121
0,95265
18,685
5,313
7,335
1,894
-0.894
25
Ràng ràng mít
35
0,9770
0,00003
2,15520
0,90528
12,336
4,500
5,814
1,501
0.008
26
Re gừng
30
0,9595
0,00002
2,11164
1,04448
11,086
3,636
4,847
1,252
2.652
27
Ràng ràng hom
27
0,9277
0,00001
2,39605
1,01769
10,178
3,736
5,534
1,429
1.033
28
Táu nước
35
0,9418
0,00004
1,86759
1,15100
10,421
4,427
5,732
1,480
-0.087
29
Trám hồng
26
0,9791
0,00001
2,14920
1,25249
30
Trâm tía
35
0,9472
0,00002
2,52632
0,44551
16,615
6,605
8,109
2,094
1.077
31
Trám trắng
35
0,9321
0,00005
2,19899
0,58150
24,262
10,037
13,036
3,366
-6.296
32
Trường sâng
35
0,9480
0,00001
2,26542
1,20824
12,498
5,369
6,782
1,751
2.840
33
Trường vải
35
0,9491
0,00002
2,11000
1,11314
9,592
4,415
5,430
1,402
0.382
34
Vối thuốc
33
0,8956
0,00032
1,65416
0,74156
16,388
3,737
6,024
1,555
1.325
Tổng 34 loài
1194
0.9424
0,00001
2,59011
0,61045
55,2828
11,979
19,873
0,9368
2,4020
11
Bảng 3.4. Phương trình quan hệ
34 loài cây vùng Bắc trung bộ
TT
Loài
N tính
R
2
Tham số
Các loại sai số
b
0
b
1
b
2
∆max
∆
2
%
∆
Sq
P%
∆%
(∑V)
1
Bộp
37
0,9771
0,00010
2,02430
0,58180
16,078
7,897
9,632
2,487
-3.804
2
Chẹo tía
51
0,9685
0,00012
1,85508
0,67440
22,883
9,098
11,847
3,059
-1.982
3
Dẻ bốp
31
0,9471
0,00001
1,71665
1,56260
17,784
8,215
10,107
2,610
-4.447
4
Sồi ghè
38
0,9858
0,00007
1,63769
1,14221
13,040
5,998
7,124
1,839
0.944
5
Dẻ đỏ
37
0,9182
0,00006
1,99932
0,75253
16,016
6,202
7,618
1,967
3.067
6
Dẻ trắng
30
0,9914
0,00003
2,16307
0,75346
7,868
2,890
3,885
1,003
0.951
7
Gội trắng
52
0,9926
0,00021
2,22255
0,09564
16,062
4,363
6,029
1,557
-0.763
8
Lim xẹt
24
0,9403
0,00021
1,15152
1,42179
9
Thôi ba
46
0,9777
0,00004
1,72216
1,30765
13,350
5,502
6,985
1,803
3.015
10
Ngát
36
0,9254
0,00000
2,37532
1,38039
30,257
10,028
13,434
3,469
-2.807
11
Táu muối
38
0,9869
0,00006
2,18550
0,53918
11,850
4,550
5,821
1,503
1.802
12
Trọng đũa
29
0,9366
0,00001
1,67482
1,58420
13
Vàng tâm
41
0,9631
0,00001
1,80300
1,53274
12,590
5,845
7,030
1,815
2.885
14
Vạng trứng
37
0,9721
0,00001
2,44441
0,82874
23,125
9,200
12,106
3,126
-0.828
15
Chò nhai
31
0,9764
0,00004
1,77660
1,20842
11,370
5,703
6,545
1,690
-0.531
16
Dầu rái
35
0,9859
0,00015
1,96722
0,60328
12,229
3,541
4,725
1,220
0.449
17
Trám chim
35
0,9851
0,00009
1,88441
0,82961
13,375
4,144
5,535
1,429
-0.342
18
Ươi
32
0,9518
0,00004
2,17306
0,67889
12,382
3,212
4,937
1,275
1.710
19
Bời lời
35
0,9445
0,00001
2,34209
1,10287
16,079
5,217
6,874
1,775
1.044
20
Bộp vàng
35
0,7750
0,00011
1,84483
0,74017
26,098
8,737
12,494
3,226
-7.628
21
Chua
34
0,9644
0,00010
1,61983
1,15373
15,755
6,822
7,903
2,040
-4.503
22
Gội nếp
35
0,8867
0,00010
1,41347
1,33687
18,600
7,566
9,443
2,438
-6.667
23
Kiền kiền
34
0,9356
0,00004
1,76519
1,24465
23,143
6,102
9,612
2,482
1.247
24
Lim xanh
35
0,9056
0,00008
1,98806
0,61258
17,171
7,221
9,238
2,385
-1.021
25
Ràng ràng mít
35
0,9180
0,00005
2,28031
0,43515
22,541
6,779
8,953
2,312
-4.123
26
Re gừng
30
0,7751
0,00002
1,94907
1,25211
17,514
10,090
11,607
2,997
2.222
27
Ràng ràng hom
27
0,9179
0,00003
2,08808
0,84501
15,106
4,466
6,527
1,685
-0.537
28
Táu nước
35
0,7192
0,00027
1,77854
0,53452
18,946
6,485
8,380
2,164
5.081
29
Trám hồng
26
0,9045
0,00010
2,04459
0,49556
30
Trâm tía
35
0,9341
0,00005
2,57777
-0,01354
20,452
5,745
8,147
2,104
-0.174
31
Trám trắng
35
0,9284
0,00010
2,02143
0,50496
23,804
9,165
12,174
3,143
-3.535
32
Trường sâng
35
0,8861
0,00001
2,40092
0,86080
12,023
5,017
6,569
1,696
-2.532
33
Trường vải
35
0,8093
0,00014
1,19671
1,52907
12,256
4,915
6,299
1,626
-1.197
34
Vối thuốc
33
0,9024
0,00017
1,78878
0,69853
17,837
3,351
5,855
1,512
-0.880
Tổng 34 loài
1194
0.9494
0,00003
1,95689
1,07524
77,015
10,024
13,652
0,644
-1,488
Số liệu bảng 3.3 và 3.4 cho phép kết luận: giữa thể tích bộ phận thân cây cả vỏ với
d
1.3
và h luôn tồn tại mối liên hệ chặ chẽ dưới dạng phương trình (3.2). Các phương trình
xác lập cụ thể cho 34 loài cây có thể sử dụng khi yêu cầu độ chính xác không cần cao trong
thực tế sau này.
3.3. Nghiên cứu quan hệ giữa thể tích bộ phận thân cây với thể tích thân cây.
Thân cây gỗ là một cơ thể sống nên cùng với thời gian, đường kính, chiều cao không
ngừng tăng khiến cho thể tích thân cây hoặc bộ phân thân cây cũng không ngừng biến đổi.
Theo nguyên lí sinh học, để tồn tại và phát triển, sự biến đổi này phải đảm bảo trạng thái
cân bằng nhất định phù hợp với qui luật khách quan về vận động và phát triển bền vững.
Trong những điều kiện xác định nào đó, qui luật này có thể mô phỏng bằng toán học dưới
dạng phương trình quan hệ đã được lí thuyết toán học thống kê đề cập. Từ những nghiên
cứu thăm dò kết hợp phát hiện bằng biểu đồ thực nghiệm, đề tài chọn và thử nghiệm 5 dạng
phương trình sau:
12
vbbv
kv
.
10
(3.6)
vbbv
ld
.
10
(3.7)
vbbv .
1025
(3.8)
vbbv
dc
.
10
(3.9)
h
h
bvbbv
dc
dc
210
(3.10)
Trong đó: h
dc
là chiều cao dưới cành (m), h là chiều cao thân cây (m), v là thể tích
thân cây cả vỏ (m
3
), tương ứng v
kv
, v
ld
, v
25
, v
dc
cũng là thể tích tích bộ phận thân cây cả vỏ.
Kết quả thử nghiệm cho thấy: Giữa thể tích bộ phận thân cây với thể tích thân cây
luôn tồn tại mối liên hệ rất chặt dưới dạng phương trình đường thẳng bậc 1. Riêng thể tích
bộ phận gỗ lớn dưới cành khi cần thiết nên thêm biến độc lập độ cao dưới cành tương đối để
thành dạng đường thẳng 2 lớp do đặc điểm phân cành của cây rừng tự nhiên rất phức tạp.
Các mối liên hệ kể trên có thể đáp ứng yêu cầu độ tin cậy khi áp dụng vào thực tiễn sau này.
Từ đó luận án đã xác lập các dạng phương trình (3.8), (3.9), (3.10) cho 34 loài cây nghiên
cứu kết quả được tập hợp ở các bảng 3.5, 3.6, 3.7 dưới đây:
Bảng 3.5. Quan hệ v
25
cả vỏ với v cả vỏ các loài cây vùng Bắc trung bộ
V
25
= a + b*V
cây(CV)
Kết quả kiểm tra sai số
TT
Loài
n tính
R
2
a
b
max
2
Sq
P%
V)
1
Bộp
37
0,99977
-0,2015
1,0135
1,7121
0,6465
0,8548
0,2207
0,2633
2
Chẹo tía
51
0,99961
-0,2519
1,0161
3,3361
0,8692
1,2851
0,3318
-0,1713
3
Dẻ bộp
31
0,99885
-0,2001
1,0070
3,4000
1,0387
1,3601
0,3512
-0,3696
4
Sồi ghè
38
0,99838
-0,2249
1,0355
8,2093
2,2444
3,0741
0,7937
0,4533
5
Dẻ đỏ
37
0,99063
-0,2296
1,0119
4,8330
2,4241
2,9321
0,7571
-0,9366
6
Gội trắng
52
0,99931
-0,2791
1,0359
4,4810
1,2149
1,7669
0,4562
-0,0692
7
Lim xẹt
24
0,99922
-0,1255
0,9832
8
Vàng tâm
41
0,99716
-0,2781
1,0876
13,5204
4,5869
6,1278
1,5822
-1,7585
9
Dẻ trắng
30
0,99932
-0,2707
1,0430
6,6954
1,6811
2,5343
0,6544
0,1410
10
Thôi ba
46
0,99890
-0,2810
1,0436
13,3594
3,2104
5,3285
1,3758
1,8312
11
Ngát
36
0,99553
-0,1894
0,9956
10,7378
2,6390
3,7869
0,9778
-0,1997
12
Táu muối
38
0,99991
-0,2151
1,0043
2,4254
1,0768
1,3352
0,3448
-0,0587
13
Trọng đũa
29
0,99811
-0,2956
1,0700
14
Vạng trứng
37
0,99878
-0,2180
0,9916
23,2180
4,2973
8,0720
2,0842
0,7026
15
Bời lời nhớt
35
0,99682
-0,2671
1,0791
6,1137
1,7125
2,6069
0,6731
0,7038
16
Bộp vàng
35
0,99863
-0,1955
1,0397
3,8129
1,1596
1,5759
0,4069
-0,2087
17
Gội nếp
35
0,99845
-0,1415
1,0189
1,3509
0,5695
0,7370
0,1903
0,0677
18
Lim xanh
35
0,99997
-0,0984
1,0044
0,5232
0,2324
0,2856
0,0737
0,0040
19
Ràng ràng mít
35
0,99964
-0,1371
1,0179
1,1717
0,4782
0,5712
0,1475
-0,1677
20
Re gừng
30
0,99805
-0,1510
1,0338
1,6100
0,6928
0,8288
0,2140
-0,1838
21
Táu nước
35
0,99839
-0,2216
1,0733
2,2523
0,8914
1,1662
0,3011
-0,4468
22
Trâm tía
35
0,99966
-0,1869
1,0358
1,3468
0,5499
0,6966
0,1799
-0,1488
23
Trường sâng
35
0,99973
-0,1758
1,0282
1,2789
0,4556
0,5638
0,1456
0,2403
24
Trường vải
35
0,99725
-0,1965
1,0476
1,3565
0,6937
0,8254
0,2131
-0,1100
25
Chua
34
0,99968
-0,1545
1,0059
2,2863
1,0808
1,3472
0,3478
-0,4854
26
Kền kền
34
0,99993
-0,1502
1,0131
0,6693
0,2998
0,3640
0,0940
0,0765
27
Ràng ràng hom
27
0,99931
-0,1665
1,0418
5,7076
0,7765
1,6576
0,4280
0,4593
28
Trám hồng
26
0,99977
-0,1627
1,0299
29
Trám trắng
35
0,99977
-0,2016
1,0314
2,5541
0,8037
1,0727
0,2770
0,1415
30
Vối thuốc
33
0,99984
-0,2317
1,0475
0,9257
0,2487
0,4152
0,1072
0,0649
31
Chò nhai
31
0,99995
-0,2069
1,0075
2,1834
0,5770
0,8365
0,2160
0,1751
32
Dầu rái
35
0,99994
-0,1883
1,0036
2,0033
0,6477
0,8563
0,2211
0,0713
33
Trám chim
35
0,99989
-0,1768
1,0073
0,7531
0,3899
0,4455
0,1150
0,0441
34
Ươi
32
0,99984
-0,2284
1,0137
6,1137
0,4406
0,6544
0,1690
0,0205
1,2461
1,8053
0,4661
0,0047
13
Bảng 3.6. Quan hệ v
dc
cả vỏ với v cả vỏ các loài cây vùng Bắc trung bộ
V
dc
= a + b*V
cây(CV)
Kết quả kiểm tra sai số
TT
Loài
n tính
R
2
a
b
max
2
Sq
P%
V)
1
Bộp
37
0,9852
0,1497
0,7884
11,3216
5,3254
6,4494
1,6652
-3,5108
2
Chẹo tía
51
0,9872
0,0296
0,7890
14,8353
5,7321
7,6518
1,9757
0,1619
3
Dẻ bộp
31
0,9640
0,0039
0,8308
16,3390
6,8548
8,5724
2,2134
0,3395
4
Sồi ghè
38
0,9961
0,0424
0,8743
8,1060
2,6825
3,6627
0,9457
0,6292
5
Dẻ đỏ
37
0,9559
0,0330
0,8454
22,9235
5,9086
8,1624
2,1075
0,9301
6
Gội trắng
52
0,9976
0,0677
0,8708
6,4435
1,5473
2,2852
0,5900
0,2009
7
Lim xẹt
24
0,9824
0,1508
0,7286
8
Vàng tâm
41
0,9983
0,0357
0,8827
5,0679
1,4167
1,9021
0,4911
-0,2142
9
Dẻ trắng
30
0,9921
0,0989
0,7951
8,6844
3,8039
4,7771
1,2334
-1,7200
10
Thôi ba
46
0,9837
0,0013
0,8738
9,2609
4,4495
5,4459
1,4061
-2,9820
11
Ngát
36
0,9954
-0,1894
0,9956
10,7378
2,6390
3,7869
0,9778
-0,1997
12
Táu muối
38
0,9873
0,1923
0,8060
9,1941
4,9353
5,7918
1,4954
-2,2982
13
Trọng đũa
29
0,9391
-0,0032
0,8327
14
Vạng trứng
37
0,9989
-0,2119
0,9865
24,6142
4,4651
8,4754
2,1883
0,5956
15
Bời lời nhớt
35
0,8713
-0,2091
0,8313
16,0078
4,2700
6,8833
1,7773
0,6423
16
Bộp vàng
35
0,7704
0,1317
0,6738
21,7064
8,4085
11,0257
2,8468
-4,7941
17
Gội nếp
35
0,8702
0,2028
0,6525
18,1516
5,7477
8,3346
2,1520
-3,5964
18
Lim xanh
35
0,9227
0,3225
0,6114
23,4597
8,0269
10,4686
2,7030
0,1598
19
Ràng ràng mít
35
0,8985
-0,1155
0,7809
14,8800
7,3811
9,2709
2,3937
-3,4766
20
Re gừng
30
0,8176
-0,1985
0,8522
19,3798
10,4586
11,9975
3,0977
0,1680
21
Táu nước
35
0,6216
0,0829
0,7328
14,5857
8,1114
9,2764
2,3952
4,5488
22
Trâm
35
0,9414
-0,1119
0,7895
8,9638
4,7963
5,6081
1,4480
-1,5437
23
Trường sâng
35
0,9006
-0,1296
0,8061
12,4400
6,5288
7,6184
1,9671
-2,6178
24
Trường vải
35
0,7740
0,0902
0,6698
15,8851
5,9326
7,8456
2,0257
-0,8993
25
Chua
34
0,9561
-0,0403
0,8493
11,2787
5,7624
6,6389
1,7142
-2,8413
26
Kền kền
34
0,9533
0,0838
0,8297
16,8353
6,6674
8,4240
2,1751
-0,5742
27
Ràng ràng hom
27
0,9385
0,0418
0,7154
17,3243
5,3665
7,7221
1,9938
-1,2317
28
Trám hồng
26
0,8872
-0,0189
0,7082
29
Trám trắng
35
0,9581
0,0531
0,7891
12,4901
4,8974
6,4802
1,6732
2,4847
30
Vối thuốc
33
0,9504
-0,2961
0,8987
4,5582
1,6076
2,3534
0,6076
-2,1220
31
Chò nhai
31
0,9983
-0,1006
0,9562
1,5694
0,8589
1,0331
0,2667
-0,4630
32
Dầu rái
35
0,9992
-0,2182
0,9784
2,3776
1,1205
1,3928
0,3596
-0,3803
33
Trám chim
35
0,9977
-0,1099
0,9516
2,7168
1,1558
1,3909
0,3591
-0,0092
34
Ươi
32
0,9875
-0,1070
0,9136
14,8763
1,8500
2,7685
0,7148
-0,5926
4,7971
6,2418
1,6116
-0,8131
Bảng 3.7. Quan hệ v
dc
cả vỏ với v cả vỏ và
các loài cây vùng Bắc trung bộ
V
dc
= a + b*V
cây(CV)
+c*(h
dc
/h)
Kết quả kiểm tra sai số
TT
Loài
n tính
R
2
a
c
b
max
2
Sq
P%
V)
1
Bộp
37
0,9937
-1,4174
2,8280
0,8150
9,0738
4,0651
5,1930
1,3408
-3,2208
2
Chẹo tía
51
0,9931
-0,5216
1,4470
0,7776
13,4552
3,3564
5,3508
1,3816
0,9681
3
Dẻ bộp
31
0,9834
-1,3086
2,8026
0,7998
29,6355
5,9782
9,5366
2,4623
1,1885
4
Sồi ghè
38
0,9971
0,0113
0,1733
0,8360
6,2252
2,2939
3,0870
0,7971
0,4978
5
Dẻ đỏ
37
0,9654
-0,2875
0,8638
0,8095
21,2506
6,7093
9,3981
2,4266
2,4825
6
Gội trắng
52
0,9981
-0,0082
0,2490
0,8488
5,4000
1,4195
2,0075
0,5183
0,0388
7
Lim xẹt
24
0,9921
-0,3973
0,7970
0,8098
8
Vàng tâm
41
0,9985
0,0212
0,1043
0,8597
5,9047
1,4525
2,0176
0,5210
0,0379
9
Dẻ trắng
30
0,9936
-0,2539
0,7255
0,7886
7,7351
3,0548
3,9471
1,0191
-1,7298
10
Thôi ba
46
0,9861
-0,2648
0,5923
0,8428
6,8317
3,3406
3,9576
1,0219
0,9695
11
Ngát
36
0,9955
-0,1882
-0,0017
0,9956
10,7127
2,6370
3,7840
0,9770
-0,1977
12
Táu muối
38
0,9941
-1,0971
2,3398
0,7854
10,5873
2,7966
3,9982
1,0323
-1,1037
13
Trọng đũa
29
0,9697
-1,5271
2,5098
0,9317
14
Vạng trứng
37
0,9991
-0,2941
0,1741
0,9775
13,4183
2,9264
5,2851
1,3646
0,5670
15
Bời lời nhớt
35
0,9583
-1,1861
2,8995
0,6974
10,7223
5,3814
6,3786
1,6470
0,1557
16
Bộp vàng
35
0,8053
-0,4919
1,2307
0,6655
17,1998
4,4317
6,4482
1,6649
-1,8705
17
Gội nếp
35
0,9345
-0,4873
1,3156
0,6940
10,1996
3,3666
4,5228
1,1678
-2,2573
14
18
Lim xanh
35
0,9657
-1,5926
4,1465
0,6469
8,2481
3,4804
4,5387
1,1719
-0,6559
19
Ràng ràng mít
35
0,9885
-1,1932
2,5257
0,7458
7,4184
1,9534
2,7114
0,7001
1,1115
20
Re gừng
30
0,8978
-0,8489
1,2984
0,8636
9,0687
3,6519
4,8385
1,2493
0,7582
21
Táu nước
35
0,9833
-0,9606
1,5386
0,8573
11,2387
2,9786
4,3911
1,1338
-0,4217
22
Trâm tía
35
0,9845
-1,0146
2,1821
0,7639
5,9753
2,2484
2,8378
0,7327
-0,3166
23
Trường sâng
35
0,9736
-0,8789
1,9333
0,7475
6,9031
2,5576
3,1507
0,8135
-1,8240
24
Trường vải
35
0,9805
-0,7494
1,4203
0,7675
4,3755
1,5688
2,0110
0,5192
-1,5167
25
Chua
34
0,9886
-1,2155
2,0925
0,8577
8,8030
2,6663
3,5760
0,9233
0,3824
26
Kèn kền
34
0,9858
-1,6768
2,7627
0,8414
13,9383
3,6610
5,4529
1,4079
-0,3929
27
Ràng ràng hom
27
0,9887
-0,6375
1,5479
0,7088
11,2387
1,6272
3,0142
0,7783
-0,0351
28
Trám hồng
26
0,9660
-0,9219
2,0737
0,6927
29
Trám trắng
35
0,9875
-0,9290
1,8487
0,7963
12,2902
2,8561
4,5630
1,1782
1,8468
30
Vối thuốc
33
0,9822
-1,4949
2,2155
0,8983
10,0315
1,7245
3,1779
0,8205
-2,1604
31
Chò nhai
31
0,9997
-2,1319
2,9481
0,9604
4,8394
0,9457
1,6027
0,4138
-0,0174
32
Dầu rái
35
0,9996
-1,6507
2,1456
0,9734
3,5218
1,0011
1,4238
0,3676
-0,2631
33
Trám chim
35
0,9991
-1,2956
1,7493
0,9548
2,0984
0,6401
0,9015
0,2328
-0,0992
34
Ươi
32
0,9987
-1,5092
2,3951
0,9126
10,7223
1,1352
1,6759
0,4327
-0,5372
2,8357
4,0251
1,0393
-0,2457
3.4. Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích thân cây hoặc bộ phận thân cây đứng
cho các loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ
Biểu thể tích là biểu cho phép xác định thể tích thân cây hoặc bộ phận thân cây đứng
với một độ tin cậy có thể biết trước. Vì vậy thực chất của việc lập biểu là lựa chọn được
phương pháp xác định thể tích thân cây hoặc bộ phận thân cây đứng một cách hợp lí nhất.
Lí luận điều tra rừng đã khẳng định: thể tích thân cây hoặc bộ phận của nó được tạo
thành từ 3 nhân tố đường kính qui chuẩn (d
j
), chiều cao (h) và hình số (f
j
) theo công thức cơ
bản:
Đường kính qui chuẩn và chiều cao luôn có thể đo được trên cây đứng, riêng hình số
là nhân tố không thể đo trực tiếp trên cây nên các phương pháp xác định thể tích đều được
xây dựng trên cơ sở giải quyết đại lượng hình số này. Khi chấp nhận f
j
là đại lượng có tính
ổn định cao thì hình số (f
j
) được sử dụng như một trị số có thực trong việc tính thể tích theo
công thức trên. Nếu (f
j
) không hoàn toàn ổn định (thí dụ phụ thuộc vào d
j
, h) có thể qui phần
biến động của nó vào đường kính và chiều cao thì công thức tính thể tích trên sẽ trở thành
một hàm quan hệ của v
j
với đường kính qui chuẩn và chiều cao. Đó là phương pháp xác
định thể tích thân cây hoặc bộ phận của nó thông qua quan hệ trực tiếp với đường kính và
chiều cao thân cây rất được thông dụng trong điều tra rừng. Điểm khác biệt so với phương
pháp trên là trong công thức tính thể tích, hình số (f
i
) không còn xuất hiện như một trị số
thực nào đó mà ẩn vào hai đại lượng mà nó bị phụ thuộc.
3.4.1. Phương pháp xác định thể tích thân cây cả vỏ
Dựa vào kết quả đã trình bày ở các nội dung trên đồng thời tham khảo các tác giả đi
trước, đề tài thử nghiệm 3 phương pháp xác định thể tích thân cây cả vỏ sau đây.
a) Phương pháp 1: Thể tích thân cây cả vỏ được tính theo công thức:
Với
là hình số tự nhiên thân cây cả vỏ bình quân của từng loài được tính từ tài
liệu thực nghiệm (cây ngả), d
01
là đường kính cả vỏ tại vị trí 1/10 chiều cao thân cây kể từ
15
mặt đất, tính từ phương trình quan hệ giữa d
01
với d
1.3
cả vỏ do GS.TS Vũ Tiến Hinh và
cộng sự lập riêng cho từng loài cây (Vũ Tiến Hinh et. al [11]). Kết quả chi tiết được dẫn ở
bảng 3.21 của luận án.
b) Phương pháp 2: Thể tích thân cây cả vỏ được xác định theo công thức:
Với: d
01
và
01
f
được xác định từ phương trình đường sinh lập riêng cho từng loài
trên cơ sở 12 điểm tựa là các hệ số thon
2
01
K
tương tự với các vị trí 0.0h, 0.1h, 0.2h 0.9h,
1.0h và 1.3m trên thân cây. Kết quả chi tiết được dẫn ở bảng 3.23 của luận án.
c) Phương pháp 3: Xác định thể tích thân cây cả vỏ từ quan hệ thể tích với đường
kính và chiều cao theo dạng phương trình:
. Kết quả được dẫn ở bảng 3.8
dưới đây:
Bảng 3.8. Sai số xác định thể tích thân cây cả vỏ cho 34 loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ
STT
Loài
Các loại sai số
n-
n+
∆ max-
∆ max +
∆ max
∆
sq
P
%
∆%
(∑V)
1
Bộp
7
8
-8,26
9,08
9,08
5,73
6,63
1,71
-1,02
2
Chẹo tía
9
6
-13,96
10,99
13,96
8,07
9,05
2,34
-1,64
3
Dẻ bốp
8
7
-18,32
15,79
18,32
7,53
9,60
2,48
-3,00
4
Sồi ghè
8
7
-12,42
15,92
15,92
6,23
7,76
2,00
0,33
5
Dẻ đỏ
7
8
-10,12
15,27
15,27
7,02
8,72
2,25
2,86
6
Dẻ trắng
6
9
-5,84
8,46
8,46
4,04
4,82
1,24
2,58
7
Gội trắng
7
8
-9,86
18,50
18,50
5,15
7,26
1,87
-1,09
8
Lim xẹt
-
-
-
-
-
-
-
-
-
9
Nang
4
11
-2,36
13,17
13,17
4,96
6,38
1,65
4,72
10
Ngát
10
5
-21,58
7,21
21,58
6,24
9,01
2,33
-2,87
11
Táu muối
5
10
-10,22
12,71
12,71
6,10
7,25
1,87
2,62
12
Trọng đũa
-
-
-
-
-
-
-
-
-
13
Vàng tâm
3
12
-5,95
13,50
13,50
6,44
7,88
2,03
3,23
14
Vạng trứng
8
7
-14,57
7,62
14,57
5,20
6,56
1,69
-0,79
15
Bời lời nhớt
8
7
-7,97
13,54
13,54
4,67
5,98
1,54
0,05
16
Bộp vàng
9
6
-10,86
3,13
10,86
3,33
4,93
1,27
-2,92
17
Gội nếp
12
3
-11,94
13,36
13,36
4,67
6,44
1,66
-2,82
18
Lim xanh
10
5
-15,15
11,04
15,15
5,07
6,78
1,75
-0,89
19
Ràng ràng mít
9
6
-8,46
12,98
12,98
4,34
5,70
1,47
0,33
20
Re gừng
4
11
-3,08
9,61
9,61
3,19
4,13
1,07
2,58
21
Táu nước
7
8
-8,12
10,09
10,09
3,98
5,26
1,36
0,27
22
Trâm tía
5
10
-12,11
9,72
12,11
6,01
7,17
1,85
1,30
23
Trường sâng
5
10
-9,45
9,39
9,45
4,92
6,15
1,59
2,43
24
Trường vải
9
6
-6,31
8,80
8,80
3,55
4,46
1,15
0,44
25
Chua
7
8
-12,27
7,20
12,27
4,03
5,50
1,42
-1,54
26
Kiền kiền
4
11
-7,80
14,58
14,58
5,87
7,23
1,87
2,53
27
Ràng ràng hom
5
5
-7,35
10,04
10,04
4,56
5,93
1,88
0,75
28
Trám hồng
-
-
-
-
-
-
-
-
-
29
Trám trắng
9
6
-17,29
17,60
17,60
8,53
10,83
2,80
-5,97
30
Vối thuốc
2
8
-12,88
7,88
12,88
5,06
6,54
2,07
1,34
31
Chò nhai
8
7
-9,61
6,65
9,61
5,33
5,96
1,54
-0,48
32
Dầu rái
3
12
-12,82
6,80
12,82
3,91
5,05
1,30
0,74
33
Trám chim
10
5
-11,63
7,64
11,63
4,07
5,29
1,36
-0,25
34
Ươi
4
6
-6,33
10,05
10,05
6,26
7,08
2,24
2,68
(Nguồn Vũ Tiến Hinh et. al [11])
16
Kết quả trên chứng tỏ phương pháp 3 hoàn toàn đáp ứng yêu cầu về độ tin cậy trong
việc lập biểu thể tích sau này.
d) Lựa chọn phương pháp xác định thể tích cả vỏ thân cây khai thác phổ biến vùng
Bắc Trung Bộ.
Mặc dù cả 3 phương pháp xác định thể tích đều có căn cứ khoa học với độ tin cậy
đáp ứng yêu cầu sử dụng bình thường trong điều tra rừng, nhưng mỗi phương pháp lại đòi
hỏi phải thỏa mãn các yêu cầu cần thiết khác nhau. Luận án tập hợp kết quả kiểm nghiệm cả
3 phương pháp để so sánh lựa chọn phương pháp thích hợp nhất như sau:
TT
Phương pháp
Số cây
K.tra (n)
n
(-)
n
(+)
∆max %
Từ ÷ đến
∆
bq
∆
sq
∆%V
1
1
450
212
238
7,8 ÷ 18,5
5,1
7,2
1,83
2
2
450
217
233
6,8 ÷ 31,9
7,2
7,2
2,0
3
3
450
212
238
8,5 ÷ 21,6
4,8
6,1
1,7
Kết quả cho thấy trị số bình quân các loại sai số ở phương pháp 1 và 2 xấp xỉ với
nhau nhưng đều lớn lớn hơn phương pháp 3. Nhìn chung ở các phương pháp số lần xuất
hiện sai số (-), (+) đều tiến tới gần nhau, chứng tỏ cả 3 phương pháp không có khả năng
mắc sai hệ thống.
- Độ tin cậy phương pháp 1 và 2 đều phụ thuộc vào tính đại diện của
.
- Phương pháp 1 và 2 đều mắc sai số cộng dồn về
01
f
và d
01
, đặc biệt với những loài
có hình số tự nhiên phụ thuộc vào kích thước thân cây. Hai phương pháp này không đảm
bảo yêu cầu xác định thể tích cho cây cá lẻ mà chỉ nên dùng để xác định tổng thể tích cây cá
lẻ (trữ lượng), khi đó quy luật bù trừ giữa sai số khác dấu sẽ phát huy tác dụng tối đa.
- Với phương pháp 3, nếu bỏ qua sai số đo đạc d
1.3
và h thì độ chính xác xác định thể
tích tùy thuộc vào độ tin cậy của hàm Schumacher - Hall và sự ổn định của hình số ngang
ngực của các cây rừng có cùng đường kính và chiều cao. Như vậy, phương pháp 3 có cơ sở
khoa học vững chắc và độ tin cậy đáp ứng yêu cầu lập biểu thể tích thân cây cả vỏ cho các
loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc Trung Bộ.
3.4.2. Lựa chọn phương pháp xác định thể tích gỗ to thân cây đứng.
Thể tích gỗ to cây đứng là thể tích lóng gỗ tính từ mặt đất đến vị trí xa nhất trên thân
cây có đường kính bằng đường kính quy định nào đó. Theo thông tư số 35/2011/BNNPTNT
Việt Nam quy định đường kính này bằng 25cm tính cả vỏ cây với đối tượng cây khai thác ở
rừng tự nhiên.
Luận án tiến hành xác định thể tích gỗ to thân cây bằng hai phương pháp sau:
17
Phương pháp 1: Xác định thể tích gỗ to thân cây từ đường kính ngang ngực cả vỏ và
chiều cao thân cây theo dạng phương trình:
lập riêng cho từng loài cây.
Kết quả kiểm nghiệm hai phương pháp trên cho 31 loài cây được dẫn ở các bảng 3.15
và 3.18 của luận án.
Phương pháp 2: Xác định thể tích gỗ to thân cây từ thể tích thân cây theo dạng quan
hệ:
Để tiện so sánh và lựa chọn phương pháp xác định V
25
, các sai số trên được tập hợp
như sau:
Phương
pháp
n kiểm
tra
Số loài
kiểm tra
max%
>20%
bq
%
sp
%
V%
Từ ÷ đến
BQ
Từ ÷ đến
BQ
Từ ÷ đến
BQ
1
450
31
10
3,6 ÷ 24,5
8,3
4,8 ÷ 26,6
10,4
0,01 ÷ 19,0
4,0
2
450
31
1
0,23 ÷ 4,6
1,2
0,3 ÷ 0,8
1,8
0,04 ÷ 1,8
0,01
Kết quả cho thấy phương pháp 2 có độ tin cậy cao hơn, từ đó phương pháp 2 được luận án
lựa chọn để lập biểu thể tích gỗ to thân cây đứng vì hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu khi điều tra
cây cá lẻ cũng như thể tích cây cá lẻ sau này.
3.4.3. Lựa chọn phương pháp xác định thể tích gỗ dưới cành.
Gỗ dưới cành chiến đại bộ phận (>70%) thể tích thân cây, đặc biệt với cây rừng tự
nhiên thuộc đối tượng khai thác vì gỗ dưới cành tạo ra gỗ lớn là sản phẩm mong đợi nhất
trong kinh doanh lợi dụng rừng. Tham khảo các tác giả đi trước, luận án đã thực nghiệm
xác định thể tích gỗ dưới cành theo 3 phương pháp sau:
- Phương pháp 1: Xác định thể tích gỗ dưới cành từ đường kính ngang ngực cả vỏ và
chiều cao thân cây dưới dạng tương quan:
- Phương pháp 2: Xác định thể tích gỗ dưới cành từ thể tích thân cây cả vỏ dưới dạng
tương quan:
- Phương pháp 3: Xác định thể tích gỗ dưới cành qua quan hệ với thể tích thân cây cả
vỏ và tỉ lệ chiều cao dưới cành trên chiều cao thân cây theo dạng phương trình:
. Kết quả nghiệm chứng của từng phương pháp cho 31 loài cây được dẫn ở các
bảng 3.16, 3.19 và 3.20 của luận án.
Kết quả kiểm tra sai số được tổng hợp như sau:
Phương
pháp
n kiểm
tra
Số loài
kiểm
tra
max%
>20%
bq
%
sp
%
V%
Từ ÷ đến
BQ
Từ ÷ đến
BQ
Từ ÷ đến
BQ
1
450
31
7
2,8 -10,0
6,3
3,9-13,4
7,8
0,2-7,6
2,3
2
450
31
4
0,9 - 10,5
4,8
1,0-12,0
6,2
0,01-4,8
0,8
3
450
31
2
0,6 - 6,7
2,8
0,9-9,5
4,0
0,01-3,2
0,2
18
Để đảm bảo biểu thể tích vừa cho phép điều tra tổng thể tích dưới cành các cây đứng
vừa đảm bảo có thể xác định thể tích cho từng cây khai thác thì phương pháp 2 và 3 đều có
thể được lựa chọn. Trong đó phương pháp 3 luôn thỏa mãn độ tin cậy cao hơn phương pháp
2 nhưng sử dụng trong thực tiễn phức tạp hơn vì phải đo thêm chiều cao dưới cành của cây
đứng. Ngoài ra về mặt hình thức thì cấu trúc của biểu lập bằng phương pháp 3 cũng phức
tạp hơn phương pháp 2. Vì các lí do trên đề tài lựa chọn phương pháp 2 để lập biểu thể tích
dưới cành sau này.
3.4.4. Xác định thể tích gỗ tận dụng và gỗ ngọn cây.
Thể tích gỗ tận dụng là thể tích lóng gỗ từ vị trí dưới cành đến vị trí cao nhất trên
thân cây có d = 25cm. Theo Vũ Tiến Hinh et.al [11] tỉ lệ gỗ tận dụng trên 1 thân cây khai
thác thường rất nhỏ và chỉ bằng 12,2% thể tích thân cây. Vì vậy thể tích gỗ tận dụng được
xác định thông qua thể tích gỗ to và gỗ dưới cành bằng công thức:
Cũng theo Vũ Tiến Hinh et.al [11], gỗ ngọn cây chiếm tỷ lệ rất nhỏ và rất biến động
nên đề tài tính thể tích ngọn theo công thức:
Trong các công thức trên thể tích thân cây (v) được xác định qua quan hệ với d
1.3
và h,
v
25 và
v
dc
xác định qua quan hệ trực tiếp với v như đã khẳng định ở các nội dung liên quan
trong luận án.
3.4.5. Xác định thể tích cành to (Vct).
Cành to là lóng gỗ từ gốc cành đến vị trí xa nhất trên cành cây có đường kính cả vỏ
bằng 25cm và chiều dài 2m. Không phải loài cây nào cũng có cành to và trong 1 loài có
cành to, không phải cây nào cũng xuất hiện cành to. Theo hướng này Vũ Tiến Hinh et.al
[11] đã xác lập quan hệ giữa thể tích bình quân của cành to với thể tích bình quân thân cây
theo dạng đa thức bậc 3:
cho các loài cây rừng tự nhiên
thuộc đối tượng khai thác. Luận án đã tham khảo và sử dụng kết quả này để tính toán cho 21
loài có cành to được khai thác phổ biến vùng Bắc Trung Bộ.
TT
Loài
R
2
a
0
a
1
a
2
a
3
Kiểm tra
Vct
thực
Vct
lý thuyết
%
1
Bộp
0,9947
-1,4702
1,3196
-0,3784
0,0357
1,1487
1,0539
8,25
2
Chẹo tía
0,8533
0,2564
-0,1571
0,0268
-0,0007
0,5871
0,6113
-4,12
3
Gội trắng
0,7670
-0,0703
0,0725
-0,0092
0,0006
1,6429
1,6654
-1,37
4
Táu muối
0,9095
0,2843
-0,1560
0,0314
-0,0018
0,8561
0,9586
-11,97
5
Bời lời nhớt
0,5759
-5,1160
7,6508
-3,5980
0,5566
3,7378
3,5098
6,10
6
Bộp vàng
0,9794
1,1648
-1,5441
0,6453
-0,0758
0,8988
0,9038
-0,57
7
Gội nếp
0,8959
-3,8780
4,7118
-1,7490
0,2087
1,9834
1,8154
8,47
8
Lim xanh
0,8142
0,0420
0,1028
-0,0128
0,0007
4,1330
4,4660
-8,06
9
Ràng ràng mít
0,8747
-4,3040
5,4475
-2,0460
0,2416
4,7071
4,2442
9,83
10
Re gừng
0,4744
2,2154
-2,7500
1,1775
-0,1610
2,2908
2,3269
-1,58
11
Táu nước
0,7442
-71,690
117,7400
-64,290
11,6800
1,4175
1,5095
-6,49
12
Trâm tía
0,8820
-1,1259
1,4614
-0,4125
0,0410
6,1056
5,8613
4,00
13
Trường sâng
0,9824
3,4389
-4,8400
2,2426
-0,3213
2,6420
2,4086
8,83
14
Trường vải
0,9164
-1,1980
1,9873
-1,0750
0,2159
1,9384
1,9395
-0,06
15
Chua
0,8299
0,2999
-0,4108
0,1773
-0,0152
2,1966
2,0427
7,01
16
Kền kền
0,9107
0,5260
-0,1449
0,0212
-7E-04
4,3200
4,2683
1,20
17
Trám trắng
0,8982
0,1850
-0,0966
0,0320
-0,0020
4,2887
4,0774
5,00
19
Kết quả cho thấy phương trình trên có thể đảm bảo độ tin cậy để xác định tổng thể
tích cành to cho các loài cây có cành to ở vùng Bắc Trung Bộ.
3.4.6. Xác định tỷ suất vỏ cây (p
v
).
Trong biểu thể tích thường chỉ ghi thể tích cả vỏ, nhưng thực tiễn sử dụng nhiều
trường hợp cần biết thể tích không có vỏ. Vì vậy cần nghiên cứu phương pháp xác định tỷ
suất vỏ cây để có thể chuyển đổi từ thể tích cả vỏ sang thể tích không vỏ khi cần thiết đối
với thực tiễn sau này. Luận án đã tiến hành nghiên cứu về tỷ suất vỏ cây kết quả cho thấy 6
loài cây: Dẻ bộp, Sồi ghè, Trường sâng, Chua và Kiền kiền có p
v
độc lập với đường kính
ngang ngực. Với các loài này được phép dùng
để chuyển đổi thể tích cả vỏ thành thể tích
không vỏ. Các loài còn lại đã lập dạng phương trình
để tính p
v
cho từng loài
(chi tiết được dẫn ở phụ biểu 3 của luận án) cho từng cỡ kính theo các phương trình tương
ứng đã có.
3.5. Lập biểu thể tích
3.5.1. Lập biểu thể tích
- Đối tượng lập và sử dụng biểu là các loài cây được khai thác phổ biến ở rừng tự
nhiên vùng Bắc trung bộ. Vì vậy, kiểu biểu được xác định là: Biểu thể tích hai nhân tố lập
riêng cho từng loài cây và chung cho toàn vùng Bắc trung bộ.
- Khi lập biểu thể tích hai nhân tố, đề tài dùng cỡ D = 4cm và cỡ H = 2m, giới hạn cỡ
chiều cao ở từng cỡ đường kính được xác định qua phân tích mối quan hệ giữa chiều cao
với đường kính của từng loài cây được Vũ Tiến Hinh, et.al [11] thực hiện trong đề tài
nghiên cứu cấp Bộ đã được nghiệm thu.
- Theo yêu cầu lập biểu các giá trị cần ghi trong biểu là:
1. Thể tích thân cây cả vỏ V (m
3
):
2. Thể tích gỗ to cả vỏ V
25
(m
3
):
3. Thể tích gỗ dưới cành cả vỏ V
dc
(m
3
):
4. Thể tích gỗ tận dụng thân cây cả vỏ v
td
(m
3
):
5. Thể tích gỗ ngọn cả vỏ v
n
(m
3
):
6. Thể tích không vỏ tương ứng khi cần có thể tính qua công thức:
Để kết cấu của biểu đơn giản nhưng vẫn dễ sử dụng, trong mỗi tổ hợp cỡ D và H
(mỗi ô của biểu) chỉ ghi 3 hàng là v, v
25
, v
dc
, các đại lượng còn lại có thể tính bàng các công
thức đã biết. Dưới đây là trích đoạn của biểu thể tích lập cho loài Bộp vùng Bắc trung bộ.
18
Vối thuốc
0,6069
-0,0500
-0,0678
0,0934
-0,0121
2,7927
2,6480
5,18
19
Chò nhai
0,9619
0,2413
-0,1110
0,0175
-0,0006
1,6264
1,7708
-8,88
20
Dầu rái
0,8726
-0,9390
0,4667
-0,0660
0,0032
1,3264
1,3203
0,47
21
Ươi
0,9886
-0,4110
0,3297
-0,0560
0,0040
3,9548
3,6721
7,15
20
Biểu thể tích loài cây Bộp vùng Bắc trung bộ
3.5.2. Kiểm tra biểu thể tích
Thông thường khi xây dựng một biểu thể tích, người lập biểu phải thực hiện một số
nội dung kiểm tra sau:
- Kiểm tra tính thích ứng của phương pháp lập biểu bằng cách sử dụng ngay tài liệu
lập biểu làm đối tượng kiểm tra. Nếu sai lệch giữa trị số thực và biểu nằm trong phạm vi cho
phép thì có thể kết luận phương pháp lập biểu là phù hợp. Khía cạnh này đã được giải quyết
qua đại lượng phương sai hồi qui của các phương trình dùng để lập biểu.
- Kiểm tra sai số hệ thống của biểu: Kết quả cho thấy sai số (+) và (-) đều cùng xuất
hiện với số lần tiến tới gần nhau khi dung lượng mẫu đủ lớn. Vì vậy biểu không có khả năng
mắc phải sai số hệ thống.
- Kiểm tra độ chính xác của biểu: Sai số khi sử dụng biểu được đánh giá trên cơ sở
tài liệu đối chứng không tham gia lập biểu. Thông thường tài liệu này được thu thập trên cơ
sở phương pháp chặt trắng ô tiêu chuẩn. Trong điều kiện không có tài liệu chặt trắng, có thể
thay bằng chặt một số lượng đủ lớn cây mẫu như đã thực hiện trong đề tài (tài liệu kiểm tra
là 450 cây tiêu chuẩn không tham gia lập biểu).
Kết quả như sau: Sai số xác định thể tích thân cây cho 1 cây cá lẻ ≤±5% và nhiều
cây cá lẻ là ≤±3%. Sai số xác định thể tích bộ phận thân cây cho 1 cây cá lẻ <±10% và nhiều
cây cá lẻ ≤±5%. Sai số xác định tổng thể tích gỗ to cành cây <±10%. Như vậy, biểu thể tích
đã lập thỏa mãn độ chính xác đặt ra và đáp ứng được yêu cầu thực tiễn hiện nay.
3.5.3. Sử dụng biểu
Phương trình lập biểu: V = 0.00008
*
D
2.1712
*
H
0.5395
;
V
dc
= 0,1497 + 0,7884*V; V
25
= -0,2015 + 1,0135*V
; h = 4,4034.d
0,4193
H(m)
v(m
3
)
D (cm)
14
16
18
20
22
24
P vỏ
32
0.6158
0.6618
0.7052
0.7464
0.7858
0.8236
5,97
0,4226
0,4692
0,5132
0.7382
0.7692
0.7990
0.4226
0.4692
0.5132
0.5550
0.5949
0.6332
36
0.7952
0.8546
0.9107
0.9639
1.0148
1.0636
5,63
0.7766
0.8235
0.8677
0.9096
0.9498
0.9882
0.6044
0.6646
0.7215
0.7754
0.8270
0.8765
40
0.9996
1.0743
1.1447
1.2117
1.2756
1.3369
5,34
0.9378
0.9967
1.0522
1.1050
1.1554
1.2037
0.8116
0.8873
0.9587
1.0266
1.0913
1.1534
44
1.2294
1.3212
1.4079
1.4903
1.5689
1.6443
5,34
1.1190
1.1913
1.2597
1.3247
1.3866
1.4461
1.0445
1.1375
1.2254
1.3089
1.3886
1.4650
48
1.4850
1.5960
1.7007
1.8001
1.8951
1.9862
5,09
1.3205
1.4080
1.4905
1.5689
1.6438
1.7156
1.3035
1.4160
1.5222
1.6229
1.7192
1.8115
21
Có thể dùng biểu thể tích thân, cành, ngọn để xác định thể tích thân cây hoặc bộ phận
thân cây cá lẻ và tổng thể tích các cây cá lẻ cho 34 loài cây khai thác phổ biến vùng Bắc
trung bộ như sau:
- Xác định thể tích thân cây và bộ phận thân cây cả vỏ cho cây cá lẻ theo các bước
sau:
. Xác định tên loài cây và chọn biểu thích hợp để sử dụng,
. Đo đường kính ngang ngực bằng thước kẹp hoặc dây đo đường kính chính xác tới
(mm) kí hiệu là d
1.3
.
. Đo chiều cao vút ngọn bằng dụng cụ đo cao thông dụng chính xác tới (dm), kí
hiệu là h.
. Ghép đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn vào cỡ D & H tương ứng
trong biểu thể tích.
. Từ cỡ D và H tra biểu sẽ được trị số của biểu gồm:
+ Thể tích thân cây cả vỏ: v
(b)
+ Thể tích gỗ to cả vỏ: v
25(b)
+ Thể tích gỗ dưới cành cả vỏ: v
dc(b)
. Tính:
+ Thể tích thân cây cả vỏ cần điều tra:
+ Thể tích gỗ to cả vỏ cần điều tra:
+ Thể tích gỗ dưới cành cả vỏ cần điều tra:
+ Thể tích gỗ tận dụng cả vỏ:
+ Thể tích gỗ ngọn cây cả vỏ:
- Xác định tổng thể tích thân cây và bộ phận thân cây khi điều tra nhiều cây cá lẻ
theo trình tự sau:
. Xác định tên loài cây để chọn biểu và tương quan h/d thích hợp,
. Đo d
1,3
tất cả các cây cần điều tra,
. Ghép các cây ở cùng cỡ D tạo thành dãy phân bố số cây theo cỡ đường kính (n
i
–
D
i
).
. Thay trị số giữa cỡ đường kính (D
i
) vào tương quan h/d của loài đó để tính được
chiều cao bình quân
của cỡ i rồi qui về cỡ H
i
định sẵn trong biểu.
. Từ cỡ D
i
và H
i
tra biểu sẽ được thể tích bình quân thân hoặc bộ phận thân cây cần
điều tra.
. Tính tổng thể tích thân hoặc bộ phận thân cây cho từng cỡ D
i
.
. Tính tổng thể tích thân hoặc bộ phận thân cây của các cây cá lẻ.
22
KẾT LUẬN TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu đã trình bày ở trên, đề tài rút ra một số kết luận cơ bản
cho các loài cây thuộc đối tượng khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ như sau:
. Hình số tự nhiên thân cây hoặc bộ phận thân cây và hình số ngang ngực đều có
dạng đường cong một đỉnh tiệm cận với luật phân bố chuẩn. Hệ số biến động hình số tự
nhiên thân cây từ 3,6% ÷ 9,6%, trung bình là 7,6%; của bộ phận dưới cành từ 3,8% ÷ 10%,
bình quân là 7,1%. Hệ số biến động hình số ngang ngực thân cây từ 3,6% ÷ 10,9% bình
quân là 8,7%. Khi xét riêng trong từng tổ hợp cỡ D & H biến động của hình số ngang ngực
chỉ từ 2% ÷ 7%, bình quân 4%. Tính ổn định hình số tự nhiên thân cây không cao, 13/34
loài f
01
phụ thuộc vào d
1,3
hoặc h hay vào cả d
1,3
và h thân cây. Về cơ bản những loài cây có
f
01
thân cây giống nhau thì f
01
bộ phận thân cây cũng tương tự nhau, nhưng f
1,3
thân cây lại
không hoàn toàn thuần nhất với nhau. Những đặc điểm nêu trên vừa có ý nghĩa bổ sung cho
qui luật về hình số đẫ được nhiều tác giả đi trước kết luận, vừa là cơ sở để xác lập và lựa
chọn phương pháp xác định thể tích cho cây rừng tự nhiên vùng Bắc trung bộ.
. Giữa thể tích thân cây cả vỏ hoặc không vỏ với đường kính ngang ngực cả vỏ và
chiều cao thân cây luôn tồn tại mối liên hệ rất chặt chẽ dưới dạng phương trình Schumacher
– Hall. Các phương trình lập riêng cho từng loài cây đều đảm bảo xác định thể tích thân cây
cá lẻ với sai số cực đoan <25%, sai số bình quân <10% và xác định tổng thể tích các cây cá
lẻ <5%. Vì vậy, các phương trình này đều đáp ứng độ tin cậy để lập biểu thể tích thân cây
theo loài cho đối tượng nghiên cứu.
. Giữa thể tích gỗ to (v
25
), gỗ dưới cành (v
dc
) với d
1,3
và h cũng luôn tồn tại mối
liên hệ chặt chẽ theo dạng phương trình Schumacher – Hall. Các phương trình lập riêng cho
từng loài có thể bảo đảm xác định tổng thể tích gỗ to hoặc gỗ dưới cành cho các cây cá lẻ
với sai số <5%.
. Giữa thể tích gỗ to (v
25
), gỗ dưới cành (v
dc
) với thể tích thân cây (v) luôn tồn tại
mối liên hệ rất chặt chẽ dưới dang phương trình tuyến tính bậc 1. Các phương trình cụ thể
lập cho từng loài cây đảm bảo xác định v
25
và v
dc
một cây cá lẻ với sai số lớn nhất không
vượt quá 25% và sai số bình quân <10%. Khi xác định tổng thể tích gỗ to hoặc gỗ dưới cành
của các cây cá lẻ sai số gặp phải đều nhỏ hơn 5%.
. Có thể xây dựng biểu thể tích hai nhân tố thân cây cả vỏ từ phương trình
Shumacher – Hall lập riêng theo loài. Kết hợp phương trình Schumacher – Hall với phương
trình tuyến tính bậc 1 có thể tạo thành biểu thể tích gỗ to hoặc gỗ dưới cành cả vỏ theo loài
cây khai thác phổ biến vùng Bắc trung bộ. Từ thể tích thân cây cả vỏ (v) và thể tích gỗ to cả
vỏ (v
25
) có thể tìm thể tích ngọn cây cả vỏ, đồng thời từ v
25
và v
dc
cũng xác định được thể
