xây dựng biểu thể tích 3 loài cây

LỜI NÓI ĐẦU
Để đánh giá kết quả học tập sau khi kết thúc khóa học (2010-2014)
trường Đại học lâm nghiệp , được sự nhất trí của trường Đại học Lâm nghiệp,
khoa Lâm học cùng với bộ môn ĐTQH rừng tôi đã thực hiện khoá luận tốt
nghiệp với đề tài:“Xây dựng biểu thể tích thân cây cả vỏ, không vỏ và biểu thể
tích gỗ sản phẩm cho loài cây keo lai (Acacia hybrids) tại Tỉnh Nghệ An”
Sau hơn 4 tháng làm việc khẩn trương, nghiêm túc dưới sự hướng dẫn
nhiệt tình của thầy giáo Th.S Phạm Thế Anh và cô giáo Th.S Hoàng Thị
Thu Trang đến nay đề tài của tối đã hoàn thành.
Nhân dịp này , cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể
các thầy , cô giáo trong trường , bộ môn Điều tra – Quy hoạch rừng và
đặc biệt là cô giáo Hoàng Thị Thu Trang
Đồng thời tôi cũng xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ ,
động viên và đóng góp ý kiến trong quá trình hoàn thành bản luận văn
này.
Do thời gian, năng lực bản thân còn hạn chế và bước đầu làm quen
với công tác nghiên cứu khoa học , đề tài không tránh khỏi những thiếu
sót nhất định . Tối rất mong được sự giúp đỡ từ các thầy, cố giáo và các
bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội. tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Nguyễn Văn Trang

1


2

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu
D1.3

Tên gọi
Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m

Đơn vị
cm

Ddc

Đường kính dưới cành

cm

D0i

Đường kính tại vị trí thứ i trên thân cây

cm

f01

Hình số tự nhiên

f1.3

Hình số thường
Hình số tự nhiên trung bình

Hvn

Chiều cao thân cây vút ngọn

m

Hdc

Chiều cao thân cây dưới cành

m

N

Dung lượng mẫu

R

Hệ số tương quan

R2

Hệ số xác định

S

Sai tiêu chuẩn

Vc

m3

Thể tích thân cây

3


Chương 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Keo lai là tên gọi tắt để chị giống lai tự nhiên giứa Keo tai tượng
( Acacia mangium ) và Keo lá tram tràm ( Acacia auriculiformis ). Giống lai
tự nhiên này được Messrs Herbum và Shim phát hiện lần đầu vào năm 1972
tại bang sabah của Malaysia.
Một trong những loài cây nguyên liệu có khả năng sinh trưởng nhanh
được đề cập đến đó là cây keo lai (Acacia hybrids). Cây Keo Lai là 1 trong 48
loài cây trồng chính để trồng rừng sản xuất được Bộ Nông Nghiệp và PTNT
công nhận tại quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/03/2005. Keo lai
không chỉ là giống có ưa thế sinh trưởng nhanh,biên độ sinh thái rộng, có khả
năng thích ứng với nhiều loài đất mà còn có khả năng cải tạo đất, cải thiện
môi trường sinh thái. Gỗ keo được sử dụng làm ván sàn ván dặm, trọ mỏ đặc
biệt hơn cả gỗ keo được sử dụng nhiều trong câng nghiệp giấy.
Ngoài ra, còn có dáng đẹp thân thẳng , nhẵn , không bong vỏ, lá xanh
quanh năm, có thể được trồng làm cây cảnh trong các công sở, sân chơi ở các
trường học, bệnh viện và ven các quốc lộ.
Nghệ An là tỉnh có tiềm năng rât lớn trong phát triển lâm nghiệp. Trong
những năm gần đây Nghệ An đã có những chủ trương đẩy mạnh công tác
trồng rừng sản xuất và loài cây trồng chính được lựa chọn là keo lai.
Biểu điều tra và kinh doanh đóng vai trò quan trọng trong điều tra tài
nguyên rừng, giá trị cuối cùng trong điều tra tài nguyên gỗ là thể tích và trữ

lượng của rừng. Tuy vậy trong thực tế chúng ta không đủ Biểu điều tra và
kinh doanh để sử dụng. Vì vậy em thực hiện đề tài:
“Xây dựng biểu thể tích thân cây cả vỏ, không vỏ và biểu thể tích gỗ sản
phẩm cho loài cây keo lai (Acacia hybrids) tại Tỉnh Nghệ An”
4


Đề tài thực hiện nhằm tìm ra mối quan hệ hợp lý nhất giữa thể tích với
các nhân tố cấu thành thể tích cho đối tượng nghiên cứu.

Chương 2
LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU

Biểu thể tích là biểu ghi thể tích bình quân của những cây rừng có cùng
kích thước và hình dạng , được sắp xếp theo một trình tự nhất định . Tuy
nhiên khi nghiên cứu lập biểu thể tích cần phải nghiên cứu các quy luật tương
quan giữa thể tích với các nhân tố cấu thành thể tích, do đó có thể coi biểu thể
tích là loại biểu ghi số liệu các quy luật tương quan giữa thể tích và các nhân
tố cấu thành như D, H và hình dạng
Vì vậy , việc lập thể tích cho từng loại cây nhằm để khắc phục những
đặc điểm trong xác định trữ lượng qua cây tiêu chuẩn. Chính vì thế mà lập
biểu thể tích được hầu hết các tác giả trong và ngoài nước quan tâm.
2.1 Trên thế giới.
Vấn đề lập biểu thể tích cây đứng đã được nhiều nước khởi xướng ngay từ
thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, đặc biệt là các nước châu Âu.
Theo Prodan M.(1964), Spurr đã sử dụng các phương trình sau để biểu thị
quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính và chiều cao cho một số loài
cây ở châu Âu:
V=ao+a1*d2+a2*d2h+a3*h2+a4*dh2

(1-1)

V=ao+a1*d+a2*d.h+a3*d2+a4*h+a5* d2h

(1-2)

V=ao+a1*d+a2* d2+a3*d3+a4*h+a5*h2

(1-3)

V=ao+a1*d2+a2*h+a3* d2h

(1-4)

V= ao+a1*d2h

(1-5)

Schumacher F.X. và Hall D. S.(1933) đề xuất dùng phương trình:
V=bo*db1hb2

(1-6)
5


để lập biểu thể tích hai nhân tố.
Lembke (Dittmar. O.,1976) sử dụng phương trình (1-6) lập biểu thể tích
cho loài Kiefe ở Đức.
Thomas Eugene Avery (1983) dùng phương trình (1-5) lập biểu thể tích
cho loài Slash pine ở Mỹ

Edminster et al.,(Thomas Eugene Avery,1983) cũng dùng phương trình (15) lập biểu thể tích cho loài Ponderosa pine ở Colorado, Hoa Kỳ và dùng phương
trình:
V=b0*(d2h)b1(1-7)
lập biểu gỗ thương phẩm cho loài cây này.
Meyer H. A.(1949) sử dụng phương trình mũ dạng hàm power xác lập
quan hệ thể tích thân cây với đường kính làm cơ sở lập biểu thể tích.
Wensel và Schoenheide (Thomas Eugene Avery,1983) dùng phương trình (14) lập biểu gỗ thương phẩm cho loài Douglas fir.
Khi hướng dẫn lập biểu thể tích gỗ thân cây cho rừng hỗn giao ở Malaysia,
FAO (1992) có đưa ra quy trình gồm các bước sau:
-

Đo D1.3 và đường kính tại các vị trí độ cao 16 feet, 32 feet và vị trí dưới cành
cùng chiều cao vút ngọn cho 16.000 cây đứng (mẫu sơ cấp) để thiết lập công
thức tính thể tích cây đứng.

-

Chặt ngả, đo chi tiết để xác định thể tích thân cho 720 cây trong số 16.000 cây
ở mẫu sơ cấp.

-

Tính thể tích cho những cây đứng có số liệu đường kính ở các vị trí: ngang
ngực, độ cao 16 feet, 32 feet, vị trí dưới cành và chiều cao vút ngọn cho 720
cây điều tra ở mẫu thứ cấp trước khi chặt ngả và tính thể tích cho 720 cây ngả
(Vf). Sau đó xác lập phương trình:
Vf= ao+a1*Vs + a2*Vs2

(1-8)

Từ phương trình (1-8) xác định thể tích cho 16.000 cây ở mẫu sơ cấp.
- Xác lập phương trình thể tích cho từng loài theo cấp chiều cao từ số
liệu 16.000 cây theo phương trình:
6


V= ao+a1*d+a2*d2

(1-9)

Để lập biểu thể tích cây đứng cho Vùng núi Aues ở Algeria, người ta
tiến hành như sau:
- Đo đường kính và chiều cao vút ngọn cho một số lượng lớn cây trên
những ô mẫu trải đều ở khu vực cần lập biểu (mẫu sơ cấp).
- Chọn ngẫu nhiên một số lượng cây nhất định trong những ô mẫu để
chặt ngả, đo tỉ mỉ xác định thể tích (mẫu thứ cấp).
- Xác lập phương trình thể tích theo loài từ số liệu mẫu thứ cấp theo
phương trình (1-6) và (1-7). Các phương trình này được gọi là phương trình
chuẩn. Chúng được sử dụng để xác định thể tích cho những cây điều tra ở
mẫu sơ cấp.
- Thiết lập phương trình chiều cao theo đường kính (parabol bậc 2) theo
loài và cấp chiều cao để lập biểu thể tích cấp chiều cao.
2.2 Trong nước.
Các biểu thể tích được lập phục vụ cho điều tra rừng tự nhiên và rừng
trồng ở nước ta đến nay khá phong phú. Từ những năm đầu của thập niên 60
của thế kỉ trước đã có một số biểu thể tích được lập để đáp ứng kịp thời công
tác điều tra trữ lượng rừng tự nhiên ở các tỉnh miền Bắc nước ta, như Biểu thể
tích cây đứng theo cấp chiều cao lưu vực Sông Hiếu, Biểu thể tích cây đứng
theo cấp chiều cao rừng khu vực Hà Tĩnh- Quảng Bình, Biểu thể tích cây
đứng theo cấp chiều cao rừng khu vực Quảng Ninh. Sau này khi công tác điều

tra trữ lượng rừng đòi hỏi độ chính xác cao hơn, đã có một số biểu thể tích hai
nhân tố được lập cho đối tượng rừng tự nhiên và rừng trồng. Các biểu này
phần lớn được lập trên cở sở quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính và
chiều cao. Số còn lại được lập dựa vào công thức:
V = ()**h.*f01
Công trình khoa học Lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng cho
rừng tự nhiên Việt Nam của Đồng Sỹ Hiền (1974) có tính lí luận và thực tiễn
cao, đặt nền tảng cho khoa học lập biểu thể tích nói riêng và điều tra rừng ở
7


Việt Nam nói chung. Có thể tóm tắt phương pháp thu thập và xử lí số liệu
cùng phương pháp lập biểu này như sau:
-Từ kết quả nghiên cứu cấu trúc lâm phần, tác giả cho thấy đối tượng lập
và sử dụng biểu thể tích là những lâm phần cụ thể.
-Tiến hành chặt trắng để điều tra cây ngả cho 14 ô tiêu chuẩn đại diện
cho 14 lâm phần và 6 ô tiêu chuẩn phụ, mỗi ô tiêu chuẩn có từ 300 cây trở
lên. Tổng số cây tiêu chuẩn đã thu thập và sử dụng là 3122 cây thuộc 183 đơn
vị loài địa phương. Có 90 loài có từ 4 cây trên ô tiêu chuẩn trở lên và 30 loài
có từ 20 cây trên ô tiêu chuẩn trở lên, 34 loài có mặt ở từ 2 đến 9 địa phương.
- Hình số tự nhiên từng cây được tính theo công thức 5 đoạn bằng nhau.
- Sử dụng f01 làm chỉ tiêu biểu thị hình dạng thân cây.
- Trong mỗi lâm phần, phân bố số cây theo f 01 từng loài tiệm cận luật
chuẩn, từ đó có cơ sở lập biểu theo f01 bình quân loài.
- Trong mỗi lâm phần, phân bố số cây theo f01 chung cho các loài tiệm
cận luật chuẩn, có cơ sở lập biểu thể tích theo f01 bình quân cho các loài.
- Trong số 34 loài có 25 loài f01 thuần nhất giữa các địa phương, 9 loài
gồm 50 đơn vị f01 không thuần nhất giữa các địa phương. Tổng số đơn vị lập
biểu là 131, trong đó 25 loài có f 01 thuần nhất giữa các địa phương, 50 đơn vị
của 9 loài f01 không thuần nhất giữa các địa phương, 56 loài chỉ có mặt ở một

địa phương.
- Sử dụng phương pháp phân tích phương sai, đã xếp 131 đơn vị thành 4
tổ thuần nhất về f01. Sau khi phân tích phương sai lần đầu cho thấy, có một số
đơn vị loài địa phương thuộc cùng tổ hình dạng, đồng thời bỏ qua sự sai khác
về f01 giữa các địa phương của một số loài còn lại, tiến hành phân tích phương
sai lần hai cho 90 đơn vị loài và thống kê số loài thuộc các tổ hình dạng từ 1
đến 4 cụ thể là: 20, 29, 38 và 3.
- Biểu thể tích được lập theo f01 bình quân của từng tổ thuần nhất về hình
dạng và lập biểu thể tích theo f01 bình quân cho tất cả các loài.

8


f01 bình quân của các tổ và f01 bình quân chung được xác định từ tích
phân phương trình đường sinh thân cây. Hệ số thon k oi được chọn làm đại
lượng biểu thị đường sinh thân cây. Cách làm này khắc phục được sự hạn chế
về số lượng cây của một số loài. Có thể tóm tắt hệ thống phương pháp luận
lập biểu thể tích thân cây rừng tự nhiên của Đông Sĩ Hiền như sau:
- Dùng dãy hệ số thon koi của Hohenald với 11 điểm tựa để tiếp cận
đường sinh thân cây
- Coi đường sinh thân cây là một đa thức bậc cao không định bậc, có
dạng tổng quát là:
Y= b1*x+b2*x2+...+bm*xm

(1-10)

Với: y = , x = 1-

Tích phân giới hạn phương trình (2-39) được thể tích tương đối của cây (thể
tích thân cây so với thể tích hình trụ có đáy là tiết diện ngang ở vị trí 1/10

chiều cao của cây kể từ gốc, có chiều cao bằng chiều cao của cây), đó chính là

hình số tự nhiên f01.
- Thể tích thân cây được tính theo công thức:
v = * h* f01
Hoặc

(1-11)
v = * * h*

(1-12)

Với qH =
-

Khi thay x bằng độ cao tương đối của bộ phận nào đó trên thân cây, tính được

hình số tự nhiên tương ứng f01j
- Thể tích của bộ phận thân cây này được tính theo công thức:
vj= * * h* f01j
Hoặc:

v = * * h*

(1-13)
(1-14)

Từ cơ sở của phương pháp lập biểu thể tích của Đồng Sĩ Hiền, biểu dần
dần được bổ sung thêm loài ở các vùng khác như Tây Nguyên, Duyên Hải
Tung Bộ, Đông Nam Bộ. Trong Sổ tay Điều tra quy hoạch rừng 1995, biểu

được lập cho 5 nhóm loài cây thuần nhất về hình dạng và một biểu chung.
Trong biểu ghi thể tích thân cây đứng cả vỏ. Để tiện cho việc sử dụng biểu,
tương ứng với mỗi loài ở mỗi vùng còn cho biết thêm một số chỉ tiêu như:
hình số tự nhiên f01 bình quân, tỉ lệ thể tích vỏ bình quân, tỉ lệ thể tích gỗ dưới
9


cành bình quân, tỉ lệ chiều cao dưới cành với chiều cao vút ngọn bình quân.
Từ đó với mỗi tổ hợp d,h sẽ xác định được thể tích cả vỏ, thể tích không vỏ
của toàn bộ gỗ thân cây và thể tích gỗ dưới cành tương ứng.
Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh (1999) đã lập biểu sản phẩm cho
rừng Thông Ba lá trên cơ sở phương trình đường sinh thân cây có vỏ và
không vỏ. Trong biểu sản phẩm, tương ứng với mỗi tổ hợp d và h ghi thể tích
thân cây và phần trăm thể tích tương ứng với từng loại sản phẩm.
Vũ Nhâm (1988) lập biểu thể tích và biểu sản phẩm cho rừng trồng
Thông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ vùng Đông Bắc nước ta đã tiến hành như
sau:
-

Sử dụng hàm Weibull mô tả phân bố số cây theo đường kình cho các lâm

phần.
- Sử dụng hàm logarit một chiều để xác lập đường cong chiều cao lâm phần.
- Sử dụng phương trình đường sinh thân cây xác định độ thon thân cây làm cơ
sở phân chia sản phẩm cho các tổ hợp d,h.
- Tính tỉ lệ từng loại gỗ sản phẩm cho cây bình quân tương ứng với từng tổ hợp
d,h
Trần Văn Con (1991) lập biểu thể tích cây đứng cho rừng Khộp ở Tây
Nguyên trên cơ sở phương trình (2-6), trong đó chiều cao được xác định theo
phương trình:

h=a+b*ln(d)

(1-15)

Bảo Huy (1993) sử dụng phương trình (1-6) để lập biểu thể tích cây
đứng cho rừng Bằng lăng chiếm ưu thế ở Đăk Lăk. Đường cong chiều cao
được xác lập theo phương trình:
Anutschin, N.P: 1960: h= k*db

(1-16)

Trong số các biểu thể tích lập cho đối tượng rừng trồng (Bộ Nông
Nghiệp và PTNT, 2003), các biểu thể tích lập cho rừng trồng Mỡ, Thông đuôi
ngựa, Sa mộc (Vũ Tiến Hinh, 2000), Keo lá tràm (Vũ Tiến Hinh, 1996), Tếch
(Bảo Huy, 1995), Dầu rái đều sử dụng phương trình (1-6). Biểu thể tích cho
rừng trồng Quế được lập trên cơ sở phương trình đường sinh thân cây (Vũ
tiến Hinh, 2000, 2003).

10


CHƯƠNG 3: MỤC TIÊU, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng được biểu điều tra và kinh doanhthể tích thân cây và thể
tích gỗ sản phẩm cho loài cây Keo lai (Acacia hybrid) phục vụ sản xuất tại địa
bàn nghiên cứu.
- Góp phần từng bước hoàn thiện hệ thống bảng biểu phục vụ công tác
điều tra và kinh doanh gỗ sản phẩm cho loài cây khai thác phổ biến tại Tỉnh

Nghệ An nói riêng và cả nước ta nói chung.
- Lựa chọn và xác lập được dạng phương trình hợp lí biểu thị mối quan
hệ giữa thể tích thân cây với đường kính ngang ngục và chiều cao thân cây,
đồng thời đánh giá khả năng ứng dụng để lập biểu thể tích cho đối tượng
nghiên cứu
3.1.2. Mục tiêu cụ thể:
Xây dựng biểu thể tích thân cây cả vỏ, không vỏ và biểu thể tích gỗ sản
phẩm cho loài nghiên cứu
3.2. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đặt ra, đề tài cần đạt được các nội dung sau:
- Chọn phương trình thể tích
- Xác lập phương trình thể tích
- Kiểm nghiệm biểu thể tích và xác định sai số của biểu
- Hướng dẫn sử dụng biểu
3.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng lập biểu là rừng trồng loài cây Bạch Keo lai (Acacia hybrid)
trên phạm vi tỉnh Nghệ An.

11


3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Quan điểm phương pháp luận nghiên cứu
Theo lí luận điều tra rừng (Vũ Tiến Hinh – Phạm Ngọc Giao [1997])
chuyên đề coi thân cây là những khối hình học tròn xoay đầy hoặc cụt, vì vậy
giữa thể tích và các nhân tố tạo nên thể tích hoặc giữa thể tích ở các bộ phận
khác nhau trên thân cây luôn tồn tại mối liên hệ hữu cơ với nhau. Tuy nhiên
cây gỗ còn là một cơ thể sống luôn vận động và phát triển dưới tác động tổng
hợp của nhiều yếu tố nội tại và ngoại cảnh. Vì vậy, mối liên hệ này không chỉ
là kết quả của những nguyên lí toán học thuần túy mà còn bị chi phối bởi qui

luật sinh học rất đa dạng, phong phú, nhiều khi rất phức tạp. Từ đó việc
nghiên cứu cần dựa trên nguồn tài liệu khách quan đủ lớn và đủ đại diện kết
hợp với sử dụng triệt để phương pháp thống kê toán học trong xử lí đánh giá
mới có thể rút ra các kết luận cần thiết.
Kết hợp lí luận điều tra với những văn bản pháp qui hiện hành (Quyết
định 35, 40 của bộ NN & PTNT) chuyên đề sử dụng một số khái niệm sau
đây:
- Thể tích thân cây (v): là thể tích gỗ tính từ mặt đất đến đỉnh sinh
trưởng chiều cao của thân cây – Đơn vị tính (m3)
3.4.12. Phương pháp thu thập số liệu nghiên cứu
3.4.1.13.4.12.1. Khảo sát hiện trường
Khảo sát hiện trường nhằm sơ bộ xác định phạm vi và vị trí phân bố
diện tích rừng trồng của loài cây lập biểu theo địa phương, theo tuổi và theo
điều kiện sinh trưởng. Kết quả của khảo sát hiện trường cũng là cơ sở ban đầu
cho xác định số lượng ô tiêu chuẩn tạm thời cần lập và phân bố theo địa
phương để điều tra số liệu cần thiết cho mỗi loài cây. Nội dung này được thực
hiện trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng kết hợp với điều tra thực địa.

12


3.4.1.23.4.12.2. Điều tra ô tiêu chuẩn
Diện tích ô tiêu chuẩn.
Do những loài cây lập biểu ở Nghệ An chưa có hệ thống ô tiêu chuẩn
theo dõi lâu dài, vì thế để giải quyết các nội dung đặt ra, sẽ sử dụng số liệu
thu thập theo phương pháp điều tra một lần kết hợp với giải tích cây tiêu
chuẩn trên ô tiêu chuẩn tạm thời. Ô tiêu chuẩn có diện tích 500m 2 được bố trí
đại diện cho từng lô rừng có chất lượng lập địa và tuổi khác nhau đối với mỗi
loài cây. Về cơ bản, tuổi rừng trồng của loài cây lập biểu cao nhất ở tuổi 7 và
8 và chưa qua tỉa thưa, nên số lượng cây trên mỗi ô tiêu chuẩn thường dao

động từ 60 (mật độ 1200 cây/ha) đến 80 cây (mật độ 1600 cây/ha). Với dung
lượng mẫu trong từng ô như vậy, sẽ thể hiện được những đặc điểm cấu trúc cơ
bản của lâm phần thuần loài, đều tuổi.
-

Xác định số lượng ô tiêu chuẩn cần điều tra.
Như đã biết, không thể xác định được số lượng ô tiêu chuẩn cần thiết

khi lập biểu cấp đất cũng như biểu quá trình sinh trưởng cho mỗi loài cây, vì
độ chính xác của các mô hình tăng trưởng và sản lượng phụ thuộc vào vị trí
của ô, cũng như biến động của các nhân tố điều tra khác và các hệ số trong
mô hình toán học được sử dụng. Kinh nghiệm cho thấy, cần điều tra 50 ô
phân bố đại diện cho điều kiện lập địa và lịch sử lâm phần . Đây là nguồn số
liệu dùng để thiết lập các mô hình sản lượng.
(1) Diện tích ô tiêu chuẩn
Do loài cây lập biểu ở Nghệ An chưa có hệ thống ô tiêu chuẩn theo dõi
lâu dài, vì thế để giải quyết các nội dung đặt ra, đề tài sẽ sử dụng số liệu thu
thập theo phương pháp điều tra một lần trên ô tiêu chuẩn tạm thời. Ô tiêu
chuẩn có diện tích 500m2 được bố trí đại diện cho từng lô rừng có chất lượng
lập địa và tuổi khác nhau. Về cơ bản, tuổi rừng trồng của loài cây lập biểu cao
nhất ở tuổi 7 và 8 và chưa qua tỉa thưa, nên số lượng cây trên mỗi ô tiêu
chuẩn thường dao động từ 60 (mật độ 1200 cây/ha) đến 80 cây (mật độ 1600
cây/ha). Với dung lượng mẫu trong từng ô như vậy, sẽ thể hiện được những
đặc điểm cấu trúc cơ bản của lâm phần thuần loài, đều tuổi.
13


(2) Xác định số lượng ô tiêu chuẩn cần điều tra cho mỗi loài cây
Như đã biết, không thể xác định được số lượng ô tiêu chuẩn cần thiết
khi lập biểu thể tích cũng như biểu quá trình sinh trưởng cho từng loài cây, vì

độ chính xác của các mô hình tăng trưởng và sản lượng phụ thuộc vào vị trí
của ô, cũng như biến động của các nhân tố điều tra khác và các hệ số trong
mô hình toán học được sử dụng. Kinh nghiệm cho thấy, với mỗi loại rừng cần
có khoảng 100 ô phân bố đại diện cho điều kiện lập địa và lịch sử lâm phần
(Theo Alder, D. 1980). Trong trường hợp diện tích rừng trồng của loài cây lập
biểu đều phân bố trong một vùng sinh thái (Bắc Trung bộ), tuổi rừng không
cao (dưới 8 tuổi), nên đề tài dự kiến điều tra khoảng 60 ô tiêu chuẩn cho mỗi
loài. Đây là nguồn số liệu dùng để thiết lập biểu. Ngoài ra sẽ sử dụng số liệu
của 15 ô để kiểm nghiệm các biểu lập được cho mỗi loài cây. Như vậy, tổng
số ô tiêu chuẩn sẽ lập cho mỗi loài là 75 ô.
(3) Điều tra ô tiêu chuẩn
a) Thông tin chung: Với mỗi ô tiêu chuẩn, trước khi điều tra chi tiết, sẽ thu
thập những thông tin tổng quan cần thiết như:
- Diện tích lô rừng
- Loài cây
- Tuổi (năm trồng, đôi khi chi tiết cả đến tháng trồng)
- Vị trí địa lý
- Các biện pháp đã tác động
- Đặc điểm lập địa (đá mẹ, loại đất…),
- Đặc điểm địa hình (độ dốc, hướng dốc, độ cao…) và tọa độ,
- Các biện pháp tác động (trồng, chăm sóc, tỉa thưa…),
- Đặc điểm thực bì - mô tả cây bụi thảm tươi,
- Mật độ trồng ban đầu, mật độ hiện tại, độ tàn che của...
- Ngày, tháng, năm điều tra
14


b) Phân cấp sinh trưởng
Phân cấp sinh trưởng là cơ sở để bài cây khi chặt nuôi dưỡng. Cho đến
nay, trên thế giới có nhiều phân cấp cây rừng được đề xuất và ứng dụng, trong

đó dự án sẽ sử dụng phân cấp G. Kraft (1884), vì phân cấp này được ứng dụng
phổ biến hơn cả (Phạm Xuân Hoàn, Hoàng Kim Ngũ, 2003).
Các tiêu chí và tiêu chuẩn phân cấp sinh trưởng như sau:
- Cấp I: gồm những cây sinh trưởng tốt nhất, có chiều cao và đường
kính lớn nhất, tán cây vượt khỏi tầng rừng chính. Cây cấp I thường chiếm tỷ
lệ xấp xỉ 5 % tổng số cây và có chiều cao lớn hơn chiều cao bình quân của
rừng từ 15 % trở lên.
- Cấp II: gồm những cây sinh trưởng tốt, tán phát triển đều. Chiều cao
cây cấp II lớn hơn chiều cao bình quân của rừng từ 10 đến 15 %.
- Cấp III: gồm những cây có đường kính và chiều cao bằng đường kính
vầ chiều cao bình quân lâm phần.
- Cấp IV: gồm những cây sinh trưởng yếu, bị chèn ép nhưng vẫn còn
sức sống, tán cây kém phát triển, không đều, chiều cao nhỏ hơn chiều cao
bình quân từ 10 đến 15 %. Trữ lượng của cây cấp IV ít khi vượt quá 10% trữ
lượng lâm phần. Các cây cấp IV được phân thành hai cấp phụ:
Cấp IVa: gồm những cây tán phát triển bình thường, phần trên tán lá
vươn tới tán rừng chính, nhận được ánh sáng lọt qua tầng tán chính.
Cấp IVb: gồm những cây tán lệch, không nhận được ánh sáng lọt qua
tầng tán chính.
- Cấp V: gồm những cây sinh trưởng kém, nằm hoàn toàn dưới tán
rừng, đã và đang bị đào thải tự nhiên. Cấp V cũng được chia thành hai cấp
phụ:
Cấp Va: cây có tán đã chết khô, thân còn sống yếu ớt.
Cấp Vb: cây đã chết nhưng chưa đổ gẫy.
f)3.4.12.3.Thu thập số liệu lập biểu thể tích
Dự kiến điều tra 150 cây ngả để thiết lập phương trình thể tích. Những
cây này được thu thập số liệu từ cây chặt ngả giải tích ở những ô tiêu chuẩn.
Dự kiến mỗi ô tiêu chuẩn chặt 3 cây tiêu chuẩn theo ba cấp kính có số cây
15

bằng nhau. Số cây còn lại sẽ điều tra ở những lô rừng trồng đang khai thác.
Những cây dùng để kiểm nghiệm biểu thể tích cũng sẽ được điều tra ở những
lô rừng trồng đang khai thác. Dự kiến sẽ điều tra trên ba lô, mỗi lô điều tra 30
cây ngả tập trung trên cùng diện tích. Như vậy mỗi loài sẽ có 90 cây dùng để
kiểm nghiệm đánh giá độ chính xác của biểu thể tích. Cây chặt ngả sau khi
phát cành nhánh được đo đường kính có vỏ và không vỏ ở vị trí 0,0m; 1,3m
và ở các phân đoạn có chiều dài 2m (đoạn ngọn có chiều dài ≤ 2m), xác định
vị trí có đường kính không vỏ bằng 5cm. Để lập biểu thể tích cho mỗi loài
cây, dự tính điều tra 240 cây ngả.
- Xác định kích thước các loại gỗ khai thác thân, cành, ngọn để lập
biểu.
Kích thước các loại gỗ khai thác được dựa vào Quy định số
40/2005/QĐ- BNN, về việc ban hành quy chế về khai thác gỗ và lâm sản
khác, đã được đề cập ở phần một số khái niệm có liên quan.
- Phương pháp điều tra cây ngả được minh họa ở hình 2.
+ Đo chiều dài men thân bằng thước dây và chia thân cây thành 10
đoạn bằng nhau theo các vị trí tương đối 00, 01, 02, 03, 04…, 09 h. Đo đường
kính có vỏ và không vỏ tại vị trí 1,3m kể từ gốc cây và các vị trí tương đối
khác đã chia trên thân cây.
+ Đo chiều cao, đường kính có vỏ và không vỏ gốc chặt.
+ Đo chiều cao dưới cành.
+ Xác định chiều cao thân cây tại vị trí d có vỏ bằng 25cm (Hd = 25).
+ Đo đường kính gốc cành (doc) của những cành có đường kính cả vỏ
lớn hơn 25cm. Đo chiều dài từ vị trí phân cành đến vị trí cành có đường kính
cả vỏ bằng 25cm (dc= 25), trên đó đo đường kính cành có vỏ và không vỏ
theo phân đoạn 2m.

16

Hình 3.2: Phân chia cây ngả thành 10 đoạn có độ dài tương đối bằng nhau

17


3.4.3 2 Phương pháp xử lý số liệu
Với những loài cây lập biểu, gỗ sản phẩm hiện tại là đoạn gỗ không vỏ
từ gốc cây đến vị trí thân cây cỏ đường kính đầu nhỏ bằng 5cm. Từ đó các
bước lập biểu thể tích và biểu sản phẩm ở đây bao gồm:
(1)a)(1)Tính thể tích thân cây cả vỏ và thể tích gỗ sản phẩn cho từng cây
ngả.
- Tính thể tích thân cây
Thể tích thân cây được tính theo công thức kép tiết diện bình quân với 10
đoạn có chiều dài tương đối bằng nhau:

V=

π  d 002
2
2
2  h


+
d
+
d
+
....

+
d
01
02
09 
4  2
 10

(2-1)

Trong đó: V là thể tích thân cây, d 00, d01, d02…d09 là đường kính có vỏ (khi
tính thể tích cả vỏ) hoặc đường kính không vỏ (khi tính thể tích không vỏ) tại
các vị trí phần mười thân cây, h là chiều cao thân cây.
Thể tích gỗ sản phẩm
Gỗ sản phẩm ở đây là phần gỗ không vỏ tính từ mặt đất đến vị trí thân cây có
đường kính không vỏ bằng 5cm.
 h
π  d 002 + d n2 
π  d n2 + 5 2 
2
2
2
−4


 * Ld ' 5
10 * 
+ d 01 + d 02 + ... + d n −1  * + 10 * 

4 

2
4 2 
 10

−4

Vsp =

(2.2)

Trong đó:
Vsp: Thể tích thân cây từ mặt đất đến vị trí có đường kính khôngvỏ bằng
5cm.
d00, d01, d02,…: Đường kính ở các vị trí phần mười thân cây.
dn: Đường kính ở vị trí chia cuối cùng trước vị trí có đường kính bằng 5 cm.
Ld5: Chiều dài từ vị trí chia cuối cùng (dn) đến vị trí có đường kính bằng 5cm
(2) Xác lập phương trình thể tích.:

18


Phương trình thể tích được chọn là phương trình có sai số bình phương bình
quân nhỏ nhất, đồng thời sai số khi kiểm tra biểu cũng nhỏ nhất.
Với mỗi loài cây sẽ thử nghiệm một số phương trình thể tích sau:
V= b0*db1hb2

(2.3)

V= b0+b1(d2h)

(2.4)

V= b0+b1h+b2(d2h)

(2.5)

V= b0*(d2h)b1

(2 (2.6)

V= b0+b1d2+b2(d2h)+b3h2+b4(dh2)

(2.7)

V= b0+b1d+b2(dh)+b3d2+b4h+b5(d2h)

(2.8)

V= b0+b1d+b2(dh)+b3d2+b4(d2h)

(2.9)

Với mỗi loài cây sẽ sử dụng số liệu của 150 cây để xây dựng phương
trình thể tích và số liệu của 60 cây để kiểm tra biểu.
(3) Lập biểu thể tích và hướng dẫn sử dụng
Biểu thể tích được lập là biểu thể tích 2 nhân tố theo đường kính ngang
ngực và chiều cao vút ngon.
(4) Xây dựng phương trình thể tích gỗ sản phẩm
Phương trình thể tích gỗ sản phẩm được lập theo 2 cách:
+ Xác lập phương trình thể tích gỗ sản phẩm theo đường kính và chiều

cao giống như xác lập phương trình thể tích
+ Xác lập phương trình quan hệ giữa thể tích gỗ sản phẩm với thể tích
thân cây
Kiểm nghiệm các phương trình bằng số liệu kiểm tra và chọn phương
trình thích hợp.
Lập biểu thể tích và hướng dẫn sử dụng
Biểu thể tích gỗ sản phẩm được lập là biểu thể tích 2 nhân tố theo
đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngon.
Biểu thể tích thân cây và biểu thể tích gỗ sản phẩm được lập chung. Trong
mỗi ô, hàng trên là thể tích thân cây, hàng dưới là thể tích gỗ sản phẩm.

19


20


Chương 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Giới thiệu chung về lập biểu thể tíchtài liệu nghiên cứu
+ Được sự cho phép kế thừa số liệu trong đề tài “Xây dựng biểu điều
tra và kinh doanh rừng trồng 3 loài cây: keo tai tượng (acacia mangium), keo
lai (acacia hybrid), bạch đàn urophylla (euclayptus urophylla) vùng dự án
lâm nghiệp (6 huyện tỉnh nghệ an và 6 huyện tỉnh thanh hóa)XÂY DỰNG
BIỂU ĐIỀU TRA VÀ KINH DOANH RỪNG TRỒNG 3 LOÀI CÂY:
KEO TAI TƯỢNG (ACACIA MANGIUM), KEO LAI (ACACIA
HYBRID), BẠCH ĐÀN UROPHYLLA (EUCLAYPTUS UROPHYLLA)
VÙNG DỰ ÁN LÂM NGHIỆP (6 HUYỆN TỈNH NGHỆ AN VÀ 6
HUYỆN TỈNH THANH HÓA)” của G.sS.Vũ Tiến Hinh và thầy cô trong bộ
môn điều tra.

+ Số liệu lập biểu
-

Điều tra 50 OTC. Mỗi ô tính toán và chọn ra 3 cây điển hỉnh để giải

tích.
- Số liệu điều tra 150 cây của 50 OTC chuẩn trên dùng để lập biểu thể
tích.
+ Kiểm nghiệm biểu
- Tận dụng những khu rừng đang khai thác để điều tra.
-

Sử dụng số liệu điều tra cây chặt hạ ở 3 lô rừng khai thác, mỗi lô 30

cây. Tổng là có 90 cây ngả để kiệm nghiệm.

21


+ Một số biểu thể tích được lâp:
(1). Biểu thể tích gỗ thân cây cả vỏ theo đường kính và chiều cao
(2). Biểu thể tích gỗ thân cây không vỏ theo đường kính và chiều cao
(3). Biểu thể tích gỗ sản phẩm theo đường kính và chiều cao
(4). Biểu thể tích gỗ thân cây cả vỏ theo đường kính
(5). Biểu thể tích gỗ thân cây không vỏ theo đường kính
(6). Biểu thể tích gỗ sản phẩm theo đường kính
(7). Biểu tra hình số thường cả vỏ theo đường kính và chiều cao
(8). Biểu tra hình số thường không vỏ theo đường kính và chiều cao
(9). Biểu tra hình số thường gỗ sản phẩm theo đường kính và chiều cao
Trong số các biểu thể tích trên, từ biểu 1 đến biểu 6 được sử dụng

để điều tra trữ lượng gỗ thân cây và trữ lượng gỗ sản phẩm lâm phần,
các biểu còn lại được sử dụng để điều tra thể tích gỗ thân cây và gỗ sản
phẩn cây đơn lẻ.
4.2 Nghiên cứu và lập biểu thể tích
4.2.1. Nghiên cứu lập biểu thể tích gỗ thân cây cả vỏ theo đường kính và
chiều cao
4.2.1.1. Xác lập phương trình nghiên cứu quan hệ giữa thể tích cả vỏ theo
đường kính và chiều cao.
Để chọn phương trình tốt nhất, đã thử nghiệm 7 phương trình thể tích.
Phương trình được lựa chọn là phương trình mà tất cả các tham số đều tồn tại,
hệ số xác định R2 cao nhất, tổng bình phương sai lệch giữa giá trị lí thuyết và
giá trị thực nghiệm nhỏ nhất( = ∑(vi-)2). Kết quả tính R2 và được cho ở bảng
4.1.

22


Bảng 4.1: các chỉ tiêu thống kê trên cho các phương trình Kết quả tính
Phương

R2

Dạng phương trình

trình
2.3
V= b0*db1hb2
0,9590 0,2245
2 b1
2.4

V= b0*(d h)
0,9590 0,2245
2
2.4
V=b0+b1(d h)
0,9585 0,2296
2
2.6
V= b0+b1h+b2(d h)
0,9586 0,2292
2
2
2
2
2.7
V= b0+b1d +b2(d h)+b3h +b4(dh )
0,9588 0,2279
2
2
2.8
V=b0+b1d+b2(dh)+b3d +b4(d h)
0,9596 0,2234
2
2
2.9
V= b0+b1d+b2(dh)+b3d +b4h+b5(d h)
0,9599 0,2221
Từ bảng 4.1nhận thấy, ở tất cả các phương trình hệ số xác định R 2 đều
rất cao (từ 0,9690 đến 0,9700) và xấp xỉ nhau. Giá trị của chỉ tiêu ở các
phương trình cũng xấp xỉ nhau, từ 0,2221 đến 0,2292. Như vậy, tất cả các

phương trình thể tích đều mô tả tốt quan hệ giữa thể tích thân cây cả vỏ với
đường kính và chiều cao. Ngoài ra dựa vào chỉ tiêu nhận thấy, các phương
trình thử nghiệm có mức độ phù hợp tượng tự nhau.
Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra tồn tại các tham số
b0
4,5E-

P-value
b1
b2
b3
1,44E- 4,88E-

111
1,2E-

66
5,9E-

114
3,2E-

108
8,82E-

09
0,213

94
0,639

6,02E-

V= b0+b1d +b2(d h)

959
0,375

772
0,355

60
0,159

0,80 0,646

+b3h2+b4(dh2)
V=b0+b1d+b2(dh)

251
0,283

979
0,254

1
0,568

99
3

0,33 0,010

+b3d2+b4(d2h)
V= b0+b1d+b2(dh)

547
0,715

654
0,966

9
0,505

42
06
0,83 0,388 0,53

+b3d2+b4h+b5(d2h)

912

296

1

Dạng phương trình
V= b0*db1hb2
V= b0*(d2h)b1
V=b0+b1(d2h)

V= b0+b1h+b2(d2h)
2

2

23

b4

b5

27

22

9

01


Mức độ tồn tại của các tham số được đánh giá thông qua mức ý nghĩa
(P-value). Tham số nào có mức ý nghĩa < 0,05 thì tham số đó tồn tại. Kết quả
tính ở bảng 4.2cho thấy:
Phương trình 2.3 tất cả các tham số đều tồn tại
Phương trình 2.4 tất cả các tham số đều tồn tại
Phương trình 2.5 tất cả các tham số đều tồn tại
Phương trình 2.6 có 2/3 tham số không tồn tại
Phương trình 2.7 có 4/4 tham số không tồn tại
Phương trình 2.8 có 4/ 5 tham số không tồn tại
Phương trình 2.9 có 6/6 tham số không tồn tại

Từ kết quả phân tích ở trên nhận thấy, phương trình 2.3; 2.4; 2.5 tất cả
các tham số đều tồn tại, hệ số xác định R 2 và tương tự nhau. Từ đó cả 3
phương trình này đều được sử dụng để kiểm nghiệm bằng số liệu không tham
gia thiết lập phương trình. Qua thử nghiệm phương trình nào có sai số nhỏ
hơn thì phương trình đó sẽ được chọn để lập biểu thể tích.
Các phương trình này có các tham số cụ thể như sau:
V = 0,000113*D1,7698*H0,8767
(4.1)
V = 0,00008378* (D2H)0,9071
(4.2)
V = 0,04744+(D2H)0,000033

(4.3)

4.2.1.2. Kiểm nghiệm phương trình
Để kiểm nghiệm các phương trình thể tích, đã sử dụng số liệu cây chặt
hạ ở 3 lô rừng không tham gia thiết lập phương trình. Mỗi lô điều tra 30 cây.

24


Bảng 4.3: Kết quả tính sai số của các phương trình thể tích
Các loại sai số

Lô
kiểm

Phương
∆%

∆ max

∆%(∑V)

3.11
15 15 0,59
8,49
Lô 1
3.12
15 15 0,63
8,49
3.13
15 15 0,31
8,30
3.11
14 16 0,40
6,98
Lô 2
3.12
7 23 0,38
7,00
3.13
13 17 0,52
5,83
3.11
13 17 0,30
7,66
Lô 3
3.12
11 19 0,37

7,69
3.13
14 16 0,24
6,24
Kết quả tính sai số ở bảng 4.3cho thấy:

22,83
22,79
18,18
23,02
22,99
20,55
28,60
28,64
13,72

0,3264
0,3545
-0,2613
4,0916
5,1236
4,7066
4,3035
4,3602
3,7737

tra

trình

n-

n+ ∆ min

- Sai số lớn nhất xác định thể tích cây đơn lẻ của các phương trình từ
13,72%
đến 28,6%. Ở cả 3 lô kiểm tra sai số này thấp nhất đều thuộc phương
trình (4.1).
- Sai số bình quân khi xác định thể tích cây đơn lẻ của 3 phương trình ở
lô thứ nhất từ 76,24% đến 8,49% , ở cả 3 lô sai số này nhỏ nhất đều thuộc về
phương trình (4.1).
- Sai số tổng thể tích từ - 0,26% đến 5,12% . Trong tất cả các lô rừng
kiểm tra sai số tổng thể tích của phương trình (4.3) đều nhỏ nhất.
- Sai số mang dấu âm và dấu dương: Tỷ lệ sai số mang dấu dương và dấu
âm ở các lô kiểm tra của phương trình (4.2.1-1) cân bằng hơn so với phương
trình (4.2.3) và (4.32.2).
Từ tổng hợp kết quả tính sai số ở trên, nhận thấy phương trình (4.1)
thích hợp hơn hai phương trình còn lại. Từ đó phương trình này được chọn để
lập biểu thể tích. Khi sử dụng phương trình này xác định thể tích cho cây
đứng đơn lẻ mắc sai số lớn nhất là 18,18 %, sai số trung bình là 8,3%, sai số

25