xây dựng biểu thể tích 3 loài cây

LỜI NÓI ĐẦUĐể đánh giá kết quả học tập sau khi kết thúc khóa học 2010-2014trường Đại học lâm nghiệp , được sự nhất trí của trường Đại học Lâm nghiệp,khoa Lâm học cùng với bộ môn ĐTQH rừn

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 dẫnnhiệt 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

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT

D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m cm

N Dung lượng mẫu

R Hệ số tương quan

R2 Hệ số xác định

S Sai tiêu chuẩn

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 1972tại 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 PTNTcông nhận tại quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/03/2005 Keo laikhông chỉ là giống có ưa thế sinh trưởng nhanh,biên độ sinh thái rộng, có khảnăng thích ứng với nhiều loài đất mà còn có khả năng cải tạo đất, cải thiệnmôi trường sinh thái Gỗ keo được sử dụng làm ván sàn ván dặm, trọ mỏ đặcbiệt 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 xanhquanh năm, có thể được trồng làm cây cảnh trong các công sở, sân chơi ở cáctrường học, bệnh viện và ven các quốc lộ

Nghệ An là tỉnh có tiềm năng rât lớn trong phát triển lâm nghiệp Trongnhững năm gần đây Nghệ An đã có những chủ trương đẩy mạnh công táctrồng 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 tàinguyên rừng, giá trị cuối cùng trong điều tra tài nguyên gỗ là thể tích và trữlượng của rừng Tuy vậy trong thực tế chúng ta không đủ Biểu điều tra vàkinh doanh để sử dụng Vì vậy em thực hiện đề tài:

Đề tài thực hiện nhằm tìm ra mối quan hệ hợp lý nhất giữa thể tích vớicác 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 cùngkích thước và hình dạng , được sắp xếp theo một trình tự nhất định Tuynhiên khi nghiên cứu lập biểu thể tích cần phải nghiên cứu các quy luật tươngquan giữa thể tích với các nhân tố cấu thành thể tích, do đó có thể coi biểu thểtích 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 nhữngđặc điểm trong xác định trữ lượng qua cây tiêu chuẩn Chính vì thế mà lậpbiểu thể tích được hầu hết các tác giả trong và ngoài nước quan tâm

V=ao+a1*d2 +a2*d2 h+a3*h2 +a4*dh2 (1-1) V=ao+a1*d+a2*d.h+a3*d2 +a4*h+a5* d2 h (1-2) V=ao+a1*d+a2* d +a3*d2 3 +a4*h+a5*h2 (1-3) V=ao+a1*d2 +a2*h+a3* d2 h (1-4) V= ao+a1*d2 h (1-5)Schumacher F.X và Hall D S.(1933) đề xuất dùng phương trình:

để lập biểu thể tích hai nhân tố

Lembke (Dittmar O.,1976) sử dụng phương trình (1-6) lập biểu thể tíchcho loài Kiefe ở Đức

Thomas Eugene Avery (1983) dùng phương trình (1-5) lập biểu thể tíchcho loài Slash pine ở Mỹ

Edminster et al.,(Thomas Eugene Avery,1983) cũng dùng phương trình 5) lập biểu thể tích cho loài Ponderosa pine ở Colorado, Hoa Kỳ và dùng phươngtrình:

(1-V=b0*(d2 h)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 lậpquan 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 4) lập biểu gỗ thương phẩm cho loài Douglas fir

(1-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 cànhcùng chiều cao vút ngọn cho 16.000 cây đứng (mẫu sơ cấp) để thiết lập côngthức 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: ngangngực, độ cao 16 feet, 32 feet, vị trí dưới cành và chiều cao vút ngọn cho 720cây 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)

- Thiết lập phương trình chiều cao theo đường kính (parabol bậc 2) theoloài 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 rừngtrồng ở nước ta đến nay khá phong phú Từ những năm đầu của thập niên 60của thế kỉ trước đã có một số biểu thể tích được lập để đáp ứng kịp thời côngtác điều tra trữ lượng rừng tự nhiên ở các tỉnh miền Bắc nước ta, như Biểu thểtích cây đứng theo cấp chiều cao lưu vực Sông Hiếu, Biểu thể tích cây đứngtheo cấp chiều cao rừng khu vực Hà Tĩnh- Quảng Bình, Biểu thể tích câyđứng theo cấp chiều cao rừng khu vực Quảng Ninh Sau này khi công tác điềutra trữ lượng rừng đòi hỏi độ chính xác cao hơn, đã có một số biểu thể tích hainhân tố được lập cho đối tượng rừng tự nhiên và rừng trồng Các biểu nàyphần lớn được lập trên cở sở quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính vàchiều cao Số còn lại được lập dựa vào công thức:

V = ()**h.*f01Công trình khoa học Lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng chorừng tự nhiên Việt Nam của Đồng Sỹ Hiền (1974) có tính lí luận và thực tiễn

Việt Nam nói chung Có thể tóm tắt phương pháp thu thập và xử lí số liệucùng 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 diệncho 14 lâm phần và 6 ô tiêu chuẩn phụ, mỗi ô tiêu chuẩn có từ 300 cây trởlên 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 f01 từng loài tiệm cận luậtchuẩn, 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 tiệmcận 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 loàigồm 50 đơn vị f01 không thuần nhất giữa các địa phương Tổng số đơn vị lậpbiểu là 131, trong đó 25 loài có f01 thuần nhất giữa các địa phương, 50 đơn vịcủa 9 loài f01 không thuần nhất giữa các địa phương, 56 loài chỉ có mặt ở mộtđịa 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 sốđơn 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 phươngsai lần hai cho 90 đơn vị loài và thống kê số loài thuộc các tổ hình dạng từ 1đến 4 cụ thể là: 20, 29, 38 và 3

f01 bình quân của các tổ và f01 bình quân chung được xác định từ tíchphân phương trình đường sinh thân cây Hệ số thon koi được chọn làm đạilượng 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 luậnlập 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 cậnđường sinh thân cây

- Coi đường sinh thân cây là một đa thức bậc cao không định bậc, códạng 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 (thểtích thân cây so với thể tích hình trụ có đáy là tiết diện ngang ở vị trí 1/10chiều cao của cây kể từ gốc, có chiều cao bằng chiều cao của cây), đó chính làhình số tự nhiên f01.

- Thể tích thân cây được tính theo công thức:

v = * h* f01 (1-11) Hoặc v = * * h* (1-12) Với qH =

- Khi thay x bằng độ cao tương đối của bộ phận nào đó trên thân cây, tính đượchình số tự nhiên tương ứng f01j

- Thể tích của bộ phận thân cây này được tính theo công thức:

vj= * * h* f01j (1-13) Hoặc: v = * * h* (1-14)

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

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 vỏcủa 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 chorừng Thông Ba lá trên cơ sở phương trình đường sinh thân cây có vỏ vàkhông vỏ Trong biểu sản phẩm, tương ứng với mỗi tổ hợp d và h ghi thể tíchthân 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 trồngThông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ vùng Đông Bắc nước ta đã tiến hành nhưsau:

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

- 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 hợpd,h

Trần Văn Con (1991) lập biểu thể tích cây đứng cho rừng Khộp ở TâyNguyên trên cơ sở phương trình (2-6), trong đó chiều cao được xác định theophương trình:

h=a+b*ln(d) (1-15) Bảo Huy (1993) sử dụng phương trình (1-6) để lập biểu thể tích câyđứng cho rừng Bằng lăng chiếm ưu thế ở Đăk Lăk Đường cong chiều caođược 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 NôngNghiệp và PTNT, 2003), các biểu thể tích lập cho rừng trồng Mỡ, Thông đuôingựa, 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

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 tácđiều tra và kinh doanh gỗ sản phẩm cho loài cây khai thác phổ biến tại TỉnhNghệ 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 tượngnghiên 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

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 vậygiữa thể tích và các nhân tố tạo nên thể tích hoặc giữa thể tích ở các bộ phậnkhác nhau trên thân cây luôn tồn tại mối liên hệ hữu cơ với nhau Tuy nhiêncây gỗ còn là một cơ thể sống luôn vận động và phát triển dưới tác động tổnghợp 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 quiluật sinh học rất đa dạng, phong phú, nhiều khi rất phức tạp Từ đó việcnghiên cứu cần dựa trên nguồn tài liệu khách quan đủ lớn và đủ đại diện kếthợp với sử dụng triệt để phương pháp thống kê toán học trong xử lí đánh giámới 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

3.4.1.1 3.4 12 1 Khảo sát hiện trường

Khảo sát hiện trường nhằm sơ bộ xác định phạm vi và vị trí phân bốdiện tích rừng trồng của loài cây lập biểu theo địa phương, theo tuổi và theođiều kiện sinh trưởng Kết quả của khảo sát hiện trường cũng là cơ sở ban đầucho xác định số lượng ô tiêu chuẩn tạm thời cần lập và phân bố theo địaphương để điều tra số liệu cần thiết cho mỗi loài cây Nội dung này được thựchiện trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng kết hợp với điều tra thực địa

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 chuẩntheo dõi lâu dài, vì thế để giải quyết các nội dung đặt ra, sẽ sử dụng số liệuthu thập theo phương pháp điều tra một lần kết hợp với giải tích cây tiêu

đại diện cho từng lô rừng có chất lượng lập địa và tuổi khác nhau đối với mỗiloài 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 daođộng từ 60 (mật độ 1200 cây/ha) đến 80 cây (mật độ 1600 cây/ha) Với dunglượng mẫu trong từng ô như vậy, sẽ thể hiện được những đặc điểm cấu trúc cơbản của lâm phần thuần loài, đều tuổi

Như đã biết, không thể xác định được số lượng ô tiêu chuẩn cần thiếtkhi 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 trícủa 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 ôphân bố đại diện cho điều kiện lập địa và lịch sử lâm phần Đây là nguồn sốliệu 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 caonhất 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

(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 lậpbiểu 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:

- 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,

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

Dự kiến điều tra 150 cây ngả để thiết lập phương trình thể tích Nhữngcây này được thu thập số liệu từ cây chặt ngả giải tích ở những ô tiêu chuẩn

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 30cây ngả tập trung trên cùng diện tích Như vậy mỗi loài sẽ có 90 cây dùng đểkiểm nghiệm đánh giá độ chính xác của biểu thể tích Cây chặt ngả sau khiphát 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 loàicây, dự tính điều tra 240 cây ngả

- Xác định kích thước các loại gỗ khai thác thân, cành, ngọn để lậpbiểu

Kích thước các loại gỗ khai thác được dựa vào Quy định số40/2005/QĐ- BNN, về việc ban hành quy chế về khai thác gỗ và lâm sảnkhác, 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 10đoạn bằng nhau theo các vị trí tương đối 00, 01, 02, 03, 04…, 09 h Đo đườngkính có vỏ và không vỏ tại vị trí 1,3m kể từ gốc cây và các vị trí tương đốikhác đã chia trên thân cây

+ Đo chiều cao, đường kính có vỏ và không vỏ gốc chặt

+ Đo chiều cao dưới cành

lớn hơn 25cm Đo chiều dài từ vị trí phân cành đến vị trí cành có đường kính

theo phân đoạn 2m

Hình 3 2: Phân chia cây ngả thành 10 đoạn có độ dài tương đối bằng nhau

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 cácbước lập biểu thể tích và biểu sản phẩm ở đây bao gồm:

2 09

2 02

2 01

2

d d

(2-1)Trong đó: V là thể tích thân cây, d00, d01, d02…d09 là đường kính có vỏ (khitính thể tích cả vỏ) hoặc đường kính không vỏ (khi tính thể tích không vỏ) tạicác vị trí phần mười thân cây, h là chiều cao thân cây

5 4

* 10 10

*

2 4

*

1

2 02

2 01

2 2 00 4

Ld d

h d

d d d

n n

Vsp: Thể tích thân cây từ mặt đất đến vị trí có đường kính khôngvỏ bằng5cm

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

Phương trình thể tích được chọn là phương trình có sai số bình phương bìnhquân 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*db1 hb2 (2.3)V= b0+b1(d2 h) (2.4)V= b0+b1h+b2(d h) (2.5)2V= b0*(d h)2 b1 (2 (2.6)V= b0+b1d2 +b2(d2 h)+b3h2 +b4(dh2 ) (2.7)V= b0+b1d+b2(dh)+b3d2 +b4h+b5(d2 h) (2.8)V= b0+b1d+b2(dh)+b3d2 +b4(d2 h) (2.9) Với mỗi loài cây sẽ sử dụng số liệu của 150 cây để xây dựng phươngtrình 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 ngangngực 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 chiềucao giống như xác lập phương trình thể tích

+ Xác lập phương trình quan hệ giữa thể tích gỗ sản phẩm với thể tíchthân cây

Kiểm nghiệm các phương trình bằng số liệu kiểm tra và chọn phươngtrình thích hợp

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

+ 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 30cây Tổng là có 90 cây ngả để kiệm nghiệm

+ 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 vàgiá trị thực nghiệm nhỏ nhất( = ∑(vi-)2 ) Kết quả tính R2 và được cho ở bảng

4.1

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

Phương

2

Từ bảng 4.1nhận thấy, ở tất cả các phương trình hệ số xác định R2 đềurất cao (từ 0,9690 đến 0,9700) và xấp xỉ nhau Giá trị của chỉ tiêu ở cácphương trình cũng xấp xỉ nhau, từ 0,2221 đến 0,2292 Như vậy, tất cả cácphương trình thể tích đều mô tả tốt quan hệ giữa thể tích thân cây cả vỏ vớiđường kính và chiều cao Ngoài ra dựa vào chỉ tiêu nhận thấy, các phươngtrình thử nghiệm có mức độ phù hợp tượng tự nhau

Bảng 4.2: Kết quả kiểm tra tồn tại các tham số

Dạng phương trình b0 b1 P-valueb2 b3 b4 b5V= b0*db1 hb2 4,5E-

111

66

1,44E-27V= b0*(d2 h)b1 1,2E-

4,88E-114

108

3,2E-09

94V= b0+b1h+b2(d2 h) 0,213

8,82E-959

0,639772

60V= b0+b1d2 +b2(d2 h)

6,02E-+b3h +b4(dh2 2 )

0,375251

0,355979

0,1591

0,8099

0,6463V=b0+b1d+b2(dh)

+b3d +b4(d2 2 h)

0,283547

0,254654

0,5689

0,3342

0,01006V= b0+b1d+b2(dh)

+b3d +b4h+b5(d2 2 h)

0,715912

0,966296

0,5051

0,8322

0,38890,5301

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 quảtính 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 cảcác tham số đều tồn tại, hệ số xác định R2 và tương tự nhau Từ đó cả 3phương trình này đều được sử dụng để kiểm nghiệm bằng số liệu không thamgia thiết lập phương trình Qua thử nghiệm phương trình nào có sai số nhỏhơn thì phương trình đó sẽ được chọn để lập biểu thể tích

Các phương trình này có các tham số cụ thể như sau:

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

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

Kết quả tính sai số ở bảng 4.3cho thấy:

- Sai số lớn nhất xác định thể tích cây đơn lẻ của các phương trình từ13,72%

đến 28,6% Ở cả 3 lô kiểm tra sai số này thấp nhất đều thuộc phươngtrình (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 vềphương trình (4.1)

- Sai số tổng thể tích từ - 0,26% đến 5,12% Trong tất cả các lô rừngkiểm 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 phươngtrình (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 đểlập biểu thể tích Khi sử dụng phương trình này xác định thể tích cho câyđứng đơn lẻ mắc sai số lớn nhất là 18,18 %, sai số trung bình là 8,3%, sai số

tổng thể tích lớn nhất là 4,7% và về cơ bản không có sai số hệ thống (tỷ lệ sai

số + và sai số - tương tự nhau)

Trong biểu, ứng với mỗi tổ hợp cỡ D, H có giá trị thể tích thân cây cả

vỏ Thể tích này được tính theo phương trình :

V = 0,000113*D1,7698 *H0,8767

d Kiểm nghiệm biểu thể tích

Để kiểm nghiệm biểu thể tích, sử dụng số liệu cây chặt hạ ở 3 lô rừngkhông tham gia thiết lập phương trình, mỗi lô điều tra 30 cây Kết quả tính sai

Biểu 4.1: Trích đoạn Biểu biểu thể tích thân cây cả vỏ theo đường kính và

chiều cao Keo lai

0,0338

0,0367

0,0397

0,0425

57

0,0502

0,0545

0,0589

0,0631

0,0674

0,0716

0,0758

93

0,0753

0,0813

0,0872

0,0931

0,0989

0,1046

0,1103

89

0,1068

0,1145

0,1222

0,1299

0,1374

0,1449

0,0367

0,0397

0,0425

0,0545

0,0589

0,0631

0,0674

0,0716

0,07581

2

0,069

0,07

0,08

0,08

0,0931

0,0989

0,10

0,110

3 5

3 13

72

0,1068

0,1145

0,1222

0,1299

0,1374

0,1449

0,1524

1

6

0,1353

0,1451

0,1548

0,1645

0,1741

0,1836

0,1930

0,2024

0,2117

1

8

0,1787

0,1907

0,2026

0,2144

0,2261

0,2377

0,2493

0,2607

0,2721

2

0

0,2298

0,2441

0,2583

0,2724

0,2864

0,3003

0,3142

0,3279

0,3415

0,3551

2

2

0,2890

0,3058

0,3225

0,3391

0,3555

0,3719

0,3881

0,4043

0,4204

0,4363

5

28

04

2

6

0,4110

0,4334

0,4557

0,4778

0,4998

0,5217

0,5434

0,5650

0,5865

2

8

0,4942

0,5196

0,5448

0,5699

0,5948

0,6195

0,6442

0,6686

3

0

0,5871

0,6156

0,6439

0,6720

0,7000

0,7278

0,7555

3

2

0,6901

0,7218

0,7533

0,7847

0,8159

0,8469

3

4

0,8035

0,8387

0,8736

0,9083

0,9428

3

6

0,92

0,9666

1,00

1,0432

50

3

8

1,0636

1,1059

1,1479

4

0

1,1647

1,2110

1,2570

4

2

1,3202

1,3704

4

4

1,48804

6

1,6098

D

0,8648

0,8918

0,9187

0,9694

0,9997

1,0299

1,0599

1,0792

1,1130

1,1465

1,1800

1,2133

1,2465

3 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,

2314

2686

3056

3424

3792

1,3140

1,3551

1,3960

1,4367

1,4772

1,5176

1,5579

1,4389

1,4839

1,5286

1,5732

1,6176

1,6619

1,7059

1,7498

1,5687

1,6177

1,6665

1,7151

1,7635

1,8117

1,8598

1,9077

1,9554

2,0029

1,7033

1,7565

1,8095

1,8623

1,9149

1,9672

2,0194

2,0714

2,1232

2,1748

2,2262

1,842

1,900

1,957

2,014

2,071

2,128

2,184

2,240

2,296

2,352

2,408

2,463

0490

1108

1723

2337

2947

3556

4162

4766

5368

5968

6567

7163

2,1357

2,2025

2,2689

2,3351

2,4010

2,4667

2,5321

2,5972

2,6622

2,7269

2,7914

2,8557

2,9198

2,9837

4.2.2 Nghiên cứu lập biểu thể tích gỗ thân cây không vỏ theo đường kính

và chiều cao

4.2.2.1 Xác lập phương trình nghiên cứu quan hệ giữa thể tích không vỏ theo đường kính và chiều cao.

Cũng như loài Keo tai tượng, với Keo lai thể tích không vỏ được tính

từ thể tích cả vỏ Quan hệ giữa Vu với V được minh họa ở hình 4.13

Quan hệ giữa thể tích thân cây đứng không vỏ với thể tích cả vỏ đượcbiểu thị thích hợp bằng phương trình tuyến tính sau:

Vu = -0.0041+0.9041*V (4.5)

Hệ số xác định R2 =0.9990 Như vậy quan hệ giữa Vu với V theo dạngtuyến tính ở mức rất chặt và gần như quan hệ hàm số Từ đó cho chép tính Vuthông qua V, trong đó V được tính từ phương trình :

V = 0,000113*D1,7698 *H0,8767 ((4.6)

4.2.2.2 Kiểm nghiệm phương trình

Để kiểm nghiệm phương trình thể tích không vỏ thân cây, sử dụng sốliệu cây chặt hạ ở 3 lô rừng không tham gia thiết lập phương trình Mỗi lôđiều tra 30 cây

Kết quả tính sai số cho thấy:

- Sai số lớn nhất xác định thể tích thân cây không vỏ thông qua thể tích líthuyết cả vỏ từ 17,48 % đến 19,90 %

- Sai số bình quân khi xác định thể tích thân cây không vỏ thông qua thểtích lí thuyết cả vỏ từ 6,35 % đến 8,24 %

- Sai số tổng thể tích thân cây đứng không vỏ tính thông qua thể tích líthuyết cả vỏ từ -0,34 đến 4,32 %

- Sai số mang dấu âm và dấu dương: Tỷ lệ sai số mang dấu dương và dấu

âm xấp xỉ nhau, từ 14/30 đến 17/30

Từ kết quả tính sai số ở trên nhận, khi sử dụng phương trình (4.5) xácđịnh thể tích không vỏ cây đứng đơn lẻ mắc sai số lớn nhất là 19,9 %, sai sốbình quân là 8,24 %, sai số tổng thể tích là 4,32 % và về cơ bản không có sai

số hệ thống (tỷ lệ sai số + và sai số - tương tự nhau)

4.2.2.3 Lập biểu thể tích

Cỡ đường kính và cỡ chiều cao trong biểu: Biểu thể tích được lập với

H = 2,4978*D0,6549 (4.7)Tính các giả trị trong biểu

Trong biểu, ứng với mỗi tổ hợp cỡ D, H có giá trị thể tích thân câykhông vỏ Thể tích này được tính từ thể tích cả vỏ theo phương trình (4.5).Trong đó thể tích cả vỏ được tính theo công thức :

V = 0,000113*D1,7698 *H0,8767

4.2.2.3 Kiểm nghiệm biểu thể tích

Để kiểm biểu thể tích không vỏ thân cây, sử dụng số liệu cây chặt hạ ở

3 lô rừng không tham gia thiết lập phương trình, mỗi lô điều tra 30 cây

Bảng 4.5: Sai số sử dụng biểu thể tích không vỏ theo D và H loài Keo laiBể kig 4.5: Sai số sử dụng biểu thể tích không vỏ theo D và H loài Keo l

Biểu 4.2:Trích đoạn Biểu biểu thể tích thân cây không vỏ theo đường kính

và chiều cao Keo lai

0,0265

0,0291

0,0318

0,0344

3

0,0413

0,0452

0,0491

0,0530

0,0568

0,0606

0,0644

5

0,0640

0,0694

0,0747

0,0800

0,0853

0,0905

4

0,0924

0,0995

0,1064

0,1133

0,1201 1

4

0,0854

0,0924

0,0995

0,1064

0,1133

0,1201

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

0,0291

0,0318

0,0344

0,045

0,049

0,053

0,056

0,060

0,064

0640

0694

0747

0800

0853

0905

0956

1

4

0,0854

0,0924

0,0995

0,1064

0,1133

0,1201

0,1269

0,1337

1

6

0,1182

0,1271

0,1359

0,1446

0,1533

0,1619

0,1704

0,1788

0,1873

1

8

0,1575

0,1683

0,1791

0,1897

0,2003

0,2108

0,2213

0,2316

0,2419

2

0

0,2037

0,2166

0,2295

0,2422

0,2549

0,2674

0,2799

0,2923

0,3047

0,3170

2

2

0,2572

0,2724

0,2875

0,3025

0,3173

0,3321

0,3468

0,3614

0,3760

0,3904

3007

3184

3360

3535

3709

3881

4052

4223

4392

4561

2

6

0,3675

0,3878

0,4079

0,4279

0,4478

0,4675

0,4872

0,5067

0,5261

2

8

0,4427

0,4657

0,4885

0,5111

0,5336

0,5560

0,5783

0,6004

3

0

0,5267

0,5524

0,5780

0,6035

0,6288

0,6539

0,6789

3

2

0,6198

0,6485

0,6770

0,7053

0,7335

0,7616

3

4

0,722

0,754

0,785

0,817

0,8483

8349

8698

9045

9390

3

8

0,9575

0,9957

1,0338

4

0

1,0489

1,0908

1,1324

4

2

1,1895

1,2349

4

4

1,34124

6

1,4513

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

4041

0,7778

0,8022

0,8265

0,8724

0,8998

0,9270

0,95423

0,9

1,0

1,0

1,0

1,01,1