Lập biểu thể tích gỗ tròn cho một số loài cây rừng tự nhiên khu vực miền trung việt nam

Trước hết, các tác giả xây dựng loại biểu thể tích hình viên trụ thực chất là một bảng tính sẵn để tra thể tích một súc gỗ tròn theo chiều dài và đường kính trung bình của súc gỗ để thuậ

được một hệ thống bảng tra thể tích gỗ tròn quy chuẩn cho cả nước để phục

vụ cho công tác điều tra gỗ tròn được thuận lợi chúng tôi đã tiến hành thực

hiện đề tài: “Lập biểu thể tích gỗ tròn cho một số loài cây rừng tự nhiên

khu vực miền Trung Việt Nam”

Nhân dịp này cho tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học, GS.TS Vũ Tiến Hinh đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện các nội dung của đề tài Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp và các thầy cô giáo Khoa Sau đại học, Khoa Lâm học,

TS Phạm Ngọc Giao đã tạo điều kiện tốt cho tôi hoàn thành chương trình cao học khoá 2005 - 2007

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Viện Điều tra quy hoạch rừng đã tạo điều kiện cho tôi có được số liệu để hoàn thành bản luận văn này

Vì điều kiện thời gian nghiên cứu có hạn và những khó khăn khách quan khác nên bản luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn !

Tác giả

ĐẶT VẤN ĐỀ

Như đã biết, cây gỗ được con người sử dụng dưới dạng các sản phẩm rất khác nhau nhưng mặt hàng phổ biến nhất (chiếm trên 70%) là gỗ tròn Theo tài liệu Cẩm nang Lâm nghiệp [2006] hàng năm nước ta khai thác khoảng 500.000m3

gỗ trong đó có khoảng 200.000m3 gỗ tròn kích thước lớn

và dự báo nhu cầu gỗ tròn tăng lên 25triệu m3/năm vào năm 2020 Một trong những vùng trọng điểm cung cấp sản phẩm gỗ tròn hiện nay là khu vực miền Trung (từ Quảng Nam trở ra đến Nghệ An, Thanh Hoá) Với lượng gỗ như trên đòi hỏi thực tiễn phải tốn công sức, thời gian và kinh phí rất lớn để kiểm

kê, nghiệm thu, kiểm soát gỗ tròn Cho đến nay việc đo, tính gỗ tròn ở Việt Nam đang thống nhất sử dụng một bảng tra thể tích ứng với đường kính trung bình và chiều dài của súc gỗ Bảng tra này do Cục Khai thác thuộc Tổng cục lâm nghiệp trước đây ban hành vào năm 1962 (Theo Cẩm nang Lâm nghiệp [2006]) và được đăng tải trong Sổ tay Điều tra quy hoạch rừng [1995] Cách làm này tuy ưu điểm là đơn giản nhưng có một số hạn chế sau đây:

- Trước hết về mặt lý luận: Thực chất bảng tra này là một bảng tính sẵn

thể tích hình viên trụ theo các đường kính đáy và chiều cao khác nhau thông qua công thức toán học:

l d

v  2  4

gỗ không vượt quá 2m Thực tế chiều dài một súc gỗ tròn thường lớn hơn 2m

và thậm chí tới 18m như tiêu chuẩn sử dụng gỗ đã quy định (xem Sổ tay Điều tra quy hoạch rừng [1995], trang 111 - 116) Với những súc gỗ dài như vậy, đường sinh của nó không phải là đường thẳng và hình dạng chắc chắn sẽ khác với hình viên trụ nói trên

- Thứ hai là về mặt thực tiễn: Việc đo và tính đường kính trung bình

của súc gỗ tròn không phải lúc nào cũng thực hiện được dễ dàng Thông thường các nhân viên nghiệm thu thường đo đường kính hai đầu súc gỗ rồi lấy giá trị trung bình hoặc đơn giản là đo đường kính tại vị trí giữa súc gỗ Tuy nhiên gỗ tròn thường được xếp thành đống tại kho, bãi hoặc trên phương tiện vận chuyển (ô tô, tầu hoả, bè mảng ) khiến cho cách làm nói trên hết sức khó khăn và thậm chí không thực hiện được

- Thứ ba là về mặt nghiên cứu: Cho đến nay chưa có một tài liệu nào

công bố về độ chính xác đo tính thể tích gỗ tròn đối với phương pháp đang thông dụng kể trên Các tài liệu lý luận và thực tiễn điều tra rừng (Zakharov [1967], Anoutchin [1971], Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao [1995]) đều khẳng định nên sử dụng đường kính đầu nhỏ (đầu trên) và chiều dài sản phẩm để xác định thể tích gỗ tròn Theo hướng này nhiều nước Châu Âu (Nga, CH Séc )

đã lập các biểu thể tích gỗ tròn phục vụ công tác điều tra rừng ở Việt Nam lĩnh vực này còn chưa được tác giả nào quan tâm giải quyết

Từ hiện trạng trên một câu hỏi đặt ra là: Có thể điều tra gỗ tròn lấy từ cây rừng tự nhiên một cách đơn giản, có cơ sở khoa học vững chắc và đảm bảo độ tin cậy cần thiết thay cho phương pháp truyền thống hiện nay hay không? Góp phần từng bước trả lời câu hỏi này chúng tôi thực hiện đề tài:

“Lập biểu thể tích gỗ tròn cho một số loài cây rừng tự nhiên khu vực miền Trung Việt Nam” trong khuôn khổ bản luận văn Cao học dưới đây

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.1.Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Bên cạnh cây đứng, điều tra gỗ sản phẩm lấy từ thân cây là nhiệm vụ quan trọng của điều tra rừng Vì vậy lý luận và thực tiễn thuộc lĩnh vực này đã được các nhà lâm học mỗi nước quan tâm ngay từ khi xuất hiện ngành lâm nghiệp Một số thành quả về nghiên cứu điều tra gỗ tròn có thể tóm lược như sau:

1.1.1.Trên thế giới

Ngay cuối thế kỷ 19, các nhà lâm học đã sử dụng những công thức hình học (viên trụ, paraboloid bậc 2 cụt, đơn tiết diện giữa, đơn tiết diện bình quân, Simpson, Hostfeild, …) để đo tính thể tích từng súc gỗ sản phẩm cá lẻ Đầu thế kỷ 20, do nhu cầu phát triển công nghiệp, sản phẩm gỗ trở nên đa dạng và tập trung hơn nên đã xuất hiện những nghiên cứu cơ bản về điều tra gỗ tròn Trước hết, các tác giả xây dựng loại biểu thể tích hình viên trụ (thực chất là một bảng tính sẵn) để tra thể tích một súc gỗ tròn theo chiều dài và đường kính trung bình của súc gỗ để thuận tiện áp dụng các công thức hình học nêu trên và công bố rộng rãi trong các sổ tay điều tra rừng Do loại biểu này khó

sử dụng (phải biết đường kính bình quân qua đo đạc một số vị trí nào đó trên súc gỗ) nên các tác giả có xu hướng thay thế bằng loại biểu khác tiện lợi hơn Vào khoảng năm 1906 – 1908 Criudener, giám đốc Sở lâm nghiệp hoàng gia (nước Nga sa hoàng) đã lập biểu thể tích gỗ tròn cho 6 loài cây (phân biệt thành gỗ tròn có chứa phần bạnh gốc và không gồm bạnh gốc) Riêng 2 loài Thông và Vân sam còn chia theo 5 cấp độ thon khác nhau căn cứ vào đường kính đầu nhỏ (dn), chiều dài (l) gỗ tròn Biểu này được lập bằng phương pháp

thực nghiệm và là tiêu chuẩn chung cho toàn nước Nga trước Cách mạng tháng 10 Bên cạnh đó (theo Zakharov [1967]) còn nhiều biểu thể tích gỗ tròn

mang tính địa phương do hàng loạt tác giả khác xây dựng (Tura, Provatorov, Arnuld, Rutzxki, Orlov,…) Các biểu ban đầu được lập theo phương pháp thực nghiệm nên còn chịu sai số do dung lượng mẫu có hạn (đặc biệt ở những

cỡ cực đoan), vì vậy sau Cách mạng tháng 10, Turxki (theo Anoutchin

[1971]) đã dùng phương pháp biểu đồ để nắn số liệu của Criudener và hiệu chỉnh thành một biểu mới lấy tên cả 2 tác giả và được thừa nhận làm tiêu chuẩn quốc gia sử dụng ở Liên xô cũ cho đến ngày nay Theo Anoutchin [1971] biểu thể tích gỗ tròn lập bằng phương pháp biểu đồ có thể mắc sai số

30% khi xác định thể tích một súc gỗ tròn cá biệt, trong khi loại biểu thể tích hình viên trụ cho sai số thấp hơn một chút (từ 18 đến 27%) Khi dùng các biểu này ảnh hưởng của chiều dài sản phẩm đến sai số thể tích là không đáng

kể chẳng hạn với l = 6,5m sai số là 1,45% và khi l = 8,5m, sai số là 3,34% đối với trường hợp loài cây Vân sam Xác định thể tích theo biểu sai khác với dùng công thức đơn tiết diện giữa trung bình là 4,5% Nhìn chung sai số bình quân mắc phải khi điều tra gỗ tròn chiều dài 6,5m là 9% và 8,5m là

11% (làm tròn) So với yêu cầu điều tra gỗ sản phẩm sai số như vậy là tương đối lớn Cũng theo Anoutchin [1971] biểu nói trên còn có nhược điểm là mắc sai số hệ thống khi sử dụng cho từng loài cây, chẳng hạn loại sản phẩm 6,5m mắc sai số +1,45% với loài Vân sam nhưng lại mắc sai số -1,16% với loài Thông

Để tăng độ tin cậy một số tác giả đã sử dung phương pháp giải tích toán học để xây dựng biểu thể tích gỗ tròn Ở cộng hòa Séc Korsun (theo Anoutchin [1971]) cho rằng thể tích gỗ tròn quan hệ chặt chẽ với chiều dài sản phẩm theo dạng phương trình:

m

l k

Và xét cả nhân tố đường kính thì: m n

d l k

Nghiên cứu bằng thực nghiệm Korsun kết luận k, m, n rất biến động khi tính toán cho các đối tượng khác nhau nên việc ứng dụng các tương quan này tương đối khó khăn vào giai đoạn giữa thế kỷ 20

Một trong những nguyên nhân khiến thể tích các súc gỗ cùng kích thước nhưng rất khác nhau là do hình dạng của chúng không giống nhau Vấn

đề nghiên cứu hình dạng gỗ tròn phục vụ công tác lập biểu chỉ được quan tâm vào nửa cuối thế kỷ 20 Các tác giả thường tập trung vào các chỉ tiêu: độ thon tuyệt đối, độ thon bình quân (Anoutchin [1971]) và kể cả độ thon tương đối (Zakharov [1967]) và hình số gỗ tròn (Demenchiev) Anoutchin dựa vào tài liệu 4000 súc gỗ tròn đã xác định độ thon bình quân phụ thuộc chặt chẽ vào đường kính đầu dưới sản phẩm theo phương trình:

d

Đồng thời xác định s dao động từ 0.77 đến 1.87, bình quân = 0,96 Hệ

số biến động từ 26 đến 47% bình quân là 38%, tương ứng với đường kính thay đổi từ 15 đền 55cm Dựa vào biểu thể tích gỗ tròn của Criudener và Turxki, Dementiev đã tính độ tròn đầy của gỗ tròn (bằng tỉ số giữa thể tích gỗ tròn với thể tích hình viên trụ có cùng chiều dài và tiết dện đáy bằng tiết diện đầu trên súc gỗ) cho từng cỡ chiều dài sản phẩm được kết quả:

Từ đó ông đã đưa ra công thức xác định thể tích gỗ tròn là:

F l d

4 2

l d l d

v 1 , 28 4

14 ,

Theo Anoutchin [1971] kết quả tính bằng công thức của Dementiev xấp

xỉ với kết quả biểu thể tích gỗ tròn của Criudenere – Turxki

Theo Phạm Ngọc Giao [2005], ở các nước Đông Nam Á (Thailand, Indonesia,…) thường xác định thể tích gỗ tròn bằng biểu thể tích hình viên trụ như đã đề cập ở trên

1.1.2 Ở Việt nam

Vào đầu những năm 60 của thế kỉ 20, để phục vụ công tác nghiệm thu khai thác và kiểm soát lâm sản, Cục Khai thác đã công bố một bảng tra thể tích gỗ tròn (thực chất là biểu thể tích hình viên trụ) theo chiều dài và đường kính bình quân sản phẩm (sổ tay Điều tra quy hoạch [1995] trang 78  89) và được sử dụng cho tới nay Trong những trường hợp cần thiết có thể sử dụng các công thức đơn để đo tính thể tích gỗ tròn như các nhân viên kĩ thuật vẫn thực hiện ở các trạm kiểm soát lâm sản hiện nay Việc nghiên cứu về điều tra

gỗ tròn chưa được quan tâm cả về lí luận lẫn thực tiễn Cho đến nay mới chỉ

có một số kết quả thử nghiệm về mặt phương pháp thông qua các chuyên đề hoặc khóa luận tốt nghiệp của sinh viên trường ĐHLN dưới sự hướng dẫn của

TS Phạm Ngọc Giao và bộ môn ĐTQH rừng Phạm Huy Văn [1982] đã nghiên cứu độ thon bình quân gỗ tròn trụ mỏ tại lâm trường Hoành Bồ - Quảng Ninh và kết luận chỉ tiêu này không phụ thuộc đáng kể vào loài cây, từ

đó tác giả đã lập biểu thể tích gỗ tròn trụ mỏ theo đường kính giữa và chiều dài súc gỗ phục vụ công tác nghiệm thu gỗ ở địa phương (trích đoạn biểu này

đã được giới thiệu ở giáo trình Điều tra rừng [1997]) Năm 1983, Ong Khắc Thảo đã nghiên cứu hình dạng gỗ tròn trụ mỏ lấy từ các loài cây rừng tự nhiên

thuộc lâm trường Hữu Lũng – Lạng Sơn, thông qua hai đại lượng độ thon bình quân (s) và độ giảm bình quân đường kính giữa súc gỗ trên 1m chiều dài sản phẩm (s’) Tác giả kết luận các đại lượng này có phân bố tiệm cận chuẩn, quan hệ chặt chẽ với đường kính đầu nhỏ sản phẩm (dn) và thể tích (v) gỗ tròn nhưng về cơ bản không chịu ảnh hưởng của loài cây khác nhau Từ đó tác giả cho rằng, có thể nghiệm thu gỗ trụ mỏ ở Hữu Lũng theo phương pháp đo tính hàng loạt Cùng trên địa bàn và thời gian này, Lê Viết Lự [1983] đã thí nghiệm các phương pháp lập biểu bằng biểu đồ, bằng tương quan b

n

d k

v 

cho từng cỡ chiều dài và dạng hàm (1.2) chung cho các sản phẩm trụ mỏ Tác giả cho rằng trong điều kiện thí nghiệm của mình, cả ba cách đều cho kết quả khả quan nhưng tốt nhất nên dùng phương trình (1.2) vì đảm bảo tính khách quan và chính xác hơn Lê Cao Tám [1989] tiếp tục nghiên cứu độ thon bình quân cho một số loại sản phẩm gỗ tròn lớn ở Quảng Nam và cũng cho kết quả tương tự với các tác giả đi trước Nguyễn Văn Nam [1999] nghiên cứu ba chỉ tiêu hình dạng: Hệ số thon (qi), độ thon bình quân (s) và hình số (f) cho gỗ tròn rừng tự nhiên Hương Sơn – Hà Tĩnh Đặc biệt theo gợi ý của TS Phạm Ngọc Giao, tác giả đã đề xuất chỉ tiêu

4 '  2

độ thon bình quân gỗ tròn, mối quan hệ giữa thể tích và đường kính đầu nhỏ

và chiều dài súc gỗ Đáng chú ý là kết quả của Nguyễn Thị Thu về chỉ tiêu hiệu suất sử dụng gỗ tròn V’ thực chất là số nghịch đảo của hình số gỗ tròn theo khái niệm của Demenchiev đưa ra trước đây Những kết quả nêu trên đã được các tác giả kiến nghị làm định hướng nghiên cứu sâu hơn để làm cơ sở lập biểu thể tích gỗ tròn ở địa phương

1.2 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu

Như đã biết, gỗ tròn có những đặc điểm điều tra rất đặc thù, đã được nhiều tác giả đúc kết trong giáo trình Điều tra rừng (Anoutchin [1971], Zakharov [1967], Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao [1997]) Tuy nhiên, đối tượng nghiên cứu của đề tài là gỗ tròn tạo bởi một số loài cây rừng tự nhiên từ tỉnh Quảng Nam trở ra nên còn có những đặc điểm như sau:

- Trước hết gỗ tròn là sản phẩm của khai thác chọn (trong nhiều trường hợp là khai thác chọn thô) nên kích thước đa phần khá lớn và tập trung ở những loài cây có giá trị hàng hóa cao (thí dụ: Lim xanh, Táu mật, Giổi, )

Thứ hai: mặc dù có qui trình khai thác nghiêm ngặt nhưng khi chặt hạ

cây công nhân khai thác thường để lại phần gốc chặt khá cao (do công cụ chặt

hạ thô sơ, cây hay có bạnh gốc, địa hình dốc,…) Theo số liệu điều tra sơ bộ ở lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, chiều cao gốc chặt trung bình là 1m Vì vậy, hầu hết các sản phẩm gỗ tròn thường không bắt đầu từ cổ rễ cây

Thứ ba: Tập quán tạo gỗ của người khai thác thường lấy một đoạn sản

phẩm có chiều dài ngắn phía sát gốc sau đó ưu tiên tạo đoạn gỗ dài có giá trị thương phẩm cao, phần trong tán cây ít được chú ý tạo sản phẩm một cách triệt để

Thứ tư: Khi phân chia sản phẩm trên cây ngả người sản xuất gỗ chú

trọng nhiều đến tiêu chuẩn kích thước, ít chú ý đến tiêu chuẩn hình dạng và phẩm chất của cây

Thứ năm: Việc tập kết gỗ tròn ở kho bãi còn tùy tiện, ít chú ý xếp các

súc gỗ cùng chủng loại thành đống riêng

Thứ sáu: Việc vận xuất và đặc biệt khi vận chuyển trên các phương tiện

xe, tầu hỏa,… gỗ tròn thường xếp tùy tiện không tuân theo các qui định thống nhất, đó là tiết diện đầu trên được xếp quay ra ngoài để tiện cho việc đo tính sau này

Những đặc điểm nêu trên không chỉ ảnh hưởng đến việc nghiệm thu gỗ của thực tiễn mà còn buộc đề tài phải chú ý khi thu thập, xử lí tài liệu và phân tích kết quả nghiên cứu sau này

1.3 Ý kiến thảo luận

Phân tích hiện trạng vấn đề nghiên cứu đã nêu ở hai mục trên chúng tôi nhận thấy một số điểm cơ bản liên quan đến đề tài như sau:

- Không thể đặt vấn đề nghiên cứu cho tất cả các loài cây được khai thác và tạo sản phẩm gỗ tròn thuộc đối tượng nghiên cứu Đề tài cần chọn một

số loài cây tương đối phổ biến, có giá trị thương phẩm cao và thuộc các tổ hình dạng khác nhau ( theo phân loại của Đồng Sĩ Hiền 1974) làm đối tượng thu thập tài liệu

- Các công thức đơn chỉ nên sử dụng khi đo tính các súc gỗ tròn cá lẻ

và có hình dạng tương đối thuần nhất Khi gỗ tròn được xếp đống việc đo đường kính giữa hoặc hai đầu súc gỗ là rất khó khăn và nhiều trường hợp không thể thực hiện được Đặc biệt trong nghiên cứu khoa học để tìm được thể tích đáng tin cậy của gỗ tròn cần dùng các công thức phân đoạn tuyệt đối với độ dài nhỏ hơn hoặc bằng 2m, hoặc chia thành các đoạn có chiều dài tương đối và bằng nhau

- Trong thực tiễn không nên tiếp tục sử dụng biểu thể tích hình viên trụ (Bảng tra hay Barem) đã đề cập bởi vì: hình dạng một súc gỗ tròn có thể khác khá xa với hình viên trụ, mặt khác việc đo tính diện tích tiết diện trung bình

của súc gỗ không dễ thực hiện như vừa nêu trên Cần thiết phải nghiên cứu thay thế bằng một biểu thể tích gỗ tròn theo đúng nghĩa của nó Thêm vào đó, cho tới nay chưa có tài liệu nào công bố độ chính xác của việc xác định thể tích gỗ tròn bằng công thức đơn hoặc biểu thể tích hình viên trụ hiện hành Để thăm dò, đề tài đã kiểm tra 120 súc gỗ thuộc 10 loài cây với các chiều dài sản phẩm khác nhau Kết quả cho thấy công thức đơn tiết diện bình quân mắc sai

ố trung bình là 18,7% còn công thức đơn tiết diện giữa là 14,8% Sai số này cũng chính là sai số khi dùng bảng tra hiện hành nếu lấy đường kính bình quân súc gỗ bằng cách đo đường kính 2 đầu hoặc giữa súc gỗ tròn

- Trong bối cảnh hiện nay việc lập biểu thể tích gỗ tròn không đơn giản như một số người quan niệm mà phải chú ý đến nhiều khía cạnh, chẳng hạn: Biểu lập chung cho các loài cây, các địa phương hay riêng cho mỗi loài, mỗi vùng khác nhau Vấn đề kiểu biểu thể tích thân cây đã được nhiều nhà khoa học nước ta giải quyết ( Đồng Sĩ Hiền [1974], Nguyễn Ngọc Lung, Phạm Ngọc Giao, Vũ Tiến Hinh) nhưng đối với biểu thể tích gỗ tròn còn chưa có những chỉ dẫn cụ thể Về phương pháp lập biểu nên chọn cách nào trong các phương pháp đã được đúc kết là: Phương pháp thực nghiệm, phương pháp dùng biểu đồ, phương pháp dùng công thức cơ bản, hoặc phương pháp phân tích hồi quy, thậm chí dùng phương pháp đường sinh gỗ tròn Vấn đề này cũng cần được xem xét thỏa đáng Cuối cùng với khuôn khổ luận văn của một học viên cao học không thể nghiên cứu toàn bộ các vấn đề đặt ra, chúng tôi chỉ có tham vọng góp phần giải quyết một số khía cạnh sẽ được xác định ở chương 2 của báo cáo dưới đây

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu

- Góp phần bổ sung cơ sở lý luận điều tra gỗ tròn

- Phát hiện và xác lập được một số đặc điểm có tính quy luật về hình dạng gỗ tròn cho đối tượng nghiên cứu

- Lập được biểu thể tích gỗ tròn cho đối tượng nghiên cứu

2.2 Nội dung

Để đạt mục tiêu đặt ra, đề tài xác định các nội dung cần nghiên cứu như sau:

2.2.1 Nghiên cứu một số cơ sở khoa học lập biểu thể tích gỗ tròn

- Nghiên cứu đặc điểm hình dạng gỗ tròn

- Nghiên cứu quan hệ thể tích với đường kính đầu nhỏ và chiều dài

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp khoa học chủ yếu như sau:

2.3.1 Công tác chuẩn bị

Thu thập và tham khảo tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu để làm

cơ sở xây dựng đề cương

Chuẩn bị thu thập số liệu ngoại nghiệp và điều kiện làm công tác nội nghiệp phục vụ cho công tác nghiên cứu

2.3.2 Thu thập tài liệu

Tài liệu nghiên cứu được thu thập theo phương pháp sau:

Chọn những loài cây được khai thác phổ biến ở khu vực, với mỗi loài chọn không dưới 30 cây đạt đường kính khai thác trở lên, tiến hành chặt ngả

Rè hương, Săng lẻ) Số liệu này đảm bảo mỗi đơn vị: loài cây, loại sản phẩm

có dung lượng mẫu  30 súc gỗ Ngoài ra còn sử dụng 38 súc gỗ khác không tham gia tính toán để làm tài liệu kiểm tra kết quả nghiên cứu

1 - Tính tài liệu cơ bản

* Tính thể tích từng súc gỗ theo công thức kép tiết diện bình quân với chiều dài phân đoạn 2m

thông dụng trong nghiên cứu điều tra rừng (xem minh họa ở hình 2.1)

2

2 4

2 2

2 2 2 2

d d d d

* Tính thể tích hình viên trụ có chiều cao bằng chiều dài súc gỗ còn tiết diện đáy bằng tiết diện đầu trên súc gỗ

l d

v t  n2  4

2 - Nghiên cứu qui luật phân bố theo trình tự sau:

- Phát hiện dạng phân bố bằng biểu đồ thực nghiệm đa giác tần số

- Kiểm tra luật phân bố bằng tiêu chuẩn 2

05

 với bậc tự do k = m-r-1

với: m là số tổ sau khi đã ghép để đảm bảo n5

r là số tham số của hàm phân bố định kiểm tra

f

f f

1

2 2

3 - Nghiên cứu qui luật tương quan theo các bước:

- Phát hiện dạng liên hệ bằng biểu đồ đám mây điểm các trị quan sát

- Xác lập quan hệ bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất

- Khi cần thiết kiểm tra thuần nhất các tương quan đường thẳng bậc 1 bằng tiêu chuẩn 2

5 , 0



Các mô hình phân tích hồi quy cho từng dạng phương trình cụ thể được tham khảo trong sách thống kê thông dụng (Nguyễn Hải Tuất [1982])

4 - Việc kiểm tra thuần nhất các đại lượng bình quân tùy từng trường hợp sẽ sử dụng các tiêu chuẩn thống kê tham số hoặc phi tham số thích hợp:

Khi đại lượng nghiên cứu chưa biết luật phân bố, chưa biết phương sai của tổng thể và dung lượng mẫu  30 sẽ dùng tiêu chuẩn:

2

2 2 1

2 1

2 1

n

S n S

X X U

không sai dị rõ rệt (tức là hai mẫu thuần nhất với nhau)

Nếu U U/2 sẽ kết luận ngược lại

Nếu đại lượng quan sát có phân bố chuẩn và phương sai hai tổng thể chưa biết nhưng bằng nhau dùng tiêu chuẩn t:

1

2 2 2 2 1 1

2 1

1 1 2

) 1 ( ) 1 (

n n n

n

S n S n

X X

) 1 ( 3 )

1 (

R n

n H

l là số mẫu cần kiểm tra thuần nhất

5 - Kiểm nghiệm kết quả bằng tài liệu khách quan không tham gia nghiên cứu thông qua các chỉ tiêu thích hợp:

* Sai số tương đối:

X

X X

(2.10)

lt

X trị số lý thuyết của đại lượng cần kiểm tra

t

X trị số thực của đại lượng cần kiểm tra

* Tiêu chuẩn Wilcoxon:

24

) 1 2 )(

1 (

4

) 1 (

r

r r R



R là tổng hạng theo dấu + hoặc dấu – lấy trị số nhỏ hơn

r là số cặp sai dị khác 0

Nếu U  1 , 96kết luận sai dị không rõ rệt

Nếu U  1 , 96 kết luận sai dị rõ rệt

6 - Kết hợp kết quả tính toán với điều kiện thực tiễn rút ra những kết luận nghiên cứu cần thiết của đề tài

Quá trình xử lí, tính toán đề tài triệt để sử dụng các phần mềm chuyên dụng Excel hoặc Spss trên máy tính đã được chỉ dẫn trong tài liệu của GS.TS Nguyễn Hải Tuất và các cộng sự Bằng phương pháp nêu trên đề tài đã thu được những kết quả cơ bản và được trình bày ở chương 3 dưới đây

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Nghiên cứu một số cơ sở khoa học lập biểu thể tích gỗ tròn

3.1.1 Nghiên cứu hình dạng gỗ tròn

Gỗ tròn là súc gỗ sản phẩm dưới dạng khối tròn còn giữ được đặc tính vốn có của hình dạng mặt bên thân cây (Vũ Tiến Hinh- Phạm Ngọc Giao

(1997)) Vì vậy có thể coi gỗ tròn là những khối hình học tròn xoay cụt

(thường phù hợp với khối paraboloid cụt) Từ đó trong mối liên hệ nhất định, đường kính, chiều dài, hình dạng trở thành nhân tố quyết định thể tích gỗ tròn Nghiên cứu hình dạng là việc làm trước hết và cần thiết để xây dựng phương pháp điều tra gỗ tròn sau này

Trên một súc gỗ tròn đường kính thường giảm dần từ đầu dưới đến đầu trên, vì thế khoa học điều tra đã dùng chỉ tiêu độ thon tuyệt đối hoặc bình quân để biểu thị hình dạng gỗ tròn Do độ thon tuyệt đối phụ thuộc vào chênh lệch đường kính ở 2 tiết diện cách nhau 1m nên đại lượng này luôn thay đổi ở từng vị trí cụ thể trên súc gỗ tròn Nếu quan niệm súc gỗ tròn như một hình nón cụt (Đường sinh của nó là đường thẳng) thì độ thon tuyệt đối trên mọi vị trí là như nhau, khi đó có thể đặc trưng bằng một trị số gọi là độ thon bình

quân (xem hình vẽ 3.1) và được tính theo công thức:

Hình 3.1 Sơ đổ xác định độ thon bình quân gỗ tròn

L

d d

Độ thon đã được hầu hết các tác giả trong và ngoài nước sử dụng như một chỉ tiêu biểu thị hình dạng và làm cơ sở xây dựng các biểu thể tích gỗ

tròn (Anoutchin, Tiourin, Demenchiep, Halaj,….) Chúng tôi cũng đặt nhiệm vụ

nghiên cứu đại lượng này cho gỗ tròn thuộc đối tượng của đề tài Tuy nhiên do giả thuyết đường sinh gỗ tròn là đường thẳng như trên không phải lúc nào cũng

có thể chấp nhận được, nên đề tài cũng đặt câu hỏi: Có thể tìm ra một chỉ tiêu khác phù hợp hơn với thực tiễn điều tra sau này hay không? Nội dung nghiên

cứu hình dạng được giải quyết với các kết quả cơ bản sau đây

3.1.1.1 Đặc điểm có tính quy luật của độ thon bình quân gỗ tròn

a Đặc điểm phân bố số súc gỗ tròn theo độ thon bình quân (N-S)

Hầu hết các tác giả nước ngoài đều thống nhất khẳng định phân bố N-S luôn tiệm cận với luật phân bố chuẩn Tuy nhiên, nghiên cứu thăm dò của một

số tác giả trong nước (Phạm Huy Văn [1982], Ong Khắc Thảo [1983], Lê Cao Tám [1989], Nguyễn Văn Nam [1999]) cho thấy phân bố N-S chỉ tuân theo luật chuẩn với kết quả thỏa mãn cho không quá 70% trường hợp kiểm tra Vì vậy, để có kết luận khái quát hơn, đề tài sử dụng hàm Weibull nắn phân bố thực nghiệm N-S cho đối tượng nghiên cứu Từ nguồn tài liệu thực nghiệm đủ lớn chúng tôi kiểm tra theo hướng này cho từng loại sản phẩm từ 2m đến 18m thuộc 4 loài đại diện cho 10 loài cây nghiên cứu Kết quả được trích dẫn ở bảng 3.1 (chi tiết xin tham khảo phụ biểu)

Bảng 3.1 Kiểm tra phân bố N-S theo hàm Weibull Loài cây Loại sản

0 2 4 6 8 10 12 14 16

1 2 3 4 5 6 7 8

mới tìm đƣợc trị số s đủ tin cậy để sử dụng Giải đáp câu hỏi này, đề tài tiếp tục nghiên cứu nội dung sau đây

b Đặc điểm biến động của độ thon bình quân gỗ tròn (s_)

Tính toán các đặc trƣng mẫu của dãy phân bố N-S cho 4 loài cây đại diện đƣợc kết quả tập hợp ở bảng 3.2

Bảng 3.2 Đặc trƣng phân bố N-S 4 loài cây rừng tự nhiên

Bảng 3.2 cho thấy: Độ thon bình quân gỗ tròn lấy từ một số loài cây rừng

tự nhiên dao động từ 1,1 đến 3,6cm/1m chiều dài sản phẩm, đồng thời có xu hướng giảm dần khi chiều dài sản phẩm tăng lên Độ thon bình quân khá ổn định cho loại sản phẩm có chiều dài từ 8m trở lên và có xu hướng tăng lên với các sản phẩm có chiều dài nhỏ hơn chiều dài kể trên

Hệ số biến động độ thon bình quân dao động từ 38 đến trên 100% và cũng

có xu hướng giảm xuống theo sự tăng của chiều dài sản phẩm Nhìn chung biến động bình quân từ 50 đến 60% (trung bình là 55%) Với mức biến động như vậy

để xác định độ thon bình quân trung bình cho một loại sản phẩm với sai số không vượt quá ±5% cần phải đo tính không dưới 484 súc gỗ tròn sản phẩm Mặc dù cùng một loại sản phẩm nhưng độ thon bình quân gỗ tròn lấy từ những loài cây khác nhau có sự chênh lệch đáng kể Vấn đề phụ thuộc của S vào loài cây hoặc chiều dài sản phẩm sẽ được đề cập ở nội dung nghiên cứu tiếp theo của đề tài

c Đặc điểm về sự ổn định của độ thon bình quân theo loài cây

Như đã biết, gỗ tròn được lấy từ nhiều loài cây khác nhau nên câu hỏi tiếp theo cần đặt ra là: Có thể sử dụng s chung cho các loài hay phải xác định riêng cho từng loài cây Để tìm lời giải đáp, đề tài đã sử dụng tiêu chuẩn U kiểm tra thuần nhất các cặp trị số s giữa 4 loài cây nói trên trong giới hạn cùng loại chiều dài sản phẩm Kết quả được tập hợp ở bảng 3.3

Giổi xanh và Chò chỉ Loại sản

phẩm

Số cặp kiểm tra Số cặp sai dị

Số cặp

Bảng 3.3 cho thấy > 50% số lần kiểm tra phát hiện sai dị rõ rệt về s gỗ tròn, vì vậy chưa có cơ sở sử dụng một trị số độ thon chung cho các loài cây rừng tự nhiên thuộc đối tượng nghiên cứu Kết luận này trái ngược với kết quả nghiên cứu của một số tác giả đi trước (Phạm Huy Văn [1982], Ong Khắc Thảo [1983]…) đã công bố Tuy nhiên, các tác giả này mới chỉ nghiên cứu cho sản phẩm gỗ tròn trụ mỏ (có chiều dài  4m, đường kính đầu nhỏ  23cm) nên độ thon bình quân chưa bị chi phối mạnh bởi sự giảm đường kính theo độ cao khác nhau trên thân cây gây ra Từ đó kết quả thường có tính ổn định cao hơn so với

gỗ tròn kích thước lớn như đối tượng nghiên cứu của đề tài

Tới đây có thể bước đầu kết luận: Độ thon bình quân gỗ tròn có dạng phân

bố 1 đỉnh phù hợp hàm Weibull với hệ số biến động trung bình 55% và phụ thuộc rõ rệt vào loài cây Từ đó khả năng ứng dụng của chỉ tiêu này trong thực tiễn điều tra sẽ không cao và cần phải tìm chỉ tiêu khác có những đặc tính ưu việt hơn

3.1.1.2 Hiệu suất sử dụng gỗ - Một chỉ tiêu biểu thị hình dạng gỗ tròn

Trong thực tiễn gỗ tròn thường được xếp đống (ở kho bãi hoặc trên các phương tiện vận chuyển) với tiết diện đầu nhỏ nằm ở phía trước đống gỗ Đặc điểm này khiến cho việc đo tính tiết diện đầu trên thuận tiện hơn ở các vị trí khác nhau trên súc gỗ rất nhiều Vì vậy, trong điều tra rừng người ta thống nhất dùng đường kính đầu nhỏ (dn) để đặc trưng kích thước chiều ngang của súc gỗ Từ đường kính đầu trên (dn) và chiều dài (l) dễ dàng xác lập được thể tích hình viên trụ có chiều cao bằng chiều dài l còn tiết diện đáy bằng tiết diện đầu trên súc gỗ (gn) theo công thức:

l d

v t . n 4 2



Với dn và l lấy cùng đơn vị (m)

Thể tích hình viên trụ này luôn nhỏ hơn thể tích thực của một súc gỗ tròn (xem hình 3.2) và chính là thể tích sử dụng hữu ích khi gia công chế biến súc gỗ

Hình 3.3- Sơ đồ xác định hiệu suất sử dụng gỗ tròn

Tỉ lệ % thể tích sử dụng hữu ích (vt) vời thể tích thực (v) chính là hiệu suất

l d v

n

4

4 2 2 / 1

2 '

2 2

2

1

v

l d l

L

Thật vậy, khái niệm truyền thống về hình số trong điều tra rừng đã ghi: Hình số là tỉ số giữa thể tích thân cây với thể tích một hình viên trụ lấy làm cơ sở nào đó Vận dụng vào đối tượng gỗ tròn có thể quan niệm: Hình số gỗ tròn là tỉ

số giữa thể tích gỗ tròn với thể tích một hình viên trụ có chiều cao bằng chiều dài còn tiết diện đáy bằng tiết diện đầu trên súc gỗ Công thức theo khái niệm sẽ là:

l d

v v

v f

*Một số đặc điểm có tính qui luật của v’ được thể hiện như sau:

a Đặc điểm qui luật phân bố số súc gỗ tròn theo cỡ hiệu suất sử dụng (N-V’)

Để nghiên cứu nội dung này, đề tài sử dụng tài liệu đã có của 4 loài cây: Lim xanh, Táu mật, Giổi xanh và Chò chỉ mỗi loài có dung lượng mẫu > 30 cây Tiến hành chỉnh lý số súc gỗ tròn theo cỡ V’ cho từng loại sản phẩm, kết quả thu được dãy phân bố thực nghiệm (xem chi tiết ở phần phụ biểu) có dạng đường cong một đỉnh khá rõ Đặt giả thuyết phân bố N-V’ theo hàm Weibull

và kiểm tra bằng tiêu chuẩn 2

05

 , kết quả được trích dẫn ở bảng 3.4 (chi tiết xem các phụ biểu)

Bảng 3.4 Nắn phân bố N-V’ theo hàm Weibull

b Đặc điểm biến động hiệu suất sử dụng gỗ tròn

Các súc gỗ tròn mặc dù cùng chiều dài nhưng đường kính đầu nhỏ và đặc biệt là hình dạng (độ thon) có thể rất khác nhau dẫn đến hiệu suất V’ của chúng cũng không thể giống nhau Sự khác nhau này được định lượng bằng thống kê thông qua đại lượng sai tiêu chuẩn (hoặc phương sai) và nhất là hệ số biến động (S v') Kết quả tính toán đặc trưng mẫu cho các đơn vị nghiên cứu kể trên được tập hợp ở bảng 3.5