XÁC ĐỊNH NHỮNG MÔ HÌNH PHÙ HỢP NHẤT ĐỂ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG THÔNG BA LÁ (Pinus keysia Royle ex Gordon) Ở KHU VỰC ĐỨC TRỌNG TỈNH LÂM ĐỒNG

Mục tiêu của đề tài là xây dựng những mô hình thống kê phù hợp nhất để mô tả và phân tích quy luật sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất khác

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

****************

NGUYỄN HỮU TRUNG

XÁC ĐỊNH NHỮNG MÔ HÌNH PHÙ HỢP NHẤT ĐỂ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG

Ở KHU VỰC ĐỨC TRỌNG TỈNH LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

TP Hồ Chí Minh, tháng 12/2011

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

******************

THÔNG BA LÁ (Pinus keysia Royle ex Gordon)

Ở KHU VỰC ĐỨC TRỌNG TỈNH LÂM ĐỒNG

Chuyên ngành: Lâm Học

Mã số : 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN THÊM

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 12/2011

Trang 3

THÔNG BA LÁ (Pinus keysia Royle ex Gordon)

Ở KHU VỰC ĐỨC TRỌNG, TỈNH LÂM ĐỒNG

Hội đồng chấm luận văn:

1 Chủ tịch: TS NGÔ AN

Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

2 Thư ký: TS BÙI VIỆT HẢI

Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

3 Phản biện 1: TS GIANG VĂN THẮNG

Hội khoa học lâm nghiệp TP.HCM

Trang 4

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Nguyễn Hữu Trung sinh ngày 12 tháng 12 năm 1977 tại huyện Chương Mỹ thành phố Hà Nội, tốt nghiệp Đại học ngành Lâm nghiệp xã hội, hệ chính quy tại Đại học lâm nghiệp thành phố Hà Nội

Từ năm 2002 đến nay là cán bộ Ban quản lý rừng phòng hộ Đại Ninh

Từ tháng 9 năm 2009 theo học cao học ngành Lâm nghiệp tại trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ liên lạc: Nguyễn Hữu Trung Ban quản lý rừng phòng hộ Đại Ninh thôn Phú Thịnh, xã Phú Hội, huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng

Điện thoại di động: 01682036875

Trang 5

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và Chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người cam đoan

Nguyễn Hữu Trung

Trang 6

lý rừng phòng hộ Đại Ninh huyện Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng Nhân dịp này tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước những sự quan tâm, giúp đỡ qúy báu đó

Kết quả của luận văn này không thể tách rời sự chỉ dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Văn Thêm – Trưởng Bộ môn Lâm sinh – Khoa Lâm nghiệp - Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Tác giả xin bày

tỏ lòng biết ơn sâu sắc và sự kính trọng đối với sự chỉ dẫn chân tình của thầy hướng dẫn

Trong quá trình làm luận văn, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ và cổ vũ chân tình của Bố - Mẹ, vợ và các con, các anh chị em trong gia đình, các bạn đồng nghiệp cùng cơ quan và khóa học Tác giả xin chân thành cảm ơn và ghi nhớ sự giúp đỡ và cổ vũ vô tư đó

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2011

Nguyễn Hữu Trung

Trang 7

TÓM TẮT

Đề tài “Xác định những mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình sinh

trưởng của rừng trồng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon)” được thực

hiện tại Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng Thời gian nghiên cứu từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2011 Mục tiêu của đề tài là xây dựng những mô hình thống kê phù hợp nhất

để mô tả và phân tích quy luật sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất khác nhau ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng:

(1) Nếu sử dụng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) để làm phù hợp với số liệu thực nghiệm về quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng, thì hàm Korf là hàm phù hợp nhất

(2) Nếu sử dụng những mô hình khác nhau, thì đặc trưng sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất cũng sẽ được báo cáo khác nhau

(3) Cùng một mô hình sinh trưởng, nếu sử dụng những phương pháp và tiêu chuẩn khác nhau để kiểm định mô hình phù hợp, thì đặc trưng sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất cũng sẽ được báo cáo khác nhau

(4) Sinh trưởng đường kính thân cây Thông ba lá trong 30 năm đầu thay đổi tùy theo tuổi và cấp đất Thời điểm xuất hiện ZDmax trên cả 5 cấp đất tại cấp tuổi 8 Thời điểm xuất hiện Dmax trên cấp đất I-IV tại tuổi 16, còn cấp đất V tại cấp tuổi 18; trung bình tại tuổi 16 Tốc độ sinh trưởng đường kính trong giai đoạn 30 tuổi trên cấp đất I lớn hơn cấp đất II, III, IV và V tương ứng 1,07; 1,14; 1,22 và 1,32 lần

(5) Sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá trong 30 năm đầu thay đổi tùy theo tuổi và cấp đất Thời điểm xuất hiện ZHmax trên cấp đất I, II và III tại cấp

Trang 8

hiện Hmax trên cấp đất I, II và III tại cấp tuổi 8, còn cấp đất IV và V tại cấp tuổi 10; trung bình tại cấp tuổi 8 Tốc độ sinh trưởng chiều cao trong giai đoạn 30 tuổi trên cấp đất I lớn hơn cấp đất II, III, IV và V tương ứng 1,05; 1,10; 1,17 và 1,23 lần

(6) Thể tích thân cây Thông ba lá trong 30 năm đầu thay đổi tùy theo tuổi và cấp đất Tốc độ sinh trưởng thể tích thân cây trong giai đoạn 30 tuổi trên cấp đất I lớn hơn cấp đất II, III, IV và V tương ứng 1,14; 1,28; 1,44 và 1,61 lần

Từ kết quả nghiên cứu, đề tài đã đề xuất những mô hình phù hợp để dự đoán

sinh trưởng của Thông ba lá trên 5 cấp đất ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng

Trang 9

SUMMARY

The thesis “Identification the most appropriate models to illustrate the

growing process of Pinus keysia Royle ex Gordon artificial forest at Duc Trong

District, Lam Dong province” The research period was from April to September

2011 The research objectives was to build the most appropriate models to

exemplify and analyze the growing rules of Pinus keysia diameter, height and

tree-trunk volume on 5 different site indexes at Duc Trong district, Lam Dong province

To describe the Pinus keysia diameter, height, and tree-trunk volume

growing process, the author used five statistic models – they are Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand and Drakin-Vuevski model The parameters of five models are identified by two method – they are minimum square method and nonlinear regression method The suitable statistic model is tested by five criteria – they are R2max , Minimum standard error of estimation, minimum mean absolute error, minimum mean absolute percent error and minimum risidual sum of square The research results showed that:

(1) If we use five models (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand and

Drakin-Vuevski) to make suitability of experimental data of the Pinus diameter,

height, and tree-trunk volume growing process on five Site Indexes in Duc Trong District, Lam Dong Province, the Korf Model is the most suitable

(2) If we use different models, the Pinus keysia diameter, height, and tree-trunk

volume growing characteristics on five Site Indexes are also different

(3) In the same growing model, if we use different methods and criteria to test the

appropriate model, the Pinus keysia diameter, height, and tree-trunk volume

growing characteristics on five Site Indexes are also different

(4) Diameter grows of Pinus keysia in the first 30 years change depending on age

and site index The time of ZDmax appearance at all five site indexes is at 8 years old-age The time of Dmax appearance of site index I-IV is at 16 years old-age, while site index V is at 18 years old-age, on average at 16 years old-age The

Trang 10

diameter growing speed in 30 years old-age on site index I greater than site index II, III, IV, V is 1,07; 1,14; 1,22 and 1,32 time respectively

(5) Height grows of Pinus keysia in the first 30 years change depending on age and

site index The time of ZHmax appearance on site index I, II, and III is at 4 years old-age, while index IV and V is at 6 year old-age; on average is at 4 years old-age The time of ZHmax appearance on site index I, II, and III is at 8 years old-age, while index IV and V is at 10 year old-age; on average is at 8 years old-age The height growing speed in 30 years old-age on site index I greater than site index II, III, IV, V is 1,05; 1,10; 1,17 and 1,23 time respectively

(6) Tree-trunk volume grows of Pinus keysia in the first 30 years change depending

on age and site index The tree-trunk volume growing speed in the time of 30 years old on site index I greater than site index II, III, IV, V is 1,14; 1,28; 1,44

và 1,61 time respectively

Trang 11

MỤC LỤC

Tựa luận văn

Trang chuẩn y i

Lý lịch cá nhân ii

Lời cam đoan iii

Lời cảm tạ iv

Tóm tắt v

Mục lục ix

Danh sách những chữ viết tắt xii

Danh sách các bảng xiv

Danh sách các hình………xxii

Danh sách các phụ lục xxvii

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

2.1 Mục tiêu chung 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3

Chương 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Khái quát về rừng thông ba lá 4

1.2 một số phương pháp mô hình hóa 5

1.2.1 Tình hình chung 5

1.2.2 Những phương pháp áp dụng cho rừng Thông ba lá 6

1.2.3 Thảo luận chung 7

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP 10

2.1 Đối tượng nghiên cứu 10

2.1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 10

2.1.1.1 Vị trí địa lý 10

2.1.1.2 Địa hình 10

2.1.1.3 Đất 10

Trang 12

2.1.1.4 Khí hậu 11

2.1.1.5 Thủy văn 12

2.1 2 Đối tượng nghiên cứu 12

2.2 Nội dung nghiên cứu 12

2.3 Phương pháp nghiên cứu 13

2.3.1 Cơ sở phương pháp luận 13

2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu 13

2.3.2.1 Những chỉ tiêu nghiên cứu 13

2.3.2.2 Thu thập dữ liệu về những 14

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 15

2.3.3.1 Chọn mô hình thống kê phù hợp 15

2.3.3.2 So sánh sự khác nhau giữa những 18

2.3.3.3 So sánh sự khác nhau giữa hai 19

2.4.3 Công cụ xử lý số liệu 20

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Mô hình sinh trưởng đường kính 21

3.1.1.Mô hình sinh trưởng đường kính của Thông ba lá 21

3.1.2 Mô hình sinh trưởng đường kính của Thông ba lá 24

3.1.6 Mô hình sinh trưởng đường kính bình quân của 35

3.1.7 Chọn mô hình mô tả đường kính thân cây của 38

3.2 Mô hình sinh trưởng chiều cao của 40

3.2.1 Mô hình sinh trưởng chiều cao của Thông ba lá 40

3.2.2 Mô hình sinh trưởng chiều cao thân cây Thông 43

3.2.3 Mô hình sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá 46

3.2.4 Mô hình sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá 49

3.2.5 Mô hình sinh trưởng chiều cao của rừng Thông ba lá 52

3.2.6 Mô hình sinh trưởng chiều cao bình quân của rừng 54

3.2.7 Chọn mô hình phù hợp để mô tả chiều cao của rừng 57

3.3 Mô hình sinh trưởng thể tích thân 59

Trang 13

3.4 Đặc điểm sinh trưởng đường kính 62

3.4.1 Sinh trưởng đường kính thân cây Thông ba lá 62

3.4.2 Sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá 72

3.4.3 Sinh trưởng thể tích thân cây Thông ba lá 81

3.5 Sự khác nhau giữa những mô hình 89

3.5.1 Sự khác nhau giữa những mô hình sinh trưởng 89

3.5.1.1 Sự khác biệt về những đặc trưng đường kính thân cây………… 90

3.5.1.2 Sự khác biệt về những đặc trưng chiều cao thân cây 92

3.5.2 Sự khác nhau giữa hai phương pháp ước lượng các 97

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 104

1 Kết luận 104

2 Đề nghị 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 106

PHẦN PHỤ LỤC 109

Trang 14

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

A (năm) Tuổi cây, quần thụ và lâm phần

D (cm) Đường kính thân cây ngang ngực (1,3m)

D(cm) Đường kính thân cây ngang ngực bình quân

H (m) Chiều cao toàn thân cây

H(m) Chiều cao thân cây bình quân

H(I-V)(m) Chiều cao thân cây bình quân thuộc cấp đất I- V

Kh Nhịp điệu sinh trưởng chiều cao

Kd Nhịp điệu sinh trưởng đường kính

KV Nhịp điệu sinh trưởng thể tích thân cây

N (cây/ha) Mật độ lâm phần

g (m2) Tiết diện ngang thân cây

G (m2/ha) Tiết diện ngang lâm phần

V (m3/cây) Thể tích thân cây

V(m3/cây) Thể tích thân cây bình quân

M (m3/ha) Trữ lượng gỗ của lâm phần

M(m3/ha) Trữ lượng bình quân lâm phần

M(I-V)(m3/ha) Trữ lượng gỗ của lâm phần thuộc cấp đất I-V

ZD (cm/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về đường kính

thân cây

ZDmax(cm/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm lớn nhất về

đường kính thân cây

ZH (m/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về chiều cao

thân cây

ZHmax (m/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm lớn nhất về chiều

cao thân cây

ZV (m3/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về thể tích thân

cây

ZVmax(m3/năm) Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm lớn nhất về thể

tích thân cây Pd(%) Suất tăng trưởng đường kính thân cây

Ph(%) Suất tăng trưởng chiều cao thân cây

Pv(%) hoặc

PV(%)

Suất tăng trưởng thể tích thân cây

Trang 15

P(α = 0,05 hay 0,01) Mức ý nghĩa thống kê

Se Sai số chuẩn của ước lượng

R2 và R hoặc r Hệ số xác định và hệ số tương quan

SSR Tổng bình phương sai lệch (Sum of Squared Residuals)

MAE Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Error)

MAPE Sai số tuyệt đối trung bình theo phần trăm (Mean Absolute

Percent Error)

Max và Min Trị lớn nhất và nhỏ nhất

Trang 16

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG Bảng 2.1 Đặc trưng lâm phần Thông ba lá trên 5 cấp đất………… 12

Bảng 3.1 Mô hình D-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất I được làm

phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz,

Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) 21

Bảng 3.2 Tương quan giữa D-A của Thông trên cấp đất I được làm

phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz,

Kosun-Strand và Drakin-Vuevski)……… 22

Bảng 3.3 Dự đoán đường kính bình quân của Thông ba lá trên cấp đất

I bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand

Bảng 3.4 Mô hình D-A của Thông ba lá trên cấp đất II được làm phù

hợp với 5 hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand

Bảng 3.5 Tương quan giữa D với A của Thông ba lá trên cấp đất II

được làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher,

Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 24

II theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand

Bảng 3.7 Mô hình D-A của Thông ba lá trên cấp đất III được làm phù

hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz,

Bảng 3.8 Tương quan giữa D với A của Thông ba lá trên cấp đất III

được làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher,

Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ………

27

Trang 17

III theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 28

Kosun-Bảng 3.10 Mô hình D-A của Thông ba lá trên cấp đất III được làm

phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 29

Bảng 3.11 Tương quan D-A của Thông ba lá trên cấp đất IV được

làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 30

Bảng 3.12 Dự đoán đường kính của Thông ba lá trên cấp đất IV được

theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand

Bảng 3.13 Mô hình D-A của Thông ba lá trên cấp đất V được làm

phù hợp với 5 hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski……… 32

Kosun-Bảng 3.14 Tương quan giữa D-A của Thông ba lá trên cấp đất V

được làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 33

Bảng 3.15 Dự đoán đường kính bình quân của Thông ba lá trên cấp

đất V theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz,

Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 33

Bảng 3.16 Mô hình D-A bình quân của Thông ba lá ở Đức Trọng

được làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 35

Bảng 3.17 Tương quan D-A bình quân của Thông ba lá ở Đức Trọng

được làm phù hợp với hàm Korf, Schumacher, Gompertz,

Kosun-Strand và Drakin-Vuevski……… 36

Bảng 3.18 Dự đoán đường kính bình quân của Thông ba lá ở Đức

Trọng theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 37

Trang 18

Kosun-Bảng 3.19 Những mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình biến đổi

đường kính thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất……… 38

Bảng 3.20 Dự đoán đường kính bình quân của rừng Thông ba lá trên

5 cấp đất……… 39

Bảng 3.21 Mô hình H-A của rừng Thông trên cấp đất I được mô tả

bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand

Bảng 3.22 Tương quan giữa H-A của rừng Thông trên cấp đất I được

mô tả bằng 5 hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski……… 40

Kosun-Bảng 3.23 Dự đoán chiều cao bình quân của Thông ba lá trên cấp đất

I theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 41

Kosun-Bảng 3.24 Mô hình H-A của rừng Thông trên cấp đất II được mô tả

Bảng 3.25 Tương quan giữa H-A của rừng Thông trên cấp đất II được

mô tả bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 43

Kosun-Bảng 3.26 Dự đoán chiều cao bình quân của Thông ba lá trên cấp đất

II theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 45

Kosun-Bảng 3.27 Mô hình H-A của rừng Thông trên cấp đất III được mô tả

Bảng 3.28 Tương quan giữa H-A của rừng Thông trên cấp đất III

được mô tả bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 46

Trang 19

Bảng 3.29 Dự đoán chiều cao bình quân của Thông ba lá trên cấp đất

III theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz,

Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 48

Bảng 3.30 Mô hình H-A của rừng Thông trên cấp đất IV được mô tả

Bảng 3.31 Tương quan giữa H-A của rừng Thông trên cấp đất IV

được mô tả bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ……… 49

IV theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 51

Kosun-Bảng 3.33 Mô hình H-A của rừng Thông trên cấp đất V được làm

Bảng 3.34 Tương quan giữa H-A của rừng Thông trên cấp đất V

được làm phù hợp với 5 (hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 52

V theo 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 53

Kosun-Bảng 3.36 Mô hình H-A bình quân của rừng Thông ba lá được làm

Bảng 3.37 Tương quan giữa H-A bình quân của rừng Thông ba lá

được làm phù hợp với 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và Drakin-Vuevski) …………

Bảng 3.38 Dự đoán chiều cao bình quân của rừng Thông ba lá theo 5

hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Kosun-Strand và

55

Trang 20

Drakin-Vuevski) ……… 56

Bảng 3.39 Những mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình biến đổi

chiều cao của rừng Thông ba lá trên 5 cấp đất ở khu vực

Bảng 3.40 Chiều cao bình quân của rừng Thông ba lá trên 5 cấp đất

khác nhau ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng……… 58

Bảng 3.41 Hình số thân cây Thông ba lá từ 4-30 tuổi……… 59

Bảng 3.42 Mô hình thể tích thân cây Thông ba lá được mô tả bằng

Bảng 3.43 Hệ số xác định và những thống kê sai lệch về thể tích cây

Thông ba lá trên 5 cấp đất được mô tả bằng hàm Korf 61

Bảng 3.44 Thể tích thân cây bình quân của Thông ba lá trên 5 cấp đất

khác nhau được xác định bằng hàm Korf……… 61

Bảng 3.45 Quá trình sinh trưởng đường kính thân cây Thông ba lá

trên cấp đất I D(I) =

trên cấp đất II D(II) =

trên cấp đất III D(III) =

trên cấp đất IV D(IV) =

Trang 21

lá ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng Mô hình D = 378,34663*exp(-8,11860*A^-0,33848)………

Bảng 3.51 Những đặc trưng sinh trưởng đường kính thân cây Thông

ba lá trên 5 cấp đất khác nhau ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng………

69

70

Bảng 3.52 Quá trình sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba lá trên

cấp đất I H(I) = 63,24599*exp(-5,60087*A^-0,57536) 73

cấp đất II H(II) = 54,22566*exp(-5,84275*A^-0,59363) 74

cấp đất III H(III) = 47,04200*exp(-6,09861*A^-0,60126) 75

cấp đất IV H(IV) = 39,85322*exp(-6,34601*A^-0,60427) 76

cấp đất V H(V) = 35,96805*exp(-6,54470*A^-0,57221) 77

Bảng 3.57 Quá trình sinh trưởng chiều cao bình quân của Thông ba lá

ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng Mô hình H = 122,69767*exp(-5,74674*A^-0,36009)……… 78

Bảng 3.58 Những đặc trưng sinh trưởng chiều cao thân cây Thông ba

lá trên 5 cấp đất khác nhau ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng 79

Bảng 3.59 Quá trình sinh trưởng thể tích thân cây Thông ba lá trên

cấp đất I.V(I) = 23,02098*exp(-21,87504*A^-0,61132) 81

Bảng 3.60 Quá trình sinh trưởng thể tích thân cây Thông ba lá trên

cấp đất II V(II) = 0,606098) 82

16,36997*exp(-22,035728*A^-Bảng 3.61 Quá trình sinh trưởng thể tích thân cây Thông ba lá trên

cấp đất III V(III) = 0,622245) 83

Trang 22

cấp đất IV V(IV) = 0,616359) 84

cấp đất V V(V) = 0,598152)

4,227358*exp(-23,244367*A^-Bảng 3.64 Quá trình sinh trưởng thể tích thân cây bình quân của

Thông ba lá ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng

V = 294,416122*exp(-20,694475*A^-0,366626)………

85

86

Bảng 3.65 Những đặc trưng sinh trưởng thể tích thân cây Thông ba lá

trên 5 cấp đất khác nhau ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng 87

Bảng 3.66 Bốn mô hình mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân

cây Thông ba lá trên cấp đất I 90

Bảng 3.67 Bốn mô hình mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân

cây Thông ba lá trên cấp đất II 90

Bảng 3.68 Đặc trưng sinh trưởng D của Thông ba lá trên cấp đất I 91

Bảng 3.69 Đặc trưng sinh trưởng D của Thông ba lá trên cấp đất II 91

Bảng 3.70 Bốn mô hình mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao thân

cây Thông ba lá trên cấp đất I 94

Bảng 3.71 Bốn mô hình mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao thân

cây Thông ba lá trên cấp đất II 94

Bảng 3.72 Đặc trưng sinh trưởng H của Thông ba lá trên cấp đất I 94 Bảng 3.73 Đặc trưng sinh trưởng H của Thông ba lá trên cấp đất II 95 Bảng 3.74 Phân tích hồi quy tương quan D-A trên cấp đất I bằng mô

hình Korf 97

Bảng 3.75 Những thống kê sai lệch của mô hình Korf 98 Bảng 3.76 Những đặc trưng tăng trưởng đường kính thân cây Thông

ba lá được khảo sát bằng những hàm khác nhau………… 100

trên cấp đất I được khảo sát bằng hàm Korf với tiêu

Trang 23

chuẩn dừng R2max……… 100

trên cấp đất I được khảo sát bằng hàm Korf với tiêu chuẩn dừng SSRmin D(I) = 120*exp(-8,39579*A^-

trên cấp đất I được mô tả bằng hàm Korf phù hợp nhất

D(I) = 121,63213*exp(-8,36199*A^-0,56370) ……… 102

Trang 24

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG Hình 3.1 Đồ thị mô tả D-A của Thông ba lá trên cấp đất I bằng 5 hàm

Korf, Schumacher,Gompertz, Korsun-Strand và

Hình 3.2 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân cây

Thông ba lá trên cấp đất I bằng hàm Korf……… 23

Hình 3.3. Đồ thị mô tả D-A của Thông ba lá trên cấp đất II bằng 5

hàm Korf, Schumacher,Gompertz,Korsn-Strandvà

Thông ba lá trên cấp đất II bằng hàm Korf và hàm

Hình 3.5 Đồ thị mô tả D-A của Thông ba lá trên cấp đất III bằng 5

hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và

Thông ba lá trên cấp đất III bằng hàm Korf……… 29

Hình 3.7 Đồ thị mô tả D-A Thông ba lá trên cấp đất IV bằng 5 hàm

Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và

Thông ba lá trên cấp đất IV bằng hàm Korf……… 32

Hình 3.9 Đồ thị mô tả D-A trên cấp đất V bằng 5 hàm Korf,

Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski 34

Thông ba lá trên cấp đất V bằng hàm Korf……… 35

Hình 3.11 Đồ thị mô tả D-A chung của rừng Thông ba lá ở Đức

Trang 25

Trọng bằng 5 hàm Korf, Schumacher, Gompertz, Strand

Hình 3.12 Đồ thị mô tả D-A chung cho rừng Thông ba lá ở Đức

Hình 3.13 Đồ thị mô tả quá trình biến đổi đường kính thân cây bình

quân của rừng Thông ba lá trên 5 cấp đất………

Hình 3.14 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất I bằng

5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………

39

41

Hình 3.15 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao thân cây

Thông ba lá trên cấp đất I bằng hàm Korf……… 42

Hình 3.16 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất II

bằng 5 hàm (Korf, Schumacher, Gompertz, Strand và Drakin-Vuevski) ……… 44

Korsun-Hình 3.17 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao của rừng

Thông ba lá trên cấp đất II bằng hàm Korf……… 45

Hình 3.18 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất III

Korsun-Hình 3.19 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất III

Hình 3.20 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất IV

Korsun-Hình 3.21 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất IV

Hình 3.22 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá trên cấp đất V

Trang 26

Korsun-Hình 3.23 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao của rừng

Thông ba lá trên cấp đất V bằng hàm Korf……… 54

Hình 3.24 Đồ thị mô tả H-A của rừng Thông ba lá được làm phù hợp

Hình 3.25 Đồ thị mô tả H-A bình quân của rừng Thông ba lá được

làm phù hợp với hàm Schumacher……… 57

Hình 3.26 Đồ thị mô tả quá trình biến đổi chiều cao bình quân của

rừng Thông ba lá trên 5 cấp đất khác nhau……… 59

Hình 3.27 Sự biến đổi hình số thân cây Thông ba lá trong giai đoạn

Hình 3.28 Đồ thị mô tả thể tích thân cây Thông ba lá từ 4-30 tuổi trên

Hình 3.29 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng đường kính thân cây

Thông ba lá trên cấp đất I……… 64

Thông ba lá trên cấp đất II……… 65

Thông ba lá trên cấp đất III……… 66

Thông ba lá trên cấp đất IV……… 67

Thông ba lá trên cấp đất V……… 68

Hình 3.34 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng đường kính bình quân

của Thông ba lá ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng……… 69

Hình 3.35 Đồ thị so sánh sự khác biệt về về tốc độ sinh trưởng đường

kính thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất (I-V) ………… 71

Thông ba lá trên cấp đất I……… 73

Trang 27

Thông ba lá trên cấp đất II……… 74

Thông ba lá trên cấp đất III……… 75

Thông ba lá trên cấp đất IV……… 76

Thông ba lá trên cấp đất V……… 77

Hình 3.41 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng chiều cao bình quân của

Thông ba lá ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng……… 78

Hình 3.42 Đồ thị so sánh sự khác biệt về tốc độ sinh trưởng chiều cao

thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất (I-V) ……… 80

Hình 3.43 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng thể tích thân cây Thông

Hình 3.48 Đồ thị mô tả quá trình sinh trưởng thể tích thân cây bình

quân của Thông ba lá ở Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 87

Hình 3.49 Đồ thị so sánh sự khác biệt về tốc độ sinh trưởng thể tích

thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất (I-V) ……… 88

Hình 3.50 Đồ thị so sánh 4 hàm mô tả quá trình sinh trưởng đường

kính thân cây Thông ba lá trên cấp đất I……… 92

Hình 3.51 Đồ thị so sánh 4 hàm mô tả quá trình sinh trưởng đường

kính thân cây Thông ba lá trên cấp đất II……… 93

Trang 28

Hình 3.52 Đồ thị so sánh quá trình sinh trưởng chiều cao thân cây

Thông ba lá trên cấp đất I được làm phù hợp với 4 hàm (Korf, Korsun-Strand, Drakin-Vuevski và Gompertz)… 95

Hình 3.53 Đồ thị so sánh quá trình sinh trưởng chiều cao thân cây

Thông ba lá trên cấp đất II được làm phù hợp với 4 hàm (Korf, Korsun-Strand, Drakin-Vuevski và Gompertz)… 96

Thông ba lá trên cấp đất I Mô hình dự đoán là hàm Korf; trong đó các hệ số được xác định theo hồi quy tương quan tuyến tính Tiêu chuẩn dừng là R2

Thông ba lá trên cấp đất I Mô hình dự đoán là hàm Korf; trong đó các hệ số được xác định theo hồi quy tương quan tuyến tính Tiêu chuẩn dừng là SSRmin……… 102

Thông ba lá trên cấp đất I bằng mô hình Korf Các hệ số của hàm Korf được xác định theo hồi quy tương quan phi tuyến tính Tiêu chuẩn dừng là SSRmin……… 103

Trang 29

DANH SÁCH PHỤ LỤC

Phụ lục 1 Số liệu đường kính thân cây thực nghiệm của Thông ba lá

28 tuổi trên cấp đất I ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm

Phụ lục 2 Phân tích hồi quy tương quan giữa D-A của rừng Thông

balá trên cấp đất I theo 5 mô hình (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 110

28 tuổi trên cấp đất II ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm

Phụ lục 4 Phân tích hồi quy tương quan giữa D-A của rừng Thông ba

lá trên cấp đất II theo 5 mô hình (Korf, Schumacher,

Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 113

28 tuổi trên cấp đất III ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm

lá trên cấp đất III theo 5 mô hình Korf, Schumacher,

Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 116

26 tuổi trên cấp đất IV ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm

lá trên cấp đất IV theo 5 mô hình (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 119

26 tuổi trên cấp đất V ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm

Trang 30

Đồng……… 121

ba lá trên cấp đất V theo 5 mô hình (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 122

Phụ lục 11 Số liệu đường kính bình quân thực nghiệp của Thông ba

lá 26 tuổi ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng………… 124

ba lá ở Đức Trọng theo 5 mô hình (Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski) ………… 125

Phụ lục 13 Số liệu chiều cao thực nghiệm của Thông ba lá 28 tuổi

trên cấp đất I ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 127

Phụ lục 14 Phân tích hồi quy tương quan giữa H-A của rừng Thông

ba lá trên cấp đất I theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 128

trên cấp đất II ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 130

ba lá trên cấp đất II theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 131

trên cấp đất III ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 133

ba lá trên cấp đất III theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 134

trên cấp đất IV ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 136

ba lá trên cấp đất IV theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 137

Trang 31

trên cấp đất V ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng…… 139

ba lá trên cấp đất V theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski………… 140

Phụ lục 23 Số liệu chiều cao thực nghiệm của rừng Thông ba lá 26

tuổi ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng……… 142

ba lá theo 5 mô hình Korf, Schumacher, Gompertz, Korsun-Strand và Drakin-Vuevski……… 143

Phụ lục 25 Xây dựng mối quan hệ giữa hình số với tuổi cây Thông ba

Phụ lục 26 Thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất………. 145

Phụ lục 27 Xây dựng mô hình V-A của Thông ba lá trên 5 cấp đất

Trang 32

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Những thông tin về sinh trưởng và tăng trưởng của cây cá thể và quần thụ

Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) đóng vai trò rất quan trọng đối với

nghiên cứu khoa học và xây dựng những phương thức lâm sinh Những thông tin này có thể thu thập và phân tích dựa trên những số liệu thực nghiệm Tuy vậy, vì những số liệu thực nghiệm thường rất nhiều và sắp xếp lộn xộn, nên việc khai thác những thông tin hữu ích từ chúng thường gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là khó xác định quy luật biến đổi của chúng Mặt khác, từ những số liệu thực nghiệm, nhà lâm học cũng rất khó đưa ra những dự đoán chiều hướng biến đổi của rừng trong tương lai Ngoài ra, nếu hàng năm cần phải thu thập những dữ liệu của nhiều quần thể Thông ba lá phân bố trên không gian rộng lớn, thì những tốn kém về người, vật

tư và tài chính sẽ tăng lên rất lớn Để khắc phục những khó khăn nêu trên, đồng thời vẫn nhận được những thông tin có giá trị, người ta có thể áp dụng toán học để giải quyết những vấn đề đặt ra Bằng cách phân tích những đặc trưng của dãy số liệu thực nghiệm, người ta có thể xây dựng những mô hình thống kê để biểu thị quy luật biến đổi của các nhân tố điều tra trên cây cá thể và lâm phần Sau đó, phân tích

mô hình để tìm ra những thông tin có giá trị

Trước đây đã có một số công trình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng tự nhiên và rừng trồng Thông ba lá; trong đó đáng kể là những nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1988, 1999), Phó Đức Đỉnh (1995) và Lê Hồng Phúc (1995) Những nghiên cứu này tập trung chủ yếu vào rừng Thông ba lá tự nhiên, còn rừng trồng vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ Hiện nay diện tích rừng trồng Thông ba lá

ở Lâm Đồng đã được phát triển trên 70.000 ha; trong đó nhiều lâm phần đã có tuổi trên 30 năm Tuy vậy, hiện nay ngành lâm nghiệp Lâm Đồng vẫn còn thiếu rất nhiều thông tin về đặc tính lâm học của rừng trồng Thông ba lá; trong đó bao gồm

Trang 33

cả những thông tin về quy luật biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây, đặc biệt là rừng trồng Thông ba lá có tuổi lớn hơn 30 năm Vì thế, những nghiên cứu về quy luật biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá vẫn cần được đặt ra

Mặt khác, khi mô tả và phân tích quy luật biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá bằng các hàm phi tuyến (Korf, Gompertz và Schumacher), nhiều tác giả đã xác định các tham số những mô hình này bằng đại số

ma trận Về mặt thống kê, những tham số của hàm phi tuyến tính không chỉ được xác định theo phương pháp bình phương nhỏ nhất, mà còn cả phương pháp hồi quy tương quan phi tuyến Mặt khác, cả hai phương pháp này cũng có thể giải theo những cách khác nhau Nhận thấy rằng, chính vì chọn lựa những mô hình thống kê khác nhau và cách xác định những tham số của những mô hình cũng khác nhau, nên kết quả báo cáo về quy luật sinh trưởng của cây cá thể và lâm phần cũng khác nhau

Với mong muốn góp phần cung cấp thêm những thông tin hữu ích cho việc phân tích đặc điểm lâm học của rừng trồng Thông ba lá ở Lâm Đồng, đề tài “Xác định những mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình sinh trưởng của rừng trồng

Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) ở khu vực Đức Trọng tỉnh Lâm Đồng”

2.2 Mục tiêu cụ thể

Để đạt được mục tiêu chung, đề tài đặt ra 4 mục tiêu cụ thể sau đây:

(1) Xác định mô hình thống kê phù hợp nhất để mô tả quy luật sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất khác nhau

Trang 34

(2) Định lượng những đặc trưng sinh trưởng và tăng trưởng đường kính, chiều cao

và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất khác nhau

(3) Phân tích so sánh sự khác biệt về những đặc trưng sinh trưởng của Thông ba lá

do ảnh hưởng của việc chọn mô hình thống kê khác nhau

(4) Phân tích so sánh sự khác biệt về những đặc trưng sinh trưởng của Thông ba lá

do ảnh hưởng của việc chọn phương pháp ước lượng các tham số của mô hình sinh trưởng

ba lá Từ kết quả nghiên cứu, đề xuất một số mô hình thống kê phù hợp nhất để mô

tả quy luật sinh trưởng của rừng Thông ba lá

4 Ý nghĩa của đề tài

Những kết quả nghiên cứu của đề tài đưa lại những ý nghĩa sau đây:

(1) Về lý luận, đề tài cung cấp những mô hình phù hợp để phân tích quy luật sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông ba lá trên 5 cấp đất khác nhau

(2) Về thực tiễn, những kết quả nghiên cứu của đề tài không chỉ là căn cứ khoa học để mô tả, phân tích và dự đoán quá trình sinh trưởng của Thông ba lá, mà còn cung cấp những thông tin để xây dựng những chỉ tiêu kỹ thuật nuôi rừng, khai thác rừng và phân tích hiệu quả kinh doanh rừng Thông ba lá

Trang 35

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về rừng Thông ba lá

Theo Lê Mộng Chân và Vũ Văn Dũng (1992), Thông ba lá phân bố tự nhiên

ở Lâm Đồng, Đắc Lắc, Gia Lai và Kontum Tổng diện tích rừng Thông ba lá khoảng 150.000ha Do phân bố ở vùng cao, nên rừng Thông ba lá có tác dụng phòng hộ đầu nguồn cho các sông lớn, bảo vệ các hồ thuỷ lợi, thuỷ điện; đồng thời còn tạo các danh lam thắng cảnh và phục vụ nghỉ dưỡng

Năm 1988, dựa trên cơ sở điều kiện tự nhiên và sinh trưởng của Thông ba

lá, Nguyễn Ngọc Lung (1988), đã phân chia rừng Thông ba lá thành 3 vùng – đó là phạm vi thích hợp với độ cao từ 1.000 – 1.800 m; phạm vi mở rộng với độ cao dưới 1.000 m và trên 1.800 m và phạm vi giới hạn với độ cao dưới 600 m Phạm vi thích hợp là trung tâm phân bố của rừng Thông ba lá thuần loài; trong đó Thông ba lá chiếm ưu thế ở tầng ưu thế sinh thái Phạm vi mở rộng là vùng ngoại vi ở độ cao dưới 1.000 m và trên 1.800 m Khi phân bố ở độ cao dưới 1.000 m, Thông ba lá

mọc hỗn giao với Thông 2 lá (Pinus merkusii) và dầu trà beng (Dipterocapus

obtusiforlius) Nếu phân bố ở độ cao trên 1.800 m, Thông ba lá mọc chung với

những loài cây thuộc họ Fagaceae và thường hỗn giao theo đám Ở phạm vi giới hạn (dưới 600 m), Thông ba lá sinh trưởng kém

Từ trước đến nay cũng đã có một số nghiên cứu về thông tại Lâm đồng; trong đó đáng kể nhất là những nghiên cứu về ảnh hưởng của khí hậu và điều kiện lập địa đến sinh trưởng của Thông ba lá Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh tới sinh trưởng của Thông ba lá tại Lâm đồng, Nguyễn Ngọc Lung (1988, 1999) nhận thấy rằng, không có sự khác biệt nào đáng kể về sinh trưởng

Trang 36

chiều cao ở hai vùng sinh thái khác nhau là Đà lạt và Bảo lộc, lượng tăng trưởng đường kính có sự khác nhau trong mùa mưa và mùa khô

1.2 Một số phương pháp mô hình hóa quá trình sinh trưởng của cây rừng ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình chung

Trong lâm học, người ta phân biệt hai khái niệm sinh trưởng và tăng trưởng của quần thể cây gỗ hay lâm phần Sinh trưởng là sự tăng lên về kích thước cây gỗ theo tuổi Tăng trưởng của cây cá thể về chiều cao (H, m), đường kính thân cây (D1.3, cm), thể tích thân (V, m3), hoặc tăng trưởng của quần thụ về trữ lượng (M,

m3) theo tuổi biểu thị sự biến đổi về lượng của chúng sau một năm, nghĩa là chúng luôn có đạo hàm bậc nhất theo thời gian Vì sinh trưởng của cây rừng và lâm phần thay đổi theo thời gian, nên người ta gọi đó là quá trình sinh trưởng của cây gỗ và lâm phần (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002)

Lý thuyết lâm học cũng đã chỉ ra rằng, sinh trưởng của cây gỗ và lâm phần được xác định bởi tập hợp nhiều yếu tố khí hậu (ánh sáng, nhiệt độ, mưa, gió…) và phi khí hậu (địa hình, đất, sinh vật và con người) Theo Nguyễn Văn Thêm (2002) một cách tổng quát có thể xem sinh trưởng của cây rừng và lâm phần là một hàm số của khí hậu, địa hình, đất, sinh vật, con người và thời gian, nghĩa là sinh trưởng = f(khí hậu, địa hình, đất, sinh vật, con người và thời gian) Chính vì thế, nhiều nhà lâm học đã xây dựng những mô hình toán để biểu thị quá trình sinh trưởng của cây

cá thể và lâm phần theo thời gian Sau đó những mô hình này được vận dụng để mô

tả và dự đoán những nhân tố điều tra trên thân cây thời gian

Để xây dựng những mô hình biểu thị quá trình biến đổi theo tuổi của những nhân tố điều tra trên thân cây gỗ (đường kính, chiều cao, thể tích), người ta đã phân tích hình thái của đường cong biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây

cá thể trong toàn bộ quá trình đời sống của cây (Vũ Tiến Hinh và ctv, 1992; Vũ Tiến Hinh, 2005; Chế Đình Lý, 1997; Nguyễn Hải Tuất, 1998; Nguyến Hải Tuất và Nguyễn Trọng Bình, 2005) Nói chung, đường cong sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây trong toàn bộ quá trình đời sống của cây có dạng sigmoid

Trang 37

hay hình chữ S Tuy vậy, theo Belov (1983)(Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002), tùy theo giai đoạn sống của cây và lâm phần, đường cong sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây có thể ở dạng đường thẳng, dạng hàm số mũ hoặc dạng bậc 2 Nếu xét trong cả quá trình đời sống của cây, thì đường cong sinh trưởng có dạng sigmoid Chính vì thế, nhiều nhà lâm học trên thế giới đã xây dựng những mô hình toán khác nhau để biểu thị quá trình biến đổi theo tuổi của những nhân tố điều tra trên thân cây gỗ (đường kính, chiều cao, thể tích)

Năm 1999, Nguyễn Ngọc Lung đã áp dụng rất nhiều mô hình khác nhau để

mô tả quá trình sinh trưởng của những loài cây gỗ mọc nhanh ở Việt Nam, đặc biệt

là Thông ba lá Sau khi phân tích các mô hình, Nguyễn Ngọc Lung (1999) cho rằng

mô hình Gompertz và mô hình Schumacher là hai mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình sinh trưởng của những loài cây gỗ mọc nhanh ở Việt Nam Những mô hình này cũng được nhiều tác giả sử dụng để phân tích quy luật sinh trưởng của nhiều loài cây gỗ khác (Vũ Tiến Hinh, 2005; Bảo Huy, 1995; Lê Thị Hà, 2003; Chế Đình Lý, 1997; Vũ Nhâm, 1988; Lê Hồng Phúc, 1995; Phạm Trọng Thịnh, 2006) Theo Vũ Nhâm (1988), mô hình Korf có thể được vận dụng để lập biểu cấp đất cho rừng thông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ khu Đông Bắc Việt Nam

1.2.2 Những phương pháp áp dụng cho rừng Thông ba lá

Từ trước đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng Thông ba lá bằng cách xây dựng những mô hình thống kê Nguyễn Ngọc Lung (1988; 1999) đã công bố những nghiên cứu về sinh trưởng, năng suất và sản lượng rừng Thông ba lá ở Việt Nam Sau này một phần kết quả của những nghiên cứu này đã được sử dụng để lập những biểu dùng trong kinh doanh và điều tra rừng Thông ba lá; chẳng hạn như biểu cấp chiều cao, biểu thể tích, biểu cấp đất, biểu quá trình sinh trưởng… Để xây dựng những loại biểu này, tác giả đã vận dụng rất nhiều

mô hình toán khác nhau để mô tả quá trình sinh trưởng, xây dựng biểu cấp đất và biểu quá trình sinh trưởng của rừng Thông ba lá Những mô hình được áp dụng nhiều nhất là mô hình Gompertz (1925), Schumacher (1939), Drakin – Vuevski (1940), Kosun-Strand (1964) và Korf (1973) Cũng theo cách thức trên,Viên Ngọc

Trang 38

Hùng (1989), đã vận dụng mô hình Schumacher để lập biểu cấp đất Thông ba lá Lâm Đồng Lê Hồng Phúc (1995), đã sử dụng mô hình mũ biến đổi để mô tả quá trình biến đổi sinh khối của những bộ phận trên mặt đất của rừng Thông ba lá

1.2.3 Thảo luận chung

Sau khi tổng quan một số tài liệu có liên quan đến việc vận dụng những mô hình toán để mô tả và phân tích quy luật biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây theo tuổi, tác giả nhận thấy cần thảo luận thêm một số vấn đề sau đây:

(1) Cho đến nay nhiều nhà lâm học nước ta đã vận dụng những mô hình toán

để mô tả và phân tích quy luật biến đổi đường kính, chiều cao và thể tích thân cây theo tuổi Thông qua nhiều nghiên cứu, người ta nhận thấy rằng, tùy theo giai đoạn sống của cây gỗ và lâm phần, hình thái của đường cong sinh trưởng sẽ khác nhau

Vì thế, việc vận dụng mô hình nào để mô tả quá trình biến đổi theo tuổi của những nhân tố điều tra trên thân cây gỗ (đường kính, chiều cao, thể tích) là tùy theo loài cây và giai đoạn tuổi Nói chung, người ta cho rằng, đối với những cây gỗ mọc nhanh ở Việt Nam, quá trình biến đổi theo tuổi của những nhân tố điều tra trên thân cây gỗ (đường kính, chiều cao, thể tích) đều có thể được mô tả bằng các hàm phi tuyến; trong đó mô hình Gompertz (1925), Schumacher (1939), Drakin – Vuevski (1940), Kosun-Strand (1964) và Korf (1973) được vận dụng nhiều nhất Vì thế, khi xác định những mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình sinh trưởng của Thông ba

lá ở Lâm Đồng, tác giả cũng vận dụng những mô hình nói trên

(2) Khi xây dựng những mô hình phi tuyến, hầu hết các tác giả đã xác định các tham số của mô hình bằng cách chuyển chúng về dạng tuyến tính và ước lượng bình phương nhỏ nhất được xác định bằng đại số ma trận Giải pháp bình phương nhỏ nhất có đặc tính là ước lượng phương sai không trệch và nhỏ nhất Tuy vậy, đối với những mô hình phi tuyến không thể tuyến tính hóa bằng phương pháp đại

số thì sai số sẽ lệch chuẩn với phương sai là hằng số Để khắc phục nhược điểm của hồi quy tuyến tính, người ta đã xác định các tham số của mô hình phi tuyến bằng cách lặp lại nhiều lần cho đến khi xác định được những tham số của mô hình sao cho “Tổng bình phương sai lệch không đổi = SSR” Theo đó, trước hết chương

Trang 39

trình bắt đầu với một ước lượng ban đầu đối với những tham số của mô hình Từ những tham số ban đầu này, chương trình tính toán SSR (tổng sai lệch bình phương

từ những giá trị quan sát so với đường cong) Sau đó chương trình lại điều chỉnh các tham số của mô hình để tạo ra đường cong bám sát những điểm thực nghiệm Thủ tục này lặp lại nhiều lần cho đến khi xác định được những tham số của mô hình sao cho tổng sai lệch bình phương không đổi Cuối cùng chương trình tóm tắt những kết quả phù hợp nhất Độ chính xác của các tham số phụ thuộc một phần vào những giá trị ước lượng ban đầu và tiêu chuẩn dừng (thường là SSRmin) Điều đó có nghĩa là, với cùng một chuỗi số liệu như nhau, nếu giả định những tham số ban đầu khác nhau, thì chúng ta sẽ nhận được những tham số khác nhau của mô hình Phân tích trên cho thấy, cùng một mô hình thống kê dùng để mô tả một dãy số liệu, nếu giải bằng những phương pháp khác nhau, thì kết quả sẽ nhận được mô hình với những tham số khác nhau Vì thế, để nhận được mô hình phù hợp nhất, nhà nghiên cứu cần phải giả định những tham số ban đầu hợp lý nhất và dùng tiêu chuẩn SSRmin để kiểm tra

(3) Tác giả cũng nhận thấy rằng, trong một số trường hợp, do nhiều lý do khác nhau, nhà lâm học có thể chỉ chọn ra 1 hàm phi tuyến tính nhất định để làm phù hợp với số liệu D-A, H-A và V-A thực nghiệm Ngoài ra, những tham số của hàm phi tuyến tính có thể xác định theo hai phương pháp cơ bản – đó là phương pháp bình phương nhỏ nhất và phương pháp hồi quy tương quan phi tuyến Mặt khác, cả hai phương pháp này cũng có thể giải theo những cách khác nhau Chẳng hạn, đối với phương pháp bình phương nhỏ nhất, người ta có thể cố định 1 tham số, còn những tham số khác thì thay đổi Nhận thấy rằng, chính vì chọn lựa những mô hình thống kê khác nhau và cách xác định những tham số của những mô hình cũng khác nhau, nên kết quả báo cáo về quy luật sinh trưởng của cây cá thể và lâm phần cũng khác nhau Vì thế, đề tài này cũng hướng vào phân tích sự khác biệt về kết quả báo cáo quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao và thể tích thân cây Thông

ba lá do ảnh hưởng của việc chọn những hàm số và phương pháp xác định những tham số của chúng

Trang 40

(4) Tác giả cũng nhận thấy rằng, mặc dù đã có nhiều thông tin về rừng Thông ba lá ở Tây Nguyên nói chung và Lâm Đồng nói riêng, nhưng khi áp dụng cho một khu vực cụ thể thì ít nhiều cũng có những sai lệch lớn Vì thế, để có được những thông tin hữu ích về rừng Thông ba lá trong một khu vực nhất định, nhận thấy những nghiên cứu tiếp theo vẫn cần phải được đặt ra

Định dạng
Số trang	184
Dung lượng	1,38 MB