Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu phân loại cấp đất cho rừng tràm (Melaleuca cajuputi) dựa trên biến động chiều cao tầng trội (H dom , m) tại.. tuổi 10 năm.[r]
Trang 1XÂY DỰNG BIỂU CẤP ĐẤT RỪNG TRÀM
(MELALEUCA CAJUPUTI)
Ở KHU VỰC TÂY NAM BỘ
ThS PHẠM XUÂN QUÝ
TÓM TẮT
Bài báo này giới thiệu kết quả
nghiên cứu phân loại cấp đất cho rừng
tràm (Melaleuca cajuputi) dựa trên biến
động chiều cao tầng trội (Hdom, m) tại
tuổi 10 năm Để xây dựng biểu cấp đất,
tác giả đã sử dụng số liệu giải tích của
100 cây đại diện cho những lâm phần
tràm từ tuổi 7-12 năm Các đường cong
cấp đất được xây dựng theo mô hình
Gompertz Kết quả nghiên cứu đã chứng
tỏ rằng, rừng tràm cajuputi ở khu vực
Tây Nam Bộ có thể được phân chia
thành ba cấp đất với khoảng cách chiều
cao 2 m tại tuổi 10 năm
Từ khóa:
- Boni tas ( cấp đất theo tiếng la
tinh) và Tables ralated to the soil ( tiếng
anh)
- Dominant heights ( chiều cao
tầng trội)
- Mekong delta (Tây Nam Bộ)
- Melaleuca cajuputi (Cây tràm)
ABSTRACT
This article introduces briefly results of
research on the soil classification for 10
year old Melaleuca cajuputi based on
the variation of height of soil
stratification In order to build the soil
stratified table, the author used the
analytic data of 100 trees representing
the Melaleuca cajuputi of 7-12 year old
The curve of soil stratification were
built based on the Gompertz model The
results of research have proved the 10
year old Melaleuca cajuputi in South Western area of Vietnam can be stratified into three layers with the height of 2 meters
ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo số liệu thống kê đến năm
2006 [1], diện tích rừng tràm
(Melaleuca cajuputi) ở khu vực Tây
Nam Bộ hiện nay được tập trung chủ yếu ở 6 tỉnh như Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, An Giang, Kiên Giang và
Cà Mau với tổng diện tích là 176.295 ha; trong đó các tỉnh có diện tích lớn nhất như Long An (64.293 ha), Kiên Giang (49.519 ha) và Cà Mau (38.832 ha) Mục tiêu chủ yếu của rừng tràm trồng là tạo rừng năng suất cao với chất lượng tốt để cung cấp gỗ xây dựng nhà cửa (cột, kèo), gia cố nền móng nhà, làm củi và than; đồng thời kết hợp cải thiện môi trường đất và nước
Mặc dù việc gây trồng và kinh doanh rừng tràm đã được thực hiện theo quy phạm thống nhất, nhưng vẫn còn rất nhiều vấn đề cần phải được xem xét và cải thiện Nhận thấy rằng, khi kinh doanh rừng tràm với cường độ cao, thì việc phân chia và tổ chức các đơn vị kinh doanh theo cấp đất là cần thiết Cấp đất còn là cơ sở để thiết kế và áp dụng các phương thức lâm sinh, thống
kê và so sánh năng suất rừng tràm Tuy vậy, cho đến nay vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về cấp đất của rừng tràm Vì thế, bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu phân chia cấp đất
Trang 2cho rừng tràm (Melaleuca cajuputi)
trồng ở khu vực Tây Nam Bộ (sau đây
gọi là tràm cajuputi.)
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là rừng
tràm cajuputi trồng thuộc khu vực Tây
Nam Bộ từ Long An đến Cà Mau Rừng
tràm được trồng với mật độ 20.000
cây/ha Tuổi rừng tràm được đưa vào
nghiên cứu nằm trong giai đoạn 12 năm
Mục tiêu của nghiên cứu này là xây
dựng những mô hình mô tả quá trình
biến đổi chiều cao để làm cơ sở phân
chia cấp đất cho rừng tràm ở khu vực
Tây Nam Bộ
Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đặt ra, đã
nghiên cứu mối quan hệ giữa chiều cao
bình quân tầng trội (H0, m) với tuổi lâm
phần (A, năm) Giá trị H0 được tính bình
quân từ chiều cao của 20% số cây lớn
nhất trong lâm phần trên ô tiêu chuẩn
Để dễ dàng cho việc chọn cây giải tích,
trước hết đã điều tra sơ bộ những lâm
phần tràm theo cấp tuổi từ thấp đến cao,
bắt đầu từ cấp tuổi 2 Kế đến, chọn
những lâm phần có tuổi từ 7 đến 12 năm
để thu thập số liệu lập biểu cấp đất Tiếp
phần, đã phân chia sơ bộ những lâm
phần tràm từ 7 đến 12 năm thành ba cấp
đất với mỗi cấp cách nhau khoảng 2 m
Tiếp theo, ở mỗi cấp đất chọn những
lâm phần điển hình và bố trí những ô
tiêu chuẩn từ 150-200 m2 để đo đạc
những đặc trưng lâm phần (mật độ, D,
H…); đồng thời trong mỗi ô tiêu chuẩn
chọn và giải tích ba cây trung bình của
tầng trội Những cây giải tích có chiều
tròn đều, sinh trưởng và phát triển bình thường, không bị sâu hại hay cụt ngọn, tán lá cân đối và tròn đều Tổng số cây giải tích là 100 cây; trong đó cấp đất I,
II và III tương ứng là 32 cây, 37 cây và
31 cây Sau khi chặt hạ, những cây tiêu chuẩn được đo đạc và giải tích thân cây theo chỉ dẫn chung của điều tra rừng
Khi xây dựng biểu cấp đất, số cấp đất và chỉ số cấp đất được xác định dựa
10 năm Sở dĩ chọn tuổi 10 là tuổi cơ sở
để phân chia cấp đất là vì hầu hết rừng tràm trồng ở khu vực Tây Nam Bộ có chu kỳ kinh doanh từ 10 – 12 năm Tiếp đến, mô hình hóa quá trình biến đổi H0
chung và H0 của mỗi cấp đất theo tuổi rừng bằng hàm Gompertz và Schumacher; trong đó các hệ số của các hàm được xác định bằng phương pháp hồi quy phi tuyến của Marquardt Tiếp theo, chọn mô hình phù hợp nhất theo 5 tiêu chuẩn: hệ số tương quan cao nhất (maxR2%), sai lệch nhỏ nhất (minSe), sai lệch tuyệt đối trung bình nhỏ nhất (minMAE), sai lệch tuyệt đối trung bình nhỏ nhất theo phần trăm (minMAPE), tổng bình phương sai lệch nhỏ nhất (minΣ(H0lt – H0tn)^2); trong đó tiêu chuẩn cơ bản là minΣ(H0lt – H0tn)^2 với
H0(lt) và H0(tn) tương ứng là chiều cao lý thuyết và chiều cao thực tế Sau cùng, biến đổi mô hình phi tuyến phù hợp nhất về dạng tuyến tính và sử dụng phương pháp cố định điểm chặn và thay đổi độ dốc của mô hình để xác định những đường cong tương ứng với các cấp đất Tất cả những cách thức tính toán dựa theo chỉ dẫn chung của Vũ Tiến Hinh (1992; 2003)[2;3], Nguyễn Ngọc Lung (1999)[4] và Nguyễn Văn Thêm (2004)[5] Công cụ tính toán là
Trang 3phần mềm Excel và Statgraphics Plus
Version 4.0
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO
LUẬN
1 Phân chia cấp đất sơ bộ
Những tính toán cho thấy (Bảng
1), chiều cao bình quân tầng trội (H0,
m) của rừng tràm ở tuổi 2 là 2,0 m; biên
độ dao động giữa các lâm phần từ 1,5 m
đến 2,7 m; biến động 15,5% Ở tuổi 5,
giá trị H0 là 5,1 m; biên độ dao động
giữa các lâm phần từ 3,5 m đến 7,5 m; biến động 18,3% Ở tuổi 10, giá trị H0
là 9,3 m; biên độ dao động giữa các lâm phần từ 5,8 m đến 12,4 m; biến động 18,9% Ở tuổi 11, giá trị H0 là 9,8 m; biên độ dao động giữa các lâm phần từ 6,3 m đến 12,8 m; biến động rất mạnh giữa các lâm phần (20,3%) Nói chung, giá trị H0 của rừng tràm gia tăng trung bình 0,9-1,1 (m/năm) từ tuổi 2 đến tuổi 8; sau đó giảm nhanh còn 0,5-0,6 (m/năm) ở tuổi 9 – 11 năm
Bảng 1 Đặc trưng thống kê chiều cao tầng trội của rừng tràm
(Melaleuca cajuputi) ở khu vực Tây Nam Bộ
Phân tích số liệu của bảng 1 cho
năm là 6,6 m Vì thế, đã phân chia sơ bộ
những lâm phần tràm thành 3 cấp đất
với mỗi cấp cách nhau 2,0 m Đặc trưng
chiều cao tầng trội của ba cấp đất sơ bộ
được ghi lại ở bảng 2-4
Để chọn mô hình mô tả quan hệ
hai hàm Schumacher và Gompertz với
số liệu thực nghiệm Kết quả tính toán
cho thấy, mô hình Gompertz có tổng sai
lệch bình phương (113,42 – cấp đất I; 120,4 – cấp đất II; 36,7 – cấp đất III; 1.645,4 – H0 chung) nhỏ hơn so với mô hình Schumacher (117,5 – cấp đất I; 126,7 – cấp đất II; 30,6 – cấp đất III; 1729,5 – H0 chung) Do đó, mô hình Gompertz đã được chọn để mô tả quan
hệ H0 – A tương ứng với ba cấp đất Những tính toán cho thấy, mô hình biểu thị quan hệ H0 – A trên ba ba cấp đất sơ
bộ theo hàm Gompertz có dạng:
Trang 4Bảng 2 Đặc trưng chiều cao tầng trội của rừng tràm cajuputi trên cấp đất I
Bảng 3 Đặc trưng chiều cao tầng trội của rừng tràm cajuputi trên cấp đất II
Bảng 4 Đặc trưng chiều cao tầng trội của rừng tràm cajuputi trên cấp đất III
Trang 5A (năm) H0(m) ±S ±Se H0Min H0Max H0Max-H0min V(%)
Đối với cấp đất I
Khoảng tin cậy 95%
H0I(dưới) = 13,3792*exp(-2,89879*exp(-0,23916*A)) (2)
H0I(trên) = 14,4705*exp(-3,1545*exp(-0,27388*A)) (3)
Đối với cấp đất II
H0(II) = 11,4495*exp(-2,99913*exp(-0,26748*A)) (4)
Khoảng tin cậy 95%
H0II(dưới) = 11,0105*exp(-2,8573*exp(-0,24871*A)) (5)
H0II(trên) = 11,8884*exp(-3,14097*exp(-0,28625*A)) (6)
Đối với cấp đất III
H0(III) = 9,13607*exp(-2,66547*exp(-0,22409*A)) (7)
Khoảng tin cậy 95%
H0III(dưới) = 8,8251*exp(-2,57649*exp(-0,21075*A)) (8)
H0III(trên) = 9,44704*exp(-2,75446*exp(-0,23742*A)) (9)
Bằng thuật toán thống kê cũng đã xác định được phương trình mô tả quan hệ
với R2 = 83,2%; ±Se = 1,2447
Khoảng tin cậy 95%
H0(dưới) = 10.1914*exp(-2.83023*exp(-0.26073*A)) (11)
H0(trên) = 11.1307*exp(-3.25219*exp(-0.31211*A)) (12) Khi khai triển ba phương trình 1, 4, 7 và 10, có thể xác định H0(m) của mỗi cấp đất (I, II và III) và H0(m) chung của ba cấp đất (Bảng 5; Hình 1)
Bảng 5 Chiều cao bình quân tầng trội của rừng tràm cajuputi
trên ba cấp đất ở khu vực Tây Nam Bộ
Trang 6(năm)
H0tn(m) H0lt)(m H0tn(m) H0lt)(m H0tn(m) H0lt)(m H0tn(m) H0lt(m)
2 Biểu cấp đất rừng tràm
cajuputi trồng ờ vùng miền Tây Nam
Bộ theo chiều cao tầng trội H 0
Kết quả điều tra cho thấy, rừng
tràm cajuputi trồng ở khu vực Tây Nam
Bộ thường được khai thác chính ở vào
.
0 (m)
A (năm) Hình 1 Đồ thị mô tả sự biến đổi chiều cao tầng trội của rừng
tràm cajuputi trên ba cấp đất sơ bộ
Trang 7tuổi 10-12 năm Vì thế, tuổi cơ sở (A0,
năm) để phân chia cấp đất cho rừng
tràm cajuputi đã được chọn ở tuổi 10
năm Từ số liệu của bảng 1 cho thấy, tại
tuổi 10 năm chênh lệch giữa H0max (12,4
m) và H0min (5,8 m) là 6,6 m Do đó, nếu
phân chia H0 tại tuổi 10 năm thành 3 cấp
đất, thì chênh lệch chiều cao giữa hai
cấp đất kế cận là 2,0 m Nếu sai số cho
phép đo đạc chiều cao lâm phần là ±0,5
m, thì chênh lệch 1,0 m giữa trung tâm
cấp đất này đến ranh giới của cấp đất kế
cận là khoảng cách phù hợp
Từ số liệu của bảng 5 cho thấy, giá trị H0 của các lâm phần tràm 10 tuổi trên ba cấp đất I, II và III tương ứng là 11,0 m, 9,3 m và 6,9 m Do đó, chỉ số cấp đất tại tuổi 10 được lấy tròn tương ứng với ba cấp đất I, II và III là 11,0 m, 9,0 m và 7,0 m Để xác định các đường cong H0 đi qua ba chỉ số cấp đất (11,0; 9,0 và 7,0 m), đã sử dụng phương pháp
cố định điểm chặn và thay đổi độ dốc
-A Bằng phân tích thống kê, đã nhận được mô hình tuyến tính mô tả quan hệ
H0 – A có dạng:
r = -0,8911; r2 = 79,4%; ±Se = 0,2856
Ở công thức 13, Y = (ln(ln(Hmax/H0i)) với giả định Hmax = 15 m, còn H0i là chiều cao cây tầng trội Khi cố định điểm chặn, thì độ dốc của các đường cong đi qua ba chỉ số cấp đất tại tuổi cơ sở (10 năm) được tính theo công thức:
Từ phương trình 15, khi thay thế tương ứng ba chỉ số của cấp đất I (11,0 m),
II (9,0 m) và III (7,0 m), có thể nhận được ba đường cong đi qua ba chỉ số cấp đất dưới dạng:
H0(II) = 15*exp(-2,76110*exp(-0,16874*A)) (17)
H0(III) = 15*exp(-2,76110*exp(-0,12873*A)) (18)
Tương tự, bốn đường cong biểu thị ranh giới của ba cấp đất I, II và III (12,0; 10,0; 8,0 và 6,0 m) có dạng:
H(I)trên = 15*exp(-2,76110*exp(-0,25156*A)) (19)
H(II-I) = 15*exp(-2,76110*exp(-0,19184*A)) (20)
H(III-II) = 15*exp(-2,76110*exp(-0,14799*A)) (21)
H(III)dưới = 15*exp(-2,76110*exp(-0,11031*A)) (22)
Từ các mô hình 16-22, đã xây dựng được biểu cấp đất rừng tràm cajuputi theo
chiều cao tầng trội (Bảng 6; Hình 2)
Bảng 6 Biểu cấp đất rừng tràm (Melaleuca cajuputi) theo chiều cao
tầng trội (H0, m) ở khu vực Tây Nam Bộ
Trang 8(năm)
3 Kiểm định tính phù hợp của biểu
cấp đất
Để kiểm định tính phù hợp của biểu cấp đất, ở mỗi cấp đất đã sử dụng 5
Hình 2 Biểu đồ cấp đất rừng tràm (Melaleuca cajuputi)
theo H0 (m) ở khu vực Tây Nam Bộ
H0(m)
A (năm)
Cấp đất I Cấp đất I Cấp đất I
Trang 9cây bình quân tầng trội đại diện cho
những lâm phần từ tuổi 7-11 năm không
tham gia lập biểu để kiểm tra Việc
kiểm tra được thực hiện theo phương
pháp biểu đồ và phương pháp kiểm định
sự sai khác về độ dốc của các mô hình
các cấp đất Bằng phương pháp biểu đồ
(Hình 3) và tính toán thống kê đều nhận thấy, không có sự khác nhau thực sự (P
> 0,10) giữa điểm chặn và độ dốc của các mô hình ở giữa các cấp đất và những cây kiểm tra Do đó, biểu cấp đất được xây dựng từ các mô hình 16-22 phù hợp với thực tế
KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ
rằng, rừng tràm cajuputi trồng ở khu
vực Tây Nam Bộ có biên độ chiều cao
tầng trội dao động rất lớn trong phạm vi
một cấp tuổi; trong đó giá trị tại tuổi 5
và 10 năm tương ứng từ 3,5 m đến 7,5
m và 5,8 m đến 12,4 m Vì thế, nếu căn
cứ vào biên độ dao động chiều cao tầng
trội, có thể phân chia rừng tràm cajuputi
trồng ở khu vực Tây Nam Bộ thành ba
cấp đất; trong đó khoảng cách chiều cao của các cấp đất tại tuổi 10 năm là 2,0 m
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH
(1) Nguyễn Thanh Bình (2006), Nghiên
cứu thực trạng phát triển rừng tràm
ở Đồng Bằng sông Cửu Long, giải pháp khắc phục, Viện khoa học Lâm
nghiệp Việt Nam
.
Hình 3 Kiểm tra bằng biểu đồ về sự phù hợp của các đường cong cấp đất đối với số liệu thực tế
A (năm)
H0(m)
Cấp đất I Cấp đất II Cấp đất III
Trang 10(2) Vũ Tiến Hinh và các tác giả khác
(1992), Điều tra rừng, Trường Đại
học lâm nghiệp, Hà Nội
(3) Vũ Tiến Hinh (2003), Sản lượng
rừng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
(4) Bảo Huy, 1995 Sinh trưởng và sản
lượng rừng tếch ở Đắc Lắc – Tây
Nguyên Trong cuốn sách “Hội thảo
quốc gia về rừng tếch (Tectona
grandis) và quy hoạch sử dụng đất.
Buôn Mê Thuột, 12/1995
(5) Nguyễn Ngọc Lung (1999), Nghiên
cứu tăng trưởng và sản lượng rừng trồng áp dụng cho rừng thông ba lá
ở Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà
Nội
(6) Nguyễn Văn Thêm (2004), Hướng
dẫn sử dụng Statgraphics 3.0 & 5.1
để xử lý thông tin trong lâm học,
NXB Nông Nghiệp Chi nhánh Tp
Hồ Chí Minh