Giáo trình sản lượng rừng phần 5

Chia sẻ: Asdfada Asfsgs | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

122
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyển trục Y về vị trí A0, ta có: LogH = LogS + b(1/A - 1/A0) Ví dụ: A0 = 50, S = 70feet, b = -4,611, phương trình chiều cao được xác định cụ thể như sau: LogH = Log70 - 4,611/A + 4,611/50 LogH = 1,752 - 4,611/A Tương tự, khi chỉ số cấp đất S=100 feet, phương trình chiều cao của cấp đất tương ứng sẽ là: LogH = Log100 - 4,611/A + 4,611/50 LogH = 1,90778 - 4,611/A Như vậy, từ phương pháp Affill và phương pháp mà Husch, B. đã sử dụng ở trên

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình sản lượng rừng phần 5

ChuyÓn trôc Y vÒ vÞ trÝ A0, ta cã: LogH = LogS + b(1/A - 1/A0) VÝ dô: A0 = 50, S = 70feet, b = -4,611, ph−¬ng tr×nh chiÒu cao ®−îc x¸c ®Þnh cô thÓ nh− sau: LogH = Log70 - 4,611/A + 4,611/50 LogH = 1,752 - 4,611/A T−¬ng tù, khi chØ sè cÊp ®Êt S=100 feet, ph−¬ng tr×nh chiÒu cao cña cÊp ®Êt t−¬ng øng sÏ lµ: LogH = Log100 - 4,611/A + 4,611/50 LogH = 1,90778 - 4,611/A Nh− vËy, tõ ph−¬ng ph¸p Affill vµ ph−¬ng ph¸p mµ Husch, B. ®· sö dông ë trªn cho thÊy, c¸c t¸c gi¶ ®Òu dïng chØ sè cÊp ®Êt ®Ó ®iÒu chØnh gi¸ trÞ cña tham sè m (Hmax) còng nh− tham sè a cña ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng. T−¬ng tù nh− vËy, Avery, T.E. vµ Burkhart, H.E. (1975) còng dïng chØ sè Si ®Ó x¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh riªng cho tõng cÊp ®Êt trªn c¬ së ph−¬ng tr×nh b×nh qu©n chung. LogHi = LogSi - b1(A-1 - A0-1) + b2(A-2 - A0-2) (2.24) Trong ®ã: Hi lµ chiÒu cao −u thÕ cÊp ®Êt i t¹i tuæi A. A0 lµ tuæi c¬ së. Si lµ chØ sè cÊp ®Êt D−íi ®©y lµ ph−¬ng tr×nh cô thÓ ®−îc x¸c ®Þnh: LogH = LogS - 8,80405(A-1 - A0-1) + 22,795(A-2 -A0-2) ChiÒu cao ®−îc tÝnh b»ng ®¬n vÞ feet, A0 = 25 97
b) X¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao ®éc lËp theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt. Th«ng qua c¸c biÓu cÊp ®Êt vµ cÊp n¨ng suÊt ®· lËp ë trong vµ ngoµi n−íc cho thÊy, cã 2 c¸ch x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng ®éc lËp theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt: - X¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng tõ ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm b×nh qu©n cña tõng cÊp ®Êt. Theo c¸ch nµy, sau khi s¬ bé ph©n chia cÊp ®Êt, tiÕn hµnh s¾p xÕp c¸c l©m phÇn theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt vµ tÝnh to¸n chiÒu cao b×nh qu©n t−¬ng øng ë tõng tuæi. D·y sè liÖu H/A nµy ®−îc gäi lµ ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm. Tõ ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm m« t¶ ®−êng cong sinh tr−ëng lý thuyÕt b»ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc. Nh−ng ThuËt Hïng (1989) sö dông ph−¬ng ph¸p nµy ®Ó x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cho c¸c l©m phÇn B¹ch ®µn chanh vµ B¹ch ®µn LiÔu ë L«i Ch©n Trung Quèc, trong ®ã t¸c gi¶ ph©n chia ®èi t−îng nghiªn cøu thµnh 7 cÊp ®Êt. - X¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao cho mçi cÊp ®Êt tõ hai cÆp gi¸ trÞ H/A. Nh− ®· biÕt, c¸c hµm sinh tr−ëng ®Òu ë d¹ng mò phøc t¹p, v× thÕ ®Ó ®¬n gi¶n cho viÖc x¸c ®Þnh c¸c tham sè, chóng th−êng ®−îc chuyÓn vÒ d¹ng ®−êng th¼ng (2.7). Víi d¹ng håi quy ®−êng th¼ng, chØ cÇn th«ng qua 2 cÆp gi¸ trÞ cña Y vµ X lµ x¸c ®Þnh ®−îc c¸c tham sè a vµ b. Khi ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy, tr−íc tiªn ph¶i x¸c ®Þnh 2 ®iÓm (2 gi¸ trÞ chiÒu cao ë 2 tuæi kh¸c nhau) mµ mçi ®−êng cong cÊp ®Êt ph¶i ®i qua, sau ®ã lùa chän ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng thÝch hîp ®Ó sö dông (h×nh 2.3). 98
0 H (m) Y 16.5 3 s1 14.5 Y2 (I) Y2 (II) s2 2.5 12.5 Y2 (III) s3 Y2 (IV) 10.5 2 s4 8.5 Y1 (I) 6.5 1.5 Y1 (II) s' 1 4.5 Y1 (III) s' 2 s' 3 1 Y1 (IV) s' 4 2.5 0.5 0.5 A' 0 A (tuæi) A0 X X2 X1 H×nh 2.3. Minh häa ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña ph−¬ng tr×nh (2.7) Th«ng th−êng, víi mçi cÊp ®Êt, mét cÆp gi¸ trÞ H/A ®−îc chän trïng víi chØ sè cÊp ®Êt vµ tuæi A0 (Si/A0 h×nh 2.3). CÆp gi¸ trÞ H/A thø 2 ®−îc chän ë tuæi nhá h¬n, sao cho t¹i ®ã dÔ dµng x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ chiÒu cao cho mçi cÊp ®Êt (S'i/A'0). Tõ c¸c gi¸ trÞ chiÒu cao vµ tuæi cho tr−íc cña mçi cÊp ®Êt, c¨n cø vµo ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng ®−îc chän, tÝnh to¸n gi¸ trÞ cña biÕn Y vµ X t−¬ng øng. Tham sè a vµ b cña ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng t−¬ng øng víi mçi cÊp ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Y −Y 2 1 b= (2.25) X −X 2 1 a = Y2 - bX2 = Y1 - bX1 (2.26) B¶o Huy (1993) sö dông ph−¬ng ph¸p nµy x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng theo cÊp n¨ng suÊt cho rõng nöa rông l¸, rông l¸ −u thÕ B»ng L¨ng ë §¾c L¨k. T−¬ng tù nh− vËy, NguyÔn ThÞ B¶o L©m (1996) ®· x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao −u thÕ theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt cho c¸c l©m phÇn Th«ng ®u«i ngùa vïng §«ng b¾c. 99
c) Ph©n chia c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt trªn c¬ së ph−¬ng tr×nh suÊt t¨ng tr−ëng. Theo ph−¬ng ph¸p nµy, sau khi s¬ bé ph©n chia cÊp ®Êt, s¾p xÕp c¸c l©m phÇn nghiªn cøu theo ®¬n vÞ ®Ó tÝnh to¸n. Mçi cÊp ®Êt x¸c lËp mét ph−¬ng tr×nh suÊt t¨ng tr−ëng chiÒu cao (PH). Sau ®ã, c¨n cø vµo chØ sè cÊp ®Êt cho tr−íc, suy diÔn chiÒu cao ë c¸c tuæi theo c«ng thøc: H A = A + 1) ⎛ PH H( Víi A>A0 (2.27) (A + 1) ⎞ ⎜1 − ⎟ ⎜ 100 ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ PH (A ) ⎞ = H ⋅ ⎜1 − ⎟ A − 1) H( Víi A
Tuy vËy, víi c¸c l©m phÇn ë tuæi non vµ trung niªn, quy luËt biÕn ®æi theo tuæi cña PH chØ cÇn m« t¶ b»ng hµm mò d−íi ®©y còng ®ñ thÝch hîp (Vò TiÕn Hinh, 2000): PH = kA-b (2.30) d) Ph©n chia ®−êng cong cÊp ®Êt b»ng ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n vµ sai tiªu chuÈn. §iÒu kiÖn ®Ó ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy lµ, ph©n bè chiÒu cao ë tõng tuæi ph¶i tu©n theo luËt chuÈn. Tõ tµi liÖu thu thËp, x¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n vµ tÝnh sai tiªu chuÈn ë tõng tuæi. Sau ®ã m« t¶ mèi quan hÖ gi÷a sai tiªu chuÈn SH víi tuæi b»ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc. T¹i tõng tuæi, tõ gi¸ trÞ chiÒu cao lý thuyÕt, kÕt hîp víi sai tiªu chuÈn SH (x¸c ®Þnh tõ ph−¬ng tr×nh), suy diÔn gi¸ trÞ chiÒu cao cho c¸c cÊp ®Êt ë phÝa trªn vµ phÝa d−íi. Nh− ®· biÕt, nÕu chiÒu cao t¹i tõng tuæi tu©n theo luËt ph©n bè chuÈn, ph¹m vi biÕn ®éng chiÒu cao t−¬ng øng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng Hi±3SH. §©y chÝnh lµ c¬ së ®Ó x¸c ®Þnh cù ly gi÷a c¸c cÊp ®Êt ë tõng tuæi. Gi¶ sö muèn chia ®èi t−îng nghiªn cøu thµnh 4 cÊp ®Êt, gi¸ trÞ chiÒu cao ë tuæi i cña c¸c cÊp ®Êt I, II, III, IV lÇn l−ît lµ: Hi+2,25SH; Hi+0,75SH; Hi-0,75SH; Hi-2,25SH. NguyÔn Träng B×nh (1996) ®· thö nghiÖm ph−¬ng ph¸p trªn ®Ó lùa chän ph−¬ng ph¸p thÝch hîp x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng (trong ®ã cã sinh tr−ëng chiÒu cao) cho c¸c loµi Th«ng nhùa, Th«ng ®u«i ngùa vµ Mì. Tõ kÕt qu¶ kiÓm tra cho thÊy, ph©n bè chiÒu cao ë tõng tuæi cña mçi loµi c©y trªn ®Òu theo luËt chuÈn. Tõ ®ã, t¸c gi¶ x¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng vµ quan hÖ SH/A cho tõng loµi c©y: − 0,2655 H = 475 .e − 9,126 A Th«ng nhùa: SH = -0,457 + 0,449LnA 101
− 0,2635 Th«ng ®u«i ngùa: H = 370 .e − 7,335 A SH = 0,209 + 0,109A - 0,0045A2 − 0,1578 H = 19 ,5 .e − 3,655 A Mì: SH = 0,127 + 0,172A - 0,00603A2 e) X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt dùa vµo quan hÖ chiÒu cao cña c©y ë 2 thêi ®iÓm kh¸c nhau. Muèn ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy, víi mçi loµi c©y tr−íc tiªn cÇn x¸c lËp quan hÖ (2.31) cho tõng ®Þnh kú (n n¨m). = a + b.H (2.31) H (A + n) A Sau ®ã, x¸c lËp quan hÖ gi÷a tõng tham sè a, b víi tuæi. Th«ng qua tuæi x¸c ®Þnh l¹i gi¸ trÞ a, b. Tõ c¸c ph−¬ng tr×nh lý thuyÕt, c¨n cø vµo chiÒu cao cho tr−íc t¹i tuæi A0, suy diÔn ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cho tõng cÊp ®Êt. Ph−¬ng ph¸p nµy ®· ®−îc NguyÔn Träng B×nh (1996) thö nghiÖm cho 3 loµi c©y: Th«ng nhùa, Mì vµ Th«ng ®u«i ngùa. Víi ®Þnh kú n=2 n¨m, kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy, quan hÖ trªn cã hÖ sè t−¬ng quan dao ®éng tõ 0,80-0,99. Qua kiÓm nghiÖm, t¸c gi¶ kÕt luËn cã thÓ sö dông ph−¬ng ph¸p nµy ®Ó x¸c lËp c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt. 2.3.2.5. Mét vµi vÝ dô vÒ x¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt. §Ó minh ho¹ cho phÇn lý thuyÕt ®· tr×nh bµy, d−íi ®©y trÝch dÉn mét sè vÝ dô vÒ x¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt tõ sè liÖu gi¶i tÝch loµi Sa méc. §Ó lËp biÓu cÊp ®Êt c¸c l©m phÇn Sa méc, ®· thu thËp sè liÒu tõ 61 « tiªu chuÈn, mçi « cã diÖn tÝch 500m2. Trªn mçi «, gi¶i tÝch 3 c©y tiªu chuÈn b×nh qu©n. C¨n cø biÓu ®å sinh tr−ëng tËp hîp tõ c¸c « ®iÒu tra, s¬ bé ph©n thµnh 4 cÊp ®Êt. T¹i tuæi A0 =15, cù ly vµ chØ sè cÊp ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh cô thÓ nh− sau: 102
CÊp ®Êt Cù ly chiÒu cao (m) Si (Hg) (m) Sè l©m phÇn I 14-16,0 15 12 II 12-13,9 13 18 II 10-11,9 11 15 IV 8-9,9 9 16 KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy, cã sù sai kh¸c râ nÐt vÒ chiÒu cao b×nh qu©n t¹i tuæi 15 gi÷a c¸c cÊp ®Êt. Nh− vËy, cã thÓ kh¼ng ®Þnh cù ly chiÒu cao t¹i tuæi 15 gi÷a c¸c cÊp ®Êt cã ý nghÜa vÒ mÆt thèng kª. Tõ sè liÖu sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn, x¸c ®Þnh sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm b×nh qu©n cho tõng cÊp ®Êt còng nh− cho ®èi t−îng lËp biÓu (biÓu 2.2). BiÓu 2.2. Sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n thùc nghiÖm (Hg) theo cÊp ®Êt vµ chung cho c¸c cÊp ®Êt rõng Sa méc §¬n vÞ: m Tuæi 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C§ I 1,48 2,30 3,56 4,68 5,76 7,43 8,96 10,43 11,43 13,00 14,43 15,40 15,84 16,80 17,70 18,70 19,64 C§ II 1,10 1,84 2,74 3,75 4,91 6,02 7,00 8,11 9,09 9,96 11,07 11,90 12,73 13,30 14,30 15,10 C§ III 1,04 1,64 2,25 2,94 3,61 4,35 5,00 5,77 6,39 6,98 7,60 9,02 10,00 10,70 11,50 12,10 12,75 C§ IV 0,77 1,27 1,67 2,18 2,63 3,21 3,67 4,50 4,90 5,46 6,12 6,90 7,50 8,10 TB 1,10 1,76 2,56 3,39 4,23 5,25 6,16 7,20 7,95 8,85 9,81 10,81 11,52 12,23 14,50 15,30 16,20 a) X¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng b×nh qu©n chung - B»ng ph−¬ng ph¸p håi quy ph©n nhãm. Tõ sè liÖu ë biÓu 2.2, mçi cÊp ®Êt ®−îc coi lµ mét nhãm, c¨n cø vµo phÇn chØ dÉn cho ë môc 2.3.2.4, tÝnh to¸n c¸c ®¹i l−îng cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh tham sè a, b cña ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng. Ph−¬ng tr×nh to¸n häc ®−îc chän ®Ó m« t¶ sinh tr−ëng chiÒu cao lµ hµm Schumacher víi c=0,2 (biÓu 2.3). Thay gi¸ trÞ cña c¸c ®¹i l−îng ë biÓu 2.3 vµo c«ng thøc (2.10) vµ (2.11), ta ®−îc: 103
113,3479 − 105,5784 a= = 7,4460 64 − 62,95656 − 3,97759 b= = −8,5483 0,465306 Y = 7,4460 - 8,5483/A0,2 (2.32) ChuyÓn vÒ d¹ng chÝnh t¾c, ta cã: 0,2 H = 1713,073e − 8,5483 / A (2.33) BiÓu 2.3. BiÓu tæng hîp c¸c ®¹i l−îng cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh tham sè a, b theo ph−¬ng ph¸p håi quy ph©n nhãm CÊp ®Êt (nhãm) §¹i l−îng Tæng I II III IV ni 17 16 17 14 64 ∑X 11.16804 10.60707 11.16804 9.46529 ∑X2 7.462843 7.148147 7.462843 6.496296 ∑Y 37.0996 30.35194 28.66083 17.23554 113.3479 ∑XY 23.27002 19.08987 17.78493 10.85286 ∑X2-(∑X)2/ni 0.126071 0.116276 0.126071 0.096888 0.465307 ∑XY-∑X∑Y/ni -1.10232 -1.0317 -1.04362 -0.79995 -3.97759 ∑Xi∑XYi/∑X2i 34.82326 28.32728 26.6149 15.81293 105.5784 (∑Xi)2/∑X2i 16.71282 15.73973 16.71282 13.7912 62.95656 - X¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh b×nh qu©n chung tõ sè liÖu sinh tr−ëng thùc nghiÖm b×nh qu©n. Tõ sè liÖu sinh tr−ëng b×nh qu©n chung cho ë hµng cuèi cïng biÓu 2.2, 104
b»ng ph−¬ng ph¸p håi quy th«ng th−êng, x¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng vµ ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chÝnh t¾c cho c¸c l©m phÇn Sa méc: Y = 7,6775 - 8,8454/A0,2 (2.34) 0,2 H = 2159,242e − 8,8454 / A (2.35) §−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm b×nh qu©n (hµng cuèi cïng biÓu 2.2) vµ ®−êng lý thuyÕt tÝnh theo ph−¬ng tr×nh (2.33) vµ (2.35) ®−îc minh häa ë h×nh 2.4. H 0 (m) 18 H2 TB 16 H1 14 12 10 8 6 4 2 0 25 A (tuæi) 0 5 10 15 20 H×nh 2.4. Sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña c¸c l©m phÇn Sa méc Tõ h×nh 2.4 nhËn thÊy, ®−êng cong sinh tr−ëng H2 tÝnh tõ (2.35) b¸m s¸t ®−êng thùc nghiÖm b×nh qu©n, nh−ng n»m phÝa trªn ®−êng sinh tr−ëng H1 tÝnh theo (2.33). b) X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt theo ph−¬ng ph¸p a chung b thay ®æi Tõ ph−¬ng tr×nh (2.32), tham sè b cña cÊp ®Êt i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc tæng qu¸t: bi = (LnSi - 7,4460)A00,2 (2.36) 105
Thay A0=15 vµ lÇn l−ît Si = 15; 13; 11 vµ 9 vµo (2.36), ta ®−îc: b1 = -8,1434 b2 = -8,3894 b3 = -8,6765 b4 = -9,0214 Cuèi cïng c¸c ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng d¹ng ®−êng th¼ng vµ d¹ng hµm mò cña c¸c cÊp ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh cô thÓ: CÊp ®Êt Ph−¬ng tr×nh ®−êng th¼ng Ph−¬ng tr×nh chÝnh t¾c 0,2 H = 1713,073e − 8,1434 / A Y = 7,4460 - 8,1434/A0,2 I 0,2 H = 1713,073e − 8,3894 / A Y = 7,4460 -8,3894/A0,2 II 0,2 H = 1713,073e − 8,6765 / A Y = 7,4460 -8,6765/A0,2 III 0,2 H = 1713,073e − 9,0214 / A Y = 7,4460 -9,0214/A0,2 IV c) X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt theo ph−¬ng ph¸p b chung, a thay ®æi Tõ ph−¬ng tr×nh (2.32), tham sè a cña cÊp ®Êt i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc chung: ai = LnSi - 8,5483/A00,2 (2.37) Thay A0=15 vµ Si lÇn l−ît b»ng 15, 13, 11 vµ 9 vµo (2.37), ta ®−îc: a1 = 7,6815; a2 = 7,5384; a3 = 7,3713; a4 = 7,1707 Tõ gi¸ trÞ cña c¸c tham sè a, b suy ra ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng d¹ng ®−êng th¼ng vµ d¹ng hµm mò t−¬ng øng tõng cÊp ®Êt nh− tr−êng hîp tham sè a chung, b thay ®æi ®· nªu ë trªn. d) X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt theo ph−¬ng ph¸p Affill. Thay A0=15 vµo ph−¬ng tr×nh (2.33), ta ®−îc: F(A0) = 11,85. 106
X¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh trung gian: F0 = F(A)/F(A0) 0,2 1713,073e − 8,5483 / A 0,2 = 144,53e − 8,8483 / A F= 0 11,85 Nh©n ph−¬ng tr×nh trung gian F0 lÇn l−ît víi chØ sè cÊp ®Êt Si=15, 13, 11 vµ 9, ®−îc ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng chiÒu cao cña tõng cÊp ®Êt. 0,2 H = 2167,95e − 8,5483 / A CÊp ®Êt I 0,2 H = 1878,89e − 8,5483 / A CÊp ®Êt II 0,2 H = 1589,83e − 8,5483 / A CÊp ®Êt III 0,2 H = 1300 ,77 e − 8,5483 / A CÊp ®Êt IV e) X¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng ®éc lËp theo ®¬n vÞ cÊp ®Êt. - X¸c lËp ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng tõ ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm b×nh qu©n cña tõng cÊp ®Êt. Theo ph−¬ng ph¸p nµy, c¸c ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng b×nh qu©n ®−îc x¸c ®Þnh tõ c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm b×nh qu©n cña tõng cÊp ®Êt (Sè liÖu sinh tr−ëng chiÒu cao cña tõng cÊp ®Êt cho ë biÓu 2.2). Tõ sè liÖu ë biÓu 2.2 qua tÝnh to¸n, ®−îc c¸c ph−¬ng tr×nh cô thÓ: CÊp ®Êt I 0,2 H = 2770,83e − 8,74432 / A CÊp ®Êt II 0,2 H = 2389 ,974 e − 8,8725 / A CÊp ®Êt III 0,2 H = 1227,46e− 8,2619 / A CÊp ®Êt IV 0,2 H = 901,22 e − 8,23089 / A 107
- X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt tõ hai cÆp gi¸ trÞ H/A. Tõ sè liÖu sinh tr−ëng chiÒu cao Sa méc ®−îc vÏ trªn biÓu ®å, lùa chän gi¸ trÞ chiÒu cao ë hai tuæi mµ mçi cÊp ®Êt sÏ ®i qua. C¸c gi¸ trÞ nµy cô thÓ nh− sau: A2 = 15 A1 = 5 CÊp ®Êt I 15m 4,90m CÊp ®Êt II 13m 4,10m CÊp ®Êt III 11m 3,35m CÊp ®Êt IV 9m 2,55m Trªn c¬ së hµm Schumacher víi c = 0,3, ¸p dông c«ng thøc (2.25) vµ (2.26) x¸c ®Þnh ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng cho mçi cÊp ®Êt: CÊp ®Êt I: Ln15 − Ln 4,9 b= = −6,4228 1 1 1 − 0,3 5 0,3 15 1 1 a = Ln15 + 6,4228 ⋅ = Ln 4,9 + 6,4228 ⋅ = 5,5577 1 15 0,3 5 0,3 1 Y = 5,5577 − 6,4228 ⋅ A 0,3 − 6,4228 ⋅ 1 A 0,3 H = 259,2259 ⋅ e CÊp ®Êt II: Ln13 − Ln 4,1 b= = −6,6192 2 1 1 − 15 0,3 5 0,3 1 a = Ln13 + 6,6192 ⋅ = 5,5018 2 15 0,3 108
1 Y = 5,5018 − 6,6192 ⋅ A 0,3 − 6 ,6192 ⋅ 1 A 0 ,3 H = 245 ,132 ⋅ e CÊp ®Êt III: Ln11 − Ln3,35 b= = −6,8653 3 1 1 − 0,3 5 0,3 15 1 a = Ln11 + 6,8653 ⋅ = 5,4439 3 0,3 15 1 Y = 5,4439 − 6,8653 ⋅ A 0,3 − 6 ,8653 ⋅ 1 A 0 ,3 H = 231 ,3427 ⋅ e CÊp ®Êt IV: Ln 9 − Ln 2,55 b= = −7,2418 4 1 1 − 0,3 5 0,3 15 1 a = Ln 9 + 7,2418 ⋅ = 5,4103 4 15 0,3 1 Y = 5,4103 − 7,2418 ⋅ A 0,3 − 7, 2418 ⋅ 1 A 0 ,3 H = 223 , 6987 ⋅ e f) X¸c lËp ®−êng cong cÊp ®Êt dùa vµo quan hÖ H0 = F(A,S) Khi x¸c lËp c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt cho c¸c l©m phÇn White pine (Avery, T.E.1975), c¸c t¸c gi¶ ®· tÝnh to¸n quan hÖ: 109
a [ ] ( − a + a S )A ⎤ 5 ⎡ H = a + a S ⎢1 − e 3 4 ⎥ (2.38) 0 1 2⎢ ⎥ ⎣ ⎦ Trong ®ã: H0: ChiÒu cao −u thÕ. S: ChØ sè cÊp ®Êt. A: Tuæi. Víi c¸c l©m phÇn Th«ng kh«ng tØa th−a, Farrar x¸c lËp ph−¬ng tr×nh (2.39) lµm c¬ së ph©n chia c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cho tõng cÊp ®Êt. LogH0 = LogS - b1(A-1 - A0-1) + b2(A-2 - A0-2) (2.39) Víi: H0: ChiÒu cao −u thÕ. S: ChØ sè cÊp ®Êt. A: Tuæi l©m phÇn. A0: Tuæi c¬ së. Tõ ph−¬ng tr×nh (2.38) hoÆc (2.39), khi cÇn x¸c ®Þnh ®−êng cong sinh tr−ëng chiÒu cao cho cÊp ®Êt nµo, th× thay chØ sè cña cÊp ®Êt ®ã. 2.3.2.6. §¸nh gi¸ møc ®é phï hîp cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt. Thùc chÊt c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt lµ c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña tõng cÊp ®Êt, v× thÕ chóng ph¶i ®¹i diÖn cho quy luËt sinh tr−ëng chiÒu cao (chØ tiªu ®−îc chän ®Ó ph©n chia cÊp ®Êt) cña c¸c l©m phÇn thuéc cïng cÊp ®Êt. Cã nh− vËy míi h¹n chÕ ®−îc sù thay ®æi cÊp ®Êt nhÏ ra kh«ng cã cña c¸c l©m phÇn trong chu kú kinh doanh. Møc ®é phï hîp cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt cµng cao khi chóng cµng ®ång nhÊt vÒ h−íng víi c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn thuéc cïng ®¬n vÞ cÊp ®Êt. ChÝnh v× thÕ, ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é phï hîp cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt, cÇn thiÕt ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra sù thuÇn nhÊt vÒ h−íng gi÷a ®−êng cong cÊp ®Êt víi ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn. Néi dung nµy th−êng ®−îc gäi lµ kiÓm nghiÖm biÓu cÊp ®Êt vµ nh÷ng l©m 110
phÇn ®−îc sö dông ®Ó kiÓm nghiÖm ®−îc gäi lµ c¸c l©m phÇn kiÓm tra, chóng th−êng kh«ng tham gia tÝnh to¸n c¸c ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng. §Ó thùc hiÖn néi dung nµy, ng−êi ta th−êng sö dông ph−¬ng ph¸p biÓu ®å vµ ph−¬ng ph¸p kiÓm tra b»ng tiªu chuÈn thèng kª. a) Ph−¬ng ph¸p biÓu ®å. Thùc chÊt cña ph−¬ng ph¸p biÓu ®å lµ quan s¸t, ®¸nh gi¸ b»ng m¾t møc ®é ®ång nhÊt vÒ h−íng cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt víi h−íng cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm cña c¸c l©m phÇn kiÓm tra. §Ó thùc hiÖn néi dung nµy, b−íc ®Çu tiªn lµ vÏ tÊt c¶ c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm cña c¸c l©m phÇn lªn biÓu ®å (h×nh 2.5), sau ®ã nhËn xÐt vµ ®¸nh gi¸. Hg (m) 24 22 C§ I 20 C§ II 18 16 C§ III 14 12 10 8 6 4 2 0 A (tuæi) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 H×nh 2.5. Møc ®é phï hîp vÒ h−íng gi÷a ®−êng cong cÊp ®Êt víi ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn QuÕ 111
Trªn biÓu ®å, khi cµng nhiÒu ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao thùc nghiÖm ®ång nhÊt vÒ h−íng víi c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt, hoÆc kh«ng cã sù thay ®æi cÊp ®Êt tõ tuæi nµy ®Õn tuæi kh¸c, th× sù phï hîp cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt cµng cao, hay nãi c¸ch kh¸c biÓu cÊp ®Êt lËp ra ®¹i diÖn tèt cho quy luËt sinh tr−ëng cña loµi c©y nghiªn cøu. b) Ph−¬ng ph¸p kiÓm tra b»ng tiªu chuÈn thèng kª. MÆc dï ph−¬ng ph¸p biÓu ®å ®¬n gi¶n, ®−îc nhiÒu ng−êi sö dông, nh−ng ®«i khi cßn phô thuéc vµo chñ quan cña ng−êi kiÓm tra, ®¸nh gi¸. Ngoµi ra, cã nhiÒu tr−êng hîp do ph¹m vi gi÷a giíi h¹n trªn vµ giíi h¹n d−íi vÒ chiÒu cao ë tõng tuæi cña tõng cÊp ®Êt t−¬ng ®èi lín, nh÷ng l©m phÇn kiÓm tra tuæi l¹i nhá. Do ®ã, cã thÓ ë giai ®o¹n nµy, mÆc dï ®−êng sinh tr−ëng thùc nghiÖm c¾t chÐo ®−êng cong cÊp ®Êt, nh−ng chóng ch−a v−ît qua giíi h¹n trªn cña cÊp ®Êt. Nh− vËy, nÕu sö dông ph−¬ng ph¸p biÒu ®å, trong tr−êng hîp nµy ta sÏ chÊp nhËn ®ång nhÊt vÒ h−íng cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng cÇn so s¸nh. V× thÕ, ®Ó cã c¬ së khoa häc ®¸nh gi¸ møc ®é phï hîp cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt, ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p kiÓm tra b»ng tiªu chuÈn thèng kª. Néi dung chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ, biÕn ®æi c¸c ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng m« t¶ sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña mçi cÊp ®Êt (®−êng cong cÊp ®Êt) vµ sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn kiÓm tra vÒ d¹ng ®−êng th¼ng (2.7). Sau ®ã tiÕn hµnh kiÓm tra thuÇn nhÊt tham sè B cña ph−¬ng tr×nh ®−êng cong cÊp ®Êt víi tham sè B cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng ë c¸c l©m phÇn kiÓm tra. NÕu c¸c tham sè B nµy thuÇn nhÊt víi nhau, th× cã c¬ së kÕt luËn lµ c¸c ®−êng sinh tr−ëng phï hîp víi nhau vÒ h−íng. Dïng tiªu chuÈn t ®Ó kiÓm tra sai dÞ gi÷a tham sè B cña ph−¬ng tr×nh ®−êng cong cÊp ®Êt víi tham sè B ë ph−¬ng tr×nh cña tõng l©m phÇn kiÓm tra. Gäi Bi lµ tham sè B cña ph−¬ng tr×nh ®−îc x¸c ®Þnh tõ ®−êng cong cÊp ®Êt i. Bij lµ tham sè B cña ph−¬ng tr×nh ®−îc x¸c ®Þnh tõ l©m phÇn kiÓm tra thø j thuéc cÊp ®Êt i, ta cã: 112
−B B ij i t= ⎛ ⎞ ^ ^ 2 + (y − y ) 2 ⎜ ⎟ ∑ (y ij − y ij ) ∑i ⎜ ⎟ i 1 1 ×⎜ + ⎟ n +n −4 ⎜ ⎟ ij i ⎜ ∑ (x − x ) 2 ∑ (x − x ) 2 ⎟ ⎝ ⎠ ij ij i i Trong ®ã: ^ (y − y )2 : Tæng sai dÞ b×nh ph−¬ng tõ c¸c gi¸ trÞ quan s¸t ®Õn gi¸ trÞ ∑ ij ij lý thuyÕt ®−îc tÝnh tõ l©m phÇn j cÊp ®Êt i. 2 ∑ (x ij − x ij ) : Tæng biÕn ®éng cña biÕn x ë ph−¬ng tr×nh j cÊp ®Êt i. ^ 2 ∑ (y i − y i ) : Tæng sai dÞ b×nh ph−¬ng tõ c¸c gi¸ trÞ y ë c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt ®Õn gi¸ trÞ lý thuyÕt cña cÊp ®Êt i. 2 ∑ (x i − x i ) : Tæng biÕn ®éng cña biÕn x ë ph−¬ng tr×nh tÝnh cho ®−êng cong cÊp ®Êt i. ni; nij: Sè cÆp gi¸ trÞ H/A cña ®−êng cong cÊp ®Êt i vµ cña l©m phÇn j thuéc cÊp ®Êt i. KÕt qu¶ kiÓm tra møc ®é thuÇn nhÊt vÒ h−íng cña c¸c ®−êng cong cÊp ®Êt víi h−íng cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn QuÕ d−íi ®©y ®−îc xem lµ vÝ dô minh ho¹ cho ph−¬ng ph¸p. C¸ch tiÕn hµnh cô thÓ: Mçi cÊp ®Êt chän ngÉu nhiªn mét sè l©m phÇn kh«ng tham gia tÝnh to¸n ®Ó kiÓm nghiÖm. Chän hµm Schumacher víi c=0,5 m« t¶ sinh tr−ëng chiÒu cao b×nh qu©n cña tõng cÊp ®Êt vµ cña tõng l©m phÇn kiÓm tra. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cô thÓ ®−îc tæng hîp ë biÓu 2.4 vµ møc ®é phï hîp vÒ h−íng cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng ®−îc minh ho¹ ë h×nh 2.5. 113
Gi¸ trÞ t tÝnh to¸n ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ t05 tra b¶ng víi bËc tù do lµ nij + ni - 4. NÕu t < t05; cã c¬ së kÕt luËn 2 ®−êng sinh tr−ëng phï hîp víi nhau vÒ h−íng. BiÓu 2.4. KÕt qu¶ kiÓm tra thuÇn nhÊt vÒ h−íng cña c¸c ®−êng sinh tr−ëng chiÒu cao cña c¸c l©m phÇn kiÓm tra víi ®−êng cong cÊp ®Êt ^ CÊp ®Êt §èi t−îng b n ttÝnh (y − y)2 2 ∑ ∑ (x − x) L©m phÇn 1 5,6281 0,01657 0,1752 19 t1.1=1,45 I L©m phÇn 2 5,6421 0,01542 0,1867 20 t1.2=1,68 §.cong cÊp ®Êt 5,2221 0,08518 0,2766 28 L©m phÇn 1 5,8268 0,03169 0,2096 22 t2.1=1,52 II L©m phÇn 2 5,5888 0,00716 0,1752 19 t2.2=1,76 §.cong cÊp ®Êt 5,6948 0,00971 0,2766 28 L©m phÇn 1 6,2325 0,04027 0,2210 23 t3.1=1,95 III L©m phÇn 2 5,9707 0,01289 0,2210 23 t3.2=1,24 §.cong cÊp ®Êt 6,0487 0,01003 0,2766 28 114
Ch−¬ng 3 Dù ®o¸n t¨ng tr−ëng vμ s¶n l−îng 3.1. Kh¸i niÖm vÒ t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng. Tr−íc khi t×m hiÓu c¸c ph−¬ng ph¸p thiÕt lËp m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng, cÇn ph©n biÖt nh÷ng kh¸i niÖm sau: - T¨ng tr−ëng lµ sù t¨ng lªn vÒ kÝch th−íc cña mét hoÆc nhiÒu c¸ thÓ trong l©m phÇn víi kho¶ng thêi gian cho tr−íc (Vanclay, J.K. 1999; Avery, T.E. 1975; Wenk, G. 1990;...). Th«ng th−êng chØ tiªu nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo ®¬n vÞ thêi gian lµ n¨m (ZD: cm/n¨m; ZH: m/n¨m; ZM: m3/ha/n¨m). - S¶n l−îng cã thÓ ®−îc hiÓu lµ kÝch th−íc cña mét hoÆc nhiÒu c¸ thÓ trong l©m phÇn t¹i cuèi giai ®o¹n nµo ®ã (Vanclay, J.K. 1999) hoÆc lµ l−îng gç cña l©m phÇn cã thÓ cho thu ho¹ch ë mét thêi ®iÓm x¸c ®Þnh (Avery, T.E. 1975) hay l−îng gç mµ rõng cã thÓ t¹o ra ®−îc t¹i mét tuæi x¸c ®Þnh (Wenk, G. 1990). ChØ tiªu th−êng ®−îc sö dông ®Ó ®¸nh gi¸ s¶n l−îng l©m phÇn lµ tr÷ l−îng (m3/ha) t¹i tuæi x¸c ®Þnh. Qua c¸c kh¸i niÖm trªn nhËn thÊy, s¶n l−îng chÝnh lµ tæng t¨ng tr−ëng hµng n¨m cña l©m phÇn vÒ mét chØ tiªu nµo ®ã, trong ®ã tr÷ l−îng ®−îc sö dông réng r·i h¬n c¶, v× chØ tiªu nµy ph¶n ¸nh tæng hîp n¨ng suÊt cña l©m phÇn. C¸c nh©n tè cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn cña l©m phÇn, chÊt l−îng lËp ®Þa, cÊp lËp ®Þa. Víi l©m phÇn thuÇn loµi, ®Òu tuæi, c¸c nh©n tè nµy ®−îc thÓ hiÖn th«ng qua tuæi, chØ sè cÊp ®Êt vµ cÊp mËt ®é. Trong c¸c m« h×nh t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng, mËt ®é cña c¸c l©m phÇn tù nhiªn ®−îc thÓ hiÖn th«ng qua tæng tiÕt diÖn ngang trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch. Víi chØ sè cÊp ®Êt vµ mËt ®é ban ®Çu cho tr−íc, s¶n l−îng ®−îc thÓ hiÖn trªn biÓu ®å lµ ®−êng cong t¨ng liªn tôc, cßn t¨ng tr−ëng lµ ®−êng cong cã ®Ønh t¹i vÞ trÝ t−¬ng øng víi ®iÓm uèn cña ®−êng cong s¶n l−îng. Tuú theo môc ®Ých cña dù ®o¸n s¶n l−îng mµ kh¸i niÖm vÒ s¶n l−îng ®−îc hiÓu víi møc ®é chi tiÕt vµ tæng qu¸t kh¸c nhau: 115
NÕu nhµ kinh doanh chØ cÇn biÕt tr÷ l−îng gç cña l©m phÇn ë tõng thêi ®iÓm cô thÓ, th× cã thÓ hiÓu s¶n l−îng l©m phÇn theo kh¸i niÖm cña Avery, T.E (1975) vµ cña Wenk, G. (1990). Trong tr−êng hîp nµy, biÓu s¶n l−îng cã cÊu t¹o rÊt ®¬n gi¶n. BiÓu cho biÕt tr÷ l−îng ë c¸c tuæi hoÆc cÊp tuæi t−¬ng øng víi tõng chØ sè cÊp ®Êt, ch¼ng h¹n nh− biÓu s¶n l−îng loµi Douglas-Fire vïng Pacific Northwest cña Avery, T.E. (1975), biÓu s¶n l−îng gç bét giÊy loµi Eucalyptus deglupta ë Philippin cña Vanclay, J.K. (1999). Ngoµi ra, nÕu nhµ kinh doanh kh«ng nh÷ng muèn biÕt tr÷ l−îng chung cña l©m phÇn ë nh÷ng thêi ®iÓm cÇn thiÕt, mµ cßn muèn biÕt nh÷ng nh©n tè t¹o nªn tr÷ l−îng ®ã nh− chiÒu cao, ®−êng kÝnh b×nh qu©n, mËt ®é… th× s¶n l−îng lóc nµy ®−îc hiÓu lµ tr÷ l−îng vµ mét sè nh©n tè ®iÒu tra l©m phÇn. H¬n thÕ n÷a, khi nhµ kinh doanh cßn muèn biÕt thªm vÒ nh÷ng th«ng tin liªn quan ®Õn viÖc x¸c ®Þnh c¸c biÖn ph¸p t¸c ®éng trong suèt chu kú kinh doanh nh− thÕ nµo ®Ó l©m phÇn cho n¨ng suÊt vµ hiÖu qu¶ cao, th× chØ tiªu cÇn dù ®o¸n phong phó vµ ®a d¹ng h¬n, bao gåm tõ tr÷ l−îng l©m phÇn ®Õn sè c©y, tæng tiÕt diÖn ngang, chiÒu cao, ®−êng kÝnh b×nh qu©n… t−¬ng øng víi mçi bé phËn l©m phÇn (bé phËn nu«i d−ìng, bé phËn tØa th−a). §Ó tiÖn cho viÖc tham kh¶o, c¸c chØ tiªu nµy ®−îc gäi chung lµ chØ tiªu s¶n l−îng. VÒ mÆt to¸n häc, quan hÖ gi÷a t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng gièng nh− quan hÖ gi÷a t¨ng tr−ëng vµ sinh tr−ëng cña c©y rõng vµ l©m phÇn. Ch¼ng h¹n, Y lµ ®¹i l−îng sinh tr−ëng nµo ®ã nh− tr÷ l−îng hay tæng tiÕt diÖn ngang ®−îc m« t¶ b»ng ph−¬ng tr×nh to¸n häc cã d¹ng: Y = F(A) (3.1) th× t¨ng tr−ëng chÝnh lµ ®¹o hµm bËc nhÊt cña ph−¬ng tr×nh s¶n l−îng: ZY = Y' = F'(A) (3.2) D−íi ®©y lµ vÝ dô minh ho¹ cho kh¸i niÖm t¨ng tr−ëng vµ s¶n l−îng còng nh− quan hÖ gi÷a chóng b»ng ph−¬ng tr×nh sinh tr−ëng tr÷ l−îng gç l©m phÇn QuÕ V¨n Yªn cÊp ®Êt I: 116