Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Lập biểu thể tích gỗ tròn cho một số loài cây rừng tự nhiên khu vực miền Trung Việt Nam

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 3 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 đƣợc biểu thể tích gỗ tròn cho đối tượng nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Lập biểu thể tích gỗ tròn cho một số loài cây rừng tự nhiên khu vực miền Trung Việt Nam

Lời nói đầu Với ý nguyện góp một phần công sức của mình vào việc xây dựng đƣợc một hệ thống bảng tra thể tích gỗ tròn quy chuẩn cho cả nƣớc để phục vụ cho công tác điều tra gỗ tròn đƣợc 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 đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hƣớng 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 Trƣờng 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 chƣơng 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 đƣợc 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 đƣợc 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
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nhƣ đã biết, cây gỗ đƣợc con ngƣời sử dụng dƣới dạng các sản phẩm rất khác nhau nhƣng mặt hàng phổ biến nhất (chiếm trên 70%) là gỗ tròn. Theo tài liệu Cẩm nang Lâm nghiệp [2006] hàng năm nƣớc ta khai thác khoảng 500.000m3 gỗ trong đó có khoảng 200.000m3 gỗ tròn kích thƣớc 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 lƣợng gỗ nhƣ 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 đƣờng kính trung bình và chiều dài của súc gỗ. Bảng tra này do Cục Khai thác thuộc Tổng cục lâm nghiệp trƣớc đây ban hành vào năm 1962 (Theo Cẩm nang Lâm nghiệp [2006]) và đƣợc đăng tải trong Sổ tay Điều tra quy hoạch rừng [1995]. Cách làm này tuy ƣu điểm là đơn giản nhƣng 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 đƣờng kính đáy và chiều cao khác nhau thông qua công thức toán học:  v d2 l 4 Với: v là thể tích tính bằng (m3) d là đƣờng kính đáy tính bằng (m) l là chiều cao tính bằng (m) Sử dụng bảng tra này phải thừa nhận súc gỗ tròn tƣơng đƣơng với một hình viên trụ có chiều cao bằng chiều dài còn đƣờng kính đáy bằng đƣờng kính bình quân của súc gỗ. Lý luận và thực tiễn Điều tra rừng (Vũ Tiến Hinh - Phạm Ngọc Giao [1997]) đã chỉ rõ giả thiết này chỉ thoả mãn với những đoạn
2 gỗ không vƣợt quá 2m. Thực tế chiều dài một súc gỗ tròn thƣờng lớn hơn 2m và thậm chí tới 18m nhƣ 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 nhƣ vậy, đƣờng sinh của nó không phải là đƣờng 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 đƣờng kính trung bình của súc gỗ tròn không phải lúc nào cũng thực hiện đƣợc dễ dàng. Thông thƣờng các nhân viên nghiệm thu thƣờng đo đƣờng kính hai đầu súc gỗ rồi lấy giá trị trung bình hoặc đơn giản là đo đƣờng kính tại vị trí giữa súc gỗ. Tuy nhiên gỗ tròn thƣờng đƣợc xếp thành đống tại kho, bãi hoặc trên phƣơng 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 đƣợc. - Thứ ba là về mặt nghiên cứu: Cho đến nay chƣa có một tài liệu nào công bố về độ chính xác đo tính thể tích gỗ tròn đối với phƣơng 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 đƣờng kính đầu nhỏ (đầu trên) và chiều dài sản phẩm để xác định thể tích gỗ tròn. Theo hƣớng này nhiều nƣớc 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 chƣa đƣợc 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 phƣơng pháp truyền thống hiện nay hay không? Góp phần từng bƣớc 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 dƣới đây.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỐI TƢỢNG 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 đƣợc các nhà lâm học mỗi nƣớc quan tâm ngay từ khi xuất hiện ngành lâm nghiệp. Một số thành quả về nghiên cứu điều tra gỗ tròn có thể tóm lƣợc nhƣ 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. Trƣớc 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 đƣờng 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 đƣờng kính bình quân qua đo đạc một số vị trí nào đó trên súc gỗ) nên các tác giả có xu hƣớng thay thế bằng loại biểu khác tiện lợi hơn. Vào khoảng năm 1906 – 1908 Criudener, giám đốc Sở lâm nghiệp hoàng gia (nƣớc 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 đƣờng kính đầu nhỏ (dn), chiều dài (l) gỗ tròn. Biểu này đƣợc lập bằng phƣơng pháp thực nghiệm và là tiêu chuẩn chung cho toàn nƣớc Nga trƣớc Cách mạng tháng 10. Bên cạnh đó (theo Zakharov [1967]) còn nhiều biểu thể tích gỗ tròn
4 mang tính địa phƣơng do hàng loạt tác giả khác xây dựng (Tura, Provatorov, Arnuld, Rutzxki, Orlov,…). Các biểu ban đầu đƣợc lập theo phƣơng pháp thực nghiệm nên còn chịu sai số do dung lƣợng mẫu có hạn (đặc biệt ở những cỡ cực đoan), vì vậy sau Cách mạng tháng 10, Turxki (theo Anoutchin [1971]) đã dùng phƣơng pháp biểu đồ để nắn số liệu của Criudener và hiệu chỉnh thành một biểu mới lấy tên cả 2 tác giả và đƣợc 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 phƣơng 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 hƣởng 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 trƣờng 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 nhƣ vậy là tƣơng đối lớn. Cũng theo Anoutchin [1971] biểu nói trên còn có nhƣợc 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 nhƣng lại mắc sai số -1,16% với loài Thông. Để tăng độ tin cậy một số tác giả đã sử dung phƣơng 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 phƣơng trình: v  k  lm (1.1) Và xét cả nhân tố đƣờng kính thì: v  k  lm  d n (1.2)
5 Nghiên cứu bằng thực nghiệm Korsun kết luận k, m, n rất biến động khi tính toán cho các đối tƣợng khác nhau nên việc ứng dụng các tƣơng quan này tƣơng đối khó khăn vào giai đoạn giữa thế kỷ 20. Một trong những nguyên nhân khiến thể tích các súc gỗ cùng kích thƣớc nhƣng 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 đƣợc quan tâm vào nửa cuối thế kỷ 20. Các tác giả thƣờng tập trung vào các chỉ tiêu: độ thon tuyệt đối, độ thon bình quân (Anoutchin [1971]) và kể cả độ thon tƣơng 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 đƣờng kính đầu dƣới sản phẩm theo phƣơng trình: s  0,39  0,021d (1.3) 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%, tƣơng ứng với đƣờng 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 đƣợc kết quả: l (m) 2 4 6 8 8,5 Độ tròn đầy gỗ tròn 1,15 1,17 1,21 1,26 1,28 Từ đó ông đã đƣa ra công thức xác định thể tích gỗ tròn là:  v .d 2 .l.F (1.4) 4 với: d là đƣờng kính đầu trên súc gỗ tính bằng m l là chiều dài súc gỗ tình tính bằng m F là độ tròn đầy (hoặc hình số) gỗ tròn Với súc gỗ l = 8,5m thì:
6 3,14 v .1,28.d 2 .l  d 2 .l (1.5) 4 Với những súc gỗ ngắn hơn 8,5m thì cần hiệu chỉnh theo công thức: v  d 2 .l  0,3 (1.6) 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 nƣớc Đông Nam Á (Thailand, Indonesia,…) thƣờng xác định thể tích gỗ tròn bằng biểu thể tích hình viên trụ nhƣ 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 đƣờng kính bình quân sản phẩm (sổ tay Điều tra quy hoạch [1995] trang 78  89) và đƣợc sử dụng cho tới nay. Trong những trƣờng hợp cần thiết có thể sử dụng các công thức đơn để đo tính thể tích gỗ tròn nhƣ 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 chƣa đƣợc quan tâm cả về lí luận lẫn thực tiễn. Cho đến nay mới chỉ có một số kết quả thử nghiệm về mặt phƣơng pháp thông qua các chuyên đề hoặc khóa luận tốt nghiệp của sinh viên trƣờng ĐHLN dƣới sự hƣớng 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 trƣờng 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 đƣờng kính giữa và chiều dài súc gỗ phục vụ công tác nghiệm thu gỗ ở địa phƣơng (trích đoạn biểu này đã đƣợc 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
7 thuộc lâm trƣờng Hữu Lũng – Lạng Sơn, thông qua hai đại lƣợng độ thon bình quân (s) và độ giảm bình quân đƣờng kính giữa súc gỗ trên 1m chiều dài sản phẩm (s’). Tác giả kết luận các đại lƣợng này có phân bố tiệm cận chuẩn, quan hệ chặt chẽ với đƣờng kính đầu nhỏ sản phẩm (dn) và thể tích (v) gỗ tròn nhƣng về cơ bản không chịu ảnh hƣởng của loài cây khác nhau. Từ đó tác giả cho rằng, có thể nghiệm thu gỗ trụ mỏ ở Hữu Lũng theo phƣơng pháp đo tính hàng loạt. Cùng trên địa bàn và thời gian này, Lê Viết Lự [1983] đã thí nghiệm các phƣơng pháp lập biểu bằng biểu đồ, bằng tƣơng quan v  k  dnb 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 nhƣng tốt nhất nên dùng phƣơng 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 tƣơng tự với các tác giả đi trƣớc. 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 Hƣơng Sơn – Hà Tĩnh. Đặc biệt theo gợi ý của TS Phạm v' Ngọc Giao, tác giả đã đề xuất chỉ tiêu f  (với v’ là thể tích hữu ích của v súc gỗ, v là thể tích thực của súc gỗ tròn). Chỉ tiêu này có tính ổn định cao hơn làm cơ sở tính toán thể tích gỗ tròn theo công thức:  v  v' f  .d n2 .l. f (1.7) 4 Với f  0,826 cho đối tƣợng nghiên cứu. Gần đây một số tác giả (Nguyễn Thị Thu [2007], Phan Quốc Việt [2007], Trƣơng Văn Vinh [2007]) đã tiếp tục nghiên cứu một số đặc điểm có tính quy luật của gỗ tròn loài Bộp, Nang, Táu (rừng tự nhiên) và Mỡ (rừng trồng) khu vực Hƣơng Sơn - Hà Tĩnh. Các tác giả đã cho kết luận khá thống nhất với những nghiên cứu đi trƣớc về độ thon bình quân gỗ tròn, mối quan hệ giữa thể tích và đƣờng kính đầu nhỏ
8 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 đƣa ra trƣớc đây. Những kết quả nêu trên đã đƣợc các tác giả kiến nghị làm định hƣớng nghiên cứu sâu hơn để làm cơ sở lập biểu thể tích gỗ tròn ở địa phƣơng. 1.2. Đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu. Nhƣ đã biết, gỗ tròn có những đặc điểm điều tra rất đặc thù, đã đƣợc 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 tƣợng 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 nhƣ sau: - Trƣớc hết gỗ tròn là sản phẩm của khai thác chọn (trong nhiều trƣờng hợp là khai thác chọn thô) nên kích thƣớc 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 nhƣng khi chặt hạ cây công nhân khai thác thƣờng 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 trƣờng Hƣơng Sơn - Hà Tĩnh, chiều cao gốc chặt trung bình là 1m. Vì vậy, hầu hết các sản phẩm gỗ tròn thƣờng không bắt đầu từ cổ rễ cây. Thứ ba: Tập quán tạo gỗ của ngƣời khai thác thƣờng lấy một đoạn sản phẩm có chiều dài ngắn phía sát gốc sau đó ƣu tiên tạo đoạn gỗ dài có giá trị thƣơng phẩm cao, phần trong tán cây ít đƣợc chú ý tạo sản phẩm một cách triệt để. Thứ tư: Khi phân chia sản phẩm trên cây ngả ngƣời sản xuất gỗ chú trọng nhiều đến tiêu chuẩn kích thƣớc, ít chú ý đến tiêu chuẩn hình dạng và phẩm chất của cây.
9 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 phƣơng tiện xe, tầu hỏa,… gỗ tròn thƣờng xếp tùy tiện không tuân theo các qui định thống nhất, đó là tiết diện đầu trên đƣợc xếp quay ra ngoài để tiện cho việc đo tính sau này. Những đặc điểm nêu trên không chỉ ảnh hƣởng 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 nhƣ sau: - Không thể đặt vấn đề nghiên cứu cho tất cả các loài cây đƣợc khai thác và tạo sản phẩm gỗ tròn thuộc đối tƣợng nghiên cứu. Đề tài cần chọn một số loài cây tƣơng đối phổ biến, có giá trị thƣơng phẩm cao và thuộc các tổ hình dạng khác nhau ( theo phân loại của Đồng Sĩ Hiền 1974) làm đối tƣợng 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 tƣơng đối thuần nhất. Khi gỗ tròn đƣợc xếp đống việc đo đƣờng kính giữa hoặc hai đầu súc gỗ là rất khó khăn và nhiều trƣờng hợp không thể thực hiện đƣợc. Đặc biệt trong nghiên cứu khoa học để tìm đƣợc 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 tƣơng 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
10 của súc gỗ không dễ thực hiện nhƣ 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 chƣa 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 đƣờng kính bình quân súc gỗ bằng cách đo đƣờng kính 2 đầu hoặc giữa súc gỗ tròn. - Trong bối cảnh hiện nay việc lập biểu thể tích gỗ tròn không đơn giản nhƣ một số ngƣời quan niệm mà phải chú ý đến nhiều khía cạnh, chẳng hạn: Biểu lập chung cho các loài cây, các địa phƣơng hay riêng cho mỗi loài, mỗi vùng khác nhau. Vấn đề kiểu biểu thể tích thân cây đã đƣợc nhiều nhà khoa học nƣớc ta giải quyết ( Đồng Sĩ Hiền [1974], Nguyễn Ngọc Lung, Phạm Ngọc Giao, Vũ Tiến Hinh) nhƣng đối với biểu thể tích gỗ tròn còn chƣa có những chỉ dẫn cụ thể. Về phƣơng pháp lập biểu nên chọn cách nào trong các phƣơng pháp đã đƣợc đúc kết là: Phƣơng pháp thực nghiệm, phƣơng pháp dùng biểu đồ, phƣơng pháp dùng công thức cơ bản, hoặc phƣơng pháp phân tích hồi quy, thậm chí dùng phƣơng pháp đƣờng sinh gỗ tròn. Vấn đề này cũng cần đƣợc 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 đƣợc xác định ở chƣơng 2 của báo cáo dƣới đây.
11 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu - Góp phần bổ sung cơ sở lý luận điều tra gỗ tròn. - Phát hiện và xác lập đƣợc một số đặc điểm có tính quy luật về hình dạng gỗ tròn cho đối tƣợng nghiên cứu. - Lập đƣợc biểu thể tích gỗ tròn cho đối tƣợng nghiên cứu. 2.2. Nội dung Để đạt mục tiêu đặt ra, đề tài xác định các nội dung cần nghiên cứu nhƣ 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 đƣờng kính đầu nhỏ và chiều dài gỗ tròn. 2.2.2. Lập biểu thể tích gỗ tròn - Lựa chọn phƣơng pháp lập biểu thể tích gỗ tròn. - Lập biểu thể tích gỗ tròn - Hƣớng dẫn sử dụng biểu thể tích gỗ tròn 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu đƣợc thực hiện theo phƣơng pháp khoa học chủ yếu nhƣ 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 cƣơng. Chuẩn bị thu thập số liệu ngoại nghiệp và điều kiện làm công tác nội nghiệp phục vụ cho công tác nghiên cứu
12 2.3.2. Thu thập tài liệu Tài liệu nghiên cứu đƣợc thu thập theo phƣơng pháp sau: Chọn những loài cây đƣợc khai thác phổ biến ở khu vực, với mỗi loài chọn không dƣới 30 cây đạt đƣờng kính khai thác trở lên, tiến hành chặt ngả và phân chia thành các sản phẩm từ kích thƣớc nhỏ nhất là 2 m đến dài nhất là 18m (theo tiêu chuẩn sử dụng gỗ tròn hiện hành). Mỗi sảm phẩm đƣợc chia thành đoạn có chiều dài 2m, đo đƣờng kính không vỏ tại các vị trí 0m, 2m, 4m…chính xác đến mm (sản phẩm đầu tiên đƣợc tính từ độ cao gốc chặt khi khai thác). Cụ thể đề tài đã đo tính 3174 súc gỗ tròn có dƣờng kính đầu nhỏ từ 2,7 đến 89,3cm, chiều dài từ 2m đến 18m thuộc 10 loài cây đƣợc khai thác phổ biến ở khu vực miền Trung làm tài liệu nghiên cứu (10 loài cây được chọn là: Lim xanh, táu mật, Giổi xanh, Chò chỉ, Sến mật, Trám, Trường mật, Sao đen, Rè hương, Săng lẻ). Số liệu này đảm bảo mỗi đơn vị: loài cây, loại sản phẩm có dung lƣợng 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)   d 02  d n2   (2.1) v    d12  d 22  d 32  ...  d n21   2 4  2    do d1 d2 dn-1 dn 2m 2m 2m L Hình 2.1: Sơ đồ đo tính thể tích một súc gỗ tròn sản phẩm
13 * 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.  vt  d n2  l (2.2) 4 * Tính độ thon bình quân súc gỗ. d0  dn s (2.3) l * Tính hiệu suất sử dụng súc gỗ khi gia công. vt v'  (2.4) v * Tính hình số súc gỗ tròn. 1 f  (2.5) v' 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  052 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 2 m fl  ft   2 n (2.6) i 1 fl  n2 <  05 2 (k = m – r – 1) giả thuyết ( H 0 ) đƣợc chấp nhận ở mức p = 95%   n2 >  05 2 (k = m – r – 1) giả thuyết ( H 0 ) bị bác bỏ ở mức p = 95%  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 phƣơng pháp bình phƣơng nhỏ nhất. - Khi cần thiết kiểm tra thuần nhất các tƣơng quan đƣờng thẳng bậc 1 bằng tiêu chuẩn  02,5
14 Các mô hình phân tích hồi quy cho từng dạng phƣơng trình cụ thể đƣợc 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 lƣợng nghiên cứu chƣa biết luật phân bố, chƣa biết phƣơng sai của tổng thể và dung lƣợng mẫu  30 sẽ dùng tiêu chuẩn: X1  X 2 U  (2.7) S12 S 22  n1 n2 Với: X 1 , S1, n1 lần lƣợt là trị bình quân, sai tiêu chuẩn và dung lƣợng mẫu 1 X 2 , S2, n2 lần lƣợt là trị bình quân, sai tiêu chuẩn và dung lƣợng mẫu 2 Nếu U  U  / 2 ứng với  = 0,05 sẽ chấp nhận giả thuyết X 1 và X 2 không sai dị rõ rệt (tức là hai mẫu thuần nhất với nhau) Nếu U  U  / 2 sẽ kết luận ngƣợc lại. Nếu đại lƣợng quan sát có phân bố chuẩn và phƣơng sai hai tổng thể chƣa biết nhƣng bằng nhau dùng tiêu chuẩn t: X1  X 2 t (2.8) (n1  1) S12  (n2  1) S 22  1 1     n1  n2  2  n1 n2  Nếu t < t/2 tra bảng với bậc tự do k = n1 + n2 - 2 sẽ kết luận hai mẫu thuần nhất và ngƣợc lại. Trƣờng hợp tổng thể có luật phân bố chƣa xác định đƣợc và chỉ cần xét nhiều mẫu độc lập có thuần nhất nhau hay không sẽ sử dụng tiêu chuẩn Kruskal - Wallis: 12 l Ri2 H   3(n  1) n(n  1) i 1 ni (2.9) Với: n là tổng dung lƣợng mẫu ở các mẫu kiểm tra
15 l là số mẫu cần kiểm tra thuần nhất Ri là tổng hạng của mẫu thứ i ni là dung lƣợng mẫu thứ i Nếu H >  052 với bậc tự do k = l - 1 sẽ kết luận các mẫu không thuần nhất Nếu H <  052 với bậc tự do k = l - 1 sẽ kết luận các mẫu thuần nhất Tuy nhiên dùng tiêu chuẩn H thƣờng cho kết luận kém sắc bén hơn tiêu chuẩn U hoặc t. 5 - Kiểm nghiệm kết quả bằng tài liệu khách quan không tham gia nghiên cứu thông qua các chỉ tiêu thích hợp: * Sai số tƣơng đối:  X  Xt  %   lt   100 (2.10)  Xt  X lt trị số lý thuyết của đại lƣợng cần kiểm tra X t trị số thực của đại lƣợng cần kiểm tra * Tiêu chuẩn Wilcoxon:   r (r  1)  R  4  U    (2.11) r (r  1)(2r  1) 24 R  là tổng hạng theo dấu + hoặc dấu – lấy trị số nhỏ hơn r là số cặp sai dị khác 0 Nếu U  1,96 kết 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 đƣợc chỉ dẫn trong tài liệu của GS.TS Nguyễn Hải Tuất và các cộng sự. Bằng phƣơng pháp nêu trên đề tài đã thu đƣợc những kết quả cơ bản và đƣợc trình bày ở chƣơng 3 dƣới đây.
16 Chƣơng 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 dƣới dạng khối tròn còn giữ đƣợc 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 (thƣờng phù hợp với khối paraboloid cụt). Từ đó trong mối liên hệ nhất định, đƣờng kính, chiều dài, hình dạng trở thành nhân tố quyết định thể tích gỗ tròn. Nghiên cứu hình dạng là việc làm trƣớc hết và cần thiết để xây dựng phƣơng pháp điều tra gỗ tròn sau này. Trên một súc gỗ tròn đƣờng kính thƣờng giảm dần từ đầu dƣới 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 đƣờng kính ở 2 tiết diện cách nhau 1m nên đại lƣợng này luôn thay đổi ở từng vị trí cụ thể trên súc gỗ tròn. Nếu quan niệm súc gỗ tròn nhƣ một hình nón cụt (Đƣờng sinh của nó là đƣờng thẳng) thì độ thon tuyệt đối trên mọi vị trí là nhƣ nhau, khi đó có thể đặc trƣng bằng một trị số gọi là độ thon bình quân (xem hình vẽ 3.1) và đƣợc tính theo công thức: do dn L Hình 3.1. Sơ đổ xác định độ thon bình quân gỗ tròn.
17 d0  dn s (3.1) L Độ thon đã đƣợc hầu hết các tác giả trong và ngoài nƣớc sử dụng nhƣ 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 lƣợng này cho gỗ tròn thuộc đối tƣợng của đề tài. Tuy nhiên do giả thuyết đƣờng sinh gỗ tròn là đƣờng thẳng nhƣ trên không phải lúc nào cũng có thể chấp nhận đƣợc, 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 đƣợc 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 nƣớc 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 nƣớc (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% trƣờng 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 tƣợng nghiên cứu. Từ nguồn tài liệu thực nghiệm đủ lớn chúng tôi kiểm tra theo hƣớng này cho từng loại sản phẩm từ 2m đến 18m thuộc 4 loài đại diện cho 10 loài cây nghiên cứu. Kết quả đƣợc trích dẫn ở bảng 3.1 (chi tiết xin tham khảo phụ biểu).
18 Bảng 3.1. Kiểm tra phân bố N-S theo hàm Weibull Loài cây Loại sản n m  n2  05 2 Kết luận 4m phẩm 45 5 4,03 7,81 H o Lim xanh 8m 45 4 2,64 5,99 H o 12m 45 4 7,78 5,99 H o 4m 44 4 4,72 5,99 H o Táu mật 8m 44 3 1,06 3,84 H o 12m 44 4 2,34 5,99 H o 4m 30 3 3,69 3,84 H o Chò chỉ 8m 30 3 0,76 3,84 H o 12m 30 3 0,50 3,84 H o Bảng 3.1. cho thấy 8/9 trƣờng hợp kiểm tra cho phép kết luận phân bố Weibull có thể mô phỏng tốt phân bố thực nghiệm N-S (chiếm 88% số lần kiểm tra). Từ đó có thể kết luận: Phân bố số súc gỗ tròn theo độ thon bình quân xét riêng cho từng loại sản phẩm về cơ bản tuân theo hàm Weibull với  dao động từ 2,7 đến 3,3. Hình 3.2 Minh hoạ đƣờng cong thực nghiệm và lý luận cho 2 trƣờng hợp sản phẩm 14m loài lim xanh (a) và sản phẩm 12m loài táu (b). 14 v' 16 12 14 12 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 0 dn 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 3.2. Đường cong thực nghiệm và lý luận theo hàm Weibull của phân bố N-S Với kết luận trên, có thể sử dụng trị số trung bình độ thon bình quân với tính đại diện cho độ thon các súc gỗ tròn khác nhau thuộc cùng một loại sản phẩm nào đó. Tuy nhiên câu hỏi đặt ra là cần đo tính bao nhiêu súc gỗ
19 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.