Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cơ bản của hình số tự nhiên và tỷ lệ lợi dụng gỗ thân cây làm cơ sở lập biểu tỷ lệ gỗ lợi dụng cho một số loài cây rừng tự nhiên vùng Tây Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn này nghiên cứu xây dựng được cơ sở khoa học để lập biểu thể tích gỗ lợi dụng cho 5 loài cây: Cáng lò, Chò chỉ, Giổi nhung, Hồng tùng và Thông nàng ở rừng tự nhiên vùng Tây Nguyên. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cơ bản của hình số tự nhiên và tỷ lệ lợi dụng gỗ thân cây làm cơ sở lập biểu tỷ lệ gỗ lợi dụng cho một số loài cây rừng tự nhiên vùng Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TỐNG DUY BẰNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA HÌNH SỐ TỰ NHIÊN VÀ TỶ LỆ LỢI DỤNG GỖ THÂN CÂY LÀM CƠ SỞ LẬP BIỂU TỶ LỆ GỖ LỢI DỤNG CHO MỘT SỐ LOÀI CÂY RỪNG TỰ NHIÊN VÙNG TÂY NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS. VŨ TIẾN HINH Hà Nô ̣i, 2012
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng 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 nghiên cứu nào khác.
ii LỜI CẢM ƠN Nhằm nâng cao trình độ chuyên môn của cán bộ viên chức để phục vụ trong công tác Điề u tra, Quy hoa ̣ch rừng, tôi được Phân viê ̣n Điề u tra Quy hoa ̣ch rừng Nam Trung bộ và Tây Nguyên cử đi đào ta ̣o Sau đại học tại Trường Đại học Lâm nghiệp khóa 17 (2009- 2012). Đươ ̣c sự quan tâm, giúp đỡ của của Ban Giám đốc cùng toàn thể các cán bộ đồng nghiệp Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Nam Trung bộ và Tây Nguyên, tôi đã đươ ̣c cử đi ho ̣c và có thời gian để hoàn thành khóa ho ̣c. Trong quá trình học tập ta ̣i trường, tôi đã nhận được sự quan tâm gúp đỡ tận tình của các thầ y cô giáo, Khoa sau Đại học và Ban giám hiê ̣u Trường Đại học Lâm nghiệp. Bên ca ̣nh đó, cùng với sự nổ lực của bản thân, được Giáo sư - Tiến sỹ Vũ Tiến Hinh hướng dẫn, giúp đỡ tận tình. Đế n nay, tôi đã hoàn thành Luâ ̣n văn tốt nghiêp̣ khóa ho ̣c. Qua đây, tôi xin đươ ̣c bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới Ban Giám đốc cùng toàn thể các cán bộ đồng nghiệp Phân viêṇ Điề u tra Quy hoa ̣ch rừng Nam Trung bộ và Tây Nguyên, tới các thầy cô giáo, Khoa sau Đại học và Ban giám hiê ̣u Trường Đại học Lâm nghiệp. Đă ̣c biệt, tôi xin đươ ̣c bày tỏ lòng biế t ơn sâu sắ c tới GS.TS Vũ Tiến Hinh, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo cho tôi những kiến thức về chuyên môn và những chỉ dẫn khoa học quí báu. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, tháng 6 năm 2012 Tác giả Tố ng Duy Bằng
iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ...................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................. viii DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. x ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................. 3 1.1 Trên thế giới ................................................................................................ 5 1.2 Trong nước ................................................................................................ 13 Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................... 22 2.1 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 22 2.1.1 Mục tiêu tổng quát ........................................................................ 22 2.1.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................... 22 2.2 Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 22 2.3 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 22 2.4 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 23 2.4.1 Khái quát về số liệu nghiên cứu ..................................................... 23 2.4.2 Biế n đô ̣ng của hình số tự nhiên và tỷ lê ̣ các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng ........ 23 2.4.3 Tính số cây cần điều tra cho mỗi loài ............................................ 23 2.4.4 Nghiên cứu phương pháp xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01 .................................................................................. 23
iv 2.4.5 Nghiên cứu phương pháp xác định tỉ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây ........................................................................................................... 23 2.4.6 Đề xuấ t phương pháp lâ ̣p biể u tỷ lê ̣ các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng cho 5 loài cây nghiên cứu ........................................................................................ 24 2.5 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 24 2.5.1 Mô ̣t số khái niêm............................................................................ ̣ 24 2.5.2 Công tác chuẩn bị ........................................................................... 26 2.5.3 Phương pháp điề u tra, thu thập số liêụ ngoa ̣i nghiêp̣ ..................... 27 2.5.4 Phương pháp xử lý số liêụ và tính toán nô ̣i nghiêp̣ ....................... 28 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 35 3.1 Khái quát về số liệu nghiên cứu ................................................................ 35 3.2 Biế n đô ̣ng của hin ̀ h số tự nhiên và tỷ lê ̣ các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng ................... 36 3.3 Tính số cây cần điều tra cho mỗi loài ....................................................... 38 3.3.1 Chọn đại lượng làm tiêu chí tính số cây cần thiết.......................... 39 3.3.2 Tính số cây cần thiết cho mỗi loài ................................................. 39 3.4 Xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01.................... 41 3.4.1 Kiểm tra luật phân bố chuẩn và sự phụ thuộc của hình số tự nhiên vào đường kính và chiều cao .................................................................. 41 3.4.2 Xác định sai số thể tích thân cây tính từ giá trị f01 bình quân cho các loài .................................................................................................... 45 3.5 Nghiên cứu phương pháp xác định tỉ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây ..... 48 3.5.1 Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ lợi dụng ................ 48 3.5.2 Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ lớn ........................ 52 3.5.3 Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ tận dụng và gỗ củi 59 3.6 Đề xuấ t phương pháp xác đinh ̣ tỷ lê ̣ các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng phu ̣c vu ̣ cho viê ̣c lâ ̣p biể u tỷ lê ̣ các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng thân cây ở 5 loài cây nghiên cứu .............. 64
v 3.6.1 Phương pháp xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01 .................................................................................................... 64 3.6.2 Phương pháp xác đinh ̣ thể tích gỗ lơ ̣i du ̣ng thân cây ..................... 64 3.6.3 Phương pháp xác đinh ̣ tổ ng thể tích gỗ lớn cho từng loài cây ...... 65 3.6.4 Phương pháp xác định tổ ng thể tích gỗ củi thân cây ..................... 66 3.6.5 Phương pháp xác định thể tích gỗ tâ ̣n du ̣ng ................................... 66 KẾT LUẬN, NHỮ NG TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHI ....................................... ̣ 67 1. Kế t luâ ̣n ....................................................................................................... 67 2. Tồn tại ......................................................................................................... 68 3. Kiến nghị ..................................................................................................... 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 69 Tiếng Việt ........................................................................................................ 69 Tiếng nước ngoài............................................................................................. 70 PHẦN PHỤ BIỂU........................................................................................... 72
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TT Từ viết tắt Giải thích Đường kính ngang ngực có vỏ hay đường kính 1 d1,3 thân cây ở độ cao 1,3m so với mặt đất, đơn vị tính là cm Đường kính gốc chặt (đường kính cây tại 2 dgc mạch cắt gốc chặt) Chiều cao vút ngọn (chiều cao thân cây tính từ 3 h mặt đất đến vị trí ngọn cây), đơn vị tính là m chiều cao gốc chặt (chiều cao thân cây tính từ 4 hgc mặt đất đến mạch cắt gốc chặt), đơn vị tính là m Chiều cao dưới cành (chiều cao thân cây tính 5 hdc từ mặt đất đến vị trí phân cành chính đầu tiên tạo nên tán cây), đơn vị tính là m 6 V Thể tích gỗ thân cây cả vỏ, đơn vị tính là m3 7 Vgc Thể tích gỗ gốc chặt, đơn vị tính là m3 Thể tích gỗ lợi dụng thân cây cả vỏ, đơn vị 8 VLd tính là m3 9 Vdc Thể tích gỗ dưới cành, đơn vị tính là m3 10 VL Thể tích gỗ lớn cả vỏ, đơn vị tính là m3 Thể tích gỗ tận dụng thân cây cả vỏ, đơn vị 11 Vtd tính là m3 12 VC Thể tích củi (thân cây) cả vỏ, đơn vị tính là m3 13 VLd Thể tích gỗ lợi dụng thân cây cả vỏ Tỉ lệ gỗ lợi dụng thân cây cả vỏ, đơn vị tính là 14 PLd phần trăm 15 PL Tỉ lệ gỗ lớn cả vỏ, đơn vị tính là phần trăm Tỉ lệ gỗ tận dụng thân cây cả vỏ, đơn vị tính là 16 Ptd phần trăm Tỉ lệ gỗ củi (thân cây) cả vỏ, đơn vị tính là 17 PC phần trăm Đường kính thân cây cả vỏ ở vị trí độ cao 18 doi tương đối phần 10 thứ i thân cây kể từ gốc
vii 19 f01 Hình số tự nhiên thân cây cả vỏ 20 f 01 Hình số tự nhiên bình quân cả vỏ 21 f01(Ld) Hình số tự nhiên gỗ lợi dụng cả vỏ 22 f01(L) Hình số tự nhiên gỗ lớn cả vỏ 23 f01(td) Hình số tự nhiên gỗ tận dụng thân cây cả vỏ 24 R2 Hệ số xác định 25 R Hệ số tương quan 26 n+ Số cây có sai số dương 27 n- Số cây có sai số âm 28 ∆% Sai số tương đối về thể tích ở cây đơn lẻ Sai số dương lớn nhất mắc phải về thể tích ở cây 29 ∆ max+ đơn lẻ, đơn vị tính là % Sai số âm lớn nhất mắc phải về thể tích ở cây 30 ∆ max- đơn lẻ, đơn vị tính là % 31 Sai số bình quân về thể tích 32 ∆sq Sai số quân phương về thể tích 33 P% Hệ số chính xác 34 ∆%(∑V) Sai số tổng thể tích cây kiểm tra
viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang bảng 4.1 Khái quát chung về số liệu nghiên cứu 35 Hình số tự nhiên thân cây và hình số tự nhiên các loại gỗ 4.2 36 lợi dụng thân cây của 5 loài cây điều tra 4.3 Tỉ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây của các loài cây điều tra 37 Số cây cần điều tra cho mỗi loài theo hình số tự nhiên thân 4.4 40 cây f01, hình số tự nhiên gỗ lớn f01(L) và tỉ lệ gỗ lớn PL Kết quả kiểm tra luật phân bố chuẩn của f01cho 5 loài cây 4.5 42 điều tra Kết quả kiểm tra luật phân bố chuẩn và sự phụ thuộc của 4.6 hình số tự nhiên vào đường kính và chiều cao cho 5 loài 43 cây điều tra Kết quả tính f01 bình quân và quan hệ d01= a + b*d cho 5 4.7 47 loài cây Sai số thể tích thân cây tính theo công thức 4.8 47 V= * h* f 01 * 4.9 Kết quả tính quan hệ VLd= a + b*V theo loài 50 Kết quả tính sai số xác định thể tích gỗ lợi dụng theo quan hệ 4.10 51 VLd=a+b*V 4.11 Kết quả xác định phương trình VL= a+b*V cho 5 loài cây 54 Kết quả tính sai số xác định thể tích gỗ lớn từ phương trình: 4.12 55 VL=a+b*V 4.13 Kết quả kiểm tra luật phân bố chuẩn và sự phụ thuộc của 56
ix Số hiệu Tên bảng Trang bảng hình số tự nhiên gỗ lớn vào đường kính và chiều cao Kết quả tính sai số xác định VL theo công thức 4.14 58 VL=( )* *h* Kết quả tin ́ h hê ̣ số xác đinh ̣ cho các phương triǹ h quan hê ̣giữa 4.15 62 PC và V 4.16 Kết quả xác định phương trình PC = b0*Vb1 cho 5 loài cây 62 4.17 Kết quả tính sai số xác định PC từ V cho 5 loài cây 63 Phương trình xác đinh ̣ thể tích thân cây của 5 loài cây 4.18 64 nghiên cứu 4.19 Phương trình xác đinh ̣ thể tích gỗ lợi du ̣ng của 5 loài cây 65 Phương trình xác định thể tích gỗ lớn của 5 loài cây 4.20 65 nghiên cứu 4.21 Phương trin ̀ h xác đinh ̣ thể tích gỗ củi của 5 loài cây 66
x DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 3.1 Phân chia các loại gỗ lợi dụng cây rừng 26 Phân chia cây ngả thành 10 đoạn có độ dài tương 3.2 28 đối bằng nhau 4.1 Quan hê ̣ f01 với d1.3 loài Cáng lò 43 4.2 Quan hê ̣ f01 với Hvn loài Cáng lò 44 4.3 Quan hê ̣ f01 với d1.3 loài Chò chỉ 44 4.4 Quan hê ̣ f01 với Hvn loài Chò chỉ 45 4.5 Quan hê ̣ d01 với d loài Cáng lò 46 4.6 Quan hê ̣ d01 với d loài Chò chỉ 46 Quan hệ thể tích gỗ lợi dụng với thể tích thân cây 4.7 49 loài Cáng lò Quan hệ thể tích gỗ lợi dụng với thể tích thân cây 4.8 50 loài Chò chỉ 4.9 Quan hê ̣ VL với V loài Cáng lò 53 4.10 Quan hê ̣ VL với V loài Chò chỉ 54 4.11 Quan hê ̣ f01(L) với d loài Cáng lò 57 4.12 Quan hê ̣ f01(L) với h loài Cáng lò 57 Quan hệ giữa tỷ lệ gỗ củi và thể tích thân cây loài 4.13 60 Cáng lò Quan hệ giữa tỷ lê ̣ gỗ củi và thể tích thân cây của 4.14 61 loài Chò chỉ
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo quyết định 2140 /QĐ-BNN-TCLN ngày 09/08/2010 của Bộ Nông nghiệp & PTNT về việc công bố hiện trạng rừng toàn quốc, tính đến ngày 31/12/2009 tổng diện tích đất có rừng của nước ta là 13,26 triệu ha, trong đó rừng trồng là 2,92 triệu ha, rừng tự nhiên 10,34 triệu ha. Rừng tự nhiên nước ta chiếm tới 77,98% diện tích rừng toàn quốc, ngoài chức năng phòng hộ và bảo vệ môi trường sinh thái, đây còn là nguồn cung cấp gỗ và lâm sản ngoài gỗ với tỷ trọng lớn cho nề n kinh tế quố c dân. Vai trò này dường như càng trở nên quan tro ̣ng hơn đố i với những nước đang phát triể n có nhu cầ u nguyên liêụ cao như Viêṭ Nam. Cũng theo Quyết định này thì riêng ở khu vực Tây Nguyên có tới 2,93 triệu ha rừng chiế m 22,06% tổ ng diêṇ tích rừng của cả nước. Trong đó thì có 2,72 triêụ ha rừng tự nhiên, chiếm 26,27% tổ ng diêṇ tích rừng tự nhiên của cả nước. Mă ̣c dù là khu vực có vai trò quan tro ̣ng đă ̣c biêṭ đố i với ngành lâm nghiê ̣p của đấ t nước nhưng ta ̣i khu vực Tây Nguyên chưa mô ̣t phương pháp tiń h toán xác đinh ̣ thể tích cây đứng, trữ lươ ̣ng rừng và sản lươ ̣ng các loại gỗ ́ h thức nào được lâ ̣p riêng cho khu vực mà hiêṇ ta ̣i đang lơ ̣i dụng thân cây chin áp du ̣ng các kết quả lập biểu cho toàn quố c hoă ̣c cho các khu vực khác nên đô ̣ chiń h xác không cao. Trước tình hình trên thì viêc̣ nghiên cứu đă ̣c điể m của hình số tự nhiên và tỷ lê ̣ lơ ̣i du ̣ng các loa ̣i gỗ để đưa ra phương pháp thố ng nhấ t trong viêc̣ xác đinh ̣ thể tích cây đứng, trữ lươ ̣ng rừng và sản lươ ̣ng các loa ̣i gỗ lơ ̣i du ̣ng thân cây là hế t sức cầ n thiế t. Từ thực tế như trên, với điạ bàn hoa ̣t đô ̣ng của cơ quan nằ m ở khu vực Nam Trung bô ̣ và Tây Nguyên, với những kinh nghiê ̣m làm thiế t kế khai thác gỗ rừng tự nhiên trên khắ p khu vực Tây Nguyên của bản thân và của các đồ ng nghiêp̣ trong cơ quan, với mong muố n đề tài có thể
2 ứng du ̣ng cho công tác điề u tra rừng của đơn vi ̣mình sau này, tôi thực hiêṇ đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cơ bản của hình số tự nhiên và tỷ lệ lợi dụng gỗ thân cây làm cơ sở lập biểu tỷ lệ gỗ lợi dụng cho một số loài cây rừng tự nhiên vùng Tây Nguyên”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cùng với sự phát triể n như vũ bão của nề n kinh tế thi ̣ trường thì vai trò cung cấ p gỗ của rừng cho nề n kinh tế trở nên quan trọng hơn bao giờ hế t. Chính vì vâ ̣y, công tác điề u tra đánh giá, dự đoán sản lươ ̣ng rừng trở đã thành mối quan tâm hàng đầu trong điều tra rừng nói riêng cũng như trong các ngành khoa ho ̣c về rừng nói chung. Khi gắn sản lươ ̣ng rừng với giá tri ̣kinh tế thì người ta thường quan tâm đến sản lươ ̣ng gỗ thương lấ y ra từ rừng, hay nói cách khác cũng chính là quan tâm đế n trữ lượng cây đứng của rừng và tỷ lệ các loa ̣i gỗ lơ ̣i dụng thân cây có thể lấy ra từ cây đứng. Thể tích và trữ lượng là con số biểu thị khối lượng gỗ (tính bằng m3) mà cây hoặc bộ phận của cây hay toàn rừng tạo ra kể từ lúc chúng xuất hiện tới một thời điểm nào đó. Đây là nhân tố điều tra quan trọng hàng đầu cần phải xác định nhằm đánh giá tài nguyên rừng của mỗi quốc gia, hay vùng lãnh thổ. Mặc dù thân cây hay bộ phận thân cây được xem như một khối hình học tròn xoay chính tắc nào đó nhưng thực tiễn đã cho thấy không thể hoặc không dễ đo được các chỉ tiêu về kích thước và hình dạng cây đứng nên không thể xác định thể tích của chúng bằng những công thức hình học đã biết. Để giải quyết tồn tại này người ta thường lập sẵn những bảng tra thể tích ứng với đường kính qui chuẩn chiều cao và hình dạng gọi chung là biểu thể tích. Khoa học Điều tra rừng đã khẳng định thể tích thân hoặc bộ phận thân cây đứng có thể xác định bằng công thức:  V   d 2j  h  f j (1-1) 4 Với: V là thể tích thân cây hoặc bộ phận của thân cây.
4 dj là đường kính qui chuẩn được chọn ở vị trí nào đó trên phần gốc cây để có thể đo được dễ dàng. h là chiều cao thân cây. fj là hình số hay đại lượng biểu thị hình dạng của thân cây hoặc bộ phận hình dạng thân cây ứng với dj đã chọn ở trên. Như vậy có thể coi V như là một hàm của ba biến độc lập là: dj, h, fj. Từ đó có thể định nghĩa: “Biểu thể tích là một biểu ghi bằng số liệu mối quan hệ của thể tích với các nhân tố tạo thành thể tích” (Vũ Tiến Hinh - Phạm Ngọc Giao [1997])[5]. Cho đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp lập biểu thể tích thân cây cũng như biểu sản phẩm được công bố. Trong số đó có biểu một nhân tố, biểu hai nhân tố và biểu ba nhân tố. Độ chính xác của biểu luôn đi kèm với mức độ phức tạp khi sử dụng biểu. Hiện nay, trên cơ sở độ chính xác cần có và mức độ phức tạp của việc lập cũng như sử dụng biểu thì biểu thể tích một nhân tố rất ít được sử dụng vì độ chính xác của nó không đáp ứng yêu cầu của công tác điều tra rừng. Ngược lại, mặc dù có độ chính xác cao, nhưng biểu thể tích ba nhân tố cũng ít được lập và sử dụng bới tính phức tạp của nó. Hiê ̣n ta ̣i, điều tra rừng trên thế gới chủ yếu sử dụng biểu thể tích hai nhân tố cho đối tượng rừng trồng và rừng tự nhiên và biểu thể tích một nhân tố theo cấp chiều cao cho đối tượng rừng tự nhiên. Theo Đồng Sĩ Hiền (1974)[4], với đối tượng rừng tự nhiên nước ta, lập và sử dụng biểu hai nhân tố là thích hợp nhất. Khoa học lập biểu thể tích ra đời, phát triển luôn gắn chặt và là minh chứng rõ rệt lịch sử của Điều tra rừng. Cho đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp lập biểu cho cây đứng được công bố. Tuy vậy, trong phần này chỉ đề cập đến những công trình và phương pháp lập
5 biểu liên quan đến đề tài. Dưới đây là khái quát một số công trình tiêu biểu thường được thừa nhận rộng rãi trong và ngoài nước. 1.1 Trên thế giới Qua một số biểu và phương pháp lập biểu của một số tác giả nước ngoài cho thấy đều thống nhất ở một số vấn đề chủ yếu sau: - Với mỗi loại rừng, ngoài biểu sản lượng thì cần thiết phải có biểu thể tích. Trị số trong biểu là thể tích cả thân cây hay thể tích gỗ kể từ gốc cây đến vị trí thân cây có đường kính giới hạn nào đó. - Biểu lập chủ yếu cho đối tượng rừng trồng thuần loài đều tuổi Đề tài sẽ phân tích những phương pháp lập biểu được giới thiệu ở trên để lựa chọn, kế thừa những phương pháp có thể áp dụng được cho đối tượng rừng tự nhiên ở nước ta. 1.1.1 Về xác đinh ̣ thể tích thân cây So với phương pháp lập biểu thể tích dựa vào nhân tố cấu thành thể tích thì phương pháp lập biểu trên cơ sở phương trình thể tích được ứng dụng rộng rãi hơn. Theo phương pháp này, thể tích thân cây được xác định thông qua quan hệ với đường kính và chiều cao. Theo Prodan.M.,(1965)[18], Spurr đã sử dụng mô ̣t số da ̣ng phương trình sau để biểu thị quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính và chiều cao cho một số loài cây ở châu Âu: V=ao+a1*d2+a2*d2h+a3*h2+a4*dh2 (1-2) V=ao+a1*d+a2*d.h+a3*d2+a4*h+a5* d2h (1-3) V=ao+a1*d+a2* d2+a3*d3+a4*h+a5*h2 (1-4) V=ao+a1*d2+a2*h+a3* d2h (1-5)
6 V= ao+a1*d2h (1-6) Schumacher và Hall (Thomas Eugene Avery.,1983)[19] đề xuất dùng phương trình (1-7) để lập biểu thể tích hai nhân tố. V=bo*db1hb2 (1-7) Edminster et al.,( Thomas Eugene Avery.,1983)[21] cũng dùng phương trình (1-6) lập biểu thể tích cho loài Ponderosa pine ở Colorado, Hoa Kì và dùng phương trình (1-8) để lập biểu gỗ thương phẩm cho loài cây này. V=bo*(d2h)b1 (1-8) Khi hướng dẫn lập biểu thể tích gỗ thân cho rừng hỗn giao ở Malaysia, FAO (1992)[16] có đưa ra quy trình gồm các bước sau: - Đo D1.3 và đường kính tại các vị trí độ cao 16 feet, 32 feet và vị trí dưới cành cùng chiều cao vút ngọn cho 16.000 cây đứng (mẫu sơ cấp) để thiết lập công thức tính thể tích cây đứng. - Chặt ngả, đo chi tiết để xác định thể tích thân cây cho 720 cây trong số 16.000 cây ở mẫu sơ cấp. - Tính thể tích cho những cây đứng có số liệu đường kính ở các vị trí: ngang ngực, độ cao 16 feet, 32 feet, vị trí dưới cành và chiều cao vút ngọn cho 720 cây điều tra ở mẫu thứ cấp trươc khi chặt ngả và tính thể tích cho 720 cây ngả (Vf). Sau đó xác lập phương trình: Vf= ao+a1* Vs + a2*Vs2 (1-9) Từ phương trình (1-9) xác định thể tích cho 16.000 cây ở mẫu sơ cấp. Xác lập phương trình thể tích cho từng loài và cấp chiều cao từ số liệu 16.000 cây theo phương trình: V= ao+a1*d+a2*d2 (1-10)
7 Để lập biểu thể tích cây đứng cho vùng núi Aues ở Algeria, người ta tiến hành như sau: - Đo đường kính và chiều cao vút ngọn cho một số lượng lớn cây trên những ô mẫu trải đều ở khu vực cần lập biểu ( mẫu sơ cấp) - Chọn ngẫu nhiên một số lượng cây nhất định trong những ô mẫu để chặt ngả, đo tỉ mỉ xác định thể tích (mẫu thứ cấp) - Xác lập phương trình thể tích theo loài từ số liệu mẫu thứ cấp theo phương trình (1-7) và (1-8). Các phương trình này được gọi là phương trình chuẩn. Chúng được sử dụng để xác định thể tích cho những cây điều tra ở mẫu sơ cấp. - Thiết lập phương trình chiều cao theo đường kính (parabol bậc 2) theo loài và cấp chiều cao để lập biêu thể tích cấp chiều cao. 1.1.2 Về hình số tự nhiên Vấn đề nghiên cứu về hình dạng thân cây phục vụ cho việc lập biểu thể tích chỉ thực sự được chú ý vào những năm cuối của thế kỷ XX. Các chỉ tiêu được các tác giả đặc biệt quan tâm như độ thon tuyệt đối, độ thon bình quân, độ thon tương đối và hình số gỗ tròn. Do đặc điểm đo tính cây đứng khác biệt so với cây ngả, nên thể tích của nó ngoài suy diễn từ phương trình thể tích ra, thường được tính theo công thức: v= * *h* (1-11) Ở công thức trên, là đường kính thân cây ở độ cao ngang ngực (d) hoặc đường kính ở độ cao một phần mười chiều cao của cây (d 01), fj là hình số tương ứng. Tứ đó ta có:
8 Với dj là đường kính ngang ngực: v= * *h* (1-12) Với dj là đường kính ở độ cao một phần mười thân cây: v= * *h* (1-13) Khi tính thể tích thân cây theo công thức (1-12), cần xác lập quan hệ f1.3 với các chỉ tiêu biểu thị kích thước của cây, Prodan M. (1965)[18] đã tổng hợp một số phương trình biểu thị quan hệ giữa hình số thường với đường kính và chiều cao: - Quan hệ f1.3 với d f1.3 = (1-14) f1.3 = a – b* (1-15) f1.3 = ao+ a1*d + a2*d2 (1-16) - Quan hệ f1.3 với d và h f1.3 = ao+ a1* + a2* (1-17) f1.3 = ao+ a1* + a2* + a3* (1-18) f1.3 = ao+ a1* + a2* + a3* + a4* + a5* (1-19) f1.3 = ao+ a1* + a2* + a3* (1-20) log (f1.3) = ao+ a1*log(d) + a2* log(h) (1-21) Kunze M. (Prodan M.,1965)[18] dùng phương trình đường thẳng biểu thị quan hệ giữa f1.3 với hình xuất q2.
9 Schiffel A.( Prodan M.,1964)[18] xác định f1.3 thông qua quan hệ với hình suất q2 và chiều cao, Spiranec (1941) xác định f1.3 thông qua quan hệ với chiều cao. Ngoài việc xác định f1.3 từ các phương trình tương quan, đôi khi đại lượng này còn được xác định thông qua tích phân của phương trình: Y= ao*+a1* + a2* + a3* (1-22) Với y = , di là đường kính tương ứng với vị trí chiều cao h i trên thân cây, h là chiều cao vút ngọn. Từ (1-22), được xác định theo: *( ao*+a1* + a2* + a3* ) (1-23) Từ đó, tiết diện ngang thân cây tương ứng được biểu thị theo phương trình: g i= * *( ao*+a1* + a2* + a3* ) (1-24) Từ phương trình (1-24), thể tích thân cây được tính theo phương trình tích phân: v= * * * + a2* + a3* )*d*h (1-25) Lấy tích phân được: v= * *[ ao*hi+a1* +a2* +a3* ]│ (1-26) Từ phương trình (1-26), thể tích của một đoạn gỗ sản phẩm nào đó trên thân cây từ vị trí h1 đến h2 được xác định theo công thức: V(h1-h2)= V(h2)-V(h1) (1-27)