Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Xây dựng các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng thân cây làm cơ sở đề xuất các phương pháp xác định trữ lượng, sản lượng cho lâm phần keo tai tượng (Acacia mangium) tại khu vực Hàm Yên – Tuyên Quang

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:110

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn góp phần làm sáng tỏ thêm các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng cho đối tượng rừng trồng Keo tai tượng trong khu vực để làm công cụ dự đoán phục vụ cho điều tra và đánh giá trữ lượng, sản lượng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Xây dựng các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng thân cây làm cơ sở đề xuất các phương pháp xác định trữ lượng, sản lượng cho lâm phần keo tai tượng (Acacia mangium) tại khu vực Hàm Yên – Tuyên Quang

Bé gi¸o dôc ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTnt Bé gi¸o dôc ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTnt Trêng Trêng ®¹i ®¹i häc häc l©m l©m nghiÖp nghiÖp ------------------------------------ Ng« ThÕ Long Ng« ThÕ Long x©y dùng c¸c m« h×nh cÊu tróc, sinh trëng vµ h×nh d¹ng th©n c©y lµm c¬ së ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p x©y x¸c dùng ®Þnh c¸c m«tr÷ lîng, h×nh s¶n lîng cÊu tróc, cho l©m phÇn sinh trëng keo tai tîng (Acacia mangium) t¹i khu vùc vµ h×nh d¹ng th©n c©y lµm c¬ së ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng hµm ph¸p x¸c ®Þnh tr÷ yªn - s¶n lîng, tuyªn quang lîng cho l©m phÇn keo tai tîng (Acacia mangium) t¹i khu vùc hµm yªn - tuyªn quang LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc l©m nghiÖp Hµ t©y - 2007
Bé gi¸o dôc ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTnt Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ------------------------------------ Ngô Thế Long XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH CẤU TRÚC, SINH TRƯỞNG VÀ HÌNH DẠNG THÂN CÂY LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG, SẢN LƯỢNG CHO LÂM PHẦN KEO TAI TƯỢNG (ACACIA MANGIUM ) TẠI KHU HÀM YÊN - TUYÊN QUANG Chuyªn ngµnh: L¢M HäC M· sè: 60.62.60 LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc l©m nghiÖp Ngêi híng dÉn khoa häc: GS.TS. Nguyễn Hải Tuất Hµ t©y - 2007
i LỜI NÓI ĐẦU Để hoàn thành chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khoá học 2005 - 2007, được sự đồng ý của Khoa sau đại học - Trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Xây dựng các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng thân cây làm cơ sở đề xuất các phương pháp xác định trữ lượng, sản lượng cho lâm phần keo tai tượng (Acacia mangium) tại khu vực Hàm Yên – Tuyên Quang”. Sau một thời gian tiến hành làm đề tài tốt nghiệp đến nay bản luận văn đã được hoàn thành. Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy, cô giáo, đặc biệt là GS.TS Nguyễn Hải Tuất đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban lãnh đạo và CBNV Trạm thực nghiệm Hàm Yên, Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy Phù Ninh và bạn bè đồng nghiệp để tôi có thể hoàn thành bản luận văn này. Sau cùng, kết quả này một phần xin được dành cho gia đình, nguồn cổ vũ động viên tinh thần và những mong muốn tốt đẹp nhất. Tác giả rất vui lòng nhận được những góp ý bổ sung của bạn đọc để bản luận văn được hoàn chỉnh hơn nữa. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Tây, tháng 9 năm 2007 Tác giả
ii MỤC LỤC Trang Lời nói đầu………………………………………………………………. i Mục lục…………………………………………………………………... ii Những ký hiệu sử dụng trong luận văn………………………………….. v Danh mục các bảng biểu………………………………………………… vii Danh mục các hình………………………………………………………. ix ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………... 1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU…………………. 3 1.1. Trên thế giới………………………………………………………… 3 1.1.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần….…………………….. 3 1.1.2. Nghiên cứu sinh trưởng và tăng trưởng………………………... 9 1.1.3. Nghiên cứu hình dạng thân cây………………………………... 12 1.2. Ở Việt Nam…………………………………………………………. 16 1.2.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần………………………... 16 1.2.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng và trữ lượng rừng………. 20 1.2.3. Nghiên cứu hình dạng thân cây………………………………... 21 1.2.4. Một số công trình nghiên cứu về loài Keo tai tượng ở Việt Nam... 24 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU, PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU………… 26 2.1. Đặc điểm đối tượng nghiên cứu…………………………………….. 26 2.1.1. Đặc điểm cây Keo tai tượng…………………………………… 26 2.1.2. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu………………………... 28 2.1.3. Đặc điểm của rừng Keo tai tượng ở khu vực nghiên cứu……… 28
iii 2.2. Mục tiêu nghiên cứu……………………………………………….... 29 2.3. Phạm vi và giới hạn của đề tài……………………………………… 29 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 30 3.1. Nội dung nghiên cứu………………………………………………... 30 3.2. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………. 31 3.2.1. Quan điểm phương pháp luận………………………………….. 31 3.2.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu………………………… 31 3.2.3. Phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc lâm phần….. 32 3.2.4. Phương pháp xây dựng phương trình đường sinh thân cây……. 36 3.2.5. Phương pháp nghiên cứu quy luật sinh trưởng cho một số nhân tố điều tra (D, H, V)…………………………………………………... 37 3.2.6. Vận dụng kết quả nghiên cứu………………………………….. 38 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………... 39 4.1. Nghiên cứu các quy luật cấu trúc và xây dựng các mô hình cấu trúc loài Keo tai tượng………………………………………………………... 39 4.1.1. Lọc bỏ số liệu thô……………………………………………… 39 4.1.2. Kiểm tra sự thuần nhất giữa các ô điều tra cùng một tuổi……... 41 4.1.3. Quy luật phân bố số cây theo đường kính ngang ngực (N-D)…. 42 4.1.4. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N-H)………………… 46 4.1.5. Quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây (H/D)………………………………………………………………….. 48 4.1.6. Quy luật tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực (Dt/D1.3)…………………………………………………………. 52 4.1.7. Quy luật tương quan giữa thể tích thân cây không vỏ với đường kính và chiều cao thân cây (Vkv/D1.3/Hvn)……………………... 55
iv 4.1.8. Quan hệ giữa hình số thường (f1.3) với đường kính và chiều cao thân cây……………………………………………………………….. 59 4.2. Nghiên cứu xây dựng phương trình đường sinh thân cây…………... 68 4.3. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng và xây dựng một số mô hình sinh trưởng rừng Keo tai tượng……………………………………………….. 74 4.3.1. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng cây cá lẻ…………………….. 74 4.3.2. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng lâm phần……………………. 81 4.4. Vận dụng các quy luật cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng để dự đoán trữ sản lượng rừng Keo tai tượng………………………………….. 86 4.4.1. Xác định f1,3 thân cây đứng loài Keo tai tượng………………… 86 4.4.2. Xây dựng công thức xác định thể tích cây đứng Keo tai tượng… 86 4.4.3. Dự đoán tỷ lệ % số cây và thể tích theo kích cỡ D1.3 và Hvn…..….. 87 4.4.4. Xác định trữ lượng lâm phần theo tuổi………………………… 89 4.4.5. Lập biểu thể tích……………………………………………….. 90 4.4.6. Dự tính tuổi thành thục số lượng cho loài Keo tai tượng tại Hàm Yên qua các phương trình sinh trưởng thể tích cây cá lẻ và lâm phần…… 91 Chương 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ………………... 94 5.1. Kết luận……………………………………………………………... 94 5.2. Tồn tại………………………………………………………………. 97 5.3. Kiến nghị……………………………………………………………. 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU
v NHỮNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ÔTC Ô tiêu chuẩn (4.11) Số hiệu công thức hoặc phương trình trong chương (4.1.1) Số hiệu của chương mục v Lượng tăng trưởng bình quân chung của thể tích [1] Số tài liệu trong danh sách tài liệu tham khảo ,  Các tham số của hàm Weibull 2 Tiêu chuẩn khi bình phương 205 Tiêu chuẩn kiểm tra khi bình phương A Tuổi lâm phần a, b, c Hệ số hồi quy của các phương trình a0, a1.. Hệ số hồi quy của các phương trình đường sinh thân cây b1, b2.. Hệ số hay tham số hồi quy của các phương trình sinh trưởng D, D1,3, d, d1,3 Đường kính ngang ngực, đường kính thân cây đo ở vị trí 1,3m Dcv, Dkv Đường kính ngang ngực cây có vỏ, không vỏ Dt Đường kính tán cây f1,3 , f01 Chỉ số hình dạng thân cây f1,3Cv, f1,3Kv Hình số thường cây có vỏ, không vỏ H, Hvn, h, hvn Chiều cao vút ngọn thân cây ln Lôgarit tự nhiên (lôgarit cơ số e) M Trữ lượng lâm phần n Dung lượng quan sát
vi N Mật độ lâm phần P(Fr) Xác suất của tiêu chuẩn F (Kiểm tra sự tồn tại của hệ số xác định) P(ta), P(tb) Xác suất của tiêu chuẩn t (Kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy) R, R2 Hệ số tương quan, hệ số xác định Sy, Sy2 Sai tiêu chuẩn hồi quy, phương sai hồi quy ta, tb Tiêu chuẩn t của Student kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hôi quy t05 Tiêu chuẩn kiểm tra V Thể tích thân cây Vcv, Vkv Thể tích thân cây có vỏ, không vỏ Zv Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm của thể tích
vii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 4.1 Xác suất kiểm tra sự thuần nhất về D1,3, Hvn, Dt giữa các ÔTC 42 trong cùng một tuổi 4.2. Kết quả mô hình hoá quy luật phân bố N-D theo hàm Weibull 43 4.3. Kết quả mô hình hoá quy luật phân bố N-H theo hàm Weibull 46 4.4. Tổng hợp kết quả nghiên cứu chọn dạng liên hệ H/D 49 4.5. Tổng hợp các phương trình biểu thị quan hệ H/D dạng: H = a.Db ở 50 các tuổi khác nhau 4.6. Các phương trình biểu thị quan hệ Dt/D1,3 dạng: Dt = a + b.D1,3 ở 53 các tuổi khác nhau 4.7. Tổng hợp các tham số khi phân tích hồi quy và tương quan của các 56 dạng hàm 4.8. Các phương trình biểu thị quan hệ f1,3/d1,3 dạng: f1,3 = a + b/d1,32 ở 62 các tuổi khác nhau 4.9. Các phương trình biểu thị quan hệ f1,3/d1,3,hvn dưới dạng: 64 f1,3 = a + b/d1,32.hvn ở các tuổi khác nhau 4.10. Các phương trình biểu thị quan hệ hvnf1,3/hvn dưới dạng: 65 hvnf1,3 = a + b.hvn ở các tuổi khác nhau 4.11. Các phương trình biểu thị quan hệ hvnf1,3/d1,3 dưới dạng: 67 hvnf1,3 = a + b.ln(d1,3) ở các tuổi khác nhau 4.12. Một số chỉ tiêu thống kê của phương trình đường sinh thân cây 70 (chưa điều chỉnh hệ số)
viii 4.13. Kết quả phân tích quan hệ D1,3/A theo các hàm sinh trưởng 75 4.14. Kết quả phân tích quan hệ Hvn/A theo các hàm sinh trưởng 77 4.15. Kết quả phân tích quan hệ V/A theo các hàm sinh trưởng 79 4.16. Kết quả phân tích quan hệ D1,3/A theo các hàm sinh trưởng 82 4.17. Kết quả phân tích quan hệ Hvn/A theo các hàm sinh trưởng 83 4.18. Kết quả phân tích quan hệ V/A theo các hàm sinh trưởng 84 4.19. Tuổi và giá trị cực đại của tăng trưởng thường xuyên hàng năm 92 (Zvmax) và tăng trưởng bình quân chung (∆vmax) của cây cá lẻ và lâm phần Keo tai tượng
ix DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 4.1. Các số liệu thô D1,3 ở năm trồng 1999 40 4.2. Các số liệu thô Hvn ở năm trồng 1998 40 4.3. Các số liệu thô Dt ở năm trồng 1997 41 4.4. Sự phù hợp giữa phân bố N-D thực nghiệm với phân bố lý 45 thuyết theo hàm Weibull 4.5. Sự phù hợp giữa phân bố N-H thực nghiệm với phân bố lý 47 thuyết theo hàm Weibull 4.6. Biểu đồ tương quan H/D ở các tuổi 4, 6, 8, 10 theo dạng 51 phương trình (3.4) được chọn 4.7. Xu hướng biến đổi của tương quan H/D ở các tuổi 4, 6, 8, 10, 52 11 theo phương trình (3.4) được chọn 4.8. Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 ở các tuổi 4, 6, 8, 10 54 4.9. Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa Vcv và Vkv 58 4.10. Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa Dcv và Dkv 61 4.11. Đồ thị đường sinh thân cây thực nghiệm và đường lý thuyết bậc 71 5 cây cả vỏ 4.12. Đồ thị đường sinh thân cây thực nghiệm và đường lý thuyết bậc 72 5 cây không vỏ 4.13. Đồ thị đường sinh thân cây lý thuyết bậc 5 cây có vỏ và cây 72 không vỏ 4.14. Sinh trưởng đường kính cây keo tai tượng bình quân theo hàm Gompertz 76
x 4.15. Sinh trưởng chiều cao cây Keo tai tượng bình quân theo hàm 78 Gompertz 4.16. Sinh trưởng thể tích cây Keo tai tượng bình quân theo hàm 80 Gompertz 4.17. Sinh trưởng đường kính lâm phần Keo tai tượng theo hàm 82 Schumacher 4.18. Sinh trưởng chiều cao lâm phần Keo tai tượng theo hàm 83 Schumacher 4.19. Sinh trưởng thể tích lâm phần Keo tai tượng theo hàm 85 Gompertz 4.20. Đường tăng trưởng thể tích cây cá lẻ và lâm phần Keo tai tượng 93
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Keo tai tượng (Acacia mangium) thuộc bộ đậu, họ phụ trinh nữ, là loài cây gỗ nhỡ, mọc nhanh, có giá trị về nhiều mặt trong nền kinh tế quốc dân cũng như trong khoa học, đời sống và quốc phòng. Đây là loài có khả năng thích ứng rộng, kể cả những điều kiện không phù hợp như đồi trọc, đất bị thoái hoá, là loài cây cải tạo đất và cải tạo không gian dinh dưỡng cho khu rừng. Với những ưu điểm trên, Keo tai tượng được trồng khắp ở các tỉnh phía Bắc nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc trong dự án 5 triệu ha rừng đã được Quốc hội khoá X thông qua tại kỳ họp thứ 2, trong đó có tỉnh Tuyên Quang. Theo kết quả điều tra chuyên đề năm 2003: “Đánh giá hiện trạng sử dụng đất đai, tài nguyên rừng và khả năng cung cấp nguyên liệu giấy từ rừng hiện có của tỉnh Tuyên Quang” thì Tuyên Quang có diện tích trồng keo là 32088 ha chiếm trên 45% diện tích rừng trồng của cả tỉnh. Đây là nguồn cung cấp gỗ nguyên liệu cho công nghiệp giấy, công nghiệp chế biến ván sàn, ván dăm, ngoài ra nó còn góp phần giải quyết một phần nhu cầu gỗ củi ở địa phương. Chính do những đặc điểm và những công dụng nói trên mà Keo tai tượng được coi là cây đa tác dụng điển hình. Cây Keo tai tượng xứng đáng được chọn là cây trồng chính trong cơ cấu cây lâm nghiệp trong chiến lược trồng rừng ở nước ta nói chung và tỉnh Tuyên Quang nói riêng. Cũng chính vì thế mà cây Keo tai tượng trở thành đối tượng nghiên cứu của các nhà khoa học Lâm nghiệp. Lĩnh vực nghiên cứu rất phong phú, từ khâu khảo nghiệm xuất xứ, chọn giống, đất gây trồng cho đến các biện pháp lâm sinh, điều tra, sản lượng. Nghiên cứu sinh trưởng cũng như tìm hiểu quy luật kết cấu lâm phần không ngoài mục đích xây dựng phương pháp dự đoán trữ, sản lượng rừng, tạo tiền đề cho công tác quy hoạch điều chế rừng, và đánh giá hiệu quả của các phương thức kỹ thuật lâm sinh. Sinh trưởng và sản lượng rừng có mối
2 quan hệ mật thiết với hoàn cảnh sinh thái cũng như biện pháp tác động của con người. Vì vậy, mỗi loài cây đặc biệt là những loài đã được trồng tập trung trên quy mô lớn, cần phải nghiên cứu và phân tích mối quan hệ đó trên cơ sở định lượng bằng các mô hình toán học, làm căn cứ xác định và dự đoán các chỉ tiêu sản lượng rừng. Tại khu vực Hàm Yên - Tuyên Quang, Keo tai tượng được trồng với số lượng lớn và chúng sinh trưởng đặc biệt tốt so với các vùng khác ở miền Bắc Việt Nam. Đã có nhiều nghiên cứu về Keo tai tượng cho khu vực này trong đó phải kể đến các nghiên cứu của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ tập trung sâu vào khía cạnh giống và kỹ thuật lâm sinh (như: tạo cây con, kỹ thuật trồng, chăm sóc…). Những nghiên cứu liên quan đến điều tra, sản lượng còn rất hạn chế, chưa được nghiên cứu sâu cho khu vực này, đây là yêu cầu cần thiết khi sản xuất kinh doanh bất cứ loài cây trồng nào. Đặc biệt trong công tác điều tra rừng việc ứng dụng các mô hình cấu trúc, sinh trưởng để xác định nhanh trữ lượng và sản lượng rừng ít được quan tâm và chưa được ứng dụng rộng rãi. Với loài Keo tai tượng trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang chưa được tác giả nào đề cập tới. Đề tài: “Xây dựng các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng thân cây làm cơ sở đề xuất các phương pháp xác định trữ lượng, sản lượng cho lâm phần Keo tai tượng (Acacia mangium) tại khu vực Hàm Yên – Tuyên Quang” được lựa chọn nghiên cứu và có thể xem là một công trình nhỏ góp phần khắc phục tồn tại trên.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu về các mô hình cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng thân cây rừng làm cơ sở khoa học nhằm phục vụ công tác điều tra, kinh doanh rừng hiệu quả. Rất nhiều tác giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu lĩnh vực này cho các đối tượng, bằng các phương pháp khác nhau và nhằm các mục đích khác nhau. Vì vậy, trong khuôn khổ một đề tài thạc sỹ, tác giả chỉ khái quát một số công trình tiêu biểu trong và ngoài nước có liên quan tới nội dung nghiên cứu của đề tài để làm cơ sở định hướng cho việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu. 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần 1.1.1.1. Nghiên cứu định quy luật cấu trúc đường kính thân cây rừng (N-D1.3) Qui luật phân bố số cây theo cỡ kính (N-D) là một trong các qui luật quan trọng nhất của cấu trúc rừng và cho đến nay đã được nghiên cứu khá đầy đủ. Qui luật phân bố số cây theo cỡ đường kính được biểu thị khác nhau như phân bố thực nghiệm N-D, phân bố số cây theo cỡ tự nhiên,... và bằng phương pháp biểu đồ hay bằng phương pháp mô hình hoá... Để nghiên cứu mô tả qui luật này, hầu hết các tác giả đã dùng phương pháp giải tích, tìm các phương trình toán học dưới nhiều dạng phân bố xác suất khác nhau. Những tác giả sau đây là những người đầu tiên xây dựng quy luật này: Veize (1880), Vimmenauer (1890, 1918), Shiffel (1898, 1899, 1902), Tretchiakov (1921, 1927, 1934, 1965), J.Tuirin (1923, 1927, 1931, 1945), Moiseenko (1930, 1958), Anoutchin (1931, 1936, 1954), Moiseev (1966, 1969, 1971), Prodan (1961, 1965) (theo Nguyễn Thị Hải Yến (2002) [32]).
4 Các hàm số thường được sử dụng để tiếp cận các dãy phân bố kinh nghiệm của số cây theo đường kính được các nhà khoa học sử dụng như: - Beta: + Bennet, F.A (1969) [33]), dùng phân bố Bêta và xác định các đại lượng đường kính nhỏ nhất (dm) và đường kính lớn nhất (dM) thông qua phương trình tương quan kép với mật độ (N), tuổi (A) và cấp đất (S) như sau: dm = a0 + a1.logN + a2.A.N + a3.logN (1.1) dM = a0 + a1.N + a2.logN + a3.A.S + a4.A.N (1.2) + Burkhart, H., Strub, U. (1973) [34], tính toán các tham số dm, dM,  và  của phân bố Bêta theo các dạng phương trình: h0 dm = a0 + a1.h0 + a2.A.N + a3. (1.3) N h0 dM = a0 + a1.h0 + a2.A.N + a3. (1.4) N A  = a0 + a1 . + a2.A.h0 (1.5) N A  = a0 + a1 . + a2.N.h0 (1.6) N Với: h0 là chiều cao tầng trội, A là tuổi và N là mật độ lâm phần. Kennel, R (1971), xác định các đại lượng dm, dM, và N thông qua quan hệ trực tiếp với tuổi theo dạng phương trình: dm = a0 + a1.A + a2.A2 (1.7) dM = a0 + a1.A + a2.A2 (1.8) a1 a2 ( a0   ) N= e A A2 (1.9) - Gamma:
5 + Lembeke, Knapp và Dittmar (theo Phạm Ngọc Giao (1996) [8]), sử dụng phân bố Gamma với các tham số thông qua các phương trình biểu thị mối tương quan với tuổi và chiều cao tầng trội: 1 1 b = a0 + a1.  a2 . (1.10) A A2 P = a0 + a1.A + a2. A2 (1.11)  = a0 + a1.h100 + a2. A + a3.A.h100 (1.12) + Roemisch, K (1975) (theo Phạm Ngọc Giao (1996) [8]), nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đường kính cây rừng theo tuổi, xác lập quan hệ của tham số Bêta với tuổi, đường kính trung bình, chiều cao tầng trội đã khảng định quan hệ giữa tham số Bêta với chiều cao tầng trội là chặt chẽ nhất. - Hàm Meyer: Với các lâm phần hỗn giao khác tuổi, Meyer (1934), Prodan (1949) [11] mô tả phân bố N–D bằng phương trình: Ni = K.e-.di (1.13) Trong đó: di và Ni là trị số giữa cỡ và số cây của cỡ kính thứ i, phương trìnnh này còn được gọi là phương trình Meyer. - Ngoài ra, để mô tả phân bố N–D có thể sử dụng các hàm như: hàm Weibull, hàm Phân bố chuẩn, hàm Poisson, hàm Charlier, hàm Pearson… Ngoài các hướng nghiên cứu trên còn có quan điểm cho rằng đường kính cây rừng là một đại lượng ngẫu nhiên phụ thuộc vào thời gian và quá trình biến đổi của phân bố đường kính theo tuổi là quá trình ngẫu nhiên. Theo hướng nghiên cứu này còn có các tác giả Suzuki (1971), Preussner.K (1974), Bock.W và Diener (1972) (theo Nguyễn Trọng Bình (1996) [1]). Theo các tác giả trên, quá trình đó biểu thị một tập hợp các giá trị x của đại lượng ngẫu
6 nhiên tại mỗi thời điểm t và lấy trong một khoảng thời gian nào đó. Nếu trị số của đường kính tại thời điểm t chỉ phụ thuộc vào trị số ở thời điểm t – 1 mà không phụ thuộc vào những trạng thái ở những thời điểm trước nữa thì đólà quá trình Markov. Nếu xt = x, nghĩa là quá trình ở thời điểm t có trạng thái x. Nếu tập hợp các trạng thái có thể xảy ra của quá trình Markov có thể đếm được thì đó là chuỗi Markov. Tóm lại, các nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính và ứng dụng của nó thường dựa vào dãy tần số lý thuyết. Xu hướng chung là tìm hàm toán học thích hợp và xác định các tham số của phân bố N-D. Các hàm toán học được sử dụng để mô tả rất đa dạng. Một dãy phân bố kinh nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số, cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức độ xác suất khác nhau. Việc dùng hàm này hay hàm khác để biểu thị dãy phân bố kinh nghiệm N-D phụ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả và bản chất quy luật đo đạc được. 1.1.1.2. Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây Đây là một trong những quy luật cơ bản trong lâm phần được rất nhiều tác giả nghiên cứu. Các nghiên cứu đó cho thấy giữa chiều cao và đường kính những cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt chẽ, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả quá trình tự nhiên của sự sinh trưởng. Trong một cỡ đường kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có các cây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau. Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó đường cong quan hệ giữa H/D có thể bị thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Tiurin.Đ.V (1927) đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao các cấp tuổi khác nhau. Kết luận này cũng được Vagui, A.B (1955) đã khẳng định. (theo Phạm Ngọc Giao (1996) [8]).
7 Prodan.M (1965) lại phát hiện độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên và Prodan.M (1944) khi nghiên cứu kiểu rừng “Plenterwal” đã kết luận đường cong chiều cao không bị thay đổi do vị trí của các cây ở một cỡ đường kính nhất định là như nhau (theo Phạm Ngọc Giao (1996) [8]). Krauter, G (1958) và Tiourin, A.V (1931) (theo Phạm Ngọc Giao (1996) 9) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy: khi đã phân hoá thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi và cũng không cần xét đến tác động của hoàn cảnh, tuổi đến sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, vì những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước của cây, nghĩa là trong quan hệ H/D đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi. Ngoài ra, đối với những lâm phần thuần loài đều tuổi, dù có tìm được phương trình toán học biểu thị quan hệ H/D theo tuổi thì cũng không đơn giản vì chiều cao cây rừng ngoài phụ thuộc vào yếu tố tuổi còn phụ thuộc rõ nét vào mật độ, cấp đất, biện pháp tỉa thưa,... Kennel.R kiến nghị một cách khác, mô phỏng sự biến đổi tương quan H/D theo tuổi là: trước hết tìm một phương trình thích hợp cho lâm phần, sau đó xác lập mối liên hệ của các tham số phương trình theo tuổi một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Curtis, R. O. (1967) [35]), đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: Log h = d+b1.1/d +b2.1/A +b3.1/d.A (1.14) Sau đó Curtis.R.O đã nắn phương trình (1.14) theo đường định kỳ 5 năm tương ứng với định kỳ kiểm kê tài nguyên ở rừng Lĩnh Sam, tại từng tuổi nhất định phương trình sẽ là:
8 Log h = b0 + b1*1/d (1.15) Theo Curtis thì các dạng phương trình khác cho kết quả không khả quan bằng hai dạng trên. Petterson, H (1955) (theo Nguyễn Trọng Bình (1996) 1), đề xuất phương trình tương quan: 1 b  a (1.16) 3 h  1,3 d Các nhà nghiên cứu khác như: Hohenadl; Krenn; Michailoff; Naslund, M; Anoutchin, NP; Eckert, KH; Korsun, F; Levakovic, A; Meyer, H.A; Muller; V. Soest,J; [11], đã đề nghị các dạng phương trình dưới đây: h = a0 + a1d + a2d2 (1.17) h –1,3 = d2/(a + bd)2 (1.18) h = a.db ; logh = a + b.logd (1.19) h = a (1 –e-cd) (1.20) h = a + b.logd (1.21) h –1,3 = a. (d/(1+d))b (1.22) h –1,3 = a.e-b/d (1.23) log(h-1,3) = loga – b.((loge)/d) (1.24) h = a(blnd – c(lnd)^2) (1.25) h = a0 + a1d + a2logd (1.26) h = a0 + a1d + a2d2 + a3d3 (1.27) Thực tiễn điều tra rừng cho thấy, có thể dựa vào quan hệ H/D xác định chiều cao tương ứng cho từng cỡ kính mà không cần thiết đo cao toàn bộ. Tuy nhiên, phương trình toán học cụ thể biểu thị quan hệ này lại rất phong phú và