Bảng 3.27. Áp dụng thẩm định chéo K-Fold để lựa chọn mô hình quan hệ Pd theo D
của Thông 5 lá với ảnh hưởng của các vùng phân bố khác nhau
Mô hình | Trọng số | Nhân tố ảnh hưởng (Random effect) | AIC | R2 adj. | Bias (%) | RMSE (%) | MAPE (%) | |
1 | Hyperbol: Pd = a + b/D | 1/Dk | Vùng phân bố | -23681,0 | 0,622 | -50,0 | 143,7 | 72,9 |
Không | -24668,1 | 0.699 | -69,0 | 168,1 | 92,5 | |||
Power: Pd = a × Db | Vùng phân bố | -26166,3 | 0,703 | -54,7 | 170,6 | 81,4 | ||
2 | 1/Dk | |||||||
Không | -24622,2 | 0,414 | -69,1 | 167,3 | 92,6 | |||
Có thể bạn quan tâm!
-
Ảnh Hưởng Của Khí Hậu Đến Chỉ Số Bề Rộng Vòng Năm Chuẩn Hóa (Zt) Vùng Bidoup - Núi Bà -
Mô Hình Sinh Trưởng, Tăng Trưởng Đường Kính Thông 5 Lá Theo Vùng Phân Bố Sinh Thái -
Mô Hình Sinh Trưởng D Thông 5 Lá Theo Dạng Mitscherlich D = 300 × (1 – E(-Ai×A)) Chung Và Theo Các Vùng Phân Bố Khác Nhau Ở Tây Nguyên -
Đề Xuất Các Ứng Dụng Cho Bảo Tồn Và Phát Triển Quần Thể Thông 5 Lá -
Bảo Huy (2013), Mô Hình Sinh Trắc Và Viễn Thám – Gis Để Xác Định Co2 Hấp Thụ Của Rừng Lá Rộng Thường Xanh Vùng Tây Nguyên. Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ -
Đặc điểm lâm học và sinh thái quần thể loài thông 5 lá Pinus dalatensis Ferré ở Tây Nguyên - 20
Xem toàn bộ 184 trang tài liệu này.
adj.
Ghi chú: n = 4566 dữ liệu; thẩm định chéo K-Fold với K = 10, các chỉ tiêu thống kê của mô hình AIC, R2 , và các sai số Bias, RMSE, MAPE được tính trung bình từ 10 lần thiết lập và thẩm định sai số mô hình, mỗi lần có (9/10 dữ liệu) 4110 dữ liệu dùng lập mô hình và có (1/10) 456 dữ liệu đánh giá sai số; k: hệ số của hàm phương sai; In đậm là mô hình được lựa chọn.
Từ kết quả ở Bảng 3.27 cho thấy khi không xét đến vùng phân bố thì hai hàm Hyperbol và Power có các giá trị thống kê AIC và các sai số khá xấp xỉ nhau. Trong khi đó xét đến vùng phân bố thì hàm Power là tốt nhất với giá trị đại số AIC bé nhất, R2adj cao nhất. Vì vậy mô hình Power theo từng vùng phân bố sinh thái Thông 5 lá là lựa chọn tốt nhất để mô phỏng mối quan hệ Pd/D.
Vì vậy sử dụng mô hình Power và phân chia mô hình này theo từng vùng phân bố sinh thái để tăng độ tin cậy là cần thiết. Hình 3.38 và Hình 3.39 cũng hỗ trợ cho lựa chọn này, mô hình Power chia theo vùng phân bố sinh thái sẽ giảm biến động Pd dự đoán so với Pd dùng thẩm định so với mô hình hình chung.
Hình 3.38. Quan hệ giữa Pd quan sát dùng thẩm định từ 1/10 dữ liệu ngẫu nhiên với
Pd dự đoán qua mô hình Power Pd = a×Db chung cho các vùng phân bố
Đồng thời qua đồ thị cho thấy mô hình chung Pd/D dạng Power cho cả vùng Tây Nguyên có sai số ước lượng Pd cao khi cây có D càng lớn, thể hiện qua quan hệ Pd quan sát và Pd dự đoán qua mô hình phân tán khi Pd tăng (Hình 3.38). Vì vậy cần phân chia mô hình theo vùng phân bố của nó để tăng độ tin cậy và giảm sai số. Phương pháp thay đổi tham số của mô hình theo vùng phân bố gọi là random effect trong phương pháp ước lượng hàm phi tuyến theo Maximum Likelihood có trọng số đã được áp dụng; kết quả làm giảm biến động sai số và tăng độ tin cậy khi ước lượng Pd theo từng vùng phân bố của nó ở Tây Nguyên (Hình 3.39 và Bảng 3.28).
Hình 3.39. Quan hệ giữa giá trị Pd quan sát dừng thẩm định từ 1/10 dữ liệu ngẫu nhiên và Pd dự đoán qua mô hình Power Pd = aDbi theo vùng phân bố: BD: Bidoup - Núi Bà,
CYS: Chư Yang Sin, KKK: Kon Ka Kinh
Bảng 3.28. Mô hình Pd = a×Dbi được lựa chọn theo các vùng phân bố Thông 5 lá
khác nhau ở Tây Nguyên
ni | Giá trị tham số và sai số tiêu chuẩn (SEi) thay đổi theo vùng phân bố i, với P = 95% | ||||
a | SE | bi | SEi | ||
Chung các vùng | 4566 | 0,383712 | 0,019238 | -0,977852 | 0,102341 |
Bidoup - Núi Bà | 2780 | -1.100362 | 0,003327 | ||
Chư Yang Sin | 1297 | 0,383712 | 0,019238 | -1,103273 | 0,004870 |
Kon Ka Kinh | 489 | -0,729921 | 0,007932 |
Ghi chú: Sau khi thẩm định chéo K-Fold để lựa chọn mô hình, các tham số theo vùng phân bố sinh thái được ước tính từ toàn bộ dữ liệu n = 4566
Hình 3.40. Quan hệ Pd/D Thông 5 lá theo mô hình Pd = a×Db phân biệt cho ba vùng phân bố: BD: Bidoup - Núi Bà, CYS: Chư Yang Sin, KKK: Kon Ka Kinh.
Kết quả phân chia mô hình Pd/D theo vùng phân bố cho thấy Pd cao ở các cấp kính nhỏ (D < 10 cm), sau đó Pd giảm nhanh khi D tăng lên trong cấp kính từ 10 – 20 cm; khi D > 20 cm thì Pd giảm chậm lại. Vùng Kon Ka Kinh có Pd cao hơn hai vùng phân bố Bidoup - Núi Bà và Chư Yang Sin (Hình 3.40); điều này phù hợp kết quả nghiên cứu sinh trưởng Thông 5 lá.
Trong thực tế có thể ứng dụng mô hình quan hệ Pd/D để dự đoán tăng trưởng
D hoặc thời gian cây đạt được một D mong muốn của Thông 5 lá như sau:
- Xác định vùng phân bố (một trong ba vùng lập mô hình) để chọn lựa mô hình Power có tham số phù hợp (Bảng 3.28).
- Dự đoán tăng trưởng đường kính Zd: Thế giá trị D bất kỳ vào mô hình sẽ có được Pd tương ứng; từ đó suy ra Zd = Pd×D.
- Dự đoán thời gian n để cây đạt đường kính mong muốn DA+n từ một cây trung bình ở thời điểm hiện tại có đường kính là DA:
oDự đoán lượng tăng trưởng đường kính của cây tại thời điểm (ZdA): Thế DA vào mô hình Pd/D theo vùng phân bố thích hợp (Bảng 3.28) dự đoán được ZdA = PdA × DA.
o Dự đoán thời gian n cây đạt được đường kính DA+n:
(3.7) |
Kết quả từ Bảng 3.29 chỉ ra giá trị ước tính Pd Thông 5 lá theo D thông qua mô hình Power đã thiết lập cho ba vùng phân bố ở Tây Nguyên. Kết quả này cho thấy Pd của hai vùng BD và CYS khá tương đồng trong khi đó KKK có giá trị Pd cao hơn.
Bảng 3.29. Ước tính Pd theo D loài Thông 5 lá qua mô hình Pd = a×Dbi ở 3 vùng phân bố Thông 5 lá khác nhau ở Tây Nguyên
Pd | |||
BD | CYS | KKK | |
5 | 0,065 | 0,065 | 0,119 |
15 | 0,019 | 0,019 | 0,053 |
25 | 0,011 | 0,011 | 0,037 |
35 | 0,008 | 0,008 | 0,029 |
45 | 0,006 | 0,006 | 0,024 |
55 | 0,005 | 0,005 | 0,021 |
65 | 0,004 | 0,004 | 0,018 |
75 | 0,003 | 0,003 | |
85 | 0,003 | 0,003 |
Ghi chú: BD: Bidoupp Núi Bà; CYS: Chư Yang Sin và KKK: Kon Ka Kink
3.5. Bản đồ và cơ sở dữ liệu GIS về phân bố mật độ và sinh thái Thông 5 lá
Phân bố mật độ Thông 5 lá trong 19 km2 ở ba vùng phân bố nghiên cứu được thiết lập bản đồ GIS phân cấp mật độ Thông 5 lá cùng với cơ sở dữ liệu sinh thái được lưu trữ trong GIS như trong Phụ lục 5.
Bảng 3.30. Mật độ các điểm phân bố Thông 5 lá theo cấp N ứng với ba nhân tố sinh thái ảnh hưởng là P, DC và TDD ờ ba vùng phân bố sinh thái
P / TDD | ||||||||||
1 | 2 | 3 | ||||||||
Vùng phân bố | N | DC | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
BD | 1 | 2 | 10 | |||||||
3 | 25 | 2 | ||||||||
2 | 2 | 5 | ||||||||
3 | 7 | 1 | ||||||||
BD tổng | 47 | 3 | ||||||||
CYS | 1 | 1 | 1 | 3 | ||||||
2 | 2 | |||||||||
3 | 2 | 6 | ||||||||
2 | 2 | 1 | ||||||||
3 | 7 | |||||||||
3 | 3 | 1 | ||||||||
CYS tổng | 2 | 17 | 4 | |||||||
KKK | 1 | 1 | 2 | 24 | ||||||
2 | 2 | 42 | 1 | |||||||
3 | 2 | |||||||||
2 | 1 | 6 | ||||||||
2 | 11 | 3 | ||||||||
3 | 2 | 1 | ||||||||
3 | 2 | 1 | ||||||||
4 | 1 | 1 | ||||||||
2 | 2 | |||||||||
KKK tổng | 4 | 89 | 7 | |||||||
Tổng chung | 47 | 3 | 4 | 89 | 7 | 2 | 17 | 4 | ||
Ghi chú: Cấp N:1: <10 cây/ha, 2: 10 -50 cây/ha, 3: 51 – 100 cây/ha và 4:>100 cây/ha. DC: Mã cấp độ cao; TDD: Mã độ dày tầng đất; P: Mã lượng mưa trung bình năm theo Bảng 2.2. BD: Bidoup – Núi Bà, CYS: Chư Yang Sinh và KKK: Kon Ka Kinh
Để bảo tồn một loài cây nói chung thì cần biết các vùng phân bố tập trung với mức độ tập trung khác nhau liên quan đến các yếu tố địa lý và sinh thái. Từ các lớp cơ sở dữ liệu theo tọa độ địa lý, mật độ Thông 5 lá và các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đã tạo lập được bản đồ phân bố theo cấp mật độ Thông 5 lá cùng với hệ
thống dữ liệu của 10 nhân tố sinh thái trong GIS. Trong đó cấp mật độ (N) Thông 5 lá được chia thành 4 cấp: Cao (> 100 cây/ha), trung bình (51-100 cây/ha), thấp (10 – 50 cây/ha) và hiếm (< 10 cây/ha).
Trên cơ sở dữ liệu của ba nhân tố sinh thái là lượng mưa (P), độ cao so với mặt biển (DC) và độ dày tầng dất (TDD) ảnh hưỏng đến phân bố mật độ Thông 5 lá, chỉ ra được mật độ các điểm phân bố Thông 5 lá trong ba vùng phân bố sinh thái theo ba nhân tố sinh thái ảnh hưởng ở Bảng 3.30.
Hình 3.41. Bản đồ cấp mật độ quần thể Thông 5 lá ở VQG Bidoup - Núi Bà. Cấp mật độ Thông 5 lá: Thấp (10 – 50 cây/ha) và hiếm (<10 cây/ha). Số trên bản đồ là số hiệu tiểu khu rừng.
Bản đồ chuyên đề dạng Grid trong phần mềm Mapinfo được thiết lập để phân chia các vùng có các cấp mật độ khác nhau dựa vào lớp dữ liệu mật độ loài và các tham số theo hệ thống điều tra giám sát như cự ly giữa các tuyến, điểm và phạm vi tối đa của vùng phân bố.
Kết quả từ Hình 3.41 cho thấy cấp mật độ quần thể Thông 5 lá tại VQG Bidoup
- Núi Bà là từ hiếm đến thấp với mật độ từ < 10 cây/ha đến 10 – 50 cây/ha trong vùng phân bố của nó. Trong đó Thông 5 lá phân bố chủ yếu ở hai cụm theo hướng Tây Nam và hướng Đông của VQG.
Hình 3.42. Bản đồ cấp mật độ quần thể Thông 5 lá ở VQG Chư Yang Sin. Cấp mật độ Thông 5 lá: Trung bình (51-100 cây/ha), thấp (10 – 50 cây/ha) và hiếm hoặc ít gặp (<10
cây/ha). Số trên bản đồ là số hiệu tiểu khu rừng.
Kết quả từ Hình 3.42 cho thấy cấp mật độ quần thể Thông 5 lá tại VQG Chư Yang Sin từ hiếm gặp đến thấp (<10 cây/ha, 10– 50 cây/ha) và trung bình (từ 51 – 100 cây/ha). Trong đó Thông 5 lá phân bố tập trung ở khu vực trung tâm VQG chung quanh đỉnh Chư Yang Sin.
Hình 3.43. Bản đồ cấp mật độ quần thể Thông 5 lá ở VQG Kon Ka Kinh. Cấp mật độ Thông 5 lá: Cao (>100 cây/ha), trung bình (51-100 cây/ha), thấp (10 – 50 cây/ha) và hiếm
(<10 cây/ha). Số trên bản đồ là số hiệu tiểu khu rừng.
Từ Hình 3.43 cho thấy cấp mật độ quần thể Thông 5 lá tại VQG Kon Ka Kinh đi từ hiếm (<10 cây/ha) đến cao (> 100 cây/ha) và rải đều hầu khắp trên lâm phần quản