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

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Hình 4.19:Sinh trưởng thể tích lâm phần Keo tai tượng theo hàm Gompertz

* Thảo luận về vấn đề nghiên cứu quy luật sinh trưởng của loài Keo

tai tượng tại Hàm Yên – Tuyên Quang:

Nhìn chung, cả hai hàm Gompertz và Schumacher đều mô phỏng tốt quy luật sinh trưởng của Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu. Điều này phù hợp với rất nhiều các nghiên cứu của các tác giả đi trước khi nghiên cứu về quy luật sinh trưởng của cây rừng cũng như lâm phần.

- Đối với nghiên cứu sinh trưởng cây cá lẻ cây Keo tai tượng: Hàm Gompertz được sử dụng để thể hiện quy luật sinh trưởng cho cả 3 đại lượng là D1,3, Hvn và V cho cả cây có vỏ và không vỏ.

- Đối với nghiên cứu sinh trưởng lâm phần Keo tai tượng:

+ Hàm Schumacher được sử dụng để thể hiện quy luật sinh trưởng chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực.

+ Hàm Gompertz được sử dụng để thể hiện quy luật sinh trưởng thể tích.

Với trường hợp khi nghiên cứu quy luật sinh trưởng thể tích lâm phần, hai hàm Gompertz và Schumacher cho phương sai hồi quy và hệ số xác định gần như nhau, đề tài vẫn chọn hàm Gompertz, vì nó được đánh giá là tốt, phù hợp với quy luật và ổn định hơn các dạng hàm khác, đặc biệt là khi nghiên cứu quy luật sinh trưởng thể tích cây rừng ở nước ta.

4.4. Vận dụng các quy luật cấu trúc, sinh trưởng và hình dạng để dự đoán trữ sản lượng rừng Keo tai tượng

4.4.1. Xác định f1,3 thân cây đứng loài Keo tai tượng

Kết quả nghiên cứu quan hệ giữa f1,3 với d1,3 hoặc giữa f1,3 với d1,3 và h đã xác nhận tồn tại mối liên hệ chặt chẽ. Có thể sử dụng các phương trình này để xác định f1,3 trên cơ sở đo đạc nhân tố d1,3 và h trên thân cây đứng.

4.4.2. Xây dựng công thức xác định thể tích cây đứng Keo tai tượng

Do hình cao (hf1,3) có quan hệ mật thiết với chiều cao (h) và có thể dùng chung phương trình cho đối tượng nghiên cứu ở các tuổi khác nhau. Từ đó, có thể xây dựng được công thức xác định thể tích thân cây đứng cho Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu như sau:

- Xuất phát từ công thức tính thể tích kinh điển:

V = g.h.f (4.30)

Xuất phát từ phương trình quan hệ của hình cao và chiều cao: hf = a + b.h

Suy ra: hf = ( a h).b b

 hf = (k + h).b

Đặt: k = a

Thay hf vào công thức (4.30) ta được:

V = g.(k + h).b (4.31)

Đây chính là công thức xác định thể tích cây cá lẻ.

- Từ kết quả nghiên cứu cho thấy: quan hệ hf1,3/h tồn tại chặt chẽ theo phương trình (4.10):

Ta có: k =

hf1,3 = 2,8243 + 0,3233.h

a 2,8243  2,5496

b 0,3233

Vậy công thức xác định thể tích thân cây Keo tai tượng là:

V = g.(2,5496 + h).0,3233 (4.32)

Phương pháp xác định: Muốn biết thể tích cây đứng Keo tai tượng chỉ

cần đo đường kính (d1,3) rồi quy ra tiết diện ngang (g1,3 = cao thân cây rồi thay vào công thức (4.32).

.d21,3), đo chiều

4.4.3. Dự đoán tỷ lệ % số cây và thể tích theo kích cỡ D1.3 và Hvn

Trong thực tế kinh doanh gỗ nguyên liệu giấy, gỗ chế biến đồ mộc hay gỗ sản phẩm ở Tuyên Quang, các nhà kinh doanh thường quan tâm đến lâm phần có bao nhiêu cây có D1,3 > 8 cm, hay từ 8 cm – 15 cm, từ 15 cm – 20 cm, 20 cm – 25 cm hoặc > 25 cm.

Trên cơ sở tổng hợp các kết quả nghiên cứu phân bố N/D cho tất cả các tuổi, kết hợp với một số quy luật cấu trúc khác như: quan hệ H/D (bảng (4.5)), quan hệ f1,3/d1,3 (bảng (4.8)), quan hệ f1,3/d1,3/hvn (bảng (4.9)) có thể dự đoán được tỷ lệ % số cây và thể tích theo cỡ D1,3, Hvn , các bước như sau:

(1). Xác định D1,3 trên ÔTC (diện tích ô từ 500 đến 2000 m2) và tuổi của lô theo lý lịch lô.

(2). Xác định giá trị D1,3 nhỏ nhất và D1,3 lớn nhất của ÔTC và đưa ra cỡ D1,3 = 2 cm từ giá trị D1,3 nhỏ nhất đó, ví dụ như: 8 cm, 10 cm, 12 cm v.v..



(3). Xác định tỷ lệ % số cây theo cỡ D1,3 (cỡ D1,3 = 2 cm) của ÔTC theo công thức của hàm Weibull như sau:

P(x1

< x < x2) =

e.x1

e.x2

(4.33)

Trong đó: ,  đã được tính cho từng tuổi ở bảng (4.2) x1 = xdưới - xmin

x2 = xtrên - xmin

d(xdưới - xtrên) là cỡ đường kính ngang ngực.

Ví dụ: Ở tuổi 10 (năm trồng 1997) tra bảng (4.2) được giá trị:  = 2,39 và  = 0,00559. Với cỡ đường kính D = 16 – 18 cm, nếu Dmin trong ÔTC là 8 cm thì: x1 = 16 – 8 = 8 và x2 = 18 – 8 = 10. Vậy Pi tính cho cỡ kính trên là: P (8 < x < 10) = (exp(-0,00559 * 82,39)) – (exp(-0,00559 * 102,39)) = 0,19353 

19,35% tổng số cây trong lâm phần.

(4). Xác định chiều cao vút ngọn theo cỡ D1,3 từ tương quan H/D mỗi tuổi tra trong bảng (4.5). (Ngoài ra, từ Pi và hi ở mỗi cỡ D1,3 có thể biết được tỷ lệ % chiều dài sản phẩm mỗi cỡ kính trong lô).

(5). Tính f1,3 cho từng cỡ kính (fi) dựa trên từng cặp (di, hi) theo phương trình quan hệ được nghiên cứu ở bảng (4.8) (hoặc bảng (4.9)).

(6). Tính thể tích bình quân thân cây cho từng cỡ kính bằng công thức

kinh điển: V = /4 . d 2 . h . f

1,3 vn 1,3

(7). Nhân thể tích bình quân thân cây của từng cỡ kính D1,3 với tỷ lệ % số cây theo cỡ D1,3 của ÔTC sẽ được thể tích tương ứng với từng cỡ D1,3 (ký

hiệu là Vi). Tính thể tích theo tỷ lệ % số cây mỗi cỡ D1,3 trên 1 ha sẽ bằng (Vi x 10 000)/SÔTC(m2).

Nếu muốn tính luôn thể tích lâm phần trên 1 ha thì cộng tổng trữ lượng theo tỷ lệ % mỗi cỡ kính.

4.4.4. Xác định trữ lượng lâm phần theo tuổi

Trong mỗi lô Keo tai tượng đều có lý lịch ghi năm trồng, mật độ, biện pháp chăm sóc v.v.. điều này thuận lợi cho nghiên cứu các quy luật sinh trưởng lâm phần và các nghiên cứu khác.

Từ các quy luật sinh trưởng lâm phần có thể xác định được trữ lượng lâm phần theo tuổi như sau:

+ Xác định tuổi và số cây trong lâm phần qua lý lịch lô (hoặc điều tra).

+ Tính thể tích bình quân của lâm phần theo phương trình mô tả quy luật sinh trưởng thể tích (4.29).

+ Nhân thể tích bình quân lâm phần với số cây lâm phần sẽ được trữ lượng lâm phần hoặc suy ra trữ lượng trên ha.

Ngoài ra, dựa vào quy luật sinh trưởng lâm phần này chúng ta có thể xác định được sản lượng lâm phần. Cách tính lượng tăng trưởng lâm phần Keo tai tượng sau 1 năm, 2 năm hoặc chu kỳ kinh doanh ngắn n năm (giả sử số cây trong lô thay đổi không đáng kể) như sau:

 Xác định tuổi hiện tại (A) và số cây của lô keo dựa vào lý lịch lô.

 Tính trữ lượng bình quân lâm phần hiện tại (M) theo công thức (4.29)

đã lập được từ quy luật sinh trưởng thể tích.

 Xác định tuổi sau 1 năm, 2 năm hoặc chu kỳ kinh doanh ngắn n năm là (A + n). Từ đó tính được trữ lượng bình quân lâm phần tại tuổi (A + n)

bằng công thức (4.29), ký hiệu là MA+n. Chú ý nếu thời gian dự đoán càng lớn (n càng lớn) thì sai số thường mắc phải là sai số hệ thống và tương đối lớn [12].

 Lấy MA+n – M được lượng tăng trưởng thể tích bình quân của lô Keo tai tượng sau n năm. Nhân lượng tăng trưởng này với số cây hiện tại của lô sẽ được lượng tăng trưởng trữ lượng lâm phần Keo tai tượng sau n năm.

4.4.5. Lập biểu thể tích

Trữ lượng lâm phần là tổng thể tích cây rừng tạo nên lâm phần. Nó là nhân tố quan trọng và thường là mục tiêu của công tác điều tra tài nguyên rừng.

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy: thể tích thân cây không vỏ có quan hệ chặt chẽ với đường kính ngang ngực và chiều cao thân cây thông qua dạng phương trình (4.4). Các tương quan: giữa thể tích thân cây có vỏ với thể tích thân cây không vỏ; giữa đường kính thân cây có vỏ với đường kính thân cây không vỏ tồn tại ở dạng quan hệ đường thẳng biểu thị qua các phương trình (4.7) và (4.9), với hệ số tương quan rất cao (R > 0,98), chứng tỏ việc tính toán thể tích có vỏ thông qua thể tích có vỏ (hoặc ngược lại) hay tính toán đường kính thân cây có vỏ thông qua đường kính không vỏ (hoặc ngược lại) sẽ có độ chính xác cao.

Về biểu thể tích lập cho loài Keo tai tượng vùng Trung tâm, do lập trên phạm vi rộng (gồm 5 tỉnh phía Bắc là: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái), điều kiện thu thập số liệu chưa bao quát hết các đối tượng trên các điều kiện lập địa khác nhau. Hơn nữa, qua tham khảo số liệu báo cáo của Viện nghiên cứu cây nguyên liệu giấy (2005) [30], cho thấy ở khu vực tỉnh Tuyên Quang, đặc biệt là huyện Hàm Yên thì sinh trưởng của Keo tai tượng tỏ ra vượt trội so với các tỉnh khác của vùng nguyên liệu giấy Trung tâm.

Từ những phân tích trên cho thấy, việc sử dụng các phương trình (4.4), (4.7) và (4.9) để xác định thể tích cây Keo tai tượng hay lâm phần Keo tai tượng, hoặc sử dụng các phương trình này để lập biểu thể tích cho khu vực nghiên cứu là việc làm hợp lý và cho kết quả đảm bảo độ chính xác yêu cầu của công tác điều tra tài nguyên rừng.

- Ngoài ra, có thể sử dụng hai dạng phương trình (4.19) và (4.21) được thiết lập từ kết quả nghiên cứu đường sinh thân cây để xác định thể tích thân cây đứng hoặc lâm phần loài Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu. Khi có cặp số liệu D1,3 và Hvn, thay vào phương trình (4.19) và (4.21) ta sẽ xác định được thể tích thân cây đứng có vỏ và không vỏ cho loài Keo tai tượng.

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

Hiện nay một số loài cây mọc nhanh nói chung cũng như loài Keo tai tượng nói riêng được trồng phổ biến ở các tỉnh vùng Trung tâm nguyên liệu giấy với mục đích chính là cung cấp nguyên liệu cho sản xuất giấy và ván nhân tạo, vì vậy trữ lượng lâm phần là yếu tố quan trọng. Việc xác định thời điểm khai thác để đạt được hiệu quả nhất về kinh tế là rất quan trọng. nhiều trường hợp người trồng rừng khai thác tại thời điểm mà lâm phần đang ở giai đoạn tăng trưởng mạnh nhất về trữ lượng, dẫn đến lãng phí, nhiều trường hợp lại khai thác ở tuổi quá muộn dẫn đến hiệu quả kinh tế không đạt. Để phục vụ mục tiêu kinh doanh rừng trồng Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu, đề tài tiến hành nghiên cứu vấn đề dự tính tuổi thành thục số lượng để làm cơ sở cho việc tác động các biện pháp kinh doanh hợp lý.

Đề tài sử dụng các phương trình (4.25), (4.29) được lập từ hàm sinh trưởng Gompertz, đồng thời sử dụng phương trình (4.7) để nội suy cây có vỏ ở các tuổi cho cây cá lẻ, từ đó dự tính một số chỉ tiêu cơ bản về sinh trưởng và

tăng trưởng thể tích. Các chỉ tiêu cần xác định là giá trị cực đại của tăng trưởng hàng năm (Zv) và tăng trưởng bình quân chung (∆v) và thời điểm đạt được các giá trị cực đại.

Bảng 4.19: Tuổi và giá trị cực đại của tăng trưởng thường xuyên hàng năm (Zvmax) và tăng trưởng bình quân chung (∆vmax) của cây cá lẻ và lâm phần Keo tai tượng

Đại lượng

Tuổi

∆v

Vcv (m3)

cây cá lẻ

0,042358

0,028158

Vcv (m3)

lâm phần

0,035217

0,025565