Các Phương Trình Biểu Thị Quan Hệ Dt/d1,3 Dạng: Dt = A + B.d1,3 Ở Các Tuổi Khác

quan Dt/D1,3 cho các lâm phần Keo tai tượng ở các tuổi tại Hàm Yên. Kết quả được tổng hợp ở bảng 4.6:

Bảng 4.6: Các phương trình biểu thị quan hệ Dt/D1,3 dạng: Dt = a + b.D1,3 ở các tuổi khác nhau

Tuổi

Phương trình quan hệ H/D	R	Xác suất của tiêu chuẩn
Phương trình quan hệ H/D	R	P(Fr)	P(ta)	P(tb)
3	Dt = 1,001 + 0,162.D1,3	0,79	0,000	0,000	0,000
4	Dt = 0,8547 + 0,1489.D1,3	0,84	0,000	0,000	0,000
5	Dt = 0,723 + 0,1676.D1,3	0,81	0,000	0,000	0,000
6	Dt = 0,3133 + 0,1883.D1,3	0,80	0,000	0,028	0,000
7	Dt = 0,5457 + 0,1723.D1,3	0,81	0,000	0,002	0,000
8	Dt = 0,0576 + 0,1893.D1,3	0,84	0,000	0,725	0,000
9	Dt = 0,6077 + 0,1514.D1,3	0,76	0,000	0,000	0,000
10	Dt = 0,811 + 0,1195.D1,3	0,81	0,000	0,000	0,000
11	Dt = 0,6173 + 0,1812.D1,3	0,86	0,000	0,002	0,000

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 116 trang tài liệu này.

Từ bảng 4.6 cho thấy: Hệ số tương quan R biến động từ 0,76 đến 0,86. Có 1/9 trường hợp có P(ta) > 0,05 nghĩa là tham số hồi quy a không tồn tại. Còn cả 9 trường hợp đều có P(Fr) và P(tb) < 0,05 tức là tồn tại hệ số tương quan R và tham số hồi quy b. Phương trình tương quan thực sự tồn tại, giữa Dt và D1,3 có mối liên hệ ở mức độ chặt. Từ đó thông qua D1,3 (chỉ tiêu dễ đo đếm) có thể xác định được đường kính tán của các cây trong lâm phần, qua đó xác định được diện tích dinh dưỡng phù hợp, mật độ tối ưu cho lâm phần hiện tại và cường độ chặt nuôi dưỡng rừng hợp lý. Đồng thời cũng có thể chọn được các biện pháp lâm sinh hợp lý để điều tiết tán cây, làm tăng tốc độ sinh trưởng của cây rừng.

4.0

3.5

3.0

2.5

Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 (tuổi 4)

Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 (tuổi 6)

2.0

1.5

6 8

10 12

14 16

Observed Linear

8 10

12 14

16 18

20 22

Observed Linear

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 (tuổi 8)

4.5

4.0

3.5

3.0

Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 (tuổi 10)

2.5

2.0

1.5

1.0

8 10

12 14

16 18 20 22

Observed Linear

2.5

2.0

1.5

0 10 20

Observed Linear

Hình 4.8: Biểu đồ tương quan Dt/D1,3 ở các tuổi 4, 6, 8, 10

Qua bảng 4.6 cho thấy: hệ số góc b của các phương trình biến động từ 0,1195 đến 0,1893 nên có thể đặt giả thuyết về sự thuần nhất giữa các tuổi, nghĩa là kiểm tra khả năng lập thành một phương trình chung cho đối tượng nghiên cứu nhằm xác định nhanh đường kính tán thông qua đường kính ngang ngực mà không cần biết lý lịch lô Keo tai tượng (tuổi).

Trong cùng một tuổi, các lâm phần đã được kiểm tra sự thuần nhất của các nhân tố điều tra (D1,3, Hvn, Dt) nên chỉ cần kiểm tra khả năng thuần nhất của các phương trình tương quan Dt/D1,3 dạng (3.6) ở 9 tuổi khác nhau bằng tiêu chuẩn 2 của Pearson. Công thức tính là:

n 2

2 W

Wbi .bi 

.b 2 i1 

(4.3)

i1

bi i

Wbi

i1

Với Wbi là trọng số của hệ số hồi quy bi và Wbi = 1/Sbi2; trong đó Sbi2 là phương sai của hệ số hồi quy bi. Nếu 2 tính 052 tra bảng với k = n-1 bậc tự do thì các hệ số hồi quy bi thuần nhất với nhau, nghĩa là giả thuyết H0 được chấp nhận, khi đó các phương trình hồi quy tuyến tính đơn sẽ được gộp lại thành một phương trình chung.

Sau khi lập được các phương trình tương quan ở các tuổi, tiến hành kiểm tra sự thuần nhất các hệ số hồi quy bi. Kết quả cho thấy 2 tính = 56,05 > 205

= 15,5 (với k = 8). Như vậy, không thể xác định một phương trình chung biểu thị quan hệ Dt/D1,3 cho toàn bộ các lâm phần Keo tai tượng có tuổi khác nhau. Nói cách khác, chỉ có thể sử dụng phương trình biểu thị quan hệ Dt/D1,3 cho từng tuổi ở các lâm phần Keo tai tượng.

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)

Thể tích là nhân tố quan trọng và là mục tiêu của công tác điều tra tài nguyên rừng. Cũng như các nhân tố khác, giữa thể tích thân cây không vỏ với đường kính và chiều cao thân cây luôn tồn tại mối quan hệ chặt chẽ biểu thị dưới nhiều dạng phương trình toán học khác nhau. Đề tài sẽ thử nghiệm một vài dạng phương trình phổ biến, được nhiều chuyên gia trong và ngoài nước sử dụng. Các phương trình thử nghiệm có dạng: (3.7), (3.8), (3.9), (3.10).

Để lập mối quan hệ giữa thể tích thân cây không vỏ với đường kính và chiều cao thân cây, đề tài sử dụng số liệu của 16 cây giải tích (gồm 144 cây từ tuổi 2 đến tuổi 10). Kết quả xử lý được tổng hợp ở bảng (4.7) như sau:

Bảng 4.7: Tổng hợp các tham số khi phân tích hồi quy và tương quan

của các dạng hàm

Dạng PT

R2	S 2 y	a	b	c
(3.7)	0,9929	6,88E-5	1,234E-03	3,89E-05
(3.8)	0,9929	6,93E-5	8,917E-04	3,35E-05	3,88E-05
(3.9)	0,9932	6,68E-5	3,19E-5	1,839214	1,21037
(3.10)	0,9503	1,18E-3	0,128624	5,951E-5

Ghi chú: R2 đã qua tuyến tính hoá.

Bảng 4.7 cho thấy: cả 4 phương trình đều cho hệ số xác định rất cao, phương sai hồi quy nhỏ. Chứng tỏ giữa thể tích thân cây không vỏ có quan hệ rất chặt với chiều cao và đường kính thân cây.

Trong 4 phương trình trên thì dạng (3.9) có hệ số xác định cao nhất (R2 = 0,9932), phương sai hồi quy nhỏ (S 2 = 6,68E-5). Vì vậy đề tài quyết định chọn hàm (3.9) để mô tả quan hệ giữa thể tích thân cây không vỏ với đường kính và chiều cao thân cây. Phương trình cụ thể là:

V = 3,19E-5.D1,839214.H1,21037 (4.4)

4.1.7.1. Kiểm tra sai số hệ thống của phương trình quan hệ V/D/H

Để lựa chọn phương trình hồi quy thích hợp biểu thị cho mối quan hệ V/D/H, ngoài việc dựa vào các chỉ tiêu thống kê như hệ số xác định, phương sai hồi quy, … đề tài sử dụng tiêu chuẩn thông dụng hiện nay và cũng đã được phần mềm SPSS đưa vào là tiêu chuẩn d của Durbin – watson để kiểm tra sai số hệ thống của phương trình (4.4). Tiêu chuẩn này có công thức là:

ei ei1 

d e2

(4.5)

Trong đó: dấu tổng ở tử số chạy từ 2 đến n vì một điểm quan sát bị mất đi khi lấy hiệu các quan sát kế tiếp nhau. Còn tổng ở mẫu chính là QE trong bảng

^ 2

phân tích phương sai với

QE y y 

. Phạm vi để chấp nhận giả thuyết H0



không có tự tương quan cả âm và dương hay không có sai số hệ thống như sau:

Giả thiết

Quyết định	Giới hạn
Không có tự tương quan dương	Bác bỏ	0 < d < Gd
Không có tự tương quan dương	Không có kết luận	Gd < d < Gt
Không có tự tương quan âm	Bác bỏ	4-Gd < d < 4
Không có tự tương quan âm	Không có kết luận	4-Gt < d < 4-Gd
Không có tự tương quan âm và dương	Không bác bỏ	Gt < d < 4-Gt

Trong đó: Gt và Gd được tra bảng [29] ứng với n là dung lượng mẫu, k là số biến độc lập với mức ý nghĩa  = 0,05.

Ưu điểm của cách tính sai số hệ thống này là không cần thêm dung lượng điều tra ngoài dung lượng mẫu lập phương trình để kiểm tra. Ngoài ra, cách tính toán cũng đơn giản và chính xác. Nhưng nhược điểm đó là có một số miền không kết luận được.

Kết quả kiểm tra phương trình (4.4) tính được d = 1,843. Với n = 144, k = 2 tra bảng được Gd = 1,076 và Gt = 1,760. Như vậy, d nằm trong khoảng Gt < d < 4-Gt nghĩa là phương trình không có tự tương quan âm và dương hay nói cách khác phương trình không có sai số hệ thống.

4.1.7.2. Kiểm tra tính thích ứng của phương trình quan hệ V/D/H

Để kiểm nghiệm độ chính xác của công thức (4.4), đề tài đã dùng số liệu tính toán của 28 cây chặt ngả (từ tuổi 4 đến tuổi 10) không tham gia vào quá trình thiết lập phương trình. Số liệu các cây chặt ngả này được kế thừa của Lâm trường Hàm Yên và được giải tích năm 2006. Bằng phương pháp xác định sai số

Vbiểu Vquan sát

Vquan sát

tương đối (∆%) giữa thể tích thực thân cây và thể tích có được từ giá trị D1,3, Hvn của cây đem tính toán bằng công thức (4.4):

v % 

*100

(4.6)

Kết quả kiểm tra cho thấy: sai số tương đối nằm trong khoảng từ 0,1% đến 18,62%, sai số tương đối trung bình là 8,75% nhỏ hơn 10% (là sai số tương đối cho phép trong điều tra rừng), số lần mắc sai số dương là 17, số lần mắc sai số âm là 11. Chứng tỏ công thức (4.4) có độ chính xác cần thiết. Có thể sử dụng phương trình này để xác định thể tích từng cây cá lẻ Keo tai tượng hoặc lâm phần tại khu vực nghiên cứu.

4.1.7.3. Tương quan giữa thể tích thân cây có vỏ và thể tích thân cây không vỏ

Từ công thức (4.4) có thể xác định thể tích thân cây, tuy nhiên đó chỉ là thể tích thân cây không vỏ. Để xác định thể tích thân cây có vỏ đề tài tiến hành nghiên cứu mối quan hệ giữa thể tích thân cây có vỏ và không vỏ cho Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu.

Từ số liệu Vcv và Vkv của 44 cây chặt ngả ở các độ tuổi, điều kiện lập địa và mật độ khác nhau. Trong đó: 16 cây chặt ngả ở tuổi 10, kết hợp với số liệu kế thừa của Lâm trường Hàm Yên là 28 cây ở các độ tuổi từ 4 đến 10. Thông qua biểu đồ để phát hiện quy luật cho thấy ở hình (4.9):

Vcv

0.45

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2

0.15

0.1

0.05

0.1

0.2

0.3

Vkv

0.4

Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa Vcv và Vkv

Trên cơ sở biểu đồ đám mây điểm trên, đề tài đã xác lập mối liên hệ giữa thể tích thân cây có vỏ với thể tích thân cây không vỏ thông qua dạng quan hệ đường thẳng. Kết quả tính toán trên Excel được phương trình cụ thể như sau:

Vcv = 0,008867 + 1,077386.Vkv (4.7)

Hệ số tương quan của phương trình rất cao (R =0,996), sai tiêu chuẩn hồi quy nhỏ (Sy = 0,00894). Các hệ số hồi quy a và b đều tồn tại (do có xác suất P(a)

= 2,47E-03 và P(b) = 6,16E-46 đều nhỏ hơn 0,05). Như vậy, mối quan hệ giữa

thể tích không vỏ với thể tích có vỏ là rất chặt chẽ. Hay nói cách khác, việc xác định thể tích thân cây có vỏ thông qua thể tích thân cây không vỏ (hay ngược lại) là thích hợp và cho độ chính xác cao.

4.1.8. Quan hệ giữa hình số thường (f1.3) với đường kính và chiều cao thân cây

Hình số là nhân tố quan trọng cấu thành thể tích thân cây nhưng không thể đo trực tiếp trên cây như đường kính hoặc chiều cao của nó. Vì vậy, hiểu biết về hình số có ý nghĩa đặc biệt về lý luận và thực tiễn đo cây.

Mục đích xác định hình số là để tính toán thể tích thân cây đứng vì vậy không thể sử dụng các công thức khái niệm và công thức tính toán đã biết vào việc này. Hình số trên thân cây đứng chỉ có thể xác định thông qua quan hệ của nó với những nhân tố dễ đo trên thân cây.

Khi xác định trữ lượng lâm phần, có thể nghiên cứu tìm ra một giá trị hình số trung bình để sử dụng tính toán sẽ đơn giản hơn mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Tuy nhiên, giá trị này sẽ sai lệch so với trị số thực của từng cây riêng lẻ. Xuất phát từ những lý do trên, để giải quyết việc xác định f1,3 cho từng cây riêng biệt đề tài tiến hành nghiên cứu mối quan hệ của nó với các nhân tố dễ đo trên thân cây là d1,3 và hvn.

Tài liệu nghiên cứu là những cây giải tích tại tuổi 10 (rừng trồng năm

1997), với dung lượng mẫu là 16 cây có thể tạm đủ để tính toán các đặc trưng

mẫu cần thiết. Vì theo Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] khi nghiên cứu hình dạng thân cây rừng tự nhiên ông đã sử dụng những đơn vị có từ 10 cây tiêu chuẩn trở lên.

Tuy nhiên, khi nghiên cứu cho những tuổi trước 10 lại không tính toán được các nhân tố f1,3 và d1,3 cả vỏ (vì khi giải tích đường kính đo được tại các vòng năm thân cây là những đường kính không vỏ). Trong thực tiễn điều tra rừng Keo tai tượng, thường là các giá trị f1,3 cả vỏ và d1,3 cả vỏ mới có ý nghĩa sử dụng. Để giải quyết vấn đề này, đề tài tiến hành lập quan hệ giữa f1,3 cây vỏ với f13 cây không vỏ, và quan hệ giữa d1,3 cây có vỏ với d1,3 cây không vỏ, từ đó suy ra f1,3 và d1,3 cây có vỏ cho các tuổi trước 10. Tài liệu để lập các quan hệ này là 16 cây tại tuổi 10. Ngoài ra, để tăng thêm độ chính xác cho kết quả nghiên cứu đề tài đã kế thừa thêm số lệu 28 cây giải tích tại Lâm trường Hàm Yên – Tuyên Quang (từ tuổi 4 đến tuổi 10 - mỗi tuổi có 4 cây giải tích). Như vậy, tổng số cây để lập các quan hệ của f1,3 và d1,3 là 44 cây ở các tuổi từ 4 đến 10.

4.1.8.1. Lập tương quan giữa f1,3 cây có vỏ (f1,3Cv) với f1,3 cây không vỏ (f1,3Kv)

Các nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Thị Hải Yến (2002), Phan Nguyên Hy (2003) và một số tác giả khác đã thừa nhận giữa f1,3Cv và f1,3Kv có mối quan hệ chặt chẽ với nhau theo dạng đường thẳng: f1,3Cv = a + b.f1,3Kv.

Dựa vào số liệu của 44 cặp số liệu cây giải tích có vỏ và không vỏ, đề tài lập tương quan giữa f1,3Cv và f1,3Kv cho các đối tượng Keo tai tượng tại khu vực nghiên cứu. Kết quả tính trên phần mềm Excel được hệ số tương quan rất cao (R

= 0,922), sai tiêu chuẩn hồi quy nhỏ (Sy = 0,023), phương trình và hệ số hồi quy b tồn tại (do có xác suất P(Fr) = 6,31E-19 và P(b) = 6,31E-19 đều nhỏ hơn 0,05), còn hệ số a rất nhỏ (a = 0,008417) và không tồn tại (xác suất P(a) = 0,79 > 0,05). Phương trình được điều chỉnh và cho kết quả tương quan như sau:

f1,3Cv = 0,999254.f1,3Kv (4.8)