Phát triển những hàm độ thon thân cây keo lai trồng thuần loài ở Việt Nam

Bài viết Phát triển những hàm độ thon thân cây keo lai trồng thuần loài ở Việt Nam giới thiệu những hàm độ thon thân và sản lượng gỗ thu hoạch để thống kê thể tích thân cả vỏ và không vỏ và trữ lượng gỗ sản phẩm đối với rừng trồng thuần loài Keo lai ở Việt Nam.

Lâm học PHÁT TRIỂN NHỮNG HÀM ĐỘ THON THÂN CÂY KEO LAI TRỒNG THUẦN LOÀI Ở VIỆT NAM Nguyễn Văn Thêm1, Nguyễn Trọng Bình2, Nguyễn Trọng Minh2 Hội Khoa học Kỹ thuật Lâm nghiệp TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Lâm nghiệp https://doi.org/10.55250/jo.vnuf.2022.2.022-031 TÓM TẮT Bài báo giới thiệu hàm độ thon thân sản lượng gỗ thu hoạch để thống kê thể tích thân vỏ không vỏ trữ lượng gỗ sản phẩm rừng trồng loài Keo lai Việt Nam Các hàm độ thon thân hàm sản lượng gỗ xây dựng từ 168 mẫu từ cấp đường kính ÷ 24 cm Hàm độ thon thích hợp kiểm định từ 10 hàm dự tuyển khác nhau; hàm nhóm tác giả đề xuất nghiên cứu năm 2022 Khả ứng dụng hàm độ thon kiểm định từ mẫu cấp đường kính từ ÷ 16 cm Kết nghiên cứu cho thấy 10 hàm mô tả tốt độ thon thân Keo lai mức ý nghĩa P < 0,01; hàm Them-Binh 2022d hàm thích hợp Các hàm độ thon thân cây, hàm thể tích thân đứng vỏ khơng vỏ, hàm thể tích gỗ sản phẩm vỏ không vỏ nhận sai số nhỏ 10,0% Từ khoá: độ thon thân vỏ, độ thon thân không vỏ, hàm độ thon thân vỏ, hàm độ thon thân không vỏ, rừng Keo lai ĐẶT VẤN ĐỀ Đường kính thân gỗ giảm dần từ gốc đến Đường cong biểu diễn suy giảm đường kính thân gỗ từ gốc đến gọi độ thon thân gỗ hay hình dạng thân gỗ Độ thon thân gỗ khơng thay đổi theo lồi cây, chiều cao tuổi, mà theo điều kiện lập địa phương thức lâm sinh Xây dựng hàm biểu sản lượng gỗ mức cá thể quần thụ mối quan tâm lâm học, điều tra quản lý rừng, phân tích hiệu kinh doanh rừng Trong lâm học, hàm độ thon hàm thể tích thân gỗ sử dụng để xác định ảnh hưởng lập địa đặc tính quần thụ đến gỗ quần thụ (Nguyễn Văn Thêm, 2002) Trong điều tra rừng, độ thon thân sử dụng để ước lượng khơng thể tích phân đoạn gỗ với chiều dài bất kỳ, mà cịn thể tích thân đứng, thể tích gỗ sản phẩm sinh khối thân Trữ lượng rừng giúp cho nhà quản lý xây dựng chiến lược quản lý rừng Nhà kinh tế sử dụng hàm sản lượng để phân tích hiệu kinh doanh rừng Độ thon thân mơ tả hàm với biến dự đoán khác Nhiều tác giả (Muhairwe, 1999; Kozak, 2004; Sharma Zhang, 2004; Sharma Parton, 2009 (dẫn theo Tang cộng sự, 2017); Westfall Scott, 2010; Fonweban cộng sự, 2011; Lee cộng sự, 2017; Tang cộng sự, 2017) xây dựng hàm độ thon với nhiều 22 biến dự đốn khác nhau; ba biến dự đốn thường sử dụng đường kính thân ngang ngực (D, cm), chiều cao toàn thân (H, m), tỷ lệ chiều cao vị trí khác thân (h, m) H (m) Hàm độ thon thân gỗ dạng hàm tuyến tính hàm phi tuyến tính Ở Việt Nam, số tác giả (Vũ Tiến Hinh, 2012; Nguyễn Trọng Bình, 1995, 2005; Nguyễn Văn Thêm Lê Hồng Việt, 2021) xây dựng hàm thể tích hàm độ thon loài gỗ khác Rừng Keo lai (Acacia hybrid) phân bố khắp nước Kiểu rừng đóng vai trị to lớn kinh tế, mơi trường quốc phòng Việc thống kê trữ lượng gỗ đứng trữ lượng gỗ sản phầm kiểu rừng địi hỏi phải có biểu thể tích biểu gỗ sản phẩm Thế nhưng, thiếu hàm độ thon hàm thể tích rừng Keo lai trồng loài Việt Nam Hạn chế gây khó khăn cho điều tra rừng quản lý rừng Về lý thuyết, hàm độ thon hàm thể tích thân Keo lai trồng lồi khơng xây dựng từ hàm dự tuyển sẵn có, mà cịn phát triển thêm hàm Mặt khác, độ xác hàm không phụ thuộc vào dạng hàm số lượng biến dự đốn, mà cịn vào phương pháp xây dựng hàm hồi quy Xuất phát từ vấn đề đặt đây, mục tiêu nghiên cứu phát triển hàm độ thon hàm sản lượng để thống kê thể tích TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học thân vỏ, thể tích thân khơng vỏ trữ lượng gỗ sản phẩm rừng Keo lai trồng loài Việt Nam PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu rừng trồng Keo lai trồng loài Việt Nam từ – 10 tuổi Mật độ trồng ban đầu từ 1.100 cây/ha đến 2.200 cây/ha Số liệu độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam thu thập địa phương: Kẻ Gỗ (Hà Tĩnh), Đại Lải (Vĩnh Phúc), Vân Hán Phú Lương (Thái Nguyên), Hàm Yên (Tuyên Quang), Cẩm Lĩnh (Hà Nội), Xuân Lộc Vĩnh Cửu (Đồng Nai), Bến Cát Phú Giáo (Bình Dương) Thời gian nghiên cứu từ 2018 – 2020 Các khu vực chủ yếu rừng trồng phục vụ cho mục đích nghiên cứu loài Keo lai 2.2 Phương pháp thu thập số liệu Độ thon thân đứng vỏ (DhCV, m3) độ thon thân đứng không vỏ (DhOV, m3) Keo lai xác định từ 173 mẫu từ – 10 tuổi Đường kính (D, cm) chiều cao (H, m) mẫu dao động tương ứng từ 4,0 đến 24,0 cm 6,0 đến 27,0 m (Bảng 1) Những mẫu chặt hạ cách mặt đất 30 cm Các mẫu xác định chiều dài toàn thân (H, m) thước dây với độ xác 1,0 cm Thân phân chia thành phân đoạn với chiều dài (L) 100 cm; đoạn có chiều dài (Ln) 100 cm Đường kính thân vỏ (DCV, cm) đường kính thân khơng vỏ (DOV, cm) vị trí ngang ngực, đường kính thân vỏ đường kính thân không vỏ đầu nhỏ (tương ứng D1CV D1OV) đầu lớn (tương ứng D2CV D2OV) phân đoạn xác định thước Panme với độ xác mm Đoạn đo chiều dài (Ln, cm) đường kính đáy (DN, cm) Thể tích gỗ sản phẩm xác định từ gốc đến DCV ≥ cm 2.3 Phương pháp xử lý số liệu Từ 173 mẫu, sử dụng 168 để xây dựng hàm DhCV DhOV, lại cấp D = - 16 cm sử dụng để kiểm tra khả ứng dụng hàm độ thon Các hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam kiểm định từ 10 hàm dự tuyển (Bảng 2); hàm - 10 Nguyễn Văn Thêm Nguyễn Trọng Bình đề xuất Ở hàm - 10, D (cm) = đường kính thân ngang ngực; Dh (cm) = đường kính vị trí khác thân; H (m) = chiều cao toàn thân; h (m) = chiều cao từ gốc đến vị trí khác thân; Y = (h/H); XJ = (1 Y1/4)/(1 – 0,011/4); Xk = Q/(1 - p1/3) với p = (1,3/H); Q = - Y1/3; XL = (H - h)/(H - 1,3); Z = (h/1,3) Bảng Đặc trưng thống kê mẫu Đường kính ngang ngực A (năm) Chiều cao toàn thân Số D (cm) Min Max ±S H (m) Min Max ±S (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 6,3 4,0 8,8 0,74 8,7 10 1,7 29 7,8 7,0 8,4 0,45 10,5 12 1,0 23 9,1 8,4 9,7 0,41 12,0 11 14 0,9 20 10,2 9,8 10,9 0,31 13,5 11 16 1,4 25 11,4 11,0 11,7 0,22 15,2 12 17 1,6 15 12,3 12,0 12,8 0,24 16,2 12 18 1,5 29 13,6 12,8 14,4 0,47 17,4 15 21 1,2 10 22 17,3 14,7 24,0 1,38 20,8 14 27 3,2 Tổng số 168 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 23 Lâm học TT 10 Bảng Những hàm độ thon dự tuyển nghiên cứu Các hàm độ thon dự tuyển Tác giả Dh = a1Da2XJ(a3 + a4/exp(Z) + a5D^XJ + a6XJ^Z) Kozak (2001) Dh = a1Da2Ha3Xk(a4Y^4 + a5/exp(D/H) + a6XJ^0,1 + a7/D + a8H^Q + a9Xk) Kozak (2002) a2 (a Y^2 + a Y + a ) Dh = a1D (1 - Y) Lee (2003) Dh2 = a1D2XLZ(2 - (a2 + a3Y + a4Y^2)) Sharma-Zhang (2004) (Dh/D) = a1*U*Z(a2 + a3*Y + a4*Y^2) Sharma-Parton (2009) Them-Binh (2022a) Dh = a1(D2*H)a2(a3 - √ )(a4Y + a5Y^2 + a6Y^3 + a7(D/H)) Them-Binh (2022b) Dh = a1(D2*H)a2(a3 - √ )(a4Y^2 + a5Y^3 + a6Y^4 + a7(D/H)) a2 (a Y + a Y^2 + a Y^3 + a (D/H)) Them-Binh (2022c) Dh = a1(D *H) (a3 - √ ) Them-Binh (2022d) Dh = a1(D3*H)a2(a3 - √ )(a4Y^2 + a5Y^3 + a6Y^4 + a7(D/H)) Them-Binh (2022e) Dh = a1(D4*H)a2(a3 - √ )(a4Y^2 + a5Y^3 + a6Y^4 + a7(D/H)) Các hệ số hồi quy thống kê sai lệch 10 hàm dự tuyển xác định phương pháp phân tích hồi quy tương quan phi tuyến tính Marquartz Mức độ quan hệ DhCV DhOV với biến dự đoán đánh giá theo hệ số xác định (R2; Công thức 11) Sai lệch hàm độ thon so với độ thon thực tế Keo lai trồng loài Việt Nam đánh giá theo tiêu chuẩn: (1) Tổng sai lệch bình phương (SSR; Cơng thức 12); (2) Sai số chuẩn ước lượng (SEE; Công thức 13); (3) Sai số tuyệt đối trung bình (MAE; Cơng thức 14a) sai số tuyệt đối trung bình theo phần trăm (MAPE; Cơng thức 14b); (4) Sai số trung bình (ME; Cơng thức 15a) sai số trung bình theo phần trăm (MPE; Công thức 15b) Mức độ phù hợp hàm so với độ thon thực tế Keo lai ∑ ( R2 = [1 − ∑ ) ( ) ]100 (11) (12) SEE = (13) ( ) | (14a) 100 (14b) ME = (Dhi – Dhj) (15a) MAPE = MPE = ( AIC = nLn( ) 100 (15b) ) + 2p (16) Sau xác định hai hàm DhCV DhOV thích hợp, sử dụng hai hàm để ước lượng thể tích phân đoạn thân Keo lai trồng loài Việt Nam Sau tính thể tích thân đứng vỏ (VCV), thể tích thân đứng khơng vỏ (VOV), thể tích gỗ sản phẩm vỏ (VSPCV) thể tích gỗ sản phẩm khơng vỏ (VSPOV) Thể tích 24 đánh giá theo tiêu chuẩn thông tin Akaike (Công thức 16) Ở công thức (11) – (16), Dhi DhJ tương ứng độ thon thực tế độ thon ước lượng; DhBq độ thon trung bình thực tế; n = dung lượng quan sát; p = số tham số hàm độ thon Mục đích phân tích hồi quy xác định hàm ước lượng độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam với sai lệch nhỏ Theo mục đích này, trước hết so sánh hệ số R2 thống kê sai lệch (SSR, SEE, MAE, MAPE, AIC) 10 hàm dự tuyển Sau chọn hàm độ thon thích hợp theo tiêu chuẩn SEEMin SSRMin; tiêu chuẩn ưu tiên SSRMin Khả ứng dụng hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam đánh giá theo tiêu chuẩn ME, MPE MAPE SSR = ∑ ( ℎ − ℎ ) MAE | Công thức (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) phân đoạn thân Keo lai xác định theo công thức hình viên trụ; đường kính xác định theo cơng thức kép tiết diện bình qn Thể tích đoạn xác định theo thể tích hình nón Hai đại lượng VCV VOV tổng thể tích phân đoạn cộng với thể tích đoạn (VN, m3) Hai đại lượng VSPCV VSPOV tổng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học thể tích thân từ gốc đến Dh ≤ 3,0 cm Hiệu số DhCV DhOV đường kính vỏ (KV, cm) Hiệu số VCV VOV thể tích vỏ (VVo, m3) Tỷ lệ VCV thể tích hình viên trụ có đường kính vị trí ngang ngực hình số thân vỏ (FCV) Hàm ước lượng H, Vi (Vi = VCV, VOV, VSPCV, VSPOV), KV FCV ước lượng tương ứng theo hàm 17 ÷ 20; Y = (h/H), D = đường kính ngang ngực, m, ai, b, c k tham số hàm ước lượng Các bước phân tích hồi quy tương quan thực phần mềm thống kê STATGRAPHICS Centurion XV.I 15.1.02, IBM SPSS Statistics 22 Kỹ thuật xử lý số liệu thực theo hướng dẫn phân tích hồi quy Nguyễn Trọng Bình Nguyễn Văn Thêm (2015) H = m*exp(-b*D-c) V = a + b*(D2*H) + c*(Dk*Hj) KV = a1(D3*H)a2(a3 - √ )(a4Y^2 + a5Y^3 + a6Y^4 + a7(D/H)) FCV = m*exp(-b*D) + k KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Hệ số xác định (R2), thống kê sai lệch (SSR, SEE, MAPE) tiêu chuẩn thông tin AIC 10 hàm ước lượng độ thon thân Keo lai dẫn Bảng Các hàm DhCV (Bảng 3) tồn mức ý nghĩa cao (P < 0,01) Hệ số R2 nhận giá trị cao hàm Them-Binh 2022d (96,64%), thấp hàm Kozak 2001 (95,39%) Sai số SEE nhận giá trị nhỏ hàm Them-Binh 2022d (0,718), cao hàm Kozak 2001(0,840) Sai số MAPE 10 hàm nhận giá trị nhỏ; nhỏ hàm Them-Binh 2022d (7,92%), cao hàm Kozak 2001 (9,52%) Hai tiêu chuẩn SSR AIC nhận giá TT 10 (17) (18) (19) (20) trị nhỏ hàm Them-Binh 2022d (tương ứng SSR = 1.168,0; AIC = -1,488), cao hàm Kozak 2001 (tương ứng SSR = 1.594,4; AIC = -785) So sánh với SSR hàm ThemBinh 2022d (100%), giá trị hàm Kozak (2001), Kozak (2002), Lee (2003), SharmaZhang (2004) Sharma-Parton (2009) lớn tương ứng 36,5%, 8,8%, 17,4%, 7,2% 20,3%, hàm (Them-Binh 2022a,b,c,e) lớn 0,03% đến 0,15% Theo phân hạng, hàm Them-Binh (2022a,b,c,d,e) xếp hạng 5, 2, 4, 3, hàm tác giả khác xếp hạng – 10 Theo hai tiêu chuẩn SSR AIC, hàm Them-Binh (2022d) hàm thích hợp để xây dựng hàm DhCV Keo lai Bảng Hệ số tương quan sai lệch hàm độ thon thân vỏ Keo lai trồng loài Việt Nam Hàm độ thon R2 SSR ±SEE MAPE AIC Hạng Kozak (2001) 95,39 1.594,4 0,840 9,52 -785 10 Kozak (2002) 96,33 1.270,3 0,750 8,24 -1.294 Lee (2003) 96,04 1.371,2 0,779 8,65 -1.128 Sharma-Zhang (2004) 96,38 1.251,9 0,744 8,38 -1.337 Sharma-Parton (2009) 95,94 1.405,4 0,788 8,82 -1.074 Them-Binh (2022a) 96,62 1.169,8 0,720 7,94 -1.482 Them-Binh (2022b) 96,62 1.168,4 0,719 7,93 -1.485 Them-Binh (2022c) 96,63 1.168,2 0,719 7,93 -1.486 Them-Binh (2022d) 96,64 1.168,0 0,718 7,92 -1.488 Them-Binh (2022e) 96,62 1.169,7 0,720 7,92 -1.484 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 25 Lâm học Bảng Hệ số tương quan sai lệch hàm độ thon thân không vỏ Keo lai trồng loài Việt Nam TT Hàm độ thon R2 SSR ±SEE MAPE AIC Hạng Kozak (2001) 94,88 1.653,2 0,855 11,32 -703 10 Kozak (2002) 95,89 1.329,1 0,767 9,63 -1.191 Lee (2003) 95,59 1.424,3 0,794 9,95 -1.042 Sharma-Zhang (2004) 95,90 1.325,7 0,766 9,97 -1.207 Sharma-Parton (2009) 95,53 1.442,5 0,799 10,02 -1.016 Them-Binh (2022a) 96,07 1269,5 0,750 9,43 -1298,9 Them-Binh (2022b) 96,08 1266,2 0,749 9,42 -1304,9 Them-Binh (2022c) 96,08 1267,4 0,749 9,42 -1302,6 Them-Binh (2022d) 96,09 1265,1 0,748 9,41 -1306,7 10 Them-Binh (2022e) 96,08 1266,3 0,749 9,41 -1304,8 Các hàm DhOV Keo lai (Bảng 4) tồn mức ý nghĩa cao (P < 0,01) Hệ số R2 nhận giá trị cao hàm ThemBinh 2022d (96,09%), thấp hàm Kozak 2001 (94,88%) Sai số SEE nhận giá trị nhỏ hàm Thêm 2022d (0,748), cao hàm Kozak 2001(0,855) Sai số MAPE 10 hàm nhận giá trị nhỏ; nhỏ hàm Them-Binh 2022d (9,41%), cao hàm Kozak 2001 (11,32%) Hai tiêu chuẩn SSR AIC nhận giá trị nhỏ hàm Them-Binh 2022d (tương ứng SSR = 1.265,1; AIC = -1.306,7), cao hàm Kozak 2001 (tương ứng SSR = 1.653,2; AIC = -703) So sánh với SSR hàm Them-Binh 2022d (100%), giá trị hàm Kozak (2001), Kozak (2002), Lee (2003), Sharma-Zhang (2004) Sharma-Parton (2009) lớn tương ứng 30,7%, 5,1%, 12,6%, 4,8% 14,0%, hàm Them-Binh (2022a,b,c,e) lớn 0,09% đến 0,35% Theo phân hạng, hàm Them-Binh (2022a,b,c,d,e) xếp hạng 5, 2, 4, 3, hàm tác giả khác xếp hạng – 10 Theo hai tiêu chuẩn SSR AIC, hàm Them-Binh (2022d) hàm thích hợp để xây dựng hàm DhOV Keo lai Những phân tích hồi quy cho thấy hàm DhCV DhOV Keo lai theo hàm Them-Binh (2022d) tương ứng có dạng hàm 21 22 DhCV = 0,827686(D3H)0,229121J (21) J = (1,68004 - √ )(3,46226*Y^2 - 1,93951*Y^3 + 1,72821*Y^4 + 1,29828*(D/H)) R2 = 96,64%; SEE = ±0,718; MAPE = 7,92%; ME = 0,005; MPE = -1,2% DhOV = 0,758796(D3H)0,230701K K = (1,67955 - √ )(4,94407*Y^2 - 5,83161*Y^3 + 4,79294*Y^4 + 1,32711*(D/H)) (22) R2 = 96,09%; SEE = ±0,748; MAPE = 9,41%; ME = 0,007; MPE = -1,6% 3.2 Kiểm định khả ứng dụng hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Giá trị DhCV kiểm tra ước 26 lượng từ hàm 21 nhận sai số hệ thống (ME, MPE) dương âm Giá trị DhOV kiểm tra ước lượng từ hàm 22 nhận sai số hệ thống âm (Bảng 5) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học Bảng Kiểm định sai lệch hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam TT DCV (cm) Trung bình 8,2 10,4 12,5 14,3 16,4 Sai lệch DhCV ME MPE -0,162 -5,3 -0,413 -8,2 -0,041 1,7 0,140 2,2 -0,497 -10,3 -0,195 -4,0 So với kiểm tra, sai số (MPE) ước lượng DhCV từ hàm 21 dao động từ -10,3% đến 2,2%; trung bình -4,0% Tương tự, sai số ước lượng DhOV từ hàm 22 nhận sai lệch từ -15,7% đến -0,4%; trung bình -7,5% Nói chung, so với độ thon kiểm tra, sai lệch tuyệt đối trung bình (MAPE) hàm 21 22 tương ứng 5,5% 7,5% Theo số liệu Bảng Bảng 4, giá trị MAPE DhCV DhOV 168 nhỏ 10% Trong điều tra rừng, yêu cầu sai số thống kê gỗ quần thụ thường không vượt ±10% Vì thế, hai hàm hàm 21 22 sử dụng để ước lượng đường kính thân vỏ đường kính thân khơng vỏ vị trí khác thân Keo lai Sai lệch DhOV ME MPE -0,226 -8,5 -0,509 -11,6 -0,194 -0,4 -0,073 -1,2 -0,709 -15,7 -0,342 -7,5 3.3 Các hàm sản lượng Keo lai trồng loài Việt Nam Từ số liệu 168 mẫu hai hàm DhCV DhOV (Hàm 21 22), xác định hàm ước lượng H, KV, FCV, VCV, VOV, VSPCV VSPOV (Hàm 23 - 29) Các hàm tồn mức ý nghĩa cao (P < 0,01) Hàm ước lượng H = f(D) nhận sai lệch (MAPE = 7,2%) lớn mẫu có biến động lớn kích thước Các hàm KV, FCV, VCV, VOV, VSPCV VSPOV nhận sai lệch nhỏ (MAPE < 5,0%) chúng ước lượng từ hàm DhCV DhOV Vì thế, hàm sử dụng để ước lượng thành phần sản lượng mức cá thể rừng Keo lai H = 278,132*exp(-6,01092*D-0,296482) (23) r = 85,7%; SEE = ±1,4; MAE = 1,1; MAPE = 7,2% KV = 0,0704767(D3H)0,20806J (24) (-9,91117*Y^2 + 22,633*Y^3 - 13,3261*Y^4 + 0,90634*(D/H)) J = (1,6337 - √ ) R2 = 99,64%; SEE = ±0,009; MAPE = 1,23%; ME = -0,0001; MPE = -0,10% FCV = 0,260523*exp(-0,0842648*D) + 0,399867 (25) r = 99,9%; SEE = ±0,00086; MAE = 0,00066; MAPE = 0,13% VCV = 0,000974 + 0,000023*(D2*H) + 0,000023*(D0,80518*H1,9319) (26) R2 = 99,9%; SEE = ±0,00047; MAE = 0,00027; MAPE = 0,40% VOV = 0,000648 + 0,0000219*(D2*H) + 0,000019*(D0,789658*H1,90741) (27) R2 = 99,9%; SEE = ±0,00038; MAE = 0,00021; MAPE = 0,35% VSPCV = 0,0000753 + 0,000023*(D2*H) + 0,000027*(D0,770629*H1,90255) (28) R2 = 99,9%; SEE = ±0,00049; MAE = 0,00025; MAPE = 0,22% VSPOV = 0,000177 + 0,000022*(D2*H) + 0,000019*(D0,80540*H1,91824) (29) R2 = 99,9%; SEE = ±0,00045; MAE = 0,00028; MAPE = 0,30% 3.4 Áp dụng kết nghiên cứu 3.4.1 Ước lượng độ thon thân Keo lai Hai thành phần DhCV DhOV Keo lai ước lượng theo hàm 21 22 Để xác định hai thành phần này, trước hết đo đạc D H ô mẫu Sau thay D, H h vào hàm 21 22 để nhận DhCV DhOV Chiều cao từ gốc đến vị TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 27 Lâm học trí khác thân (h) xác định tùy theo yêu cầu sản phẩm Để đơn giản tính tốn, hai thành phần DhCV DhOV ước lượng theo cấp D Theo đó, trước hết thống kê D H rừng Keo lai tuổi khác ô mẫu Kế đến lập phân bố số theo cấp D tuổi; cự ly cấp D = cm Tiếp đến xác định H trung bình cấp D từ hàm 23 Sau xác định DhCV DhOV cấp D cách thay cấp D, H trung bình cấp D H vào hàm 21 22 Bảng dẫn tóm tắt DhCV DhOV Keo lai cấp D từ 12 – 18 cm Hình thái độ thon thân Keo lai từ cấp D = - 20 cm biểu diễn Hình Điểm uốn độ thon thân Keo lai xuất DhCV (cm) DhCV DhOV (cm) 24.0 22.0 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 26 22 Điểm uốn 18 độ cao 2,0 m tính từ gốc 3.4.2 Ước lượng số thành phần sản lượng rừng Keo lai trồng loài Bằng cách khảo sát hàm 23 - 29, xác định H, KV, FCV, VCV, VOV, VSPCV VSPOV (Bảng 7) Từ số liệu Bảng cho thấy, FCV Keo lai giảm dần từ cấp D = cm (0,533) đến cấp D = 24 cm (0,434); trung bình 0,474 Tỷ lệ (VOV/VCV) 87,7%, cịn lại 12,3% thể tích vỏ So với VCV, hai đại lượng VSPCV VSPOV tương ứng 99,4% 87,3% Thể tích vỏ Keo lai hiệu số VCV VOV Phần vỏ, ngọn, cành vật liệu bỏ lại sau thu hoạch Thơng qua q trình khống hóa, thành phần tham gia vào chu trình vật chất rừng Keo lai 14 10 2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 D = (cm) 10 12 14 16 18 20 (cm) Hình Đồ thị biểu diễn độ thon vỏ vị trí khác thân Keo lai trồng loài Việt Nam 23.0 21.8 20.6 19.4 18.5 19.4 17.8 17.1 18.3 16.5 17.5 15.9 16.8 15.3 16.2 14.6 15.6 14.0 15.0 13.3 14.4 12.5 13.7 13.1 11.7 12.4 10.9 11.6 10.0 10.8 9.0 10.0 8.1 9.2 7.2 8.3 6.2 7.3 5.3 6.4 4.4 5.4 4.5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 DCV D = 20 cm DOV D = 20 cm Hình Đồ thị biểu diễn độ thon vỏ không vỏ Keo lai trồng loài Việt Nam cấp D = 18 cm Bảng Độ thon thân vỏ độ thon thân không vỏ theo cấp đường kính Keo lai trồng loài Việt Nam h (m) 12 16 20 28 12 DhCV 13,9 10,4 8,1 4,7 1,4 DhOV 13,1 9,8 7,5 4,2 1,0 Độ thon (Dh, cm) theo cấp D (cm) 14 16 DhCV DhOV DhCV DhOV 16,1 15,2 18,4 17,4 12,2 11,5 14,1 13,3 10,0 9,3 11,8 11,0 6,9 6,3 8,9 8,2 3,3 2,7 5,2 4,6 2,0 1,4 18 DhCV 20,7 15,9 13,6 10,7 7,2 3,6 DhOV 19,6 15,0 12,7 9,9 6,5 2,9 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học Trữ lượng gỗ đứng vỏ (MCV, m3/ha), trữ lượng gỗ đứng không vỏ (MOV, m3/ha), sản lượng gỗ thu hoạch vỏ (MSPCV, m3/ha) sản lượng gỗ thu hoạch không vỏ (MSPOV, m3/ha) mức quần thụ xác định theo hai phương pháp Phương pháp xác định bốn thành phần (MCV, MOV, MSPCV MSPOV) từ ô mẫu Theo phương pháp này, bốn thành phần kể xác định theo bước: Bước thống kê D ô mẫu tuổi khác nhau, H ước lượng theo hàm 23; Bước xác định VCVi, VOVi, VSPCVi VSPOVi cho ô mẫu tương ứng theo hàm 26 – 29; Bước cộng dồn bốn thành phần ô mẫu quy đổi đơn vị Bảng Biểu ước lượng chiều cao, hình số, thể tích thân đứng thể tích gỗ sản phẩm theo cấp đường kính chiều keo lai trồng loài Việt Nam D(cm) H(m) FCV VCV(m3) VOV(m3) VSPCV(m3) VSPOV(m3) (VSPOV/VCV)% (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 10,8 0,533 0,02913 0,02529 0,02880 0,02480 85,1 10 13,3 0,512 0,05350 0,04662 0,05329 0,04618 86,3 12 15,7 0,495 0,08729 0,07627 0,08710 0,07591 87,0 14 17,8 0,480 0,13130 0,11496 0,13096 0,11471 87,4 16 19,8 0,468 0,18619 0,16333 0,18551 0,16320 87,7 18 21,7 0,457 0,25253 0,22192 0,25131 0,22193 87,9 20 23,5 0,448 0,33082 0,29121 0,32883 0,29138 88,1 22 25,1 0,441 0,42153 0,37167 0,41854 0,37199 88,2 24 26,7 0,434 0,52507 0,46368 0,52083 0,46414 88,4 Trung bình 0,474 Phương pháp xác định bốn thành phần (MCV, MOV, MSPCV MSPOV) từ phân bố số (Ni, cây) theo cấp D tuổi Phương pháp giả định phân bố số (Ni, cây) theo thể tích (V, m3) cấp D phân bố tiệm cận phân bố chuẩn Theo giả định này, bốn thành phần (MCV, MOV, MSPCV MSPOV) xác định theo bước: Bước thống kê D ô mẫu tuổi khác nhau, H ước lượng theo hàm 23; Bước tập hợp số ô mẫu xây dựng bảng phân bố số (Ni, cây) theo cấp D (cm) tuổi cấp tuổi quy đổi đơn vị ha; Bước xác định giá trị trung bình VCVi, VOVi, VSPCVi VSPOVi theo cấp D tương ứng theo hàm 26 – 29; 87,3 Bước xác định MCVi, MOVi, MSPCVi MSPOVi cấp D cách nhân Ni (cây/ha) với giá trị trung bình VCVi, VOVi, VSPCVi VSPOVi cấp D; Bước xác định bốn thành phần (MCV, MOV, MSPCV MSPOV) cách cộng dồn MCVi, MOVi, MSPCVi MSPOVi theo cấp D 3.5 Thảo luận Trong nghiên cứu này, độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam kiểm định từ 10 hàm dự tuyển Các hàm có số biến dự đốn từ (Sharma – Zhang, 2004) đến (Kozak, 2002) Hàm ước lượng DhCV DhOV từ 10 hàm tồn mức ý nghĩa cao (P < 0,01) Vì thế, 10 hàm sử dụng để xây dựng hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Tuy vậy, so với hàm khác, hàm Nguyễn Văn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 29 Lâm học Thêm Nguyễn Trọng Bình đề xuất xếp hạng từ (Them-Binh, 2022a) đến (Them-Binh, 2022e) So với hàm Them-Binh 2022d, hàm Them-Binh 2022(a,b,c,e) nhận sai lệch (SSR) nhỏ 1,5% Vì thế, hàm sử dụng để xây dựng hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Hàm Kozak (2001, 2002) hai hàm phù hợp với độ thon nhiều loài gỗ rừng nước Anh Nghiên cứu Lee cộng (2017) cho thấy hàm Muhairwe (1999) mô tả tốt độ thon thân Thông đỏ hàn quốc (Pinus densiflora) Thông trắng hàn quốc (Pinus koraiensis) Bằng cách kiểm định 28 hàm dự tuyển, Tang cộng (2017) nhận thấy hàm Muhairwe (1999) phù hợp với độ thon thân Cáng lị trung quốc (Betula alnoides) Nói chung, hàm độ thon thân gỗ xây dựng theo nhiều dạng khác Hàm độ thon thích hợp khơng phụ thuộc vào lồi gỗ, mà cịn phụ thuộc vào hàm dự tuyển tiêu chuẩn kiểm định mức độ phù hợp hàm thống kê KẾT LUẬN Nghiên cứu xây dựng hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam dựa theo 10 hàm dự tuyển Các hàm mô tả tốt độ thon thân Keo lai mức ý nghĩa P < 0,01 Những hàm độ thon Nguyễn Văn Thêm Nguyễn Trọng Bình đề xuất nghiên cứu hàm thích hợp để mơ tả độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Những hàm độ thon nhận sai số nhỏ 10% Nghiên cứu xây dựng hàm sản lượng gỗ đứng hàm sản lượng gỗ thu hoạch mức cá thể rừng Keo lai Các hàm mô tả tốt sản lượng gỗ đứng sản lượng gỗ thu hoạch mức ý nghĩa P < 0,01 Trong thực tế, sử dụng hàm độ thon, hàm sản lượng gỗ đứng hàm sản lượng gỗ thu hoạch để xác định thể tích gỗ đứng thể tích gỗ sản phẩm mức cá thể rừng trồng Keo lai trồng loài Việt Nam hợp lý 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Fonweban J., Gardiner B., Macdonald E and Auty D., 2011 Taper functions for Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Sitka Spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) in Northern Britain Forestry, doi:10.1093/forestry/cpq043 Kozak A., 2004 My last words on taper equations For Chron 80: 507-515 Lee WK., Seo JH., Son YM., Lee KH., Von GK., 2003 Modeling stem profiles for Pinus densiflora in Korea For Ecol Manag 172: 69-77 Lee D., Yeongwan., Jungho Lee and Jungkee Choi., 2017 Estimation and validation of volume equations for Pinus densiflora, Pinus koraiensis, and Larix kaempferi in South Korea South J Appl for 35: 105-108 Forest Science and Technology, 2017 E-ISSN 2158-0715, Vol 13, N0 2, 77-82 Muhairwe CK., 1999 Taper equations for Eucalyptus pilularis and Eucalyptus grandis for the north coast in New South Wales, Australia For Ecol Manag 113: 251-269 Nguyễn Trọng Bình, 1995 Nghiên cứu mơ hình sinh trưởng ba lồi Thơng nhựa (Pinus merkusii), Thông mã vĩ (Pinus massoniana) mỡ (Manggletia glauca) trồng Việt Nam Tạp chí Sinh học Tập 17, số 4, trang 3-5, 13 Nguyễn Trọng Bình, 2005 Lập biểu sinh trưởng sản lượng tạm thời rừng Keo lai trồng lồi Tạp chí Nơng nghiệp PTNT.Số 13, trang 91-95 Nguyễn Trọng Bình Nguyễn Văn Thêm, 2015 Ứng dụng SPSS để xử lý thông tin Lâm nghiệp Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, 292 trang Nguyễn Văn Thêm, 2002 Sinh thái rừng Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, 250 trang 10 Nguyễn Văn Thêm Lê Hồng Việt, 2021 Những hàm độ thon thân Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) khu vực Tây Nam Bộ Tạp chí Rừng Mơi trường, Số 109, trang 82-86 11 Sharma M., Zhang SY., 2004 Variable-exponent taper equations for jack pine, black spruce, and balsam fir in eastern Canada Forest Ecology and Management 198:39–53 doi: 10.1016/j.foreco.2004.03.035 12 Tang C., Wang CS., Pang SJ., Zhao ZG, Guo JJ, Lei YC, Jeng J., 2017 Stem taper equations for Betula alnoides in South China Journal of Tropical Forest Science 29 (1); 80:92 13 Vũ Tiến Hinh, 2012 Phương pháp lập biểu thể tích đứng rừng tự nhiên Việt Nam Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, 196 trang 14 Westfall JA., and Scott CT., 2010 Taper models for commercail tree species in the Northeastern United States Forest Science 56 (6) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học DEVELOPING STEM TAPER FUNCTIONS FOR Acacia HYBRID (Acacia auriculiformis*mangium) IN MONO-PLANTATIONS IN VIETNAM Nguyen Van Them1, Nguyen Trong Binh2, Nguyen Trong Minh2 Forestry Science and Technology Association of Ho Chi Minh City Vietnam National University of Forestry SUMMARY This paper introduces the taper functions and harvested wood yield for statistics on insidebark and outsidebark timber volume and commercial timber stock for pure Acacia hybrid plantations in Vietnam The stem taper functions and wood yield functions for pure Acacia hybrid were constructed from 168 sample trees from the diameter classes ÷ 24 cm The appropriate insidebark and outsidebark stem taper functions ware tested from 10 different candidate functions; in which functions are proposed by Nguyen Van Them and Nguyen Trong Binh (2022) in this study The applicability of the insidebark and outsidebark stem taper functions was tested from sample trees at the diameter classes from ÷ 16 cm Research results show that these 10 functions describe well the stem taper of Acacia hybrid at the significance level of P < 0.01; where Them-Binh 2022d is the most appropriate function The stem taper functions, insidebark and outsidebark volume functions, and the insidebark and outsidebark commercial timber volume functions all received errors of less than 10.0% Keywords: Acacia hybrid forest, insidebark stem taper, insidebark stem taper functions, outsidebark stem taper, outsidebark stem taper functions Ngày nhận : 09/02/2022 Ngày phản biện : 10/3/2022 Ngày định đăng : 21/3/2022 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 31 ... Hình Đồ thị biểu diễn độ thon vỏ không vỏ Keo lai trồng loài Việt Nam cấp D = 18 cm Bảng Độ thon thân vỏ độ thon thân không vỏ theo cấp đường kính Keo lai trồng loài Việt Nam h (m) 12 16 20 28... dụng hàm độ thon Các hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam kiểm định từ 10 hàm dự tuyển (Bảng 2); hàm - 10 Nguyễn Văn Thêm Nguyễn Trọng Bình đề xuất Ở hàm - 10, D (cm) = đường kính thân. .. LUẬN 3.1 Hàm độ thon thân Keo lai trồng loài Việt Nam Hệ số xác định (R2), thống kê sai lệch (SSR, SEE, MAPE) tiêu chuẩn thông tin AIC 10 hàm ước lượng độ thon thân Keo lai dẫn Bảng Các hàm DhCV