Xây dựng mô hình dự đoán sinh khối rừng tràm (Melaleuca cajuputi) ở khu vực

XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN SINH KHỐI RỪNG TRÀM (MELALEUCA CAJUPUTI) Ở KHU VỰC TÂY NAM BỘ ThS. PHẠM XUÂN QUÝ TÓM TẮT ài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu những mô hình dự đoán sinh khối của các bộ phận trên mặt đất của rừng tràm (Melaleuca cajuputi) trồng trong giai đoạn 12 tuổi ở khu vực Tây Nam Bộ. Mô hình sinh khối rừng tràm được xây dựng từ 257 cây giải tích bình quân theo cấp đường kính. Khả năng ứng dụng của mô hình sinh khối được kiểm tra dựa theo 30 cây giải tích không tham gia xây dựng mô hình. Kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng, biểu sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm có thể được dự đoán dựa theo đường kính thân cây cả vỏ và chiều cao thân cây. Nếu dự đoán sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm chỉ dựa theo đường kính thân cây cả vỏ, thì mô hình dự đoán thích hợp là mô hình Gompertz. Ngược lại, nếu dự đoán sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm dựa theo hai biến đường kính thân cây cả vỏ và chiều cao thân cây, thì mô hình dự đoán thích hợp thay đổi tùy theo bộ phận sinh khối. Sai số của hai kiểu mô hình dự đoán sinh khối rừng tràm nằm trong giới hạn dưới 10%. B Từ khóa: Biomass (sinh khối), Melaleuca cajuputi (tràm cừ), Mekong delta (Đồng bằng sông Cửu Long). ĐẶT VẤN ĐỀ Trong lâm nghiệp, việc sử dụng hợp lý tài nguyên rừng đòi hỏi phải sử dụng đầy đủ sinh khối của rừng. Việc mở rộng quy mô sử dụng gỗ cũng đòi hỏi phải hoàn thiện các phương pháp xác định sinh khối của rừng. Nếu phương pháp điều tra gỗ thân cây đã được nghiên cứu một cách chi tiết, thì phương pháp điều tra các thành phần sinh khối thân, cành, lá, hoa, quả và hệ rễ cây vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Trên thế giới đã có rất nhiều tác giả xây dựng phương pháp nghiên cứu sinh khối của rừng (A.A. Molchanov, 1971; B.B. Xmirnov, 1971; A.I. Utkin, 1975; et al.,)[Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002][8]. Mặc dù vậy, theo N.P. Anuchin (1978), phương pháp nghiên cứu sinh khối của rừng vẫn còn là một trong những nhiệm vụ mới của hoạt động điều tra rừng. I.X. Melekhov (1978) đã đưa ra khái niệm “năng suất tổng hợp của rừng” - đó là năng suất của toàn bộ các thành phần của rừng, kể cả những bộ phận rất khó xác định như hàm lượng O 2 thải ra không khí và ý nghĩa sinh thái của rừng. Nhiều nhà lâm học cũng nhấn mạnh đến sự cần thiết phải xây dựng biểu sinh khối (tươi và khô) của cây cá thể và toàn bộ quần thụ tùy theo tuổi và lập địa [1, 3, 5, 7]. 36 Hiện nay phần lớn những nghiên cứu về rừng tràm (Melaleuca cajuputi) ở khu vực Tây Nam Bộ chỉ tập trung vào việc thống kê tài nguyên rừng và đánh giá kết quả trồng rừng. Những công trình nghiên cứu về đặc điểm lâm học và xây dựng biểu sinh khối rừng tràm còn ít được quan tâm. Nhận thấy rằng, để nâng cao hiệu quả kinh doanh rừng tràm, một trong những vấn đề cần nghiên cứu là xác định sinh khối rừng tràm. Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu mô hình dự đoán sinh khối rừng tràm (Melaleuca cajuputi) ở khu vực Tây Nam Bộ. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là rừng tràm (Melaleuca cajuputi) trồng thuộc khu vực Tây Nam Bộ từ Long An đến Cà Mau. Rừng tràm được trồng với mật độ 20.000 cây/ha. Tuổi rừng tràm được đưa vào nghiên cứu nằm trong giai đoạn 12 năm. Mục tiêu của nghiên cứu này là xây dựng những mô hình dự đoán sinh khối của các bộ phận trên mặt đất của cây tràm để làm cơ sở lập biểu sinh khối cho rừng tràm ở khu vực Tây Nam Bộ. Để đạt được mục tiêu đề ra, tác giả đã nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh khối (tươi và khô) của các bộ phận trên mặt đất của cây tràm với đường kính thân cây ngang ngực cả vỏ (D, năm) và chiều cao toàn thân cây (H, m). Theo đó, trên những ô tiêu chuẩn đại diện cho những lâm phần tràm từ tuổi 2 - 12 năm, sau khi thu thập những đặc trưng lâm phần, đã tiến hành phân chia các cá thể tràm theo cấp đường kính với mỗi cấp 1,0 cm. Sau đó, ở mỗi cấp đường kính đã chặt hạ 3 cây tiêu chuẩn bình quân. Tổng số đã thu thập sinh khối của 287 cây mẫu; trong đó 257 cây được sử dụng để lập biểu sinh khối, còn 30 cây dùng để kiểm tra khả năng ứng dụng của biểu sinh khối. Để xác định sinh khối tươi ở ngoài rừng, trước hết đã chặt hạ cây tràm với vị trí gốc chặt cách mặt đất từ 5 - 10 cm. Kế đến, trên mỗi cây tiêu chuẩn chặt hạ, đã đo chính xác D(cm) cả vỏ bằng thước kẹp Palmer với độ chính xác 0,1 cm; chiều dài thân cây (H, m) được đo đạc bằng thước dây với độ chính xác 0,01 m. Tiếp đến, phân chia cây tiêu chuẩn thành những bộ phận khác nhau như thân, cành, lá và hoa quả (từ đây gọi chung là lá). Tiếp theo, cân đo sinh khối thân tươi (SKT (t) ), sinh khối cành tươi (SKC (t) ) và sinh khối lá tươi (SKL (t) ) với độ chính xác 0,05 kg. Sau đó cộng dồn những bộ phận sinh khối tươi để xác định tổng sinh khối tươi (TSK (t) ) trên mặt đất của cây tràm. Sau khi xác định sinh khối tươi, đã lấy mẫu từng bộ phận sinh khối với mỗi loại 1 kg để dùng vào việc xác định sinh khối khô tuyệt đối (từ đây gọi là sinh khối khô). Để xác định sinh khối khô, các mẫu sinh khối tươi của cây tràm được phơi khô ngoài không khí; rồi đưa vào tủ sấy ở phòng thí nghiệm với nhiệt độ từ 60-70 0 C trong 6 giờ. Tiếp đến làm nguội và cân đo các bộ phận bằng cân tiểu ly với độ chính xác 0,01 kg. Sau đó, các mẫu được đưa trở lại tủ sấy ở nhiệt độ 105 0 C trong vòng 6 giờ. Công việc này được thực hiện lặp lại cho đến khi trọng lượng không đổi. Kết quả cuối cùng được ghi nhận vào biểu sinh khối khô. Để xây dựng những mô hình sinh khối dùng vào việc dự đoán nhanh sinh khối cây cá thể và lâm phần, trước hết từ số liệu thực nghiệm trên những cây mẫu đã tính ma trận tương quan giữa các bộ phân sinh khối (thân, cành, lá) 37 với nhau và giữa chúng với D(cm) và H(m). Kế đến, từ ma trận tương quan, phân tích và xây dựng những mô hình sinh khối phù hợp nhất để mô tả quan hệ giữa sinh khối của các bộ phận (thân, cành, lá hoa quả) với D(cm) và H(m). Để thuận tiện cho việc ứng dụng các mô hình trong thực tế, tác giả đã thực hiện xây dựng hai kiểu mô hình sinh khối. Kiểu thứ nhất là mô hình sinh khối 1 nhân tố; trong đó biến dự đoán sinh khối là D(cm), nghĩa là sinh khối = f(D). Kiểu thứ hai là mô hình sinh khối 2 nhân tố; trong đó biến dự đoán sinh khối là D(cm) và H(m), nghĩa là sinh khối = f(D, H). Mô hình sinh khối 1 nhân tố phù hợp nhất được kiểm định từ 13 hàm khác nhau (hàm số mũ, hàm số mũ biến đổi, hàm số căn bậc 2 của D, hàm số căn bậc 2 của sinh khối, hàm số nghịch đảo của D, hàm số hai lần nghịch đảo của D, hàm số bậc nhất, hàm số bậc 2, hàm số bậc 3, hàm số bậc 4, hàm số logarit, đường cong hình chữ S và hàm Gompertz). Các hệ số của những mô hình phi tuyến được xác định bằng phương pháp hồi quy phi tuyến của Marquardt. Mô hình phù hợp nhất được kiểm định dựa theo 5 tiêu chuẩn – đó là hệ số tương quan cao nhất (maxR 2 %), sai lệch nhỏ nhất (minSe), sai lệch tuyệt đối nhỏ nhất (minMAE), sai lệch tuyệt đối tính theo phần trăm nhỏ nhất (minMAPE), tổng bình phương sai lệch nhỏ nhất (minΣ(Y lt - Y tn ) 2 với Y (lt) và Y (tn) tương ứng là sinh khối tươi và sinh khối khô của các bộ phận (thân, cành, lá hoa quả)). Mô hình sinh khối 2 nhân tố phù hợp nhất được kiểm định từ 4 hàm sau đây: (1) Y = a 0 + a 1 *D + a 2 *H; (2) Y = a 0 + a 1 *D + a 2 *D*H; (3) Y = a 0 + a 1 *D + a 2 *H + a 3* D*H; (4) Y = a 0 + a 1 *D + a 2 *D 2 + a 3 *H + a 4 *H 2 . Tiếp đến, tác giả sử dụng số liệu của 30 cây không tham gia lập mô hình sinh khối để kiểm tra khả năng ứng dụng của các mô hình sinh khối. Tiêu chuẩn kiểm tra là sai lệch tương đối giữa những giá trị thực tế và giá trị lý thuyết không vượt quá 10%. Khi những mô hình sinh khối thỏa mãn tiêu chuẩn đặt ra, thì sử dụng chúng để xây dựng biểu sinh khối 1 nhân tố và 2 nhân tố. Tất cả những cách thức xây dựng mô hình hồi quy tương quan được thực hiện theo chỉ dẫn chung của Vũ Tiến Hinh (2003)[1,2], Nguyễn Ngọc Lung (1999)[4], Nguyễn Ngọc Kiểng (2000)[3] và Nguyễn Văn Thêm (2004)[9]. Công cụ tính toán là phần mềm Excel và Statgraphics Plus Version 4.0. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN (1) Đặc trưng sinh khối cây tràm Kết quả thống kê tổng sinh khối tươi, tổng sinh khối khô, sinh khối thân cây tươi, sinh khối thân cây khô, sinh khối cành tươi, sinh khối cành khô, sinh khối lá tươi và sinh khối lá khô của cây tràm được ghi lại ở bảng 1 và 2. 38 Bảng 1. Đặc trưng sinh khối tươi của cây tràm theo cấp đường kính Đơn vị tính: kg/cây Cấp D (cm) Tổng số Sinh khối thân Sinh khối cành Sinh khối lá Trị số V(%) Trị số V(%) Trị số V(%) Trị số V(%) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 0,41 50,3 0,30 47,7 0,05 66,9 0,06 61,6 2 1,81 27,9 1,35 30,1 0,25 42,9 0,21 39,7 3 3,64 24,1 2,72 25,6 0,51 42,3 0,42 41,6 4 7,34 23,5 5,39 26,7 1,09 47,4 0,86 36,3 5 11,63 17,3 8,92 18,0 1,65 41,7 1,06 40,7 6 16,98 11,8 13,22 15,8 2,23 29,9 1,53 39,0 7 27,14 9,6 20,29 11,1 4,86 32,5 1,99 31,4 8 37,66 18,2 28,50 23,9 6,34 19,8 2,82 28,2 9 58,50 14,1 45,75 15,3 8,88 16,9 3,88 42,5 10 58,50 1,5 45,13 1,3 9,43 4,3 3,93 14,0 Bảng 2. Đặc trưng sinh khối khô của cây tràm theo cấp đường kính Đơn vị tính: kg/cây Cấp D (cm) Tổng số Sinh khối thân Sinh khối cành Sinh khối lá Trị số V(%) Trị số V(%) Trị số V(%) Trị số V(%) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 0,17 54,1 0,13 52,3 0,02 73,2 0,02 68,9 2 0,80 31,2 0,60 33,9 0,11 44,7 0,09 41,0 3 1,63 27,5 1,23 29,1 0,22 44,9 0,18 41,8 4 3,24 25,6 2,36 26,0 0,50 53,9 0,38 38,5 5 5,13 16,9 3,88 17,6 0,78 42,0 0,47 41,9 6 8,18 25,8 6,47 32,1 1,09 28,0 0,62 36,6 7 15,29 12,0 12,51 16,3 2,01 42,8 0,77 31,5 8 20,94 23,0 16,18 30,0 3,26 13,7 1,49 23,9 9 33,37 12,1 27,01 11,8 4,61 23,2 1,75 53,8 10 33,99 6,2 27,09 7,9 5,13 1,7 1,76 21,8 Phân tích số liệu của bảng 1 và 2 cho thấy, cả sinh khối tươi và sinh khối khô đều gia tăng rất chậm trong khoảng đường kính thân cây từ 1-5 cm; sau đó gia tăng rất nhanh từ đường kính 5-10 cm. Sinh khối tổng số và sinh khối của các bộ phận trên mặt đất của cây tràm có biến động rất lớn trong cùng một cấp D(cm); trong đó sinh khối của những cây thuộc cấp đường kính nhỏ biến động lớn hơn so với những cây thuộc cấp đường kính lớn. Những tính toán cũng cho thấy, so với tổng sinh khối tươi (100%), tỷ lệ sinh khối thân tươi trung bình là 75,6%, còn cành tươi và lá tươi tương ứng là 14,8% và 9,6%. Tương tự, so với tổng sinh khối khô (100%), tỷ lệ sinh khối thân khô, cành khô và lá khô tương ứng là 77,4%, 14,1% và 8,5%. Ngoài ra, so với tổng sinh khối tươi (100%), tổng sinh khối khô trung bình là 49,4%; còn thân khô, 39 cành khô và lá khô tương ứng là 50,7%, 46,8% và 43,0%. Khi cấp đường kính gia tăng, thì tỷ lệ sinh khối thân và sinh khối cành cũng lớn hơn so với sinh khối lá. (2) Xây dựng mô hình dự đoán sinh khối cây tràm Kết quả phân tích ma trận tương quan giữa các bộ phận sinh khối tươi và sinh khối khô của cây tràm (Bảng 3) cho thấy, giữa từng cặp bộ phận sinh khối tươi và sinh khối khô của cây tràm có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau (r = 0,845 – 0,997; P < 0,01). Các bộ phận sinh khối tươi và sinh khối khô của cây tràm cũng có mối quan hệ rất chặt chẽ với D và H (r = 0,794 – 0,913; P < 0,01). Bảng 3. Ma trận tương quan giữa các bộ phận sinh khối của cây tràm Thống kê D(cm) H(m) SKT (t) SKC (t) SKL (t) TSK (t) SKT (k) SKC (k) SKL (k) TSK (k) H(m) r 0,929 1,000 P 0,000 N 257 257 SKT (t) r 0,907 0,872 1,000 P 0,000 0,000 , N 257 257 257 SKC (t) r 0,867 0,831 0,934 1,000 P 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 SKL (t) r 0,871 0,816 0,871 0,897 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 TSK (t) r 0,913 0,876 0,996 0,958 0,900 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 257 SKT (k) r 0,868 0,847 0,985 0,928 0,847 0,982 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 257 257 SKC (k) r 0,847 0,811 0,930 0,969 0,875 0,948 0,924 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 257 257 257 SKL (k) r 0,847 0,794 0,872 0,889 0,981 0,898 0,845 0,869 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 257 257 257 257 TSK (k) r 0,879 0,853 0,987 0,948 0,875 0,989 0,997 0,948 0,873 1,000 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 , N 257 257 257 257 257 257 257 257 257 257 Kết quả nghiên cứu trên đây đã chỉ ra rằng, sinh khối của các bộ phận trên mặt đất của cây tràm có mối quan hệ rất chặt chẽ với D(cm) và H(m). Vì thế, để xác định nhanh những bộ phận sinh khối trên mặt đất của cây tràm, trước hết đã phân tích hồi quy tương quan giữa những bộ phận sinh khối với D(cm) và H(m) theo 17 mô hình khác nhau. Sau đó chọn những mô hình phù hợp nhất dựa theo những kiểm định sai lệch; trong đó đặc biệt quan tâm đến 4 tiêu chuẩn cơ bản sau đây: (1) mô hình tồn tại và phản ánh đúng quy luật biến 40 đổi của sinh khối theo tuổi hay cấp D; (2) hệ số tương quan cao nhất (R max ); (3) tổng sai lệch bình phương nhỏ nhất (minΣ(Y lt -Y tn ) 2 ); (4) dễ đo đạc và tính toán. Kết quả phân tích thống kê cho thấy, khi sử dụng một nhân tố D(cm) để dự đoán sinh khối của các bộ phận cấu thành cây tràm (tổng số, thân, cành, lá), thì mô hình Gompertz là mô hình phù hợp nhất. Theo đó, mô hình dự đoán sinh khối tươi của cây tràm theo D(cm) có dạng (Hình 1): + Đối với tổng sinh khối tươi TSK (t) = 216,75*exp(-7,0951*exp(-0,17632*D)) (1) với R 2 = 96,9%; Se = ±2,07; MAE = 1,00. Khoảng dự đoán 95% TSK (dưới) = 159,269*exp(-6,83866*exp(-0,15402*D)) (1a) TSK (trên) = 274,231*exp(-7,35154*exp(-0,19862*D)) (1b) + Đối với sinh khối thân cây tươi SKT (t) = 174,182*exp(-7,17254*exp(-0,17438*D)) (2) với R 2 = 96,1%; Se = ±1,82; MAE = 1,82. Khoảng dự đoán 95% SKT (dưới) = 118,653*exp(-6,88857*exp(-0,14848*D)) (2a) SKT (trên) = 229,711*exp(-7,45651*exp(-0,20028*D)) (2b) + Đối với sinh khối cành cây tươi SKC (t) = 26,5205*exp(-7,94955*exp(-0,212581*D)) (3) với R 2 = 89,7%; Se = ±0,64; MAE = 0,37. Khoảng dự đoán 95% SKC (dưới) = 15,9641*exp(-7,03056*Exp(-0,16511*D)) (3a) SKC (trên) = 37,0768*exp(-8,86854*Exp(-0,26005*D)) (3b) + Đối với sinh khối lá cây tươi SKL (t) = 11,1760*exp(-5,51191*exp(-0,17171*D)) (4) với R 2 = 80,4%; Se = ±0,39; MAE = 0,25. Khoảng dự đoán 95% SKL (dưới) = 4,47181*exp(-5,10387*exp(-0,11552*D)) (4a) SKL (trên) = 17,8802*Exp(-5,91995*exp(-0,22790*D)) (4b) 41 Hình 1. Quan hệ giữa sinh khối tươi với đường kính thân cây . TSK t (kg/cây) D(cm) . SKT t (kg/cây) D(cm) . SKC t (kg/cây) D(cm) . SKL t (kg/cây) D(cm) Mô hình dự đoán sinh khối khô của cây tràm theo D(cm) có dạng (Hình 2): + Mô hình tổng sinh khối khô TSK (k) = 118,538*exp(-8,32848*exp(-0,19789*D)) (5) với R 2 = 96,0%; Se = ±1,36; MAE = 0,72. Khoảng dự đoán 95% TSK (dưới) = 84,0228*exp(-7,7749*exp(-0,16899*D)) (5a) TSK (trên) = 153,054*exp(-8,88207*exp(-0,22678*D)) (5b) + Mô hình sinh khối thân khô SKT (k) = 82,7505*exp(-8,87494*exp(-0,21668*D)) (6) với R 2 = 94,6%; Se = ±1,27; MAE = 0,68. Khoảng dự đoán 95% SKT (dưới) = 57,8393*exp(-8,02129*exp(-0,18122*D)) (6a) SKT (trên) = 107,662*exp(-9,7286*exp(-0,25213*D)) (6b) + Mô hình sinh khối cành khô SKC (k) = 25,5776*exp(-8,0589*exp(-0,16604*D)) (7) với R 2 = 89,7%; Se = ±0,32; MAE = 0,19. Khoảng dự đoán 95% SKC (dưới) = 8,66692*exp(-7,49639*exp(-0,12109*D)) (7a) SKC (trên) = 42,4883*exp(-8,6214*exp(-0,21099*D)) (7b) + Mô hình sinh khối lá khô SKL (k) = 7,06016*exp(-5,74922*exp(-0,14832*D)) (8) với R 2 = 77,4%; Se = ±0,19; MAE = 0,12. Khoảng dự đoán 95% SKL (dưới) = 1,83364*exp(-5,30826*exp(-0,08823*D)) (8a) SKL (trên) = 12,2867*exp(-6,19018*exp(-0,20841*D)) (8b) Khi sử dụng hai nhân tố D(cm) và H(m) để dự đoán sinh khối của các bộ phận cấu thành cây tràm (tổng số, thân, cành, lá), thì những mô hình phù hợp nhất có dạng: + Đối với tổng sinh khối tươi TSK (t) = 4,30778-0,30002*D + 0,5525*D 2 – 2,6941*H + 0,31404*H 2 (9) 42 Hình 2. Quan hệ giữa sinh khối khô với đường kính thân cây . TSK k (kg/cây) D(cm) . SKT k (kg/cây) D(cm) . SKC k (kg/cây) D(cm) . SKL k (kg/cây) D(cm) với R 2 = 97,3%; Se = ±1,96; MAE = 1,13. + Đối với sinh khối thân tươi SKT (t) = 3,77525+0,22942*D + 0,36287* D 2 - 2,74816*H + 0,31567*H 2 (10) với R 2 = 96,8%; Se = ±1,64; MAE = 0,97. + Đối với sinh khối cành tươi SKC (t) = 0,76729 – 0,52749*H + 0,14091*D*H (11) với R 2 = 88,8%; Se = ±0,67; MAE = 0,41. + Đối với sinh khối lá tươi SKL (t) = -0,01989 + 0,20606*D – 0,15598*H + 0,03482*D*H (12) với R 2 = 80,0%; Se = ±0,40; MAE = 0,24. + Đối với tổng sinh khối khô TSK (k) = 3,83132 – 0,73775*D + 0,34323*D 2 – 1,91565*H + 0,23273*H 2 (13) với R 2 = 96,5%; Se = ±1,26; MAE = 0,77. + Đối với sinh khối thân khô SKT (k) = 3,41825 – 0,33421*D + 0,23451*D 2 – 1,97831*H + 0,23868*H 2 (14) với R 2 = 95,8%; Se = ±1,13; MAE = 0,69. + Đối với sinh khối cành khô SKC (k) = 0,38857 – 0,41020*D + 0,08995*D 2 + 0,07778*H – 0,00685*H 2 (15) với R 2 = 89,1%; Se = ±0,33; MAE = 0,20. + Đối với sinh khối lá khô SKL (k) = 0,03673 + 0,07694*D – 0,08178*H + 0,01817*D*H (16) với R 2 = 77,2%; Se = ±0,19; MAE = 0,12. (3) Xây dựng biểu sinh khối rừng tràm Biểu sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm ở khu vực Tây Nam Bộ được xây dựng dựa trên 16 mô hình đã được phân tích trên đây. Để tạo thuận lợi cho việc đo đạc sinh khối rừng tràm ở ngoài trời, tác giả đã xây dựng hai kiểu biểu sinh khối – đó là biểu một nhân tố và biểu hai nhân tố. Biểu sinh khối một nhân tố được xây dựng dựa theo mối quan hệ giữa các bộ phận sinh khối với D(cm) cả vỏ. Theo đó, biểu sinh khối tươi một nhân tố được xây dựng dựa theo 4 mô hình từ 1-4, còn biểu sinh khối khô được xây dựng dựa theo 4 mô hình từ 5-8. Biểu sinh khối tươi hai nhân tố và biểu sinh khối khô hai nhân tố được xây dựng dựa theo các mô hình tương ứng từ 9-12 và 13-16. Kết quả tính toán cũng cho thấy, sai lệch giữa tổng sinh khối tươi được tính từ mô hình 1 với giá trị tương ứng cộng dồn từ ba mô hình 2-4 là 0,32%. Tương tự, chênh lệch giữa tổng sinh khối khô được tính từ mô hình 5 với giá trị tương ứng cộng dồn từ ba mô hình 6- 8 là 1,6%. Sai lệch giữa tổng sinh khối tươi được tính từ mô hình 9 và giá trị tương ứng cộng dồn từ ba mô hình 10- 12 là 4,0%. Tương tự, sai lệch giữa tổng sinh khối khô được tính từ mô hình 13 với giá trị tương ứng cộng dồn từ ba mô hình 14-16 là 1,2%. Vì những sai lệch này đều nằm trong phạm vi sai số cho phép của điều 43 tra rừng, nên những giá trị tổng sinh khối (tươi, khô) của biểu một nhân tố và hai nhân tố đã được điều chỉnh bằng cách cộng dồn từ sinh khối của các bộ phận thân, cành và lá. Từ những mô hình sinh khối tươi một nhân tố (mô hình 1-4) và sinh khối khô một nhân tố (mô hình 5-8), đã xây dựng được biểu sinh khối tương ứng với từng cấp D từ 1-12 cm (Bảng 4). Lưu ý rằng, những giá trị ghi trong biểu sinh khối này là giá trị sinh khối trung bình của cây tràm. Khoảng dự đoán 95% đối với sinh khối tươi và sinh khối khô của cây tràm theo cấp D(cm) có thể xác định tương ứng từ các mô hình 1 (a,b) -8 (a,b) . Bảng 4. Biểu sinh khối cây tràm dựa theo cấp đường kính thân cây cả vỏ Cấp D(cm) Sinh khối tươi (kg/cây): Sinh khối khô (kg/cây): Thân Cành Lá Tổng Thân Cành Lá Tổng (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 0,42 0,04 0,11 0,57 0,07 0,03 0,05 0,14 2 1,10 0,15 0,22 1,48 0,26 0,08 0,10 0,44 3 2,48 0,40 0,42 3,29 0,80 0,19 0,18 1,17 4 4,90 0,89 0,70 6,49 1,98 0,40 0,29 2,68 5 8,68 1,70 1,08 11,46 4,10 0,76 0,46 5,32 6 14,02 2,88 1,56 18,47 7,37 1,30 0,67 9,34 7 20,99 4,41 2,13 27,52 11,80 2,06 0,92 14,78 8 29,45 6,21 2,77 38,43 17,25 3,02 1,22 21,50 9 39,14 8,20 3,45 50,79 23,41 4,19 1,55 29,16 10 49,70 10,27 4,15 64,12 29,94 5,53 1,92 37,39 11 60,74 12,32 4,86 77,91 36,50 6,99 2,29 45,78 12 71,90 14,26 5,54 91,70 42,81 8,52 2,68 54,01 Tương tự, khi thay thế các cấp D(cm) và cấp H(m) vào 8 mô hình từ 9 đến 16, có thể xây dựng được biểu sinh khối tươi và biểu sinh khối khô hai nhân tố. Do khuôn khổ của bài báo, ở bảng 5 và bảng 6 chỉ dẫn ra biểu dự đoán tổng sinh khối tươi và tổng sinh khối khô của cây tràm theo cấp D(cm) và cấp H(m). Bảng 5. Biểu dự đoán tổng sinh khối tươi của cây tràm theo cấp D(cm) và cấp H(m) Đơn vị tính: kg/cây Cấp D (cm) Cấp H (m) 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2,53 4 6,21 6,32 7,06 5 10,61 10,90 11,82 13,37 15,55 6 15,74 16,20 17,30 19,03 21,38 24,37 7 22,24 23,51 25,41 27,94 31,11 34,90 8 30,44 32,52 35,23 38,57 42,54 9 43,24 46,75 50,90 55,68 10 55,66 59,99 64,94 11 69,80 74,93 12 80,34 85,65 44 Bảng 6. Biểu dự đoán tổng sinh khối khô của cây tràm theo cấp D(cm) và cấp H(m) Đơn vị tính: kg/cây Cấp D (cm) Cấp H (m) 4 5 6 7 8 9 10 11 3 0,76 4 2,44 2,61 3,25 5 4,76 4,96 5,61 6,74 8,32 6 7,74 7,95 8,63 9,77 11,37 13,44 7 11,59 12,28 13,44 15,07 17,15 19,70 8 16,59 17,77 19,41 21,51 24,08 27,11 9 24,40 26,53 29,11 32,16 10 32,19 34,79 37,86 11 41,12 44,21 12 48,10 51,20 Để kiểm tra khả năng ứng dụng của các biểu sinh khối rừng tràm, tác giả đã so sánh sinh khối (tươi và khô) được tính từ những mô hình lý thuyết từ 1-16 với sinh khối thực tế của 30 cây tràm không tham gia lập biểu. Kết quả tính toán cho thấy (Bảng 7), sai số ước lượng trung bình tuyệt đối theo phần trăm giữa những giá trị của biểu 1 nhân tố và giá trị thực tế nằm trong giới hạn từ 5,9% (sinh khối lá khô) đến 8,2% (sinh khối cành tươi). Tương tự, đối với biểu 2 nhân tố dao động từ 3,8% (sinh khối cành khô) đến 9,1% (sinh khối thân cây tươi). Bảng 7. Kiểm nghiệm độ chính xác của các biểu sinh khối rừng tràm Kiểu biểu Sinh khối Sai lệch sinh khối giữa biểu và thực tế (%): Tổng số Thân cây Cành cây Lá cây Một nhân tố Tươi 7,0 8,1 8,2 6,3 Khô 5,9 7,5 7,8 5,9 Hai nhân tố Tươi 7,0 9,1 5,5 7,7 Khô 6,9 9,2 3,8 6,0 Nói chung, khi xác định sinh khối các bộ phận của cây tràm dựa theo quan hệ với D(cm) và H(m), thì một số trường hợp có thể mắc phải sai số lớn hơn 10%. Nhưng khi xác định sinh khối cho nhiều cá thể, thì sai số trung bình thường không vượt quá 10,0%. Nguyên nhân mắc phải những sai số lớn là do: (1) sai số đo đường kính và chiều cao thân cây; (2) sai số cân đo trọng lượng của các bộ phận cây tràm; (3) sai số của mô hình hồi quy. Trong khoa học lâm nghiệp, nếu sai số thống kê sinh khối cho phép không lớn hơn 10%, thì việc dự đoán sinh khối cây tràm theo D(cm) hoặc theo cả D(cm) và H(m) đều có thể chấp nhận được. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu đã chứng tỏ rằng, sinh khối tươi và sinh khối khô của các bộ phận trên mặt đất của rừng tràm (Melaleuca cajuputi) có mối quan hệ rất chặt chẽ với đường kính thân cây cả vỏ và chiều cao toàn thân 45 [...]...cây Biểu sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm có thể được dự đoán dựa theo đường kính thân cây cả vỏ và chiều cao thân cây Nếu dự đoán sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm chỉ dựa theo đường kính thân cây cả vỏ, thì mô hình dự đoán thích hợp là mô hình Gompertz Ngược lại, nếu dự đoán sinh khối tươi và sinh khối khô của rừng tràm dựa theo đường kính thân cây cả... Nghiên cứu tăng trưởng và sản lượng rừng trồng áp dụng cho rừng thông ba lá ở Việt Nam, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội 5 Nguyễn Hoàng Nghĩa (2001), Phương pháp nghiên cứu trong lâm nghiêp, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội 6 Lê Hồng Phúc (1995), Nghiên cứu sinh khối rừng thông ba lá (Pinus kesya) ở Đà Lạt – Lâm Đồng, Tạp chí lâm nghiệp, số 9/1995 7 Thái Văn Trừng (1998), Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam, Nxb... kính thân cây cả vỏ và chiều cao thân cây, thì mô hình dự đoán thích hợp thay đổi tùy theo bộ phận sinh khối TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 1 Vũ Tiến Hinh và các tác giả khác (1992), Điều tra rừng, Trường Đại học lâm nghiệp, Hà Nội 2 Vũ Tiến Hinh (2003), Sản lượng rừng, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 3 Nguyễn Ngọc Kiểng (2000), Thống kê học ứng dụng thiết lập các mô hình toán học, Tủ sách Trường Đại Học Nông Lâm... Việt Nam, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 8 Nguyễn Văn Thêm (2002), Sinh thái rừng, Nxb Nông Nghiệp Chi nhánh Tp Hồ Chí Minh 9 Nguyễn Văn Thêm (2004), Hướng dẫn sử dụng Statgraphics 3.0 & 5.1 để xử lý thông tin trong lâm học, Nxb Nông Nghiệp Chi nhánh Tp Hồ Chí Minh 10.Viện điều tra quy hoạch rừng (1995), Sổ tay điều tra quy hoạch rừng, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội 46 . XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN SINH KHỐI RỪNG TRÀM (MELALEUCA CAJUPUTI) Ở KHU VỰC TÂY NAM BỘ ThS. PHẠM XUÂN QUÝ TÓM TẮT ài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu những mô hình dự đoán sinh khối. được xây dựng dựa theo 4 mô hình từ 1-4, còn biểu sinh khối khô được xây dựng dựa theo 4 mô hình từ 5-8. Biểu sinh khối tươi hai nhân tố và biểu sinh khối khô hai nhân tố được xây dựng dựa. hiện xây dựng hai kiểu mô hình sinh khối. Kiểu thứ nhất là mô hình sinh khối 1 nhân tố; trong đó biến dự đoán sinh khối là D(cm), nghĩa là sinh khối = f(D). Kiểu thứ hai là mô hình sinh khối