Góp phần nghiên cứu phương pháp lập biểu thể tích cây đứng cho cây rừng việt nam

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thực tiễn sản xuất lâm nghiệp, nhiều mục đích khác mà nhà kinh doanh rừng, nhà nghiên cứu đòi hỏi phải có phương tiện để xác định nhanh thể tích đứng (cây sinh trưởng) Biểu thể tích công cụ quan trọng để xác định thể tích đứng Ở nước ta, bảng biểu thể tích bắt đầu xây dựng để phục vụ cho công tác điều tra rừng từ 50 năm trước (Đồng Sĩ Hiền, 1974) Qua hàng chục năm phát triển, khoa học điều tra rừng nước xây dựng biểu thể tích tồn quốc, biểu thể tích theo nhóm lồi cây, cho vùng sinh thái cụ thể gỗ rừng tự nhiên rừng trồng cho nhiều loài trồng rừng Những biểu phục vụ đắc lực cho công tác điều tra, quản lý, kinh doanh rừng nước ta Tuy nhiên, biểu thể tích lồi rừng tự nhiên xây dựng lâu (hơn thập kỷ trước)và có mặt chưa đáp ứng yêu cầu sản xuất,kinh doanh nghiên cứu khoa học Lâm nghiệp thời hội nhập mở cửa Ngày nay, với hỗ trợ đắc lực công cụ đại, việc xử lý số liệu thực nghiệm đơn giản hoá nhiều Bên cạnh đó, nhiều phương pháp phát mang lại nhiều tiện ích q trình tính tốn xử lý số liệu Để góp phần cải tiến việc lập biểu thể tích theo hướng đơn giản, đai mà bảo đảm u cầu độ xác, tơi lựa chọn đề tài “ Góp phần nghiên cứu phương pháp lập biểu thể tích đứng cho rừng tự nhiên Việt Nam” Đề tài kế thừa kết nghiên cứu phương pháp lập biểu thể tích theo đề xuất GS.TS Vũ Tiến Hinh, việc tính thể tích thân lập biểu dựa vào quan hệ V G01 (thông qua G1,3), F01 thực tế H mà không theo công thức truyền thống mà tác giả trước sử dụng Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Những nghiên cứu biểu thể tích Trong việc xây dựng biểu thể tích, nguyên tắc đưa Cotta từ năm đầu kỷ 19 nguyên giá trị (Husch et al., 2003)[10] , là: “Thể tích phụ thuộc vào đường kính, chiều cao hình dạng Khi thể tích xác định giá trị thể tích sử dụng cho khác có đường kính, chiều cao hình dạng” Kể từ thời Cotta, hàng trăm biểu thể tích xây dựng nhiều phương pháp khác đưa vào sử dụng Tuy nhiên, kể từ kỷ 20, xuất xu hướng giảm thiểu số biểu thể tích việc gộp lại xây dựng biểu có khả áp dụng cho nhiều lồi , nơi có điều kiện áp dụng biểu.(Husch et al., 2003)[10] Tuy có nhiều biểu thể tích xây dựng nhà lâm nghiệp tìm kiếm phương pháp đơn giản, khách quan xác Trong rừng thể hình học có tính biến đổi cao nên khơng biểu thể tích đơn giản, tập hợp biểu đáp ứng tất điều kiện đó, khơng phương pháp lập biểu thể tích đáp ứng cách tuyệt đối yêu cầu Bởi vậy, ngày số phương pháp xây dựng biểu cổ điển khơng sử dụng Ví dụ, phương pháp đường cong hợp lý (harmonized-curve method) (Chapman and Meyer, 1949)[6] không cịn sử dụng cần số lượng số liệu đầu vào lớn để xây dựng mối quan hệ biến đường cong hợp lý Hoặc phương pháp biểu đồ liên kết (Alignment-chat method) phương pháp chủ quan khác nhìn chung bị loại bỏ Ngày nay, mối quan tâm thường tập trung vào việc sử dụng hàm toán học để xây dựng biểu thể tích (Husch et al., 2003)[10] Các mơ hình tốn học thể tích thân xem xét hàm biến độc lập: đường kính, chiều cao hình số (Đồng Sĩ Hiền, 1974[2] ; Husch et al., 2003[10] ; Akindele LeMay, 2006[9] ) Nó viết dạng: V = f (D, H, F) Trong đó: V- Thể tích D- Đường kính ngang ngực H- Chiều cao vút ngọn, chiều cao gỗ thương phẩm chiều cao đến vị trí thân F- Chỉ số hình dạng Người ta chia, hàm thể tích thành nhóm: + Nhóm hàm thể tích địa phương: sử dụng biến độc lập, nhìn chung đường kính ngang ngực đơi sử dụng dạng đổi biến để xây dựng biểu thể tích Dạng hàm đơn giản biểu thể tích địa phương là: V= (1.1) Trong V D bi số Các hàm thể tích địa phương khác sử dụng chủ yếu Châu Âu, theo báo cáo Prodan (1965) Prodan et al (1997) bao gồm: (1.2) (1.3) (1.4) Trong mơ hình cuối g tiết diện ngang + Nhóm hàm thể tích chung: hàm thể tích ước lượng đường kính chiều cao, số trường hợp, thêm nhân tố hình dạng Behre (1935) Smith et al (1961)[6] kết luận việc xác định yếu tố hình dạng vấn đề đơn giản so với đo đường kính chiều cao Clutter et al (1983) [6] đưa số lý việc nên sử dụng đường kính ngang ngực chiều cao để xây dựng biểu thể tích, sau: (1)- Việc đo loại đường kính thân đứng tốn thời gian kinh phí (2)- Biến động hình dạng thân tác động đến thể tích nhỏ nhiều so với biến động chiều cao đường kính (3)- Với số lồi, hình dạng tương đối ổn định (4)- Với số lồi khác, hình dạng thường có mối tương quan với kích thước cây, biến đường kính chiều cao thường giải thích nhiều biến động thể tích Dưới đưa số hàm thể tích chung phổ biến áp dụng: Kiểu nhân tố hình dạng khơng đổi: (1.5) Kiểu kết hợp biến: (1.6) (1.7) Dạng đổi biến logarit: Đổi biến Honer: (1.8) (1.9) Các mơ hình nhân tố hình dạng biến như: (1.10) (1.11) Các hệ số bi thu cách sử dụng kỹ thuật phân tích hồi quy Ngồi việc tính tốn thể tích phương pháp tương quan, thơng qua việc sử dụng hàm quan hệ biến phụ thuộc thể tích với biến độc lập đường kính, chiều cao, hình số thể tích tính thơng qua phương pháp đường sinh Theo Đồng Sĩ Hiền,( 1974)[2] , Mendeleev D.I (1989), Belanovxki I.G (1917)[6] Wimmenauer K (1918)[6] biểu thị phương trình đường sinh thân phương trình parabol bậc 2, bậc (Mendeleev Belanovski) [6] bậc (Wimmenauer): y = a + b.x + c.x2 (1.12) y = a + b.x + c.x2 + d.x3 (1.13) y = a + b.x + c.x2 + d.x3 + c.x4 (1.14) Muller G CHLB Đức đề nghị biểu thị mối liên hệ đường kính chiều cao hàm số mũ,( Đồng Sĩ Hiền -1974)[2] : D = a.bh = a.elnbh = F(h), thể tích thân bình qn cho có điều kiện lập địa có chiều cao tích phân phương trình mũ : Wauthoz L (1964) [6] xây dựng phương pháp xác định thể tích thân lập biểu thể tích sở phương trình y2 = A.xm Thân gồm nhiều thể khác nhau, thơng số hình dạng m biến động từ gốc đến Ở đoạn, thông số m nằm phạm vi Wauthoz xác định thơng số m thể hình học trừu tượng giản đơn tích thể tích phức tạp thân Nếu trị số m thể đơn giản xác định thể tích thân tính tích phân phương trình (Đồng Sĩ Hiền, 1974)[2] (1.15) Trong g0 tiết diện ngang cổ rễ Trong thực tiễn g0 thay g1.3 - tiết diện ngang vị trí 1.3m sau: (1.16) Cũng theo Đồng Sĩ Hiền (1974)[2] , Ozumi (Prodan, 1965) [6] Nhật dùng phương trình parabol bậc ba, bậc bốn để biểu thị quan hệ hệ số thon tự nhiên với chiều cao tương đối theo cấp hệ số thon thân: K0i = a + b1x +b2x2 + b3x3 (1.17) Tác giả Đồng Sĩ Hiền nhận xét phương pháp sau: Ý kiến Muller G có điểm độc đáo vạch thống phương trình đường sinh với đường cong chiều cao Tuy nhiên phương pháp dựa giả thuyết không phù hợp với thực tế Phương pháp củaWauthoz đơn giản tồn nhiều vấn đề thực tiễn lý luận chưa giải thỏa đáng Phương pháp Ozumi sách Prodan Ozumi khơng nói rõ lấy số liệu thân để lập phương trình 1.1.2 Những nghiên cứu hình số để lập biểu thể tích 1.1.2.1 Những nghiên cứu f1.3 * So với giá trị d, h f1.3 khó xác định hơn, đặc biệt đứng Vì nhiều tác giả xem xét quan hệ f1.3 với d h để có xác định f1.3 : - f1.3 hàm d: f1.3 a0 = b0 b1 d f1.3 = a – b d (1.18) (1.19) - f1.3 hàm d h: f1.3 = a0 + a1h + a2 h (1.20) d f1.3 = a0 + a a a a a + + + + d h h d d.h d f1.3 = a0 + a a1 + + d2 h a3 d2h (1.21) (1.22) Theo Prodan (1965) [6] lâm phần quan hệ f1.3/h chặt f1.3/d * Biểu thể tích nhân tố biểu ghi thể tích bình quân tương ứng với tổ hợp d,h f1.3 Trong f1.3 xác định qua hình suất q2 Quan hệ số tác giả đề xuất dạng phương trình sau: Anout chin.N.P: f1.3 = a + bq2 (1.23) Kunze.M: f1.3 = a0 + a1q2 + a Smony: f1.3 = a0 + a1q2 + a1q2 (1.25) f1.3 = a0 + a1q2 + a (1.26) (1.24) q2 h Polans chutz: q2 h 1.1.2.2 Những nghiên cứu PT đường sinh: * Mendeleev (1899), Bena novxky (1917), Wimmenaner (1918)[6] xác định dạng phương trình đường sinh biểu thị phương trình tốn học, xem đường kính y hàm số chiều cao x Y = f(x) (1.27) Và Mendeleev Bena novxky biểu thị hàm thành dạng bậc 3, cịn Wimmenaner đề nghị biểu diễn thành hàm bậc Y= a + bx + cx2 (1.28) Y= a + bx + cx2 + dx3 (1.29) Y= a + bx + cx2 + dx3 + ex4 (1.30) * Nhiều nhà khoa học với nhiều cơng trình nghiên cứu đưa kết phương trình đường sinh chung có dạng sau: ya = c*xb Trong đó: y bán kính X khoảng cách từ đến bán kính y a,b số mũ, c hệ số phương trình Ngồi cịn có phương trình: y2 = A.xm Tuỳ theo m = 0; 1; 2; mà ta có phương trình đường sinh viên trụ hay neloid * Petrocxki.V.S (1963,1964)[6], Liên Xô cũ, biểu thị quan hệ đường kính lây vị trí với khoảng cách (L) từ đường kính đến gốc phương trình Parabol sau: x2= 2.P.(y-h) Trong đó: (1.31) P thông số điều chỉnh đường sinh, x, y toạ độ Parabol, h chiều cao thân bớt 1m Từ thể tích thân xác định theo công thức sau: V    2dl  Md052 H (1.32) M tuỳ thuộc vào loài 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Về việc xây dựng biểu thể tích Cơng trình nghiên cứu lập biểu thể tích cơng phu phải kể đến tác giả Đồng Sĩ Hiền,(1974)[2] Trong cơng trình này, tác giả đề cập cách hệ thống chi tiết vấn đề lập biểu thể tích Từ việc thu thập tài liệu quan sát đến việc tính tốn xây dựng biểu thể tích Nghiên cứu dạng phương trình thể tích theo phương pháp tương quan điều kiện rừng miền Bắc nước ta, Đồng Sĩ Hiền (1974)[2] thử nghiệm hai dạng parabol dạng lũy thừa cho số loài rừng tự nhiên nước ta: v = a +b.d2 v = a + b1d + b2d2 (1.33) (1.34) log v = a + blogd (1.35) log v = a + b1logd + b2logh (1.36) logv = a + b1logd + b2logh + b3logq2 (1.37) Kết cho thấy hai dạng parabol thường thích hợp lồi Sâng Táu dạng đầu với Bứa có sai dị rõ rệt r2 η2 Về dạng lũy thừa biến số q2 nhiều khơng cần thiết mà xác định thể tích qua đường kính chiều cao Có thể dùng ba phương trình dạng lũy thừa để lập biểu với hoặc nhân tố, nước ta biểu nhân tố khơng có tác dụng thực tế Trong điều kiện nước ta áp dụng tốt hai dạng phương trình Về lập biểu thể tích phương pháp đường sinh, Đồng Sĩ Hiền (1974)[2] , sử dụng biến số phụ thuộc (hàm số) hệ số thon tự nhiên Về phương pháp tiếp cận đường sinh, tác giả sử dụng phương trình đa thức: yˆ = b0 + b1x + b2x2 + …+ bkxk (1.38) Nguyễn Ngọc Lung Đào Công Khanh.( 1999)[4] tổng kết rằng, để lập biểu thể tích đo tính trữ lượng gỗ đứng nước ta thường dùng phương pháp sau: (1)- Nghiên cứu nhân tố cấu thành thể tích theo cơng thức V = G.H.f, G H thường đo trực tiếp rừng, f1.3 hay f01 cần lập thành biểu tương quan với nhân tố dễ xác định H, D, ηi, q2… (2)- Sử dụng tương quan trực tiếp thể tích thân với nhân tố đo D, H, G, q2 tổ hợp chúng tương quan kép: V = f(D, D2, H, DH, D2H, G, q2) dạng V = a + b1D + b2H + b3D2H sử dụng nhiều nơi giới thiệu biểu rừng Thông ba Việt Nam (3)- Phương pháp đường sinh thân cây, dựa sở độ thon tương đối ổn định cho loài gỗ, nên tạo hàm số tương quan đường sinh biểu thị độ thon bình quân, đường sinh quay quanh trục H tạo thành thể tích thân cây, phương pháp đề xuất thời gian 10 kỷ 20 Djurjue Rumani, 1963 Đồng Sĩ Hiền Việt nam (1967)[2] Cũng nghiên cứu này, Nguyễn Ngọc Lung Đào Công Khanh., (1999)[4] thử nghiệm dạng phương trình thể tích sau: V = a + bD2H (1.39) V = a + b1H + b2G (1.40) V = a + b1D + b2H + b3D2H (1.41) LogV = a + blogD (1.42) LogV = a + b1logD + b2logH (1.43) LogV = a + b1logD + b2logH + b3logq2 (1.44) Kết thử nghiệm cho thấy, hệ số tương quan R dạng phương trình đơn giản V = a + bD2H V = a + b1H + b2G đạt tới lớn 0.99, dạng LogV = a + blogD có R = 0.9734 Kiểm tra tồn tham số phương trình bi tiêu chuẩn đạt yêu cầu Lập biểu thể tích cho lồi Keo tai tượng Đào Công Khanh et al., (2001)[6] thử nghiệm dạng hàm: V = Kdahb (1.45) V = K(d2h)a (1.46) V = a0 + a1d2 + a2h + a3d2h (1.47) để lập biểu thể tích cho số lồi đề tài, dạng phương trình V = K.da.hb phù hợp nhân tố hình dạng phản ánh qua đường kính chiều cao công thức Phan Nguyên Hy., (2003)[3] sử dụng SPSS để thử nghiệm số dạng phương trình sau: V = a + b.d2.h (1.48) V = a + b.h + c.d2.h (1.49) V = a.db.hc (1.50) 51 * Kết luận: Từ kết kiểm tra ta thấy biểu thể tích 15 lập phương pháp đường sinh truyền thống với hình số tự nhiên F01 tính từ việc giải tích phân phương trình đường sinh có: - Sai số thể tích tuyệt đối thể tích thực tế thể tích tính tốn theo cơng thức 232 tính tốn 26 kiểm tra cao, khơng có nhiều sai số thể tích cá biệt vượt 20% (15 cây), sai số trung bình lớn 10% - Sai số tổng thể tích 26 kiểm tra đánh giá hiệu lực biểu lớn, sai số = - 10,2077% - Biểu có sai số hệ thống dương Như vậy, ta kết luận biểu thể tích 15 có hiệu lực thấp, độ xác khơng thể đảm bảo để áp dụng vào thực tế 52 Bảng 3.17 Biểu thể tích lập phương pháp đường sinh truyền thống 40,00 44,00 48,00 52,00 56,00 60,00 64,00 68,00 72,00 76,00 80,00 84,00 88,00 92,00 96,00 15,00 ,8710 16,00 ,9089 17,00 ,9469 1,1457 18,00 ,9848 1,1916 1,4181 19,00 1,0227 1,2375 1,4727 1,7284 20,00 1,0606 1,2833 1,5273 1,7924 21,00 1,0985 1,3292 1,5819 1,8565 2,1531 22,00 1,1365 1,3752 1,6365 1,9207 2,2275 2,5571 23,00 1,1745 1,4211 1,6912 1,9848 2,3019 2,6425 3,0066 3,3942 24,00 1,2124 1,4671 1,7459 2,0490 2,3764 2,7280 3,1039 3,5040 3,9283 25,00 1,2504 1,5130 1,8006 2,1133 2,4509 2,8135 3,2011 3,6138 4,0515 4,5141 5,0018 26,00 1,2885 1,5591 1,8554 2,1775 2,5254 2,8991 3,2985 3,7237 4,1747 4,6514 5,1539 5,6822 6,2362 6,8160 7,4216 27,00 1,3265 1,6051 1,9102 2,2418 2,6000 2,9847 3,3959 3,8337 4,2979 4,7887 5,3061 5,8500 6,4204 7,0173 7,6408 28,00 1,3646 1,6512 1,9650 2,3062 2,6746 3,0703 3,4933 3,9437 4,4213 4,9262 5,4584 6,0178 6,6046 7,2187 7,8600 29,00 1,4027 1,6972 2,0199 2,3705 2,7492 3,1560 3,5908 4,0537 4,5447 5,0637 5,6107 6,1858 6,7889 7,4202 8,0794 30,00 1,4408 1,7433 2,0747 2,4349 2,8239 3,2418 3,6884 4,1639 4,6681 5,2012 5,7631 6,3538 6,9734 7,6217 8,2989 31,00 1,4789 1,7895 2,1296 2,4993 2,8986 3,3275 3,7860 4,2740 4,7916 5,3388 5,9156 6,5219 7,1579 7,8234 8,5185 1,8356 2,1845 2,5638 2,9734 3,4133 3,8836 4,3842 4,9152 5,4765 6,0681 6,6901 7,3425 8,0251 8,7381 2,2395 32,00 33,00 2,6283 3,0482 3,4992 3,9813 4,4945 5,0388 5,6142 6,2208 6,8584 7,5271 8,2270 8,9579 34,00 2,6928 3,1230 3,5851 4,0790 4,6048 5,1625 5,7520 6,3734 7,0267 7,7118 8,4289 9,1777 35,00 2,7573 3,1978 3,6710 4,1767 4,7151 5,2862 5,8899 6,5262 7,1951 7,8966 8,6308 9,3977 3,2727 3,7569 4,2745 4,8255 5,4099 6,0277 6,6789 7,3635 8,0815 8,8329 9,6177 3,8429 4,3723 4,9359 5,5337 6,1657 6,8318 7,5320 8,2664 9,0350 9,8377 4,4702 5,0464 5,6576 6,3036 6,9846 7,7006 8,4514 9,2372 10,0579 5,1569 5,7814 6,4416 7,1375 7,8691 8,6364 9,4394 10,2781 6,5797 7,2905 8,0378 8,8215 9,6417 10,4983 8,2065 9,0066 9,8440 10,7186 36,00 37,00 38,00 39,00 40,00 41,00 42,00 10,9390 53 3.8 So sánh phương pháp lập biểu 3.8.1 Về kết - Cả phương pháp cho sản phẩm biểu thể tích nhân tố (D,H) thơng dụng nay, biểu có kết cấu hợp lý, dễ dàng tra cứu - Biểu thể tích phương pháp tương quan (bảng 3.13) biểu có hiệu lực tốt biểu thể tích lập phương pháp đường sinh truyền thống (bảng 3.17) Tuy nhiên sau hiệu chỉnh thể tích kiểm tra biểu thể tích 3.17 lập phương pháp đường sinh có hiệu lực tương đối tốt 3.8.2 Về q trình lập biểu Cả phương pháp có q trình tính tốn tương đối phức tạp: + Phương pháp tương quan cần phải xác định quan hệ G01 G1,3 kiểm tra mơ hình cho phương trình tính V ngắn gọn, đơn giản, dễ dàng tính tốn + Phương pháp đường sinh truyền thống khơng phải tính đến quan hệ V với G01, f01 H lại phải tính tốn giá trị biểu thơng quan phương trình đường sinh bậc phức tạp, khơng có trợ giúp cơng cụ tính tốn tiên tiến dễ dẫn đến nhầm lẫn + Việc tra kết biểu tính tốn cho 26 kiểm tra cần phải làm thủ công nên nhiều thời gian 3.8.3 Kết luận Sau tiến hành so sánh, đề tài rút kết luận là: Biểu thể tích lập quan hệ G01 G1,3 có hiệu lực cao dễ tính tốn biểu thể tích lập phương pháp đường sinh truyền thống Vậy, áp dụng vào thực tiễn sản xuất, biểu thể tích lập phương pháp tương quan đáp ứng yêu cầu độ xác 54 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ Kết luận - Về đối tượng lập biểu: Đề tài lựa chọn số loài tương đối với hình số tự nhiên F01 để lập biểu theo phương pháp tương quan phương pháp đường sinh truyền thống - Về việc lập biểu: + Với phương pháp tương quan: Đề tài chọn phương trình hàm Power hàm tốt để mơ quan hệ G01 G1,3 với hệ số xác định R2 = 0,998 : G01 = 0,873* (G1,3)1 Qua hàm số F01 thực tế tính bình quân cộng (F01 = 0,5025), đề tài tiến hành lập biểu thể tích hai nhân tố D, H (bảng 3.13) có sai số hệ thống dương có hiệu lực tương đối cao: * Sai số thể tích tính tốn: Nhỏ, đạt tiêu chuẩn độ xác Với 232 tính tốn: giá trị lớn 16,12%, nhỏ 0,17%, giá trị trung bình 5,865% Với 26 kiểm tra: giá trị lớn 10,24%, nhỏ 0,41%, giá trị trung bình 4,3147% * Sai số tổng thể tích = 1,39868% + Với phương pháp đường sinh truyền thống: Đề tài chọn hàm bậc hàm số mô tốt cho phương trình đường sinh với hệ số xác định R2 = 0,998, hàm số dạng: Y = 3,303*X – 13,679*X2 + 40,056*X3 – 69,326*X4 + 51,853*X5 – 13,944*X6 Từ phương trình đường sinh đề tài tính F01 = 0,4865, với hình số tự nhiên này, đề tài tiến hành lập biểu thể tích hai nhân tố D, H (Bảng 3.17) có sai số hệ thống dương hiệu lực khơng cao: * Sai số thể tích tính tốn: Lớn, khơng đạt tiêu chuẩn độ xác 55 Với 232 tính tốn: giá trị lớn 25,90%, có tới 15 cá thể có sai số lớn 20%, sai số nhỏ 0,05%, giá trị trung bình 11,6584% Với 26 kiểm tra: giá trị lớn 21,33%, nhỏ 8,3%, giá trị trung bình 14,32427% * Sai số tổng thể tích = -10,2077% Như vậy, Biểu thể tích 10 lập phương pháp tương quan biểu thể tích có hiệu lực cao hơn, áp dụng vào thực tế sản xuất kinh doanh nghiên cứu - Để lập biểu thể tích cho nhóm lồi cần phải kiểm tra lồi nhóm đại lượng tiêu biểu để biểu thể tích lập có tính đại diện cao - Trước tiến hành tính tốn cần phải rà soát số liệu lọc bỏ bớt cá thể cá biệt để giảm bớt sai số tăng độ xác kết Tuy nhiên khắc phục giới mơ hình nên loại bỏ nằm ngồi khoảng ước lượng trung bình sai số với xác suất 99% Nên sử dụng biện pháp khắc phục mơ hình mà khơng làm giảm bớt dung lượng mẫu, chẳng hạn đổi biến Tồn - Với phương pháp tương quan: cần nghiên cứu tiếp phương trình tương quan V với G01, F01, H để chọn phương trình thích hợp hơn, điều kiện hạn chế nên đề tài thăm dị số dạng mơ hình định mà chưa có điều kiện nghiên cứu điều chỉnh phương trình tương quan nhằm góp phần làm giảm sai số biểu - Với phương pháp đường sinh: việc tính tốn hình số tự nhiên theo phương pháp đường sinh dựa vào Koi (thơng qua Doi) trung bình, tính tích phân có bình phương lên điều chỉnh F01 56 chưa điều chỉnh phương trình tính thể tích biểu, biểu thể tích lập có sai số hệ thống tương đối lớn - Biểu thể tích lập phương pháp tương quan đường sinh có sai số hệ thống làm giảm hiệu lực biểu cần có nghiên cứu tiếp để có biện pháp khắc phục tốt - Việc minh họa lấy số liệu rừng đến tuổi khai thác chưa thể hết tính đại diện biểu lập Biểu thể tích lập đáp ứng mục tiêu tra trữ lượng loài nằm nhóm lồi nghiên cứu chưa thể đáp ứng mục tiêu tra thể tích cá thể rừng tự nhiên Trong trường hợp khác áp dụng biểu thể tích cho lồi có tổ hình dạng gần với tổ hình dạng nghiên cứu Khuyến nghị - Biểu lập biểu chung cho nhóm lồi nên ứng dụng để tra biểu cho lồi khác khơng nằm nhóm lồi độ xác khơng cao Nếu muốn u cầu độ xác cao nên lập biểu cho loài - Đối với phương pháp tương quan cần nghiên cứu thêm dạng tương quan tuyến tính G01 G1,3 phương trình hiệu chỉnh để làm giảm sai số hệ thống biểu - Về phương pháp lập biểu cần nghiên cứu sâu cho đối tượng khác theo phương pháp tương quan để khẳng định tính ưu việt phương pháp tương quan so với phương pháp đường sinh - Nếu áp dụng biểu đề tài lập điều tra thực tế nên ý tới sai số tổng thể tích tra biểu để làm giảm sai số Sai số biểu tương quan 1,39868% sai số biểu đường sinh 10% - Nên ứng dụng công cụ tin học đại vào việc nghiên cứu điều tra rừng nói chung lập biểu thể tích nói riêng để tiết kiệm thời gian, cơng sức nâng cao độ xác kết nghiên cứu 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Trọng Bình(2009), Bài giảng mơn Điều tra quy hoạch rừng, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Đồng Sĩ Hiền (1974), Lập biểu thể tích biểu độ thon đứng cho rừng Việt nam, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phan Ngun Hy (2003), Xây dựng mơ hình cấu trúc sinh trưởng áp dụng cho lâm phần Thông nhựa (Pinus merkusii) tỉnh Thừa thiên Huế với trợ giúp phần mềm SPSS, Luận văn Thạc sỹ, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh (1999), Nghiên cứu tăng trưởng sản lượng rừng trồng (Áp dụng cho rừng Thông Ba Việt Nam), Nhà xuất Nơng nghiệp - TP.Hồ Chí Minh Cao Danh Thịnh (2009), Nghiên cứu sở khoa học cho công tác điều tra kinh doanh rừng Luồng (Dendrocalamus membrananceus Munro) trồng loài tỉnh Thanh Hóa, Luận án Tiến sỹ Nơng nghiệp, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thị Thùy (2010), Nghiên cứu xây dựng quy trình xử lý số liệu SPSS để lập biểu thể tích thân đứng cho rừng trồng, áp dụng cho loài Keo tai tượng (Acacia mangium) số tỉnh vùng trung tâm Bắc Bộ, Việt Nam, Luận văn Thạc sỹ, Đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hải Tuất, Vũ Tiến Hinh, Ngơ Kim Khơi, (2006), Phân tích thống kê lâm nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp - Hà Nội 58 Tiếng Anh Abbot, P, Lowore J, Werren M, (1997), Models for the estimation of single tree volume in four Miombo woodland types, Forest Ecology and Management 97, 25-37 Akindele, S.O, LeMay, V.M, (2006), Development of tree volume equations for common timber species in the tropical rain forest area of Nigeria, Forest Ecology and Management 226, 41-48 10 Husch, B, Beers, T.W, Kershaw, J.A, (2003), Forest mensuration (4th edition), John Wiley & Sons, Inc 11 Jiang, L., Brooks, J.R., Wang, J, (2005), Compatible taper and volume equations for yellow-poplar in West Virginia, Forest Ecology and Management 213, 399-409 59 LỜI CẢM ƠN Sau hoàn thành chương trình đào tạo Cao học lâm nghiệp khố 17, giai đoạn 2009 – 2011, để kết thúc khóa học đánh giá kết học tập học viên, nhà trường giao cho học viên thực luận văn tốt nghiệp Nhân dịp luận văn hoàn thành, trước hết tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Hải Tuất gia đình giúp đỡ, động viên, chăm sóc tạo điều kiện tốt cho tác giả suốt thời gian tác giả hoàn thành Luận văn Đặc biệt, GS.TS Nguyễn Hải Tuất tận tình hướng dẫn, bảo mặt phương pháp truyền đạt cho tác giả nhiều kiến thức quý báu thống kê tốn học nói chung Tiếp theo tác giả mong muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TS Vũ Tiến Hinh - người thầy tạo điều kiện giúp đỡ, cung cấp số liệu góp ý cho tác động viên tác giả nhiều suốt trình thực Luận văn Trong q trình học tập hồn thành Luận văn, tác giả nhận quan tâm, giúp đỡ Khoa Sau đại học thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp Nhân dịp tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Tơi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, khơng chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2011 Tác giả Hà Thị Thanh Huyền 60 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt ………………………………………………… i Danh mục bảng……………………………………………………… ii Danh mục hình ……………………………………………………… iii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Những nghiên cứu biểu thể tích 1.1.2 Những nghiên cứu hình số để lập biểu thể tích 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Về việc xây dựng biểu thể tích 1.2.2 Về việc đánh giá, lựa chọn mơ hình kiểm tra biểu xây dựng 13 Chương MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 16 2.2 Phạm vi nghiên cứu 16 2.3 Nội dung nghiên cứu 16 2.3.1 Kiểm tra luật phân bố F01 loài 16 2.3.2 Tính tốn số điều chỉnh Koi2 (Koi)2 cho loài để làm sở điều chỉnh F01 16 2.3.3 Lập tương quan G01 G1.3 : G01 = f (G1.3) 16 61 2.3.4 Lập biểu thể tích theo phương pháp tương quan với hình số tự nhiên thực tế 17 2.3.5 Lập biểu thể tích theo phương pháp đường sinh có điều chỉnh F01 nghiên cứu 17 2.3.6 Lập biểu thể tích phương pháp đường sinh thân truyền thống để so sánh với phương pháp điều chỉnh F01 17 2.4 Phương pháp nghiên cứu 17 2.4.1 Thu thập số liệu nghiên cứu 17 2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 17 Chương KẾT QỦA NGHIÊN CỨU 21 3.1 Kiểm tra phân bố chuẩn F01, phụ thuộc F01 vào D1,3, Hvn sàng lọc F01 21 3.1.1 Kiểm tra phân bố chuẩn F01 21 3.1.2.Kiểm tra phụ thuộc F01 vào D1,3 Hvn 23 3.1.3 Sàng lọc F01 24 3.2 Phân nhóm lồi 24 3.2.1 Thử kiểm tra khác biêt loài dựa vào Phương pháp phân tích tách biệt (Discriminatory Analysis) 25 3.2.2 Phương pháp sử dụng phân tích nhóm ( ClusterAnalysis) 26 3.3 Thăm dị quan hệ D1,3-Hvn, sàng lọc số liệu thô chọn ngẫu nhiên kiểm tra 29 3.3.1 Thăm dò quan hệ D1,3-Hvn 29 3.3.2 Chọn ngẫu nhiên kiểm tra 31 3.3.3 Thiết lập khoảng ước lượng giới hạn giới hạn chiều cao theo cỡ đường kính 31 3.4 Tính tốn số điều chỉnh 32 3.5 Xác định quan hệ G01 G1,3 34 62 3.5.1 Xác định hàm số mô quan hệ G01 G1,3 34 3.5.2 Kiểm tra điều kiện mơ hình chọn mơ hình thích hợp 34 3.6 Lập biểu thể tích thân cho loài 36 3.6.1 Lập biểu V thông qua G01: PT: V= F01*G01*Hvn 37 3.7 Lập biểu V phương pháp đường sinh truyền thống 43 3.7.1 Định bậc , xác định hệ số vẽ phương trình đường sinh 43 3.7.2 Hiệu chỉnh phương trình đường sinh tính F01 45 3.7.3 Lập biểu thể tích, kiểm tra sai số đánh giá hiệu lực biểu 46 3.8 So sánh phương pháp lập biểu 53 3.8.1 Về kết 53 3.8.2 Về trình lập biểu 53 3.8.3 Kết luận 53 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Tồn 55 Khuyến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC i 63 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT 10 11 12 13 Viết tắt Db Doi D1.3 f f01, f1.3 Hb Hvn Koi LOF R2 SPSS V Vb Viết đầy đủ Đường kính ghi biểu Đường kính phân đoạn phần mười thứ i Đường kính ngang ngực Hình số Hình số tự nhiên, hình số thường Chiều cao ghi biểu Chiều cao vút Tỉ số phân đoạn phần mười thứ i phân đoạn phần Lack of fit mười thứ Hệ số xác định Statistical Package for the Social Sciences Thể tích thân Thể tích ghi biểu ii 64 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 3.1 Kết kiểm tra luật phân bố F01 21 3.2 Phân nhóm Wilks' Lambda 25 3.3 Bảng tính Koi 26 3.4 Bảng kiểm tra tính Koi nhóm 26 3.5 Bảng kiểm tra tính Koi nhóm 27 3.6 Bảng tính F01 trung bình 28 3.7 Kiểm tra F01 nhóm theo tiêu chuẩn Kruskal – Wallis 28 3.8 : Khoảng ước lượng giới hạn chiều cao theo cỡ kính 32 3.9: Giới hạn chiều cao theo cỡ kính dùng để lập biểu V 32 3.10 Bảng tính sai số F01 tính K oi F01 tính ( K oi ) 33 3.11 Bảng tóm tắt hệ số PT 34 3.12 Bảng kiểm tra hiệu lực biểu thể tích 10 38 3.13 Biểu thể tích lập phương pháp tương quan 42 3.14 Kiểm tra Lack of Fit cho bậc PT 43 3.15 Bảng ước lượng hệ số cho phương trình đường sinh bậc 44 3.16 Bảng kiểm tra hiệu lực biểu thể tích 15 48 3.17 Biểu thể tích lập phương pháp đường sinh truyền thống 52 65 iii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Một số biểu đồ minh họa phân bố chuẩn F01 22 3.2 Kiểm tra phụ thuộc F01 D1,3 23 3.3 Kiểm tra phụ thuộc F01 Hvn 23 3.4 Quan hệ D1,3 Hvn theo dạng hàm Quadratic với khoảng ước lượng cá biệt với độ tin cậy 99% cá biệt 30 3.5: Biều đồ số dư chuẩn hóa hồi quy tuyến tính 35 3.6: Biểu đồ số dư chuẩn hóahàm Power 35 3.7: Biểu đồ kiểm tra phương sai hàm tuyến tính 35 3.8: Biểu đồ kiểm tra phương sai hàm Power 35 3.9 Biểu đồ quan hệ G1,3 G01 36 3.10 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích đường kính lập biểu 39 3.11 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích chiều cao lập biểu… 39 3.12 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích thể tích biểu 40 3.13 Biểu đồ đường sinh thân có vỏ lý thuyết thực nghiệm 45 3.14 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích đường kính lập biểu 49 3.15 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích 49 3.16 Biểu đồ kiểm tra quan hệ sai số thể tích thể tích biểu 50 ... hạn biểu phần phương pháp tương quan để minh hoạ lập biểu thể tích cho phương pháp đường sinh 3.7.3 Lập biểu thể tích, kiểm tra sai số đánh giá hiệu lực biểu 3.7.3.1 Lập biểu thể tích phương pháp. .. VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp lập biểu thể tích dựa vào tương quan V nhân tố G01, Hvn so sánh hiệu biểu với phương pháp lập biểu dựa vào phương pháp. .. để góp phần bổ sung hồn thiện bước phương pháp lập biểu thể tích cho rừng tự nhiên nước ta 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài xây dựng biểu thể tích nhân tố thông dụng giới Việt Nam sở phương pháp