BÀI GIẢNG SẢN LƯỢNG RỪNG

SẢN LƯỢNG RỪNG Bảo Huy 12/1/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊ N PGS.TS BẢO HUY SẢN LƯỢNG RỪNG Forest Growth and Yield Modelling Năm 2011 MỤC LỤC Mở đầu Sử dụng công nghệ Laser điều tra rừng 2.1 Sử du ̣ng máy đo Laser Criterion RD 1000 2.2 Sử du ̣ng đo Laser ACE 3D 10 Cấp suất rừng 13 3.1 Chỉ tiêu phân chia cấp suất thu thập số liệu .14 3.2 Lập biểu cấp suất .16 3.3 Sử dụng biểu cấp suất .23 Mơ hình hóa q trình sinh trưởng rừng 24 4.1 Mục đích thiết lập mơ hình sinh trưởng sản phẩm bình quân lâm phần 24 4.2 Thu thập liệu để lập mơ hình sinh trưởng, sản phẩm bình qn lâm phần 24 4.3 Mơ hình mật độ rừng 37 5.1 Vai trò mật độ rừng (N) sở mơ hình hóa mật độ tối ưu (Nopt) 37 5.2 Mơ hình hóa mật độ tối ưu .40 Sinh trưởng trữ sản lượng lâm phần 44 Biểu sản lượng rừng – Phần mềm quản lý sản lượng 45 Mơ hình hóa q trình sinh trưởng, sản phẩm bình quân lâm phần 27 7.1 Lập biểu sản lượng 45 7.2 Kiểm tra biểu sản lượng 49 7.3 Sử dụng biểu sản lượng 50 7.4 Xây dựng phần mềm quản lý sản lượng rừng 53 Tài liệu tham khảo 54 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Số liệu đo đường kính vị trí 1/10H để lập biểu thể tích đứng Bảng 2.2: Tính thể tích qua đường kính 1/10H Excel Bảng 2.3: Biểu thể tích đứng .10 Bảng 3.1: Biểu thu thập số liệu chiều cao tầng trội để lập biểu cấp suất 16 Bảng 3.2: Giá trị Hoi theo cấp suất tuổi Ao 19 Bảng 3.3: Giá trị Hoi theo cấp suất Ao =11 rừng tếch 19 Bảng 3.4: Biểu cấp suất loài 20 Bảng 3.5: Tham số theo cấp suất rừng tếch 20 Bảng 3.6: Biểu cấp suất rừng tếch Tây Nguyên 21 Bảng 4.1: Biểu thu thập số liệu giải tích bình qn lâm phần 26 Bảng 4.2: Các tiêu bình quân lâm phần 28 Bảng 4.3: Sinh trưởng, tăng trưởng thể tích bình qn tếch 30 Bảng 5.1: Mật độ tối ưu sinh trưởng bình quân lâm phần rừng tếch theo cấp suất, tuổi .42 Bảng 7.1: Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất I 47 Bảng 7.2: Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất II 47 Bảng 7.3: Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất III 48 Bảng 7.4: Kiểm tra biểu sản lượng 49 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.1: Mơ hình Ho/A đám mây điểm rừng tếch .18 Hình 3.2: Mơ hình cấp suất rừng tếch Tây Nguyên 21 Hình 3.3: Kiểm tra đường giới hạn cấp với đám mây điểm 22 Hình 3.4: Kiểm nghiệm thay đổi Ho/A lâm phần 23 Hình 4.1: Quan hệ Zv Δv tuổi đạt suất tối đa tuổi thành thục số lượng 32 Hình 4.2: Biến đổi Dbq theo A, N Ho 34 Hình 4.3: Biến đổi Hg theo A, N Ho 35 Hình 4.4: Biến đổi Vbq theo A, N, Ho .36 Hình 5.1: Biến đổi Stopt theo Ho A .41 Hình 7.1: Tiến trình lập sử dụng biểu sản lượng 52 Hình 7.2: Sơ đồ thuật toán lập phần mềm quản lý sản lượng rừng 53 Mở đầu Sản lượng rừng khoa học quản lý rừng với mục đích cung cấp giải pháp nâng cao suất sản lượng rừng Đồng thời khoa học sản lượng cung cấp sở khoa học để dự báo sản lượng, làm sở cho việc lựa chọn mơ hình trồng rừng, dự tốn hiệu kinh tế đầu tư trồng phát triển rừng Nghiên cứu sản lượng rừng bao gồm nội dung sau: i Phân chia cấp suất rừng: Bản chất phân chia cấp đất, hạng đất trồng rừng, cách tiếp cận dựa vào hiệu sinh trưởng rừng để phân cấp Việc phân chia cấp suất rừng làm sở cho việc đánh giá sinh trưởng, sản lượng rừng phù hợp với điều kiện khác sinh thái lẫn xã hội ii Nghiên cứu quy luật sinh trưởng rừng: Cây rừng phận lâm phần, để có thơng tin sinh trưởng lâm phần sinh trưởng cá thể nhân tố Đồng thời nghiên cứu sinh trưởng cá thể giúp cho việc phát quy luật giai đoạn phát triển rừng để đề biện pháp lâm sinh thích hợp iii Mơ hình mật độ tối ưu: Trong quản lý rừng, biện pháp tác động có hiệu sản lượng kinh tế điều chỉnh mật độ để đạt suất tối ưu phù hợp với mục tiêu kinh doanh Do nghiên cứu mơ hình mật độ tối ưu nội dung nghiên cứu sản lượng rừng, đồng thời mơ hình mật độ tối ưu hướng dẫn cho biện pháp tỉa thưa rừng hợp lý iv Nghiên cứu quy luật sinh trưởng lâm phần: Để dự báo sản lượng, nhân tố điều tra lâm phần cần nghiên cứu mối quan hệ với sinh trưởng rừng nhân tố lâm phần khác biến đổi theo thời gian Đây sở để dự báo suất, sản lượng lâm phần v Lập biểu sản lượng rừng: Đây biểu tổng hợp trình sinh trưởng, phát triển rừng Biểu sản lượng sở để quản lý, giám sát kinh doanh rừng lâu dài Thơng qua mơ hình hóa với công nghệ tin học, biểu sản lượng lập trình để truy cập nhanh chóng thơng tin, dự báo sản lượng có độ xác cao Khoa học sản lượng rừng có mối quan hệ dựa vào tiến lĩnh vực khoa học khác như: ✓ Khoa học điều tra rừng: Các tiến công nghệ, thiết bị phương pháp luận điều tra rừng giúp cho việc nghiên cứu sản lượng rừng đạt độ tin cậy cao hiệu qủa Ví dụ ngày công nghệ Laser sử dụng thiết bị điều tra rừng, giúp cho việc điều tra nhanh xác hơn, đồng thời ✓ Khoa học thống kê tin học: Nghiên cứu sản lượng rừng chủ yếu sử dụng phương pháp mơ hình hóa, thống kê xác suất móng cho công việc Đồng thời với thống kê, tin học phát triển hỗ trợ cho việc xử lý nhanh chóng nguồn liệu lớn, phát mơ hình có độ tin cao tạo sở liệu, biểu sản lượng tự động giúp cho quản lý rừng có hiệu cao Sử dụng công nghệ Laser điều tra rừng 2.1 Sử dụ ng má y đo Laser Criterion RD 1000 Công nghệ Laser đưa vào để chế tạo thiết bị điều tra, đo đạc rừng Với cơng nghệ người ta đo đạc gián tiếp nhân tố điều tra từ xa khoảng cách, độ dốc, tổng tiết diện ngang, không cần chặt hạ nhằm đo đếm tiêu phân đoạn để xác định thể tích rừng, … Cơng nghệ Laser thực đóng góp quan trọng điều tra rừng, làm cho cộng việc có độ tin cao hiệu thời gian, kinh phí Một thiết bị đo đa dùng công nghệ Laser máy Criterion RD 1000 – Laser Technology Máy đo gián tiếp tiêu: Độ dốc, đường kính, tổng tiết diện ngang, đường kính độ cao thân cây, chiều cao cây, chiều cao vị trí đường kính xác định trước, thân Dụng cụ có ưu điểm đo đạc tiêu gián tiếp, mà trước phải giải tích thân làm Với dụng cụ này, thứ nghiên cứu không ảnh hưởng đến rừng khơng chặt hạ cây, thứ hai giảm thời gian điều tra thu thập nhiều số liệu ✓ Thao tác cài đặt sử dụng tổng quát máy Criterion RD 1000 - Thay Pin: Dùng Tuavit - Tắt mở: Giữ nút Power giây - Mở tắt đèn: Ấn nút Power - Thay đổi đơn vị đo: HUD – Sys – FWD Up/Down để chuyển từ hệ mét sang feet - Sử dụng ống kính khuyến đại: Magnifier: Thay đổi chế độ phóng đại: Mode/Sys > FWD Up/Down để ON/OFF Bấm chìm Edit, sau Up/Down để thay đổi hệ số phóng đại Hai nút quan trọng để đo đạc: - Trigger Button (Nút phía trước): Nút bấm (Cò súng): Ấn nhanh: Để xác định phạm vi, xác định giá trị Giữ chìm nút: Mở chế độ cảm ứng để đo lường trạng thái động, độ nghiêng - Scale Adjust (Nút phía sau): Chỉnh sửa mức độ, tỷ lệ, mở rộng thu hẹp phạm vi ngắm Ấn nhanh: Tăng phạm vị nấc Ấn chìm: Tăng liên tục bề rộng phạm vi đo ✓ Đo % độ dốc: - Công thức đo: Percent Slope (% độ dốc) = (Tanx) x 100 - Mở chế độ Mode > Xuất Sys Prcnt LCD - Ngắm dọc theo chiều dốc giữ nút Trigger để sử dụng chế độ cảm ứng - Thả nút Trigger đọc % độ dốc: Ví dụ P 18 (dốc 18%) ✓ Đo đường kính: Theo kiểu Solid Gap: Giữ nút HUD để chuyển đổi chế độ đo: 1) Solid Bar Scale: Đo đặc, theo bề rộng đường kính, sử dụng để đo BA tốt 2) Gap Bar Scale: Đo từ ngồi vào, sử dụng đo đường kính tốt ✓ Đo tổng tiết diện ngang lâm phần: BA (Basal Area) - Khơng sử dụng kính phóng đại trường hợp - Vào chế độ Mode – Màn hình xuất BAF (Basal Area Function) - Vào Edit, sau up / down để chọn giá trị BA sở Thường lấy = 1.0 Giữ chìm núi Trigger quay vòng đếm số có giá trị BA sở, tổng lại tổng BA lâm phần Khi quay ngắm DBH - Giữ nút Trigger đất dốc để phận cảm ứng tự điều chỉnh đồ rộng bar thích hợp với BA sở ✓ Đo đường kính chiều cao thân chiều cao Để đo rõ nên dùng ống kính phóng đại - Vào chế độ Mode để xuất chế độ đo đường kính: DIAMETER, HD nhấp nháy để đề nghị nhập khoảng cách ngang (Horizontal Distance) Edit nhập khoảng cách ngang (m) – Enter - Lấy độ dốc sở: Giữ chìm nút Trigger, ngắm sát gỗ cây, thả nút để xác định độ dốc sở - Đo đạc: Ngắm vào thân cây: o Đo chiều cao chiều cao cành: Giữ chìm nút Trigger, ngắm đến vị trí phân cành Đọc chiều cao chiều cao cành o Đo đường kính vị trí có chiều cao xác định: Giữ chìm nút Trigger để lấy độ cao thân muốn đo đường kính Điều chỉnh nút Scale Adjust để xác định đường kính (Lưu ý nên dùng chế độ Gap: HUD để đổi từ SOLID sang GAP) ✓ Đo chiều cao ứng với đường kính cho trước Để đo rõ nên dùng kính phóng đại - Vào chế độ Mode để xuất chế độ HT/DIAMETER, HD nhấp ngáy đề nghị nhập khoảng cách ngang Edit nhập khoảng cách (m)/Enter - Lấy độ dốc sở: Giữ chìm nút Trigger, ngắm sát gỗ cây, thả nút để xác định độ - Sau DIAM nhấp nháy đề nghị nhập đường kính cần xác định độ cao Edit, chỉnh đường kính Enter - Di chuyển máy dọc thân giữ chìm Trigger để vừa khít đường kính, đọc độ cao ứng với đường kính cài đặt Thả nút Trigger máy chiều cao ứng với đường kính cho trước ✓ Ứng dụng máy Criterion RD 1000 lập nhanh biểu thể tích đứng: 1) Đo đếm tiêu đường kính vị trí 1/10 chiều cao Bảng 2.1: Stt Số liệu đo đường kính vị trí 1/10H để lập biểu thể tích đứng Lồi D1.3 (cm) H (m) Doi (cm) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Long não 19.3 14.5 22.3 18.4 15.3 13.5 13.0 12.8 12.6 12.5 11.5 10.9 Hoàng Tùng 49.4 21.3 57.1 48.0 42.8 39.5 32.0 30.5 29.1 22.0 19.1 19.0 Hoàng Tùng 50.0 18.0 68.0 46.6 42.1 38.0 36.1 32.8 24.6 26.3 22.9 15.1 Còng 15.8 15.7 20.0 14.4 14.0 13.0 11.5 10.8 8.0 7.6 6.0 6.4 Tai ngheo 30.5 22.0 38.1 30.2 29.0 27.0 26.1 25.2 19.7 15.8 13.3 12.0 Long não 10.1 12.5 11.4 9.9 8.6 7.1 6.4 5.5 4.5 4.1 3.0 2.0 Long trấp 17.1 10.0 25.0 15.9 12.9 11.1 11.7 9.6 8.5 8.0 7.4 7.2 Hoàng Tùng 59.0 16.0 70.9 55.5 49.6 44.1 40.1 37.1 31.3 24.8 29.4 13.9 Long tí chum 18.0 11.0 14.0 19.0 12.5 11.8 10.9 11.1 8.5 7.5 6.8 3.8 10 Long tí chum 20.1 16.0 25.8 20.0 19.0 18.7 18.6 13.9 11.8 11.0 10.0 7.6 11 Hoàng Tùng 41.7 20.0 49.6 36.3 32.1 26.6 22.2 22.8 22.4 15.3 16.3 15.0 12 Long tai ngheo 23.0 13.0 29.4 23.0 22.7 23.5 20.5 17.6 17.8 17.0 15.5 11.2 13 Trâm 11.8 11.0 12.3 11.5 9.3 9.1 8.7 7.6 6.7 6.6 6.3 4.6 …… …… 2) Nhập liệu vào bảng tính Excel tính tốn thể tích đứng (V) phương trình V = f(D, H), lập biểu thể tích đứng nhân tố Bảng 2.2: Stt Tính thể tích qua đường kính 1/10H Excel Lồi D1.3 H Doi (cm) (m) (cm) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 V (m3) Long não 19.3 14.5 22.3 18.4 15.3 13.5 13.0 12.8 12.6 12.5 11.5 10.9 0.212427 Hoàng Tùng 49.4 21.3 57.1 48.0 42.8 39.5 32.0 30.5 29.1 22.0 19.1 19.0 1.871456 Hoàng Tùng 50.0 18.0 68.0 46.6 42.1 38.0 36.1 32.8 24.6 26.3 22.9 15.1 1.683493 Còng 15.8 15.7 20.0 14.4 14.0 13.0 11.5 10.8 8.0 7.6 6.0 6.4 0.147751 Tai ngheo 30.5 22.0 38.1 30.2 29.0 27.0 26.1 25.2 19.7 15.8 13.3 12.0 0.935817 Long não 10.1 12.5 11.4 9.9 8.6 7.1 6.4 5.5 4.5 4.1 3.0 2.0 0.039752 Long trấp 17.1 10.0 25.0 15.9 12.9 11.1 11.7 9.6 8.5 8.0 7.4 7.2 0.101195 Hoàng Tùng 59.0 16.0 70.9 55.5 49.6 44.1 40.1 37.1 31.3 24.8 29.4 13.9 1.937849 Long tí chum 18.0 11.0 14.0 19.0 12.5 11.8 10.9 11.1 8.5 7.5 6.8 3.8 0.100270 10 Long tí chum 20.1 16.0 25.8 20.0 19.0 18.7 18.6 13.9 11.8 11.0 10.0 7.6 0.297707 11 Hoàng Tùng 41.7 20.0 49.6 36.3 32.1 26.6 22.2 22.8 22.4 15.3 16.3 15.0 1.004410 23.0 13.0 29.4 23.0 22.7 23.5 20.5 17.6 17.8 17.0 15.5 11.2 0.375609 Long 12 ngheo tai Bảng 2.3: Biểu thể tích đứng Phương trình thể tích: V = f(D, H): Chạy Statgaphics ln(V) = a + b1*ln(D) + b2*ln(H) R-squared = 0.9987 Tham số a= -9.820460 b1 = 2.061620 b2 = 0.824242 H (m) 0.003867 0.006847 0.009565 0.012124 0.012391 0.017308 0.021939 10 0.027418 0.034755 12 0.039928 0.050612 D1.3 (cm) 14 ……… 22 24 26 28 …… 0.069546 16 18 20 0.333994 22 0.406514 24 0.486386 0.522550 26 0.573650 0.616302 0.658334 28 0.668343 0.718036 0.767006 … 2.2 Sử dụ ng đo Laser ACE 3D Máy đo Laser ACE 3D công ty MDL (Measurement Devices Ltd (MDL) sản xuấ t, sử du ̣ng tia laser để đo lường các thông số liên quan đế n đo đa ̣c măă ̣t đấ t, đo rừng và có thể lưu giữ số liê ̣u dưới da ̣ng ô mẫu và kế t nố i với máy tính thông qua Bluetooth để chuyể n dữ liê ̣u Các tính đo đa ̣c chiń h của máy cho lâm nghiê ̣p: - Đo cự ly ngang, góc đứng và góc bằ ng: Phu ̣c vu ̣ cho đo đa ̣c nhanh trắc điạ - Đo cây: Đo khoảng cách đế n cây, đường kiń h bấ t kỳ, chiề u cao và thể tích đứng, dưới cành, đường kin ́ h tán 10 Plot of Fitted Model 80 A=25.0 Stopt 60 40 20 0 10 15 Ho 20 25 30 Hình 5.1: Biến đổi Stopt theo Ho A Từ xác định mơ hình Nopt rừng tếch: 104 𝑁𝑜𝑝𝑡 = 0.05991𝐻𝑜1.9857⁡ 𝐴0.02864 Từ mơ hình này, kết hợp với biểu cấp suất xác định Nopt theo tuổi cấp suất Từ Nopt xác định, sử dụng mơ hình sinh trưởng, xác định sinh trưởng bình quân lâm phần Dg, Hg Vbq tương ứng 41 Bảng 5.1: A (năm) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Mật độ tối ưu sinh trưởng bình quân lâm phần rừng tếch theo cấp suất, tuổi Cấp suất I Ho (m) Nopt1 (c/ha) 8.4 2345 14.9 727 18.6 466 20.9 367 22.5 315 23.7 282 24.6 261 25.3 245 25.9 233 26.4 224 Dg (cm) 9.5 17.9 23.0 26.5 29.1 31.1 32.7 34.0 35.1 36.1 Hg (m) 7.6 13.8 17.4 19.8 21.5 22.8 23.8 24.6 25.4 26.0 V bq(m3) 0.034506 0.205062 0.404737 0.586534 0.744079 0.879763 0.997265 1.099906 1.190384 1.270833 Cấp suất II Ho (m) Nopt2 (c/ha) 7.1 3218 12.7 998 15.8 640 17.8 503 19.2 432 20.2 388 21.0 358 21.6 336 22.1 320 22.6 307 Dg (cm) 8.0 15.3 19.6 22.6 24.7 26.4 27.8 28.9 29.9 30.7 Hg (m) 6.5 11.8 14.9 16.9 18.4 19.5 20.4 21.1 21.7 22.2 V bq(m3) 0.021442 0.127428 0.251508 0.364479 0.462379 0.546695 0.619712 0.683495 0.739719 0.789710 Cấp suất III Ho (m) Nopt3 (c/ha) 5.9 4691 10.5 1454 13.1 933 14.7 734 15.9 629 16.7 565 17.4 521 17.9 490 18.3 466 18.7 447 Dg (cm) 6.6 12.6 16.2 18.6 20.4 21.8 22.9 23.9 24.7 25.4 Hg (m) 5.4 9.8 12.4 14.1 15.3 16.2 16.9 17.5 18.1 18.5 V bq(m3) 0.012172 0.072333 0.142766 0.206893 0.262465 0.310326 0.351774 0.387979 0.419894 0.448271 42 Mơ hình Nopt cấp suất rừng tếch 5000 4500 4000 3500 Nopt /ha 3000 2500 2000 1500 1000 500 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Nopt1 (c/ha) 2345 727 466 367 315 282 261 245 233 224 Nopt2 (c/ha) 3218 998 640 503 432 388 358 336 320 307 Nopt3 (c/ha) 4691 1454 933 734 629 565 521 490 466 447 Ở mật độ tối ưu cần hiểu “Mật độ hợp lý” Vì theo Nguyễn Ngọc Lung (1987):” Mơ hình xác định mật độ sử dụng không gian sinh trưởng gọi “mật độ hợp lý” thực chất “tối ưu tối thiểu” giới hạn tối ưu rộng Từ tiếp tục mức thang mật độ cao dần để tìm lượng tăng trưởng ZMmax đòi hỏi thời gian quy mô khảo nghiệm Mặc khác tiến kỹ thuật áp dụng chọn lọc theo hướng trội, tán nhỏ nên mật độ tối ưu nâng theo sản lượng” 43 Sinh trưởng trữ sản lượng lâm phần Sinh trưởng trữ lượng lâm phần biến đổi phức tạp Trong trình sinh trưởng, rừng gia tăng thể tích đóng góp vào gia tăng trữ sản lượng lâm phần Tuy nhiên trình phát triển, tỉa thưa tự nhiên nhân tạo làm cho trữ lượng giảm thời điểm định Đồng thời với ảnh hưởng cấp suất nguyên nhân tự nhiên khác làm biến động trữ lượng, thay đổi tăng trưởng lâm phần Vì nghiên cứu sinh trưởng trữ lượng, tăng trưởng lâm phần với chu kỳ kinh doanh dài vấn đề phức tạp, đòi hỏi phải có theo dỏi thường xuyên ô định vị lâu dài Một cách tổng thể, biến đổi trữ sản lượng lâm phần tổng hợp nhiều nhân tố, quan trọng tốc độ sinh trưởng rừng giai đoạn, biến đổi mật độ tác động cấp suất Vì để nghiên cứu biến đổi trữ sản lượng lâm phần dựa vào nghiên cứu biến đổi sinh trưởng bình quân lâm phần, biến đổi mật độ cho cấp suất cụ thể Đồng thời rừng loại tuổi, quy luật phân bố số theo cấp kính, chiều cao, thể tích thường tiệm cận chuẩn, sử dụng sinh trưởng bình qn lâm phần để dự báo sinh trưởng trữ sản lượng Kết hợp với quy luật giảm mật độ theo tuổi cấp suất hỗ trợ cho việc dự báo suất sản lượng rừng Và với rừng tuổi, giai đoạn có tầng rừng quy luật phát triển tán lá, khơng gian dinh dưỡng bình quân tiệm cận chuẩn, dựa vào mà xác định mơ hình mật độ thích hợp, tối ưu Từ mơ hình sinh trưởng bình qn mật độ tối ưu dự báo trữ sản lượng tối ưu, dự báo trữ sản lượng trung bình ứng với mật độ thực tế điều kiện cụ thể Trên sở trữ sản lượng lâm phầ n dự báo sau : o Trữ lượng lâm phần/ha (M): 𝑀 = 𝑁⁡𝑥⁡𝑉𝑏𝑞 (6.1) o Trữ lượng sản phẩm theo quy cách đầu nhỏ/ha (Msp): 𝑀𝑠𝑝 = 𝑁⁡𝑥⁡𝑉𝑠𝑝 (6.2) o Trữ lượng lâm phần tối ưu/ha (Mopt): 𝑀𝑜𝑝𝑡 = 𝑁𝑜𝑝𝑡⁡𝑥⁡𝑉𝑏𝑞 (6.3) 44 o Trữ lượng sản phẩm lâm phần tối ưu theo quy cách đầu nhỏ: 𝑀𝑠𝑝 = 𝑁𝑜𝑝𝑡⁡𝑥⁡𝑉𝑠𝑝 (6.4) o Lượng tăng trưởng M hàng năm (ZM): ZM = MA – MA-1 (6.5) o Lượng tăng trưởng bình quân M hàng năm (∆M): ∆M = M/A (6.6) o Suất tăng trưởng M (Pm%): Pm% = ZM / M (6.7) Trong Vbq, Vsp mơ hình hóa theo nhân tố A, Ho, N N Nopt theo nhân tố A, Ho Do mơ hình dự báo M Msp loại lượng tăng trưởng tính tốn theo tuổi, cấp suất mật độ cụ thể Biểu sản lượng rừng – Phần mềm quản lý sản lượng Biểu sản lượng rừng biểu tổng hợp trình sinh trưởng, tăng trưởng loài rừng Trong quản lý kinh doanh rừng trồng, biểu sản lượng giúp cho: - Uớc lượng suất, sản lượng rừng trồng thời điểm - Dự báo sản lượng rừng trồng suốt chu kỳ kinh doanh - Xác định biện pháp tỉa thưa để nâng cao sản lượng theo mục đích kinh doanh: Thời điểm tỉa thưa, mật độ tỉa thưa, mật độ tối ưu - Xác định sản lượng tối ưu Như thấy biểu sản lượng khơng biểu ghi chép trình sinh trưởng rừng, lâm phần; mà cơng cụ để quản lý kinh doanh rừng có hiệu 7.1 Lập biểu sản lượng Sử dụng kết mơ hình hóa q trình sinh trưởng, sản phẩm bình quân lâm phần quy luật biến đổi mật độ theo tuổi, cấp suất để lập biểu sản lượng Biểu lập cho cấp suất Hai loại biểu lập là: - Biểu sản lượng tối ưu: Là biểu ứng với cường độ kinh doanh cao, rừng kiểm soát điều chỉnh mật độ tối ưu theo giai đoạn, lợi dụng tối đa tiềm lập địa 45 - Biểu sản lượng thực tế: Là biểu ứng với tình hình thực tế, chưa có nhiều tác động điều tiết rừng mật độ tối ưu giai đoạn Lúc mật độ lấy giá trị biến động thực tế Biểu tính từ biểu tối ưu, cần thay Nopt N/ha thực tế 46 Bảng 7.1: Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất I A (năm) Ho (m) Nopt (c/ha) Dg (cm) Hg (m) Vbq (m3) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8.4 14.9 18.6 20.9 22.5 23.7 24.6 25.3 25.9 26.4 2345 727 466 367 315 282 261 245 233 224 9.5 17.9 23.0 26.5 29.1 31.1 32.7 34.0 35.1 36.1 7.6 13.8 17.4 19.8 21.5 22.8 23.8 24.6 25.4 26.0 0.034506 0.205062 0.404737 0.586534 0.744079 0.879763 0.997265 1.099906 1.190384 1.270833 Bảng 7.2: Vsp (m3) Mopt (m3/ha) Msp opt (m3/ha) 80.9 149.1 188.8 215.1 234.0 248.5 260.0 269.4 277.3 284.1 Zm (m3/ha/năm) ΔM (m3/ha/năm) 13.635 7.943 5.255 3.787 2.892 2.300 1.886 1.584 1.355 16.183 14.909 12.587 10.754 9.361 8.282 7.428 6.735 6.163 5.682 Zm (m3/ha/năm) ΔM (m3/ha/năm) 11.628 6.774 4.482 3.230 2.466 1.962 1.609 1.351 1.156 13.801 12.715 10.735 9.171 7.983 7.064 6.335 5.744 5.256 4.846 Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất II A (năm) Ho (m) Nopt (c/ha) Dg (cm) Hg (m) Vbq (m3) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 7.1 12.7 15.8 17.8 19.2 20.2 21.0 21.6 22.1 22.6 3218 998 640 503 432 388 358 336 320 307 8.0 15.3 19.6 22.6 24.7 26.4 27.8 28.9 29.9 30.7 6.5 11.8 14.9 16.9 18.4 19.5 20.4 21.1 21.7 22.2 0.021442 0.127428 0.251508 0.364479 0.462379 0.546695 0.619712 0.683495 0.739719 0.789710 Vsp (m3) Mopt (m3/ha) 69.0 127.1 161.0 183.4 199.6 211.9 221.7 229.8 236.5 242.3 Msp opt (m3/ha) 47 Bảng 7.3: Biểu sản lượng tối ưu rừng tếch – Cấp suất III A (năm) Ho (m) Nopt (c/ha) Dg (cm) Hg (m) Vbq (m3) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5.9 10.5 13.1 14.7 15.9 16.7 17.4 17.9 18.3 18.7 4691 1454 933 734 629 565 521 490 466 447 6.6 12.6 16.2 18.6 20.4 21.8 22.9 23.9 24.7 25.4 5.4 9.8 12.4 14.1 15.3 16.2 16.9 17.5 18.1 18.5 0.012172 0.072333 0.142766 0.206893 0.262465 0.310326 0.351774 0.387979 0.419894 0.448271 Vsp (m3) Mopt (m3/ha) 57.1 105.2 133.2 151.8 165.1 175.3 183.4 190.1 195.7 200.5 Msp opt (m3/ha) Zm (m3/ha/năm) ΔM (m3/ha/năm) 9.621 5.605 3.708 2.673 2.040 1.623 1.331 1.118 0.956 11.419 10.520 8.882 7.588 6.605 5.844 5.241 4.753 4.349 4.009 48 7.2 Kiểm tra biểu sản lượng Biểu sản lượng xây dựng sở số liệu thực tế, đồng thời thông qua dạng hàm mô quy luật biến đổi, nên tạo nên sai số Một biểu sản lượng sử dụng kết dự báo có sai số vòng 10 – 15% Vì công việc kiểm tra biểu trước sử dụng cần thiết, số trường hợp sai số vượt cho phép, cần phải kiểm tra lại việc tính tốn đơi phải bổ sung thêm số liệu Kiểm tra biểu có ba bước chính: i) Thu thập số liệu thực tế; ii) Tính tốn giá trị lâm phần; iii) So sánh kết thực tế với biểu i Thu thập số liệu thực tế: Được tiến hành giống lập biểu, nhiên số điểm điều tra cần đại diện Cần tiến hành cấp suất phân chia, tuổi trung bình tuổi gần khai thác, lặp lại lần Ví dụ có cấp suất, điều tra hai thời điểm lặp lại lần; tổng số điểm giải tích bình qn là: x x = 12 điểm ii Tính tốn tiêu bình quân lâm phần: Được tiến hành lập biểu, với tiêu cần tính tốn bình qn cho lâm phần: A, Dbq, Hg, Ho, Vbq, Vsp, N/ha, Nopt/ha, M, Mopt, Msp, Mspopt, ZM, ∆M iii So sánh kết điều tra với biểu: Các kết tính bình qn xếp theo A cấp suất, sử dụng biểu sản lượng theo cấp suất để so sánh, tính sai số tương đối Các tiêu so sánh M Msp, hai thơng số suất sản lượng cần dự báo xác Sai số %M = (M - Mkt)/Mkt (%) sai số %Msp = (Msp – Mspkt)/Mspkt (%) Bảng 7.4: Kiểm tra biểu sản lượng Loài: Cấp suất: A (năm) Theo biểu M (m3/ha) Số liệu kiểm tra Msp (m3/ha) Mkt(m3/ha) Sai số % Mspkt(m3/ha) M Msp 49 7.3 Sử dụng biểu sản lượng Đối với người trồng rừng, biểu sản lượng cần sử dụng trường hợp sau: - Cần dự báo hiệu kinh tế thông qua sản lượng trước định trồng rừng - Cần đánh giá suất lô rừng mà khơng tốn q nhiều cơng sức điều tra tồn diện - Cần dự báo sản lượng đến cuối chu kỳ để dự báo hiệu kinh tế - Cần xem xét việc tỉa thưa rừng giai đoạn - Dự báo suất tối ưu để định giải pháp lâm sinh đầu tư Đây giá trị quan trọng để chủ rừng có định đắn lựa chọn đầu tư trồng rừng áp dụng biện pháp lâm sinh Tiếp cận với biểu sản lượng phù hợp với nhiều đối tượng, khơng cần có chun mơn sâu lập biểu, xây dựng biểu thường phải dựa vào sở lý luận, thuật tốn; có biểu việc sử dụng đơn giản; đặt vấn đề lập biểu để áp dụng có tính thực tế Để sử dụng biểu cấp sản lượng cần chuẩn bị: - Thước đo cao: Máy đo cao Sunnto Blumbleiss Laser, tuổi nhỏ dùng sào có vạch đến 0.1m - Thước đo đường kính: Nên sử dụng thước đo chu vi suy đường kính, kẹp kính - Lý lịch rừng trồng để biết tuổi, mật độ trồng, trình tỉa thưa, chăm sóc, Như thấy, việc sử dụng biểu yêu cầu dụng cụ đơn giản, rẻ tiền Để sử dụng biểu sản lượng, có ba bước sau tiến hành: - Đo đếm nhân tố: Tuổi lâm phần (A), mật độ (N/ha) chiều cao bình quân tầng trội với số lượng đo cao khoảng 20% số cao 01 (Ho) - Xác định cấp suất lâm phần muốn dự báo sản lượng: Cấp suất xác định thơng qua chiều cao bình qn tầng trội tuổi - Từ cấp suất tra biểu sản lượng tương ứng có giá trị dự báo sản lượng Trường hợp chưa trồng rừng muốn dự tính sản lượng, 50 xác định cấp suất thông qua khu rừng trồng khu vực có điều kiện lập địa Sử dụng hai loại biểu sản lượng để dự báo đầy đủ tiêu sinh trưởng bình quân, suất, sản lượng sản phẩm rừng theo thời gian Cụ thể là: Sử dụng biểu sản lượng thực tế: Dùng để dự báo, ước lượng sản lượng điều kiện bình thường Sử dụng biểu sản lượng tối ưu: Dùng để xác định biện pháp tỉa thưa thông qua mật độ tối ưu dự báo tiềm tối đa sản lượng loài cấp suất cụ thể 51 Điều tra rừng Chiều cao bình quân tầng trội: Ho Giải tích bình qn: D, H, V, Vsp, St Các tiêu lâm phần: A, N Ho = f(A) D, H, V, Vsp, St = f(A, Ho, N) Mơ hình sinh trưởng, sản phẩm bình qn theo tuổi, cấp suất, mật độ N = f(A, Ho) Mơ hình mật độ theo tuổi, cấp suất BIỂU SẢN LƯỢNG RỪNG Trữ lượng, Lượng gỗ sản phẩm, Tăng trưởng, Mật độ tối ưu Cấp suất Sử dụng biểu cấp suất Ho / A Điều tra rừng Chiều cao bình quân tầng trội: Ho Tuổi lâm phần: A Mật độ N Sử dụng biểu sản lượng Lập biểu sản lượng Biểu cấp suất Tiến trình lập sử dụng biểu sản lượng rừng Hình 7.1: Tiến trình lập sử dụng biểu sản lượng 52 7.4 Xây dựng phần mềm quản lý sản lượng rừng Tiến trình lập mơ hình để xây dựng biểu sản lượng có tính logic có mối quan hệ hàm số chặt chẻ, từ số nhân tố đầu vào truy xuất kết đầu bước thơng qua thuật tóan mà khơng thiết phải tra bảng biểu in giấy Với ý nghĩa đó, khả xây dựng phần mềm quản lý sản lượng có sở khoa học Thuật tốn biến đổi để xây dựng phần mềm biểu diễn sơ đồ sau Đầu vào Mơ hình Đầu Lồi Ho = f(A) Cấp suất: 1, 2, V = f(A) A1: Tỉa thưa A2: Khai thác, chu kỳ Dg, Hg, Vbq, Vsp = f(A, N, Ho) Dg, Hg, Vbq, Vsp Nopt = f(A, Ho) Nop Ntỉa M = NxV Msp = N x Vsp M, Msp, Zm, Δm A Ho N Hình 7.2: Sơ đồ thuật toán lập phần mềm quản lý sản lượng rừng Như việc tiếp tục phát triển phần mềm ứng dụng quản lý sản lượng loài rừng thực tế cần thiết áp dụng Việc xây dựng tương đối đơn giản với chương trình lập trình Tuy nhiên đơn giản hơn, sử dụng bảng tính Excel chức hàm số liên kết để quản lý sản lượng rừng có hiệu nhanh chóng 53 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt Đồng Sĩ Hiền (1974): Lập biểu thể tích biểu độ thon đứng cho rừng Việt Nam NXB Khoa học-Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Tiến Hinh (1995): Một số phương pháp thống kê ĐHLN Vũ Tiến Hinh (2003): Sản lượng rừng Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội Bảo Huy (1993): Góp phần nghiên cứu cấu trúc rừng nửa rụng lá-rụng ưu Bằng lăng làm sở đề xuất giải pháp kỹ thuật khai thác-nuôi dưỡng Đăklăk-Tây nguyên Luận án Tiến sĩ, Viện KH Lâm nghiệp VN, Hà Nội Bảo Huy (1995): Thử nghiệm mơ hình dự đốn sản lượng rừng Tếch Đăklăk TCLN số 3/1995, tr20-21, Hà Nội Bảo Huy (1995): Dự đoán sản lượng rừng Tếch Đăklăk TCLN số 4/1995, tr11, Hà Nội Bảo Huy (1995): Sinh trưởng sản lượng rừng trồng Tếch Đăk Lăk Hội thảo quốc gia lần thứ trồng rừng Tếch Bảo Huy (1997): Đặc điểm sinh thái sinh trưởng loài địa Xoan Mộc Báo cáo khoa học, Hội thảo KH Lâm nghiệp vùng Tây Nguyên Bảo Huy (1998): Nghiên cứu sở khoa học để kinh doanh rừng trồng tếch Tây Nguyên Bộ Giáo dục Đào tạo 10 Bảo Huy (2008): Thống kê tin học lâm nghiệp Đại học Tây Nguyên 11 Bảo Huy (2008): Quy hoạch Điều chế rừng Đại học Tây Nguyên 12 Bảo Huy, Đào Công Khanh (2008): Biểu sản lượng rừng trồng trám trắng tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang, Quảng NinhBộ NN & PTNT, Dự án kfw 13 Nguyễn Ngọc Lung (1987): Bàn lý thuyết chủ động điều khiển mật độ rừng theo mục tiêu điều chế TCLN số 7/1987, tr18-21, Hà Nội 14 Nguyễn Ngọc Lung (1987): Mơ hình hóa qúa trình sinh trưởng lồi mọc nhanh để dự đoán sản lượng TCLN số 8/1987, tr 14-19, Hà Nội 15 Nguyễn Ngọc Lung (1989): Điều tra rừng Thông Pinus kesiya Việt Nam làm sở tổ chức kinh doanh Tóm tắt luận án Tiến sĩ khoa học, Học viện kỹ thuật lâm nghiệp Leningrad mang tên S.M.Kirov, Leningrad 16 Nguyễn Hải Tuất (1991): Ứng dụng lý thuyết ngẫu nhiên để nghiên cứu trình sinh trưởng rừng TTin KHKT, ĐHLN số 1/1991, tr1-10 54 17 Nguyễn Hải Tuất (2007): Một số phương pháp sinh thái học định lượng Trường Đại học Lâm nghiệp Tiếng Anh: 18 Ahmed,-GU (1992): Height, diameter and age relationships of Tectona grandis L., Syzygium grande Sheele and Dipterocarpus turbinatus Gaertn Institute of Forestry, University of Chittagong, Bangladesh Chittagong-University-Studies,-Science 1992., 16: 2, 7-10; ref 19 E.K.S Nambiar, J Ranger, A Tiarks, T Toma (2003): Site Management and Productivity in Tropical Plantation Forests Workshops in Congo July 2001 and China February 2003, CIFOR 20 Robert M Scheller∗, David J Mladenoff (2003): A forest growth and biomass module for a landscape simulation model University of Wisconsin-Madison, 1630 Linden Drive, Madison, WI 53706, USA 21 Xiaolu Zhou (2002): Environmental Modelling and Software Lakehead University, Canada 55