3-PG (viết tắt của từ Physiological principles predicting growth - tạm dịch là ứng dụng các nguyên lý sinh lý học trong dự đoán sinh trưởng rừng).
Nguyên lý của 3-PG có thể được tóm tắt trong sơ đồ sau:
Sơ đồ 3.1: Nguyên lý của 3-PG
Nguồn: (Beadle.C. và Almeida.A.C., 2010)
Nguyên lý trên đã được định lượng hoá trong 3-PG như sau:
3-PG sử dụng mô hình hấp thu bức xạ mặt trời đơn giản để tính toán lượng bức xạ quang hợp hoạt động (PAR, ) được hấp thu bởi lâm phần (APAR, ). Sau đó APAR được chuyển đổi thành tổng năng suất sơ cấp PG
(Gross Primary Production - GPP) nhờ hệ số chuyển đổi (canopy quantum efficiency - hiệu quả hấp thu ánh sáng của tán rừng). Trong đó chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như: độ hụt hơi bão hoà (Vapour pressure deficit) (D), nhiệt độ trung bình (T), số ngày sương, lượng nước hữu hiệu
trong đất (Available soil water) và tình trạng dinh dưỡng trong đất - được tính thông qua độ phì (Fertility rating) và tuổi lâm phần (Stôind age). Như vậy, tổng năng suất sơ cấp được tính bằng công thức:
(1)
Trong đó:
- PG là tổng năng suất sơ cấp
- fT, fN,fF là hàm phản ánh đóng góp của nhiệt độ, độ phì và số ngày sương vào việc tạo thành năng suất thuần của lâm phần.
- là hiệu quả hấp thu ánh sáng của tán rừng theo lý thuyết
- là yếu tố hạn chế nhất đến hiệu quả hấp thu ánh sáng của tán rừng.
(2)
Trong công thức (1) được xác định bằng công thức:
Với FR nhận giá trị từ 0 (với đất mà yếu tố dinh dưỡng là hạn chế lớn nhất đến sinh trưởng của cây trồng) đến 1 (với đất mà dinh dưỡng đáp ứng tối đa nhu cầu của cây trồng).
Tổng năng suất sơ cấp (GPP) sau khi tính được thông qua công thức 1 thì được chuyển đổi sang tổng năng suất sơ cấp thuần (Net Primary Production-NPP) thông qua hệ số chuyển đổi bằng 0.47 ± 0.04. Phần năng suất thuần (năng suất của lâm phần sau khi đã tính đến sự mất mát do hô hấp - CO2 mất đi) sẽ được chuyển đến tích lũy ở các bộ phận trong cây (lá, thân, rễ). Phần tích lũy này sẽ được tính toán thông qua các công thức tương quan sinh trưởng giữa sinh khối gỗ của cây cá lẻ và các bộ phận khác của cây.