Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Phân chia trạng thái rừng
4.3.2. Nghiên cứu một số quy luật phân bố
4.3.2.1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3)
Đƣờng kính là một nhân tố đƣợc đánh giá rất quan trọng, là chỉ tiêu cơ bản dùng để xác định thể tích của cây, trữ lƣợng, sản lƣợng lâm phần. Mặt khác, phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính là một phân bố tổng quát nhất khi nghiên cứu cấu trúc rừng. Phân bố số cây theo đƣờng kính ngang ngực (N/D ) là một trong những chỉ
tiêu quan trọng nhất của quy luật kết cấu lâm phần. Phân bố N/D1.3 thể hiện quy luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Từ số liệu điều tra thực tế về số cây trên các ô tiêu chuẩn và đƣờng kính tƣơng ứng, thông qua kết quả tính toán các tham số theo các hàm phân bố lý thuyết nhƣ phân bố Weibull, Meyer và khoảng cách để mô tả quy luật cấu trúc N/D1.3 đƣợc tổng hợp trong bảng 4.11.
Bảng 4.11. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính N/D1.3 theo các hàm phân bố lý thuyết của 3 trạng thái rừng
Trạng
thái OTC Hàm phân bố
Các tham số tính Kết luận α γ λ IIIA1 1 Meyer 716,722 0,130 7,15 11,07 Ho+ Khoảng Cách 0,6000 0,3785 4,84 11,07 Ho+ Weibull 1,025 0,114 4,13 11,07 Ho+ 2 Meyer 431,142 0,117 11,91 11,07 Ho- Khoảng Cách 0,6433 0,3972 19,59 11,07 Ho- Weibull 0,974 0,121 10,27 11,07 Ho+ IIIA2 1 Meyer 396,948 0,092 14,97 14,07 Ho- Khoảng Cách 0,6720 0,2356 6,02 14,07 Ho+ Weibull 1,163 0,055 4,24 14,07 Ho+ 2 Meyer 434,393 0,099 18,14 12,59 Ho- Khoảng Cách 0,6537 0,2506 6,36 12,59 Ho+ Weibull 1,131 0,066 8,46 12,59 Ho+ IIIA3 1 Meyer 400,289 0,083 25,49 14,07 Ho- Khoảng Cách 0,6886 0,3066 16,84 14,07 Ho- Weibull 0,972 0,099 18,27 16,92 Ho- 2 Meyer 240,649 0,077 18,77 14,07 Ho- Khoảng Cách 0,7065 0,2643 9,60 14,07 Ho+ Weibull 1,054 0,072 9,05 14,07 Ho+
Bảng 4.11 cho thấy, với 3 hàm lý thuyết đƣợc lựa chọn để thử nghiệm mô phỏng cho quy luật phân bố số cây theo đƣờng kính (N/D1.3) của 3 trạng thái rừng
tự nhiên tại khu vực nghiên cứu, phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính của 1/6 OTC có thể mô phỏng tốt bằng phân bố giảm dạng hàm Meyer, có 4/6 OTC có thể dùng phân bố khoảng cách để mô phỏng phân bố thực nghiệm, trong khi đó có tới có 5/6 OTC có thể dùng phân bố Weibull để mô phỏng phân bố thực nghiệm.
Vì vậy phân bố Weibull mô phỏng tốt cho các phân bố thực nghiệm này riêng OTC 1 của trạng thái IIIA3 thì cả 3 hàm lý thuyết đều có giả thuyết H0 bị bác bỏ, điều này có thể giải thích bởi số cây phân bố ở các cấp không liên tục trong ODD này (ở hai cỡ đƣờng kính 64 cm và 68 cm không có cây nào). Nói chung, 6 ODD đều tuân theo quy luật số cây giảm theo cấp kính và có giá trị lớn nhất tại cỡ kính 12 cm và 16 cm.
Kết quả đƣợc minh họa ở hình 4.1 nhƣ sau: 0 50 100 150 200 250 300 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 ft fli
OTC 1 - Trạng thái IIIA1
D1.3 (cm) Cây/ha 0 50 100 150 200 250 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 ft fli
OTC 2 - Trạng thái IIIA1
D1.3 (cm) Cây/ha 0 50 100 150 200 250 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 ft fli
OTC 1 - Trạng thái IIIA2
D1.3 (cm) Cây/ha 0 50 100 150 200 250 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 ft fl
OTC 2 - Trạng thái IIIA2
D1.3 (cm) Cây/ha 0 50 100 150 200 250 300 350 400 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 ft fl
OTC 1 - Trạng thái IIIA3
D1.3 (cm) Cây/ha 0 50 100 150 200 250 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 ft fl
OTC 2 - Trạng thái IIIA3
D1.3 (cm)
Cây/ha
Hình 4.1. Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính của ba trạng thái rừng theo hàm Weibull. ft, fl lần lƣợt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết
Từ các phân bố thực nghiệm cho thấy: Ở cả 3 trạng thái rừng phân bố N/D1.3 có dạng 1 đỉnh, lệch trái. Số cây D1.3 ≤ 10 cm, có trên > 100 cây ở 2 kiểu trạng thái rừng IIIA1, IIIA3, gần đạt 100 cây ở trạng thái IIIA2 (có 94 cây). Điều đó chứng tỏ bắt đầu có sự kế tục của lớp cây tái sinh (D1.3 < 6 cm) vào tầng cây cao.
- Mật độ cây tập trung chủ yếu ở lớp cây dự trữ (D1.3 ≤ 24 cm), ở từng trạng thái cụ thể nhƣ sau:
+ Trạng thái IIIA1: OTC 1 có 303 cây/354 cây của OTC (chiếm 85,6% tổng số cây); OTC 2 có 239 cây/287 cây của OTC (chiếm 83,3% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA2: OTC 1 có 299 cây/399 cây của OTC (chiếm 74,9% tổng số cây); OTC 2 có 308 cây/403 cây của OTC (chiếm 76,4% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA3: OTC 1 có 421 cây/561 cây của OTC (chiếm 75,0% tổng số cây); OTC 2 có 298 cây/401 cây của OTC (chiếm 74,3% tổng số cây).
- Lớp cây kế cận (24 < D1.3 ≤ 36 cm) số cây cụ thể từng trạng thái nhƣ sau: + Trạng thái IIIA1: OTC 1 có 44 cây/354 cây của OTC (chiếm 12,4% tổng số cây); OTC 2 có 75 cây/287 cây của OTC (chiếm 26,1% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA2: OTC 1 có 118 cây/399 cây của OTC (chiếm 29,6% tổng số cây); OTC 2 có 74 cây/403 cây của OTC (chiếm 18,4% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA3: OTC 1 có 94 cây/561 cây của OTC (chiếm 16,8% tổng số cây); OTC 2 có 69 cây/401 cây của OTC (chiếm 17,2% tổng số cây).
- Lớp cây trƣởng thành D1.3 > 36 cm số cây cụ thể từng trạng thái nhƣ sau: + Trạng thái IIIA1: OTC 1 có 7 cây/354 cây của OTC (chiếm 2,0% tổng số cây); OTC 2 có 7 cây/287 cây của OTC (chiếm 2,4% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA2: OTC 1 có 28 cây/399 cây của OTC (chiếm 7,0% tổng số cây); OTC 2 có 21 cây/403 cây của OTC (chiếm 5,2% tổng số cây).
+ Trạng thái IIIA3: OTC 1 có 46 cây/561 cây của OTC (chiếm 8,2% tổng số cây); OTC 2 có 34 cây/401 cây của OTC (chiếm 8,5% tổng số cây).
4.3.2.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)
Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao phản ánh một mặt đặc trƣng sinh thái của quẩn thể thực vật hiện tại trong không gian theo chiều thẳng đứng cũng nhƣ
trình độ kinh doanh rừng. Đây cũng là cơ sở đề xuất và áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cần thiết để điều chỉnh cấu trúc rừng theo chiều thẳng đứng, tạo điều kiện cho rừng phát triển phù hợp với mục đích lợi dụng rừng bền vững.
Kết quả mô phỏng đƣợc tổng hợp trong bảng 4.12.
Bảng 4.12. Kết quả mô phỏng phân bố thực nghiệm N/H cho 3 trạng thái rừng theo hàm Weibull
Trạng thái OTC Các tham số χ2
tính χ2 05(k) Kết luận α IIIA1 1 2,1 0,0165 4,14 5,99 H0+ 2 1,8 0,0362 4,57 7,81 H0+ IIIA2 1 1,8 0,0239 4,56 7,81 H0+ 2 1,9 0,0214 4,43 7,81 H0+ IIIA3 1 1,7 0,0194 7,39 9,49 H0+ 2 1,6 0,0399 7,47 7,81 H0+
Kết quả bảng 4.12 cho thấy, phân bố thực nghiệm N/H có thể mô tả bằng phân bố Weibull. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao là phân bố một đỉnh lệch trái, chiều cao cây của 3 trạng thái rừng này tập trung chủ yếu vào cây có chiều cao từ 13 đến 15 m.
Nhƣ vậy, kết quả trên cho thấy hàm Weibull với sự mềm dẻo cao thể hiện qua hai tham số α và λ đƣợc chọn theo phƣơng pháp tối ƣu với tính toán nhỏ nhất đƣợc dùng để mô phỏng phân bố N/Hvn của các trạng thái rừng trong khu vực nghiên cứu với mức độ phù hợp đạt 100% ở mức ý nghĩa 0,05.
Kết quả đƣợc minh họa ở hình 4.2 nhƣ sau:
Trạng thái IIIA2 (OTC 1) Trạng thái IIIA2 (OTC 2)
Trạng thái IIIA3 (OTC 1) Trạng thái IIIA3 (OTC 2)
Hình 4.2. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao của ba trạng thái rừng theo hàm Weibull. ft, fl lần lƣợt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết
4.3.3. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính ngang ngực (Hvn - D1.3)
Trên cơ sở dữ liệu thu thập đƣợc trên 06 OTC, đề tài đã thử nghiệm 6 dạng phƣơng trình để biểu diễn mối tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn với đƣờng kính thân cây.
Kết quả tính toán đƣợc tổng hợp trong bảng 4.13.
Bảng 4.13. Kết quả thử nghiệm mối tƣơng quan Hvn - D1.3 cho 3 trạng thái rừng theo 6 dạng phƣơng trình Phƣơng trình Trạng Thái R2 Bậc 3 Tuyến
tính Inverse Logarith Bậc 2 Power
IIIA1 0,727 0,565 0,702 0,671 0,726 0,670
IIIA2 0,496 0,407 0,478 0,470 0,495 0,442
IIIA3 0,498 0,483 0,415 0,489 0,498 0,513
Từ bảng 4.13 cho thấy: Các trạng thái rừng khác nhau có sự sai khác giữa giá trị của hệ số xác định ở 6 phƣơng trình khá lớn, cả sáu dạng phƣơng trình đều thể hiện quan hệ HVN - D1.3 ở mức tƣơng đối chặt đến chặt, hệ số xác định R2 dao động từ 0,407 - 0,727. Điều đó chứng tỏ cả 6 dạng phƣơng trình đều mô tả tốt quan hệ HVN - D1.3. Phƣơng trình bậc 2 và bậc 3 có hệ số xác định cao nhất, tuy nhiên, khi kiểm tra sự tồn tại của các tham số trong phƣơng trình bậc 3, tham số đi với biến D3
hầu nhƣ không tồn tại nên phƣơng trình này không đƣợc chọn. Tƣơng tự, kiểm tra sự tồn tại của các tham số trong phƣơng trình bậc 2 thấy rằng tất cả các tham số đều tồn tại ở cả 3 trạng thái rừng. Vì vậy, phƣơng trình bậc 2 đƣợc chọn để mô tả quan hệ HVN - D1.3. Vì vậy, đề tài chọn phƣơng trình dạng bậc 2 để mô tả quan hệ HVN - D1.3. Kết quả tính toán các tham số của phƣơng trình đƣợc lựa chọn để mô tả mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn với đƣờng kính ngang ngực đƣợc tổng hợp ở bảng 4.14.
Bảng 4.14. Kết quả lập phƣơng trình tƣơng quan Hvn - D1.3 cho 3 trạng thái rừng theo dạng HVN = ao + a1.D1.3+ a2.D1.32
Trạng thái
R2 Tham số Sig.(a0) Sig.(a1) Sig.(a2) a0 a1 a2
IIIA1 0,726 0,934 1,078 -0,020 0,040 0,000 0,000 IIIA2 0,495 5,738 0,736 -0,012 0,003 0,000 0,006 IIIA3 0,498 10,456 0,306 -0,002 0,000 0,009 0,002 Bảng 4.14 cho thấy các tham số trong phƣơng trình bậc 2 đều tồn tại (Sig.(a0), Sig(a1), Sig(a2) < 0,05). Vậy phƣơng trình cụ thể để biểu diễn mối quan hệ HVN - D1.3 cho từng trạng thái rừng nhƣ sau:
Trạng thái IIIA1: HVN = 0,934 + 1,078.D1.3 - 0,020.D1.32 Trạng thái IIIA2: HVN = 5,738 + 0,736.D1.3 - 0,012.D1.32 Trạng thái IIIA3: HVN = 10,456 + 0,306.D1.3- 0,002.D1.32