0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 D1.3(cm) N (c/ha ) Ntn Nlt
Đồ thị 4- 9: mơ hình hố cấu trúc n-d1.3 nhóm lồi iI theo phân bố weibull
Qua biểu 4-10 nhận thấy ở nhóm lồi II phân bố Weibull với =1.1,
=0.03 và phân bố Khoảng cách với =0.51, biểu thị tốt cho phân bố
N-D1.3 của tổng thể, giả thuyết được chấp nhận với =0.05. Đề tài chọn phân
bố Weibull để mơ phỏng cấu trúc N-D1.3cho nhóm lồi II
Các hàm mật độ xác suất xây dựng được:
Nhóm I: f(x) = 0.009*(x-xmin) 0.5.exp(-0.006*(x-xmin) 1.5) (4.41)
Nhóm II: f(x) = 0.038*(x-xmin) 0.1.exp(-0.034*(x-xmin) 1.1) (4.42)
Như vậy nhóm lồi I và nhóm lồi II đều có luật phân bố N-D1.3theo dạng
hàm Weibull. Điều đó cho thấy nếu tách riêng từng bộ phận của lâm phần thì phân bố N-D1.3vẫn tồn tại quy luật chung của tổng thể.
Từ đồ thị (4-8) nhận thấy, ở nhóm lồi I đồ thị tạo nhiều đỉnh ở các cấp kính D1.3: 25cm, 45cmvà 65cm, sự tạo cấp kính này có thể giải thích như sau:
Sự tạo cấp kính ở cỡ kính 25cm là do thiếu hụt lớp cây ở cỡ kính 15cm, nguyên nhân của sự thiếu hụt lớp cây này trong nhóm là do trong nhóm lồi I
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 0 10 20 30 40 50 60 70 80 D1.3(cm) N (số cây/ha ) Ntn Nlt
chỉ có Hoa Khế và Hồng Tùng là lồi có trị số IV%>5%, các loài Cồng Vàng, Chị xót và Giổi có trị IV%<5%, sự thiếu hụt cây tái sinh ở những loài này đã tạo đỉnh ở cấp kính 25cm.
Sự tạo thành đỉnh ở cấp kính 45cmvà 65cmlà do một số lồi trong nhóm đã
bắt đầu thành thục và già đã tạo nên đỉnh ở các cấp này. Mặt khác, như đã trình bày ở mục cấu trúc tổng thể, do sự thành thục ở lớp cây có đường kính lớn tầng tán của lớp cây này làm hạn chế sự vươn lên của lớp cây gỗ lớn phía dưới nó.
ở đồ thị (4-9) nhận thấy cấu trúc của nhóm lồi II có dạng giảm hoàn toàn và đồng dạng với đồ thị cấu trúc của tổng thể theo các cấp kính. Chứng tỏ có phân bố đủ ở các cấp kính, có số lượng đủ kế tục nhau tạo nên ưu hợp ổn định.
Có sự nhập vào đường cong tổng thể ở cấp kính thành thục ở cả nhóm lồi I và II (đồ thị 4-10). Vì vậy, sản lượng gỗ lớn tập trung chủ yếu ở các nhóm lồi này. Đường cong dạng giảm có thể đảm bảo sự kế tục liên tục về chủng loài sản phẩm ở các luân kỳ.
Đồ thị 4- 10: cấu trúc n-d lý thuyết của nhóm lồi và tổng thể
0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 D1.3(cm) N (c/ha ) Nlt N1 Nlt N2 Nlt TT
4.3.2 Mơ hình cấu trúc N-D1.3 định hướng cho lâm phần và nhóm lồiđồng nhất tăng trưởng đồng nhất tăng trưởng
Nguyễn Ngọc Lung(1985)[40] đã nêu lên lý thuyết “rừng chuẩn”, xuất phát từ lý thuyết mẫu chuẩn tự nhiên này, đề tài lựa chọn và xác lập các mơ
hình cấu trúc N-D1.3 định hướng cho lâm phần và các nhóm lồi đồng nhất
tăng trưởng làm cơ sở cho việc điều khiển rừng thông qua khai thác và nuôi dưỡng. Bảo Huy[32] đề xuất các dạng hàm sử dụng để xây dựng cấu trúc định hướng cho lâm phần: dạng hàm giảm theo một cấp số nhân, dạng hàm giảm theo hàm Mayer và dạng theo phân bố hình học.
Đề tài thử nghiệm các dạng hàm này:
* Theo dạng một cấp số nhân giảm:
Phân bố N-D định hướng biểu diễn theo dạng cấp số nhân giảm:
n0; no/q ; no/q2 ;.........; n0/qm-1 (4.43)
Trong đó: Dãy giá trị trên lần lượt là số cây theo cấp kính từ nhỏ đến
lớn. n0: Số cây ở cấp kính nhỏ nhất/ha. 1/q: Cơng bội. m: Số cấp kính. m = max min 1 D K D D (4.44)
Với: Dmax, Dmin: Giá trị giữa của cấp kính lớn nhất và nhỏ nhất. KD: Cự ly cấp kính.
Phương pháp xác định các tham số n0, q, m của mơ hình:
+ Từ liệt số N-D mẫu được thu thập trong tự nhiên, xác định được các giá trị: n0, Dmax, Dmin, KD, m.
Trong thực tế người ta coi đường kính lớn nhất là đường kính tương ứng với cấp kính, trong đó có 1 cây cịn khả năng sinh trưởng bình thường trên 1 ha, nghĩa là:
n0/qm-1= 1 (4.45)
Suy ra: Ln(q) =Error! (4.46)
Thế m ở (4.44) vào (4.46):
Ln(q) =Error! (4.47)
Suy ra: q = ExpError! (4.48)
Thế n0, Dmax , Dmin, KD vào (4.48) xác định được tham số q của chuỗi cấp số nhân giảm.
Từ 3 tham số n0, q, m đã xác định, tính được phân bố N-D định hướng
theo dãy (4.43), trong đó dãy cấp kính được xác định từ Dminvà KD.
* Theo hàm Mayer::
Phân bố N-D định hướng biểu diễn theo dạng hàm Mayer:
N = .e-.D (4.49)
Trong đó: N: Số cây/ha theo cấp kính.
D: Giá trị đường kính giữa các cấp kính. , : 2 tham số.
Phương pháp xác định các tham số, của mơ hình:
+ Từ liệt số N-D mẫu được thu thập trong tự nhiên, xác định được các giá trị: n0, Dmax, Dmin, KD.
+ Xác định các tham số,:
ởcấp kính Dmincó số cây/ha là n0, thế vào (4.49) ta có:
n0=.e-.Dmin (4.50)
Cấp kính Dmaxứng với số cây/ha là 1, thế vào (4.49) ta có:
n0= Exp(.(Dmax- Dmin)) (4.52) Suy ra:
= Error! (4.53)
Thế vào (4.51) tính được :
= Exp(.Dmax) (4.54)
Từ 2 tham số,đã xác định, thế lần lượt các giá trị giữa các cấp kính
(căn cứ vào Dmin và KD ) vào (4.49) tính được phân bố N-D định hướng cho
lâm phần.
* Theo phân bố Hình học:
Phân bố N-D định hướng biểu diễn theo phân bố hình học:
P(x) = (1 -).x với x0 (4.55)
Trong đó: P(x): Xác suất (tần suất) của từng cấp kính.
: Tham số.
x: mã số các cấp kính, lần lượt từ nhỏ đến lớn là: 0,1,2,3,4.... Từ phân bố xác suất tính được phân bố số cây theo cấp kính:
- Cấp kính đầu tiên: x = 0: Xác suất:P(0)= (1 -) (4.56) Số cây: n0 = N.P(0) = N.(1 - ) (4.57) - Cấp kính thứ 2: x = 1: Xác suất:P(1)= (1 -). (4.58) Số cây: n1 = N.P(1) = N.(1 - ). (4.59) - ........................................................... - Cấp kính max: x = xmax:
Xác suất:P(xmax) = (1 -).xmax (4.60)
Số cây: nxmax = N.P(xmax) = N.(1 -).xmax (4.61)
Trong đó N là số cây trên hecta.
+ Từ liệt số N-D mẫu được thu thập trong tự nhiên, xác định được các giá trị: n0, Dmax , Dmin, KD, mã số xmaxcủa cấp kính Dmax.
+ Xác định các tham số và N:
ởcấp kính Dminứng với mã số x = 0, có số cây/ha là n0, thế vào (4.57):
n0= N.(1 - ). (4.62)
Cấp kính Dmaxứng với mã số x = xmax,có số cây/ha là 1, thế vào (4.61):
1 = N.(1 -).xmax (4.63) Chia (4.63) cho (4.62) có: Error!=xmax (4.64) Suy ra: = (Error!)1/xmax (4.65) Thế vào (4.62) tính được N: N = Error! (4.66)
Từ tham số đã xác định, thế lần lượt mã số x các cấp kính tính được
phân bố xác suất P(x) tương ứng, sau đó nhân P(x) với N (mật độ/ha) tính
được phân bố N-D định hướng. Với chuỗi cấp kính căn cứ vào Dminvà KD.
Kết quả tính tốn cấu trúc định hướng của lâm phần trình bày cụ thể trong biểu (4-11) và đồ thị (4-11). Dựa vào đồ thị (4-11), nhận thấy cả ba dạng hàm (4.43), (4.49), (4.55) đều có thể sử dụng để mô phỏng cấu trúc định hướng cho lâm phần. Để đơn giản trong tính tốn xây dựng cấu trúc định hướng đề tài chọn dạng giảm theo cấp số nhân để xây dựng cấu trúc định hướng cho lâm phân và các nhóm lồi.
Đồ thị 4- 11: biểu diễn cấu trúc định hướng lâm phần bằng các hàm lý thuyết
Tiến hành tính tốn và xây dựng cấu trúc định hướng cho lâm phần và nhóm lồi bằng dạng hàm giảm theo một cấp số nhân, kết quả trình bày chi tiết trong biêủ (4-12) và biểu diễn bằng đồ thị (4-12).
Từ các mơ hình cấu trúc N-D1.3định hướng có thể nhận xét:
* Phân bố dạng giảm theo một cấp số nhân sử dụng xây dựng các mơ
hình N-D1.3định hướng là phù hợp, chỉ cần xác định cơng bội (1/q) là có thể
xây dựng mơ hình định hướng về cấu trúc N-D1.3.
* Từ mơ hình cấu trúc N-D1.3 định hướng đã xây dựng được cho nhóm lồi và lâm phần, kết hợp với các phương trình tương quan sẽ xác định được phân bố tiết diện ngang, thể tích theo cấp kính của mơ hình định hướng làm cơ sở điều tiết rừng trạng thái hiện tại về trạng thái tốt nhất đã xây dựng.
0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 D1.3(cm) N(c/ha) Frequency CSN Mayer HH
Biểu 4- 12: kết quả xây dựng cấu trúc định hướng cho nhóm lồi và lâm phần
4.4 Động thái cấu trúc N-d1.3 lâm phần và nhóm lồiđồng nhất tăng trưởng đồng nhất tăng trưởng
Dự báo động thái phân bố N-D1.3 là cơ sở để xác định lượng tăng trưởng
lâm phần hỗn loài khác tuổi. Phương pháp này do GS.TS Vũ Tiến Hinh[16] đề xuất trên cơ sở tăng trưởng đường kính. Trên cơ sở tăng trưởng đường kính định kỳ 5 năm đã tính tốn ở mục (4.1.2) kết hợp với công thức (3.5) các tương quan Hvn-D1.3, Hf1.3-Hvn, f1.3-D1.3 tiến hành dự báo động thái cấu trúc
cho nhóm lồi đồng nhất tăng trưởng và lâm phần. Qua tính tốn hình số f1.3
cho các nhóm lồi và lâm phần ở các cấp kính nhận thấy f1.3 biến động trong
khoảng 0.35-0.39. Do việc giải tích thân cây bổ sung chúng tơi kết hợp với đội khai thác để lấy số liệu, đường kính khai thác chủ yếu từ 45cm-65cmdo đó việc tính tốn f1.3 bằng các phương trình (4.36), (4.37), (4.38), (4.39) cho các cấp kính nhỏ là phép nội suy nên khơng chính xác. Vì khơng có điều kiện để lấy thêm số liệu ở các cấp kính nhỏ hơn cho nên các phương trình (4.36), (4.37), (4.38), (4.39) chỉ dùng để tham khảo. Trên cơ sở quy trình thiết kế khai thác do viện điều tra quy hoạch rừng quy định, chúng tơi chấp nhận một
hình số f1.3 bình qn chung cho tất cả các cỡ kính và các lồi là 0.42 để tính
tốn.
Tương quan Hvn-D1.3 trong định kỳ 5 năm khơng có sự thay đổi lớn nên có
thể sử dụng chung một tương quan trong một định kỳ.
Dự đốn động thái cấu trúc đường kính từ tăng trưởng đường kính đã xác định:
+ Tính hệ số chuyển cỡ kính (f): Mỗi cỡ kính tính:
f = Zd(A+n)/ K (4.67)
Trong đó K là cự ly cỡ kính.
f có 2 phần: ngun f1và thập phân f2. Ví dụ f = 1,1 ; phần nguyên là f1=1 và phần thập phân là f =0,1.
+ Dự đốn số cây chuyển lên các cỡ kính trên trong một định kỳ từ một cỡ kính hiện tại. Lần lượt tính cho từng cỡ kính như sau:
Mã số từng cỡ kính từ nhỏ đến lớn lần lượt là 1,2,3,.....Giả sử ở cỡ kính j tại thời điểm A có Nj cây, số cây này trong định kỳ n năm (đến thời điểm
A+n) sẽ chuyển lên các cỡ kính ứng với mã số i=f1 +j và i+1 (ij)như sau:
Ni = Nj - Nj.f2 (4.68)
Ni+1 = Nj.f2 (4.69)
Tập hợp số cây theo từng cỡ kính ở thời điểm dự đốn A+n có được phân bố N-D tại đó.
Kết quả tính tốn dự đốn động thái cấu trúc N-D1.3 cho lâm phần và nhóm lồi được trình bày cụ thể trong biểu (4-13):
Qua tính tốn hệ số chuyển cỡ kính bằng cơng thức (4.67) cho thấy f<1. như vậy trong định kỳ 5 năm số cây trong một cỡ kính chỉ một phần chuyển lên cỡ kính trên nó một cấp, khơng có cấp nào chuyển lên trên nó hai cấp.
Số cây trước và sau định kỳ 5 năm khơng thay đổi là do chưa có cơ sở để xác định số lượng cây tái sinh chuyển lên cỡ kính đầu tiên. Đây cũng là nhược điểm của luận văn này.
Qua biểu (4-13) xác định được lượng tăng trưởng, suất tăng trưởng cho các nhóm lồi đồng nhất tăng trưởng và lâm phần như sau:
chỉ tiêu Lâm phần Nhóm I Nhóm II
ZM 9.7 2.3 7.4
PM 2.3 1.8 2.45
Các thông số về tăng trưởng về trữ lượng và suất tăng trưởng của nhóm lồi và lâm phần, kết hợp cấu trúc N-D1.3 định hướng đã xây dựng ở mục (4.3.2) sẽ là cơ sở để xác định luân kỳ, cường độ khai thác, lượng khai thác, vốn rừng cần để lại sau khai thác... cho các đối tượng cụ thể trong khu vực nghiên cứu.
4.5. ứng dụng một số kết quả nghiên cứu.
Mục tiêu của đề tài đặt ra ngồi việc góp phần hồn thiện cơ sở lý luận lâm sinh học định lượng, chủ yếu phục vụ công tác điều tra lâm học, xác lập một số nguyên tắc trong khai thác nuôi dưỡng rừng của đối tượng nghiên cứu. Công tác khai thác rừng phải dựa trên cơ sở dẫn dắt rừng tới một cấu trúc hợp lý trong tương lai, phù hợp với mục đích kinh doanh và các chức năng khác của rừng. Đồng thời với khai thác là việc thúc đẩy tái sinh tự nhiên và nâng cao chất lượng của rừng.
Đối với rừng ở lâm trường Trạm Lập thuộc Kon Hà Nừng, qua nghiên cứu tăng trưởng định kỳ, cấu trúc cho các nhóm lồi đồng nhất tăng trưởng và lâm phần nhận thấy việc áp dụng phương thức chặt chọn là hoàn toàn hợp lý. Phương thức này nên được áp dụng cho từng trạng thái rừng hiện tại khác nhau nhằm điều tiết hợp lý, đúng thời điểm, đúng đối tượng và tổ thành rừng tương ứng về số lượng, chất lượng gỗ lấy ra. Đề tài xin đề xuất một số ý kiến về kỹ thuật lâm sinh như sau:
4.5.1. ứng dụng trong khai thác rừng.
4.5.1.1 Đối tượng khai thác:
Nên tập trung vào đối tượng rừng loại IIIB, IV. Tuy nhiên trong quá trình khai thác nhằm điều chỉnh lại cấu trúc rừng cho hợp lý nên tác động vào cả
trạng thái IIIA3 vừa tận thu sản phẩm vừa cải thiện các chức năng khác của
rừng.
4.5.1.2 Về phương thức khai thác.
Ngoài đặc điểm tự nhiên là có cấu trúc hỗn lồi phức tạp, khơng đồng tuổi, có q trình tái sinh tự nhiên liên tục, đối tượng nghiên cứu phân bố xa xơi, phương tiện giao thơng khó khăn do đó giải pháp duy trì cấu trúc khác tuổi qua chặt chọn là giải pháp phù hợp cả về lâm sinh lẫn kinh tế xã hội đáp
Đối với rừng trong khu vực nghiên cứu, về cấu trúc đề nghị nên áp dụng phương thức khai thác chọn tinh là phù hợp. Phương thức này được áp dụng cho từng trạng thái rừng hiện tại khác nhau nhằm điều tiết tổ thành rừng cũng như số lượng, chất lượng sản phẩm gỗ lấy ra.
Phương thức khai thác cho các đối tượng là chặt chọn theo cấp kính, hướng rừng tương lai theo cấu trúc định hướng, các thế hệ của lồi cây ưu thế mục đích kế tục lẫn nhau, bảo đảm ổn định sản lượng, nâng cao tỷ lệ lồi cây có giá trị kinh tế.
4.5.1.3 Đường kính tối thiểu khai thác chọn.
Qua xác định tăng trưởng định kỳ các nhóm lồi Zd đạt cực đại ở cấp kính
từ 40 - 50cm, có thể xem đây là đường kính tối thiểu khai thác chọn. Đối với
mỗi lồi cần căn cứ Zd cực đại cụ thể để xác định đường kính tối thiểu khai
thác.
Ngồi ra, một số lồi cây khơng thể phát triển lên đường kính cỡ lớn cần phải loại bỏ trong khai thác nhằm giải toả không gian dinh dưỡng cho các lồi cây mục đích phát triển tốt đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho tái sinh tự nhiên.
4.5.1.4 Cường độ khai thác chọn:
Do số liệu thu thập chủ yếu ở đối tượng rừng IIIB, IV, đề tài chỉ xác định cường độ khai thác chọn tối đa. Căn cứ cấu trúc rừng hiện tại và cấu trúc định hướng đã xây dựng cho nhóm lồi, lâm phân kết hợp đường kính tối thiểu khai thác sẽ xác định cường độ khai thác tối đa cho lâm phần và nhóm lồi.