CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38
3.3. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ QUY LUẬT CẤU TRÚC TẦNG CÂY CAO 48
3.3.1. Quy luật phân bố của các nhân tố điều tra cơ bản 50
3.3.1.1. Kết quả nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính
Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3) là một phần quan trọng của quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Trong quá trình hoạt động kinh doanh lợi dụng rừng, luôn gây ra những tác động nhất định đến hiện trạng phân bố (N/D1,3) của rừng.
Qua thực tế cho thấy, một tác động phù hợp với quy luật khách quan có thể góp phần điều chỉnh cấu trúc rừng một cách hợp lý tạo điều kiện cho rừng phát triển tốt, đáp ứng mục tiêu kinh doanh lợi dụng rừng lâu bền.
Ngược lại, những tác động không phù hợp với quy luật khách quan sẽ làm tổn hại đến rừng và là nguyên nhân dẫn đến suy thoái của rừng.
Từ số liệu điều tra trên các ô mẫu cho các loại rừng, bằng phương pháp xử lý số liệu thống kê, đã thu được dãy số phân bố số cây theo cỡ đường kính. Kết quả tổng hợp tại bảng 3.6.
Bảng 3.6. Phân bố số cây theo cỡ đường kính các loại rừng
Rừng giàu Rừng trung bình Rừng nghèo
d1.3 ni d1.3 ni d1.3 ni
8 83 8 102 8 109
13 104 13 129 12 80
18 84 18 73 16 57
23 62 23 47 20 40
28 52 28 29 24 30
33 37 33 24 28 25
38 28 38 9 32 13
43 16 43 8 36 7
48 8 48 6 40 2
53 11 53 4 44 1
58 5 58 1 48 1
63 6 63 1 52 2
68 6 68 1
73 1
Tổng 503 434 367
Kết quả tại bảng 3.6 cho thấy: Các loại rừng khác nhau thì kích cỡ cây rừng cũng khác nhau, rừng càng giàu thì số cây phân bố ở cỡ đường kính lớn càng lớn. Phân bố số cây theo cỡ đường kính ở các loại rừng khác nhau có một đặc điểm chung là số cây giảm dần theo cỡ đường kính tăng lên. Để có thể minh họa một cách trực quan về sự phân bố của cây rừng trong không gian, đề tài đã minh họa quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính bằng biểu đồ. Kết quả đã vẽ biểu đồ phân bố N/D thực nghiệm của ba loại rừng được minh họa tại hình 3.2 dưới đây:
0 20 40 60 80 100 120 140
8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 ni
di Ngiàu Ntrungbình Nnghèo
Hình 3.2. Biểu đồ phân bố số cây theo cỡ đường kính N/D ba loại rừng
Tiếp theo, đã tiến hành tính toán các đặc trưng thống kê cho dấu hiệu đường kính như đường kính bình quân, phương sai, sai tiêu chuẩn, hệ số biến động, hệ số chính xác của phân bố số cây theo cỡ đường kính cây rừng cho từng loại rừng. Kết quả tổng hợp tại bảng 3.7.
Bảng 3.7. Một số đặc trưng thống kê đường kính cây rừng ở ba loại rừng
Loại rừng D S2 S S% P%
Giàu 22,86 187,53 13,69 59,90 2,87 Trung bình 17,97 105,70 10,28 57,20 2,74 Nghèo 16,09 71,29 8,44 52,44 2,73
Qua kết quả tại bảng 3.7 cho thấy: Các giá trị biểu thị các đặc trưng thống kê cho dấu hiệu quan sát đường kính cây rừng ở các loại rừng khác nhau là khác nhau. Đường kính bình quân của cây rừng lớn nhất rơi vào rừng giàu (D = 22,86 cm), tiếp theo là trung bình(D = 17,97cm) và nhỏ nhất rơi vào rừng nghèo(D = 16,09cm). Phương sai và sai tiêu chuẩn của đường kính nhìn chung có sự chênh lệch nhau khá lớn điều này hoàn toàn hợp lý vì cấu trúc đường kính của các loại rừng rất khác nhau. Hệ số biến động (S%) và hệ số chính xác (P%) của phân bố đều có dạng giảm dần từ rừng giàu đến rừng nghèo.
Từ kết quả khảo sát phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ kính của vùng nghiên cứu, tiến hành thử nghiệm mô phỏng phân bố N/Dtheo các dạng phân bố lý thuyết khác nhau (Weibull, Khoảng cách, Meyer) và kiểm tra mức độ phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm bằng tiêu chuẩn Khi bình phương với mức ý nghĩa 0,05. Kết quả kiểm tra được tổng hợp ở bảng 3.8.
Bảng 3.8. Mô phỏng phân bố số cây theo cỡ đường kính bằng hàm lý thuyết
Loại rừng
Phân bố Weibull Phân bố Khoảng
cách Phân bố Meyer
Kiểm
tra Kiểm
tra β Kiểm
tra Giàu 1,2 0,003 H0+ 0,214 0,769 H0+ 1,037 0,093 H0-
Trung
bình 1,2 0,044 H0+ 0,183 0,657 H0- 5,380 0,133 H0-
Nghèo 1,6 0,149 H0+ 1.100 0.698 H0+ 8,215 0,166 H0+
Kết quả tại bảng 3.8 cho thấy:
Hàm Weibull có 3/3 loại rừng phù hợp, với tham số biến động từ 1,2 đến 1,6 và tham số biến động từ 0,003 đến 0,149.
Hàm Khoảng cách có 2/3 loại rừng phù hợp, với tham số biến động từ 0,214 đến 1.100 và tham số biến động từ 0,657 đến 0,769.
Hàm Meyer có 1/3 loại rừng phù hợp, với tham số biến động từ 1,037 đến 8,215 và tham số β biến động từ 0,093 đến 0,166.
Đề tài đã mô phỏng phân bố lý thuyết sử dụng hàm Weibull để xây dựng cấu trúc phân bố N/D của rừng tự nhiên tại địa bàn nghiên cứu.
Sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm minh họa ở hình 3.3.
Phân bố N/D rừng giàu
0 20 40 60 80 100 120 140
8 18 28 38 48 58 68
di Nt;Nl
Nt Nl
Phân bố N/D rừng trung bình
0 20 40 60 80 100 120 140
8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 di Ntn,Nlt
Ntn Nlt
Hình 3.3. Mô phỏng phân bố N/D bằng hàm Weibull của 3 loại rừng 3.3.1.2. Phân bố số loài cây theo cỡ kính (NL/D1.3)
Phân bố số loài cây theo cỡ kính phản ánh cấu trúc tổ thành và khả năng đáp ứng yêu cầu kinh doanh lợi dụng rừng lâu dài.
Đề tài tiến hành nghiên cứu phân bố số loài theo cỡ đường kính làm cơ sở đề xuất giải pháp kỹ thuật điều chỉnh cấu trúc tổ thành rừng hiện tại phù hợp với chức năng phòng hộ và kinh doanh.
Qua chỉnh lý số liệu điều tra đề tài thu được phân bố thực nghiệm số loài cây theo cỡ kính của ba loại rừng tại bảng 3.9 và minh họa tại hình 3.4.
Kết quả ở bảng 3.9 cho thấy: Ở cả 3 loại rừng nghiên cứu số loài cây thường tập trung vào các cỡ đường kính nhỏ. Số loài cây ở các loại rừng khác nhau hoàn toàn khác nhau.
Phân bố N/D rừng nghèo
0 50 100 150
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 di Ntn,Nlt
Ntn Nlt
Nhìn chung rừng có thời gian phục hồi càng dài thì số lượng loài cây càng lớn cao nhất là 224 loài tại rừng giàu, tiếp đến 153 loài ở rừng trung bình và ít nhất là 131 loài ở rừng nghèo.
Bảng 3.9. Phân bố số loài cây theo cỡ đường kính ba loại rừng
Rừng giàu Rừng trung bình Rừng nghèo
d1.3 ni d1.3 ni d1.3 ni
8 28 8 31 8 26
13 34 13 35 12 27
18 32 18 19 16 20
23 26 23 18 20 18
28 20 28 13 24 15
33 24 33 14 28 11
38 15 38 7 32 6
43 15 43 5 36 3
48 6 48 4 40 2
53 6 53 4 44 1
58 5 58 1 48 1
63 6 63 1 52 1
68 6 68 1
73 1
Tổng 224 153 131
Có thể minh họa phân bố số cây theo cỡ đường kính cho 3 loại rừng theo biểu đồ tại hình vẽ 3.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40
8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 nLi
di(cm) NlG NlTB NlN
Hình 3.4. Biểu đồ phân bố số loài cây theo cỡ đường kính ba loại rừng
Từ hình 3.4 cho thấy: Phân bố thực nghiệm số lượng loài cây theo cỡ đường kính ở các loại rừng khác nhau rất đa dạng, đồ thị thể hiện rõ quy luật phổ biến, đó là phân bố giảm, đường cong có đỉnh nằm ở cỡ kính 8-11 cm ở rừng nghèo, 8-15cm ở rừng trung bình và 8-19 cm ở rừng giàu, đỉnh của đường cong nằm cỡ đường kính thứ hai hoặc thứ ba. Trong kinh doanh lợi dụng rừng, cần dựa vào các quy luật này để điều chỉnh cấu trúc bằng việc đơn giản hóa tổ thành theo hướng có lợi, đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng.
Căn cứ vào phân bố thực nghiệm của các ô nghiên cứu, đã chọn 3 hàm Weibull, khoảng cách, Meyer để khái quát giữa phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết. Kết quả nắn phân bố thực nghiệm của các ô nghiên cứu, theo hàm Weibull, khoảng cách, Meyer thu được ở bảng 3.10.
Bảng 3.10. Mô phỏng số loài cây theo cỡ kính bằng các hàm phân bố lý thuyết
Loại rừng
Phân bố Weibull Phân bố
khoảng cách Phân bố Meyer
Kiểm tra Kiểm tra β Kiểm tra
Giàu 1,3 0,0163 H0+ 0,207 0,774 H0- 1,513 0,093 H0-
Trung
bình 1,2 0,0323 H0+ 0,200 0,714 H0+ 59,92 0,0917 H0+
Nghèo 1,2 0,0947 H0+ 0,166 0,760 H0+ 29,57 0,1317 H0+
Từ bảng 3.10 nhận thấy:
Hàm Weibull có 3/3 loại rừng phù hợp, tham số biến động từ 1,2 đến 1,3 và biến động từ 0,0163 đến 0,0947.
Hàm Khoảng cách có 2/3 loại rừng phù hợp, tham số α biến động từ 0,166 đến 0,207 và biến động từ 0,714 đến 0,774.
Hàm Meyer có 2/3 loại rừng phù hợp, tham số α biến động từ 1,513 đến 59,92 và β biến động từ 0,093 đến 0,1317.
Kết quả cho thấy dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố lý thuyết số loài cây theo đường kính ngang ngực là phù hợp nhất cho cả ba loại rừng.
Kết quả minh họa được thể hiện tại biểu đồ hình 3.5
Phân bố Nl/D rừng giàu
0 5 10 15 20 25 30 35 40
8 18 28 38 48 58 68
di Nt;Nl
Ft Fll
Phân bố Nl/D rừng TB
0 5 10 15 20 25 30 35 40
8 18 28 38 48 58 68
di Nt;Nl
Ft Fll
0 5 10 15 20 25 30 35
8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 Nt;Nl
di Phân bố Nl/D rừng nghèo
Ft Fll
Hình 3.5. Mô phỏng phân bố NL/D1.3 của ba loại rừng bằng hàm Weibull
3.3.1.3. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)
Sự phân tầng tán của rừng theo chiều thẳng đứng có ảnh hưởng đến khả năng phòng hộ, chống xói mòn đất.
Nội dung khảo sát của các đề tài tập trung vào mục đích tìm hiểu phân bố số cây theo chiều thẳng đứng, từ đó có hướng điều chỉnh số cây trong từng cấp chiều cao hợp lý nhất thông qua những giải pháp lâm sinh phù hợp.
Để giải quyết vấn đề đặt ra ở trên, đề tài tiến hành nghiên cứu cấu trúc đứng của ba loại rừng tự nhiên.
Kết quả khảo sát phân bố N/Hvn các loại rừng theo chiều cao trong các ô nghiên cứu cho ở bảng 3.11 và thấy được đường cong thực nghiệm có nhiều đỉnh như hình 3.6.
Bảng 3.11. Liệt số phân bố số cây theo cỡ chiều cao ba loại rừng
Rừng giàu Rừng trung bình Rừng nghèo
hvn ni hvn ni hvn ni
6 42 6 41 6 44
7,6 100 7,6 95 7,6 86
9,2 95 9,2 69 9,2 71
10,8 79 10,8 59 10,8 58
12,4 64 12,4 48 12,4 38
14 44 14 37 14 21
15,6 28 15,6 22 15,6 22
17,2 17 17,2 20 17,2 10
18,8 12 18,8 18 18,8 8
20,4 14 20,4 11 20,4 2
22 2 22 5 22 3
23,6 2 23,6 5 23,6 2
25,2 2 25,2 4 25,2 2
26,8 2
Tổng 503 434 367
0 20 40 60 80 100 120ni
hi(m) NhG NhTB NhN
Hình 3.6. Biểu đồ phân bố số cây theo cỡ chiều cao ba loại rừng
Từ hình 3.6 cho thấy: Phân bố thực nghiệm cho thấy đỉnh đường cong của phân bố thực nghiệm nằm ở cỡ chiều cao từ 8-10m, trong đó:
Rừng giàu: Cỡ chiều cao từ 10-16m chiếm số lượng lớn, từ 16 m số lượng cây rừng giảm dần. Rừng trung bình: Từ cỡ chiều cao trên 10m số lượng cây rừng giảm dần.Rừng nghèo: Cỡ chiều cao từ 8-9m chiếm số lượng lớn, cho thấy sự phân tầng của trạng thái này khá rõ nét cụ thể một số lượng ít cá thể vượt khỏi tầng trên của tán rừng và một số lượng lớn cá thể năm dưới tán rừng.
Nhìn chung: Đường cong phân bố thực nghiệm có nhiều đỉnh tập trung ở cỡ chiều cao 8-10m, sau đó giảm mạnh ở các cấp chiều cao tiếp theo. Ngoài đỉnh chính đường thực nghiệm còn nhiều đỉnh phụ điều đó cho thấy sự thiếu hụt số cây ở một số cấp chiều cao và có sự tích tụ ở một số tầng tán.
Từ phân bố thực nghiệm N/Hvn của ba loại rừng, tiến hành mô phỏng theo các hàm phân bố lý thuyết, Weibull, phân bố khoảng cách và phân bố Meyer và từ đó chọn phân bố hợp lý trên cơ sở kết quả kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm bằng tiêu chuẩn khi bình phương với mức ý nghĩa α = 0,05 hoặc ở mức ý nghĩa α
= 0,01. Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo chiều cao bằng các hàm lý thuyết cho cả ba loại rừng trên được tổng hợp tại bảng 3.12.
Bảng 3.12. Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng các hàm lý thuyết Weibull, Khoảng cách và Meyer cho ba loại rừng
Loại rừng
Phân bố Weibull Phân bố khoảng cách Phân bố Meyer
Kiểm
tra Kiểm
tra β Kiểm
tra
Giàu 1,6 0,048 H0+ 0,112 0,752 H0- 1,288 0,150 H0-
Trung
bình 1,4 0,069 H0+ 0,167 0,760 H0- 98,13 0,163 H0+
Nghèo 1,5 0,086 H0+ 0,075 0,766 H0- 479,7 0,336 H0-
Từ bảng 3.12 nhận thấy:
Hàm Weibull có 3/3 loại rừng phù hợp, với các tham số biến động từ 1,4 đến 1,7 và biến động từ 0,048 đến 0,086.
Hàm Khoảng cách không có loại rừng nào phù hợp, với các tham số biến động từ 0,075 đến 0,167 và biến động từ 0,0752 đến 0,0766.
Hàm Meyer có 1/3 loại rừng phù hợp, với các tham số biến động từ 1,288 đến 479,74 và β biến động từ 0,150 đến 0,336.
Như vậy, hàm Weibull là phân bố lý thuyết thích hợp nhất dùng để mô phỏng phân bố N/Hvn cho đối tượng nghiên cứu. Phân bố N/Hvn thực nghiệm của các trạng thái rừng là dạng phân bố một đỉnh lệch trái, có nhiều đỉnh phụ hình răng cưa. Phân bố số cây theo chiều cao ở các dạng trạng thái khác nhau có dạng lệch trái ở một đỉnh khác nhau cho thấy các chiều cao của cây rừng không phân hóa thành những từng riêng biệt mà tạo nên sự nhấp nhô liên tục theo chiều thẳng đứng.
Nhìn chung phân bố số cây theo chiều cao tập trung nhiều ở cấp chiều cao 8-11m sau đó giảm mạnh ở các cấp chiều cao tiếp theo. Ngoài đỉnh đường chính thực nghiệm còn nhiều đỉnh phụ răng cưa điều đó có nghĩa rằng ở các cấp chiều cao có sự thiếu hụt về số cây và có sự tích tụ chiều cao ở một số tầng tán
Sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết tính theo hàm Weibull với phân bố thực nghiệm được minh họa ở hình 3.7.
Phân bố N/H rừng giàu
0 20 40 60 80 100 120
6 9.2 12.4
15.6
18.8 22 25.2 hi
Nt;Nl
Nt Nl
Phân bố N/H rừng trung bình
0 20 40 60 80 100
6 9.2
12.4 15.6
18.8 22
25.2 hi Nt;Nl
Nt Nl
Phân bố N/H rừng nghèo
0 20 40 60 80 100
6.4
9.2 12
14.8 17.6
20.4
23.2 hi Nt;Nl
Nt Nl
Hình 3.7. Mô phỏng phân bố N/H bằng hàm Weibul của 3 loại rừng
Trong kinh doanh nuôi dưỡng rừng, cần điều chỉnh cấu trúc rừng một cách hợp lý, tạo điều kiện cho rừng phát triển thuận lợi nhất.
3.3.1.4. Phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao (NL/Hvn)
Phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao cũng là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần sẽ phản ánh rõ thêm đặc trưng cấu trúc và tổ thành của lâm phần, từ đó đề xuất các giải pháp lâm sinh hợp lý
Nghiên cứu quy luật này ngoài việc xác định được cấu trúc tổ thành loài cây còn cho biết được kết cấu tầng tán trong rừng tự nhiên có ý nghĩa lớn trong phòng hộ.
Nghiên cứu quy luật này giúp cho các Nhà lâm học trong việc đề xuất các giải pháp xử lý lâm sinh theo từng cỡ chiều cao khác nhau sao cho khả năng phòng hộ đạt hiệu quả cao nhất.
Từ số liệu điều tra ở các ô tiêu chuẩn, qua chỉnh lý thu được các phân bố thực nghiệm số loài theo cỡ chiều cao ở bảng 3.13 và minh họa tại hình 3.8.
Bảng 3.13. Liệt số phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao ba loại rừng
Rừng giàu Rừng trung bình Rừng nghèo
hi N l hi N l hi N l
6 25 6 22 6 12
7,6 26 7,6 27 7,6 24
9,2 22 9,2 24 9,2 30
10,8 29 10,8 20 10,8 27
12,4 20 12,4 18 12,4 10
14 21 14 13 14 8
15,6 14 15,6 13 15,6 14
17,2 13 17,2 10 17,2 8
18,8 8 18,8 4 18,8 4
20,4 7 20,4 5 20,4 1
22 1 22 3 22 2
23,6 2 23,6 2 23,6 1
25,2 2 25,2 4 25,2 1
26,8 1
Tổng 191 165 142
Qua bảng 3.13 cho thấy:
Số loài cây xuất hiện ở các cỡ chiều cao ở các loại rừng khác nhau là hoàn toàn khác nhau. Số loài nhiều nhất ở rừng giàu 191loài tiếp đến là rừng trung bình 165 loài và thấp nhất là 142 loài ở rừng nghèo.
0 5 10 15 20 25 30 35
6 7.6 9.2 10.8 12.4 14 15.6 17.2 18.8 20.4 22 23.6 25.2 26.8hi
nLi
Nl(G) Nl(TB) Nl(N)
Hình 3.8. Phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao NL/HVN ba loại rừng Kết quả mô phỏng phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao tổng hợp tại bảng 3.14
Bảng 3.14. Mô phỏng số loài theo cỡ chiều cao bằng các hàm phân bố lý thuyết
Loại rừng
Phân bố Weibull Phân bố Khoảng cách Phân bố Meyer
Kiểm
tra Kiểm
tra β Kiểm
tra
Giàu 1,4 0,060 H0+ 0,666 0,119 H0- 1,39 1,008 H0-
Trung
bình 1,3 0,078 H0+ 0,788 0,109 H0- 27,76 0,088 H0+
Nghèo 1,6 0,057 H0+ 0,103 0,772 H0+ 89,20 0,293 H0-
Kết quả tại bảng 3.14 cho thấy: Hàm Weibull có 3/3 loại rừng phù hợp, với tham số
biến động từ 1,3 đến 1,6 và biến động từ 0,057 đến 0,078. Hàm Khoảng cách có 1/3 loại rừng phù hợp, với tham số α biến động từ 0,103 đến 0,788 và biến động từ 0,109 đến 0,772. Hàm Meyer có 1/3 loại rừng phù hợp, với tham số α biến động từ 1,39 đến 89,20 và β biến động từ 0,088 đến 1,008.
Như vậy, hàm Weibull mô phỏng tốt nhất phân bố thực nghiệm số loài cây theo chiều cao (NL/Hvn) của các loại rừng nghèo, rừng trung bình và rừng giàu.
Phân bố Nl/H rừng trung bình
0 5 10 15 20 25 30
6 7.6 9.2 10.8 12.4 14 15.6 17.2 18.8 20.4 22 23.6 25.2 hi Nt;Nl
Nt Nl
0 5 10 15 20 25 30 35
6,4 7,8 9,2 10,6 12 13,4 14,8 16,2 17,6 19 20,4 21,8 23,2
hi Phân bố Nl/H rừng nghèo
Nt Nl
Hình 3.9. Mô phỏng phân bố NL/Hvn ba loại rừng bằng hàm Weibull
Từ kết quả nghiên cứu quy luật cấu trúc N/D, N/H, NL/D, NL/H cho các loại rừng tại khu vực nghiên cứu và mô phỏng phân bố lý thuyết bằng các hàm Weibull, hàm Khoảng cách, hàm Meyer và kiểm tra sự phù hợp bằng tiêu chuẩn 02.05 từ những kết quả phân tích trên thì hàm Weibull dùng để mô phỏng tốt nhất cho cấu trúc N/D, N/H, NL/D, NL/H ở ba loại rừng nghèo, trung bình và rừng giàu tại khu vực nghiên cứu với các tham số khác nhau.