Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.2.2. Phương pháp xử lý số liệu
Với dung lượng mẫu đã có đề tài lựa chọn dùng những phương pháp toán học thống kê thông dụng để định lƣợng, phân tích, kiểm nghiệm kết quả và xây dựng các kết luận cần thiết, lựa chọn nghiệm chứng kết quả. Toàn bộ khâu xử lý số liệu đƣợc thực hiện với sự trợ giúp của phần mềm chuyên dụng Excel hoặc phần mềm SPSS 11.5 trên máy tính. Một số phương pháp cụ thể nhƣ sau:
a. Phương pháp xác lập quy luật phân bố số cây theo chỉ tiêu nghiên cứu ( N / f01.dc; N / f01.7; N / h7%; N / hdc%)
Từ các tài liệu nghiên cứu cơ sở, tiến hành xây dựng bảng phân bố thực nghiệm các chỉ tiêu nghiên cứu theo số cây.
- Tính các đặc trưng mẫu:
+ Tính trị số bình quân:
= (2.10)
+ Tính phương sai mẫu:
S2 = ) (2.11)
+ Tính sai tiêu chuẩn:
S = (2.12)
+ Độ lệch phân bố:
SK = (2.13)
+ Độ biến động:
S% = ×100 (2.14)
+ Tính hệ số chính xác:
P% = , với n là dung lƣợng mẫu. (2.15)
- Nghiên cứu qui luật phân bố:
Một số quy luật phân bố thì dùng phương pháp giải tích toán học kết hợp với kiểm tra qui luật thống kê theo trình tự nhƣ sau:
- Phát hiện dạng phân bố bằng biểu đồ thực nghiệm đa giác tần số.
- Kiểm tra luật phân bố bằng tiêu chuẩn 052 với bậc tự do k = m - r - 1 với: m là số tổ sau khi đã ghép để đảm bảo n 5
r là số tham số của hàm phân bố định kiểm tra
χn2
= (2.16)
+ χn
2 < χ05
2 (k = m-r-1) giả thuyết (H0
+) đƣợc chấp nhận ở mức p = 95%
+ χn
2 >χ052
(k = m-r-1) giả thuyết (H0+
) bị bác bỏ ở mức p = 95%
b. Phương pháp kiểm tra sự phụ thuộc của hình số tự nhiên và độ cao tương đối của bộ phận thân cây (gỗ to và gỗ dưới cành) vào loài
Kiểm tra sai dị của f01.7, f01.dc, h7% và hdc% giữa các loài với nhau.
Nếu tổng thể có phân bố chuẩn ( tiệm cận chuẩn) và phương sai của hai tổng thể bằng nhau có thể dùng tiêu chuẩn t của Student ( trường hợp hai mẫu độc lập) để kiểm tra giả thuyết:
H0 : 1 = 2; H1 : 1 2
2 1 2
1
2 2 2 2 1 1
2 1
1 1 2
) 1 ( ) 1 (
n n n
n
S n S n
X t X
(2.17) Với: X1, S1, n1 lần lƣợt là trị bình quân, sai tiêu chuẩn và dung lƣợng mẫu 1
X2, S2, n2 lần lƣợt là trị bình quân, sai tiêu chuẩn và dung lƣợng mẫu 2 + Nếu | t | tính theo (2.17) ≤ t05(k = n1 +n2 - 2) thì H0
+ chấp nhận, nghĩa là nhân tố kiểm tra không phụ thuộc vào yếu tố loaì cây
+ Nếu | t | tính theo (2.17) > t05(k = n1 +n2 - 2) thì H0
- chấp nhận, nghĩa là nhân tố kiểm tra phụ thuộc vào yếu tố loaì cây.
c. Phương pháp xác định mối quan hệ giữa các chỉ tiêu nghiên cứu (f01.7 - f01; f01.dc - f01; hdc% - d1.3; hdc% - h; h7% - d1.3; h7% - h)
Sự phụ thuộc của hai đại lượng nghiên cứu kiểm tra bằng phương pháp phân tích tương quan theo trình tự:
- Lập bảng tương quan của:
+) f01.7 - f01
+) f01.dc - f01
+) h7% - d1.3
+) h7% - h
+) hdc% - d1.3
+) hdc% - h
Với cự ly tổ đƣợc xác định theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Caruther:
m = 5.lg(n) và k (2.18)
Trong đó: - m là số tổ đƣợc chia, k là cự ly tổ
- Xmax, Xmin là trị số quan sát lớn nhất và bé nhất.
- Xác định tỷ tương quan:
Xác định tỷ tương quan ( ) để kiểm tra tương quan trên có mối liên hệ không. Tỷ tương quan là chỉ tiêu thuyết minh mức độ liên hệ giưã các đại lượng, tỷ tương quan được tính bằng phần mềm SPSS 11.5 theo trình lệnh Analyze\Descriptive statistics\Crosstabs...
Tỷ tương quan (η) là một số nhận các giá trị từ 0 đến 1(0 < η < 1) + Nếu η = 0 thì 2 đại lƣợng độc lập tuyến tính.
+ Nếu η = 1 thì 2 đại lƣợng có quan hệ hàm số.
+ Nếu 0 ≤ η ≤ 0,3 thì hai đại lượng có tương quan yếu.
+ Nếu 0 ≤ η ≤ 0,5 thì hai đại lượng có tương quan vừa.
+ Nếu 0,5 ≤ η ≤ 0,7 thì hai đại lượng có tương quan tương đối chặt.
+ Nếu 0,7 ≤ η ≤ 0,9 thì hai đại lượng có tương quan chặt.
+ Nếu 0,9 ≤ η ≤ 1thì hai đại lượng có tương quan rất chặt.
- Kiểm tra sự tồn tại của tỷ tương quan:
Sau khi đã xác định đƣợc η ta tiến hành kiểm tra sự tồn tại của η theo tiêu chuẩn F của Fisher. Với giả thuyết Ho: η0 =0
Fη = (2.19)
Có phân bố F với 2 bậc tự do K1 = m - 1 và K2 = n - m với n là dung lƣợng mẫu, m là số tổ đƣợc chia theo biến X.
+ Nếu Fη ≤ F05 tra bảng với K1 = m - 1 và K2 = n-m bậc tự do thì giả thuyết H0 được chấp nhận, nghĩa là tỷ tương quan trong tổng thể không tồn tại.
+ Nếu Fη > F05 tra bảng với K1 = m -1 và K2 = n - m bậc tự do thì giả thuyết H0 bị bác bỏ, nghĩa là tỷ tương quan thực sự tồn tại.
- Chọn giả thuyết về dạng liên hệ (dạng hàm hồi quy):
Nếu hai đại lƣợng X và Y thực sự tồn tại mối liên hệ ở mức độ nào đó thì tiến hành chấm các cặp giá trị X và Y lên biểu đồ để chọn giả thuyết về dạng liên hệ bằng biểu đồ đám mây điểm, căn cứ vào chiều hướng các đám mây điểm thực nghiệm mà đặt giả thuyết về dạng hàm hồi quy.
Từ các kết quả nghiên cứu của một số các tác giả đi trước và khuôn khổ của đề tài với sự trợ giúp của phần mềm SPSS 11.5 , đề tài chỉ tiến hành xác lập phương trình toán học biểu diễn mối liên hệ giữa các đại lượng nghiên cứu theo một số dạng hàm hồi quy sau đây:
+ Quan hệ: f01.7 - f01 và f01.dc - f01:
Y = a +b*f01 (2.20)
+ Quan hệ : h7% - d1.3 và hdc% - d1.3
Y= a +b*d1.3 + c*d1.32 (2.21)
Y = a +b*ln(d1.3) (2.22)
ln(Y)= ln*a +b*ln(d1.3) (2.23)
+ Quan hệ: h7% - h và hdc% - h
Y = a +b*h (2.24)
Y= a +b*ln(h) (2.25)
ln(Y) = ln*a +b*ln(h) (2.26)
Với: - f01.7, f01.dc, hdc% và h7% là biến phụ thuộc (Y).
- f01, d1.3, h là biến độc lập (X) - Xác định hệ số tương quan.
Hệ số tương quan là chỉ tiêu thuyết minh cường độ liên hệ giữa hai đại lượng X và Y trong liên hệ đường thẳng (tuyến tính 1 lớp). Y = a + bx.
Căn cứ vào biểu đồ thực nghiệm và dạng liên hệ tiến hành tính toán các chỉ tiêu thống kê: Hệ số tương quan (R) hoặc hệ số xác định (R2), sai tiêu chuẩn hồi quy (Hy/x)… Kiểm tra tồn tại các tham số, hệ số tương quan và dạng quan hệ bằng các tiêu chuẩn F của Fisher, tiêu chuẩn t của Student ở mức ý nghĩa = 0,05 với sự trợ giúp của phần mềm SPSS 11.5 theo trình lệnh: Analyze\Regression\Linear (Curve Estimation)...
Phương trình được chọn phải có độ chính xác cao, đơn giản và phản ánh đúng các quy luật sinh học của loài cây nghiên cứu. Phương trình chính
tắc có hệ số xác định cao nhất, sai tiêu chuẩn hồi quy nhỏ nhất và xác xuất của tiêu chuẩn kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy nhỏ hơn 0,05.
+ r=0 khi 2 đại lƣợng x và y độc lập với nhau.
+ r=1 thì 2 đại lƣợng x và y có quan hệ hàm số.
+ 0 <│r│≤ 0.3 thì 2 đại lƣợng x và y có quan hệ yếu.
+ 0.3<│r│≤0.5 thì 2 đại lƣợng x và y có quan hệ vừa.
+ 0.5<│r│≤0.7 thì 2 đại lượng x và y có quan hệ tương đối chặt.
+ 0.7<│r│≤0.9 thì 2 đại lƣợng x và y có quan hệ chặt.
+ 0.9<│r│≤1.0 thì 2 đại lƣợng x và y có quan hệ rất chặt.
- Kiểm tra sự tồn tại của hệ số tương quan thông qua công thức:
T = (2.27)
+ Nếu t ≤ t05 tra bảng với k = n - 2 bậc tự do thì giả thuyết đƣợc chấp nhận, nghĩa là trong tổng thể không tồn tại mối quan hệ đường thẳng giữa X và Y.
+ Nếu t > t05 tra bảng với k = n - 2 bậc tự do thì giả thuyết bị bác, nghĩa là trong tổng thể thực sự tồn tại mối quan hệ đường thẳng giữa X và Y.
- Khi đã có η2 và r2 đề tài kiểm tra tính thích ứng của dạng phương trình đã chọn theo tiêu chuẩn Fη,r
Fη,r = (2.28)
+ Nếu Fη,r ≤ F05 ứng với k1 = m - 2 và k2 = n - m thì giả thuyết về sự bằng nhau của η2 và r2 đã được chấp nhận, tức là phương trình lựa chọn là thích hợp.
+Nếu Fη,r > F05 ứng với k1 = m - 2 và k2 = n - m thì giả thuyết về sự bằng nhau của η2 và r2 không được chấp nhận, tức là phương trình lựa chọn là không thích hợp.
- Xác định tính thuần nhất của các phương trình tương quan tuyến tính một lớp.
Để kiểm tra giả thuyết H0 có thể vận dụng tiêu chuẩn b2của Pearson:
Giả thuyết Ho: B1 = B2 =...= Bn
Giả thuyết H1: B1 ≠ B2 ≠...≠ Bn
m
i b m
i
i m b
i
i b b
i i
i
W b W b
W
1 2
1 1
2 2
.
. (2.29)
Với: - Wbi = là trọng số của hệ số hồi quy bi.
Sbi
2 = là phương sai của hệ số hồi quy bi. Si2
là phương sai thừa đối với đường hồi quy.
Nếu χb2
≤ χ052
tra bảng với K = m -1 bậc tự do thì các hệ số hồi quy bi là thuần nhất với nhau. Tính a và b chung
Phương trình gộp có dạng: y a b.x (2.30) d.Phương pháp lập biểu v7 và vdc từ phương trình đường sinh thân cây Phương pháp xác lập phương trình đường sinh bộ phận thân cây theo phương pháp hệ do (GS.TSKH Đồng Sỹ Hiền (1971) [6] đề ra và GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung (1971) [8] đã xây dựng ).
Lập biểu thể tích dưới cành hay thể tích gỗ to thân cây có nhiều phương pháp nhƣ:
- Phương pháp cổ điển:
Vdc= .d1.3
2.h.f1.3.dc. (2.31)
- Phương pháp hiện đại:
Vdc = (d1.3,h,hdc) (2.32)
- Phương pháp đường sinh:
(2.33)
Trong khuôn khổ và phạm vi của luận văn đề tài đã lựa chọn phương pháp đường sinh (2.33) , cho nên công thức tính thể tích gỗ dưới cành và gỗ to thân cây được tính như các công thức (2.34) và (2.35) dưới đây như sau:
vdc = (2.34)
v7 = (2.35)
Đề tài kế thừa phương trình đường sinh của GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1971) [8] đã lập cho các tổ hình dạng với phương trình cụ thể nhƣ sau:
- Các phương trình hình dạng như sau: ( Ki có vỏ) + Tổ 2:
Yx = 1,693518x + 1,881273x2- 33,679672x3 + 180, 632298x4
- 485,167600x5 + 689,160041x6 - 496,061032x7 + 142,855795x8. (2.36) + Tổ 3:
Yx = 1,868728x + 1,669857x2 - 28,274214x3 + 152,100277x4
- 425,967698x5 + 628,724958x6 - 465,797451.x7 +136,998572x8 (2.37) + Tổ 4:
Yx = 2,309653x + 2,743056x2 - 42,879451x3 + 180,593957x4
- 417,498743x5 + 547,540326x6-378,585765x7 + 107,071370x8. (2.38) + Chung cho các loài:
Yx = 1,965426x - 0,133985x2 -20,161902x3 +130,954319x4
- 389,390440x5 + 590,401810x6 - 444,854708x7 + 132,550406x8. (2.39)
- Các phương trình thể tích (f0.1 có vỏ):
+ Tổ 2:
Vx = 0,956001x3 + 1,592985x4 - 22,107015x5 + 80,847797x6 + 24,382501x7-1457,316080x8+7357,935348x9- 22307,784001x10 - 47118,961007x11 - 71462,350598x12 + 77530,444914x13
- 58739,206337x14 + 29531,837236x15 - 8858,149137x16 + 1200,457539x17
(2.40)
+ Tổ 3:
Vx = 1,164048x3 + 1,560254x4 - 20,577042x5 + 79,006717x6
- 40,661847x7 - 959,226248x8 + 5286,795781x9 - 16617,662187x10 + 36318,600905x11 - 57089,661888x12 + 64138,419258x13
- 50173,635612x14 + 25949,073893x15 - 7976,698207x16 + 1104,035808x17
(2.41)
+ Tổ 4:
Vx = 1,778166x3 + 3,167754x4 - 38,109790x5 + 99,829546x6
+ 128,693078x7 - 1906,091001x8 + 7741,497239x9 - 19933,432573x10 + 36829,513967x11 - 50259,810129x12 + 50353,188876x13
- 35999,019368x14 +17371,931142x15 - 5066,962065x16 +674,369310x17
(2.42)
+ Chung cho các loài:
Vx =1,287633x3 -0,131669x4 -15,847100x5 +86,694139x6
- 165,603675x7 -356,931150x8 +3438,207717x9 -12515,172291x10 + 29468,996656x11 - 48470,822368x12 +56133,441117x13
-44893,840815x14 +23627,447364x15 -7370,709020x16 +1033,5064479x17
(2.43)
Trong đó:
- Yx là số thon Ki (có vỏ) = - Vx là f01 (có vỏ) =
Thay x = 1 vào phương trình (2.40), (2.41), (2.42) và (2.43) ta sẽ được hình số tự nhiên của các tổ hình dạng 2, 3, 4 và chung. Sau đó thay các giá trị về hình số tự nhiên trên vào phương trình chung (2.30) sẽ được hình số tự nhiên dưới cành và hình số tự nhiên gỗ to (f01.dc và f01.7).
Thay x = qh = vào phương trình (2.36), (2.37), (2.38) và (2.39) ta sẽ thu đƣợc qh của các tổ hình dạng 2, 3, 4 và chung
Để có được thể tích gỗ dưới cành ta thay f01.dc và qh vào công thức (2.34) và thể tích gỗ to thay f01.7 và qh vào công thức (2.35)
e. Phương pháp kiểm nghiệm và đánh giá biểu lập được
Kiểm nghiệm kết quả bằng tài liệu khách quan không tham gia nghiên cứu thông qua các chỉ tiêu thích hợp:
- Sai số tương đối:
Δ% = (2.44)
- Sai số bình quân :
= (2.45)
Trong đó: - Xlt trị số lý thuyết của đại lƣợng cần kiểm tra - Xt trị số thực của đại lƣợng cần kiểm tra - n số cây
- Tiêu chuẩn Wilcoxon :
24 ) 1 2 )(
1 (
4 ) 1 (
r r
r
r R r
U (2.46)
Trong đó: R± là tổng hạng theo dấu + hoặc dấu – lấy trị số nhỏ hơn r là số cặp sai dị khác 0
+ Nếu U <1,96 kết luận sai dị không rõ rệt + Nếu U <1,96 kết luận sai dị rõ rệt.