Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.4. Xác định biến động mật độ
Mật độ thường được định nghĩa như là số cá thể trên một diện tích xác định. Nó là đặc trưng phản ánh mức độ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây cùng loài hoặc khác loài, khả năng thích ứng của cây rừng với hoàn cảnh sống, và là chỉ tiêu phản ánh mức độ lợi dụng không gian dinh dưỡng của lâm phần.
Mật độ là nhân tố thường xuyên biến động theo không gian và thời gian. Sự biến động mật độ rất phức tạp và đa dạng tuỳ theo yếu tố của môi trường sống. Nắm được quy luật vận động, biến động của nó ta có thể can thiệp và điều tiết theo hướng có lợi nhất cho việc phát triển rừng bền vững.
Trong điều tra rừng, mật độ thường được thống kê cùng với tổng tiết diện ngang và trữ lượng lâm phần,do đó việc xác định biến động mật độ ít có ý nghĩa hơn.
Qua số liệu điều tra, đề tài xác định biến động mật độ (S%) theo diện tích ô. Kết quả cho thấy, với cùng diện tích ô điều tra, biến động mật độ trên các trạng thái không thể hiện rõ quy luật. Biến động mật độ lớn nhất ở trạng thái IIB, sau đó là biến động ở trạng thái IIIA2 và IIIA3, biến động mật độ ở trạng thái IIIBlà nhỏnhất.
Hình 3.8. Biến động mật độ theo diện tích ô 3.5. Phương hướng ứng dụng kết quả nghiên cứu
3.5.1. Kiểm định giảthuyết về luật phân bốchuẩn của tổng tiết diện ngang và trữ lượng
3.5.1.1. Kiểm định giảthuyết về luật phân bốchuẩn của tổng tiết diện ngang Phân bố chuẩn là một trong những phân bố lý thuyết được vận dụng rộng rãi trong sản xuất và nghiên cứu nông lâm nghiệp. Nếu tổng thể X tuân theo luật chuẩn thì việc sử dụng giá trị bình quân đại diện cho các phần tử trong tổng thể có tính đại diện cao. Giả sử tổng tiết diện ngang hay trữ lượng (trên ô mẫu cùng diện tích) tuân theo luật chuẩn thì việc xác định tổng tiết diện ngang hay trữ lượng sẽ đơn giảnhơn nhiều, vì lúc này chỉcần biết giá trị tổng tiết diện ngang hay trữ lượng của ô quan sát nhỏ nhất hay giá trị của ô quan sát lớn nhất là có thể suy ra trữ lượng bình quân của ô mẫu thông qua sai
số tương ứng. Vì thế việc kiểm định giả thuyết về luật phân bốchuẩn của tổng tiết diện ngang hay trữ lượng là vấn đề cần được đặt ra.
a, Kiểm định luật phân bốchuẩn theo phương pháp sơ đồ
Trạng thái IIB Trạng thái IIIA2
-
Trạng thái IIIA3 Trạng thái IIIB
Trạng thái IIIA3 Trạng thái IIIB
Hình 3.9. Kiểm định luật phân bố chuẩn của tổng tiết diện ngang theo phương pháp sơ đồ
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tong tiet dien ngang
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tong tiet dien ngang
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tong tiet dien ngang
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tong tiet dien ngang
Kết quảkiểm tra luật phân bốchuẩn theo phương pháp sơ đồ ởhình 3.9 cho thấy: Ở trên tất cả các trạng thái, các điểm biểu thịtần suất luỹtích có xu hướng phân bố tập trung hai bên đường chéo, từ đó có thể chấp nhận rằng tổng tiết ngang trên ô 400m2ở các trạng thái tuân theo luật phân bốchuẩn.
Phương pháp này chỉ có tính chất thăm dò dạng phân bố, để có kết luận chính xác hơn cần kiểm định bằngphương pháp tiếp theo.
b, Kiểm định luật phân bốchuẩn theo phương pháp Kolmogorov –Smirnov Với mục đích kiểm định nhanh luật chuẩn của tổng tiết diện ngang, đề tài đã sử dụng tiêu chuẩn Kolmogorov – Smirnov. Kết quả kiểm định được cho ởbảng 3.15.
Bảng 3.15. Kết quả kiểm định dạng phân bố chuẩn của tổng tiết diện ngang bằng tiêu chuẩn Kolmogorov – Smirnov
Trạng thái Kolmogorov - Smirnov Z Sig Kết luận dạng phân bố
IIB 0.657 0.989 Chuẩn
IIIA2 0.767 0.774 Chuẩn
IIIA3 0.703 0.706 Chuẩn
IIIB 1.178 0.725 Chuẩn
Kết quảbảng 3.15 cho thấy:
Trên tất cả các trạng thái, trị số kiểm tra Z của Kolmogorov– Smirnov biến động từ 0.657 (trạng thái IIB) đến 1.178 (trạng thái IIIB) với xác suất từ 0.706 (trạng thái IIIA3) đến 0.989 (trạng thái IIB). Những xác suất này đều lớn hơn 0.05. Từ đó có thể nói rằng giả thuyết luật phân bố chuẩn của tổng tiết diện ngangởtrạng thái IIB, IIIA2, IIIA3, IIIBđược chấp nhận.
3.5.1.2. Kiểm định giảthuyết về luật phân bốchuẩn của trữ lượng a, Kiểmđịnh luật phân bốchuẩn theo phương pháp sơ đồ
Kết quả kiểm định luật phân bốchuẩn của trữ lượng theo phương pháp sơ đồ được minh hoạ ởhình 3.10.
Trạng thái IIB Trạng thái IIIA2
Trạng thái IIIA3 Trạng thái IIIB
Hình 3.10. Kiểm định luật phân bố chuẩn của trữ lượng theo phương pháp sơ đồ
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tru luong
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tru luong
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tru luong
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
Observed Cum Prob 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of Tru luong
Hình 3.10 thăm dò luật phân bố chuẩn của trữ lượng, kết quả cho thấy:
Trên tất cả các trạng thái,các điểm biểu thị tần suất luỹtích nằm tập trung hai bên đường chéo của hình vuông. Từ đó có thểchấp nhận trữ lượng trên các ô 400m2của các trạng thái tuân theo luật phân bốchuẩn.
b, Kiểm định luật phân bốchuẩn theo phương pháp Kolmogorov –Smirnov Kết quả kiểm định luật phân bốchuẩn của trữ lượng theo phương pháp Kolmogorov –Smirnov được choởbảng sau:
Bảng 3.16. Kết quả kiểm định dạng phân bố chuẩn của trữ lượng bằng tiêu chuẩn Kolmogorov – Smirnov
Trạng thái Kolmogorov - Smirnov Z Sig Kết luận dạng phân bố
IIB 0.780 0.782 Chuẩn
IIIA2 0.686 0.734 Chuẩn
IIIA3 0.489 0.970 Chuẩn
IIIB 0.804 0.838 Chuẩn
Kết quảbảng 3.16 cho thấy:
Trên tất cả các trạng thái, trị số kiểm tra Z của Kolmogorov– Smirnov biến động từ 0.489 đến 0.804 với xác suất từ 0.734 đến 0.970 > 0.05. Với xác suất này chứng tỏgiả thuyết luật phân bốchuẩn của trữ lượng ởtrạng thái IIB, IIIA2, IIIA3, IIIBđược chấp nhận. Điềuđó có nghĩa là trữ lượng của ô mẫu tuân theo phân bốchuẩn.
3.5.1.3. Hướng ứng dụng kết quả nghiên cứu về luật phân bố chuẩn của tổng tiết diện ngang và trữ lượng
Tổng tiết diện ngang và trữ lượng là những chỉ tiêu sản lượng quan trọng trong điều tra rừng.
Giả sử X là tổng tiết diện ngang hay trữ lượng trên ô điều tra, nếu X tuõn theo luật chuẩn thỡ với độtin 99.73%, X sẽ nằm trong khoảng à ± 3.δX. Trong đó:
à: là tổng tiết diện ngang hoặc trữ lượng bỡnh quõn trờn ụ của lâm phần
δX: là sai tiêu chuẩn của tổng tiết diện ngang hoặc trữ lượng của lâm phần và được thay bằng sai tiêu chuẩn mẫu SX.
Từ đó, ta có:
Xmax= à + 3.SX (3.2)
Xmin= à - 3.SX (3.3)
Và ngược lại:
à = Xmax- 3.SX (3.4)
à = Xmin+ 3.SX (3.5)
Điều này có nghĩa là, nếu biết tổng tiết diện ngang và trữ lượng tuân theo luật chuẩn thì có thể xác định nhanh tổng tiết diện ngang và trữ lượng lâm phần thông qua tổng tiết diện ngang hay trữ lượng của ô có giá trị cao nhất hoặc thấp nhất. Trong đó, sai số của tổng tiết diện ngang và trữ lượng được xác định chung cho từng trạng thái rừng.
Do hạn chế về thời gian nên đề tài chưa có điều kiện kiểm chứng độ chính xác của việc xác định tổng tiết diện ngang hay trữ lượng theo công thức (3.4) hoặc (3.5) mà chỉ đề xuất hướng vận dụng từ kết quả nghiên cứu vào điều tra nhanh tổng tiết diện ngang hay trữ lượng lâm phần.
3.5.2. Xác định trữ lượng cho lô rừng tựnhiên
Để xác định trữ lượng cho lô rừng tự nhiên tuỳ theo mục đích và độ chính xác mong muốn mà lựa chọn phương pháp điều tra cho hợp lý.
3.5.2.1. Điều tra tỷ mỷ
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy, khi tiến hành phương pháp điều tra tỷmỷ xác định trữ lượng cần thực hiện các bước như sau:
- Phân loại trạng thái rừng
- Xác định chính xác ranh giới và diện tích từng lô.
- Thiết kế ô mẫu
+ Hình dạng ô mẫu: Hình tròn
+ Diện tích ô mẫu: Với các trạng thái rừng IIB, IIIA2, IIIA3, IIIB diện tích ô mẫu hợp lý khi điều tra trữ lượng là 100m2.
+ Số lượng ô mẫu: Tuỳthuộc vào trạng thái, diện tích lô điều tra và độ chính xác cho trước, xác định số lượng ô mẫu cần điều tra (xem bảng 3.11).
+ Tỷlệ diện tích điều tra: Tuỳthuộc vào trạng thái, biến động của nhân tố điều tra, diện tích điều tra và độ chính xác, xác định tỷ lệ diện tích điều tra (xem bảng 3.12).
-Phương pháp bố trí ô mẫu
Ô mẫu được bố trí trên các tuyến song song cách đều. Căn cứ vào số lượng ô cần điều tra và chiều dài các tuyến tính khoảng cách các ô. Có thể bố trí các ô điều tra trực tiếp ngoài thực địa hoặc bố trí trước trên bản đồ, sau đó đối chiếu và xác định vị trí cụthểcủa các ô ngoài thực địa.
-Điều tra trên ô mẫu
+Đo đường kính D1.3, HVNtoàn diện các cây trong ô.
+Xác định sốcây trên ô mẫu
+ Tính toán các chỉtiêu bình quân: cây/ha, Dbq, Hbq, G/ha, M/ha. Trong đó, trữ lượng được xác định bằng biểu thể tích hai nhân tốlập chung cho các loài.
3.5.2.2. Điều tra nhanh
Khi xây dựng phương pháp điều tra nhanh, Đồng SỹHiền (1974) đã sử dụng công thức:
M = G.HF (3.6)
Trong đó:
G: là tổng tiết diện ngang HF: là hình cao
HF được xác định thông qua chiều cao bình quân trên cơ sở phương trình:
HF = a + b.H (3.7)
Thay HFở phương trình (3.7) vào phương trình (3.6) được:
M = G(a + b.H) (3.8)
Ở công thức (3.8), tổng tiết diện ngang được xác định nhanh bằng thước Bitterlich, chiều cao bình quân được xác định thông qua chiều cao của một số cây được xác định bằng thước đo cao.
Trong các nhân tố điều tra nói trên thì việc xác định chiều cao là khó hơn cả. Khác với đường kính, chiều cao thân cây thường chỉ được xác định gián tiếp gần đúng bằng các dụng cụ đo cao và việc xác định cũng tốn kém thời gian. Hơn nữa các dụng cụ đo cao thông thường chỉtrang bịcho các đoàn điều tra rừng còn đối với các hộ dân làm nghề rừng nói chung và các hộ dân
được khoán khoanh nuôi bảo vệ rừng nói riêng thì khó có được các dụng cụ đo này, nếu có thì việc xác định chiều cao cũng khó khăn và thường mắc sai số lớn. Chính vì thế cần nghiên cứu cơ sở để xây dựng phương pháp điều tra nhanh trữ lượng cho các lô rừng tự nhiên, đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất lâm nghiệp hiện nay ở các tỉnh miền núi. Từ thực tế đó, đề tài thăm dò quan hệ giữa trữ lượng với tổng tiết diện ngang từ số liệu ở các ô thứ cấp 400m2của các ôđịnh vịnghiên cứu sinh tháilàm cơ sởcho những nghiên cứu tiếp theo.
Với sự trợ giúp của phần mềm SPSS 15.0 và Excel 7.0, đề tài thăm dò một sốdạng phương trìnhđ ể mô tả mối quan hệ giữa trữ lượng lâm phần với tổng tiết diện ngang và mối quan hệgiữa trữ lượng với tổng tiết diện ngang và mật độlâm phần. Kết quảcho ởphụbiểu 05.
Phương trình được lựa chọn là phương trình có hệ số xác định cao và sai số tương đối nhỏnhất.
Phụ biểu 05 cho thấy, phương trình tương quan d ạng đường thẳng và dạng hàm mũ mô tả tốt mối quan hệ giữa trữ lượng, tổng tiết diện ngang, mật độlâm phần. Kết quảlựa chọn phương trìnhđược tổng hợpở bảng 3.17.
Bảng 3.17. Quan hệ giữa trữ lượng lâm phần với tổng tiết diện ngang và mật độ
Phương trình quan hệ % R2 Sigtb0 Sigtb1 Sigtb2 M = -1.1499 + 10.8105*G (3.9) 19.32 0.905 <0.05 <0.05
LnM = 2.2763 + 1.3152*LnG (3.10) 19.23 0.888 <0.05 <0.05
M = -0.2442 + 12.5403*G - 0.0857*N (3.11) 16.73 0.924 >0.05 <0.05 <0.05 LnM = 3.7196 + 1.5177*LnG–0.4318*LnN (3.12) 15.76 0.926 <0.05 <0.05 <0.05
Kết quảbảng 3.17 cho thấy:
Giữa trữ lượng với tổng tiết diện ngang và mật độ có mối quan hệ chặt chẽ tồn tại ở các dạng phương trình (3.9), (3.10), (3.11), (3.12). Phương trình (3.12) có hệ số xác định cao nhất R2 = 0.926, sai số tương đối trung bình cũng nhỏnhất, các tham sốcủa phương trìnhđều tồn tại. Vì thế phương trình (3.12) được lựa chọn để xác định trữ lượng thông qua tổng tiết diện ngang và mật độ.
Sởdĩ đềtài không xây dựng phương trình cho từng trạng thái cụthểmà lập phương trình chung cho các trạng thái rừng như trên là do, nếu lập nhiều phương trình riêng khi áp dụng sẽ rất phức tạp vì lúcđó phải tiến hành phân chia trạng thái.
Sau khi xác lập được phương trình chung cho các trạng thái, đề tài dùng 10 ô mẫu ở mỗi trạng thái không tham gia vào quá trình lập phương trìnhđể xác định sai số.
Sai số tương đối được xác định theo công thức:
100
%
t lt t
M M
M M
n
M
M
%
%
Trong đó: Mt : là trữ lượng thực nghiệm Mlt : là trữ lượng lý thuyết
M%
:là sai số tương đối về trữ lượng
M%
:là sai số tương đối trung bình vềtrữ lượng n : là dung lượng quan sát hay sốô kiểm tra
Kết quả xác định sai sốtrữ lượng theo phương trình (3.12) choở bảng 3.18.
Bảng 3.18. Sai số xác định trữ lượng theo phương trình (3.12)
Trạng thái
Số ô kiểm
tra
∆%
min
∆%
max % Số lầnsai số
(-)
Số lần sai số
(+)
Sai số
<5%
Sai số 5 -10%
Sai số
>10%
IIB 10 1.67 15.79 8.83 2 8 3 3 4
IIIA2 10 0.13 21.20 10.72 5 5 4 0 6
IIIA3 10 0.24 29.45 9.93 5 5 3 4 3
IIIB 10 0.45 28.83 10.25 5 5 3 3 4
Từ bảng (3.18) cho thấy, khi sử dụng phương trình (3.12) xác định trữ lượng cho các lô rừng ở các trạng thái khác nhau thông qua tổng tiết diện ngang và mật độ thì sai số lớn nhất m ắc phải từ 15.79 - 29.45%, sai số bình quân từ 8.83 - 10.72%. Đây có thể coi là sai số cho phép trong điều tra rừng.
Vì thế, có thể sử dụng phương trình này xácđịnh trữ lượng cho các lô rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Sau này nếu có điều kiện kiểm nghiệm cho các vùng khác thì việc ứng dụng phương trình trên có thể sẽ ở phạm vi rộng hơn.
Chương 4