Theo Đồng Sĩ Hiển (1973) [14] nghiên cứu xác định các quy luật phân bố là phương pháp tổng quát nhất, không những đánh giá về tình trạng sinh trưởng của rừng mà còn có thể xác định được vị trí cây bình quân trong lâm phần và phạm vi biến động của chúng thông qua đường cong phân bố. Việc dùng phương pháp biểu đồ để thiết lập đường phân bố thực nghiệm là phương pháp đơn giản, rõ ràng và phản ánh một cách cụ thể nhất về quy luật phân bố của cây rừng theo các chỉ tiêu sinh trưởng.
Với mục đích và ý nghĩa trên, đồng thời dựa trên cơ sở phương pháp luận của Đồng Sĩ Hiển, luận văn đã lựa chọn phương pháp biểu đồ để tìm hiểu và thiết lập các đường cong phân bố, qua đó đánh giá những đặc trưng về kết cấu rừng tại khu vực nghiên cứu.
4.2.2.1. Phân bố số cây theo chiều cao
Để xác định qui luật phân bố số cây theo chiều cao của đối tượng nghiên cứu thông qua một phương trình toán học đại diện, tác giả sử dụng số liệu đo đếm về chiều cao của các cây có cỡ kính ≥ 8 cm từ các ô tiêu chuẩn. Sử dụng phương pháp phân tích thống kê trong lâm nghiệp để chia tổ và lấy
55
phạm vi cỡ chiều cao là 1 m, sau đó sắp xếp chuỗi phân bố thực nghiệm N - H. Sau khi thử các hàm phân bố lý thuyết đã nêu trong phần nội dung và phương pháp, thấy rằng hàm phân bố Weibull rất phù hợp với phân bố thực nghiệm. Dưới đây là kết quả tính các tham số α, β và trắc nghiệm χ2 của qui luật phân bố số cây theo chiều cao:
Bảng 4.3 Bảng tóm tắt các chỉ tiêu thống kê của hàm Weibull theo đai độ cao
Đai độ cao α β χtính2 2 bang χ (0,05) <700 m 2 0,0288 18,5 19,7 700m - 900 m 1,8 0,0147 9,3 22,4 >1000 m 1,9 0,0394 9,4 18,3
Bảng 4.4 Phân bố N-Hvn của các đai độ cao
Đai cao < 700m >700m- 900 m > 1000m Hvn (m) N%tn N%lt N%tn N%lt N%tn N%lt 6 10 17 8 9,1 23 19 7 35 47 47 53 43 47 8 67 68 70 78 60 62 9 80 77 85 84 63 66 10 77 75 82 75 60 59 11 63 64 57 60 47 48 12 67 49 38 43 27 35 13 40 35 33 28 27 23 14 17 22 13 17 17 14 15 8 13 10 9 7 8 16 10 7 8 5 3 4 17 2 4 3 2 7 3 18 2 2 3 2 3 3 19 1 1 2 2 20 1 1 3 2 21 2 2
56
Hình 4.2d: Phân bố số cây theo chiều cao ở đai cao < 700m
57
Hình 4.2f: Phân bố số cây theo chiều cao ở đai cao trên 1000m
Kết quả nghiên cứu phân bố số cây theo chiều cao của tại 3 đai độ cao thể hiện trong các bảng và hình trên cho thấy rằng hàm Weibull (với α biến động từ 1,8 đến 2,0) mô phỏng tốt cho qui luật phân bố N – Hvn. Phân bố số cây theo chiều cao ở 3 đai độ cao có dạng một đỉnh lệch trái, số cây tập trung nhiều nhất ở các cấp chiều cao nhỏ (từ 10 đến 12 m) và giảm dần ở các cỡ chiều cao lớn. Qua kiểm tra mức độ phù hợp của dạng phương trình cho thấy
2
tính
χ luôn luôn nhỏ hơn 2
bang
χ ở mức ý nghĩa 0,05, mặc dù phân bố ở các đai độ cao khác nhau nhưng về phân bố số cây theo chiều cao không có sự khác biệt nhiều về dạng phân bố. Kết quả tính toán tham số α của mô hình Weibull tại khu vực nghiên cứu không có sự chênh lệch lớn so với đối tượng nghiên cứu rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại khu vực Kon Hà Nừng – tỉnh Gia Lai của Hoàng Bảo Luân (2008) [21] và của Lê Minh Trung (1991) [36] khi nghiên cứu về phân bố số cây theo chiều cao rừng tự nhiên tại tỉnh Đắk Nông với hàm Weibull có α = 1,5 – 2,5, đều có dạng phân bố lệch trái.
58
* Đánh giá chung
Phân bố số cây theo chiều cao của các đai cao có dạng phân một đỉnh lệch trái, số cây tập trung chủ yếu ở cấp cấp chiều cao từ 8 - 12m: chiếm phần lớn tổng số cây của lâm phần (trên 80%). Từ các đường phân bố trên cho thấy trạng thái rừng trên các đai cao khác nhau có đặc điểm chung là cấu trúc tầng thứ phức tạp, nhiều tầng tán. Chiều cao trung bình biến động từ 10m đến 12m; không có sự khác biệt nhiều về chiều cao trung bình giữa các đai cao,
42.2.2. Phân bố số cây theo đường kính
Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính cây rừng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, nhằm xác định sự phân hóa tầng thứ của rừng. Phân bố N/D1,3 là yếu tố cấu trúc cần thiết làm cơ sở cho việc lựa chọn các kỹ thuật chăm sóc, nuôi dưỡng, kinh doanh, khai thác và điều chế rừng,
Để khảo sát phân bố N/D1,3 tiến hành lập biểu đồ phân bố thực nghiệm các cây có đường kính lớn D1,3 ≥ 8cm trong các ô tiêu chuẩn, lấy cự ly cỡ kính là 4 cm. Sau đó thử nghiệm các phân bố lý thuyết bám sát biểu đồ phân bố thực nghiệm để mô phỏng qui luật phân bố N/D1,3. Kết quả đã chọn được các dạng phương trình toán học phù hợp về mặt thống kê để mô tả quy luật phân bố N/D1,3 theo các đai độ cao như sau:
Bảng 4.5a. Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học mô tả phân bố N/D1,3 tại đai cao < 700m
STT Dạng hàm ׀R׀ Sy/x χ2 tính Ftính Ttính r a b 1 Y = a + b/X 0,99 5,32 23,98 369,94 21,36 7,43 19,23 2 Y = (a + b*ln(X))2 0,97 0,60 19,31 165,59 14,52 16,25 12,87 3 Y = (a + b/X)2 0,96 0,67 24,23 132,18 12,97 0,93 11,50 χ2 (0,05/0,01) = (19,675/24,725) F(0,.05/0,01) = (4,96/10,04) Τ(0,05/0,01) = (2,22/3,17)
59
Hình 4.3a Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm phân bố N/D1,3 tại đai cao < 700m
Hình 4.3b Biểu đồ mô tả quy luật phân bố N/D1,3 đai cao < 700m Phương trình cụ thể: N = -28,9565 + 1881,91/D1,3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
60
Bảng 4.5b Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học mô tả phân bố N/D1,3 tại đai cao >700m- 900 m
ST T T Dạng hàm ׀R׀ Sy/x χ2 tính Ftính Ttính r a b 1 Y = a + b*ln(X) 0,96 5,66 29,26 145,69 12,53 14,09 12,07 2 Y = a + b/X 0,96 5,77 19,93 144,14 12,46 2,69 12,01 3 Y = (a + b*sqrt(X))2 0,95 0,56 15,57 129,99 11,83 16,92 11,40 χ2 (0,05/0,01) = (21,03/26,22) F(0,05/0,01) = (5,11/10,56) T(0,05/0,01) = (2,26/3,24)
Hình 4.3c Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm phân bố N/D1,3 đai cao >700m- 900 m
61
Hình 4.3d: Biểu đồ mô tả quy luật phân bố N/D1,3 tại đai cao >700- 900 m Phương trình cụ thể: N = -10,8072 + 1285,05/D1,3
Bảng 4.5c: Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học mô tả phân bố N/D1,3 tại đai cao trên 1000m
STT Dạng hàm ׀R׀ Sy/ x χ2 tính Ftính Ttính r a b 1 Y = a + b/X 0,98 3,70 12,58 320,36 18,57 5,09 17,90 2 Y = (a + b*sqrt(X))2 0,97 0,42 19,78 213,02 15,15 21,31 14,60 3 Y = (a + b*ln(X))2 0,98 0,38 11,43 286,89 17,58 21,83 16,94 χ2 (0,05/0,01) = (21,03/26,22) F(0,05/0,01) = (5,11/10,56) T(0,05/0,01)=(2,26/3,24)
62
Hình 4.3e: Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm phân bố N/D1,3 đai cao trên 1000m
Hình 4.3f: Biểu đồ mô tả quy luật phân bố N/D1,3 đai cao trên 1000m
Phương trình cụ thể: N = -12,7395 + 1194,28/D1,3
Từ bảng kết quả kiểm tra thống kê một số dạng phương trình toán học thông dụng mô tả mối tương quan ở các bảng và hình trên cho thấy dạng
63
phương trình y = a + b/X thỏa mãn các tiêu chuẩn thống kê như: hệ số tương quan cao, sai số phương trình thấp, phương trình tồn tại ở mức rất có ý nghĩa (Ftính >> F0,05), phương trình phù hợp ở mức rất có ý nghĩa (χtính << (χ0,05), đồng thời các tham số phương trình (a, b) và hệ số tương quan (r) đều tồn tại ở mức rất có ý nghĩa (Ttính >> T0,05). So với các dạng phương trình còn lại, mặc dù cũng đều thỏa mãn các chỉ tiêu thống kê nêu trên nhưng không xuất hiện ở cùng 3 đai độ cao khác nhau nên đề tại lựa chọn dạng hàm nghịch đảo của biến độc lập để mô tả phân bố số cây theo đường kính cho rừng tự nhiên thường xanh lá rộng tại khu vực nghiên cứu.
Nhìn chung, dạng phân bố số cây theo đường kính (N/D1,3) của rừng trên ba đai độ cao tại khu vực nghiên cứu có dạng phân bố giảm đặc trưng cho rừng tự nhiên thường xanh lá rộng, số cây tập trung nhiều ở những cỡ kính nhỏ và giảm dần ở những cỡ đường kính lớn. Giữa đường lý thuyết và thực nghiệm không có sự chênh lệch lớn về số lượng cây ở các cấp kính, điều này thể hiện tính liên tục nhau ở các lớp cây tái sinh, kế cận, trung niên và thành thục điều này chứng tỏ công tác quản lý bảo vệ được thực hiện rất tốt, sự tác động từ bên ngoài vào là rất hạn chế.
* Đánh giá chung
Phân bố số cây theo đường kính của các đai cao có dạng phân bố giảm, số cây giảm dần theo chiều tăng của đường kính lâm phần. Số cây tập trung chủ yếu ở cấp cấp đường kính từ 8 - 12cm, bình quân ở các cấp chiếm từ 70- 80% tổng số cây của lâm phần. Từ các đường phân bố trên cho thấy năng suất rừng hiện tại là cao, rất có triển vọng nếu chúng ta có những biện pháp tác động phù hợp như: tỉa thưa những cây có phẩm chất kém, cây cong queo, sâu bệnh và kém giá trị kinh tế nhằm tạo không gian dinh dưởng cho những cây còn lại và quá trình tái sinh xảy ra theo hướng tích cực hơn. Do số cây ở lớp cây kế cận chiếm một số lượng rất lớn trong lâm phần, nếu duy trì công tác
64
quản lý bảo vệ tốt thì trong một tương lai gần, số cây này sẽ tham gia vào tầng tán chính của lâm phần và giá trị của rừng cũng ngày một cải tiến theo hướng tích cực.
4.2.2.3. Tương quan giữa chiều cao và đường kính (Hvn/D1,3)
Qui luật tương quan giữa chiều cao và đường kính ngang ngực cũng là một chỉ tiêu cấu trúc quan trọng mô tả hiện trạng rừng. Để xác định qui luật tương quan giữa Hvn/D1,3 của đối tượng nghiên cứu, tiến hành sắp xếp các trị số chiều cao tương ứng với cỡ đường kính, sau đó tính giá trị trung bình của mỗi cấp chiều cao và giá trị đường kính tương ứng. Sau khi tính toán thử nghiệm một số dạng phương trình toán học, so sánh các đặc trưng thống kê để tìm ra phương trình tương quan,
Bảng 4.6a: Kết quả thử nghiệm các dạng hàm toán học mô tả tương quan Hvn/D1,3 ở đai cao < 700m
STT Dạng hàm R Sy/x Ftính Ttính r a b 1 Y = a*Xb 0,98 0,03 379,98 21,05 11,98 19,49 2 Y = sqrt(a + b*ln(X)) 0,95 21,47 120,36 11,85 6,70 10,97 3 Y = 1/(a + b/X) 0,98 0,00 306,42 18,91 20,18 17,51 F(0,05/0,01) = (4,74/9,33) T(0,05/0,01) = (2,18/3,05)
65
Hình 4.4a Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm tương quan Hvn/D1,3 đai cao < 700m
Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học ở bảng 4.6a đã thể hiện các chỉ tiêu thống kê đều thỏa mãn như: hệ số tương quan cao, sai số phương trình thấp, phương trình dễ tính toán, các tham số phương trình tồn tại…Kết quả cho thấy dạng hàm Y = a*Xb (hàm mũ ) có hệ số tương quan cao (r = 0,98), sai số phương trình thấp Sxy = 0,03, các tham số phương trình đều tồn tại ở mức rất có ý nghĩa (P = 0,01) chứng tỏ phương trình được lựa chọn là phù hợp để mô tả mối tương quan giữa hai chỉ tiêu điều tra này. Vì vậy, có thể dùng phương trình Hvn = 2,6782*D10..34583để mô tả quy luật tương quan giữa
chiều cao và đường kính.
Hình 4.4b thể hiện đường lý thuyết đã đi qua trung tâm của đám mây điểm, chiều cao tăng đều theo đường kính và chưa có dấu hiệu chậm lại, điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế trạng thái rừng ở đai cao < 700m khi đường kính bình quân của lâm phần 21,6 cm và đường kính lớn nhất chỉ dừng lại ở 61cm là nhỏ so với trạng thái cực đỉnh của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh. Do đó, nếu tiếp tục duy trì công tác quản lý bảo vệ tốt như hiện nay thì
66 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trạng thái rừng này sẽ tiếp tục có xu hướng diễn thế rừng tích cực trong thời gian tới.
Hình 4.4b: Biểu đồ mô tả tương quan Hvn/D1,3 đai cao< 700m
Phương trình cụ thể: Hvn = 2,6782*D1.30.4583
Tương tự như ở đai cao < 700m, đề tài tiến hành thử nghiệm một số dạng hàm toán học để mô tả mối tương quan giữa đường kính và chiều cao cho trạng thái rừng ở hai đai độ cao >700m- 900 m và trên 1000m, kết quả cụ thể được thể hiện ở các bảng và hình sau:
Bảng 4.6b Kết quả thử nghiệm các dạng hàm toán học mô tả tương quan Hvn/D1,3 ở đai cao >700m- 900 m
STT Dạng hàm R Sy/x Ftính Ttính r a b 1 Y = 1/(a + b/X) 0,98 0,003 244,0 8 18,49 21,29 15,62 2 Y = a*Xb 0,97 0,05 137,37 13,87 10,34 11,72 3 Y = (a + b*ln(X))2 0,96 0,09 134,8 0 13,74 5,86 11,61 F(0,05/0,01) = (4,96/10,04) T(0,05/0,01) = (2,22/3,17)
67
Hình 4.4c: Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm tương quan Hvn/D1,3 đai cao >700m- 900 m
Hình 4.4d: Biểu đồ mô tả tương quan Hvn/D1,3 đai cao >700m- 900 m
68
Bảng 4.6c: Kết quả thử nghiệm các dạng hàm toán học mô tả tương quan Hvn/D1,3 ở đai cao trên 1000m
STT Dạng hàm R Sy/x Ftính Ttính r a b 1 Y = (a + b*X)2 0,97 0,11 152,30 14,60 29,90 12,34 2 Y = exp(a + b*sqrt(X)) 0,97 0,06 149,26 14,46 20,1 8 12,22 3 Y = a*Xb 0,95 0,07 103,14 12,02 6,87 10,16 F(0,05/0,01) = (4,96/10,04) T(0,05/0,01) = (2,22/3,17)
Hình 4.4e: Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm tương quan Hvn/D1,3 đai cao trên 1000m
69
Hình 4.4f: Biểu đồ mô tả tương quan Hvn/D1,3 đai cao trên 1000m
Phương trình cụ thể: Hvn = 3,0391* 0.4616 3 . 1
D
Tương quan giữa Hvn/D1,3 trên các đai độ cao được mô tả bởi dạng hàm Y = aXb, giữa đường kính và chiều cao của lâm phần có mối quan hệ khá chặt chẽ với nhau thể hiện ở hệ số tương quan của phương trình ở các đai cao là khá cao (từ 0,97 đến 0,98). Các chỉ tiêu thống kê còn lại thỏa mãn các tiêu chí như; sai số phương trình thấp, phương trình và các tham số phương trình tồn tại ở mức có ý nghĩa cao.
Đường lý thuyết mô tả tương quan Hvn/D1,3 của ba đai cao có chung một xu hướng phát triển; chiều cao vút ngọn tăng nhanh ở những cấp đường kính nhỏ và chậm dần ở những cỡ đường kính lớn hơn. Từ kết quả nghiên cứu mối tương quan giữa hai chỉ tiêu điều tra này cho thấy có thể sử dụng chỉ tiêu dễ đo, dễ xác định (D1,3) để xác định chỉ tiêu khó đo khó xác định (Hvn), do đó việc ứng dụng mô hình tương quan này trong công tác điều tra rừng sẽ giảm đáng kể công sức, thời gian và mang lại hiệu quả kinh tế.
70