Ứng dụng thiết bị laser để xây dựng hệ thống biểu điều tra đánh giá tài nguyên rừng tự nhiên tại huyện Kon Plông, tỉnh Kon tum

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN KHOA NÔNG LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ỨNG DỤNG THIẾT BN LASER ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BIỂU ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN RỪNG TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN KON PLÔNG, TỈNH KONTUM Họ và tên tác giả :GIANG THN THANH Ngành học : LÂM NGHIỆP Khóa học : 2003-2007 Đăk Lăk, tháng 9 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN KHOA NÔNG LÂM NGHIỆP ii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ỨNG DỤNG THIẾT BN LASER ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG BIỂU ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN RỪNG TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN KON PLÔNG, TỈNH KONTUM Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS.BẢO HUY Họ và tên tác giả: GIANG THN THANH Ngành học : LÂM NGHIỆP Khóa học : 2003-2007 Đăk Lăk, tháng 9 năm 2007 iii Lời cảm ơn Hoàn thành đề tài khoa học này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo PGS.TS Bảo Huy là người dã hướng dẫn chỉ bảo tận tình tôi trong suốt thời gian làm luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể cán bộ và nhân viên làm việc tại UBND cùng các nông dân Xã Hiếu, Huyện KonPlong, Tỉnh Kon Tum đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành đợt thực tập này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo nhà trường, các thầy cô trong khoa Nông Lâm Nghiệp Trường Đại Học Tây Nguyên và toàn thể các bạn sinh viên lớp Lâm Nghiệp K03 đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. Do điều kiện thời gian có hạn nên đề tài này chắc hẳn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn Buôn Ma Thuôt, tháng 9 năm 2007 Sinh viên Giang Thị Thanh Mục lục 1  Đặt vấn đề ................................................................................. 1  2  Tổng quan vấn đề nghiên cứu ................................................. 2  2.1  Các thiết bị, phương tiện để điều tra cây rừng: ................................ 2  2.2  Các phương pháp lập biểu hình số, thể tích, hình cao cây rừng ..... 5  3  Đối tượng nghiên cứu ............................................................... 9  3.1  Đối tượng nghiên cứu cụ thể ............................................................. 9  iv 3.2  Đặc điểm khu vực nghiên cứu ........................................................... 9  4  Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ................. 14  4.1  Mục tiêu nghiên cứu và giới hạn của đề tài ................................... 14  4.2  Nội dung nghiên cứu ........................................................................ 14  4.3  Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 14  5  Kết quả nghiên cứu và thảo luận .......................................... 22  5.1  Xây dựng biểu hình số ..................................................................... 22  Từ biểu trên ta thấy: đường kính D1.3 tương quan tỷ lệ thuận với hình số. Khi đường kính tăng dần thì hình số cũng tăng theo. Như vậy trong điều tra rừng, muốn tính hình số F1.3 của một cây bất kì, ta chỉ cần đo đường kính D1.3 của cây đó sau đó tra biểu ta sẽ có ngay giá trị hình số cần tìm. Hoặc muốn tính hình số tại một vị trí bất kì nào đó trên một cây ta chỉ cần đo đường kính tại vị trí cần đo, sau đó tra biểu hình số ta sẽ có ngay giá trị cần tìm. ............................................................................................. 25  5.2  Xây dựng biểu hình cao ................................................................... 25  Từ biểu hình cao trên ta thấy: trong cùng một cấp kính, khi chiều cao thay đổi thì hình cao cũng thay đổi theo, chiều cao tăng thì hình cao cũng tăng theo. Ngược lại tại một cấp chiều cao, khi đường kính tăng lên thì hình cao lại giảm xuống. Nói cách khác: hình cao tỷ lệ thuận với chiều cao và tỷ lệ nghịch với đường kính cây rừng. Như vậy trong điều tra rừng, muốn tính hình cao của một cây ta chỉ cần đo hai chỉ tiêu đường kính và chiều cao của cây đó, sau đó tra vào biểu hình cao ta sẽ có ngay giá trị hình cao cần tìm...................................................................... 30  5.3  Xây dựng biểu thể tích ..................................................................... 30  Từ biểu thể tích trên ta thấy: thể tích tỷ lệ thuận với đường kính và chiều cao cây rừng. Khi đường kính và chiều cao tăng thì thể tích cũng tăng theo và ngược lại. Như vậy trong điều tra rừng, để tính thể tích cây rừng, ta chỉ cần đo hai chỉ tiêu đơn giản là đường kính và chiều cao cây, sau đó tra trong biểu thể tích ta có được thể tích của cây đó. Sau khi có được thể tích của các cây trong một ô tiêu chuẩn, nhân lên theo tỷ lệ ta có được thể tích của các cây trên một hecta. ................................................................. 35  5.4  Tương quan H/D .............................................................................. 35  5.5  Cách sử dụng các biểu đã lập: ......................................................... 36  5.6  Kiểm tra phương pháp haga cho từng trạng thái ........................... 38  6  Kết luận và kiến nghị ............................................................. 42  6.1  Kết luận ............................................................................................. 42  6.2  Kiến nghị ........................................................................................... 44  Tài liệu tham khảo ........................................................................ 45  Phụ lục ........................................................................................... 46  Phụ lục 1 : ................................................................................................... 46  Phụ lục 2: .................................................................................................... 48  Phụ lục 3: .................................................................................................... 54  v vi Danh sách bảng biểu: Bảng 5.1: Biểu hình số .................................................................................... 24  Bảng 5.2: Biểu hình cao .................................................................................. 28  Bảng 5.3: Biểu thể tích .................................................................................... 33  Bảng 5.4: So sánh trữ lượng tính theo công thức và trữ lượng tính theo biểu thể tích ở trạng thái rừng non. .................................................................. 38  Bảng 5.5: So sánh trữ lượng tính theo công thức và trữ lượng tính theo biểu thể tích ở trạng thái rừng trung bình. ....................................................... 39  Bảng 5.6: So sánh trữ lượng tính theo công thức và trữ lượng tính theo biểu thể tích ở trạng thái rừng nghèo. .............................................................. 40  Danh sách hình ảnh: Hình 5.2: Tương quan H/D ............................................................................. 35  Hình 6.1: Sơ đồ mối quan hệ giữa các nhân tố đầu vào và sản phNm đầu ra .................................................................. Error! Bookmark not defined.  1 1 Đặt vấn đề Rừng là một tài nguyên vô cùng phong phú và quý giá của đất nước. N ó có vai trò quan trọng đối với đời sống con người. N ó không những cung cấp gỗ củi và các lâm đặc sản khác đáp ứng nhu cầu xã hội mà còn góp phần bảo vệ an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế nông thôn, miền núi, ngoài ra nó còn có ý nghía đặc biệt quan trọng mà con người chưa thể tính hết được đó là giá trị về môi trường sinh thái. Tuy nhiên trong những năm gần đây rừng ngày càng suy giảm nghiêm trọng cả về số lượng và chất lượng. N guyên nhân dẫn đế sự suy giảm tài nguyên rừng là do ý thức bảo vệ tài nguyên rừng của người dân chưa cao và công tác quản lý rừng chưa được chặt chẽ. Rừng bị khai thác một cách bừa bãi, không đúng quy trình quy phạm kỹ thuật dẫn đến rừng sau khi khai thác thường bị nghèo kiệt, không đáp ứng được nhu cầu kinh doanh một cách tổng hợp. Do đó việc khai thác rừng một cách hợp lý và bền vững đang là vấn đề được nhiều tổ chức, các đơn vị chủ rừng quan tâm để rừng sau khi khai thác vẫn đảm bảo khả năng tái sinh, ổn định về cấu trúc, phù hợp với mục đích kinh doanh. Để lập kế hoạch khai thác rừng hợp lý và bền vững thì đòi hỏi các đơn vị tổ chức kinh doanh rừng phải có số liệu giám sát, đánh giá rừng một cách chính xác và đầy đủ. Tuy nhiên việc đo đếm các chỉ số của rừng rất phức tạp, nhiều công đoạn. Việc điều tra thường chấp nhận hình số với một số tương đối là 0.45 – 0.50, chiều cao thường được ước lượng bằng mắt dẫn đến độ chính xác không cao. Việc tính trữ lượng rừng và lượng khai thác thông qua lượng tăng trưởng của rừng đòi hỏi người điều tra phải giải tích thân cây, phương pháp này gặp trở ngại nếu chưa nắm vững quy luật mùa sinh trưởng của cây, vòng năm không hiện rõ ràng, bề rộng của vòng năm quá hẹp (với cây sinh trưởng chậm) hoặc không phân biệt được các vòng năm giả (những vòng năm không khép kín), dẫn đến tốn nhiều thời gian, kinh phí và gây tác động đến tài nguyên vì phải chặt hạ cây, đặc biệt khi dùng khoan hoặc dùng đục tăng trưởng thay cho việc của thớt gốc để đếm số vòng năm thường cho kết quả kém chính xác. Hiện nay các bảng biểu hỗ trợ cho điều tra rừng còn thiếu, trong khi đó công tác điều tra với công cụ thông thường đạt độ tin cậy thấp. Với 2 mục tiêu dùng thiết bị công nghệ cao để đo đếm tất cả các chỉ tiêu của rừng để tiết kiệm thời gian và chi phí cho công tác điều tra rừng và góp phần bảo vệ tài nguyên . Được sự đồng ý của trường Đại Học Tây N guyên, khoa N ông – Lâm nghiệp và dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Bảo Huy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng thiết bị Laser để xây dựng hệ thống các bảng biểu điều tra đánh giá tài nguyên rừng ” để từ đó đưa ra mối quan hệ giữa các chỉ tiêu giúp người quản lý có thể điều tra nhanh các chỉ tiêu, dự báo cần thiết, góp phần khai thác, quản lý, bảo vệ tài nguyên rừng một cách hiệu quả. 2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Căn cứ vào mục tiêu và nội dung của đề tài, tổng quan tiến hành ở hai khía cạnh: - Các phương tiện, thiết bị dùng để điều tra thNm định tài nguyên - Các phương pháp lập các biểu thể tích, chiều cao, hình số 2.1 Các thiết bị, phương tiện để điều tra cây rừng: Hiện nay ở hầu hết các đơn vị chủ rừng tiến hành điều tra rừng bằng công cụ thông thường, do đó gặp rất nhiều khó khăn trong việc xác định những chỉ tiêu điều tra gián tiếp như thể tích, chiều cao, hình số, trữ lượng lâm phần. Thông thường chỉ đo đường kính, chiều cao và chấp nhận các giá trị bình quân về hình số, hình cao, … vì vậy việc điều tra rừng rất kém chính xác. Bên cạnh đó cũng có một số dụng cụ 3 điều tra quang học để cố gắng tiếp cận với các vị trí đo khác nhau trên thân cây để xác định chính xác hơn sinh khối cây rừng 2.1.1 Dụng cụ đo đường kính ở vị trí chuẩn trên cây đứng: Dụng cụ thông thường để đo đường kính cây đứng là: thước kẹp kính, thước dây đo chu vi hoặc đường kính, thước kẹp Phần Lan (Hay còn được gọi là thước kẹp cong). Đo đường kính được xem là một chỉ tiêu cơ bản để tiếp cận với nhân tố kích thước, thể tích cây. N ó dễ đo đếm và chế tạo các dụng cụ Thước kẹp kính: Gồm có 3 phần: Thân thước có khắc các vạch mét và các vạch cỡ để có thể dễ dàng thống kê, đường kính theo những cỡ định sẵn khi cần thiết. Hai chân thước: một chân cố định và một chân lưu động được đặt vuông góc với thân thước.[1] Thước dây đo đường kính: Có 2 mặt khắc vạch khác nhau, một mặt khắc như một thước mét bình thường dùng để đo chu vi, còn mặt kia khắc các trị số đường kính hoặc cỡ kính ứng với độ dài chu vi đó. Một đầu thước có gắn ghim nhọn để có thể găm vào thân cây khi thực hiện thao tác đo đạc. [1] Thước kẹp Phần Lan: Gồm 3 bộ phận chính: tay nắm, chân thước thẳng vuông góc với tay nắm và chân cong có khắc vạch cả 2 mặt để xác định đường kính. [1] 2.1.2 Dụng cụ đo đường kính trên cao ở thân cây đứng Để tiếp cận được chính xác hình số và thể tích thân cây, cần phải đo đạc đường kinh ở các vị trí khác nhau trên cây đứng, do vậy cũng có một vài dụng cụ nhằm giải quyết vấn đề này 4 Thước Ruler: Rẻ tiền, dễ chế tạo nhưng độ chính xác không cao. Thước kẹp sào: Là thước kẹp được gắn với 1 sào để có thể đo được đường kính trên cao. Chân thước di động được điều khiển bằng 1 hệ thống dây và ròng rọc. Kết quả đo đạc được xác định nhờ đoạn dây điều khiển dịch chuyển được. [1] Thước Relascope: Là một dụng cụ đa năng được chế tạo theo nguyên lý đo góc của Bitterlich, có thể đo được: - Đường kính ở vị trí bất kỳ trên thân cây. - Chiều cao của cây. - Hình số hoặc là hình cao của cây. - Tổng tiết diên ngang của cây trên một ha. - Khoảng cách từ người đo đến tâm của cây cần đo.[1] Tuy nhiên dụng cụ này dùng chức năng quang học, nên trong thực tế rất khó quan sát chính xác sự thay đổi của các dải ánh sáng, vì vậy cũng ít được áp dụng 2.1.3 Đo chiều cao thân cây đứng. N goài đường kính, chiều cao cây là một chỉ tiêu quan trọng trong hình thành sinh khối, đồng thời việc đo cao nếu kem chính xác sẽ mang lại sai số rất lớn về hình số và thể tích. Vì vậy đã có nhiều công cụ, thiết bị được chế tạo để tiếp cận chính xác chiều cao cây rừng Có nhiều loại thước đo bằng phương pháp lượng giác, nhưng phổ biến ở nước ta có 2 loại: Thước Blumme-liess: Gồm - Ống ngắm. - Kim chỉ kết quả đo cao. - N út hãm, mở kim. - Hệ thống thang chia ghi chiều cao ứng với cự ly ngang khác nhau và một thang chia độ dốcθ . - Thấu kính để đo cự ly ngang - Bảng tính sẵn Sin2 θ 5 - Mia để đo cự ly ngang.[1] Thước Sunto: Gồm: - Lỗ ngắm đọc kết quả đo. - Hệ thống thang chia hình tròn. - Thấu kính để đo cự ly ngang. [1] Thước đo cao Christen: Là một thanh gỗ hay một hợp kim nhẹ, có chiều dài thường là 30cm, trên thước có khắc các chiều cao giả định tương ứng với một mia có chiều dài định trước (thường là 4m).[1] Thước JAL: Là thước mét bình thường được khoét một khe nghắm chuẩn tương ứng với độ dài của mia. [1] 2.2 Các phương pháp lập biểu hình số, thể tích, hình cao cây rừng 2.2.1 Biểu thể tích và sản phẩm Biểu thể tích là biểu ghi thể tích bình quân của những cây rừng có cùng kích thước và hình dạng được sắp xếp theo một trình tự nhất định. Khi lập biểu thể tích thường phải nghiên cứu các quy luật liên quan giữa thể tích và các nhân tố cấu thành nên thể tích. Do đó có thể coi biểu thể tích là loại biểu ghi bằng số liệu các quy luật liên quan giữa thể tích với các nhân tố cấu thành thể tích như đường kính, chiều cao, hình dạng… Căn cứ vào phạm vi sử dụng ta có biểu địa phương và biểu chung. Căn cứ váo nhân tố lập biểu ta có biểu thể tích một nhân tố, biểu thể tích hai nhân tố, biểu thể tích ba nhân tố. - Biểu thể tích một nhân tố: Là biểu lập trên mối quan hệ giữa thể tích V và đường kính D. Trong biểu ghi thể tích bình quân của một cây tương ứng với từng cỡ kính. Khi sử dụng cần đo đường kính D1.3 tất cả các cây trong lâm phần hoặc trong 1 OTC, sau đó chỉnh lý số cây theo cỡ kính. Tương ứng với từng cỡ kính ta có thể tích bình quân của 1 cây. N hân thể tích này với số cây tương ứng của cõ kính đó được tổng thể tích của các 6 cây ở các cỡ kính đó. Tổng hợp thể tích ở các cỡ kính ta có được trữ lượng lâm phần - Biểu thể tích hai nhân tố: Là biểu ghi giá trị thể tích bình quân của một cây tương ứng với từng tổ hợp D, H. trong biểu này V được coi là một hàm của D và H V = f(D.H). (2.1) - Biểu thể tích ba nhân tố: Là biểu ghi giá trị thể tích bình quân của một cây tương ứng với từng tổ hợp D, H, F1.3. Với F1.3 là hình số được đo tại vị trí chiều cao 1.3m được tính thông qua hình suất q2 [1] Bên cạnh các biểu thể tích, trong thâm canh rừng trông, người ta cong lập các biểu sản phNm. Biểu được lập trên cơ sở lý luận của phương pháp cây tiêu chuNn, vì được lập trên cơ sở là các cây có cùng kích thước, hình dạng, chất lượng. Chúng sẽ cho các sản phNm với chất lượng như nhau, thể tích như nhau. Từ đó có thể tập hợp những loại sản phNm và thể tích tưong ứng của chúng ở mỗi cây bình quân của từng đơn vị trong lâm phần vào một biểu. Biểu đó được gọi là biểu sản phNm. N hư vậy biểu sản phNm là loại biểu ghi thể tích thân cây và các loại sản phNm có thể lấy được ở cây bình quân theo từng đơn vị kích thước và hình dạng (thông thường theo cỡ kính tương ứng với cấp chiều cao). N goài ra cũng có trường hợp biểu ghi thể tích của cây bình quân và tỉ lệ phần trăm thể tích V% mỗi loại sản phNm chiểm trong tổng thể tích của cây. [1] Trong quản lý rừng yêu cầu chính xác cao thì các biểu nói trên hết sức quan trọng, vì vậy đã có rất nhiều công trình nghiên cứu lập biểu thể tích và sản phNm. Tiên phong là Đồng Sĩ Hiền đẫ lập biểu độ thon và biểu thể tích cho rừng tự nhiên (1974) [1]. Sau đó một sô tác giải chỉ tập trung lập biểu thể tích và sản phNm cho rừng trồng. Việc hạn chế lập các biểu thể tích cho rừng tự nhiên là do các nguyên nhân: - Sự phức tạp về tổ thành loài của rừng hỗn loại - Sự đa dạng về lập địa đã tạo nên hình thân khác nhau 7 - Tốn kếm vì cần phải chặt hạ giải tích thân cây với khối lượng lớn. Đồng Sĩ Hiến khi lập biểu thể tích cây đứng cho rửng miền Bắc ã phải chặt hạ hàng vạn cây tiêu chuNn 2.2.2 Phương pháp và công cụ lập các biểu điều tra rừng: Thể tích, hình cao, hình số, độ thon Về phương pháp luận lập biểu đã được Đồng Sĩ Hiền tổng kết rất đầy đủ, bao gồm các phương pháp chính: - Sử dụng phương trình đường sinh để tiếp cận hình dạng thân cây - Sử dụng các mô hình quan hệ giữa các nhân tố cấu thành kích thức, hình dạng, sinh khối thân cây - Sử dụng các biểu đồ biểu diễn các quan hệ Từ các phương pháp đó sẽ lập được các biểu có độ chính xác khác nhau phục vụ thâm định tài nguyên rừng. Dù sử dụng bất kỳ phương pháp nào, nhưng để lập được các biểu xác định các nhân tố điều tra cây rừng, lâm phần gián tiếp như hình số, thể tích, … đều phải chặt hạ cây để đo đếm tỉ mỉ, từ đó mới xây dựng được các mô hình tương quan phục vụ lập biểu. Vì vậy rất tốn kém về tiền của, công sức và phá hoại tài nguyên rừng khá nhiều. Vì vậy trên thế giới, cùng với tiến bộ của công nghệ Laser, lần đầu tiên dụng cụ điều tra rừng sử dụng tia Laser được sản xuất, nó nhằm giải quyết vấn đề tồ tại nói trên trong giám sát tài nguyên rừng. Có nghĩa là không cần chặt hạ cây nhưng vẫn tiếp cận được hầu hết các thông số như giải tích thân cây. Vì vậy nó đạt được 2 yêu câu: Tiết kiệm và không ảnh hưởng đến rừng. Sử dụng cộng nghệ Laser trong điều tra rừng: dụng cụ này mới xuất hiện, khả năng đo đạc được các chỉ tiêu: đường kính tại một vị trí bất kì trên cây, chiều cao bất kỳ của cây, chiều dài tán, tổng tiết diện ngang lâm phần, độ dốc … từ đó tính toán được trữ lượng, thể tích, hình số, hình cao,… mà không cần lập ô mẫu, không giải tích thân cây. Sử dụng công cụ này sẽ thu thập được nhiều nhân tố gián tiếp mà trước đây phải tốn nhiều thời gian, công sức, tiền bạc mới thu thập được. 8 Vói những hạn chế trong việc nghiên cứu lập biểu truyền thống đã phân tích, đề tài tiếp cận với phương tiện mới để nhanh chóng lập các biểu địa phương phục vụ cho công tác quản lý rừng hiện nay 9 3 Đối tượng nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu cụ thể Đối tượng nghiên cứu bao gồm: - Kiểu rừng lá rộng thường xanh ở các trạng thái khác nhau - Chi tiêu nhân tố nghiên cứu: Là hầu hết các chỉ tiêu điều tra cây các biệt và lâm phần phục vụ lập các biểu giám sát tài nguyên rừng. 3.2 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 3.2.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 3.2.1.1 Vị trí địa lý Trước đây xã Hiếu thuộc huyện Kon Plông cũ - Tỉnh Kon Tum. Cho đến năm 2002 sau khi chia tách thành hai Huyện Kon Plông và Kon Rẫy thì địa phận xã Hiếu thuộc huyện Kon Plông. Địa bàn xã Hiếu nằm cách trung tâm huyện huyện Kon Plông là 28 km (theo quốc lộ 24). Xã có địa giới hành chính như sau: + Phía Bắc giáp xã Pờ Ê và xã N gọc Tem - huyện Kon Plông. + Phía Đông giáp tỉnh Quảng N gãi. + Phía N am giáp tỉnh Gia Lai. + Phía Tây giáp xã Măng Cành - huyện Kon Plông. Với tổng diện tích: 20505,20 ha. Xã Hiếu nằm ở toạ độ địa lý 108022’44’’ đến 108031’11’’ kinh độ Đông từ 14032’29’’ đến 14041’15’’ vĩ độ Bắc. 3.2.1.2 Địa hình - Dạng địa hình phổ biến trong khu vực là núi cao liền dải hệ thống núi kéo dài với nhiều đỉnh cao sườn dốc tạo bề mặt địa hình chia cắt hiểm trở. Xen kẽ các thung lũng nhỏ hẹp phân bố theo các hợp thuỷ, khe suối. + Độ cao tuyệt đối lớn nhất: 1428m. + Độ cao tuyệt đối nhỏ nhất: 420m. + Độ cao trung bình: 800 – 1000m. 10 + Độ dốc lớn nhất: 500. + Độ dốc nhỏ nhất: 80. + Độ dốc bình quân: 200. - Kiểu địa hình núi cao. Địa hình núi cao dốc trên 200 diện tích 14.107 ha chiếm 69.56% diện tích tự nhiên phân bố dọc theo đường ranh giới phí đông và phía tây của xã. - Kiểu địa hình núi cao trung bình. Địa hình núi cao trung bình độ dốc 8 – 150, phân bố thành hệ thống núi đồi liền dải ở khu trung tâm xã, dọc theo đường quốc lộ 24 có diện tích 3965 ha, chiếm 19.55% tổng diện tích tự nhiên. - Kiểu địa hình vùng trũng ven suối. Địa hình trũng ven suối, hợp thuỷ. độ dốc từ 3–80 diện tích 2208 ha chiếm 10,89% tổng diện tích tự nhiên. 3.2.1.3 Khí hậu - Do vị trí xã Hiếu nằm về phía đông bắc của tỉnh Kon Tum có địa hình khá cao, độ cao trung bình trên 1000m cho nên đặc điểm của khí hậu cơ bản của vùng này là khí hậu Nm khá cao, do lượng mưa nhiều, lượng nhiệt phong phú, về mùa đông trong khi các vùng khác trong tỉnh đang thời kỳ khô hạn thì ở đây vẫn có một số ngày mưa nhỏ và mưa phùn. - Xã hiếu nằm trong tiểu vùng khí hậu Đông Trường Sơn, nhiệt đới Nm núi cao vì vậy điều kiện nhiệt hạn chế. N hiệt độ trung bình của năm từ 20 -210C, không có mùa nóng, lượng mưa trung bình 2200mm – 2600mm và chia làm hai mùa. - Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 12 chiếm 80 - 82% lượng mưa cả năm. - Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 4 năm sau lượng mưa ít (10 -18% lượng mưa cả năm) 3.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 3.2.2.1 Dân số và lao động - Dân số toàn xã Hiếu đến năm 2006 có khoảng 2297 khNu trong đó có 1148 nam, 1149 nữ; Tỉ lệ tăng dân số của xã theo kết quả điều tra là 2,07%; Trong đó tỉ lệ tăng tự nhiên là 2,07%, tỉ lệ tăng cơ học không có, chưa tính cán bộ, dân nhập cư và lao động từ nơi khác đến. 11 - Xã Hiếu là xã vùng III thuộc vùng đồng bào dân tộc thiểu số đa số là dân tộc Mơ N âm sống rải rác trên địa bàn rộng không tập trung chính những nét đặc thù đó cho nên việc phát triển kinh tế văn hoá xã hội còn rất chậm so với các vùng khác. 3.2.2.2 Kinh tế Xã Hiếu đang trên đà phát triển về mọi mặt, hoạt động sản xuất nông nghiệp là chính với số liệu thống kê như sau: - Diện tích đất sản xuất nông nghiệp là: 510,9 ha trong đó : + Diện tích lúa nước là 251 ha, năng suất bình quân 2,5 tấn/ha, tăng 0,1 tấn so với kế hoạch năm 2006. + Diện tích trồng cây hàng năm là 215,89 ha. + Diện tích cây lâu năm là 44,10 ha. + Diện tích trồng cây mì là 48,5 ha. + Diện tích trồng bắp là 36 ha. + Diện tích trồng rau đậu các loại là 9 ha. 3.2.2.3 Chăn nuôi : UBN D xã đã xác định chăn nuôi là nghành mũi nhọn và rất quan trọng để phát triển kinh tế của xã vì vậy xã đã chỉ đạo cho nhân dân làm chuồng trại có mái che để phát triển cho đàn gia súc đến nay toàn xã dã có 140 chuồng trại có mái che tăng 75 chuồng. N goài ra xã còn phối hợp với ngân hang chính sách xã hội Huyện lập hồ sơ cho nhân dân vay vốn với số tiền là 265 triệu, hầu hết nhân dân đã sử dụng nguồn vốn vào chăn nuôicó hiệu quả, đến nay tổng số đàn gia súc là : 13.089 con. + Đàn trâu có: 966 con. + Đàn bò có: 383 con. + Đàn heo có: 930 con. + Gia cầm có: 10.820 con. N hìn chung nghành chăn nuôi của xã rất khả quan đáp ứng được nhu cầu phục vụ trong nông nghiệp, mặt khác đem lại nguồn thực phNm cho nhân dân góp phần nâng cao thu nhập kinh tế hộ gia đình. - Dưới sự lãnh đạo của Đảng Uỷ - HĐN D – UBN D và các ban nghành vì vậy mà đời sống của người dân được cải thiện, thu nhập bình quân đầu người đến nay đã 12 được tăng lên. Trong năm 2006 thu nhập từ 2.2 triệu đồng đến 2.3 triệu đồng/ người/năm. - Là nơi lấy sản xuất nông nghiệp là chính cho nên lực lượng lao động trong xã là 1090 người chiếm 47% tổng dân số của xã, số lao động phụ khoảng 1148 người, lực lượng lao động phi nông nghiệp rất thấp chỉ ít người biết làm rèn và mộc. Hầu hết biết đan lát nhưng chủ yếu là để sử dụng vì không có nơi tiêu thụ. Số người biết dệt thổ cNm cũng rất thấp và người dân không phát triển được nghề này do không có điều kiện đi lại để mua vật liệu cũng như phương tiện để làm nghề và nơi tiêu thụ sản phNm 3.2.2.4 Giáo dục: Trong những năm qua Đảng và N hà N ước đã đầu tư đúng mức vào công tác giáo dục, trường học được đầu tư kiên cố. Tỷ lệ học sinh ra lớp ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, đội ngũ giáo viên được đào tạo cơ bản về nghiệp vụ; cơ sở vật chất, thiết bị dạy học được đầu tư đúng hướng. Lớp học được xây dựng kiên cố 11/11 thôn đều có trường học, làm mới 2 phòng học diện tích 70m2 (ở thôn Kon Plinh và thôn Kon Piêng); 4 phòng học ở cho học sinh bán trú với diện tích là 80m2. ngoài ra tu sửa 2 phòng học ở hai thôn Kon Klùng và thôn ViChoong, hiện toàn xã có 3 cấp học với tổng số học sinh là 608 em trong đó : + Cấp I có 29 lớp với 422 học sinh. + Cấp II có 5 lớp với 106 học sinh và 6 lớp bổ túc. + Bậc học mần non có 160 cháu với 8 lớp. N ói chung về điều kiện tự nhiên và điều kiện xã hội đã có ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống vật chất cung như tinh thần của nhân dân trong xã, với nguồn thu nhập của nhân dân còn thấp trình độ nhận thức về văn hoá chưa cao, thời gian rảnh của người dân chủ yếu dành cho việc phát triển kinh tế … Chính điều này đã ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu hưởng thụ văn hoá của người dân nơi đây. N hưng đa phần người dân đã hoà nhập vào cuộc sống mới luôn giữ gìn và phát huy truyền thống văn hoá của đan tộc mình ngày một tốt đẹp hơn. 13 3.2.2.5 Giao thông: - So với các xã trong huyện thì xã Hiếu là một địa bàn có đường giao thông đi lại thuận tiện (N ằm trên trục đường quốc lộ 24 là tuyến đườn huyết mạch quan trọng từ Kon Tum sang Quảng N gãi). - Hầu hết các thôn đều có đường giao thông liên thôn nối liền với trung tâm xã, thuận tiện cho việc đi lại và giao lưu Kinh Tế - Văn Hóa – Xã Hội. - Trong những năm qua xã được đầu tư nhiều vốn để phát triển kinh tế, cơ sở hạ tầng được đầu tư xây dựng cơ bản hoàn chỉnh tuy không có sông suối lớn nhưng đối với khu vực miiền núi thì có các ngầm các suối lớn chảy qua các đường giao thông nên các dự án đầu tư, làm cầu kiên cố, xxay ngầm, cầu trei cũng được đặc biệt quan tâm. N goài ra còn có tuyến đường vành đai của Bộ Quốc Phòng chạy qua địa bàn xã. Trong tương lai tuyến đường quốc lộ 24 sẽ là đoạn đường Xuyên Á nối từ Cảng Dung Quất – Kon Tum - N gọc Hồi đến các Tỉnh N am Lào và các Tỉnh Đông Bắc Thái Lan, việc thông thương với các tỉnh lân cận được dễ dàng và thuận tiện hơn, góp phần đổi mới bộ mặt xã nhà ngày càng văn minh hiện đại. 14 4 Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 4.1 Mục tiêu nghiên cứu và giới hạn của đề tài 4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu: Ứng dụng công nghệ Laser để lập các mô hình quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng, từ đó xây dựng hệ thống các bảng biểu phục vụ điều tra tài nguyên. 4.1.2 Giới hạn của đề tài Với thời gian có hạn và trong khuôn khổ của đề tài chúng tôi có giới hạn: - Xây dựng các bảng biểu: hình số F1,3, hình cao FH, thể tích V thông qua các chỉ tiêu điều tra là: đường kính của cây ở 10 vị trí tương đối 1/10H của cây rừng D00, D01, D02, . . . đến D09, đường kính của cây tại vị trí D1,3 , chiều cao H của cây. - Lập các biểu không phân biệt loài. 4.2 Nội dung nghiên cứu Để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu cụ thể đã nêu, đề tài tiến hành một số nội dung sau: 4.2.1 Nghiên cứu các mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng. Xây dựng các bảng biểu điều tra - Xây dựng mô hình quan hệ giữa các nhân tố cây rừng và lâm phần từ các số liệu đo đếm được bằng thiết bị trên. - Xây dựng các bảng biểu điều tra thNm định tài nguyên nhanh. 4.2.2 Kiểm tra sai số của phương pháp Haga khi xác đinh trữ lượng cho từng trạng thái So sánh trữ lượng rừng được tính theo công thức khi áp dụng điều tra theo phương pháp phổ biến Haga với trữ lượng rừng được tính theo biểu thể tích cây rừng được lập từ thiết bị Laser. 4.3 Phương pháp nghiên cứu 4.3.1 Phương pháp luận và tiếp cận nghiên cứu Đề tài nghiên cứu liên quan đến hai khía cạnh chính: 4.3 4.3.2 điề hạn đượ cho với đượ qua này Đồ chọ .2 Phươn .1 Phươn i) S Giới th u tra rừng v Thao tác c - Thay P - Tắt mở - Mở và - Thay đ – FWD từ hệ m - Sử dụn Magnif o T v - Hai nút đạc: o T - Tiếp chế của p c sử dụng phép - N gh mô hình đ c các mô n hệ giữa sẽ ảnh hư ng thời ứng n tốt trong g pháp ngh g pháp điề ử dụng m iệu chức nă à lập biểu ài đặt và s in: Dùng T : Giữ nút P tắt đèn: Ấn ổi đơn vị đo và Up/Dow ét sang fe g ống kính ier: hay đổi ch đại: Mode/S à Up/Dow ON/OFF. B Edit, sau đó để thay đổi phóng đại quan trọng rigger Bu phía trước bấm (Cò s cận với cá hương phá để rút ngắ iên cứu mố ồi quy đơn hình có độ các nhân t ởng nhân dụng phầ xây dựng c iên cứu cụ u tra, thu áy đo cây l ng và phươ thể tích: ử dụng tổ uavit ower 2 giâ nút Power : HUD – S n để chuy et khuyến đạ ế độ phón ys > FWD n để ấm chìm Up/Down hệ số để đo tton (Nút ): Nút úng) 15 c chỉ tiêu đ p nghiên n thời gian i quan hệ và đa biế tin cậy v ố, phải trên tố khác và n mềm tho ác mô hình thể thập số liệu aser: RD 1 ng pháp sử ng quát: y ys ển i: g iều tra cây cứu thông nghiên cứ giữa các n n, tuyến tín à khách qu quan điểm có mối qu ogns kế để đa biến : 000 Laser dụng công đứng: Cố g thường, cô u và bảo hân tố điề h và phi tu an. Khi th sự thay đ an hệ sinh có thể có cụ RD 10 ắng khắc p ng nghệ L đảm độ tin u tra: Tiếp yến tính đ iết lập các ổi của nhâ học chặt được nhiều 00 Laser tr hục aser cậy cận ể có mối n tố chẻ. lựa ong 16 ƒ Ấn nhanh: Để xác định phạm vi, và xác định giá trị ƒ Giữ chìm nút: Mở chế độ cảm ứng để đo lường trạng thái động, độ nghiêng o Scale Adjust (Nút phía sau): Chỉnh sửa mức độ, tỷ lệ, mở rộng thu hẹp phạm vi ngắm ƒ Ấn nhanh: Tăng phạm vị từng nấc ƒ Ấn chìm: Tăng liên tục bề rộng phạm vi đo - Đo đường kính theo 2 kiểu: Solid and Gap: Giữ nút HUD để chuyển đổi chế độ đo o Solid Bar Scale: Đo đặc, theo bề rộng đường kính, sử dụng để đo BA tốt hơn o Gap Bar Scale: Đo từ ngoài vào, sử dụng đo đường kính cây tốt hơn Đo % độ dốc Percent Slope (% độ dốc) = (Tanx) x 100 - Mode > Xuất hiện Sys và Prcnt trên LCD - Ngắm dọc theo chiều dốc và giữ nút Trigger để sử dụng chế độ cảm ứng - Thả nút Trigger sẽ đọc được % độ dốc: Ví dụ P 18 (dốc 18%) Đo tổng tiết diện ngang: BA (Basal Area) Không sử dụng kính phóng đại trong trường hợp này - Mode – Màn hình xuất hiện BAF (Basal Area Function). - Edit, sau đó up / down để chọn giá trị BA cơ sở. Thường lấy = 1.0 - Giữ chìm núi Trigger và quay vòng đếm số cây có giá trị BA cơ sở, tổng lại sẽ là tổng BA của lâm phần. o Khi quay ngắm tại DBH o Giữ nút Trigger trên đất dốc để bộ phận cảm ứng tự điềi chỉnh đồ rộng thanh bar thích hợp với BA cơ sở. Đo đường kính tại chiều cao bất kỳ trên thân cây và chiều cao cây - Để đo được rõ nên dùng ống kính phóng đại - Mode để xuất hiện chế độ đo đường kính: DIAMETER, HD nhấp ngáy để đề nghị nhập khoảng cách ngang (Horizontal Distance) - Edit và nhập khoảng cách ngang (m) – Enter - Lấy độ dốc cơ sở: Giữ chìm nút Trigger, ngắm tại sát gỗ cây, thả nút để xác định độ. - Ngắm vào thân cây: o Đo chiều cao cây và chiều cao dưới cành: Giữ chìm nút Trigger, ngắm đến ngọn cây hoặc vị trí phân cành. Đọc được chiều cao cả cây hoặc chiều cao dưới cành 17 o Đo đường kính ở vị trí có chiều cao xác định: ƒ Giữ chìm nút Trigger để lấy độ cao trên thân cây muốn đo đường kính. ƒ Điều chỉnh nút Scale Adjust để xác định đường kính (Lưu ý nên dùng chế độ Gap: HUD để đổi từ GAP sang SOLID Đo chiều cao ứng với đường kính cho trước H/D Dùng đề đo chiều cao ứng với một đường kính cho trước, để đo được rõ nên dùng kính phóng đại - Mode để xuất hiện chế độ HT/DIAMETER, HD nhấp ngáy đề nghị nhập khoảng cách ngang - Edit và nhập khoảng cách (m)/Enter - Lấy độ dốc cơ sở: Giữ chìm nút Trigger, ngắm tại sát gỗ cây, thả nút để xác định độ. Với chức năng nói trên, công nghệ Laser với máy RD 1000, có thể tiếp cận hầu hết các nhân tố điều tra cây rừng và lâm phần trực tiếp hoặc gián tiếp mà không cần phaior chặt hạ cây rừng. Đề tài sử dụng máy này để tiếp cận lập các biểu điều tra cho địa phương nghiên cứu. ii) Số liệu thu thập cây cá biệt Trên mỗi trạng thái rừng tiến hành điều tra cây rừng bằng máy RD 1000, với số lượng trên 30 cây rải rác ở các cấp kính. Điều tra tên loài cây, đo các chỉ tiêu bằng thiết bị laser: Đo chiều cao cả cây H, đường kính D1,3, đo đường kính tại các vị trí 1/10H từ D00 đến D09. Kết quả đã điều tra được 105 cây trên ba trạng thái rừng non, rừng nghèo và rừng trung bình. iii) Số liệu điều tra lâm phần Trên mỗi trạng thái rừng tiến hành điều tra các đặc trưng của lâm phần bao gồm các chỉ tiêu sau: - N hân tố thực vật (độ tàn che, tổng tiết diện ngang G(m2/ha) bằng thước biterlich, tổng tiết diện ngang G(m2/ha) bằng RD laser, le tre tổng số bụi trong ôtc, Số cây trong bụi tb, Hbq, Dbq, % che phủ, thực bì (2-3 loài chính), % che phủ mặt đất). - N hân tố địa hình (địa hình (chân, sườn, đỉnh), độ dốc, độ cao(m), hướng phơi). - N hân tố đất đai (loại đất, màu sắc đất, độ dày tầng đất mặt, độ Nm đất, đết von(%), đá nổi(%), PH đất, vi sinh vật đất (loài, mức độ: nhiều, trung bình, ít)) 18 - N hân tố khí hậu thuỷ văn (cự ly đến nguồn nước gần nhất (km), thuỷ văn (hệ sông suối chính), lượng nước, lượng mưa (mm), nhiệt độ không khí, độ Nm không khí, Lux: 1024). - N hân tác (mức độ tác động, lửa rừng). Phương pháp điều tra theo ô Haga: Diện tích ô là 500m2, ô có dạng hình tròn với bán kính là : 12.6m Các chỉ tiêu điều tra gồm: Tên loài điều tra, D1,3 của cây bằng thước dây; D1,3 của cây bằng thiết bị laser; chiều cao H của cây bằng thước Sunto.; chiều cao của cây bằng thiết bị laser. Kết quả lập được 7 ô Haga trên trạng thái rừng non, 6 ô Haga trên trạng thái rừng trung bình, 10 ô Haga trên trạng thái rừng nghèo. 4.3.2.2 Phương pháp nghiên cứu lập các biểu Sử dụng các mô hình toán mô phỏng các mối quan hệ của các nhân tố điều tra, dạng tổng quát: y = f(xi), trong đó y là biến số phụ thuộc, cần xác định gián tiếp như V, H, f1.3, Hf1.3, …. và xi là các biến độc lập có thể đếm trực tiếp. Phần mềm Excel dùng để tạo lập cơ sở dữ liệu và lập biểu, trong khi đó Statgraphics Plus được sử dụng để dòn tìm các hàm đa biến, nhiều lớp, tuyến tính và phi tuyến. Tiêu chuNn thống kê được giới hạn là phải bảo đảm P < 0.05 qua kiểm tra hệ số tương quan và sự tồn tại các tham số của các mô hình. i) Tính toán các nhân tố Biến thể tích cây đứng là rất quan trọng, nó được xác định qua máy đo RD và được tính toán như sau: V là thể tích của cây được tính theo công thức : V= 10 )... 2 ( 4 2 09 2 02 2 01 2 00 Hdddd ++++π (4.1) Trong đó : - d00, d01, d02,...d09 : là các đường kính của cây rừng đo được ở các vị trí tương đối 1/10H cây - H : là chiều cao cây rừng đo được trên thực tế. 19 F1,3 là hình số của cây được tính theo công thức : F1,3 = HG Vcay .3,1 (4.2) Trong đó : - Vcây : là thể tích cây được tính theo công thức trên. - G1,3 : là tiết diện ngang của cây được tính theo công thức : - H : là chiều cao cây rừng đo được trên thực tế. FH là hình cao được tính theo công thức: FH = H.F ii) Xây dựng mô hình quan hệ. Tương quan H/D được thiết lập như sau : Xử lý trong Excel và Statgrahics plus 3.0, từ đó chọn ra phương trình với hệ số tương quan cao nhất. Đó chính là phương trình cần tìm. Lập quan hệ giữa hình số F1,3 với đường kính D1,3, và chiều cao H của cây: - Lập quan hệ giữa F1.3 với D1.3 - Lập quan hệ giữa F1.3 Với H. - Lập quan hệ giữa F1.3 Với D1.3 và H. Từ ba phương trình : F1,3 = f(D1,3), F1,3 = f(H), F1,3 = f(D1,3,H) đã chọn được ở trên, tiến hành so sánh và chọn ra phương trình tối ưu với hệ số tương quan cao nhất. Đó chính là phương tình cần tìm. Lập quan hệ giữa HF với đường kính D1,3, và chiều cao H của cây: - Lập quan hệ giữa HF với D1.3 - Lập quan hệ giữa HF với H. - Lập quan hệ giữa HF với D1.3 và H. Từ ba phương trình : FH = f(D1,3), FH = f(H), FH = f(D1,3,H) đã chọn được ở trên, tiến hành so sánh và chọn ra phương trình tối ưu với hệ số tương quan cao nhất. Đó chính là phương tình cần tìm. Lập quan hệ giữa V với đường kính D1,3, và chiều cao H của cây: -Lập quan hệ giữa V với D1.3 -Lập quan hệ giữa V Với H. -Lập quan hệ giữa V với D1.3 và H. 20 Từ ba phương trình : V = f(D1,3), V = f(H), V = f(D1,3,H) đã chọn được ở trên, tiến hành so sánh và chọn ra phương trình tối ưu với hệ số tương quan cao nhất. Đó chính là phương tình cần tìm. iii) Lập biểu: Các biểu sau được thiết lập - Biểu hình số : Từ phưong trình hình số đã lập được ở trên, ta xác định được các nhân tố có quan hệ chặt với hình số và lập được biểu điều tra về hình số với các nhân tố đó. - Biểu hình cao : Từ phưong trình hình cao đã lập được ở trên, ta xác định được các nhân tố có quan hệ chặt với hình cao và lập được biểu điều tra về hình cao với các nhân tố đó. - Biểu thể tích : Từ phưong trình thể tích đã lập được ở trên, ta xác định được các nhân tố có quan hệ chặt với thể tích thân cây và lập được biểu điều tra về thể tích với các nhân tố đó. 4.3.2.3 Phương pháp kiểm tra phương pháp Haga khi xác đinh M cho từng trạng thái Đối với từng trạng thái, tổng hợp đường kính đo được nhờ thiết bị laser để phân chia thành các cấp kính, với cự ly cỡ kính là 5cm. Tính số cây trên một ô Haga theo các cấp kính N cây/ha. Từ đó tính được số cây trên một hecta N cây/ha. N cây/ha =( N cây/ô x 104)/Scác Ô Tính chiều cao của cây theo đường kính D dựa vào quan hệ H/D đã lập được ở trên. Tính thể tích V của cây rừng theo công thức: Vct = G.H.F với F được lấy giá trị là: 0,45. Tính trữ lượng rừng trên một hecta Mct/ha: Mct/ha = Vct.N cây/ha. Tính thể tích Vla của cây rừng theo biểu thể tích đã lập được từ thiết bị laser theo các cấp đường kính và chiều cao. Tính trữ lượng rừng theo thể tích cây rừng được tra trong biểu thể tích trên một hecta Mla/ha: Mla/ha = Vla.N cây/ha. Tính sai số phần trăm về trữ lượng rừng được tính theo công thức từ ô haga với trữ lượng rừng đươc tính theo biểu thể tích lập bằng công cụ RD 1000. 21 Sai số % %100. la lact M MM −= (4.3) 22 5 Kết quả nghiên cứu và thảo luận Với sự trợ giúp của máy RD1000, đã tiếp cận được các chỉ tiêu điều tra cây cá biệt, lâm phần bao gồm chỉ tiêu đo trực tiếp hoặc gián tiếp, vì vậy có đủ cơ sở dữ liệu để lập các biểu điều tra như hình số, hình cao, thể tích. Với cộng cụ này đã cho việc không cần chặt hạ cây tiêu chuNn – một việc tốn thời gian và công sức, phá hoại đối tượng nghiên cứu; và đây là cơ sở để có thể lập nhiều biểu địa phương phù hợp với điều kiện hoàn cảnh. Vấn đề đặt ra là tìm mối tương quan giữa các nhân tố cần điều tra nhưng khó đo đếm với các nhân tố dễ đo đếm thông qua các phương trình tương quan. Từ đó đưa ra các nhân tố cần điều tra trên thực tế (các yếu tố đầu vào) một cách đơn giản và có độ chính xác cao nhất. Với số liệu đo được của ba trạng thái rừng: rừng non, rừng nghèo và rừng trung bình được 105 cây, tổng hợp và xử lý trên Excel kết hợp với phần mềm stasgraphic Plus 3.0 để thiết lập các phương trình tương quan hồi quy tuyến tính và phi tuyến tính để tìm mối tương quan giữa các nhân tố. Các phương trình tương quan được chấp nhận với giá trị P-value 0.5. Phương trình tương quan được lựa chọn là phương trình có hệ số tương quan cao nhất. 5.1 Xây dựng biểu hình số Hình số là một chỉ tiêu quan trọng trong xác định chính xác thể tích, trữ lượng rừng, trong thực tiễn hiện tại thường phải chấp nhận một hình số bình quân để tính toán do đó thường mắc sai số hệ thông hoặc âm hoặc dương rất lớn. Vì vậy lập biểu xác định hình số f1.3 thông qua nhân tố dễ đó đếm là việc làm có ý nghĩa Hình số có quan hệ chặt chẻ với đặc điểm hình thái loài, giai đoạn sinh trưởng, kích thước thân cây, vùng sinh thái. Trong phạm vi đề tài, ở một vùng cụ thể, tiến hành xác lập hình số chung cho các loài. 5.1.1 Mô hình quan hệ giữa hình số F1.3 với đường kính D1.3 và chiều cao H i) Quan hệ giữa F1.3 với D1.3: Thăm dò mối quan hệ giữa hình số f1.3 với nhân tố D1.3 theo các hàm dưới đây: 23 • F1.3 =0.7248*e-0.0052*D1.3 (5.1) Với R = 0,657115 • F1.3 = -0.003*(D1.3 )+ 0.7172 (5.2) Với R = 0,62538 • F1.3 = -0.0925Ln(D1.3) +0.9261 (5.3) Với R = 0,588558 • F1.3 = -0.00004*(D1.3 )2 - 0.0023*(D1.3) + 0.7064 (5.4) Với R = 0,626578 • F1.3 = 1.0305*(D1.3 )-0.1566 (5.5) Với R = 0,610492 ii) Quan hệ giữa F1.3 với H Thăm dò quan hệ giữa f1.3 với H theo các hàm dưới đây • F1.3 =-0.15Ln(H) + 1.024 (5.6) Với R = 0,401248 • F1.3 = 0.789*e-0.01*H (5.7) Với R = 0,411096 • F1.3 = -0.011*(H) + 0.769 (5.8) Với R = 0,404969 • F1.3 = 6E-0.6*(H)2 + 0.011*(H)+ 0.77 (5.9) Với R = 0,404969 • F1.3 = 1.222*(H)-0.27 (5.10) Với R2 = 0,406202 iii) Quan hệ giữa F1.3 với D1.3 và H: N hân tố hình số thường bị ảnh hưởng không chi bởi một nhân tố D hoặc H, do vậy thử xem xét mối quan hệ giữa f1.3 với 2 nhân tố D và H: • F1.3 = 0.738333 - 0.00238468*(D1.3) - 0.00424663*(H ) (5.11) Với R = 0,486899 • Ln(F1.3) = 0.198893 - 0.115007*Ln (D1.3) - 0.130206*Ln(H) (5.12) Với R = 0,479681 • F1.3 = 0.66942 - 0.0000274705*(D1.3)2 - 0.000130171*(H)2 (5.13) Với R = 0,470718 24 • F1.3 = 0.709282 - 0.0000264024*(D1.3)2- 0.00490754*(H) (5.14) Với R = 0,477678 • F1.3 = 0.70568 - 0.00246605*(D1.3 ) - 0.000115449*(H)2 (5.15) Với R = 0,482846 • F1.3 = 0.621742 – 4.27726E -38*exp(D1.3) – 7.03239E -13*exp(H) (5.16) Với R = 0.283539 Từ phương trình (5.1) đến (5.16) ta thấy phương trình (5.1) có hệ số tương quan cao nhất, với R = 0,657115. Vậy hình số F1.3 có quan hệ chặt chẽ với đường kính D1.3 của cây thể hiện quan phương trình: F1.3 = 0.7248*exp(-0.0052*D1.3) Hình 5.1: Quan hệ f1.3/D 5.1.2 Biểu hình số Sau khi đã chọn được phương trình có hệ số tương quan cao nhất, để lập biểu hình số, ta thay các giá trị đường kính vào phương trình (5.1) đã chọn ở trên, kết quả thể hiện ở bảng dưới đây. Bảng 5.1: Biểu hình số D1.3 F1.3 D1.3 F1.3 6 0.702535 52 0.553076 8 0.695267 54 0.547354 10 0.688074 56 0.541691 12 0.680955 58 0.536087 14 0.673909 60 0.53054 16 0.666937 62 0.525051 18 0.660037 64 0.519619 20 0.653208 66 0.514243 F1.3 = 0.7248e‐0.0052D1.3 R² = 0.4318 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 20 40 60 80 100 F1 .3 D1.3(cm) 25 22 0.64645 68 0.508923 24 0.639762 70 0.503657 26 0.633143 72 0.498446 28 0.626592 74 0.493289 30 0.620109 76 0.488186 32 0.613694 78 0.483135 34 0.607344 80 0.478136 36 0.601061 82 0.473189 38 0.594842 84 0.468294 40 0.588688 86 0.463449 42 0.582597 88 0.458654 44 0.576569 90 0.453909 46 0.570604 92 0.449212 48 0.564701 94 0.444565 50 0.558858 96 0.439965 98 0.435413 100 0.430908 Từ biểu trên ta thấy: đường kính D1.3 tương quan tỷ lệ nghịch với hình số. Khi đường kính tăng dần thì hình số giảm. N hư vậy trong điều tra rừng, muốn tính hình số F1.3 của một cây bất kì, ta chỉ cần đo đường kính D1.3 của cây đó sau đó tra biểu ta sẽ có ngay giá trị hình số cần tìm. 5.2 Xây dựng biểu hình cao Hình cao lần đầu tiên được Đồng Sĩ Hiền sử dụng để tính toán nhanh thể thể tích, trữ lượng lâm phần. Đó là tích số giữa chiều cao và hình số (HF1.3), đây là 2 nhân tố khó đo đếm hoặc không thể đo trực tiếp, vì vậy thiết lập mối quan hệ với nhâ tố dễ xác định hơn. 5.2.1 Mô hình quan hệ giữa hình cao HF với đường kính D1.3 và chiều cao H. + Quan hệ giữa FH với D1.3 • FH =6.981e0.005*D1.3 (5.17) Với R = 0,328634 • FH =0.0438D1.3 + 7.102 (5.18) Với R = 0,331662 • FH =1.467Ln(D1.3) + 3.652 (5.19) Với R = 0,353553 • FH =-0.0003*(D1.3)2 + 0.066* D1.3 +6.771 (5.20) Với R = 0,334664 26 • FH =4.628*(D1.3)0.174 (5.21) Với R = 0,352136 + Quan hệ giữa FH với H • FH =4.065e0.0049*H (5.22) Với R =0,746324 • FH =0.423*(H )+ 2.48 (5.23) Với R = 0,76092 • FH =6.106Ln(H )– 7.484 (5.24) Với R = 0,767463 • FH =-0.012*(H)2 + 0.823* (H) - 0.39 (5.25) Với R = 0,770714 • FH =1.222*(H)0.728 (5.26) Với R = 0,766812 + Quan hệ giữa FH với D1.3 và H: • FH =1.89299 - 0.0456585*D1.3 + 0.555703*H (5.27) Với R = 0,802596 • Ln(FH) = 0.198893 – 0.115007*LN (D1.3) + 0.869794*Ln(H) (5.28) Với R = 0,787786 • FH = 5.25417 - 0.000660248*(D1.3 )2 + 0.0181787*(H)2 (5.29) Với R = 0,787065 • FH = 8.17069 + 3.46191E – 37*exp(D1.3) + 2.63761E – 11*exp(H) (5.30) Với R = 0,273861 • FH = 1.19479 - 0.000568284*(D1.3)2 + 0.5579*H (5.31) Với R = 0,806991 • FH = 6.02834 - 0.0465452*D1.3 + 0.0173249*H2 (5.32) Với R = 0,772043393 So sánh các phương trình trên từ (5.16) đến (5.32) ta thấy phương trình (5.31) có hệ số tương quan cao nhất. Vậy hình cao FH có quan hệ chặt chẽ với đường kính D1.3 và chiều cao H của cây thể hiện qua phương trình tương quan là: 27 FH = 1.19479 - 0.000568284*(D1.3)2 + 0.5579*(H) Với hệ số tương quan là R = 0,806991 5.2.2 Biểu hình cao Từ phương trình tương quan đã chọn với hệ số tương quan cao nhất, để lập biểu hình cao, thay các giá trị đường kính D1.3 và chiều cao H của cây vào phương trình (5.31) ta được các giá trị của hình cao. Kết quả ta thu được bảng sau: 28 Bảng 5.2: Biểu hình cao H D1.3 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 6 2,290 3,406 4,522 5,638 6,753 7,869 8,985 8 3,390 4,506 5,622 6,737 7,853 8,969 10,085 11,201 12,316 10 4,485 5,601 6,717 7,833 8,949 10,064 11,180 12,296 12 4,460 5,576 6,692 7,808 8,924 10,039 11,155 12,271 13,387 14 5,547 6,662 7,778 8,894 10,010 11,126 12,241 13,357 14,473 16 6,628 7,744 8,860 9,976 11,092 12,207 13,323 14,439 15,555 18 7,705 8,821 9,937 11,053 12,169 13,284 14,400 15,516 20 7,662 8,778 9,894 11,010 12,125 13,241 14,357 15,473 16,589 22 8,730 9,846 10,962 12,078 13,194 14,309 15,425 16,541 24 8,678 9,794 10,910 12,025 13,141 14,257 15,373 16,489 17,604 26 8,621 9,737 10,853 11,969 13,084 14,200 15,316 16,432 17,548 18,663 28 8,560 9,676 10,791 11,907 13,023 14,139 15,255 16,370 17,486 18,602 30 8,494 9,610 10,726 11,841 12,957 14,073 15,189 16,305 17,420 18,536 32 8,423 9,539 10,655 11,771 12,887 14,002 15,118 16,234 17,350 18,466 34 8,348 9,464 10,580 11,696 12,812 13,927 15,043 16,159 17,275 18,391 36 8,269 9,385 10,500 11,616 12,732 13,848 14,964 16,079 17,195 18,311 38 8,185 9,301 10,416 11,532 12,648 13,764 14,880 15,995 17,111 18,227 40 8,096 9,212 10,328 11,444 12,559 13,675 14,791 15,907 17,023 18,138 42 8,003 9,119 10,235 11,350 12,466 13,582 14,698 15,814 16,929 18,045 44 9,021 10,137 11,253 12,368 13,484 14,600 15,716 16,832 17,947 46 8,919 10,035 11,150 12,266 13,382 14,498 15,614 16,729 17,845 48 8,812 9,928 11,043 12,159 13,275 14,391 15,507 16,622 17,738 50 8,700 9,816 10,932 12,048 13,164 14,279 15,395 16,511 17,627 29 H D1.3 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 52 8,585 9,700 10,816 11,932 13,048 14,164 15,279 16,395 17,511 54 8,464 9,580 10,696 11,811 12,927 14,043 15,159 16,275 17,390 56 8,339 9,455 10,571 11,686 12,802 13,918 15,034 16,150 17,265 58 8,209 9,325 10,441 11,557 12,673 13,788 14,904 16,020 17,136 60 9,191 10,307 11,423 12,539 13,654 14,770 15,886 17,002 62 9,053 10,168 11,284 12,400 13,516 14,632 15,747 16,863 64 8,909 10,025 11,141 12,257 13,372 14,488 15,604 16,720 66 8,762 9,877 10,993 12,109 13,225 14,341 15,456 16,572 68 8,609 9,725 10,841 11,957 13,072 14,188 15,304 16,420 70 9,568 10,684 11,800 12,916 14,031 15,147 16,263 72 9,407 10,523 11,638 12,754 13,870 14,986 16,102 74 9,241 10,357 11,472 12,588 13,704 14,820 15,936 76 9,070 10,186 11,302 12,418 13,534 14,649 15,765 78 8,895 10,011 11,127 12,243 13,359 14,474 15,590 80 8,716 9,832 10,947 12,063 13,179 14,295 15,411 82 8,532 9,647 10,763 11,879 12,995 14,111 15,226 84 8,343 9,459 10,575 11,690 12,806 13,922 15,038 86 8,150 9,266 10,381 11,497 12,613 13,729 14,845 88 7,952 9,068 10,184 11,299 12,415 13,531 14,647 90 7,750 8,865 9,981 11,097 12,213 13,329 14,444 92 7,543 8,659 9,774 10,890 12,006 13,122 14,238 94 7,331 8,447 9,563 10,679 11,795 12,910 14,026 96 7,115 8,231 9,347 10,463 11,579 12,694 13,810 98 6,895 8,011 9,127 10,242 11,358 12,474 13,590 100 6,670 7,786 8,902 10,017 11,133 12,249 13,365 30 Từ biểu hình cao trên ta thấy: trong cùng một cấp kính, khi chiều cao thay đổi thì hình cao cũng thay đổi theo, chiều cao tăng thì hình cao cũng tăng theo. N gược lại tại một cấp chiều cao, khi đường kính tăng lên thì hình cao lại giảm xuống. N ói cách khác: hình cao tỷ lệ thuận với chiều cao và tỷ lệ nghịch với đường kính cây rừng. N hư vậy trong điều tra rừng, muốn tính hình cao của một cây ta chỉ cần đo hai chỉ tiêu đường kính và chiều cao của cây đó, sau đó tra vào biểu hình cao ta sẽ có ngay giá trị hình cao cần tìm. 5.3 Xây dựng biểu thể tích Biểu thể tích đóng vai trò quan trong trong điều tra đánh giá tài nguyên rừng, giá trị cuối c