[Tóm tắt] Luận án Xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra sinh khối và carbon cây đứng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam

khối tươi của các bộ phận vào đường kính Khi xét chung cho các loài thì đại lượng PK các bộ phận TMĐ phụ thuộc vào đường kính và phân thành từ 3 đến 4 nhóm thuần nhất. Vì thế khi điều tra sinh khối rừng tự nhiên theo đơn vị loài hay chung cho các loài, cây lấy mẫu được phân đều theo cấp kính. Bảng 3.2-9: Kết quả tính số cây cần lấy mẫu xác định tỷ lệ sinh khối PK theo các bộ phận TMĐ của cây ứng vơi mức ý nghĩa 5%, sai số tương đối bằng 5% và 10% Tiêu chí Thân Cành Lá S% 10,62 13,70 23,39 ∆%=5% 18 30 87 ∆%=10% 5 8 41 Vì thế khi khi điều tra sinh khối rừng tự nhiên ở khu vực nào đó, số cây cần lấy mẫu cho bộ phận này tương ứng với sai số 10%. Với bộ phận thân và cành, sai số tương đối vẫn giữ 5%. Trong trường hợp này số cây cần lấy mẫu xác định sinh khối khô cho bộ phận thân, cành lá tương ứng là: 18; 30 và 41 cây. 3.2.2. Xác định cấu trúc sinh khối trên mặt đất của các bộ phận cây cá lẻ 3.2.2.1. Tỷ lệ sinh khối khô của các bộ phận Từ số liệu 1267 cây điều tra ở các vùng, tỷ lệ sinh khối khô của các bộ phận thân cây trên mặt đất được tính cụ thể như sau: Bảng 3.2-10: Tỷ lệ phần trăm sinh khối các bộ phận trên mặt đất Vùng Số cây Thân Cành Lá ࢄഥ S% ࢄഥ S% ࢄഥ S% Bắc Bộ 275 81.8 10.8 13.9 53.4 4.3 86.7 Bắc Trung bộ 310 81.1 10.4 14.6 51.1 4.3 74.6 Nam Trung bộ 275 79.9 11.7 13.5 59.5 3.8 78.1 Tây Nguyên 407 78.8 11.8 16.4 48.0 3.8 106.0 Chung 1267 80.5 11.2 15.4 52.0 4.1 87.5 7 Kết quả tính biến động cho thấy, bộ phận sinh khối nào chiếm tỷ lệ càng nhỏ thì biến động của tỷ lệ sinh khối đó càng lớn. Đây là cơ sở ban đầu cho thấy, khó có thể ước tính sinh khối khô cho bộ phận cành và lá bằng các mô hình toán học với độ chính xác cao. Ngoài ra khi ước tính sinh khối khô cho các bộ phận trên mặt đất của cây thì độ chính xác sẽ giảm dần từ bộ phận thân đến bộ phận cành và bộ phận cành lá. Ngoài tỷ lệ sinh khối khô của các bộ phận trên mặt đất của cây cá lẻ tính chung cho các vùng, đề tài cũng xác định tỷ lệ sinh khối khô từng bộ phận theo đơn vị loài (tính cho những loài có số cây điều tra ≥10). Kết quả cho thấy, để ước lượng tỷ lệ sinh khối cho từng bộ phận, số cây cần quan sát theo công thức thống kê thông thường ứng với sai số 5% chung cho các loài là: Bộ phận thân 17 cây; Bộ phận cành 320 cây; Bộ phận lá 829 cây. Khi sai số ước lượng tỷ lệ sinh khối khô cho từng bộ phận tăng lên 10%, số cây điều tra sẽ giảm đi 4 lần so với trường hợp sai số bằng 5%. Kết quả tính cho thấy, số cây đã điều tra trên 4 vùng vượt số cây cần thiết khi ước lượng tỷ lệ sinh khối khô cho từng bộ phận của cây với sai số 5%. 3.2.2.2. Đánh giá sự phụ thuộc của tỷ lệ sinh khối khô của các bộ phận vào kích thước thân cây Kết quả kiểm tra sự phụ thuộc tỷ lệ phần trăm sinh khối Thân, Cành, Lá vào đường kính của một số loài có số cây điều tra lớn hơn bằng 10 cây cho ta kết quả sau: Thân cây: Có 5 trong số 24 loài tỷ lệ phần trăm sinh khối thân phụ thuộc vào đường kính. Cành cây: Có 2 trong tổng số 24 loài tỷ lệ phần trăm sinh khối cành phụ thuộc vào đường kính. Như vậy, những loài nào tỷ lệ phần trăm sinh khối cành phụ thuộc vào đường kính thì tỷ lệ phần trăm sinh khối thân cũng phụ thuộc vào đường kính. Lá cây: Nhận thấy, có 9 trong số 24 loài, tỷ lệ % sinh khối lá phụ thuộc vào đường kính Bảng 3.2-15: Kết quả kiểm tra sự phụ thuộc tỷ lệ phần trăm sinh khối từng bộ phận vào đường kính chung cho các loài trên phạm vi toàn quốc Bộ phận Số cây Biến động Bậc tự do Phương sai F Sig Thân 983 44361.63 542.0 81.848 1.019 0.420 Cành 983 38692.91 542.0 71.389 1.172 0.041 Lá 983 7727.76 542.0 14.258 1.973 0.000 Kết quả kiểm tra ở bảng 3.2-15 cho thấy, tỷ lệ phần trăm sinh khối thân độc lập với đường kính (Sig >0,05), tỷ lệ phần trăm sinh khối cành và sinh khối lá phụ thuộc vào đường kính (Sig<0,05). 3.3. Xác lập phương trình sinh khối 3.3.1. Khái quát về mức độ liên hệ giữa sinh khối khô cây cá lẻ với một số nhân tố điều tra 3.3.1.1. Cơ sở để đánh giá mức độ liên hệ giữa sinh khối khô cây cá lẻ với một số nhân tố điều tra Khi biểu thị quan hệ thể tích thân cây với đồng thời D và H, người ta thường sử dụng đạị lượng (D2*H) làm biến phụ thuộc. Trên cơ sở đó, ở đây sẽ sử dụng biểu đồ quan hệ V/(D2*H) để minh họa quan hệ V với D và H. Quan hệ này được thể hiện ở hình 3.3-1 từ số liệu của 1267 cây chặt ngả điều tra sinh khối trên phạm vi toàn quốc. 8 Hình 3.3-1: Quan hệ V với (D2*H) Hình 3.3-1 cho thấy, đám mây điểm thể hiện quan hệ V/(D2*H) có dạng đường thẳng và khá tập trung hai bên đường lý thuyết. Quan hệ này được mô tả theo phương trình tuyến tính với hệ số xác định R2=0,9483. 3.3.1.2. Quan hệ giữa sinh khối khô phần trên mặt đất với đường kính và chiều cao Quan hệ sinh khối phần trên mặt đất (W1) với biến (D2*H) được minh họa ở hình 3.3-2. Hình 3.3-2: Quan hệ W1 với (D2*H) Hình 3.3-2 cho thấy, đám mây điểm thể hiện quan hệ W1/(D2*H) có dạng đường thẳng nhưng mức độ tập trung hai bên đường lý thuyết không cao bằng quan hệ V/(D2*H) ở hình 3.3-1. Quan hệ này được mô tả theo phương trình tuyến tính với hệ số xác định R2=0.8748. 3.3.1.3. Quan hệ giữa sinh khối khô thân cây với đường kính và chiều cao Quan hệ sinh khối thân (Wth) với biến (D2*H) được minh họa ở hình 3.3-3. Hình 3.3-3: Quan hệ Wth với (D2*H) Từ hình 3.3-3 nhận thấy, mặc dù đám mây điểm có dạng đường thẳng, và tương đối tập trung hai bên đường lý thuyết nhưng mức độ phân tán cao hơn so với đám mây điểm biểu thị quan hệ V/(D2*H) ở hình 3.3-1. Quan hệ này được mô tả theo phương trình tuyến tính với hệ số xác định R2=0.8856. 3.3.1.4. Quan hệ giữa sinh khối khô bộ phận cành với đường kính và chiều cao Quan hệ sinh khối cành (Wca) với biến (D2*H) được minh họa ở hình 3.3-4. 9 Hình 3.3-4: Quan hệ Wca với (D2*H) Hình 3.3-4 cho thấy, đám mây điểm cũng thể hiện xu hướng theo dạng đường thẳng nhưng mức độ phân tán khá cao so với các quan hệ ở hình 3.3-1, hình 3.3-2, hình 3.3-3. Quan hệ này được mô tả theo phương trình tuyến tính với hệ số xác định R2= 0.6172. 3.3.1.5. Quan hệ giữa sinh khối khô bộ phận lá với đường kính và chiều cao Quan hệ sinh khối lá (Wla) với biến (D2*H) được minh họa ở hình 3.3-5 Hình 3.3-5: Quan hệ Wla với (D2*H) Từ hình 3.3-5 nhận thấy, so với 4 quan hệ vừa đề cập ở trên thì đám mây điểm ở đây có mức độ phân tán cao nhất. Khi biểu thị quan hệ Wla với (D2*H) theo phương trình đường thẳng thì hệ số xác định R2= 0.4553. Nhận xét chung: Từ kết quả nghiên cứu ở các mục 3.3.1.1 đến 3.3.1.5 cho thấy, mức độ liên hệ giữa sinh khối cây cá lẻ với D và H kém chặt hơn quan hệ thể tích với D và H. Trong các mối quan hệ sinh khối với D và H thì mức độ liên hệ giảm dần từ sinh khối thân đến sinh khối cành và sinh khối lá. Mức độ liên hệ của sinh khối thân và sinh khối trên mặt đất với D và H tương tự nhau. 3.3.2. Xác định biến động của tỷ lệ sinh khối các bộ phận cây cá lẻ trong từng cỡ kích thước của cây. Để thấy rõ mức độ biến động này, nghiên cứu đã tính hệ số biến động sinh khối mỗi bộ phận cây rừng theo cỡ kính 4 cm và cỡ chiều cao 2m. Ngoài ra, hệ số biến động của thể tích cũng được xác định làm cơ sở ban đầu cho việc dự tính mức độ chính xác khi xác định sinh khối cây rừng thông qua D và H. Kết quả tính hệ số biến động theo các đại lượng vừa đề cập ở trên được cho ở bảng 3.3.1. Bảng 3.3-1: Kết quả tính hệ số biến động S% của sinh khối và thể tích trong từng cỡ kính Cỡ D (cm) Số cây Hệ số biến động S% (đơn vị %) Thân Cành Lá W1 Thể tích(V) 8 87 33.2 62.1 68.3 32.3 28.6 16 84 31.7 77.8 68.8 32.6 26.5 24 66 42.7 61.5 58.0 41.5 31.1 32 59 34.7 62.0 73.9 36.4 23.1 40 40 38.8 70.1 82.8 41.3 30.5 48 28 32.4 61.1 63.0 30.6 20.0 Bình quân 35.6 65.8 69.1 35.8 26.6 10 Kết quả tính ở bảng 3.3-1 cho thấy, trong tất cả các cỡ kính, hệ số biến động của thể tích luôn nhỏ hơn hệ số biến động của sinh khối, bình quân là 26,6%. Sinh khối thân và sinh khối chung W1 có hệ số biến động tương tự nhau (bình quân là 35.6% và 35,8%). Hệ số biến động của sinh khối cành và sinh khối lá lớn hơn nhiều so với hệ số biến động của Wth và W1, giá trị trung bình lần lượt là 65,8% và 69,1%. Hệ số biến động bình quân của sinh khối và thể tích trong từng tổ hợp cỡ D và H nhỏ đi rất nhiều so với hệ số biến động trong từng cỡ kính. So với cỡ kính thì trong từng tổ hợp cỡ D và H, hệ số biến động của sinh khối và thể tích giảm đi xấp xỉ 2 lần. Trong các bộ phận thân cây, sai số xác định sinh khối thân là nhỏ nhất, vì biến động của nó trong từng cỡ D hay tổ hợp cỡ D và H là nhỏ nhất. Điều này rất có ý nghĩa thực tế, vì sinh khối thân chiếm đai bộ phận sinh khối phần trên mặt đất của cây (80,5%). Sai số xác định sinh khối cành và sinh khối lá mặc dù rất lớn, nhưng tỷ lệ sinh khối của hai bộ phận này rất nhỏ so với phần sinh khối trên mặt đất của cây (19,5%, trong đó sinh khối cành chiếm bình quân 15,7%, sinh khối lá chiếm 3,8%). 3.3.3. Xác lập phương trình sinh khối trên mặt đất của cây 3.3.3.1. Xác lập phương trình sinh khối chung phần trên mặt đất W1 với đường kính và chiều cao Để chọn được dạng phương trình thích hợp nhất mô tả quan hệ sinh khối với các nhân tố điều tra cây cá lẻ, đã thử nghiệm những dạng phương trình được nhiều tác giả đề xuất sử dụng làm cơ sở xây dựng phương trình sinh khối. Đó là các dạng phương trình cụ thể dưới đây: Log(W1)=a0+a1*log(D)+a2*log(H) (3.3-1) Log(W1)=a0+a1*log(D2*H) (3.3-2) W1=b0+b1(D2*H) (3.3-3) W1= b0+b1H+b2(D2*H) (3.3-4) Log(W1)=a0+a1*log(D)+a2*log(D2*H) (3.3-5) W1=a0+a1*D+a2*H+a3*(D2*H) (3.3-6) W1=a0+a1*G+a2*H+a3*(G*H) (3.3-7) Mục đích thử nghiệm các phương trình trên là chọn được phương trình tốt nhất làm phương trình sinh khối cho các bộ phận thân cây theo từng vùng và chung cho các vùng. Từ kết quả kiểm tra các điều kiện, đề tài chọn dạng phương trình (3.3-1) là dạng phương trình phù hợp nhất mô tả quan hệ sinh khối W1 của cây với D và H. Dạng phương trình này cũng sẽ được sử dụng để mô tả quan hệ sinh khối W1 với D và H chung cho các vùng và mô tả quan hệ sinh khối từng bộ phận của cây (Wth, Wca, Wla) với D và H cho từng vùng và chung cho các vùng. Các phương trình (3.3-1a), (3.3-1b), (3.3-1c), (3.3-1d) được chọn làm phương trình sinh khối tương ứng cho các vùng. Chuyển các phương trình này về dạng phương trình phi tuyến ban đầu, ta có: Bắc Bộ: W1=0,1080*D2,1234*H0,3598 (3.3-1a) Bắc Trung bộ: W1=0,05196*D1,8075*H0,9940 (3.3-1b) Nam Trung bộ: W1=0,06223*D2,1254*H0,5432 (3.3-1c) Tây Nguyên: W1=0,05378*D2,0176*H0,7579 (3.3-1d) Từ các bảng 3.3-4 đến bảng 3.3-7, sai số của các phương trình được tổng hợp ở bảng 3.3-8. 11 Bảng 3.3-8: Sai số xác định sinh khối W1 từ các phương trình được chọn Vùng Phương trình n Tỷ lệ % sai số có dấu (+) Tỷ lệ % sai số có dấu (-) ∆%max ∆%തതതതത ∆% (∑W1) Bắc Bộ (3.3-1a) 50 44,0 56,0 28,34 13,28 -3,88 Bắc TB (3.3-1b 55 47,3 52,7 30,10 13,50 -2,61 Nam TB (3.3-1c) 51 45,1 54,9 31,41 13,93 -4,50 T. Nguyên (3.3-1d) 54 53,7 46,3 31,50 18,24 +1,98 Xây dựng phương trình sinh khối W1 chung cho các vùng Nội dung này được thực hiện nhằm trả lời câu hỏi là dùng phương trình chung hay phương trình riêng lập cho từng vùng để điều tra sinh khối W1 cây đứng rừng tự nhiên. Phương trình sinh khối W1 chung được xác lập trên cơ sở số liệu 1035 cây tính toán của các vùng. Theo dạng phương trình (3.3-1), kết quả tính cụ thể như sau: Log(W1)=-1,2178+1,9815*log(D)+0,7172*log(H) R2=0,9619 (3.3-8) Hệ số xác định R2 của phương trình (3.3-8) rất cao, chứng tỏ quan hệ sinh khối W1 chung cho các vùng với D và H ở mức rất chặt và được mô tả thích hợp bằng phương trình (3.3-8). Chuyển phương trình (3.4-8) về dạng phi tuyến ban đầu: W1=0,06056*D1,9815*H0,7172 (3.3-8a) Kết quả kiểm nghiệm phương trình (3.3-8a) bằng số liệu cây chặt ngả ở 4 ô tiêu chuẩn của 4 vùng được cho ở bảng 3.3-9. Bảng 3.3-9: Kết quả tính sai số phương trình sinh khối W1 chung cho các vùng Vùng Phương trình Số cây Tỷ lệ % sai số mang dấu (+) Tỷ lệ % sai số mang dấu (-) ∆% max ∆%തതതതത ∆% (∑W1) Bắc Bộ (3.3-1a) 50 46,0 54,0 28,34 13,28 -3,88 (3.3-8a) 50 56,0 44,0 28,97 13,08 +4,97 Bắc TB (3.3-1b) 55 47,3 52,7 30,10 13,50 -2,61 (3.3-8a) 55 38,2 61,8 29,20 12,45 -11,73 Nam TB (3.3-1c) 51 45,1 54,9 31,41 13,93 -4,50 (3.3-8a) 51 41,2 58,8 30,02 13,48 -8,04 Tây Nguyên (3.3-1d) 54 53,7 46,3 31,50 18,24 +1,98 (3.3-8a) 54 35,2 64,8 40,80 17,0 -12,66 Với kết quả tính sai số như vậy, đề xuất sử dụng phương trình lập riêng cho từng vùng để ước tính sinh khối W1 cây rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở nước ta. Đó là các phương trình (3.3-1a), (3.3-1b), (3.3-1c), (3.3-1d). Sau khi kiểm nghiệm phương trình sinh khối W1 ở trên đã chọn dạng phương trình (3.3-1) làm dạng phương trình sinh khối thích hợp cho các vùng, vì vậy với sinh khối của các bộ phận còn lại (thân, cành, lá) sẽ chọn dạng phương trình này để mô tả quan hệ với D và H. 3.3.3.2. Xác lập và chọn phương trình sinh khối thân Wth với đường kính và chiều cao Theo dạng phương trình (3.3-1), phương trình sinh khối thân của các vùng như sau: Vùng Bắc Bộ: Log(Wth)=-1.2042+2.0509*log(D)+0.5403*log(H) R2=0,9503, n=220 cây. (3.3-9) Chuyển về dạng phi tuyến: Wth= 0,06249*D2,0509*H0,5403 (3.3-10) Vùng Bắc Trung Bộ: Log(Wth)=-1.5464+1,8015*log(D)+1,0884 *log(H) R2=0,9633, n=256 cây. (3.3-11) Chuyển về dạng phi tuyến: Wth= 0,02841*D1,8015*H1,0884 (3.3-12) Vùng Nam Trung Bộ: 12 Log(Wth)=-1.4303+1,9187*log(D)+0,8733*log(H) R2=0,9835, n=220 cây. (3.3-13) Chuyển về dạng phi tuyến: Wth= 0,03712*D1,9187*H0,9733 (3.3-14) Vùng Tây Nguyên: Log(Wth)=-1.5154+1,8753*log(D)+1,0108*log(H) R2=0,9640, n=339 cây. (3.3-15) Chuyển về dạng phi tuyến: Wth= 0,03052*D1,8753*H1,0108 (3.3-16) Hệ số xác định R2 ở các phương trình trên đều rất cao, từ 0,9503 đến 0,9835. Sinh khối Wth ở các vùng có quan hệ rất chặt với D và H được mô tả tốt bằng dạng phương trình (3.3-1). Kết quả kiểm nghiệm phương trình sinh khối Wth cho các vùng được cho ở bảng 3.3-10. Bảng 3.3-10: Kết quả tính sai số của các phương trình sinh khối Wth Vùng Phương trình n Tỷ lệ % sai số mang dấu (+) Tỷ lệ % sai số mang dấu (-) ∆% max ∆%തതതതത ∆% (∑W1) Bắc Bộ (3.3-9) 50 46.0 54.0 33,22 16,83 -7,74 Bắc TB (3.3-11) 55 54.5 45.5 30,40 13,30 -6,45 Nam TB (3.3-13) 51 52.9 47.1 31,79 13,38 -1,01 T. Nguyên (3.3-15) 54 53.7 48.1 31,94 14,21 +1,37 Từ kết quả tính sai số ở bảng 3.3-10, nhận thấy: Số lần mắc sai số (+) và sai số (-): Số lần mắc sai số (+) và sai số (-) ở các vùng tương đối cân bằng. Từ đó cho thấy, các phương trình sinh khối thân ở các vùng không mắc sai số hệ thống. 3.3.3.3. Xác lập và chọn phương trình sinh khối cành với đường kính và chiều cao Theo dạng phương trình (3.3-1), phương trình sinh khối cành của các vùng như sau: Vùng Bắc Bộ: Log(Wca)=-1,4727+2,7647*log(D)-0,6951*log(H) R2=0,8332, n= 220 cây. (3.3-17) Chuyển về dạng phi tuyến: Wca= 0,03367*D2,7647*H-0,6951 (3.3-18) Vùng Bắc Trung Bộ: Log(Wca)=-2,0198+1,9770*log(D)+0,6251*log(H) R2=0,8126, n=256 cây. (3.3-19) Chuyển về dạng phi tuyến: Wca= 0,00955*D1,9770*H0,6251 (3.3-20) Vùng Nam Trung Bộ Log(Wca)=-1,7128+3,1370*log(D) - 0,8409*log(H) R2=0,8856, n= 256 cây. (3.3-21) Chuyển về dạng phi tuyến: Wca= 0,01913*D3,1370*H-0,8409 (3.3-22) Vùng Tây Nguyên: Log(Wca)=-1,8443+2,700*log(D)-0,1288*log(H) R2=0,8891, n= 256 cây. (3.3-23) Chuyển về dạng phi tuyến: Wca= 0,01431*D2,700*H-0,1288 (3.3-24) Hệ số xác định R2 ở các phương trình trên ở mức tương đối cao, từ 0,8126 đến 0,8891. Sinh khối Wca ở các vùng có quan hệ chặt với D và H mô tả tốt bằng dạng phương trình (3.3-1). Kết quả kiểm nghiệm phương trình sinh khối Wca cho các vùng được cho ở bảng 3.3-11. Bảng 3.3-11: Kết quả tính sai số của các phương trình sinh khối cành Vùng Phương trình Số cây Tỷ lệ % sai số mang dấu (+) Tỷ lệ % sai số mang dấu (-) ∆% max ∆%തതതതത ∆% (∑W1) Bắc Bộ (3.3-17) 50 64.5 35.5 241.55 63.46 +20.03 Bắc TB (3.3-19) 55 45.5 54.5 136.02 81,68 +6.45 Nam TB (3.3-21) 51 62.7 47.1 68.24 30.33 +17.64 T. Nguyên (3.3-23) 54 42.6 57.4 216.41 62.39 +1.36 13 Từ kết quả tính sai số ở bảng 3.3-11, rút ra nhận xét sau: Số lần mắc sai số (+) và sai số (-): Có 2/4 trường hợp tỷ lệ cây kiểm tra có sai số dương lớn hơn 60%, còn lại 2/4 trường hợp tỷ lệ này tương đối cân bằng nhau. 3.3.3.4. Xác lập và chọn phương trình sinh khối lá với đường kính và chiều cao Theo dạng phương trình (3.3-1), phương trình sinh khối lá của các vùng xác định như sau: Vùng Bắc Bộ: Log(Wla)=-0,9600+1,6035*log(D)-0,3381*log(H) R2=0,6700, n=220 cây. (3.3-25) Chuyển về dạng phi tuyến: Wla= 0,1096*D2,7647*H-0,6951 (3.3-26) Vùng Bắc Trung Bộ: Log(Wla)=-1,4787+1,3074*log(D)+0,4503*log(H) R2=0,6866, n=256 cây. (3.3-27) Chuyển về dạng phi tuyến: Wla= 0,03321*D1,3074*H0,4503 (3.3-28) Vùng Nam Trung Bộ: Log(Wla)=-1,4375+2,1728*log(D)+0,7001*log(H) R2=0,7783, n=220 cây. (3.3-29) Chuyển về dạng phi tuyến: Wla= 0,03651*D2,1728*H0,7001 (3.3-30) Vùng Tây Nguyên: Log(Wla)=-1,6095+1,6002*log(D)+0,2761*log(H) R2=0,7698, n=220 cây. (3.3-31) Chuyển về dạng phi tuyến: Wla= 0,02457*D2,1728*H0,7001 (3.3-32) Hệ số xác định R2 ở các phương trình trên từ 0,6866 đến 0,7783. Như vậy sinh khối Wla ở các vùng có quan hệ ở mức vừa phải với D và H theo dạng phương trình (3.3-1). Kết quả kiểm nghiệm phương trình sinh khối Wla cho các vùng được cho ở bảng 3.3-12. Bảng 3.3-12: Kết quả tính sai số của các phương trình sinh khối lá Vùng Phương trình Số cây Tỷ lệ % sai số mang dấu (+) Tỷ lệ % sai số mang dấu (-) ∆% max ∆%തതതതത ∆% (∑W1) Bắc Bộ (3.3-25) 50 46.0 54.0 348.90 56.93 -3.99 Bắc TB (3.3-27) 55 65.5 34.5 421.59 55.60 +19.88 Nam TB (3.3-29) 51 62.7 37.3 123.00 30.74 +18.07 T. Nguyên (3.3-31) 54 63.0 37.0 152.98 46.65 +37.92 Kết quả tính sai số ở bảng 3.3-12, cho thấy: Số lần mắc sai số (+) và sai số (-): Có 3/4 trường hợp tỷ lệ cây kiểm tra có sai số dương lớn hơn 60%, còn lại 1 trường hợp tỷ lệ này tương đối cân bằng nhau. 3.3.3.5. Nhận xét chung về kết quả kiểm nghiệm các phương trình sinh khối theo đường kính và chiều cao. - Quan hệ giữa sinh khối từng bộ phận thân cây cũng như sinh khối chung W1 đều được mô tả tốt bằng dạng phương trình (3.3-1). Trong đó hệ số xác định R2 của phương trình sinh khối W1 và Wth là cao nhất và tương tự nhau, sau đó đến hệ số xác định của phương trình sinh khối Wca và Wla. - So với các bộ phận trên mặt đất, sai số xác định sinh khối chung W1 và sinh khối thân Wth nhỏ hơn rất nhiều so với sai số xác định sinh khối cành Wca và sai số xác định sinh khối lá Wla từ phương trình lý thuyết. Sai số lớn nhất xác đinh sinh khối W1 và Wth từ 28,25% đến 34,37 %, sai số bình quân từ 14,50% đến 18,11%. Sai số của tổng sinh khối W1 và Wth của các cây kiểm tra trong từng vùng từ 2,17% đến 6,04%. 14 3.3.3.6. Xác lập phương trình sinh khối phần trên mặt đất với D, H và WD. a. Kiểm tra sự phụ thuộc của khối lượng thể tích gỗ WD vào đường kính Kết quả kiểm tra ở bảng trên cho thấy, có 17/23 loài chiếm 74% WD độc lập với đương kính, 6/23 loài chiếm 26% WD phụ thuộc vào đường kính. Với kết quả như vậy có thể kết luận, về cơ bản WD độc lập với đường kính. Khi gộp số liệu, kiểm tra chung cho các loài, kết quả ở bảng 3.3-14 cho thấy mức ý nghĩa của đại lượng kiểm tra F, Sig=0.001. Với mức ý nghĩa này, bước đầu có thể kết luận WD phụ thuộc vào đường kính. Với kết quả phân tích phương sai theo loài và chung cho các loài ở trên có thể kết luận là về cở bản khối lượng thể tích WD độc lập với đường kính, từ đó không cần thiết phải xác định sự phụ thuộc của WD vào D khi xây dựng mô hình sinh khối theo D, H và WD. b. Xác lập phương trình sinh khối theo D, H, WD Kết quả ở mục 3.3.2 cho thấy, thân cây chiếm tới 80,5% sinh khối khô của bộ phận trên mặt đất, mặt khác, những cây có cùng thể tích (tạm coi là có cùng D và H) thì sinh khối khô phụ thuộc vào khối lượng thể tích của cây. Vì thế, khi yêu cầu độ chính xác ước tính sinh khối khô cây đứng cao hơn, cần đưa thêm biến WD vào phương trình sinh khối. (1).Các dạng phương trình thử nghiệm Để chọn được dạng phương trình thích hợp nhất mô tả quan hệ sinh khối với các nhân tố D, H, WD, đã thử nghiệm những dạng phương trình được nhiều tác giả đề xuất sử dụng làm cơ sở xây dựng phương trình sinh khối. Đó là các dạng phương trình cụ thể dưới đây: Log(W1)=a0+a1*log(D)+a2*log(H)+a3*log(WD) (3.3-33) Log(W1)=a0+a1*log(D2*H)+a2*(WD) (3.3-34) Log(W1)=a0+a1*log(D2*H)+a2*log (WD) (3.3-35) Log(W1)=a0+a1*log(D2*H*WD) (3.3-36) Log(W1)=a0+a1*log(D2H)+a2*log(D2*WD) (3.3-37) Log(W1)= a0+a1*log(D2)+a2*log(D2*H*WD) (3.3-38) (2). Xác lập phương trình sinh khối Từ số liệu 989 cây tính toán có WD, các phương trình sinh khối cụ thể đã được xác lập: Log(W1)=-1.0838+1,8961*log(D)+0,8616*log(H)+0,6857*log(WD) (3.3-33a) Phương trình có hệ số xác định R2=0,9758, các hệ số a1, a2, a3 đều tồn tại. Log(W1)=-1,6034+0,9270*log(D2H)+0,5543*(WD) (3.3-34a) Phương trình trên có hệ số xác địn R2=0,9751, các hệ số a1, a2 đều tồn tại. Log(W1)=-1,1097+0,9279*log(D2H)+0,6904*log(WD) (3.3-35a) Phương trình trên có hệ số xác định R2=0,9758, các hệ số a1, a2 đều tồn tại. Log(W1)=-1,01026+0,9186*log(D2 *H*WD) (3.3-36a) Phương trình trên có hệ số xác định R2=0,9751 Log(W1)=-0,9834+0,5095*log(D2H)+0,5469*log(D2*WD) (3.3-37a) Phương trình trên có hệ số xác định R2=0,9758, các hệ số a1, a2 đều tồn tại. Log(W1)=-1,0241+0,1423*log(D2)+0,8202*log(D2*H*WD) (3.3-38a) Phương trình trên có hệ số xác định R2=0,9828, các hệ số a1, a2 đều tồn tại. 15 (3). Chọn phương trình sinh khối - Chọn phương trình mô tả tốt nhất quan hệ sinh khối với D, H và WD Từ đó, phương trình (3.3-38a) được xem là phương trình mô tả tốt nhất quan hệ W1 với D, H và WD cây gỗ rừng tự nhiên. Từ kết quả tính sai số của các phương trình sinh khối W1 theo D, H và WD ở trên cho thấy, ở cả 4 vùng, phương trình (3.3-38a) đều được coi là phương trình tốt nhất. Vì thế phương trình này được chọn làm phương trình sinh khối phần TMĐ cho rừng tự nhiên ở nước ta. Khi sử dụng phương trình (3.3-38a) điều tra sinh khối W1 cho từng vùng, sai số cụ thể được tổng hợp ở bảng 3.3-22. Bảng 3.4-22: Kết quả tính sai số cho phương trình sinh khối (3.3-38a) Vùng Số cây Phần trăm sai số (+) Phần trăm sai số (-) ∆% max %(∑W1) Bắc Bộ 50 46,0 54,0 21,20 8,75 +1,70 Bắc Trung bộ 55 52,8 47,2 21,74 9,05 +2,31 Nam Trung bộ 51 51,0 49,0 19,85 9,03 -1,95 Tây Nguyên 54 53,8 46,2 19,01 9,21 +3,40 Từ bảng trên cho thấy, khi điều tra sinh khối cây đứng, các loại sai số mắc phải tương ứng: - Số lớn nhất không vượt quá 21,74%. Sai số bình quân nhỏ hơn 10%. - Sai số tổng sinh khối không vượt quá +3,4% và không mắc sai số hệ thống. Ở phương trình (3.3-38a), đại lượng (D2*H*WD) chính là khối lượng của khối hình học có diện tích đáy là D2, chiều cao là H, còn WD là khối lượng riêng. Quan hệ sinh khối W1 với biến tổng hợp (D2*H*WD) được thể hiện ở hình 3.3-7. Hình 3.3-7: Quan hệ sinh khối W1 với (D2*H*WD) chung cho các vùng Hình 3.3-7 cho thấy đám mây điểm có dạng đường cong hơn là dạng đường thẳng, nhưng biến động rất nhỏ trong mỗi tổ hợp cỡ D và H. So sánh đám mây điểm ở hình 3.3-7 với đám mây điểm ở hình 3.3-3 cho thấy quan hệ W1/(D2*H*WD) chặt hơn nhiều so với quan hệ W1/(D2*H). Chuyển phương trình (3.3-38a) về dạng mũ: W1=0.0946*D0,1423*(D2*H*WD)0,8202 (3.3-39) 3.3.4. Xác lập phương trình sinh khối phần dưới mặt đất của cây Từ 131 cặp giá trị quan sát, phương trình chung được xác định cụ thể như sau: Log(W2)= -0.7570+0.9823*log(W1) R2= 0,9347. (3.3-49) Chuyển phương trình (3.3-49) về dạng mũ: W2= 0,1750*(W1)0,9823 (3.3-50) Thay các phương trình sinh khối trên mặt đất W1 vào phương trình (3.3-50), được phương trình sinh khối phần dưới mặt đất. - Với phương trình sinh khối lập theo D và H: Thay W1 ở phương trình (3.3-50) bằng các phương trình sinh khối của từng vùng (3.3-1a), (3.3-1b), (3.3-1c), (3.3-1d), được phương trình sinh khối phần dưới mặt đất theo D và H tương ứng: 16 Vùng Bắc Bộ: Sinh khối W2 tính từ phương trình (3.3-43), W1 tính từ phương trình (3.3- 1a) lập riêng cho vùng Bắc Bộ. W2=0,2080*(0,1080*D2,1234*H0,3598) 0,9399 (3.3-51) Vùng Bắc Trung Bộ: Sinh khối W2 tính từ phương trình (3.3-50) lập từ số liệu vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên, W1 tính từ phương trình (3.3-1b) lập riêng cho vùng Bắc Trung Bộ. W2= 0,1750*(0,05196*D1,8075*H0,9940)0,9823 (3.3-52) Nam Trung bộ: Sinh khối W2 tính từ phương trình (3.3-50) lập từ số liệu vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên, W1 tính từ phương trình (3.3-1c) lập riêng vùng Nam Trung Bộ. W2= 0,1750*(0,06223*D2,1254*H0,5432)0,9823 (3.3-53) Tây Nguyên: Sinh khối W2 tính từ phương trình (3.3-46), W1 tính từ phương trình (3.3- 1d) lập riêng cho vùng Tây Nguyên. W2= 0,1735*(0,05378*D2,0176*H0,7579) 0,9606 (3.3-54) - Với phương trình sinh khối lập theo D, H và WD: Thay W1 ở phương trình (3.3-50) bằng phương trình sinh khối (3.3-38a) lập chung cho các vùng, được phương trình sinh khối phần dưới mặt đất theo D, H và WD: W2= 0,1750*[-1,0241+0,1423*log(D2)+0,8202*log(D2*H*WD)]0,9823 (3.3-55) 3.3.5. Xác lập phương trình sinh khối chung của cây Sinh khối của cây chung W là tổng sinh khối bộ phận trên mặt đất W1 và bộ phận dưới mặt đất W2, được tính cụ thể cho từng vùng theo công thức chung: W=W1+W2 (3.3-56) Thay các phương trình sinh khối trên mặt đất W1 và phương trình sinh khối dưới mắt đất W2 của từng vùng vào công thức (3.3-56), được phương trình sinh khối chung của cây. - Với phương trình sinh khối lập theo D và H: Thay W1 ở công thức (3.3-56) bằng các phương trình sinh khối của từng vùng (3.3-1a), (3.3-1b), (3.3-1c), (3.3-1d), thay W2 ở công thức (3.3-56) bằng các phương trình (3.3-43) ứng với vùng Bắc Bộ, (33-50) ứng với vùng Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ, (3.3-46) ứng với vùng Tây Nguyên được phương trình sinh khối chung theo D và H tương ứng: Theo phương pháp trên, tổng sinh khối W của cây ở từng vùng được tính cụ thể như sau: Vùng Bắc Bộ: W=0,1080*D2,1234*H0,3598+0,2080*(0,1080*D2,1234*H0,3598) 0,9399 (3.3-57) Bắc Trung bộ: W=0,05196*D1,8075*H0,9940+0,1750*(0,05196*D1,8075*H0,9940)0,9823 (3.3-58) Nam Trung bộ: W=0,06223*D2,1254*H0,5432 +0,1750*(0,06223*D2,1254*H0,5432)0,9823 (3.3-59) Tây Nguyên: W=0,05378*D2,0176*H0,7579 +0,1735*(0,05378*D2,0176*H0,7579) 0,9606 (3.3-60) - Với phương trình sinh khối lập theo D,H và WD: Thay W1 ở công thức (3.3-56) bằng phương trình sinh khối (3.3-38a) lập chung cho các vùng, thay W2 bằng phương trình (3.3-50) được phương trình sinh khối chung theo D, H và WD: W=[-1,0241+0,1423*log(D2)+0,8202*log(D2*H*WD)]+0,1750*[-1,0241+0,1423* log(D2)+0,8202*log(D2*H*WD)]0,9823 (3.3-61) Từ sinh khối chung W, sinh khối của từng bộ phận được tính thông qua sinh khối chung và tỷ lệ phần trăm sinh khối từng bộ phận tương ứng. Từ số liệu 131 cây tính được: Hế số Kw bình quân bằng 0,1637; sai tiêu chuẩn S=0,594; hệ số biến động S%=36,2%. 17 Tỷ lệ sinh khối W2 so với tổng sinh khối W của cây bình quân bằng 13,84%; sai tiêu chuẩn S=3,87; hệ số biến động S%=28,0%. Tỷ lệ sinh khối W1 so với tổng sinh khối W của cây bình quân bằng 86,16%; sai tiêu chuẩn S=3,87; hệ số biến động S%=4,50%. Kết quả tính ở trên cho thấy, sinh khối bộ phận dưới mặt đất W2 chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với sinh khối chung W của cây, bình quân là 13,84%, mặt khác do không có số liệu kiểm nghiệm phương trình sinh khối W2 từ W1, vì thế sai số xác định sinh khối bộ phận trên mặt đất W1 được coi là sai số xác định sinh khối chung của cây. Từ kết quả kiểm nghiệm ta thấy: Khi dùng phương trình lập riêng cho từng vùng xác định sinh khối W1, các loại sai số mắc phải cụ thể như sau: Sai số lớn nhất xác đinh sinh khối W1 từ 28,34% đến 31,50%, sai số bình quân từ 13,28% đến 18,24%. Sai số của tổng sinh khối W1 các cây kiểm tra trong từng vùng nhỏ hơn 5% và không mắc sai số hệ thống. Sai số trên đây được xem là sai số xác định sinh khối chung W của cây. 3.4. Xác lập phương trình ước tính carbon 3.4.1. Xác định carbon từ hệ số chuyển đổi Kc Từ số liệu điều tra, đã xác định được một số đặc trưng mẫu của hệ số carbon cho mỗi bộ phận của cây (bảng 3.4-3). Bảng 3.4-3: Kết quả tính một số đặc trưng mẫu của hệ số carbon theo bộ phận cây Đặc trưng Cành Lá Thân TMĐ DMĐ Xഥ 0.4395 0.4234 0.4543 0.4501 0.4496 S 0.0694 0.0635 0.0703 0.0669 0.0744 S% 15.800 15.010 15.470 14.870 16.550 Min 0.3337 0.2634 0.3208 0.3294 0.1883 Max 0.5800 0.5740 0.5886 0.5794 0.5789 n 149 149 149 149 61 Hệ số chuyển đổi carbon được tính theo công thức: Kc= େ (୩୥) ୛(୩୥) (3.4-1) Ở công thức trên, C là khối lượng carbon, W là sinh khối khô của bộ phận cần tính. Từ bảng 3.4-3 nhận thấy, giá trị bình quân của hệ số Kc ở các bộ phận từ 0,4234 (lá) đến 0,4543 (thân). Hệ số Kc của bộ phận TMĐ bình quân bằng 0,4501. Hệ số Kc của bộ phận DMĐ bình quân bằng 0,4496. Hệ số chuyển đổi carbon chung của cây được tính từ hệ số chuyển đổi carbon bộ phận TMĐ và DMĐ theo tỷ lệ phần trăm sinh khối tương ứng. Kết quả tính ở mục 3.3.5 cho thấy, tỷ lệ sinh khối khô W1 và W2 lần lượt bằng 86,16% và 13,84%. Từ kết quả tính tỷ lệ sinh khối trên, hệ số chuyển đổi carbon chung của cây được tính cụ thể bằng: Kc= (0,4501*86,16/100)+(0.4496*13,84/100)= 0,4500 Thông qua hệ số chuyển đổi Kc, khối lượng carbon được xác định từ sinh khối khô của cây theo công thức: C = Kc*W= 0,45*W (3.4-2) Trường hợp không có điều kiện phân tích hàm lượng carbon từ các mẫu lấy ở rừng, giá trị của hệ số chuyển đổi từ khối lượng sinh khối khô sang khối lượng carbon do IPCC đề xuất từ 0,47 đến 0,50 (UN-REDD Vietnam). Như vậy, có nghĩa là hàm lượng carbon trong sinh khối 18 khô của cây gỗ từ 47% đến 50%. Khi tính trữ lượng carbon của rừng từ sinh khối khô, có thể lấy giá trị giữa của khoảng trên và bằng 48,5%. 3.4.2. Xác định carbon từ quan hệ carbon với sinh khối Qua thử nghiệm với một số dạng phương trình, quan hệ C/W được mô tả thích hợp nhất bằng phương trình: C= 0,4280* W1,0090 R2= 0.9932 (3.4-3) Để chọn cách xác định khối lượng carbon tốt nhất từ hai cách trên, đã kiểm nghiệm bằng số liệu của 39 cây có đủ số liệu sinh khối và carbon bộ phận trên và dưới mặt đất. Kết quả cho thấy, khi khối lượng carbon tính theo hệ số chuyển đổi Kc=0.45, các loại sai số mắc phải như sau: - Sai số lớn nhất mắc phải bằng 13,7%. Sai số bình quân bằng 5,35%. - Sai số tổng khối lượng carbon cây kiểm tra bằng -3,63%. Khi khối lượng carbon tính theo phương trình (3.4-3), các loại sai số mắc phải như sau: - Sai số lớn nhất mắc phải bằng 23,44%. Sai số tương đối bình quân bằng 12,85%. - Sai số tổng khối lượng carbon cây kiểm tra bằng -10,75%. Kết quả tính sai số ở trên cho thấy, các loại sai số xác định carbon chung của cây từ phương trình (3.4-3) luôn lớn hơn sai số xác định carbon từ hệ số chuyển đổi. Từ đó, hệ số chuyển đổi carbon Kc= 0,45 được sử dụng để quy đổi sinh khối sang khối lượng carbon của cây gỗ rừng tự nhiên nước ta. Trên đây mới chỉ tính được kệ số carbon Kc cho vùng Tây Nguyên bằng 0,45. Các vùng còn lại chưa có số liệu tính hệ số carbon, vì thế tạm thời sử dụng hệ số này do IPCC khuyến nghị bằng 0,485. Thay sinh khối chung của cây W bằng phương trình sinh khối của từng vùng từ phương trình (3.3-57) đến (3.3-60) vào công thức (3.4-2), được phương trình carbon của từng vùng tính theo hệ số chuyển đổi carbon. Vùng Bắc Bộ: C=0.485*[0,1080*D2,1234*H0,3598+0,2080*(0,1080*D2,1234*H0,3598)0,9399] (3.4-4) Bắc Trung bộ: C=0.485*[0,05196*D1,8075*H0,9940+0,1750*(0,05196*D1,8075*H0,9940)0,9823] (3.4-5) Nam Trung bộ: C=0.485*[0,06223*D2,1254*H0,5432 +0,1750*(0,06223*D2,1254*H0,5432)0,9823] (3.4-6) Tây Nguyên: C=0.45*[0,05378*D2,0176*H0,7579 +0,1735*(0,05378*D2,0176*H0,7579) 0,9606] (3.4-7) 3.5. Lập biểu sinh khối và carbon cây đứng 3.5.1. Chọn nhân tố lập biểu Bảng 3.5-1: Kết quả tính sai số cho các phương trình sinh khối lập theo D, H và phương trình sinh khối lập theo D, H, WD Vùng Nhân tố Phần trăm sai số (+) Phần trăm sai số (-) ∆%max ∆%തതതതത %(∑W1) Bắc Bộ D, H 44,0 56,0 28,34 13,28 -3,88 D, H, WD 46,0 54,0 21,20 8,75 +1,70 Bắc TB D, H 47,3 52,7 30,10 13,50 -2,61 D, H, WD 52,8 47,2 21,74 9,05 +2,31 Nam TB D, H 45,1 54,9 31,41 13,93 -4,50 D, H, WD 51,0 49,0 19,85 9,03 -1,95 Tây Nguyên D, H 53,7 46,3 31,50 18,24 +1,98 D, H, WD 53,8 46,2 19,01 9,21 +3,40 19 Bảng 3.5-1 được tổng hợp từ bảng 3.3-8 và bảng 3.3-22. Kết quả tổng hợp trên cho thấy, so với sai số của phương trình sinh khối lập theo D, H, sai số của phương trình sinh khối lập theo D, H, WD phương trình (3.3-38a) cụ thể như sau: - Sai số lớn nhất ở cây cá lẻ giảm đi nhiều (phương trình theo D, H, WD từ 19,01 % đến 21,74%; phương trình theo D, H từ 28,34% đến 31,50%). - Sai số bình quân ở cây cá lẻ cũng giảm đi nhiều (phương trình theo D, H, WD từ 8,75% đến 9,21%; phương trình theo D, H từ 13,28% đến 18,24%). - Sai số tổng sinh khối cây kiểm tra về cơ bản không có sự sai khác (phương trình theo D, H, WD từ +1,70% đến +3,40%; phương trình theo D, H từ +1,98% đến -4,50%). - Tỷ lệ sai số mang dấu (+) và dấu (-) ở các ô kiểm tra tương đối cân bằng. Từ đó nhận thấy, các phương trình sinh khối lập theo D, H và lập theo D, H, WD không mắc sai số hệ thống. Từ kết quả tính sai số ở trên rút ra nhận xét chung là, phương trình sinh khối lập theo D, H, WD chỉ chính xác hơn phương trình sinh khối lập theo D, H khi điều tra sinh khối cây cá lẻ, còn khi điều tra sinh khối cho tập hợp cây hay cho lâm phần thì độ chính xác của hai loại phương trình này như nhau. Ngoài ra, khi sử dụng biểu sinh khối lập theo D, H, WD cần biết thêm khối lượng thể tích WD. Với lý do như vậy, không cần thiết lập biểu sinh khối theo D, H, WD. Khi nào điều tra sinh khối lâm phần thì dùng biểu sinh khối, khi nào điều tra sinh khối cây cá lẻ thì dùng phương trình sinh khối lập theo D, H hay theo D, H, WD tùy theo yêu cầu độ chính xác. 3.5.2. Xác định cự ly cỡ kính và cỡ chiều cao trong biểu Biểu sinh khối và carbon là biểu hai nhân tố, được lập theo đường kính và chiều cao. Mặc dù đây là biểu sinh khối và carbon, nhưng cần có sự thống nhất với các biểu thể tích đã lập cho rừng tự nhiên nước ta để có cơ sở chuyển đổi từ thể tích sang sinh khối và carbon. Trong tất cả các biểu thể tích hai nhân tố rừng tự nhiên ở nước ta, cự ly cỡ kính được lấy bằng 4cm, cự ly chiều cao được lấy bằng 2m (Viện điều tra quy hoạch rừng, 1995). Vũ Tiến Hinh (2012) lập biểu thể tích theo loài cây, biểu thể tích theo tổ hình dạng, biểu thể tích chung cho các loài cây rừng tự nhiên nước ta cũng lấy cự ly cỡ kính bằng 4cm, cự ly chiều cao được lấy bằng 2m. Vì thế, ở biểu sinh khối và carbon, cự ly cỡ kính và cỡ chiều cao cũng được lấy tương ứng bằng 4cm và 2m. 3.5.3. Xác đinh giới hạn trên và giới hạn dưới chiều cao cho các cỡ kính trong biểu Để có cơ sở xác định giới hạn trên và giới hạn dưới chiều cao cho các cỡ kính, đã sử dụng số liệu đường kính và chiều cao của 1267 cây chặt ngả điều tra sinh khối.Quan hệ H/D được minh họa ở hình 3.5-1 và được mô tả bằng phương trình (3.5-1). Hình 3.5-1: Quan hệ H/D của những câyđiều tra sinh khối và carbon rừng tự nhiên 20 H = 2,9024*D0,5649 R2=0,799 (3.5-1) Giới hạn trên và giới hạn dưới chiều cao theo đường kính được xác định bằng quy trình SPSS. 3.5.4. Lập biểu sinh khối và carbon cây đứng Từ kết quả nghiên cứu ở mục 3.3-3 và 3.3-4 cho thấy: Vùng Bắc Bộ đã xác lập được phương trình sinh khối W1 và W2, từ đó xác định được phương trình sinh khối chung W của cây, chưa có số liệu để tính hệ số chuyển đổi carbon. Vì thế để đáp ứng kịp thời cho điều tra carbon rừng tự nhiên ở vùng này, tạm thời sử dụng hệ số chuyển đổi carbon do IPCC đề xuất bằng 0,485. Trong mỗi tổ hợp D, H ghi giá trị sinh khối trên mặt đất W1 và sinh khối chung W. Hai loại sinh khối này được tính từ các phương trình: W1= 0,1080*D2,1234*H0,3598 (3.5-2) W=0,1080*D2,1234*H0,3598+0,2080*(0,1080*D2,1234*H0,3598)0,9399 (3.5-3) Từ W1 và W khi cần chuyển sang carbon thì nhân với 0,485. Vùng BắcTrung Bộ mới xác lập được phương trình sinh khối W1, chưa có số liệu để tính phương trình sinh khối W2 và phương trình sinh khối W, chưa có số liệu để tính hệ số chuyển đổi carbon. Để có cơ sở điều tra sinh khối và carbon rừng tự nhiên ở vùng này, tạm thời sử dụng phương trình sinh khối W2 lập từ số liệu điều tra ở vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên. Từ đó tính được sinh khối chung. Sử dụng hệ số chuyển đổi carbon do IPCC đề xuất bằng 0,485. Các phương trình sinh khối dùng lập biểu cụ thể là: W1= 0,05196*D1,8075*H0,9940 (3.5-4) W=0,05196*D1,8075*H0,9940+0,1750*(0,05196*D1,8075*H0,9940)0,9823 (3.5-5) Từ W1 và W khi cần chuyển sang carbon thì nhân với 0,485 Cũng như vùng Vùng Bắc Trung Bộ vùng Nam Trung Bộ mới xác lập được phương trình sinh khối W1, chưa có số liệu để tính phương trình sinh khối W2 và phương trình sinh khối W, chưa có số liệu để tính hệ số chuyển đổi carbon. Do vậy, để phục vụ điều tra sinh khối và carbon rừng tự nhiên ở vùng này, tạm thời sử dụng phương trình sinh khối W2 lập từ số liệu điều tra ở vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên. Từ đó tính được sinh khối chung. Sử dụng hệ số chuyển đổi carbon do IPCC đề xuất bằng 0,485. Các phương trình sinh khối dùng lập biểu cụ thể là: W1= 0,06223*D2,1254*H0,5432 (3.5-6) W=0,06223*D2,1254*H0,5432 + 0,1750*(0,06223*D2,1254*H0,5432)0,9823 (3.5-7) Từ W1 và W khi cần chuyển sang carbon thì nhân với 0,485 Vùng Tây Nguyên đã xác lập được phương trình sinh khối W1 và W2, từ đó xác định được phương trình sinh khối chung W của cây, đã tính được hệ số chuyển đổi carbon Kc=0,45 . Trong mỗi tổ hợp D, H ghi giá trị sinh khối trên mặt đất W1 và sinh khối chung W. Hai loại sinh khối này được tính từ các phương trình: W1= 0,05378*D2,0176*H0,7579 (3.5-8) W=0,05378*D2,0176*H0,7579+0,1735*(0,05378*D2,0176*H0,7579)0,9606 (3.5-9) Từ W1 và W khi cần chuyển sang carbon thì nhân với 0,45. Trong biểu ghi giá trị sinh khối W1 và W của cây, khi cần tính cụ thể cho từng bộ phận thì nhân những giá trị này với tỷ lệ sinh khối khô của từng bộ phận: Cành: 13.53%; lá: 3,27%; thân: 69,36%; rễ (W2): chiếm 13,84%. 21 3.5.5. Tính sai số của biểu sinh khối và carbon lập theo D và H -Tính tổng sinh khối W1 của cây kiểm tra từ số liệu điều tra và từ giá trị lý thuyết. -Tính sai số tương đối tổng sinh khối các cây kiểm tra. Kết quả tính sai số cho từng biểu được cho ở bảng 3.5-3. Bảng 3.5-3: Kết quả tính sai số tổng sinh khối cây kiểm tra cho từng biểu Vùng Số cây kiểm tra Tổng sinh khối thực Tổng sinh khối lý thuyết Sai số % Bắc Bộ 50 30710 29625 -3,53 Bắc TB 55 36529 36264 -0,72 Nam TB 51 21466 20935 -2,47 Tây Nguyên 54 43871 43926 +0,12 Kết quả tính ở bảng trên cho thấy, sai số tổng sinh khối cây kiểm tra ở từng biểu rất nhỏ, từ +0,12% đến -3,53%. Như vậy, khi sử dụng biểu sinh khối hai nhân tố lập theo vùng thì sai số điều tra tổng sinh khối lâm phần sẽ nhỏ hơn 5%. Sẽ sử dụng kết quả tính sai số cho biểu sinh khối vùng Bắc Bộ làm kết quả tính sai số lớn nhất do làm tròn cỡ D và cỡ H chung cho các biểu sinh khối lập cho các vùng. Phương trình sinh khối vùng Bắc Bộ cụ thể như sau: W=0,1080*D2,1234*H0,3598+0,1750*(0,1080*D2,1234*H0,3598)0,9823 Với kết quả tính sai số lớn nhất do làm tròn cỡ D và cỡ H trong biểu cho thấy, không nên sử dụng biểu sinh khối để tra sinh khối cây cá lẻ, trong trường hợp này nên sử dụng phương trình sinh khối. 3.6. Xây dựng phương trình cho điều tra nhanh sinh khối và carbon bộ phận cây gỗ lâm phần 3.6.1. Xử lý số liệu các ô tiêu chuẩn dùng cho xây dựng các phương trình sinh khối và carbon lâm phần -Sinh khối khô cây gỗ: Sử dụng các phương trình sinh khối từ (3.5-3); (3.5-5); (3.5-7); (3.5-9) xác định sinh khối W. Phương trình cụ thể cho các vùng như sau: Vùng Bắc Bộ: W= 0,1080*D2,1234*H0,3598+0,2080*(0,1080*D2,1234*H0,3598)0,9399 Bắc Trung bộ: W= 0,05196*D1,8075*H0,9940+0,1750*(0,05196*D1,8075*H0,9940)0,9823 Nam Trung bộ: W=0,06223*D2,1254*H0,5432 + 0,1750*(0,06223*D2,1254*H0,5432)0,9823 Tây Nguyên: W=0,05378*D2,0176*H0,7579+0,1735*(0,05378*D2,0176*H0,7579) 0,9606 Thay đường kính, chiều cao từng cây vào phương trình sinh khối, xác định sinh khối từng cây, tổng sinh khối từng cây được sinh khối ô tiêu chuẩn. Từ sinh khối ô tiêu chuẩn quy ra sinh khối/ha. Ô tiêu chuẩn thuộc vùng nào, sử dụng phương trình lập cho vùng đó. 3.6.2. Xác lập các phương trình sinh khối lâm phần Thực chất của nội dung này là xác lập quan hệ giữa sinh khối lâm phần (tấn/ha) với một số nhân tố điều tra cơ bản như tổng diện ngang (G), mật độ (N), trữ lượng (M). 3.6.3. Kiểm tra các mô hình sinh khối lâm phần Từ mục 3.6.2.1 đến 3.6.2.4, nghiên cứu đã đề xuất các phương pháp cũng như phương trình xác định nhanh sinh khối cây gỗ lâm phần. Mỗi phương trình có độ chính xác và mức độ phức tạp khác nhau. Độ chính xác của các phương pháp được tổng hợp ở bảng 3.6-1. 22 Bảng 3.6-1: Sai số điều tra sinh khối lâm phần theo các phương pháp và phương trình khác nhau TT Phương pháp ∆%max ∆%തതതതത Tỷ lệ sai số (-) Tỷ lệ sai số (+) 1 Từ G 22,6% 8,8% 56% 44% 2 Từ G và N 19,7% 8,27% 46% 54% 3 Từ hệ số b=0,74 18,3% 5,8% 58% 42% 4 Từ M 16,8% 5,55 % 54% 46% Kết quả tổng hợp ở bảng 3.6-1 cho thấy, độ chính xác điều tra sinh khối cây gỗ lâm phần tăng dần từ phương pháp điều tra thông qua G, đến phương pháp điều tra dựa vào G và N, đến phương pháp sử dụng hệ số chuyển đổi sinh khối từ trữ lượng, sau cùng là phương pháp sử dụng phương trình quan hệ W/M. Nhìn chung ở các phương pháp điều tra sinh khối, tỷ lệ sai số mang dấu (-) và mang dấu (+) không quá chênh lệch. Điều đó cho thấy, các phương pháp điều tra sinh khối không mắc sai số hệ thống. Tuy vậy, giữa phương pháp dựa vào hệ số chuyển đổi b=0,74 và phương pháp dựa vào quan hệ W/M độ chính xác gần như nhau, vì thế trong hai phương pháp này có thể sử dụng phương pháp nào cũng được. Phương pháp thứ 3 có ưu điểm là dễ nhớ hệ số b= 0,74; từ đó việc chuyển đổi từ trữ lượng sang sinh khối đơn giản hơn, bất kỳ chủ rừng nào cũng thực hiện được. 3.6.4. Hướng dẫn điều tra sinh khối lâm phần Kế thừa kết quả nghiên cứu đề tài “Hoàn thiện phương pháp xác định tăng trưởng và dự đoán sản lượng rừng tự nhiên ở Việt Nam” của Vũ Tiến Hinh (2010), các phương pháp điều tra tổng diện ngang và trữ lượng được tiến hành theo các bước: (1). Xác định trạng thái lô rừng. (2). Xác định diện tích lô rừng. (3). Chọn sai số điều tra. (4). Xác định tỷ lệ diện tích điều tra. (5). Xác định số ô cần điều tra: Từ diện tích lô rừng kết hợp với tỷ lệ diện tích điều tra xác định tổng diện tích cần điều tra (tổng diện tích các ô điều tra), sau đó căn cứ vào diện tích ô điều tra (0,05ha) suy ra số ô cần điều tra. (6). Bố trí ô điều tra: Ô điều tra được bố trí cách đều trên tuyến và trải đều trên diện tích lô (mỗi tuyến nên từ 3 đến 5 ô). Cự ly giữa các ô trên tuyến càng gần với cự ly giữa các tuyến thì tính đại diện càng cao. Tuyến và vị trí các ô trên tuyến nên xác định trước trên bản đồ, sau đó đối chiếu xác định ngoài hiện trường. Sau khi xác định vị trí ô ngoài thực địa, tiến hành các nội dung điều tra theo từng phương pháp xác định sinh khối lâm phần: -Với phương pháp 1: Tại các điểm đã chọn ngoài thực địa, dùng thước Bitterlich xác định tổng diện ngang; sau đó tính tổng tiết diện ngang cho lô rừng từ tổng diện ngang ở các điểm điều tra. - Với phương pháp 2: Tại các điểm đã chọn ngoài thực địa lập ô tiêu chuẩn hình tròn diện tích 0,05ha; đo đường kính từng cây và thống kê số cây trên ô. Tính tổng diện ngang và mật độ bình quân trên ô và quy ra trên ha cho lô rừng từ kết quả điều tra các ô hệ thống. - Với phương pháp 3 và 4: Tại các điểm đã chọn ngoài thực địa tiến hành lập ô tiêu chuẩn hình tròn diện tích 0,05ha; sau đó thực hiện các nội dung: + Đo đường kính và chiều cao các cây trong ô (Để đơn giản chỉ nên đo chiều cao 30 cây cho một lô rừng. Căn cứ vào số ô điều tra, tính số cây đo chiều cao cho từng ô, sau đó tính quan hệ H/D chung cho lô rừng). + Xác định số cây theo cỡ đường kính (8, 12, 16cm..) chung cho các ô điều tra. 23 + Xác định chiều cao bình quân theo cỡ kính từ chiều cao của những cây đo cao hoặc từ quan hệ H/D. + Sử dụng biểu thể tích hai nhân tố lập cho tổ hình dạng chung để tra thể tích theo cỡ kính. + Tính trữ lượng cho lô rừng (quy ra ha) từ trữ lượng và tổng diện tích các ô điều ra. + Tính sinh khối và carbon lâm phần từ G hay G và N, hoặc từ M. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận (1). Tỷ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi (K) - PK cao nhất thuộc bộ phận thân, sau đó đến bộ phận cành và bộ phận lá. - Hệ số biến động của PK tăng dần từ bộ phận thân (10,62%), đến cành (13,7%) và lá (23,39%). (2). Cấu trúc sinh khối khô phần trên mặt đất - Tỷ lệ phần trăm sinh khối khô của các bộ phận trên mặt đất của cây gỗ ở rừng tự nhiên có biến động theo vùng nhưng rất nhỏ. Vì vậy, có thể sử dụng giá trị bình quân tỷ lệ sinh khối khô của từng bộ phận tính chung cho toàn quốc khi quy đổi sinh khối cho mỗi bộ phận từ sinh khối phần trên mặt đất. Giá trị bình quân cụ thể như sau: Thân: 80,5%; cành: 15,7%; lá: 3,8%. (3). Biến động sinh khối theo cỡ D và H - Phạm vi biến động chiều cao trong từng cỡ kính ở rừng tự nhiên rất lớn. Với nhiều cỡ kính, phạm vi biến động này lên đến trên 10 cỡ chiều cao (cự ly cỡ 2m), dẫn đến hệ số biến động sinh khối W1 trong từng cỡ kính rất cao, cao hơn xấp xỉ hai lần hệ số biến động trong từng tổ hợp cỡ D và H. Từ đó về lý thuyết, sai số ước tính sinh khối W1 theo D sẽ cao xấp xỉ 2 lần sai số ước tính sinh khối sinh khối W1 theo D và H. (4). Phương trình sinh khối phần trên mặt đất - Trong 7 dạng phương trình sinh khối thử nghiệm cho các bộ phận trên mặt đất của cây, dạng trình (3.3-1) được chọn là dạng phương trình sinh khối thích hợp nhất cho từng vùng. - Sử dụng các phương trình sinh khối (3.3-1a), (3.3-1b), (3.3-1c), (3.3-1d) để xác định sinh khối phần trên mặt đất W1 cây đứng cho từng vùng. Sinh khối của từng bộ phận khi cần được suy từ sinh khối chung W1 kết hợp với tỷ lệ phần trăm sinh khối tương ứng (Wth: 80,5%; Wca:15,7%; WLa: 3,8%). (5). Phương trình sinh khối trên mặt đất theo D, H, WD - Quan hệ giữa sinh khối trên mặt đất với D, H và WD ở mức rất chặt và được mô tả tốt nhất bằng phương trình (3.3-38a). (6). Sinh khối dưới mặt đất - Giữa sinh khối DMĐ và sinh khối TMĐ có mối quan hệ mật thiết và được mô tả tốt bằng phương trình (3.3-50). Phương trình này là cơ sở ước tính sinh khối DMĐ của cây từ sinh khối TMĐ. (7). Sinh khối chung của cây - Các phương trình (3.3-57), (3.3-58), (3.3-59), (3.3-60) là các phương trình sinh khối chung của cây lập theo D, H cho các vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên. - Phương trình (3.3-61) là phương trình sinh khối chung của cây lập theo D, H, WD chung cho các vùng. (8). Xác định carbon 24 - Hệ số carbon của bộ phận TMĐ, DMĐ xấp xỉ nhau; hệ số carbon chung của cây bằng 0,45. - Carbon có quan hệ rất chặt với sinh khối của cây và được mô tả tôt bằng phương trình (3.4-7). - Sai số xác định carbon từ hệ số chuyển đổi Kc=0,45 nhỏ hơn sai số xác định từ phương trình quan hệ với sinh khối (3.4-7). Từ đó carbon được xác định qua hệ số chuyển đổi theo công thức C=0,45*W. (9). Lập biểu sinh khối và carbon - Biểu sinh khối và carbon lập theo D và H cho từng vùng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên. - Sai số xác định tổng sinh khối cây kiểm tra ở từng biểu rất nhỏ, từ +0,12% đến -3,53%. Như vậy, khi sử dụng biểu sinh khối hai nhân tố lập theo vùng thì sai số điều tra tổng sinh khối lâm phần sẽ nhỏ hơn 5%. (10). Điều tra nhanh sinh khối và carbon lâm phần - Quan hệ sinh khối lâm phần với tổng diện ngang ở mức rất chặt và được mô tả tốt nhất bằng phương trình (3.6-3). - Giữa sinh khối lâm phần với tổng diện ngang và mật độ thực sự tồn tại mối quan hệ ở mức rất chặt và được mô tả tốt nhất bằng phương trình (3.6-5). - Giữa sinh khối lâm phần với trữ lượng gỗ có quan hệ gần như quan hệ hàm số và được biểu thị theo phương trình (3.6-6). - Ngoài việc sử dụng quan hệ W/M, sinh khối lâm phần còn được xác định thông qua hệ số chuyển đối b=0,74 theo công thức W=0,74*M. 2. Tồn tại Trong bốn vùng điều tra, có hai vùng có đủ số liệu sinh khối phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất của cây. Đó là vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên. Hai vùng còn lại là Bắc Trung Bộ và Nam Trung Bộ chỉ có sinh khối phần trên mặt đất. Vì thế phương trình sinh khối phần dưới mặt đất lập chung cho vùng Bắc Bộ và vùng Tây Nguyên được sử dụng cho vùng còn lại. Trong bốn vùng điều tra, chỉ có vùng Tây Nguyên có đủ số liệu điều tra về sinh khối và carbon của cây, các vùng còn lại tạm thời sử dụng giá trị của hệ số carbon do IPCC đề xuất (Kc=0,485). Do những hạn chế ở trên, đề tài mới chỉ xây dựng biểu sinh khối và carbon tạm thời cho đối tượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các vùng nghiên cứu. 3. Kiến nghị Từ những tồn tại như đã nêu ở trên, đề tài mới chỉ xây dựng biểu sinh khối và carbon tạm thời cho đối tượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các vùng nghiên cứu. Vì thế, để có những biểu sinh khối và carbon chính thức cho đối tượng rừng tự nhiên nước ta, cần có những công trình nghiên cứu cho những đối tượng rừng khác ngoài kiểu rừng lá rộng thường xanh. Với kiểu rừng lá rộng thường xanh, ngoài nguồn số liệu hiện có, cần điều tra bổ sung thêm số liệu về sinh khối và carbon cho một số lượng cây nhất định ở mỗi vùng sinh thái. Số liệu này sẽ là cơ sở để ước tính sinh khối phần dưới mặt đất thông qua sinh khối phần trên mặt đất và chuyển đổi sinh khối sang carbon cho cây cá lẻ và cho lâm phần.