Nghiên cứu hình số tự nhiên, lập biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ cây rừng Tây Nguyên

• Tác giả: Tống Duy Bằng
• Người hướng dẫn: Gs. Vũ Tiến Hinh
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Cơ Bản Của Hình Số Tự Nhiên Và Tỷ Lệ Lợi Dụng Gỗ Thân Cây Làm Cơ Sở Lập Biểu Tỷ Lệ Gỗ Lợi Dụng Cho Một Số Loài Cây Rừng Tự Nhiên Vùng Tây Nguyên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 2. Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu tổng quát
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.4.1. Khái quát về số liệu nghiên cứu
• 2.4.2. Biến động của hình số tự nhiên và tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng
• 2.4.3. Tính số cây cần điều tra cho mỗi loài
• 2.4.4. Nghiên cứu phương pháp xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01
• 2.4.5. Nghiên cứu phương pháp xác định tỉ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây
• 2.4.6. Đề xuất phương pháp lập biểu tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng cho 5 loài cây nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Một số khái niêm
• 2.5.2. Công tác chuẩn bị
• 2.5.3. Phương pháp điều tra, thu thập số liêụ ngoại nghiêp̣
• 2.5.4. Phương pháp xử lý số liêụ và tính toán nội nghiêp̣
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ́U VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khái quát về số liệu nghiên cứu
• 3.2. Biến động của hiǹh số tự nhiên và tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng
• 3.3. Tính số cây cần điều tra cho mỗi loài
• 3.3.1. Chọn đại lượng làm tiêu chí tính số cây cần thiết
• 3.3.2. Tính số cây cần thiết cho mỗi loài
• 3.4. Xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01
• 3.4.1. Kiểm tra luật phân bố chuẩn và sự phụ thuộc của hình số tự nhiên vào đường kính và chiều cao
• 3.4.2. Xác định sai số thể tích thân cây tính từ giá trị f01 bình quân cho các loài
• 3.5. Nghiên cứu phương pháp xác định tỉ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây
• 3.5.1. Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ lợi dụng
• 3.5.2. Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ lớn
• 3.5.3. Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích gỗ tận dụng và gỗ củi
• 3.6. Đề xuất phương pháp xác đinh ̣ tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng phục vụ cho việc lập biểu tỷ lệ các loại gỗ lợi dụng thân cây ở 5 loài cây nghiên cứu
• 3.6.1. Phương pháp xác đinh ̣ thể tích thân cây từ hình số tự nhiên bình quân f01
• 3.6.2. Phương pháp xác đinh ̣ thể tích gỗ lợi dụng thân cây
• 3.6.3. Phương pháp xác đinh ̣ tổng thể tích gỗ lớn cho từng loài cây
• 3.6.4. Phương pháp xác định tổng thể tích gỗ củi thân cây
• 3.6.5. Phương pháp xác định thể tích gỗ tận dụng
• KẾT LUẬN, NHỮNG TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHI
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• appendix.1. Tiếng nước ngoài
• PHẦN PHỤ BIỂU

I. Tổng quan biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ rừng tự nhiên Tây Nguyên

Khu vực Tây Nguyên sở hữu tới 2,72 triệu ha rừng tự nhiên, chiếm hơn 26% diện tích rừng tự nhiên cả nước, đóng vai trò then chốt trong ngành lâm nghiệp Việt Nam. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất là việc xác định chính xác sản lượng gỗ có thể thu hoạch. Việc áp dụng các biểu thể tích chung cho toàn quốc thường không mang lại độ chính xác cao do đặc thù về loài cây và điều kiện sinh trưởng của vùng. Do đó, việc xây dựng một biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ cây rừng tự nhiên Tây Nguyên chuyên biệt là yêu cầu cấp thiết. Biểu này không chỉ là một công cụ kỹ thuật mà còn là cơ sở khoa học quan trọng cho công tác điều tra, quy hoạch và quản lý rừng bền vững. Nó giúp các đơn vị lâm nghiệp, từ cơ quan quản lý nhà nước như Tổng cục Lâm nghiệp hay Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đến các doanh nghiệp khai thác, có thể dự báo sản lượng một cách chính xác, từ đó lập kế hoạch kinh doanh hiệu quả và giảm thiểu lãng phí tài nguyên. Một biểu tỷ lệ được xây dựng bài bản sẽ cung cấp các hệ số lợi dụng gỗ tin cậy, giúp phân chia rõ ràng các loại sản phẩm như gỗ tròn các loại và gỗ xẻ các loại, tối ưu hóa giá trị kinh tế từ mỗi cây gỗ được khai thác.

1.1. Khái niệm cốt lõi về tỷ lệ lợi dụng gỗ trong lâm nghiệp

Theo định nghĩa trong các văn bản pháp quy như Quyết định của UBND tỉnh và các Thông tư quy định, tỷ lệ lợi dụng gỗ là tỷ lệ phần trăm giữa khối lượng sản phẩm gỗ thực tế thu được (gỗ lớn, gỗ tận dụng) so với tổng thể tích của toàn bộ thân cây đứng. Đây là một chỉ số kinh tế - kỹ thuật quan trọng, phản ánh hiệu quả của quá trình khai thác gỗ rừng tự nhiên và chế biến gỗ rừng tự nhiên. Chỉ số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài cây, đường kính cây D1.3, hình dạng thân cây và quy cách sản phẩm theo yêu cầu thị trường. Việc xác định chính xác tỷ lệ này giúp tính toán sản lượng gỗ tròn dự kiến, từ đó xây dựng định mức lợi dụng gỗ phù hợp, tránh tình trạng khai thác quá mức hoặc bỏ sót nguồn tài nguyên có giá trị.

1.2. Tầm quan trọng của bảng tỷ lệ thu hồi gỗ đối với Tây Nguyên

Tây Nguyên là vùng có đa dạng sinh học cao với nhiều loài gỗ quý. Việc thiếu một bảng tỷ lệ thu hồi gỗ đặc thù cho vùng đã gây ra nhiều khó khăn. Các phương pháp ước tính cũ thường dựa trên kinh nghiệm hoặc áp dụng biểu toàn quốc, dẫn đến sai số lớn. Một bảng tỷ lệ chính xác, xây dựng dựa trên số liệu thực nghiệm từ các loài cây bản địa, sẽ giúp cải thiện công tác thiết kế khai thác, thẩm định trữ lượng và đánh giá hiệu quả kinh tế. Điều này không chỉ có ý nghĩa với gỗ rừng tự nhiên mà còn là cơ sở để phát triển các mô hình gỗ rừng trồng Tây Nguyên, góp phần vào chiến lược phát triển lâm nghiệp bền vững của quốc gia, đồng thời cung cấp dữ liệu tin cậy cho việc quản lý và bảo vệ các lâm sản ngoài gỗ.

II. Thách thức trong việc xác định sản lượng gỗ tròn các loại

Việc xác định sản lượng gỗ tròn từ cây đứng trong rừng tự nhiên luôn là một bài toán phức tạp. Khác với rừng trồng có cây đồng đều, rừng tự nhiên Tây Nguyên bao gồm nhiều loài cây với hình thái, kích thước và chất lượng gỗ khác nhau. Thách thức lớn nhất đến từ sự biến động của hình dạng thân cây, vốn không tuân theo một quy luật hình học đơn giản. Các phương pháp truyền thống thường chỉ dựa vào đường kính cây D1.3 và chiều cao, bỏ qua yếu tố hình số, dẫn đến sai số có thể lên tới 20%. Hơn nữa, các quy định khai thác gỗ hiện hành đòi hỏi việc phân chia sản phẩm phải rất chi tiết, bao gồm gỗ lớn, gỗ tận dụng và củi. Nếu không có một hệ thống biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ chính xác, việc lập kế hoạch khai thác và dự toán sản lượng trở nên thiếu tin cậy, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh doanh và công tác quản lý của các cơ quan chức năng. Vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng khi các đơn vị phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về quản lý rừng bền vững và truy xuất nguồn gốc lâm sản.

2.1. Hạn chế của các biểu thể tích quốc gia khi áp dụng tại chỗ

Các biểu thể tích quốc gia được xây dựng dựa trên số liệu trung bình từ nhiều vùng sinh thái khác nhau. Khi áp dụng cho một khu vực đặc thù như Tây Nguyên, chúng bộc lộ nhiều hạn chế. Đặc điểm thổ nhưỡng, khí hậu và cấu trúc lâm phần tại Tây Nguyên tạo ra những cây gỗ có hình dạng và độ thon khác biệt. Nghiên cứu của Tống Duy Bằng (2012) đã chỉ ra rằng, việc sử dụng các biểu này có thể dẫn đến đánh giá sai lệch trữ lượng rừng, gây khó khăn trong việc cấp phép và giám sát hoạt động khai thác gỗ rừng tự nhiên. Sai số này không chỉ ảnh hưởng đến doanh thu mà còn tác động tiêu cực đến việc bảo tồn tài nguyên rừng.

2.2. Sự phức tạp trong việc phân loại nhóm gỗ Việt Nam tại hiện trường

Việc phân loại nhóm gỗ Việt Nam là cơ sở để xác định giá trị và mục đích sử dụng. Tuy nhiên, việc phân chia sản phẩm thành các loại như gỗ lớn, gỗ tận dụng, củi ngay tại hiện trường khai thác đòi hỏi phải có tiêu chuẩn rõ ràng và công cụ đo đếm chính xác. Các quy định khai thác gỗ yêu cầu xác định đường kính đầu nhỏ của lóng gỗ, tỷ lệ rỗng ruột để phân loại. Nếu không có một bảng tỷ lệ thu hồi gỗ tham chiếu, quyết định cắt hạ và phân khúc gỗ chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, dễ dẫn đến lãng phí. Ví dụ, một đoạn thân cây có thể bị xếp vào loại gỗ tận dụng trong khi nó vẫn đủ tiêu chuẩn làm gỗ lớn, gây thất thoát giá trị kinh tế.

III. Phương pháp nghiên cứu hình số tự nhiên f01 để lập biểu

Để khắc phục những hạn chế của phương pháp cũ, các nghiên cứu hiện đại tập trung vào việc sử dụng hình số tự nhiên (f01) làm chỉ tiêu cốt lõi. Hình số tự nhiên là tỷ số giữa thể tích thực của thân cây và thể tích của một hình trụ có cùng chiều cao và tiết diện ngang được đo ở vị trí 1/10 chiều cao cây từ gốc. Ưu điểm vượt trội của f01 là nó biến động ít hơn nhiều so với hình số thường (f1.3) và gần như độc lập với đường kính và chiều cao trong cùng một loài. Theo nghiên cứu nền tảng của Tống Duy Bằng (2012) tại Tây Nguyên, việc sử dụng giá trị f01 bình quân cho từng loài cây (như Cáng lò, Chò chỉ, Giổi nhung) cho phép tính toán thể tích thân cây với độ chính xác cao. Phương pháp này yêu cầu đo đếm chi tiết cây ngả, chia thân cây thành 10 đoạn bằng nhau để tính thể tích theo công thức kép tiết diện bình quân, từ đó xác định f01 thực tế. Dữ liệu này là nền tảng để xây dựng các phương trình hồi quy, cho phép suy ra tỷ lệ thu hồi sản phẩm gỗ một cách khoa học và đáng tin cậy.

3.1. Vai trò của hình số tự nhiên f01 trong tính toán thể tích

Hình số tự nhiên f01 được xem là chỉ tiêu tổng hợp và cô đọng nhất để biểu thị hình dạng thân cây. Trong khi cấp đường kính cây rừng và chiều cao cho biết kích thước, f01 phản ánh độ thon của cây. Việc tính toán thể tích thân cây dựa trên công thức V = g01 * h * f01 cho kết quả chính xác hơn so với các phương pháp ước lệ. Nghiên cứu cho thấy, f01 của các loài cây chính ở Tây Nguyên có hệ số biến động thấp (trung bình 9.56%), tạo cơ sở vững chắc để sử dụng giá trị f01 bình quân cho việc lập biểu, giúp giảm thiểu đáng kể số lượng cây mẫu cần chặt hạ để điều tra, tiết kiệm chi phí và thời gian.

3.2. Quy trình thu thập số liệu cây ngả để xác định hệ số f01

Quy trình thu thập số liệu ngoại nghiệp là bước quyết định độ chính xác của toàn bộ nghiên cứu. Các cây mẫu thuộc đối tượng khai thác chính được lựa chọn. Sau khi chặt hạ, mỗi cây được đo chi tiết: chiều dài thân, chiều cao dưới cành, chiều cao gốc chặt. Thân cây được chia thành 10 đoạn có chiều dài tương đối bằng nhau. Tại mỗi điểm chia, đường kính có vỏ và không vỏ được đo đạc cẩn thận. Dữ liệu này không chỉ dùng để tính thể tích toàn thân mà còn để tính thể tích từng loại sản phẩm theo quy cách trong Thông tư quy định, làm cơ sở để xác định hệ số lợi dụng gỗ cho từng bộ phận.

IV. Cách xác định tỷ lệ thu hồi sản phẩm gỗ các loại chính xác

Sau khi có được thể tích tổng của thân cây, bước tiếp theo là xác định tỷ lệ thu hồi sản phẩm gỗ cho từng loại. Dựa trên quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, gỗ lợi dụng được chia thành ba loại chính: gỗ lớn, gỗ tận dụng và củi. Gỗ lớn là phần giá trị nhất, tính từ gốc chặt đến vị trí phân cành đầu tiên. Gỗ tận dụng là phần cành, ngọn có đường kính đầu nhỏ từ 25cm trở lên. Phần còn lại được xếp vào loại củi. Nghiên cứu tại Tây Nguyên đã xây dựng các phương trình hồi quy tuyến tính và phi tuyến để mô tả mối quan hệ giữa thể tích của từng loại sản phẩm này với thể tích tổng của thân cây. Ví dụ, thể tích gỗ lớn (VL) có thể được xác định thông qua phương trình VL = a + b*V (với V là thể tích thân cây). Các phương trình này cho phép dự báo định mức lợi dụng gỗ một cách nhanh chóng và chính xác chỉ từ các thông số cơ bản của cây đứng, là một công cụ hữu ích cho công tác thiết kế khai thác.

4.1. Công thức tính toán cho gỗ lớn gỗ tận dụng và gỗ củi

Nghiên cứu đã đề xuất các công thức cụ thể cho 5 loài cây phổ biến. Thể tích gỗ lớn (VL) và thể tích gỗ lợi dụng (VLd) được xác định hiệu quả thông qua mối quan hệ tuyến tính với thể tích thân cây (V), với hệ số xác định R² rất cao, cho thấy độ tin cậy của mô hình. Trong khi đó, do sự biến động lớn, thể tích gỗ tận dụng và gỗ củi không được tính trực tiếp mà xác định gián tiếp. Cụ thể, thể tích gỗ tận dụng (Vtd) được tính bằng hiệu số giữa thể tích phần thân cây có đường kính trên 25cm (Vd25) và thể tích gỗ dưới cành (Vdc). Thể tích củi (Vc) là phần còn lại sau khi lấy tổng thể tích lợi dụng trừ đi gỗ lớn và gỗ tận dụng. Cách tiếp cận này đảm bảo tính logic và giảm thiểu sai số.

4.2. Phân tích biến động của hệ số lợi dụng gỗ giữa các loài cây

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số lợi dụng gỗ có sự khác biệt rõ rệt giữa các loài. Ví dụ, loài Giổi nhung có tỷ lệ gỗ lợi dụng trung bình lên đến 94.73%, trong khi Cáng lò chỉ đạt 91.95%. Tương tự, tỷ lệ gỗ lớn của Chò chỉ (76.62%) cao hơn đáng kể so với Hồng tùng (66.90%). Sự khác biệt này đến từ đặc điểm hình thái tự nhiên của từng loài. Những phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết phải có một biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ riêng cho từng loài hoặc nhóm loài có đặc tính tương đồng, thay vì áp dụng một con số chung cho toàn bộ khu vực, nhằm tối ưu hóa giá trị thu được từ tài nguyên rừng.

V. Kết quả ứng dụng biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ tại rừng Tây Nguyên

Việc ứng dụng biểu tỷ lệ lợi dụng gỗ cây rừng tự nhiên Tây Nguyên vào thực tiễn đã mang lại những kết quả tích cực. Các công ty lâm nghiệp và ban quản lý rừng đã có trong tay một công cụ khoa học để dự báo sản lượng gỗ chính xác hơn, từ đó nâng cao hiệu quả trong công tác lập kế hoạch khai thác và kinh doanh. Sai số trong việc ước tính trữ lượng giảm xuống đáng kể so với việc sử dụng các biểu toàn quốc. Cụ thể, các phương trình xác định thể tích gỗ lợi dụng và gỗ lớn cho 5 loài cây nghiên cứu đều có sai số bình quân dưới 10%, một con số được chấp nhận trong ngành điều tra rừng. Biểu tỷ lệ mới không chỉ giúp tối ưu hóa tỷ lệ thu hồi sản phẩm gỗ, giảm lãng phí tài nguyên mà còn cung cấp cơ sở dữ liệu minh bạch cho việc giám sát và quản lý theo các tiêu chuẩn về quản lý rừng bền vững. Đây là một bước tiến quan trọng, góp phần hài hòa giữa mục tiêu phát triển kinh tế và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên của vùng Tây Nguyên.

5.1. So sánh độ chính xác trước và sau khi áp dụng biểu mới

Trước khi có biểu tỷ lệ chuyên biệt, các đơn vị thường phải dựa vào kinh nghiệm hoặc các hệ số chung, dẫn đến sai số tổng thể tích có thể vượt quá 15-20%. Sau khi áp dụng các phương trình và hệ số lợi dụng gỗ từ nghiên cứu, sai số tổng thể tích đã giảm xuống dưới 10%. Điều này có nghĩa là với một khu khai thác có trữ lượng hàng nghìn mét khối gỗ, việc áp dụng biểu mới có thể giúp tránh thất thoát hàng trăm mét khối, tương đương với giá trị kinh tế rất lớn. Độ chính xác cao hơn cũng giúp các cơ quan chức năng như Tổng cục Lâm nghiệp thực hiện công tác hậu kiểm và thanh tra hiệu quả hơn.

5.2. Lợi ích kinh tế và môi trường từ việc tối ưu hóa khai thác

Tối ưu hóa khai thác gỗ rừng tự nhiên mang lại lợi ích kép. Về kinh tế, việc xác định đúng sản lượng gỗ tròn và các sản phẩm khác giúp doanh nghiệp tối đa hóa doanh thu trên mỗi héc-ta khai thác. Về môi trường, việc lập kế hoạch khai thác chính xác giúp giảm thiểu tác động đến hệ sinh thái, hạn chế việc chặt hạ những cây không cần thiết và tận dụng tối đa các bộ phận của cây, kể cả cành ngọn. Điều này hoàn toàn phù hợp với định hướng quản lý rừng bền vững, góp phần bảo vệ đa dạng sinh học và các chức năng phòng hộ của rừng Tây Nguyên.