Xây dựng cơ sở khoa học điều tra thể tích cây từ gốc chặt ở Bắc Trung Bộ

Nghiên cứu phương pháp xác định thể tích thân cây từ gốc chặt tại rừng tự nhiên Bắc Trung Bộ. Cơ sở khoa học cho công tác điều tra lâm nghiệp.

• Tác giả: Vũ Quốc Phòng
• Người hướng dẫn: Gs. Vũ Tiến Hinh
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm Học
• Đề tài: Xây dựng cơ sở khoa học cho việc điều tra thể tích thân cây từ kích thước gốc chặt của một số loài cây ở rừng tự nhiên vùng Bắc Trung bộ
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học Lâm Nghiệp
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 1.2. Trong nước
• 2. Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.4.1. Xác định các đặc trưng thống kê về đường kính và chiều cao gốc chặt
• 2.4.2. Xác lập quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính và chiều cao gốc chặt
• 2.4.3. Xác định thể tích thân cây bằng phương trình thể tích và biểu thể tích đã lập sẵn
• 2.4.4. Chọn phương pháp xác định thể tích thân cây thông qua kích thước gốc chặt
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Quan điểm và phương pháp luận
• 2.5.2. Phương pháp thu thập số liệu
• 2.5.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khái quát số liệu nghiên cứu
• 3.2. Đặc điểm về kích thước gốc chặt
• 3.3. Xác lập quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính gốc chặt và chiều cao gốc chặt
• 3.4. Xác định thể tích thân cây trên cơ sở sử dụng phương trình thể tích và biểu thể tích lập sẵn
• 3.5. Kiểm tra sự phụ thuộc của đường kính ngang ngực D1.3 vào đường kính gốc chặt Dgc, chiều cao gốc chặt Hgc, và đường kính gốc D0
• 3.6. Xác định quan hệ giữa đường kính ngang ngực D1.3 với đường kính gốc chặt Dgc hoặc đường kính gốc D0
• 3.7. Xác lập quan hệ giữa đường kính ngang ngực D1.3 với đường kính gốc chặt Dgc và chiều cao gốc chặt Hgc
• 3.8. Kiểm tra sự phụ thuộc của chiều cao vút ngọn Hvn vào đường kính gốc chặt Dgc, chiều cao gốc chặt Hgc, đường kính gốc D0
• 3.9. Xác lập quan hệ giữa chiều cao vút ngọn Hvn với đường kính gốc chặt Dgc và chiều cao gốc chặt Hgc
• 3.10. Xác định thể tích gỗ thân cây bị chặt thông qua đường kính ngang ngực D1.3 và chiều cao vút ngọn Hvn
• 3.11. Xác định thể tích gỗ thân cây trên cơ sở sử dụng biểu thể tích đã lập sẵn
• 3.12. Chọn phương pháp xác định thể tích gỗ thân cây thông qua kích thước gốc chặt
• KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Điều tra thể tích cây từ gốc chặt Nền tảng khoa học cốt lõi

Việc điều tra thể tích cây từ gốc chặt là một nghiệp vụ quan trọng trong đo đạc lâm nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh quản lý tài nguyên rừng và giám định các vụ khai thác trái phép. Khi hiện trường chỉ còn lại gốc cây, việc xác định chính xác lượng gỗ đã mất trở thành một thách thức lớn. Cơ sở khoa học của phương pháp này dựa trên nguyên tắc rằng các đặc điểm sinh trưởng của cây, như thể tích thân, chiều cao, và đường kính, đều có mối quan hệ tương quan chặt chẽ với kích thước của gốc cây. Nghiên cứu của Vũ Quốc Phòng (2011) đã tập trung vào việc "Xây dựng cơ sở khoa học cho việc điều tra thể tích thân cây từ kích thước gốc chặt", nhằm tìm ra các phương trình toán học và mô hình thống kê đáng tin cậy để ước tính thể tích (V) từ các thông số đo được tại hiện trường. Các thông số này chủ yếu là đường kính gốc chặt (Dgc) và chiều cao gốc chặt (Hgc). Mục tiêu không chỉ là đưa ra một con số ước tính, mà còn là lựa chọn được phương pháp đảm bảo độ chính xác cần thiết, giảm thiểu chi phí và thời gian so với các kỹ thuật điều tra truyền thống. Nền tảng này cho phép các cơ quan chức năng, đơn vị quản lý rừng thực hiện công tác kiểm kê tài nguyên rừng một cách hiệu quả, cung cấp bằng chứng khoa học cho việc xử lý vi phạm và hoạch định chính sách quản lý rừng bền vững.

1.1. Tầm quan trọng trong giám định và kiểm kê tài nguyên rừng

Trong thực tiễn, các vụ khai thác rừng trái phép thường để lại hiện trường là những gốc cây trơ trọi. Công tác giám định gỗ tròn bị mất mát gặp nhiều khó khăn do thiếu thông tin về kích thước ban đầu của cây. Việc xây dựng được các mô hình khoa học cho phép truy xuất thể tích từ gốc chặt cung cấp một công cụ pháp lý và kỹ thuật vững chắc. Nó giúp định lượng hóa thiệt hại, làm cơ sở để truy cứu trách nhiệm và tính toán giá trị tài nguyên bị thất thoát. Hơn nữa, trong công tác kiểm kê tài nguyên rừng định kỳ, phương pháp này hỗ trợ ước tính sinh khối và trữ lượng gỗ của những khu vực đã bị tác động, góp phần cập nhật dữ liệu tài nguyên một cách toàn diện và chính xác hơn.

1.2. Các khái niệm chính Đường kính gốc chặt và hệ số hình dạng

Hai khái niệm cốt lõi trong phương pháp này là đường kính gốc chặt (Dgc) và chiều cao gốc chặt (Hgc). Dgc là đường kính đo tại mặt cắt của gốc cây còn lại, trong khi Hgc là khoảng cách từ mặt đất đến mặt cắt đó. Các giá trị này là đầu vào trực tiếp cho các mô hình dự báo. Một khái niệm liên quan khác là hệ số hình dạng cây (f), một chỉ số mô tả độ thon của thân cây so với một hình khối chuẩn (thường là hình trụ). Mặc dù không thể đo trực tiếp từ gốc chặt, các mô hình hồi quy thường ngầm chứa các quy luật về hình dạng thân cây đặc trưng cho từng loài, từ đó nâng cao độ chính xác của việc tính toán thể tích gỗ.

II. Giải mã thách thức kiểm kê gỗ khi chỉ còn lại gốc chặt

Thách thức lớn nhất trong việc xác định thể tích cây đã bị chặt là sự thiếu hụt thông tin. Các phương pháp đo đạc truyền thống yêu cầu các biến số như đường kính ngang ngực (D1.3) và chiều cao cây (Hvn), những thông số không còn tồn tại khi cây đã bị đốn hạ. Do đó, bài toán đặt ra là phải xây dựng được một cầu nối toán học tin cậy giữa những gì còn lại (gốc chặt) và những gì đã mất (thân cây). Một khó khăn khác đến từ sự biến động tự nhiên. Hình dạng và kích thước cây trong rừng tự nhiên rất đa dạng, ngay cả trong cùng một loài, phụ thuộc vào điều kiện lập địa, mật độ và tuổi cây. Hơn nữa, theo tài liệu nghiên cứu, chiều cao gốc chặt (Hgc) không có một quy chuẩn thống nhất, phụ thuộc nhiều vào chủ quan của người khai thác. Điều này tạo ra một biến số nhiễu, có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các mô hình dự báo. Nghiên cứu của Vũ Quốc Phòng (2011) chỉ ra rằng Hgc của các loài cây nghiên cứu ở Bắc Trung Bộ biến động lớn, với hệ số biến động (S%) thường cao hơn 10%, khẳng định đây là một yếu tố cần được xem xét cẩn thận trong quá trình mô hình hóa thể tích.

2.1. Sự biến thiên về hình dạng cây và loài cây khác nhau

Mỗi loài cây có một quy luật sinh trưởng và hình dạng thân đặc trưng, được phản ánh qua hệ số hình dạng cây. Rừng tự nhiên, đặc biệt ở vùng Bắc Trung Bộ, có tính đa dạng sinh học cao. Việc áp dụng một công thức chung cho nhiều loài cây có thể dẫn đến sai số hệ thống lớn. Do đó, các nghiên cứu cần được tiến hành riêng cho từng loài hoặc nhóm loài có đặc điểm sinh trưởng tương tự. Luận văn gốc đã nghiên cứu trên 30 loài cây khác nhau, cho thấy sự cần thiết của việc phân loại và xây dựng mô hình riêng biệt để đảm bảo kết quả tính toán thể tích gỗ đáng tin cậy.

2.2. Ảnh hưởng của chiều cao gốc chặt đến độ chính xác

Chiều cao gốc chặt (Hgc) là một yếu tố mang tính chủ quan cao. Trong khai thác hợp pháp, có thể có quy định về Hgc, nhưng trong khai thác trái phép, con số này rất tùy tiện. Một gốc chặt quá cao hoặc quá thấp so với mức trung bình có thể không phản ánh đúng mối tương quan với đường kính D1.3 và thể tích toàn thân. Các mô hình hồi quy cần phải đủ mạnh để xử lý sự biến thiên này, hoặc phải xác định một khoảng Hgc tối ưu mà trong đó mô hình cho kết quả chính xác nhất. Việc đưa Hgc vào làm một biến độc lập trong phương trình, bên cạnh Dgc, là một giải pháp để giảm thiểu sai số này.

III. Phương pháp tính thể tích cây trực tiếp từ kích thước gốc chặt

Phương pháp này tập trung vào việc thiết lập một mối quan hệ toán học trực tiếp giữa thể tích thân cây (V) và các kích thước đo được từ gốc chặt (Dgc, Hgc). Đây là hướng tiếp cận nhanh và đơn giản nhất, không cần qua các bước tính toán trung gian. Dựa trên cơ sở lý thuyết về sinh trưởng thực vật, các nhà lâm học đã đề xuất nhiều dạng phương trình hồi quy phi tuyến để mô tả mối quan hệ này. Trong nghiên cứu của Vũ Quốc Phòng (2011), bốn dạng phương trình đã được thử nghiệm để tìm ra mô hình phù hợp nhất cho các loài cây ở rừng tự nhiên Bắc Trung Bộ. Các phương trình này thường có dạng hàm mũ hoặc đa thức, ví dụ: V = k * Dgc^b * Hgc^c. Việc lựa chọn phương trình tốt nhất không chỉ dựa vào hệ số xác định R² (chỉ mức độ phù hợp của mô hình) mà còn dựa trên việc phân tích sai số. Kết quả cho thấy, với phương pháp này, sai số tổng thể tích trung bình chỉ khoảng 3.3% - 4%, một con số chấp nhận được cho công tác điều tra nhanh. Đây là một bước tiến quan trọng, giúp việc tính toán thể tích gỗ trở nên hiệu quả và có cơ sở khoa học vững chắc, tương tự như độ tin cậy của các công thức đo thể tích cây kinh điển như phương pháp Huber hay phương pháp Smalian nhưng với dữ liệu đầu vào hạn chế hơn.

3.1. Xây dựng và kiểm định các phương trình hồi quy tương quan

Quá trình xây dựng mô hình bắt đầu bằng việc thu thập số liệu từ các cây tiêu chuẩn đã được đo đạc đầy đủ các chỉ số (Dgc, Hgc, D1.3, Hvn và thể tích thực). Dữ liệu này được chia thành hai tập: một để xây dựng phương trình (training set) và một để kiểm định (validation set). Các hệ số trong phương trình (ví dụ: a, b, c) được xác định bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất. Sau khi có phương trình, việc kiểm định được thực hiện bằng cách so sánh thể tích dự đoán với thể tích thực của các cây trong tập kiểm định. Các chỉ số như sai số trung bình (Δv%), sai số tổng thể tích (Δ%ΣV) và hệ số xác định (R²) được sử dụng để đánh giá hiệu quả của từng mô hình.

3.2. Phân tích sai số và lựa chọn mô hình tối ưu cho từng loài

Không có một phương trình nào là tối ưu cho tất cả các loài. Nghiên cứu gốc đã chỉ ra rằng, tùy thuộc vào đặc điểm của loài, các dạng phương trình khác nhau sẽ cho kết quả tốt nhất. Ví dụ, đối với loài Bộp hay Trường Sâng, phương trình dạng V = k * Dgc^b * Hgc^c (dạng Cobb-Douglas) cho kết quả tốt nhất. Việc phân tích sai số chi tiết, bao gồm cả việc xem xét sự cân bằng giữa sai số âm và dương để loại bỏ sai số hệ thống, là bước cuối cùng và quan trọng nhất để chọn ra phương trình khuyến nghị cho từng loài cây cụ thể trong công tác đo đạc lâm nghiệp.

IV. Hướng dẫn suy ngược D1

Đây là một phương pháp tiếp cận hai bước, được coi là có độ chính xác cao hơn nhưng phức tạp hơn. Thay vì dự đoán trực tiếp thể tích, phương pháp này 먼저 ước tính các nhân tố điều tra cơ bản là đường kính ngang ngực (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) từ Dgc và Hgc. Sau khi có được D1.3 và Hvn ước tính, người ta có thể sử dụng các biểu thể tích (volume tables) hai nhân tố đã được xây dựng sẵn hoặc các phương trình thể tích tiêu chuẩn để tính toán thể tích gỗ. Ưu điểm của phương pháp này là tận dụng được kho tàng biểu thể tích đồ sộ đã được nghiên cứu và công nhận rộng rãi trong ngành lâm nghiệp. Nghiên cứu của Vũ Quốc Phòng (2011) đã chứng minh rằng luôn tồn tại mối quan hệ tương quan rất chặt chẽ, thường là tuyến tính, giữa D1.3 và Dgc. Cụ thể, hệ số xác định R² cho mối quan hệ này thường dao động từ 0.85 đến 0.99. Tương tự, mối quan hệ giữa Hvn và các kích thước gốc chặt cũng được mô hình hóa thành công. Cách tiếp cận này cung cấp một quy trình logic, bóc tách bài toán phức tạp thành hai bước nhỏ dễ kiểm soát hơn, từ đó nâng cao độ tin cậy của kết quả cuối cùng.

4.1. Thiết lập mối quan hệ giữa D1.3 và đường kính gốc chặt

Mối quan hệ giữa D1.3 và Dgc thường được mô tả tốt nhất bằng một phương trình tuyến tính dạng Y = b0 + b1*X. Nghiên cứu cho thấy quan hệ giữa D1.3 và Dgc chặt chẽ hơn so với quan hệ giữa D1.3 và đường kính sát mặt đất (D0), do D0 thường bị ảnh hưởng bởi bạnh vè. Tuy nhiên, kiểm định thống kê (sử dụng tiêu chuẩn χ²) cho thấy không thể gộp các loài thành một phương trình chung duy nhất. Điều này khẳng định sự cần thiết phải xây dựng phương trình riêng biệt cho từng loài để phản ánh đúng quy luật đo lường sinh trưởng cây đặc thù.

4.2. Mô hình dự báo chiều cao vút ngọn Hvn từ các chỉ số gốc

Tương tự như D1.3, chiều cao cây (Hvn) cũng có thể được dự báo từ Dgc và Hgc. Mối quan hệ này thường phức tạp hơn và có thể được mô tả bằng các phương trình phi tuyến như hàm Logarit, hàm mũ, hoặc đa thức bậc hai. Việc kết hợp cả Dgc và Hgc làm biến độc lập trong mô hình dự báo Hvn giúp cải thiện đáng kể độ chính xác. Sau khi xác định được cả D1.3 và Hvn ước tính, việc tra cứu biểu thể tích hoặc áp dụng công thức đo thể tích cây trở nên đơn giản, hoàn thành quy trình truy xuất thể tích từ gốc chặt.

V. Ứng dụng mô hình hóa thể tích trong quản lý rừng bền vững

Kết quả từ việc điều tra thể tích cây từ gốc chặt có giá trị ứng dụng thực tiễn to lớn, vượt ra ngoài phạm vi giám định các vụ phá rừng. Đây là công cụ đắc lực cho việc quản lý rừng bền vững. Bằng cách ước tính được lượng gỗ đã bị khai thác trong một khu vực, các nhà quản lý có thể đánh giá mức độ tác động lên hệ sinh thái, từ đó xây dựng kế hoạch phục hồi và bảo vệ hiệu quả hơn. Các mô hình này cung cấp dữ liệu đầu vào quan trọng cho các hệ thống thông tin địa lý (GIS) để lập bản đồ trữ lượng gỗ và theo dõi biến động tài nguyên theo thời gian. Hơn nữa, trong bối cảnh thị trường tín chỉ carbon đang phát triển, việc định lượng chính xác lượng sinh khối cây rừng bị mất là cơ sở để tính toán lượng phát thải carbon do mất rừng và suy thoái rừng (REDD+). Do đó, các phương trình thể tích này không chỉ phục vụ công tác quản lý mà còn đóng góp trực tiếp vào các nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu toàn cầu. Chúng giúp chuyển đổi những dấu vết còn lại tại hiện trường thành những con số biết nói, phục vụ cho cả khoa học, pháp lý và kinh tế.

5.1. Cơ sở để kiểm kê tài nguyên rừng và tính trữ lượng carbon

Khi thực hiện kiểm kê tài nguyên rừng ở những khu vực có dấu hiệu khai thác, việc bỏ qua các gốc chặt sẽ dẫn đến đánh giá sai lệch trữ lượng thực tế. Áp dụng các phương trình đã được kiểm chứng giúp cộng lại phần sinh khối đã mất, cho ra một bức tranh toàn cảnh và chính xác hơn về hiện trạng của khu rừng. Từ thể tích gỗ, có thể quy đổi ra sinh khối khô và sau đó là trữ lượng carbon thông qua các hệ số chuyển đổi tiêu chuẩn. Dữ liệu này là nền tảng cho việc báo cáo quốc gia về tài nguyên rừng và tham gia vào các cơ chế tài chính quốc tế liên quan đến carbon rừng.

5.2. Công cụ đánh giá thiệt hại và hỗ trợ ra quyết định

Đối với các cơ quan kiểm lâm và thực thi pháp luật, các phương trình này là một công cụ giám định hiện trường mạnh mẽ. Chúng giúp nhanh chóng xác định quy mô thiệt hại của một vụ phá rừng mà không cần các cuộc điều tra tốn kém và phức tạp. Kết quả định lượng này là bằng chứng khoa học vững chắc trước tòa án. Dựa trên mức độ thiệt hại được đánh giá, các nhà hoạch định chính sách có thể đưa ra các quyết định kịp thời về việc tăng cường tuần tra, thay đổi chiến lược bảo vệ, hoặc phân bổ nguồn lực cho các khu vực đang là điểm nóng về khai thác trái phép.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Mục đích chính của đề tài là lựa chọn được phương pháp xác định thể tích gỗ thân cây thông qua kích thước gốc chặt mà vẫn đảm bảo được độ chính xác cần thiết, do vậy phần tổng quan chủ yếu đề cập đến các phương pháp xác định thể tích đã có cũng như các mô hình dự đoán mối quan hệ giữa kích thước gốc chặt với các nhân tố tham gia cấu thành thể tích gỗ thân cây như D1., làm cơ sở cho việc định hướng lựa chọn phương pháp nghiên cứu. Trên thế giới Các phương pháp tính thể tích Cho đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến lập biểu thể tích thân cây và thiết lập mối quan hệ giữa các nhân tố dễ xác định với các nhân tố cấu thành thể tích thân cây, trong giới hạn cho phép đề tài chỉ đề cập đến một số kết quả tiêu biểu có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Ngay từ cuối thế kỷ XIX các nhà lâm học đã biết sử dụng những công thức hình học (viên trụ, paraboloid bậc 2 cụt, đơn tiết diện giữa, đơn tiết diện bình quân, Simpson, Hostfeild,…) để đo tính thể tích từng xúc gỗ sản phẩm cá lẻ. Sang đầu thế kỷ XX đã xuất hiện những nghiên cứu cơ bản về điều tra gỗ tròn.

Trước hết các tác giả xây dựng loại biểu thể tích hình viên trụ, thực chất là những bảng tính sẵn chỉ để tiện cho việc áp dụng các công thức hình học nêu trên. Tuy nhiên, loại biểu này khó sử dụng do phải biết đường kính tại một số vị trí trên xúc gỗ. Giai đoạn 1906 – 1908 Cruidener, giám đốc sở lâm nghiệp Hoàng gia (nước Nga) đã lập biểu thể tích gỗ tròn cho 6 loài cây (phân biệt thành gỗ tròn có chứa phần bạnh gốc và không gồm bạnh gốc). 3 Do các biểu ban đầu được lập theo phương pháp thực nghiệm, dung lượng mẫu có hạn, nên còn mắc sai số lớn, đặc biệt ở những cỡ cực đoan.

Nó được biểu thị dưới dạng phương trình: V = F(D, H, f) (1.S (1963, 1964) ở Liên Xô cũ, biểu thị quan hệ giữa đường kính lấy ở vị trí bất kỳ với khoảng cách (L) từ đường kính đó đến gốc bằng phương trình Parabol sau: X2 = 2.(y - h) Trong đó: + P là thông số tiêu đỉnh của đường sinh. +X, y là toạ độ của Parabol, h là chiều dài của thân cây bớt 1m. Khi đó thể tích thân cây được tính theo công thức: H V =  .2) 0 Trong đó M tuỳ thuộc vào loài cây. 4 Turxki (theo Anoutchin [1971]) đã dùng phương pháp biểu đồ để nắn số liệu của Cruidener và hiệu chỉnh thành biểu mới lấy tên cả 2 tác giả và được thừa nhận làm tiêu chuẩn quốc gia sử dụng ở Liên xô cũ cho đến ngày nay.

Tuy nhiên, sai số của phương pháp biều đồ này cao hơn so với loại biểu thể tích hình viên trụ trước đây. Ở cộng hòa Séc Korsum (theo Anoutchin [1971]) cho rằng thể tích gỗ tròn quan hệ chặt chẽ với chiều dài sản phẩm theo dạng phương trình: v  k  lm (1.3) Và xét cả nhân tố đường kính thì: v  k  lm  d n (1.4) Nghiên cứu bằng thực nghiệm Korsum kết luận k, m, n rất khác nhau khi tính toán cho các đối tượng khác nhau nên việc ứng dụng các tương quan này tương đối khó khăn vào giai đoạn giữa thế kỷ XX. Vấn đề nghiên cứu về hình dạng thân cây phục vụ cho việc lập biểu thể tích chỉ thực sự được chú ý vào những năm cuối của thể kỷ XX. Các chỉ tiêu được các tác giả đặc biệt quan tâm như độ thon tuyệt đối, độ thon bình quân (Anoutchin [1971]), độ thon tương đối (Zakharov [1967]) và hình số gỗ tròn (Dementiev).

Anoutchin dựa vào tài liệu 4000 súc gỗ tròn đã xác định độ thon bình quân phụ thuộc chặt chẽ vào đường kính đầu dưới sản phẩm theo phương trình: s  0,39  0,021d (1.5) Đồng thời xác định s dao động từ 0. Hệ số biến động từ 26 đến 47% bình quân là 38%, tương ứng với đường kính thay đổi từ 15 đền 55cm. 5 Dementiev dựa vào biểu thể tích gỗ tròn của Cruidener và Turxki, đã tính được độ tròn đầy của gỗ tròn (bằng tỉ số giữa thể tích gỗ tròn với thể tích hình viên trụ có cùng chiều dài và tiết dện đáy bằng tiết diện đầu trên xúc gỗ) cho từng cỡ chiều dài sản phẩm. Từ đó ông đã đưa ra công thức xác định thể tích gỗ tròn là:  v .6) 4 Trong đó: d: là đường kính đầu trên xúc gỗ tính bằng m l: là chiều dài xúc gỗ tính bằng m f: là độ tròn đầy (hoặc hình số) gỗ tròn Theo Anoutchin [1971] kết quả tính bằng công thức của Dementiev và kết quả biểu thể tích gỗ tròn của Cruidener – Turxki là chênh nhau không đáng kể.

Quan hệ giữa đường kính và chiều cao Giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) với đường kính thân cây tại vị trí 1.3) quan hệ chặt chẽ với nhau và có mối quan hệ với kích thước gốc chặt. Mối quan hệ giữa (Hvn) và (D1.3) đã được nhiều tác giả mô phỏng bằng các phương trình toán học khác nhau, tiêu biểu trong số đó là: Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ Hvn/D1. Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao bình quân ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phương pháp biểu đồ để nắn dẫy tương quan theo dạng đường thẳng của Gerhardt và Kopetxki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [4].

6 Các tác giả Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W (1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952) [28] đã đề nghị các dạng phương trình: h  a  b1.10) Petterson, H (1955) đề xuất sử dụng phương trình: 1 b a (1.11) 3 h  1,3 d Mối quan hệ giữa chu vi ngang ngực (C1.3) với chu vi gốc chặt (Cgc) đã được nhiều tác giả thừa nhận. Mc cho rằng khi chiều cao gốc chặt (Hgc) thay đổi, để tìm dược đường kính ngang ngực (D1.3) cần xác định thêm chỉ tiêu Hgc. Khi đó thì phương trình có dạng: D1.13) Theo đó thì có 42 loài có hệ số tương quan r lớn hơn 0,95 và 11 loài có hệ số r nhỏ hơn 0,95, từ đó tác giả đã lập ra biểu xác định D1.3 từ Dgc và Hgc cho 53 loài ở vùng Đông nam nước Mỹ (Dẫn theo Phạm Thế Anh 2001) [1]. Trong nước Các phương pháp tính thể tích thân cây Công tác điều tra và lập các loại biểu thể tích ở Việt Nam cho đến nay khá phong phú.

Dưới đây có thể điểm lại một số kết quả đáng chú ý sau: Đầu những năm 60 của thế kỉ XX, Cục khai thác đã công bố một bảng tra thể tích gỗ tròn (thực chất là biểu thể tích hình viên trụ) theo chiều dài và đường kính bình quân sản phẩm [22]. Krauter và đoàn chuyên gia người Đức [1958] đã lập ra biểu thể tích một nhân tố theo cấp chiều cao. Trong mỗi cấp chiều cao, lấy giá trị chiều cao tương ứng với các cỡ kính nhân với hình số f1.3 rồi chia cho 40. Thể tích thân cây tương ứng với mỗi cỡ kính và mỗi cấp chiều cao được xác định theo công thức :  40 g  Hf   g Hf (1.14) 40 Trong đó:  g là cấp tiết diện ngang Wanner.

Từ đó cho thấy biểu thể tích Krauter thực chất là biểu hình cao. Chuyên gia người Trung Quốc [1960] đã lập ra biểu thể tích chiều cao cho khu vực sông Hiếu. Biểu này được lập chung cho các loài cây trên cơ sở kiểm tra thuần nhất chỉ tiêu q2/1 (q2/1= d 1 / 2 ). Thể tích trong biểu được xác lập d 1/ 4 với đường kính thông qua phương trình: V=K.15) Đồng Sỹ Hiền [1974] đã xây dựng phương pháp thiết lập phương trình đường sinh thân cây để lập biểu thể tích cây đứng và biểu độ thon thân cây cho rừng tự nhiên ở miền Bắc Việt Nam [5].

Năm 1983, khi nghiên cứu hình dạng gỗ tròn trụ mỏ của các loài cây rừng tự nhiên thuộc lâm trường Hữu Lũng – Lạng Sơn, thông qua hai đại lượng độ thon bình quân s và độ giảm bình quân đường kính giữa súc gỗ trên 1m chiều dài sản phẩm (s’). Ong Khắc Thảo đưa ra kết luận: Các đại lượng này có phân bố tiệm cận chuẩn, quan hệ chặt chẽ với đường kính đầu nhỏ sản phẩm (dn) và thể tích (V) gỗ tròn nhưng về cơ bản không chịu ảnh hưởng của loài cây khác nhau. Từ đó tác giả cho rằng có thể nghiệm thu gỗ trụ mỏ ở Hữu Lũng – Lạng Sơn theo phương pháp đo tính hàng loạt. Lê Viết Lự [1983] đã thí nghiệm các phương pháp lập biểu bằng biểu đồ, bằng tương quan v  k  dnb cho từng cỡ chiều dài và dạng hàm (1.4) chung cho các sản phẩm trụ mỏ.

Tác giả cho rằng trong điều kiện thí nghiệm của mình cả ba cách đều cho kết quả khả quan nhưng tốt nhất nên dùng phương trình (1.4) vì đảm bảo tính khách quan và chính xác hơn. Tác giả Bảo Huy và Tăng Ngọc Tráng [1997] cũng sử dụng phương pháp trên để lập biểu thể tích và biểu thương phẩm cho loài Xoan Mộc, Bằng Lăng và nhóm cây ưu thế ở rừng tự nhiên Tây Nguyên [18]. 9 Nguyễn Ngọc Lung [1999] khi lập biểu thể tích và biểu sản phẩm cho rừng Thông ba lá ở Lâm Đồng đã sử dụng f01 để xác định thể tích thân cây cũng như thể tích gỗ sản phẩm [11]. Phạm Xuân Hoàn và Hoàng Xuân Y [1999] đã nghiên cứu và lập biểu sản phẩm Quế trồng ở Yên Bái bằng phương trình đường sinh thân cây đã thu được phương trình đường sinh dạng tuyến tính bậc cao.

Từ đó xác định được hình số tự nhiên trong công thức tính thể tích như sau: f01vỏ = 0.50887 và f01không vỏ = 0. Kết quả thu được phương trình đường sinh thân cây có vỏ là: Y = 3.16) Nguyễn Văn Nam [1999] nghiên cứu ba chỉ tiêu hình dạng: Hệ số thon (qi), độ thon bình quân (s) và hình số (f) cho gỗ tròn rừng tự nhiên Hương Sơn v' - Hà Tĩnh. Tác giả đã đề xuất chỉ tiêu f  (với v’ là thể tích hữu ích của xúc v gỗ, v là thể tích hình viên trụ có chiều cao bằng chiều dài xúc gỗ, tiết diện đáy bằng tiết diện đầu trên xúc gỗ) có tính ổn định cao hơn làm cơ sở tính toán thể tích gỗ tròn theo công thức:  v'  v  f  .17) 4 Với f  0,826 cho đối tượng nghiên cứu.