Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

6
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Chơng 1
Điều tra cây riêng lẻ
1.1. Nghiên cứu hình dạng thân cây
1.1.1. ý nghĩa, những nhân tố ảnh hởng đến hình dạng thân cây
Nh ta đã biết, các khối hình học chính tắc nh viên trụ, hình đế, parabôlôid bậc 2,
hình nón có kích thớc cơ bản giống nhau cùng tiết diện đáy, v chiều cao nhng thể
tích của chúng không nh nhau. Sở dĩ có sự sai lệch trên l do hình dạng của chúng
không giống nhau.
Thân cây rừng l một khối lập thể. Thực tiễn đo cây thờng gặp những cây có
cùng đờng kính v chiều cao, song thể tích của chúng không giống nhau. Sự khác biệt
ny do hình dạng thân cây khác nhau gây nên. Vì vậy có thể nói: Trong mối liên hệ
nhất định giữa chiều cao v đờng kính, hình dạng trở thnh nhân tố quyết định thể tích
thân cây rừng
Nhân tố ảnh hởng:
- Loi cây:
- Tuổi:
- Vị trí sống của cây:
- biện pháp tác động:
Kết luận: Hình dạng thân cây chịu tác động tổng hợp của nhiều nhân tố khiến cho
việc cô lập nghiên cứu ảnh hởng riêng rẽ của từng nhân tố sẽ rất phức tạp, tốn kém v
ít mang lại hiệu quả thiết thực. Phải coi hình dạng thân cây l một tồn tại khách quan,
một hệ quả m khoa học đo cây cần nghiên cứu chứ không nên đi vo các nguyên nhân
tạo ra hình dạng đó.
1.1.2. Hình dạng tiết diện ngang thân cây.
Dùng mặt phẳng cắt vuông góc với trục dọc thân cây sẽ đợc một tiết diện gọi l
tiết diện ngang thân cây. Hình dạng tiết diện ngang thân cây biến đổi rất phức tạp từ
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

diện giới hạn bởi hai đờng cong gọi l tiết diện dọc thân cây.
Mục đích của việc nghiên cứu tiết diện dọc nhằm tìm cách biểu thị hình dạng v
lm cơ sở cho việc tính toán thể tính toán thể tích thân cây.
Qua nghiên cứu của các tác giả, thấy rằng hình dạng thân cây có thể đợc biểu thị
bằng phơng trình:
Y
2
= AX
m

trong đó y l bán kính ( hoặc đờng kính, hay hệ số thon) lấy ở vị trí no đó trên
thân cây. X l độ cao tơng ứng của y tính từ ngọn cây. A l hệ số của phơng trình.
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

8
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Khi m lấy các giá trị khác nhau sẽ có các phơng trình đờng sinh tơng ứng của các
thể hình học tròn xoay khác nhau:
Nếu m = 0 thì y
2
= A
m = 1 y
2
= AX
m = 2 y
2
= AX
2
m = 3 y
2

1
= mlogx
1

d
2
2
= AX
m
1
2logd
2
= mlogx
2

m = 2logd
1
2logd
2
= m (log x
1
-log x
2
)
2log d
1
/d
2
= m.log x
1

- Độ thon
+ Tuyệt đối S
td
= (d
0
-d
n
)/1m = d
0
-d
n

+ Bình quân S
bq
= (d
0
-d
n
)/L với cây đứng S
bq
= d
1.3
/h- 1,3
+Tơng đối K, q
- Hình suất Schiffel q
2
= d
1/2
/d
1.3

chặt nên cần phải đo tính bổ xung. Muốn xác định thể tích thân cây phải xác
định đợc đờng kính v chiều di. Để đo chiều di thờng dùng thớc mét hoặc
thớc dây. Loại thớc mét thờng có độ di 1m, 2m, hai đầu có hai kim nhọn để
hạn chế sai số tích luỹ, khi phải đo những khoảng cách lớn.
Để đo đờng kính thờng dùng các dụng cụ:
+ Thớc kẹp kính, dây đo đờng kính, dây đo chu vi.
+ Cấu tạo thớc kẹp kính: gồm ba bộ phận: Thân thớc, chân thớc cố
định, thân thớc di động có thể trợt trên thân thớc.
Để xác định thể tích thân cây ngả có 3 phơng pháp: Vật lý, cân trọng lợng,
dùng công thức hình học.

1.2.2. Xác định thể tích thân cây ngả bằng công thức đơn
Nguyên lý chung l: Tìm một khối viên trụ tởng tợng có chiều cao bằng
chiều di thân cây, tiết diện đáy l một tiết diện trung bình no đó. Thể tích viên
trụ tởng tợng sẽ l:
V = g.l = (1/4).c. l = (/4) d
2
. l
Trong đó:
V: l thể tích
l: l chiều di thân cây
g: l tiết diện ngang
c: l chu vi của tiết diện ngang
d: l đờng kính của tiết diện ngang trung bình đó.

Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

11
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
1.2.2.1. Công thức đơn tiết diện giữa


Thêm h vo hai vế, ta có:

.r
0
2
.h = 2 r
m
2
.h hay: r
m
2
.h = 1.r
0
2
.h

Vế phải chính l công thức thể tích của Parapol bậc hai. Vậy thể tích thân cây
có thể tính bằng công thức:

V = (1/4).c
m
2
. h = (/4) .d
m
2
. h = g
m
.h= r
m

+d
n
2
)/2). l = (1/4).((C
0
2
+C
n
2
)/2). l = ((g
0
+g
n
)/2).l

Công thức trên gọi l công thức Smalian
1.2.3.Xác định thể tích thân cây bằng công thức kép:
Nguyên lý chung của phơng pháp l: Nếu coi thân cây l khối hình học
tròn xoay với phơng trình có dạng tổng quát: y
2
= AX
m
thì thể tích của nó sẽ
bằng tích phân từ gốc đến ngọn cây của phơng trình đó. Thực chất l thể tích
thân cây bằng tổng một số lớn vô hạn thể tích những hình viên trụ có tiết diện l
y
2
còn chiều cao l dx.
Trong thực tế không thể v cũng không cần thiết phải chia thân cây thnh vô
hạn đoạn, m chỉ cần chia thnh một số đoạn nhất định. Thể tích của mỗi đoạn

1
+ g
3
+ +g
n-1
)l + 1/3g
n-
l
n

Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

13
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Hoặc: V = (/4)(d
1
2
+ d
3
2
++ d
n-1
2
)l + 1/3.1/4 d
2
n
l
n

= 1/4(c

= /4[(d
0
+ d
n
)/2 + d
2
2
+ d
4
2
+ + d
n-2
2
]l + /12 d
n
2
l
n

= 1/4[(c
0
+ c
n
)/2 + c
2
2
+ c
4
2
+ + c
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

14
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
1.3. Đo tính thể tích thân cây đứng
1.3.1. Đặc điểm đo tính cây đứng v công thức cơ bản xác định thể tích thân
cây đứng
Cây đứng l cây gỗ đang sinh trởng v phát triển bình thờng trên mặt đất.
So với cây ngả việc đo tính cây đứng có đặc điểm:
- Rất khó đo trực tiếp đờng kính ở những vị trí tuỳ ý trên thân cây với độ
chính xác mong muốn.
- Không thể đo trực tiếp chiều cao chính xác của cây trừ trờng hợp cây còn
non.
Nhng việc xác định thể tích thân cây không thể bỏ qua hai nhân tố: Chiều
cao v đờng kính thân cây.
Để đo đờng kính ngời ta chọn một vị trí no đó trên phần gốc cây lm

= (1/4).C
j
2
.h.f
j
= g
j
.h.f
j

Đó l công thức cơ bản xác định thể tích thân cây đứng.
Khi đo dờng kính ở vị trí 1,3m thì:
V = (/4)d
1.3
2
.h.f
1.3
= (1/4).C
1.3
2
.h.f
1.3
= g
1.3
.h.f
1.3

Công thức trên đợc gọi l công thức kinh điển xác định thể tích thân cây
đứng.
Thể tích thân cây đứng đợc cấu thnh ba nhân tố: đờng kính (chu vi, tiết

cây nên đặt thớc sai vị trí cần đo sẽ lm kết quả đo bị sai lệch.
- Phải đặt thớc luôn thẳng góc với trục dọc thân cây khi đo mới tính đợc tiết
diện ngang đúng với khái niệm của nó.
- Phải đọc hoặc ghi kết quả rồi mới rút thớc ra khỏi thân cây để tránh sai số do
dịch chuyển chân thớc di động gây ra v tránh nhầm lẫn.

1.3.3. Đo chiều cao thân cây đứng
Chỉ có thể đo trực tiếp chiều cao thân cây ở những cây nhỏ (thấp dới
10m) bằng thớc so. Thớc gồm nhiều ống thép (nhựa) lồng vo nhau, khi cần
có thể kéo dần từng đoạn nối tiếp nhau. Cách sử dụng: Một ngời đứng sát gốc
cây lần lợt kéo từng đoạn thớc áp sát vo thân cây. Ngời thứ hai đứng xa cây
để giám định điểm cần đo chiều cao trùng với đầu trên cuả thớc rồi báo cho
ngời thứ nhất đọc kết quả trên thớc. Phơng pháp ny cho kết quả chính xác
nhng mất nhiều thời gian, công sức v chỉ đo đợc những cây có chiều cao dới
10m. Để phù hợp với đặc điểm đo cây đứng, điều tra rừng còn phổ biến một loại
dụng cụ gọi l thớc đo cao. Thớc đo cao đợc chế tạo theo nguyên lý hình học
hoặc lợng giác.
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

17
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Thớc đo cao nguyên lý lợng giác
- Nguyên lý đo cao lợng giác:
Gọi AC = h chiều cao của cây,
MN độ cao tầm mắt ngời đo, NC = l
l khoảng cách từ ngời đo đến tâm của
cây (cự ly ngang) BC độ cao tầm mắt
tơng ứng trên thân cây (hình bên)
Theo nguyên lý lợng giác ta có:
h= AC = AB +BC

18
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
còn nếu chúng cùng nằm về một phía của vạch số không thì trừ cho nhau ta thu
đợc chiều cao cần đo. Nếu đo trên đất dốc cần phải hiệu chỉnh:

H
,
= h. Sin
2
( l góc dốc)
- Thớc Haga sử dụng tơng tự thớc Blume-leiss.
- Thớc sunto do Phần Lan sản xuất.
+ Cấu tạo gồm: 1. Lỗ ngắm đọc kết quả đo; 2. Hệ thống thang chia hình tròn;
3.Thấu kính để đo cự ly ngang.
+ Sử dụng: đứng cách gốc cây một khoảng bằng cự ly ngang đã ghi trên thang
chia của thớc (15 20m). Nâng thớc lên mắt (cả hai mắt mở) xoay thớc một
vòng cung sao cho mục tiêu cần đo ngang vạch chuẩn nhìn đợc trong thớc.
Đọc kết quả ở vạch chuẩn cắt trên thang chia tơng ứng với cự ly ngang đã
chọn. Cũng thao tác nh vậy đối với gốc cây. Kết quả số đọc khi ngắm ngọn, gốc
cây đợc cộng hoặc trừ cho nhau để đợc chiều cao cây nh sử dụng thớc
Blume-leiss.
Các thớc đo cao chỉ cho phép xác định gần đúng chiều cao của cây đứng,
để nâng cao độ tin cậy của kết quả đo cần thực hiện những quy định sau:
+ Lựa chọn thớc đo cao thích hợp
+ Kiểm tra dụng cụ trớc khi đo
+ Chọn vị trí đứng cho hợp lý
+ Phải ngắm đúng điểm cần đo

1.3.4. Xác định thể tích thân cây đứng
1.3.4.1. Dùng biểu thể tích hai hoặc ba nhân tố

.h.f
Nếu gọi vi phân của thể tích l trị số gần đúng, sai số tuyệt đối của thể tích
thân cây đứng, thì sai số tơng đối của nó sẽ l:

v = v nên v% = (v/v).100
v = ((/4)d
j
2
.h.f
j
) = (/4)2. d
j
. d
j
.h.f
j
+ (/4).d
j
2
.f
j
. h +(/4)d
j
2
.h. f
jQua biến đổi ta có:
v% = 2d

bằng những vòng cnh ở một số loi cây (ví dụ nh các loi Pinuss). Vì vậy có
thể đếm số lợng vòng cnh trên thân cây để suy ra tuổi cây. Phơng pháp ny
chỉ áp dụng đợc cho những loi cây có vòng cnh.
1.5.1.3. Ước l
ợng tuổi cây
Dựa vo đặc điểm hình thái nh cấu trúc, mu sắc tán lá, vỏ cây để ớc
đoán tuổi cây rừng. Tuy nhiên phơng pháp ny kém chính xác v không đáp
ứng đợc yêu cầu định lợng trong điều tra rừng.
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

21
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Tổng tăng
trờng thờng
xuyên
1.5.2. Khái niệm sinh trởng, tăng trởng
Từ khi nảy mầm đến khi chết hoặc bị khai thác kích thớc của cây không
ngừng tăng lên nhng một số nhân tố khác lại có xu hớng giảm xuống nh hình
số, hình suất.
Khái niệm: Sinh trởng l sự biến đổi của các nhân tố điều tra theo tuổi
cây, còn lợng biến đổi đợc trong một đơn vị thời gian gọi l tăng trởng. Nếu
gọi t l thời gian, y l nhân tố điều tra thì sinh trởng l hm biến thiên liên tục
theo thời gian:
y =f(t)

t
a-1
l nhân tố điều tra trớc đó 1 năm
+ Tăng trởng thờng xuyên định kỳ: L số lợng biến đổi đợc của nhân tố
điều tra trong một định kỳ n năm. Số năm một định kỳ thờng l 5,10,15 năm.
Tuỳ theo loi cây.
Z
nt
= t
a
-t
a-n

+ Tăng trởng bình quân định kỳ: L số lợng biến đổi đợc của nhân tố điều
tra tính bình quân một năm cho một định kỳ n năm:
nt = ((ta-ta
-n
)/n) = Z
nt
/n
+ Tăng trởng bình quân chung: L số lợng biến đổi đợc của nhân tố điều
tra tính bình quân một năm trong suốt thời kỳ sinh trởng của cây rừng.
t = t
a
/a = Z
t
/a
+ Tăng trởng tơng đối(suất tăng trởng): L tỉ số phần trăm giữa tăng
trởng thờng xuyên hng năm v tổng tăng trởng thờng xuyên của một
nhân tố điều tra:

23
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
Sinh trởng v tăng trởng cây rừng phụ thuộc tổng hợp vo rất nhiều nhân
tố nội tại v ngoại cảnh nh: Loi cây, tuổi cây, đất đai, khí hậu, cấu trúc lâm
phần, biện pháp tác động của con ngời

1.5.3. Một số quy luật sinh trởng v tăng trởng của cây rừng
1.5.3.1.Quy luật sinh trởng của cây rừng
Còn gọi l quy luật biến đổi của nhân tố điều tra theo tuổi cây, đợc chia lm
hai nhóm:
Quy luật nhân tố điều tra tăng theo tuổi cây:
Cùng với tuổi tăng lên, các nhân tố biểu thị kích thứơc của cây không ngừng
tăng theo. Trên biểu đồ quy luật đợc biểu diễn bằng một đờng cong luỹ tích v
có thể chia lm ba giai đoạn:
+ Nhân tố điều tra tăng chậm theo tuổi
+ Nhân tố điều tra tăng nhanh theo tuổi
+ Nhân tố điều tra tăng
chậm theo tuổi
Quy luật ny mang
tính phổ biến nhng tuỳ theo
loi cây, điều kiện lập địa,
biện pháp tác động. Có thể
mô phỏng quy luật biến đổi ny bằng hm Schumarcher, hm Korf.
Quy luật nhân tố điều tra giảm theo tuổi:
Khi tuổi cây tăng lên một số nhân tố điều tra nh hình số, hình suất lại có xu
hớng giảm dần. Quy luật ny có thể đợc chia lm hai giai đoạn:
+ Nhân tố điều tra giảm nhanh theo tuổi
+ Nhân tố điều tra giảm chậm theo tuổi
Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông


Bải giảng Điềù tra rừng ThS: Vũ Văn Thông

25
Bộ môn Lâm sinh & ĐTQHR- Khoa Lâm NGhiệp - ĐHNL Thái Nguyên
V cũng có thể suy đoán đợc nhân tố điều tra ở quá khứ cũng nh tơng lai:
t
a

n
= t
a
(1n.Pt%)
- Tăng trởng l chỉ tiêu cần thiết để tác động biện pháp kỹ thuật đúng lúc v
có hiệu quả. Ví dụ thời điểm tỉa tha rừng trồng tốt nhất vo lúc tăng trởng
Zd gần đạt giá trị cực đại.
- Các quy luật sinh trởng v tăng trởng vừa l căn cứ cho công tác kinh
doanh vừa l cơ sở xây dựng các phơng pháp điều tra tăng trởng sau ny.