BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ TIẾN HƯNG
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


………………………………………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Phản biện 3: ……………………………………………………………
……………………………………………………………………………… Luận án sẽ được bảo vệ tại hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại:
……………………………………………………………………………Vào
hồi …… giờ, ngày … tháng … năm 20…
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện quốc gia và thư viện trường Đại học Lâm nghiệp

CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ

1. Vũ Tiến Hưng “Xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra sinh khối và các bon cây đứng
rừng tự nhiên lá rộng thường xanh vùng Bắc Bộ Việt Nam”, Tạp chí NN & PTNT, số 17 năm 2014
trang 107-113.
2. Vũ Tiến Hưng, Phạm Thế Anh “Xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra sinh khối và các
bon cây đứng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh vùng Nam Trung Bộ Việt Nam”Tạp chí khoa học
và công nghệ lâm nghiệp, số 3 năm 2014 trang 21-26.
3. Vũ Tiến Hưng, Phạm Minh Toại, Nguyễn Đình Hải“Xây dựng cơ sở khoa học cho
điều tra sinh khối và các bon cây đứng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh vùng Bắc Trung Bộ Việt
Nam”Tạp chí Rừng và môi trường, số 66 năm 2014 trang 61-66.
4. Vũ Tiến Hưng, Phạm Thế Anh “Lựa chọn phương trình xác định thể tích thân cây các

do rừng hấp thu là vấn
đề cấp thiết có tính toàn cầu.
Như vậy, một trong những cơ sở để định giá rừng là trữ lượng carbon, và đây chính là lý
do để nhận thức, điều tra trữ lượng carbon của rừng cần được coi là nội dung của điều tra tài
nguyên rừng, bên cạnh nội dung điều tra trữ lượng gỗ.
Ở nước ta, trong thời gian gần đây, mặc dù đã có một số công trình nghiên cứu về sinh
khối và khả năng tích tụ carbon cho đối tượng rừng tự nhiên, nhưng chưa có công trình nghiên
cứu nào về lập biểu sinh khối và carbon cây đứng theo vùng sinh thái cũng như trên phạm vi
quốc gia và cũng chưa có công trình nghiên cứu nào đề cập đến phương pháp điều tra nhanh
sinh khối lâm phần cho đối tượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh trên phạm vi toàn quốc.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế của điều tra rừng tự nhiên hiện nay ở nước ta và các công trình
khoa học đã công bố, tác giả thực hiện đề tài 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”
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
Xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra sinh khối và carbon rừng tự nhiên lá rộng thường
xanh ở Việt nam
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xây dựng được các phương trình, các biểu phục vụ cho điều tra sinh khối và carbon cây
cá lẻ và lâm phần rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt nam.
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
3.1. Về lý luận
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.
3.2. Về thực tiễn
- Xác định được cấu trúc sinh khối các bộ phận cây gỗ rừng tự nhiên lá rộng thường
xanh ở Việt nam.
- Xây dựng và kiểm nghiệm được phương trình sinh khối cây gỗ rừng tự nhiên lá rộng
thường xanh ở Việt nam.
-Lập biểu và đánh giá được sai số của biểu sinh khối cây gỗ rừng tự nhiên lá rộng

của trạng thái rừng thứ sinh và rừng
phục hồi tự nhiên sau khai thác kiệt tại tỉnh Thái Nguyên” và đề tài “Mô hình sinh trắc và công
nghệ viễn thám - GIS để xác định lượng CO
2
hấp thụ của rừng lá rộng thường xanh vùng Tây
Nguyên”.
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
Trên cơ sở tổng quan các công trình nghiên cứu đã công bố trên thế giới cũng như ở
trong nước theo quan điểm khác nhau của các nhà khoa học lâm nghiệp từ trước đến nay thì vấn
đề lập biểu sinh khối và các bon có thể tóm lược theo mấy điểm sau:
Từ các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt
Nam đã đề cập ở trên cho thấy. Các tác giả đã xác lập được phương trình sinh khối trên mặt đất
theo D, theo D, H, theo D, H, WD và theo D, H, WD, St (diện tích tán) cho 5 vùng sinh thái.
Trong số đó, có 3 vùng phương trình sinh khối đã được kiểm nghiệm bằng số liệu thực tế. Từ
đó tính được phạm vi mắc sai số của cây cá lẻ và sai số tổng sinh khối cây kiểm tra. Chưa có
công trình nào đề cập đến lập biểu sinh khối cây cá lẻ cũng như phương pháp điều tra sinh khối
lâm phần (gồm phương trình sinh khối lâm phần và sai số khi vận dụng). Từ đó vấn đề đặt ra
cần tiếp tục nghiên cứu cho đối tượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam là:
(1) Lập biểu sinh khối và carbon cây cá lẻ
(2) Xây dựng phương pháp điều tra nhanh sinh khối và carbon lâm phần
Để lập biểu sinh khối và carbon cây cá lẻ cần giải quyêt các vấn đề cơ bản sau:
- Biểu lập theo những nhân tố nào. Biểu lập theo vùng hay chung cho toàn quốc.
- Xác định được sai số sử dụng biểu bằng tài liệu không tham gia lập biểu.
3

Để xây dựng được phương pháp điều tra nhanh sinh khối và carbon lâm phần cần giải quyến
các vấn đề cơ bản sau:
- Tính được sai số điều tra sinh khối lâm phần theo phương pháp tỷ mỉ (thông qua các nhân tố
điều tra cây đứng có trong phương trình sinh khối) từ phương trình sinh khối tốt nhất được chọn
theo vùng hay chung cho các vùng.

của Chương trình UN-REDD Việt Nam.
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
2.2.3.1. Xác định đơn vị xây dựng phương trình sinh khối
Số liệu điều tra sinh khối rừng tự nhiên được phân theo vùng sinh thái như sau:
- Vùng Bắc bộ (Vùng Tây Bắc bộ và Đông Bắc bộ): 270 cây, trong đó 220 cây dùng để
thiết lập mô hình sinh khối, 50 cây (thuộc 1 ô tiêu chuẩn) dùng để kiểm nghiệm mô hình.
- Vùng Bắc Trung bộ: 311 cây, trong đó 256 cây dùng để thiết lập mô hình sinh khối, 55
cây (thuộc 1 ô tiêu chuẩn) dùng để kiểm nghiệm mô hình.
4

- Vùng Nam Trung bộ (Gộp Vùng Nam Trung bộ và Duyên Hải miền Trung, gọi chung
là Nam Trung bộ): 275 cây, trong đó 220 cây dùng để thiết lập mô hình sinh khối, 55 cây (thuộc
1 ô tiêu chuẩn) dùng để kiểm nghiệm mô hình.
-Vùng Tây Nguyên: 407 cây, trong đó 353 cây dùng để thiết lập mô hình sinh khối, 54
cây (thuộc 1 ô tiêu chuẩn) dùng để kiểm nghiệm mô hình.
Số liệu sinh khối cây phần trên mặt đất gồm sinh khối thân cả vỏ, sinh khối cành và sinh
khối lá. Sinh khối phần dưới mặt đất gồm sinh khối phần gốc và rễ cây, gọi chung là sinh khối
rễ.
2.2.3.2. Xác định sinh khối khô và tỷ lệ sinh khối khô cho các mẫu sấy
Các mẫu này được lấy từ cây tiêu chuẩn chặt ngả, được sấy trong lò sấy với nhiệt độ
105
0
C. Trong thời gian sấy, tiến hành cân mẫu ít nhất 3 lần cho đến khi khối lượng không đổi.
Tỷ lệ sinh khối khô của các mẫu sấy được tính theo công thức:
P
k
=W
K
/W
t

sinh khối tươi của bộ phận cành, lá. Từ đó sinh khối khô của mỗi bộ phận được tính theo công
thức chung sau: W
Ki
= W
ti
*P
Ki
(2.2-4)
Trong đó, W
Ki
, W
ti
là sinh khối khô, sinh khối tươi, P
Ki
là tỷ lệ sinh khối khô ở bộ phận i
của cây tiêu chuẩn chặt ngả.
2.2.3.4. Phương pháp chọn phương trình sinh khối tốt nhất
Mục đích thử nghiệm các dạng phương trình 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.
Phương trình sinh khối được chọn cần thỏa mãn 3 điều kiện sau:
- Tất cả các hệ số đều tồn tại. Mô tả tốt nhất quan hệ sinh khối với các biến độc lập.
- Có sai số nhỏ nhất khi sử dụng điều tra sinh khối cây đứng.
a. Phương pháp kiểm tra điều kiện 1
Mức độ tồn tại của một hệ số nào đó của phương trình được căn cứ vào mức ý nghĩa của
đại lượng kiểm tra T (ký hiệu là Sig). Khi mức ý nghĩa nhỏ hơn 0,05 thì hệ số của phương trình
tồn tại và ngược lại thì hệ số của phương trình không tồn tại. Những biến độc lập có hệ số tương
ứng không tồn tại thì không thực sự có liên hệ với biến phụ thuộc.
5

b. Phương pháp kiểm tra điều kiện 2

i
là giá tri thực.
Theo phương pháp này, phương trình nào có giá trị AIC nhỏ nhất được coi là tốt nhất.
Phương pháp này cũng chỉ áp dụng được khi biến phụ thuộc ở các phương trình thử nghiệm
giống nhau (hoặc tất cả đều là W, hoặc tất cả đều là log(W) hay ln(W), SQRT(W)). Điều kiện
này ít khi thỏa mãn.
(3). Dựa vào tổng sai lệch bình phương giữa giá trị lý thuyết với giá trị quan sát

Tổng sai lệch bình phương giữa giá trị lý thuyết với giá trị quan sát được tính theo công thức:
RSS =∑(W
i
-W
LT
)
2
(2.2-7)
Ở công thức trên, W
i
là giá trị sinh khối quan sát, W
LT
là giá trị sinh khối lý thuyết.
Phương trình càng thích hợp thì giá trị sinh khối lý thuyết càng gần với giá trị sinh khối quan
sát khi đưa vào tính phương trình.
c. Phương pháp kiểm tra điều kiện 3
Mục đích của việc kiểm nghiệm phương trình là đánh giá được độ chính xác khi sử dụng
phương trình xác định sinh khối cây đứng. Với mục đích như vậy, ở mỗi vùng đã chọn 1 ô tiêu
chuẩn để kiểm nghiệm các phương trình. Các ô này không tham gia thiết lập phương trình.
Nội dung này được thực hiện với những phương trình sinh khối có tất cả các hệ số đều tồn tại
Các tiêu chí sau đây được tính toán khi kiểm nghiệm phương trình:
-Với cây cá lẻ: Sai số nhỏ nhất, sai số lớn nhât, sai số sình quân, thống kê số cây kiểm


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định một số đặc trưng cơ bản của đối tượng nghiên cứu
Để khái quát được đối tượng thu thập số liệu phục vụ cho nghiên cứu, đã xác định một
số nhân tố điều tra cơ bản sau cho các ô tiêu chuẩn: Số cây/ha (N); số cây chặt ngả điều tra sinh
khối (n), tổng tiết diện ngang (G: m
2
/ha), trữ lượng (M: m
3
/ha), trạng thái.
3.2. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối trên mặt đất các bộ phận thân cây.
3.2.1. Tính một số đặc trưng cơ bản của tỷ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi (P
Ki
) của các bộ
phận
Từ số liệu 1267 cây điều tra ở các vùng, tỷ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi của các bộ
phận thân cây trên mặt đất được tính cụ thể như sau:
Bảng 3.2-1: Tỷ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi (P
Ki
) của các bộ phận trên mặt đất
Đặc trưng cơ bản
T
ỷ lệ sinh khối khô/t
ươi P
Ki

theo b
ộ phận của cây

Thân Cành Lá

Khi xét chung cho các loài thì đại lượng P
K
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 P
K
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%.

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

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
(D
2
*H) làm biến phụ thuộc. Trên cơ sở đó, ở đây sẽ sử dụng biểu đồ quan hệ V/(D
2
*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 (D
2
*H)
Hình 3.3-1 cho thấy, đám mây điểm thể hiện quan hệ V/(D
2
*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 R
2
=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 (W
1

2
*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/(D
2
*H) ở hình 3.3-1. Quan hệ này được mô tả theo phương trình tuyến tính với hệ số xác
định R
2
=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 (W
ca
) với biến (D
2
*H) được minh họa ở hình 3.3-4.
9 Hình 3.3-4: Quan hệ W
ca
với (D
2
*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 R
2
= 0.6172.
3.3.1.5. Quan hệ giữa sinh khối khô bộ phận lá với đường kính và chiều cao

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 W
1

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

1
)=a
0
+a
1
*log(D)+a
2
*log(H) (3.3-1)
Log(W
1
)=a
0
+a
1
*log(D
2
*H) (3.3-2)
W
1
=b
0
+b
1
(D
2
*H) (3.3-3)
W
1
= b
0

*H) (3.3-6)
W
1
=a
0
+a
1
*G+a
2
*H+a
3
*(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 W
1
của cây với D và H. Dạng phương trình này
cũng sẽ được sử dụng để mô tả quan hệ sinh khối W
1
với D và H chung cho các vùng và mô tả
quan hệ sinh khối từng bộ phận của cây (W
th
, W
ca
, W
la
) 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

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 W
1
từ các phương trình được chọn
Vùng
Phương
trình
n
Tỷ lệ % sai
số có dấu (+)
Tỷ lệ % sai
số có dấu (-)
∆%max
∆
%






∆%
(∑W
1
)
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

1
)=-1,2178+1,9815*log(D)+0,7172*log(H) R
2
=0,9619 (3.3-8)
Hệ số xác định R
2
của phương trình (3.3-8) rất cao, chứng tỏ quan hệ sinh khối W
1
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:
W
1
=0,06056*D
1,9815
*H
0,7172
(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 W
1
chung cho các vùng
Vùng
Phương
trình
Số
cây
Tỷ lệ % sai số
mang dấu (+)


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 W
1
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 W
1
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 W
th
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:

)=-1.4303+1,9187*log(D)+0,8733*log(H) R
2
=0,9835, n=220 cây. (3.3-13)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
th
= 0,03712*D
1,9187
*H
0,9733
(3.3-14)
Vùng Tây Nguyên:
Log(W
th
)=-1.5154+1,8753*log(D)+1,0108*log(H) R
2
=0,9640, n=339 cây. (3.3-15)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
th
= 0,03052*D
1,8753
*H
1,0108
(3.3-16)
Hệ số xác định R
2
ở các phương trình trên đều rất cao, từ 0,9503 đến 0,9835. Sinh khối W
th
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 W

(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


=0,8126, n=256 cây. (3.3-19)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
ca
= 0,00955*D
1,9770
*H
0,6251
(3.3-20)
Vùng Nam Trung Bộ
Log(W
ca
)=-1,7128+3,1370*log(D) - 0,8409*log(H) R
2
=0,8856, n= 256 cây. (3.3-21)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
ca
= 0,01913*D
3,1370
*H
-0,8409
(3.3-22)
Vùng Tây Nguyên:
Log(W
ca
)=-1,8443+2,700*log(D)-0,1288*log(H) R
2
=0,8891, n= 256 cây. (3.3-23)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
ca
= 0,01431*D


∆%
max

∆
%






∆%
(
∑W
1
)

B
ắc Bộ

(3.3
-
17)

50

64.5

35.5

-0,6951
(3.3-26)
Vùng Bắc Trung Bộ:
Log(W
la
)=-1,4787+1,3074*log(D)+0,4503*log(H) R
2
=0,6866, n=256 cây. (3.3-27)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
la
= 0,03321*D
1,3074
*H
0,4503
(3.3-28)
Vùng Nam Trung Bộ:
Log(W
la
)=-1,4375+2,1728*log(D)+0,7001*log(H) R
2
=0,7783, n=220 cây. (3.3-29)
Chuyển về dạng phi tuyến: W
la
= 0,03651*D
2,1728
*H
0,7001
(3.3-30)
Vùng Tây Nguyên:
Log(W

mang dấu (-)
∆%
max
∆
%






∆%
(∑W
1
)
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 W
1
đều được
mô tả tốt bằng dạng phương trình (3.3-1). Trong đó hệ số xác định R
2
của phương trình sinh

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(W
1
)=a
0
+a
1
*log(D)+a

+a
1
*log(D
2
*H*WD) (3.3-36)
Log(W
1
)=a
0
+a
1
*log(D
2
H)+a
2
*log(D
2
*WD) (3.3-37)
Log(W
1
)= a
0
+a
1
*log(D
2
)+a
2
*log(D
2

2
H)+0,6904*log(WD) (3.3-35a)
Phương trình trên có hệ số xác định R
2
=0,9758, các hệ số a
1
, a
2
đều tồn tại.
Log(W
1
)=-1,01026+0,9186*log(D
2
*H*WD) (3.3-36a)
Phương trình trên có hệ số xác định R
2
=0,9751
Log(W
1
)=-0,9834+0,5095*log(D
2
H)+0,5469*log(D
2
*WD) (3.3-37a)
Phương trình trên có hệ số xác định R
2
=0,9758, các hệ số a
1
, a
2

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)
B
ắc 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


2
*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 W
1
/(D
2
*H*WD) chặt hơn nhiều so với quan hệ W
1
/(D
2
*H).
Chuyển phương trình (3.3-38a) về dạng mũ: W
1
=0.0946*D
0,1423
*(D
2
*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(W
2
)= -0.7570+0.9823*log(W
1
) R
2

0,3598
)
0,9399
(3.3-51)
Vùng Bắc Trung Bộ: Sinh khối W
2
tính từ phương trình (3.3-50) lập từ số liệu vùng Bắc
Bộ và vùng Tây Nguyên, W
1
tính từ phương trình (3.3-1b) lập riêng cho vùng Bắc Trung Bộ.
W
2
= 0,1750*(0,05196*D
1,8075
*H
0,9940
)
0,9823
(3.3-52)
Nam Trung bộ: Sinh khối W
2
tính từ phương trình (3.3-50) lập từ số liệu vùng Bắc Bộ
và vùng Tây Nguyên, W
1
tính từ phương trình (3.3-1c) lập riêng vùng Nam Trung Bộ.
W
2
= 0,1750*(0,06223*D
2,1254
*H

*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 W
1
và bộ phận dưới
mặt đất W
2
, được tính cụ thể cho từng vùng theo công thức chung:
W=W
1
+W
2
(3.3-56)
Thay các phương trình sinh khối trên mặt đất W
1
và phương trình sinh khối dưới mắt đất
W
2
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 W
1
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 W
2
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:

0,5432
)
0,9823
(3.3-59)
Tây Nguyên: W=0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
+0,1735*(0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
)
0,9606
(3.3-60)
- Với phương trình sinh khối lập theo D,H và WD: Thay W
1
ở công thức (3.3-56) bằng
phương trình sinh khối (3.3-38a) lập chung cho các vùng, thay W
2
bằng phương trình (3.3-50)
được phương trình sinh khối chung theo D, H và WD:
W=[-1,0241+0,1423*log(D
2
)+0,8202*log(D
2
*H*WD)]+0,1750*[-1,0241+0,1423*
log(D
2
)+0,8202*log(D

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 W
1
, các loại sai số
mắc phải cụ thể như sau:
Sai số lớn nhất xác đinh sinh khối W
1
từ 28,34% đến 31,50%, sai số bình quân từ
13,28% đến 18,24%. Sai số của tổng sinh khối W
1
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 K
c

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
Đ
ặc tr
ưng

Cành

Lá

Thân

0.5794

0.5789

n 149 149 149 149 61
Hệ số chuyển đổi carbon được tính theo công thức: K
c
=
()
()
(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 K
c
ở các bộ phận từ 0,4234 (lá) đến 0,4543
(thân). Hệ số K
c
của bộ phận TMĐ bình quân bằng 0,4501. Hệ số K
c
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 W
1
và W
2
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: K

- 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 K
c
= 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 K
c
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*D
2,1234
*H
0,3598
+0,2080*(0,1080*D
2,1234
*H
0,3598
)
0,9399
] (3.4-4)
Bắc Trung bộ:

*H
0,7579
)
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

∆
%





%(∑W1)

Bắc Bộ
D, H

44,0

56,0

28,34


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

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 W
1
và W
2
, 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 W
1
và sinh khối chung W. Hai
loại sinh khối này được tính từ các phương trình:
W
1
= 0,1080*D
2,1234
*H
0,3598
(3.5-2)
W=0,1080*D
2,1234
*H
0,3598
+0,2080*(0,1080*D
2,1234
*H
0,3598

+0,1750*(0,05196*D
1,8075
*H
0,9940
)
0,9823
(3.5-5)
Từ W
1
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 W
1
, chưa có số liệu để tính phương trình sinh khối W
2
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 W
2
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:
W
1
= 0,06223*D
2,1254
*H
0,5432
(3.5-6)
W=0,06223*D

W=0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
+0,1735*(0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
)
0,9606
(3.5-9)
Từ W
1
và W khi cần chuyển sang carbon thì nhân với 0,45.
Trong biểu ghi giá trị sinh khối W
1
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 (W
2
): 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 W
1
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

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*D
2,1234
*H
0,3598
+0,1750*(0,1080*D
2,1234
*H
0,3598
)
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

2,1254
*H
0,5432
)
0,9823

Tây Nguyên: W=0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
+0,1735*(0,05378*D
2,0176
*H
0,7579
)
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

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