XÂY DỰNG HỆ SỐ NGOẠI SUY SINH KHỐI CHO MỘT SỐ LOÀI
CÂY RỪNG TRỒNG CHỦ YẾU Ở VIỆT NAM
Nguyễn Viết Xuân, Vũ Tấn Phương
Trung tâm nghiên cứu sinh thái và môi trường rừng
Bùi Mạnh Hưng
Trường Đại học Lâm nghiệp
TÓM TẮT
Hiện nay, việc xây dựng các báo quốc gia về phát thải khí nhà kính là một điều kiện bắt buộc đối với các quốc
gia tham gia vào Hiệp định khung của liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC). Có nhiều cách để ước
tính sinh khối, trong đó phương pháp sử dụng hệ số ngoại suy sinh khối (BEF) để ước tính sinh khối rừng là
một trong các phương pháp được sử dụng rộng rãi. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về hệ số BEF để chuyển đổi
thể tích gỗ sang sinh khối còn rất hạn chế và chưa đáp ứng được yêu cầu về ước tính sinh khối phục vụ cho
việc kiểm kê khí nhà kính cấp quốc gia. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu ước tính giá trị BEF và xây dưng các
phương trình tương quan giữa BEF với đường kính ngang ngực (DBH) cây cá thể của một số loài cây trồng
rừng chủ yếu dựa trên các số liệu giải tích các cây tiêu chuẩn. Các loài cây nghiên cứu bao gồm keo lai, keo tai
tượng, thông nhựa và thông mã vĩ. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số BEF có xu hướng giảm dần theo tuổi và
tuổi rừng càng cao thì giá trị BEF càng ổn định. Giá trị trung bình của hệ số BEF của thông mã vĩ đạt giá trị lớn
nhất và keo lai đạt giá trị nhỏ nhất, lần lượt là 1,134 Mg/cm
3
và 0,873 Mg/cm
3
. Tuy nhiên tồn tại sự khác biệt
rõ rệt giữa hệ số BEF ở các cấp tuổi khác nhau trong cùng một loài cây (Sig < 0,05). Mối tương quan giữa BEF
với DBH cũng được thiết lập và cho thấy mức độ tương quan giữa DBH và BEF ở mỗi loài là khác nhau và phụ
thuộc dạng hàm mô phỏng mối quan hệ. Các phương trình này đều tồn tại (với P
a &
P
b
< 0,01; P < 0,01) và có
thể áp dụng để ước tính BEF cho từng tuổi cụ thể.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ

liệu gốc của 4 loài cây rừng trồng chủ yếu (keo lai, keo tai tượng, thông nhựa và thông mã
vĩ) của các nghiên cứu trước đây nhằm xây dựng phương trình tương quan và hệ số BEF,
đồng thời kiểm tra tính ứng dụng của nó thông qua các chỉ số thống kê.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là các loài cây: keo lai, keo tai tượng, thông nhựa và thông mã vĩ.
Việc phân tích hệ số BEF và thiết lập mối tương quan giữa BEF và DBH được dựa trên số
liệu cây giải tích của các loài nghiên cứu thuộc các đề tài cấp bộ: Nghiên cứu lượng giá giá
trị môi trường của một số loại rừng ở Việt Nam (Vũ Tấn Phương, 2007); Nghiên cứu định
giá rừng ở Việt Nam (Vũ Tấn Phương, 2009); và Nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị
thương mại carbon của một số dạng rừng trồng chủ yếu ở Việt Nam (Võ Đại Hải, 2008).
Tổng số lượng cây giải tích được sử dụng cho phân tích trong nghiên cứu này là 375 cây,
phân bố từ tuổi 1 đến tuổi 45 thuộc 4 loài: keo lai, keo tai tượng, thông mã vĩ và thông nhựa,
trên các điều kiện lập địa khác nhau ở các tỉnh Phú Thọ, Hòa Bình, Bình Định, Thừa Thiên
Huế, Gia Nai, Đồng Nai, Bắc Kạn, Tuyên Quang, Quảng Ninh, Thanh Hóa, Lạng Sơn, Bắc
Giang và Quảng Bình.
Hệ số BEF trong nghiên cứu này được hiểu là hệ số ngoại suy trữ lượng gỗ thương
phẩm thành sinh khối trên mặt đất (Mg sinh khối gỗ thương phẩm/m
3
gỗ thương phẩm). Tính
toán hệ số BEF được thực hiện theo hướng dẫn của IPCC (IPCC, 2003) thông qua công thức
sau:
i
s
V
w
BEF
=
Trong đó: BEF (Biomass Expansion Factor) là hệ số ngoại suy sinh khối trên mặt đất
từ thể tích gỗ thương phẩm, tính bằng tấn/m
3

tính BEF dựa trên DBH.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kiểm tra dạng phân bố của biến độc lập (DBH)
Số lượng mẫu được thu thập cho loài keo lai (thu thập tại Phú Thọ, Hòa Bình, Bình Định,
Thừa Thiên Huế, Gia Lai, Đồng Nai, Bắc Kạn và Tuyên Quang), keo tai tượng (thu thập tại
Quảng Ninh, Phú Thọ và Thanh Hóa), thông nhựa (thu thập tại Quảng Bình và Thanh Hóa)
và thông mã vĩ (thu thập tại Bắc Giang và Lạng Sơn) lần lượt là 117, 104, 73 và 81 mẫu.
Các đặc trưng thống kê DBH của các loài được mô tả trong bảng 01 bên dưới. Giá trị DBH
trung bình của keo lai đạt giá trị nhỏ nhất, trong khi đó các giá trị này của thông nhựa đạt giá
trị lớn nhất; tuy nhiên sự khác nhau về giá trị này còn phụ thuộc vào tuổi lâm phần và đặc
điểm sinh trưởng của loài. Bảng 01 cũng cho thấy độ lệch chuẩn (Stdv) phản ảnh độ biến
thiên của một số cá thể trong tổng thể mẫu và sai tiêu chuẩn (SE) phản ảnh độ dao động của
các số trung bình của các loài khác nhau là rất khác nhau; Sự biến thiên và dao động trị số
trung bình của loài keo lai là thấp nhất, trong khi đó giá trị này lớn nhất ở loài thông mã vĩ.
Bảng 01: Đặc trưng thống kê DBH của các loài cây rừng trồng
TT Tên loài
Số lượng cây giải
tích (cây)
Tuổi quan
sát (tuổi)
DBH (cm)
TB Stdv SE
1 Keo lai 117 1 - 7 10,28 3,66 0,34
2 Keo tai tượng 104 1 - 13 15,20 4,38 0,43
3 Thông mã vĩ 81 4 - 32 14,77 7,76 0,86
4 Thông nhựa 73 6 - 45 19,73 5,19 0,61
Kết quả kiểm tra dạng phân bố theo hai phương pháp khác nhau cho thấy phân bố Weibull
và phân bố chuẩn đều mô phỏng tốt phân bố tần số thực nghiệm của DBH (Hình 01). Tuy
nhiên, phân bố Weibull tỏ ra linh hoạt và phù hợp hơn do khi tham số hình dạng của phân bố
này thay đổi thì đỉnh đường cong và độ lệch của phân bố thay đổi. Sự phù hợp của phân bố

Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of DBH
Trị số trung bình:
10.2856
Sai tiêu chuẩn:
3.66738
1.00.80.60.40.20.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Weibull P-P Plot of DBH
Tham số “Scale”:
11.813
Tham số hình dạng:
2.465
Keo tai
tượng
1.00.80.60.40.20.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0

0.0
Expected Cum Prob
Normal P-P Plot of DBH
Trị số trung bình:
14.7715
Sai tiêu chuẩn:
7.75827
1.00.80.60.40.20.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Expected Cum Prob
Weibull P-P Plot of DBH
Tham số “Scale”:
16.842
Tham số hình dạng:
1.859
Thông
nhựa
1.00.80.60.40 .20.0
Observed Cum Prob
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2

). Xu hướng hệ số
BEF giảm theo tuổi thể hiện khá rõ nét đối với hai loài là keo lai và keo tai tượng, kết quả so
sánh bằng tiêu chuẩn Kruskal và Wallis giữa các cấp tuổi của hai loài này cho thấy hệ số
BEF ở các cấp tuổi có sự khác biệt rõ rệt (Sig < 0,05). Kết quả tương tự cũng được thể hiện
khi so sánh hệ số BEF ở các cấp tuổi khác nhau của thông mã vĩ và thông nhựa (Sig < 0,05),
nói cách khác tuổi cây có ảnh hưởng rất lớn tới hệ số BEF của các loài cây được nghiên
cứu. Giá trị trung bình của hệ số BEF của thông mã vĩ là lớn nhất và keo lai là nhỏ nhất, lần
lượt là 1,134 Mg/m
3
và 0,873 Mg/m
3
. Các giá trị Sig. đều nhỏ hơn 0,05 cho thấy sự khác biệt
rất rõ rệt về giá trị BEF giữa các cấp tuổi do vậy không nên sử dụng hệ số BEF trung bình
của mỗi loài cây trong việc tính toán sinh khối của mỗi loài trong các chương trình kiểm kê
khí nhà kính. Thay vào đó, sử dụng giá trị BEF theo từng cấp tuổi là rất cần thiết và phù hợp
với các cơ sở khoa học đã được phân tích.
Bảng 02: Hệ số ngoại suy sinh khối theo cấp tuổi của các loài cây rừng trồng
Loài cây
Cấp tuổi
DBH (cm)
V (m
3
/cây)
BEF (Mg/m
3
)
Keo lai
1-5
9,554
0,058

3,908
0,444
3,233
6-10
10,912
0,04
0,959
11-15
14,292
0,05
0,872
16-20
19,355
0,032
0,69
21-25
18,875
0,022
0,729
26-35
26,834
0,028
0,593
Trung bình
1,134
Độ lệch chuẩn
0,90
Thông
nhựa
6-10

rệt với ba tuổi còn lại (Sig < 0,001). Nhìn chung, hệ số BEF của keo tai tượng trong nghiên
cứu này thấp hơn đáng kể so với giá trị này trong nghiên cứu của Miyankuni (1,332), tuy
nhiên kết quả nghiên cứu về hệ số BEF còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như đặc điểm
sinh trưởng, số lượng tuổi và mẫu nghiên cứu và lịch sử lâm phần…Nghiên cứu hệ số BEF
của thông nhựa từ tuổi 5 đến tuổi 24 ở Indonesia cho thấy hệ số này giao động từ 1,1528 đến
1,5675 và cũng có xu hướng giảm theo tuổi (Miyankuni et al, 2005), kết quả này khá phù
hợp với kết quả mà nghiên đã đạt được và trình bày trong bảng 02. Một nghiên cứu khác về
hệ số BEF của thông ba lá (Vũ Tấn Phương, 2011) cũng chỉ ra rằng hệ số này giảm dần theo
tuổi, đạt giá trị lớn nhất ở tuổi 5 và nhỏ nhất ở tuổi 12 và giá trị BEF trung bình khá thấp
(0,737). Kết quả này cho thấy tuổi rừng càng nhỏ thì hệ số BEF cây cá thể càng lớn, do trữ
lượng của cây cá thể là nhân tố ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị hệ số ngoại suy sinh khối.
Paula Soares và Margarida Tomé (2004) đã nghiên cứu về hệ số BEF của loài Eucalyptus
globulus ở Thổ Nhĩ Kỳ, kết quả cho thấy giá trị BEF của rừng trồng Eucalyptus globulus
cũng có xu hướng giảm dần theo tuổi và tuổi rừng càng lớn thì giá trị này càng ít thay đổi và
xấp xỉ 0,68. Kết quả nghiên cứu về hệ số ngoại suy sinh khối cho các bộ phận của sinh khối
trên mặt đất trong cây cá thể rừng khô nhiệt đới ở phía Đông Sinaloa, Mê-hi-cô cho thấy hệ
số BEF (± sd) của sinh khối cành, thân và tổng sinh khối trên mặt đất lần lượt là 0,7854 (±
0,111), 0,873 (± 0,055) và 1,460 (± 0,022) (José de Jesús Návar Cháidez, 2009). Nghiên cứu
về hệ số BEF theo cấp tuổi của rừng trồng cây hồng tùng (Pinus sylvestris) ở Phần Lan cho
thấy hệ số ngoại suy sinh khối ở cấp tuổi dưới 40, từ 41 – 80 tuổi và trên 80 tuổi lần lượt là
0,80 Mg m
-3
, 0,67 Mg m
-3
và 0,59 Mg m
-3
(Lehtonen và cs, 2004). Nhìn chung, hệ số BEF
của các loài đều có xu hướng giảm dần theo tuổi rừng và phụ thuộc chặt chẽ vào trữ lượng
mỗi loài cây.
3.3. Mô hình tương quan giữa BEF và đường kính ngang ngực

Hàm tương
quan
Kết quả phân tích R P
R
a b P
a
P
b
Keo lai Y= a+b/X Y=0,382+3,913/X 0,917 <0,01 0,382 3,913 <0,01 <0,01
Keo tai tượng Y=a+b.ln(X) Y=3,826-1,034.ln(X) 0,599 <0,01 3,826 -1,034 <0,01 <0,01
Thông mã vĩ Y= a.X
b
Y= 5,356.X
-0,688
0,856 <0,01 5,356 -0,688 <0,01 <0,01
Thông nhựa y= a+b/X Y=0,437+11,763/X 0,524 <0,01 0,43
7
11,763 <0,01 <0,01
Hình 02: Biểu đồ tương quan giữa BEF và DBH của các loài cây
a) Keo lai
b) Keo tai tượng
c) Thông mã vĩ
d) Thông nhựa
4. KẾT LUẬN
Hệ số ngoại suy sinh khối giảm dần theo tuổi và có sự khác biệt rất rõ rệt giữa các giá
trị BEF độc lập ở các cấp tuổi khác nhau cho thấy chỉ nên ứng dụng các giá trị này để tính
toán sinh khối và trữ lượng cacbon theo cấp tuổi. Kết quả phân tích cho thấy giá trị của hệ số
7
BEF (± sd) trung bình của keo lai đạt giá trị nhỏ nhất là 0,873 (± 0,44) Mg/m
3

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bouman BAM, Plant RAJ, Nieuwenhuyse A., 1999. Quantifying economic and biophysical sustainability
tradeoffs in tropical pastures. Ecol Model 120:31–46
2. Brown S, Sayant J, Cannell M, Kauppi PE, 1996. Management of forests for mitigation of greenhouse gas
emissions. In: Watson RT, Zinyowera MC, Moss, RH (ed) Climate change 1995: Impacts,
adaptations and mitigation of climate change: Scientific-technical analyses, contribution of
working group II to the second assessment report of the intergovernmental panel on climate
change. Cambridge University Press, Cambridge and New York
3. IPCC, 2006. Revised IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IPCC National Greenhouse
Gas Inventories Programme. IGES, Japan
4. Lehtonen A, Ma¨kipa¨a¨ R, Heikkinen J, Sieva¨nen R, and Liski J, 2004. Biomass
expansion factors (BEFs) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal
forests. Forest Ecology and Management 188 (2004) 211–224
5. Miyankuni K, Hariansyah I, Hyriyanto N.M, and Kiyono Y, 2004. Allometric biomass equations, biomass
expansion factors, and root-to-shoot ratios of planted Acacia mangium Willd forest in West Java,
Indonesia. J. For. Plann. 10: 69-76 2004
6. Miyankuni K, Hariansyah I, Imanuddin R, and Kiyono Y, 2005. Allometric equations and parameters for
establishing biomass of planted Pinus merkusii Jungh. et de Vr. forest. Jpn. J. For. Environment 47
(2), 95 – 104 2005
7. Návar Cháidez J.J, 2009. Allometric equations and expansion factors for tropical dry forest trees of eastern
Sinaloa, Mexico. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10 (2009): 45 – 52
8. Nguyễn Hải Tuất và Nguyễn Trọng Bình, 2005. Khai thác và sử dụng SPSS để xử lý số liệu nghiên cứu trong
lâm nghiệp. Nhà xuất bản nông nghiệp, Hà nội
9. Schimmel D, Enting IG, Heimann M, Wigley TML, Rayneud D, Alves D, Seigenthler U, 1995. CO
2
and the carbon cycle. In: HouMg JT, Meira Filho LG, Bruce J, Lee H, Callander BA, Haites E,
Harris N, Maskell K (ed) Climate change 1994: Radiative forcing of climate change and an
evaluation of the IPCC IS92 emission scenarios. Cambridge University Press, Cambridge, pp 35-71.
10. Tomé M and Soares P, 2004. Analysis of the effectiveness of biomass expansion factors to estimate stand
biomass. Proceedings of the International Conference on Modeling Forest Production, 19 – 22 April,

on the developed allometric equations between BEF and DBH showed that fluctuations in correlation levels of
different species were true and depended on function types which were used to simulate the relationships
between BEF and DBH. The established allometric equations statically existed and can be applied widely to
calculate BEFs for a specific age of plantations.
10