MÔ HÌNH HÓA PHÂN BỐ SỐ CÂY THEO ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU CAO TRONG RỪNG TRỒNG KEO TAI TƯỢNG KINH DOANH GỖ NHỎ VÀ GỖ LỚN TẠI TỈNH TUYÊN QUANG

Abstract

Modeling diameter and height frequency distributions constituted a fundamental scientific basis for analyzing stand structure and supporting sustainable forest management. This study aimed to identify the optimal probability distribution functions for modeling tree number distributions by diameter (N/D) and height (N/H) in Acacia mangium plantations under small- and large-timber management regimes in Tuyen Quang province, Viet Nam. The analysis was based on data collected from 15 temporary sample plots (500 m² each), representing stand ages from 6 to 11 years. Twelve probability distribution functions, including classical distributions and flexible distributions within the Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape (GAMLSS) framework, were evaluated. Model parameters were estimated using the Maximum Likelihood Estimation (MLE) method and goodness-of-fit was assessed using the Kolmogorov-Smirnov and Anderson-Darling tests.The results indicated that flexible Box–Cox family distributions, particularly the Box-Cox Power Exponential (BCPE) distribution, exhibited superior goodness-of-fit and robustness in modeling both diameter and height distributions across most stand ages. The BCPE distribution effectively captured skewed and heavy-tailed distributions in young stands and maintained its performance as stand structure became more stable in mature, large-timber stands. In contrast, traditional distributions such as Weibull and Gamma showed only moderate performance, while the Exponential distribution proved unsuitable in all cases. These findings provided a robust scientific basis for growth prediction and decision-making in thinning and stand conversion, thereby enhancing the effectiveness of sustainable management of Acacia mangium plantations oriented toward large-timber production.

Tóm tắt

Mô hình hóa phân bố tần suất đường kính và chiều cao là nền tảng khoa học quan trọng trong phân tích cấu trúc lâm phần và quản lý rừng bền vững. Nghiên cứu này nhằm xác định hàm phân phối xác suất tối ưu để mô phỏng phân bố số cây theo đường kính (N/D) và theo chiều cao (N/H) của rừng trồng Keo tai tượng theo hai định hướng kinh doanh gỗ nhỏ và gỗ lớn tại tỉnh Tuyên Quang, dựa trên dữ liệu thu thập từ 15 ô tiêu chuẩn đại diện cho các cấp tuổi 6 - 11 năm. Mười hai hàm phân phối xác suất, bao gồm các phân phối cổ điển và các phân phối linh hoạt trong khung mô hình GAMLSS, được đánh giá thông qua phương pháp ước lượng hợp lý tối đa (MLE) kết hợp với các kiểm định Kolmogorov-Smirnov và Anderson-Darling. Kết quả cho thấy, các hàm phân phối linh hoạt thuộc họ Box-Cox, đặc biệt là Box-Cox Power Exponential (BCPE), thể hiện mức độ phù hợp và tính ổn định vượt trội trong mô phỏng cả phân bố N/D và N/H ở hầu hết các độ tuổi lâm phần. Phân phối BCPE mô phỏng hiệu quả các phân bố có độ lệch và đuôi dài ở giai đoạn rừng gỗ nhỏ, đồng thời duy trì ưu thế khi cấu trúc lâm phần ổn định hơn trong giai đoạn rừng gỗ lớn. Ngược lại, các phân phối truyền thống như Weibull và Gamma chỉ đạt mức phù hợp trung bình, trong khi phân phối Exponential không phù hợp trong tất cả các trường hợp. Những kết quả này cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho dự báo sinh trưởng và hỗ trợ quản lý rừng trồng keo tai tượng theo hướng kinh doanh gỗ lớn và phát triển bền vững.