Tiết diện ngang thân cây là gì?
Tiết diện ngang (basal area) là diện tích mặt cắt ngang của thân cây đo tại tầm ngang ngực (4,5 ft / 1,37 m so với mặt đất), tính bằng feet vuông. Các nhà lâm nghiệp dùng chỉ số này để đánh giá mật độ cây, độ đầy của lâm phần, lên kế hoạch tỉa thưa và ước tính trữ lượng gỗ. Đường kính đo tại độ cao tiêu chuẩn này được gọi là đường kính ngang ngực, viết tắt là DBH.
Cách sử dụng máy tính
Nhập DBH của cây theo đơn vị inch. Máy tính sẽ trả về tiết diện ngang của một cây đơn lẻ tính bằng feet vuông. Nếu bạn muốn tính tổng cho cả lâm phần hoặc ô tiêu chuẩn, hãy nhập thêm số lượng cây — công cụ sẽ nhân giá trị từng cây để cho ra tổng tiết diện ngang.
Giải thích công thức
Tiết diện ngang thực chất chính là diện tích hình tròn, \(A = \frac{\pi}{4} \times d^2\). Khi đường kính tính bằng inch và muốn kết quả ra feet vuông, phép quy đổi được gộp gọn vào một hằng số duy nhất:
$$A\ (\text{ft}^2) = \frac{\pi}{4} \times \frac{\text{DBH}^2}{144} = 0{,}005454 \times \text{DBH}^2$$Vì vậy dữ liệu duy nhất bạn cần là DBH tính bằng inch.
Ví dụ minh họa
Với một cây có DBH 12 inch:
$$0{,}005454 \times 12^2 = 0{,}005454 \times 144 = 0{,}7854 \text{ feet vuông}$$Một lâm phần gồm 50 cây như vậy sẽ có tổng tiết diện ngang là
$$0{,}7854 \times 50 = 39{,}27 \text{ feet vuông}$$Bảng Tham Chiếu Diện Tích Gốc Theo DBH
Diện tích gốc (BA) là diện tích mặt cắt ngang của thân cây được đo ở độ cao ngực (4,5 ft so với mặt đất). Trong lâm nghiệp Hoa Kỳ, nó được tính từ đường kính ở độ cao ngực (DBH) tính bằng inch bằng cách sử dụng hằng số 0,005454, hằng số này chuyển đổi \(\pi/4\) của square inches thành square feet:
$$\text{BA}_{\text{cây}} = 0,005454 \times \text{DBH}^{2}$$
Ví dụ, một cây 10 inch có \(0.005454 \times 10^{2} = \) 0.5454 sq ft diện tích gốc. Bảng dưới đây liệt kê các giá trị DBH phổ biến và diện tích gốc trên mỗi cây tương ứng.
| DBH (inch) | Diện Tích Gốc Trên Mỗi Cây (sq ft) |
|---|---|
| 2 | 0.0218 |
| 4 | 0.0873 |
| 6 | 0.1963 |
| 8 | 0.3491 |
| 10 | 0.5454 |
| 12 | 0.7854 |
| 14 | 1.0690 |
| 16 | 1.3962 |
| 18 | 1.7671 |
| 20 | 2.1816 |
| 24 | 3.1415 |
| 30 | 4.9086 |
Diễn Giải Kết Quả Diện Tích Gốc Của Bạn
Mặc dù diện tích gốc trên mỗi cây là mặt cắt ngang của một thân cây duy nhất, nhưng chỉ số quản lý hữu ích hơn là diện tích gốc trên một acre — tổng các diện tích gốc của tất cả các thân cây trên một acre, được biểu thị bằng square feet trên acre (sq ft/ac). Đó là một thước đo trực tiếp về mật độ rừng (độ kín đáo) và được sử dụng rộng rãi trong các hướng dẫn về độ kín đáo của lâm nghiệp để quyết định xem một khu rừng có bị thiếu cây, đủ cây hay quá cây.
Các khoảng giá trị điển hình được công bố cho các rừng gỗ được quản lý thường nằm trong khoảng khoảng 60 đến 120 sq ft/ac sau khi làm mỏng và khi vòng quay, mặc dù mục tiêu mục tiêu khác nhau tùy theo loài, chất lượng địa điểm và mục tiêu quản lý:
- Dưới ~60 sq ft/ac: Thường được coi là thiếu cây — không gian phát triển không được sử dụng đầy đủ, vì vậy các cây riêng lẻ phát triển nhanh nhưng tổng sản lượng gỗ trên mỗi acre thấp hơn tiềm năng.
- ~60–100 sq ft/ac: Một phạm vi được quản lý phổ biến cho nhiều mục tiêu gỗ xẻ, cân bằng giữa sự phát triển của từng cây riêng lẻ với mức độ rừng.
- Trên ~120 sq ft/ac: Thường báo hiệu một khu rừng quá cây trong đó cạnh tranh làm chậm sự phát triển đường kính và tăng khả năng bị côn trùng, bệnh tật và tử vong — một kích hoạt điển hình cho một xử lý làm mỏng.
Nhiều hướng dẫn về độ kín đáo dành riêng cho khu vực và loài (chẳng hạn như những hướng dẫn dựa trên chỉ số mật độ rừng Reineke và các biểu đồ độ kín đáo được công bố của Dịch vụ Lâm nghiệp USDA) đặt ra các ngưỡng làm mỏng rõ ràng. Như một quy tắc chung, làm mỏng trở lại khoảng 60–80 sq ft/ac của diện tích gốc còn lại là một đơn thuốc phổ biến để giảm bớt cạnh tranh trong khi giữ cho địa điểm năng suất. Luôn tham khảo hướng dẫn độ kín đáo thích hợp cho loại rừng của bạn và tham khảo ý kiến của một forester chuyên nghiệp để có các đơn thuốc dành riêng cho địa điểm; đây là thông tin giáo dục chung, không phải là đơn thuốc quản lý.
Diện Tích Gốc Trên Các Kịch Bản Rừng
Các kịch bản dưới đây cho thấy cách DBH và số lượng cây kết hợp để tạo ra tổng diện tích gốc của rừng. Đối với rừng hỗn hợp, diện tích gốc trên mỗi cây được tính cho mỗi lớp kích thước và được cộng lại. Tất cả các giá trị sử dụng \(0.005454 \times \text{DBH}^{2}\).
| Kịch Bản | DBH (inch) | Số Lượng Cây | Diện Tích Gốc Trên Mỗi Cây (sq ft) | Tổng Diện Tích Gốc (sq ft) |
|---|---|---|---|---|
| Rừng trẻ đồng nhất | 10 | 100 | 0.5454 | 54.54 |
| Gỗ xẻ trưởng thành | 16 | 50 | 1.3962 | 69.81 |
| Cây di sản lớn | 24 | 40 | 3.1415 | 125.66 |
| Rừng hỗn hợp (12 in × 30) | 12 | 30 | 0.7854 | 23.56 |
| Rừng hỗn hợp (16 in × 20) | 16 | 20 | 1.3962 | 27.92 |
| Rừng hỗn hợp (20 in × 10) | 20 | 10 | 2.1816 | 21.82 |
| Tổng rừng hỗn hợp | — | 60 | — | 73.30 |
Rừng hỗn hợp cộng ba lớp kích thước (23.56 + 27.92 + 21.82 = 73.30 sq ft). Nếu những tổng cộng này đại diện cho những cây được tính trên một acre, các kịch bản cây di sản lớn và mật độ cao sẽ tiếp cận hoặc vượt quá ngưỡng quá cây ~120 sq ft/ac được thảo luận ở trên, trong khi rừng trẻ đồng nhất ở 54.54 sq ft/ac sẽ được coi là có kín đáo nhẹ.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao lại là 0,005454? Hằng số này kết hợp hệ số diện tích hình tròn \(\frac{\pi}{4}\) (≈0,7854) với phép quy đổi từ inch² sang foot² (÷144), tức là \(0{,}7854 \div 144 \approx 0{,}005454\).
DBH ở đây có luôn tính bằng inch không? Đúng vậy. Phiên bản này dùng hệ đo lường Mỹ/Anh (imperial): DBH nhập bằng inch và kết quả ra feet vuông. Theo hệ mét — phổ biến tại Việt Nam — tiết diện ngang thường được tính bằng \(g = \frac{\pi}{4} \times \left(\frac{\text{DBH}}{100}\right)^2\) với DBH theo cm để ra mét vuông (m²).
Tổng tiết diện ngang cho biết điều gì? Tiết diện ngang trên mỗi acre là chỉ số quan trọng về độ đầy: giá trị càng cao nghĩa là lâm phần càng dày, từ đó định hướng quyết định tỉa thưa và khai thác.
