Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tải bản đầy đủ - 0trang

29



quan sát lâu dài các q trình trong một ơ định vị. Phương pháp này thường

được áp dụng trong nghiên cứu giai đoạn phát triển ban đầu của rừng phục

hồi (rừng tiên phong) từ 3-4 năm tuổi. Nếu cần quan sát quá trình diễn thế

trong thời gian dài thì thường sử dụng phương pháp gián tiếp, tức là điều tra

một lần ở nhiều ô tiêu chuẩn tạm thời chọn lọc tốt sao cho hệ thống ô điều tra

tạo thành một chuỗi thời gian (lấy không gian thay thế thời gian) [9].

Phương pháp này có ưu điểm cho kết quả nghiên cứu nhanh, nhưng

nhược điểm là việc giải thích các kết quả điều tra phần nào mang tính xu thế,

vì các lâm phần được chọn khơng thể giống nhau hồn tồn về các điều kiện

tự nhiên. Rừng non phục hồi luôn có biến động lớn và phức tạp, khi sử dụng

phương pháp chuỗi thời gian thì chúng ta khơng thể phân tích các q trình

động thái của diễn thế phục hồi từ các quan sát trực tiếp được mà chỉ có thể

suy luận một cách gián tiếp dựa trên giả thiết rằng các quá trình tương tự sẽ

xảy ra ở các lâm phần khác nhau. Vì lý do này nhiều nhà nghiên cứu đã phản

đối phương pháp nghiên cứu theo chuỗi thời gian. Tuy nhiên, phương pháp

này vẫn được áp dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về diễn thế rừng nhiệt

đới so với áp dụng phương pháp nghiên cứu định vị.

Trong phạm vi thời gian của một luận án nghiên cứu sinh, thời gian dành

cho nghiên cứu ngoại nghiệp hạn chế. Do đó, luận án sử dụng hệ thống ơ tiêu

chuẩn tạm thời (điều tra 1 lần) để đánh giá đặc điểm cấu trúc, tái sinh của các

trạng thái rừng khu vực nghiên cứu và sử dụng nguồn số liệu từ 3 ô tiêu chuẩn

định vị đã được Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết lập trong phạm vi

Vườn Quốc gia Xuân Sơn từ năm 2007 để đánh giá động thái tái sinh.

2.2.2. Phương pháp kế thừa tài liệu

Đề tài luận án kế thừa các báo cáo, các tài liệu khoa học đã công bố về

phân loại thảm thực vật rừng. Các tài liệu, kết quả nghiên cứu, đánh giá về

điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu.



30



2.2.3. Phương pháp thu thập số liệu

2.2.3.1. Thiết lập ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi động thái tái sinh

- Số lượng: 03 ô, thông tin chi tiết được trình bày ở phụ lục 1.2

- Ơ tiêu chuẩn định vị được lập như hình 2.1 (tóm tắt từ quy trình lập ơ

định vị của Trần Văn Con và cs. (2010)[9]:



Hình 2.1: Thiết kế ơ tiêu chuẩn định vị

+ Ơ cấp A là ơ hình vng 100m x 100m = 10.000m 2 để đo tất cả các

cây gỗ có D1.3≥10cm.

+ Ơ cấp B là 1 vòng tròn đặt giữa tâm ơ cấp A với bán kính R=15m

(diện tích 707 m2) để đo đếm các cây gỗ nhỏ (TCN) có 1,0≤ D1.3<10cm.

+ Ơ cấp C: gồm 12 ơ dạng bản 4m2 (2mx2m), tổng diện tích là 48m2 để

đo đếm cây gỗ tái sinh (CTS) có D1.3<1,0cm.

- Đo đếm và đánh giá tái sinh tự nhiên: Cây tái sinh được đo đếm trong

hệ thống ô dạng bản. Hệ thống ô dạng bản này được đánh dấu (định vị) cho

các lần đo sau để bảo đảm sự thống nhất vị trí đo đếm cây tái sinh. Đo chiều

cao cây tái sinh có thể thực hiện tương đối chính xác bằng thước khắc đến cm.

Nguồn gốc cây được xác định bằng việc xem xét xem cây con tái sinh được

hình thành từ hạt hay chồi. Cây có nguồn gốc từ hạt là cây mới hình thành từ



31



cây mầm được nẩy ra từ hạt giống; khác với cây chồi được nẩy ra từ gốc

(hoặc rễ) cây mẹ còn sống hoặc đã bị chặt.

2.2.3.2. Thiết lập ơ tiêu chuẩn tạm thời

Ơ tiêu chuẩn tạm thời được thiết lập tại phân khu phục hồi sinh thái và

phân khu bảo vệ nghiêm ngặt để xác định đặc điểm lâm học và tái sinh dưới tán.

Luận án thực hiện điều tra 42 ô tiêu chuẩn, mỗi trạng thái lập 6 ơ tiêu chuẩn đảm

bảo tính đại diện và được thiết kế như hình 2.2. Thơng tin chi tiết của các ô tiêu

chuẩn được thể hiện ở phụ lục 1.1.



Hình 2.2: Thiết kế ơ tiêu chuẩn điều tra tạm thời

+ Cấp A: một ơ vng có diện tích 900 m 2 (30x30m), mơ tả những

thơng tin về ô tiêu chuẩn: tọa độ địa lý, độ dốc, độ cao, hướng phơi, tình hình

tác động, độ che phủ cây bụi thảm tươi, độ dày thảm mục.

- Tọa độ địa lý, độ cao được xác định bằng GPS cầm tay; độ dốc,

hướng phơi được xác định bằng địa bàn cầm tay.

- Độ che phủ của cây bụi thảm tươi: Trên mỗi OTC lập 02 ô dạng bản

4m2 (2m x2m) để xác định độ che phủ và chiều cao trung bình cây bụi.

- Đánh số thứ tự từ 1 đến n tồn bộ các cây có đường kính D1.3 ≥6cm.

- Xác định tên cây từng cá thể theo tên phổ thông và tên địa phương,

đối với loài chưa biết sẽ chụp ảnh, lấy mẫu tiêu bản để giám định.



32



- Đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng: đường kính thân cây (D 1.3, cm), đo

bằng thước kẹp kính có độ chính xác đến mm theo hai chiều Đông-Tây và NamBắc. Chiều cao vút ngọn (Hvn, m) đo bằng thước đo cao quang học Blumleise

với độ chính xác đến dm. Đường kính tán (Dt,m) được đo bằng thước dây

theo hình chiếu thẳng đứng của mép tán lá xuống mặt phẳng nằm ngang, với

độ chính xác đến dm. Đo theo hai hướng Đơng Tây – Nam Bắc và tính trị số

bình qn.

- Xác định độ tàn che và diện tích lá (LAI): được xác định bằng phương

pháp gián tiếp thông qua ảnh chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số Canon 450D 12,1

mega pixels, được gắn với ống kính bán cầu, đặt cố định cách mặt đất 1,5m.

Các ảnh chụp có cùng tiêu cự (f) = 4,5, tốc độ chụp 1/100 giây, ISO = 800, độ

phân giải 1024 x 768. Trên mỗi ô tiêu chuẩn chụp 05 bức ảnh, 01 ảnh chụp tại

trí trung tâm ô và 4 ảnh chụp ở bốn góc ô tiêu chuẩn.

+ Cấp B: trong OTC A lập 09 ô dạng bản 25m2 (5mx5m).

Trên mỗi ơ dạng bản diện tích 25m 2 (5m x 5m), thu thập các thông tin

về lớp cây tái sinh (các cá thể có chiều cao vút ngọn từ 0,3m trở lên), gồm: (i)

tên loài cây, (ii) chiều cao vút ngọn, (iii) đường kính gốc, (iv) chất lượng sinh

trưởng và (v) nguồn gốc tái sinh. Trong đó:

- Tên loài cây được xác định bằng phương pháp nhận biết trực tiếp,

trường hợp không xác định được sẽ chụp ảnh và lấy mẫu để giám định.

- Chiều cao vút ngọn (Hvn) được xác định bằng sào khắc vạch có độ

chính xác đến dm.

- Đường kính gốc (D00) được xác định bằng thước kẹp Palme có độ

chính xác lên đến mm.

- Chất lượng sinh trưởng của cây tái sinh được phân thành 3 cấp: Tốt,

Trung bình, Xấu. Cây tốt là những cây khỏe mạnh, thân thẳng, cân đối, không

sâu bệnh; Cây trung bình là các cây sinh trưởng bình thường, tán nhỏ hoặc hơi

lệch, phân cành sớm; Cây xấu là cây thân cong queo, tán lệch, bị sâu bệnh.



33



- Nguồn gốc cây tái sinh được phân thành 2 hình thức: tái sinh hạt và tái

sinh chồi.

2.2.3.3. Điều tra tái sinh lỗ trống

- Lỗ trống được xác định theo tuyến điều tra (hình 2.4) với 5 tuyến. Các

lỗ trống tự nhiên đạt được 4 tiêu chí: (i) có diện tích ước tính ≥ 25m2; (ii) đa

số các cây gỗ trong lỗ trống có chiều cao ước tính nhỏ hơn 5m hoặc chiều cao

trung bình ≤ 50% chiều cao của tầng cây cao xung quanh; (iii) cách lỗ trống

được lựa chọn trước đó tối thiểu 50m về bốn phía để đảm bảo khơng trùng lặp

khi đo cây cao xung quanh lỗ trống.

10m



Hình 2.3: Thiết kế điều tra tái sinh lỗ trống

- Xác định diện tích lỗ trống: cơng việc xác định diện tích gồm 3 bước:

bước 1: từ 1 vị trí trung tâm lỗ trống, sử dụng La bàn để xác định 8 điểm

thuộc mép lỗ trống nằm trên góc phương vị 0 o, 45o, 90o, 135o, 180o, 225o, 270o

và 315o. Đánh dấu vị trí các điểm bằng cọc gỗ để thuận tiện cho công việc đo

đếm tiếp theo; bước 2: sử dụng thước dây để xác định khoảng cách giữa 8

điểm nằm trên mép lỗ trống và bước 3: đo khoảng cách vng góc từ vị trí

trung tâm lỗ trống tới đoạn thẳng nối các điểm “phương vị” trên (hình 2.3).



34



Diện tích của lỗ trống sau đó được xác định là tổng diện tích của 8 hình tam

giác có đỉnh chung nằm ở tâm lỗ trống và các đỉnh tương ứng với 8 điểm

thuộc mép lỗ trống.

- Xác định lịch sử hình thành lỗ trống: căn cứ vào hiện trạng của từng

lỗ trống lịch sử hình thành được xác định và phân thành 3 nhóm: (i) hình

thành do cây chết tự nhiên, đổ gẫy do gió bão, chặt hạ, thân, gốc cây đã mục,

(ii) hình thành do cây mới đổ gẫy hoặc mới bị chặt hạ, vật liệu còn tươi, và

(iii) không xác định được nguyên nhân. Căn cứ để phân loại, nhóm 1 chủ yếu

dựa vào độ phân hủy của vật liệu tại hiện trường, nhóm 2: thân cây và gốc vẫn

còn tươi, nhóm 3: khơng có dấu hiệu cây chết, gẫy đổ hay chặt hạ.

- Điều tra tầng cây cao xung quanh lỗ trống: đo đếm toàn bộ cây có

D1.3 ≥ 6cm nằm xung quanh lỗ trống trên giải rừng có 8 cạnh bên trong được

thiết lập bởi 8 “điểm phương vị” và 8 cạnh bên ngoài được thiết lập bởi 8

điểm nằm cách 8 “điểm phương vị” này 10m (hình 2.3). Các chỉ tiêu thu thập

bao gồm: lồi cây, D1.3, Hvn, Dt. Phương pháp xác định các chỉ tiêu này cũng

tương tự như điều tra tầng cây cao trên các ô tiêu chuẩn.

- Điều tra tái sinh lỗ trống: Trên mỗi lỗ trống thiết lập 01 ô dạng bản

có diện tích 25m2 (5mx5m) tại tâm lỗ trống và tiến hành điều tra tất cả cây gỗ

tái sinh có D1.3 <6cm với các thơng số sau: lồi, chiều cao vút ngọn, đường

kính gốc, phẩm chất. Phương pháp xác định các chỉ tiêu cũng tương tự như

điều tra trên ô dạng bản tái sinh dưới tán rừng.

2.2.3.4. Điều tra tái sinh loài ưu thế của thảm thực vật rừng

a) Xác định loài ưu thế: là các loài trong tầng ưu thế sinh thái (A2) của

rừng lá rộng thường xanh. Trong nghiên cứu của luận án, đánh giá đặc điểm

tái sinh của 06 loài: Vàng anh (Saraca dives), Sâng (Pometia pinata), Lộc

vừng (Barringtonia macrocarpa), Trường mật (Pavieasia annamensis), Gội

trắng (Aphanamixis polystachya), Táu muối (Vatica diospyroides) [16].

b) Thiết lập tuyến điều tra (hình 2.4):



35



- Tuyến 1: Xóm Dù - Xóm Lạng - Lùng Mằng;

- Tuyến 2: Xóm Dù - Núi Ten;

- Tuyến 3: Xóm Dù - Xóm Lấp - Xóm Cỏi;

- Tuyến 4: Xóm Dù - Trung tâm Vườn - Xã Xuân Đài;

- Tuyến 5: Xóm Lấp - Núi Bàng.



Hình 2.4: Sơ đồ tuyến điều tra

c) Thu thập số liệu phân bố cây tái sinh theo khoảng cách cây mẹ loài ưu

thế được bố trí theo hình 2.5, gồm các bước:

- Bước 1: Xác định cây mẹ là các đã gieo giống, biểu hiện là có cây con

dưới tán và trong phạm vi xung quanh 2 lần chiều cao cây mẹ không xuất hiện

cây mẹ khác. Các chỉ tiêu về cây mẹ: D1.3; Hvn; Dt, và địa điểm phân bố.

- Bước 2: Thiết lập 01 ơ dạng bản có diện tích 4m2 hoặc 25m2 tùy theo

mật độ cây tái sinh nằm trong hình chiếu tán cây mẹ. Theo bốn hướng Đơng,



36



Tây, Nam, Bắc mỗi hướng bố trí 01 ơ dạng bản 25m2 (5x5m) tại các vị trí cách

mép tán cây mẹ 1H (H là chiều cao vút ngọn của cây mẹ).

- Bước 3: Đo đếm cây tái sinh trong các ô dạng bản với các chỉ tiêu: Số

cây, chiều cao vút ngọn, đường kính gốc, phẩm chất.



Hình 2.5: Thiết kế điều tra tái sinh theo khoảng cách cây mẹ

2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu

2.2.4.1. Xác định các chỉ tiêu cấu trúc cơ bản

a) Tính các đặc trưng mẫu theo chương trình thống kê mô tả [24].

R54xz

- Mật độ cây (cây/ha): N 



n

10000





(2.5)



Trong đó n là số cây trong ơ tiêu chuẩn và Sơ là diện tích ơ điều tra.

- Tần số xuất hiện tương đối (F%): được tính bằng tỷ lệ % số lần xuất hiện

của loài i trong các điểm điều tra.

- Độ nhiều: độ nhiều tuyệt đối (Ni = số cá thể của loài i trên đơn vị ha) và độ

nhiều tương đối (Pi = Ni/N, tỷ lệ số cá thể của loài i trên tổng số cá thể của tất cả

các loài N).



- So sánh các chỉ tiêu điều tra theo trạng thái rừng bằng các tiêu chuẩn:

tiêu chuẩn U của Mann-Whitney với phần mềm SPSS 16.0 trên máy tính [47]

- Xác định độ tàn che và diện tích lá (LAI): Độ tàn che và LAI của ơ là

giá trị trung bình thu được từ kết quả phân tích 5 bức ảnh. Sử dụng phần mềm



37



GLA_v2.0 (Gap Light Analyzer)[78] để xử lý ảnh xác định độ tàn che và LAI

theo 3 bước như hình 2.6.



Hình 2.6: Quy trình xử lý ảnh xác định độ tàn che và chỉ số LAI

b) Xác định tổ thành loài

* Tổ thành tầng cây cao: được xác định căn cứ vào chỉ số độ quan trọng

(IVI- Important value index) của từng loài cây trong quần xã. Theo Daniel

Marmillod giá trị IV% có thể tính theo cơng thức sau:

IVI i % 



Ni %  Gi %

2



(2.6)



Trong đó: IVIi% là chỉ số độ quan trọng của loài i trong quần xã thực

vật rừng; Ni%: mật độ tương đối của lồi i được tính bằng tỷ lệ % giữa số cá

thể của loài i và tổng số cá thể trong quần xã; G i%: tiết diện ngang tương đối

được tính bằng tỷ lệ % giữa tổng tiết diện ngang của loài i và tổng tiết diện

ngang của quần xã. Căn cứ vào kết quả tính tốn, các loài giá trị IVI% ≥ 5%

sẽ được đánh giá là chiếm ưu thế và được tham gia vào công thức tổ thành.

* Tổ thành tầng cây tái sinh: được xác định theo số lượng cây tái sinh

(N) của từng loài:

- Hệ số tổ thành (theo phần 10) của các lồi tham gia theo cơng thức:

ki 



ni

10

N



(2.7)



Trong đó: ki là hệ số tổ thành loài thứ i; n i là số lượng cây tái sinh loài

thứ i; N là tổng số cây tái sinh.



38



Viết công thức tổ thành căn cứ theo các ngun tắc: (i) lồi có hệ số k i

lớn sẽ đứng trước; (ii) nếu ki≥ 0,5 trước đó sẽ có dấu cộng (+); nếu k i < 0,5

trước đó sẽ có dấu trừ (-); (iii) tên cây sẽ được ký hiệu và có giải thích dưới

từng cơng thức; (iv) các lồi có hệ số k i  0,5 sẽ được gộp lại gọi là loài khác,

ký hiệu LK.

c) Phân bố số loài (NL, loài), số cây (N, cây) tái sinh theo cấp chiều cao (Hvn):

Chiều cao cây tái sinh được chia thành 7 cấp: H 1<1,0m; 1,0≤H2<2,0m;

2,0≤H3<3,0m; 3,0≤H4<4,0m; 4,0≤H5<5,0m; 5,0≤H6<6,0m; H7 ≥6,0m.

2.2.4.2. Xác định mức độ chiếm ưu thế, độ đa dạng sinh học và sự tương

đồng giữa lớp cây tái sinh với tầng cây cao [21].

- Mức ưu thế: xác định theo chỉ số Simpson (1949):

n



D  Pi 2

i 1



(2.8)



- Độ đa dạng: xác định theo chỉ số Shannon (1963):

n



H   Pi log 2 ( Pi )



(2.9)



i 1



Trong đó: Pi = ni/N, ni là số cây loài thứ i, N là tổng số cây của các lồi

- Tỷ số hỗn lồi: Có thể phân biệt hai loại tỷ số hỗn lồi như sau: HL1=

s/N (phân tích tất cả các lồi có trong OTC) và HL2= s’/N (phân tích tỷ số hỗn

lồi của các lồi có độ nhiều tương đối lớn hơn 5%).

- Chỉ số Rényi: Chỉ số này được tính bằng cơng thức như sau:

 s



ln  pi 



H    i 1

1 



(2.10)



Trong đó s là tổng số loài, pi là độ nhiều tương đối loài thứ i trong

OTC,  là một tham số quy mơ có thể biến thiên từ 0-∞. H có thể là thước

đo liên tục tính đa dạng của thảm thực vật. Ưu điểm của chỉ số H so với



39



nhiều chỉ số đa dạng truyền thống. Khi =0, H=lnS, trong đó S là số lồi; khi

=1, cơng thức Rényi sẽ có mẫu số là 0, H được đặt bằng chỉ số ShannonWiener; khi =2, H=ln1/D, trong đó D là chỉ số ưu thế Simpson; và cuối cùng

khi =∞, H=ln1/p, trong đó p là độ nhiều tương đối của các lồi có độ nhiều

tương đối lớn hơn 5%. Một ưu điểm nữa của chỉ số H là nó thích hợp cho

việc định nghĩa tính đa dạng thơng qua việc kết hợp giữa độ nhiều và độ đồng

đẳng. Với những ưu điểm đó, chỉ số H đã được nhiều tác giả sử dụng trong

phân tích tính đa dạng của thảm thực vật. Breugel, M.v. (2007)[59] đã sử

dụng chỉ số này để phân tích tính đa dạng của rừng phục hồi sau nương rẫy ở

Mexicô. Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng dãy hệ số này để phân tích sự

biến thiên của giá trị H trong các trường hợp =0; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8 và ∞

để vẽ đồ thị mô tả động thái đa dạng loài của rừng phục hồi.

- Chỉ số tương đồng SI (Sorensen’ Index)

SI = 2C/ (A + B)

Trong đó:



(2.11)



C là số lồi xuất hiện ở cả tầng cây cao và lớp cây tái sinh

A,B là số lượng loài của tầng cây cao và lớp cây tái sinh



Nếu chỉ số SI ≥ 0,75 có thể kết luận thành phần loài của lớp cây tái sinh

và tầng cây cao có mối liên hệ chặt chẽ.

2.2.4.3. Nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên

Động thái rừng được xác định thơng qua các chỉ số:

- Phân tích tỷ lệ cây chết:

+ Tỷ lệ chết Mp = (M/N0)x100



(2.12)



+ Hệ số chết Mr = (lnN0-lnNs)/t



(2.13)



- Phân tích tỷ lệ cây tái sinh bổ sung và chuyển cấp

+ Tỷ lệ chuyển cấp: Rp = (R/Nt)x100



(2.14)



+ Hệ số chuyển cấp: Rr = (lnNt-lnNs)/t



(2.15)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×