Đặc điểm cấu trúc không gian và phi không gian rừng tự nhiên ở Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai

Bài viết Đặc điểm cấu trúc không gian và phi không gian rừng tự nhiên ở Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai được nghiên cứu với mục tiêu góp phần cung cấp cơ sở lý thuyết tin cậy phục vụ cho công tác lượng giá trị của rừng và đề xuất các phương án quản lý, bảo vệ và phát triển rừng bền vững tại KVNC.

Lâm học ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC KHÔNG GIAN VÀ PHI KHÔNG GIAN RỪNG TỰ NHIÊN Ở VƯỜN QUỐC GIA KON KA KINH, TỈNH GIA LAI Nguyễn Văn Quý1, Bùi Mạnh Hưng2, Nguyễn Hữu Thế3, Nguyễn Văn Hợp1, Nguyễn Thanh Tuấn1 Trường Đại học Lâm nghiệp - Phân hiệu Đồng Nai Trường Đại học Lâm nghiệp Phân viện Điều tra, Quy hoạch rừng Nam Trung Bộ Tây nguyên https://doi.org/10.55250/jo.vnuf.2022.1.024-035 TÓM TẮT Hiểu biết cấu trúc rừng điều kiện cần thiết quản lý rừng bền vững Bài báo công bố kết nghiên cứu đặc điểm cấu trúc phi không gian không gian trạng thái rừng trung bình rừng giàu Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai Dữ liệu nghiên cứu thu thập từ ô tiêu chuẩn (100 m × 100 m) lâm phần kiểu rừng rộng thường xanh khu vực nghiên cứu Kết cho thấy, số 53-64 loài trạng thái rừng có 3-5 lồi có ý nghĩa mặt sinh thái thời điểm nghiên cứu Phân bố Khoảng cách mơ tốt cấu trúc đường kính lâm phần, cịn phân bố Weibull mơ tốt cấu trúc chiều cao lâm phần Hàm Logarit Power phù hợp để mô tương quan chiều cao đường kính rừng Mơ hình phân bố khơng gian lồi chủ yếu phân bố cụm ngẫu nhiên Các loài ưu lâm phần thường xuất nhau, chúng có quan hệ tương hỗ mức tương đồng 38-42% sơ đồ nhánh Cluster Dendrogram Những kết nghiên cứu sở quan trọng cho việc đề xuất phương án quản lý phù hợp nhằm bảo vệ phát triển bền vững rừng Vườn quốc gia Kon Ka Kinh Từ khóa: cấu trúc phi không gian, Kon Ka Kinh, lược đồ Voronoi, quan hệ loài, rừng thường xanh ĐẶT VẤN ĐỀ Quản lý rừng bền vững xu tất yếu quản lý rừng đại, mục tiêu đạt hay không phụ thuộc nhiều vào hiểu biết cấu trúc rừng nhà hoạch định sách lâm nghiệp (Yu, 2019) Các nghiên cứu trước rằng, cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc không gian phi không gian, yếu tố điều chỉnh trình quản lý tài nguyên rừng (Tao cộng sự, 2020) Trong đó, cấu trúc phi khơng gian mơ tả đặc điểm lâm phần cấu trúc tổ thành, đường kính, chiều cao Cấu trúc khơng gian khơng phản ánh thuộc tính khơng gian rừng mà cịn cho biết mối quan hệ loài, tương tác loài với mơi trường q trình hình thành quần xã thực vật (Liu cộng sự, 2021; Yan cộng sự, 2021) Do đó, nghiên cứu cấu trúc rừng hữu ích việc cung cấp thơng tin khoa học tạo sở cho việc điều chỉnh hợp lý cấu trúc lâm phần, dự báo xu hướng phát triển rừng khám phá 24 quy luật trì tính ổn định chức hệ sinh thái rừng Từ năm cuối thập niên 70 kỷ trước, nhà sinh thái học giới sử dụng phương pháp phân tích mơ hình liên quan đến khoảng cách nghiên cứu cấu trúc không gian rừng, sử dụng số cụm CI (Clumping index), phân tích dựa mối quan hệ lân cận (Nearest neighborhood), sử dụng hàm thống kê không gian (hàm Ripley’ K, hàm J, hàm Oring…) lược đồ Voronoi (Ripley, 1977; Moeur, 1993; Zhang, 1998) Trong số phương pháp kể trên, ngoại trừ sử dụng số cụm CI, phương pháp lại dựa vào sơ đồ phân bố điểm (tọa độ rừng) để phân tích định lượng cấu trúc khơng gian rừng, phương pháp biết đến với tên gọi phương pháp phân tích mơ hình điểm khơng gian (Spatial point-pattern analysis) (Liu, 2014) Những năm gần đây, phương pháp sử dụng hàm thống kê không gian phổ biến rộng rãi nghiên cứu mơ hình khơng gian TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học rừng (Ben-Said, 2021) Mặc dù có nhiều ưu điểm phương pháp sử dụng hàm thống kê khơng gian có nhược điểm định, cung cấp mơ hình thống kê không gian chủ yếu cấp độ quần thể thường khó thu thơng tin liên quan trực tiếp đến cấu trúc không gian tổng thể lâm phần (Liu, 2014) Mặt khác, việc xử lý phân tích số liệu sử dụng hàm thống kê khơng gian thường phức tạp, khối lượng tính tốn tương đối nhiều (Tang, 2010) Trong đó, phương pháp phân tích cấu trúc khơng gian rừng dựa mối quan hệ lân cận thông qua số cấu trúc khơng gian (độ hỗn lồi, hệ sống đồng góc, độ tập trung tán…) cho dễ thực (Hui cộng sự, 2004; Hui cộng sự, 2009; Wang, 2020) Tuy nhiên, việc sử dụng số cấu trúc không gian lại liên quan đến hiệu chỉnh cận biên xử lý số liệu, phương pháp đòi hỏi người thực nghiên cứu cần có kinh nghiệm việc lựa chọn độ rộng cho vùng đệm ô nghiên cứu (Liu cộng sự, 2017; Nguyễn Văn Quý cộng sự, 2021) Một phương pháp khác khắc phục nhược điểm phương pháp sử dụng số cấu trúc khơng gian dựa lược đồ Voronoi, khơng địi hỏi hiệu chỉnh cận biên, phản ánh cấu trúc không gian tổng thể lâm phần mơ hình khơng gian quần thể cách trực quan kết đảm bảo độ tin cậy (Zhu, 2015) Trên giới có nhiều tác giả sử dụng lược đồ Voronoi thực nghiên cứu cấu trúc không gian rừng nước ta ứng dụng lĩnh vực lâm nghiệp cịn hạn chế Bài báo lấy lồi gỗ kiểu rừng tự nhiên rộng thường xanh Vườn quốc gia (VQG) Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai làm đối tượng nghiên cứu Biểu đồ Venn, lược đồ Voronoi sơ đồ nhánh Cluster Dendrogram sử dụng để phân tích đặc điểm cấu trúc rừng khu vực nghiên cứu (KVNC) Ba câu hỏi nghiên cứu đặt ra, bao gồm: (i) Đặc điểm cấu trúc phi không gian (cấu trúc tổ thành, đường kính, chiều cao mối tương quan đường kính chiều cao rừng) lâm phần trạng thái rừng trung bình rừng giàu nào? (ii) Cấu trúc không gian rừng loài ưu trạng thái rừng có khác biệt khơng? (iii) Mối quan hệ sinh thái loài ưu lâm phần nghiên cứu nào? Nghiên cứu thực với mục tiêu góp phần cung cấp sở lý thuyết tin cậy phục vụ cho công tác lượng giá trị rừng đề xuất phương án quản lý, bảo vệ phát triển rừng bền vững KVNC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm nghiên cứu VQG Kon Ka Kinh thuộc địa giới hành huyện tỉnh Gia Lai Mang Yang, K’bang Đăk Đoa Tọa độ địa lý VQG Kon Ka Kinh từ 14°09'22" đến 14°29'52" vĩ độ Bắc, 108°15'26" đến 108°27'25" kinh độ Đơng Tổng diện tích tự nhiên 41.780 ha, 33.146 đất có rừng (chiếm 80% tổng diện tích VQG) Kon Ka Kinh chịu ảnh hưởng chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, năm có mùa rõ rệt mùa mưa (từ tháng 5-11) mùa khô (từ tháng 12 đến tháng năm sau) Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 21-25°C, tổng lượng mưa trung bình hàng năm biến động từ 2.000 - 2.500 mm, độ ẩm bình quân năm 80% Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, mức độ chia cắt không phức tạp, độ cao dao động từ 900-1.500 m so với mực nước biển (Hà Thăng Long cộng sự, 2014) Ba ô tiêu chuẩn (OTC) đặt vị trí có tọa độ tương ứng, OTC 1: 14°26'0.01" vĩ độ Bắc, 108°21'14.58" kinh độ Đông; OTC 2: 14°18'6.19" vĩ độ Bắc, 108°24'47.17" kinh độ Đông; OTC 3: 14°11'29.11" vĩ độ Bắc, 108°23'25.79" kinh độ Đơng (Hình 1) Quần xã thực vật KVNC đặc trưng kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi thấp với số ưu hợp điển hình loài thuộc họ Sim (Myrtaceae), Long não (Lauraceae), Mộc lan (Magnoliaceae), Dẻ (Fagaceae) (Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, 2019) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 25 Lâm học Hình Địa điểm nghiên cứu vị trí tiêu chuẩn điều tra 2.2 Phương pháp điều tra thu thập liệu Tại địa điểm nghiên cứu, OTC có diện tích ha/ơ (100×100 m) thiết lập Sử dụng phương pháp lưới ô vuông chia OTC thành 25 thứ cấp 400 m2/ơ (20×20 m) Trong ô thứ cấp tiến hành thu thập thông tin cho tất gỗ có đường kính vị trí 1,3 m (D1.3) > cm, bao gồm: D1.3 đo thước kẹp kính với độ xác 0,1 cm; chiều cao vút (Hvn) đo thước Blume – Leiss với độ xác 0,5 m; lấy góc giao cạnh OTC theo hướng Tây – Bắc Tây – Nam làm gốc tọa độ theo hệ quy chiếu, xác định tên loài tọa độ tương đối OTC thước dây la bàn 2.3 Phương pháp xử lý số liệu 2.3.1 Xác định số tiêu cấu trúc phi không gian Trong OTC, tiêu cấu trúc phi không gian lâm phần xác định bao gồm: mật độ (N), đường kính bình quân (D ), chiều cao bình quân (H ), tổng tiết diện ngang (G) trữ lượng (M) a Xác định loài ưu thế: loài ưu xác định dựa số giá trị quan trọng (IVI%) thông qua số cây, tiết diện ngang thể tích thân lồi Chỉ số IVI% tính theo cơng thức sau (dẫn theo 26 Nguyễn Văn Thêm, 2004): IVI% = (Ni%+Gi%+Vi%)/3 (1) Trong đó: IVI% số giá trị quan trọng loài i, Ni% mật độ tương đối, Gi% tiết diện ngang thân tương đối Vi% thể tích thân tương đối loài i so với tất OTC Theo Daniel Marmillod, loài có IVI% > 5% lồi thực có ý nghĩa mặt sinh thái lâm phần (dẫn theo Nguyễn Thị Thu Hiền, 2015) Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (1978), lâm phần nhóm lồi có trị số IVI% ≥ 50% tổng số cá thể tầng cao nhóm lồi coi nhóm lồi ưu b Xác định trạng thái rừng: trạng thái rừng lâm phần xác định dựa Thông tư số 33/2018 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn: Quy định điều tra, kiểm kê theo dõi diễn biến rừng (Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn, 2018) c Sự tương đồng thành phần loài lâm phần: dựa thành phần số lượng loài OTC, số tương đồng (SI) sử dụng để phân tích tương đồng thành phần lồi lâm phần nghiên cứu Cơng thức tính số tương đồng sau (dẫn theo Nguyễn Thị Yến, 2015): TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học SI = 2C/(A+B) (2) Trong đó: C số lượng lồi xuất khu vực A B; A số lượng loài khu vực A; B số lượng loài khu vực B Ngoài ra, biểu đồ Venn sử dụng để mô tả tương đồng thành phần loài lâm phần Biểu đồ Venn xây dựng thông qua Package ‘nVennR’ phần mềm R phiên 4.1.2 2.3.2 Xác định số quy luật cấu trúc phi không gian a Phân bố số theo cấp đường kính (N/D1.3) cấp chiều cao (N/Hvn) Các phân bố thực nghiệm N/D1.3 N/Hvn mơ tả mơ hình phân bố lý thuyết phân bố giảm (dạng hàm Meyer), phân bố Khoảng cách phân bố Weibull dựa Package ‘MASS’ phần mềm R v4.1.2 b Mô quy luật tương quan chiều cao đường kính (Hvn/D1.3) Nghiên cứu tiến hành thử nghiệm dạng phương trình để biểu diễn mối quan hệ chiều cao vút đường kính ngang ngực lâm phần, phương trình cụ thể sau: Logarit: H = a + b* ln(D) (3) b Power: H = a* D (4) D Compound: H = a *b (5) Hàm S: H = Exp (a + b/D) (6) Phương trình chọn phương trình có hệ số xác định (R2) cao nhất, sai tiêu chuẩn hồi quy (SE) nhỏ tham số tồn tổng thể với Sigf < 0,05 2.3.3 Phân tích đặc điểm cấu trúc không gian lâm phần loài ưu Nghiên cứu sử dụng độ tụ hợp (CV) dựa (a) Phân bố cụm lược đồ Voronoi loài OTC để phân tích đặc điểm phân bố khơng gian lồi Trong đó, lược đồ Voronoi lồi rừng phép chia mặt phẳng thành nhiều đa giác Voronoi, rừng tương ứng với đa giác Voronoi Diện tích đa giác Voronoi thay đổi theo phân bố không gian rừng thay đổi ước tính độ tụ hợp (Hệ số biến thiên - CV) Độ tụ hợp tỷ số độ lệch chuẩn diện tích đa giác Voronoi giá trị trung bình Cơng thức tính (dẫn theo Zhao cộng sự, 2010): CV = σ/μ (7) Trong đó, μ giá trị diện tích trung bình đa giác Voronoi, σ giá trị phương sai Độ tụ hợp sử dụng để xem xét mức độ thay đổi không gian rừng phản ánh mật độ không gian vĩ mơ lâm phần Khi rừng có dạng phân bố đều, thay đổi diện tích đa giác Voronoi nhỏ giá trị CV thấp; ngược lại, rừng phân bố ngẫu nhiên hay cụm lại, thay đổi diện tích đa giác Voronoi lớn giá trị CV cao Charles Gilles (2000) đưa mức giá trị độ tụ hợp (CV) để phản ánh cấu trúc khơng gian rừng: CV < 0,33 rừng có dạng phân bố đều; 0,33 ≤ CV ≤ 0,64 rừng có dạng phân bố ngẫu nhiên; CV > 0,64 rừng có dạng phân bố cụm (Hình 2) Xây dựng lược đồ Voronoi tính tốn giá trị diện tích đa giác Voronoi lồi thực thơng qua Package ‘ggvoronoi’ phần mềm R phiên 4.1.2 (b) Phân bố ngẫu nhiên (c) Phân bố ngẫu Hình Đặc trưng độ tụ hợp dựa lược đồ Voronoi TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 27 Lâm học 2.3.4 Phân tích mối quan hệ loài rừng Nghiên cứu mối quan hệ loài lâm phần thực dựa phương pháp phân tích tương đồng Bray Curtis nhóm trung bình (Group average), hai biến sử dụng lồi ô thứ cấp Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật phân tích sơ đồ nhánh (Cluster Dendrogram - CD) phần mềm R v4.1.2 thông qua Package ‘ggdendro’ để xác định loài thường xuất có số lượng cá thể tương đương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số tiêu cấu trúc lâm phần Một số tiêu yếu tố cấu trúc lâm phần mật độ (N), đường kính ngang ngực bình qn (D1.3), chiều cao vút bình quân (H vn), tổng tiết diện ngang (G) trữ lượng (M) tổng hợp bảng Bảng Tổng hợp số đặc điểm cấu trúc lâm phần khu vực nghiên cứu G (m2/ha) M (m3/ha) Trạng thái 8,23 ± 1,97 22,70 101,65 TXB 15,27 ± 10,3 12,77 ± 4,18 35,23 284,47 TXG 17,26 ± 11,37 13,06 ± 4,36 33,42 268,49 TXG OTC N (cây/ha) 1839 11,44 ± 5,13 1322 997 1.3 (cm) (m) Ghi chú: TXB – trạng thái rừng thường xanh trung bình; TXG – trạng thái rừng thường xanh giàu Kết phân tích tiêu cấu trúc lâm phần cho thấy, mật độ trạng thái rừng trung bình (1839 cây/ha) lớn so với rừng giàu (1322 997 cây/ha) Tuy nhiên đường kính, chiều cao bình qn, tổng tiết diện ngang trữ lượng trạng thái rừng trung bình (OTC 1) thấp so với rừng giàu (OTC 3) Ở trạng thái rừng giàu, mật độ lâm phần có chênh lệch lớn (325 cây/ha) tổng tiết diện ngang trữ lượng chênh lệch 100 IVI (%) 75 9.08 9.64 6.96 22.51 14.89 15.06 không nhiều (1,81 m2/ha 15,98 m3/ha) 3.2 Đặc điểm cấu trúc phi không gian lâm phần 3.2.1 Cấu trúc tổ thành tương đồng thành phần loài lâm phần Kết nghiên cứu cho thấy, số loài ghi nhận trạng thái rừng giàu (58 loài OTC 64 loài OTC 3) nhiều so với rừng trung bình (53 loài OTC 1) 5.14 5.74 11.02 Loài 16.08 26.42 21.64 50 19.97 25 44.09 40.36 OTC OTC 31.32 Dẻ trắng Chẹo thui nam Côm trâu Dẻ đỏ Chây xiêm Trâm trắng Bồ đề vỏ đỏ Chị xót Bời lời trắng Ổi rừng Chẹo tía Lồi khác OTC Hình Cấu trúc tổ thành lâm phần KVNC 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học Đối với trạng thái rừng trung bình (OTC 1), có lồi thực có ý nghĩa mặt sinh thái (IVI > 5%) tạo thành nhóm lồi ưu với tổng giá trị IVI% chiếm 68,68%; bao gồm Chẹo tía (Engelhardtia roxburghiana), Chây xiêm (Buchanania siamensis), Bồ đề vỏ đỏ (Styrax suberifolium), Chị xót (Schima superba) Ổi rừng (Tristaniopsis burmanica) (Hình 3) Ở trạng thái rừng giàu (OTC 3), nhóm lồi ưu có khác biệt rõ ràng số lượng thành phần lồi Nhóm lồi ưu OTC gồm loài Bời lời vàng (Litsea pierrei), Chị xót Trâm trắng (Syzygium wightianum); lồi có tổng IVI% chiếm 55,9% so với 61 lồi khác Trong đó, nhóm lồi ưu OTC gồm lồi Chị xót, Cơm trâu (Elaeocarpus floribundus), Dẻ đỏ (Lithocarpus ducampii), Dẻ trắng (Lithocarpus dealbatus) Chẹo thui nam (Helicia cochinchinensis); tổng IVI% loài ưu chiếm 59,64% Thuộc kiểu rừng, tác động nhân tố bên ngồi khác xuất quần lạc thực vật thứ sinh với cấu trúc tổ thành khác (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) Kết phân tích cho thấy, số tương đồng SI biến động từ 0,598-0,754 (Bảng 2) Thành phần loài lâm phần trạng thái rừng giàu có tương đồng cao (0,754), trạng thái rừng trung bình rừng giàu số tương đồng SI thấp (0,598-0,649) Bảng Chỉ số tương đồng SI lâm phần Lâm phần OTC OTC OTC OTC 1 Kết phân tích biểu đồ Venn rằng, số lồi có phạm vi phân bố rộng KVNC nhiều so với lồi có phạm vi phân bố hẹp (Hình 4) Trong khu vực nghiên cứu, có OTC 0,598 OTC 0,649 0,754 tới 31 loài xuất lâm phần, số lồi ưu có mặt; số lồi có phạm vi phân bố hẹp KVNC biến động từ 7-14 lồi Hình Biểu đồ Venn mô tả tương đồng thành phần loài lâm phần 3.2.2 Cấu trúc đường kính chiều cao lâm phần Phân bố số theo cấp đường kính (N/D1.3) mơ phân bố Khoảng cách phân bố số theo cấp chiều cao (N/Hvn) mô theo phân bố Weibull, kết thể bảng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 29 Lâm học OTC Bảng Kết mơ cấu trúc đường kính chiều cao lâm phần Tham số c (kt) Chỉ tiêu c tính Kết luận   3 D1.3 Hvn 0,44 0,67 0,71 2,43 2,34 2,11  0,26 0,25 0,18 0,018 0,003 0,007 Kết nghiên cứu cấu trúc đường kính cho thấy, phân bố Khoảng cách mô tốt cho phân bố thực nghiệm, phân bố Weibull phù hợp để mơ cấu trúc chiều cao rừng lâm phần Cấu trúc đường kính có dạng hình chữ J ngược, số tập trung phần lớn cấp kính nhỏ (6-22 cm), số cấp kính lớn hơn, điều lâm phần KVNC có đa dạng sinh trưởng đặc trưng cấu trúc đường kính rừng tự nhiên hỗn lồi khác tuổi (Hình 5a-c) So với phân bố lý thuyết, số thực tế cấp kính 10, 16 cm (TXB) cấp kính 18, 20, 30 cm (TXG) Nghiên cứu cấu trúc đường kính đối tượng rừng thường xanh rộng nước có nhiều, nghiên cứu trước phân bố số theo cấp đường kính rừng tự nhiên thường có xu hướng giảm dần (Nguyễn Thị Thu Hiền, 2015) Kết nghiên cứu có tương đồng so với kết nhiều tác giả công bố trước Khi nghiên cứu cấu trúc rừng đa dạng loài gỗ Phân bố lý thuyết (a) OTC N (cây/ha) 600 400 200 14 22 30 38 46 D1.3 cm 11,07 16,92 18,31 9,49 18,31 16,92 Phân bố thực nghiệm N/D (b) OTC (c) OTC 250 200 150 100 50 18 30 42 54 66 74 D1.3cm 18 30 42 54 62 70 D1.3 cm Hình Phân bố số theo cấp đường kính chiều cao lâm phần 30 H H H H H H kiểu rừng rộng thường xanh VQG Ba Bể, Cao Thị Thu Hiền cộng (2019) phát phân bố Khoảng cách mơ tốt cấu trúc đường kính lâm phần Nguyễn Thị Thu Hiền (2015) nhận định, sử dụng phân bố Khoảng cách phân bố Weibull để mô cấu trúc đường kính rừng lâm phần kiểu rừng tự nhiên rộng thường xanh số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam Kết mô cấu trúc chiều cao theo phân bố Weibull cho thấy, phân bố số theo cấp chiều cao rừng có dạng đỉnh lệch trái (  < 3) Số tập trung nhiều cấp chiều cao 7-9 m (TXB) 11-17 m (TXG) (Hình 5d-f) So với phân bố lý thuyết, phân bố thực nghiệm tương đối tiệm cận; trạng thái rừng giàu số cấp chiều cao 5-7 m so với phân bố lý thuyết Kết nghiên cứu cấu trúc chiều cao lâm phần rằng, cấu trúc tầng tán trạng thái rừng giàu phức tạp so với rừng trung bình (đa dạng cấp chiều cao) 350 280 210 140 70 800 7,78 14,52 13,65 1,33 12,16 9,61 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học Phân bố lý thuyết (d) OTC N (cây/ha) 640 Phân bố thực nghiệm N/H (e) OTC (f) OTC 240 200 160 120 80 40 480 320 160 13 17 Hvnm 200 150 100 50 13 17 21 25 29 Hvn m 13 17 21 25 29 Hvnm Hình (tiếp) Phân bố số theo cấp đường kính chiều cao lâm phần 3.2.3 Quy luật tương quan chiều cao đường kính rừng Kết thử nghiệm dạng phương trình biểu diễn mối tương quan Hvn D1.3 rừng lâm phần nghiên cứu tổng hợp Bảng Từ dẫn liệu Bảng cho thấy, hệ số xác định R2 dao động từ 0,540,691; điều chứng tỏ dạng hàm S, Logarit, Power, Compound mô tả tốt quy luật tương quan chiều cao Trạng thái rừng trung bình: Trạng thái rừng giàu: đường kính Đối với trạng thái rừng trung bình (OTC 1), hàm Logarit với hệ số R2 lớn (0,637), số SE nhỏ tham số tồn tổng thể với Sigf < 0,05; hàm Power có hệ số R2 lớn trạng thái rừng giàu (0,691 0,682), dạng hàm lựa chọn để biểu diễn mối tương quan Hvn/D1.3 rừng lâm phần Phương trình cụ thể sau: Hvn = -2,282 + 4,570 * ln(D1.3) Hvn = 3,297 * D1.30,508 Hvn = 3,137 * D1.30,509 (OTC 1) (OTC 2) (OTC 3) Bảng Kết lựa chọn dạng tương quan Hvn/D1.3 cho lâm phần KVNC OTC Hàm R2 SE Sig.f a b 0,637 0,407 0,000 Logarit -2,282 4,470 Power 0,237 0,000 2,544 0,486 0,604 Compound 0,352 0,000 5,391 1,036 0,534 S 0,461 0,000 2,611 -5,317 0,540 Logarit 0,690 0,506 0,000 -4,766 6,865 0,691 0,461 0,000 3,297 0,508 Power Compound 0,588 0,549 0,000 7,973 1,028 S 0,594 0,684 0,000 3,040 -6,159 0,645 Logarit 0,719 0,000 -5,039 6,783 0,682 3,137 0,509 0,475 0,000 Power 0,597 7,936 1,025 Compound 0,667 0,000 0,622 3,053 -6,782 S 0,607 0,000 3.3 Đặc điểm cấu trúc không gian lâm phần Các Hình 6a-c lược đồ Voronoi rừng lâm phần, ứng với đa giác Voronoi lược đồ cá thể nghiên cứu, diện tích trung bình đa giác Voronoi giảm mật độ rừng tăng lên Lược đồ Voronoi ngồi khả mơ tả cấu trúc khơng gian rừng cịn phản ánh động thái tái sinh dựa hình thành thay đổi khoảng trống lược đồ (cấu trúc vết khảm không cố định) (Zhao cộng sự, 2010) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 31 Lâm học (a) OTC (b) OTC (c) OTC Tây - Bắc (m) 100 75 50 25 0 25 50 75 100 Tây - Nam (m) 25 50 75 100 Tây - Nam (m) 25 50 75 100 Tây - Nam (m) Hình Lược đồ Voronoi rừng lâm phần Kết phân tích cấu trúc khơng gian lâm phần loài ưu dựa độ tụ hợp cho thấy, mơ hình khơng gian rừng lâm phần chủ yếu kiểu cụm ngẫu nhiên (Hình 7) Đối với trạng thái rừng trung bình, mơ hình khơng gian rừng, lồi ưu tính riêng cho loài phân bố kiểu cụm (ngoại trừ lồi Chẹo tía phân bố kiểu ngẫu nhiên) (Hình 7a) Ở trạng thái rừng giàu có khác biệt rõ ràng mơ hình khơng gian lồi lâm phần (Hình 7b c); rừng có phân bố kiểu cụm OTC có phân bố kiểu ngẫu nhiên OTC 3, điều mật độ lâm phần chênh lệch lớn (325 cây/ha) Kết nghiên cứu có tương đồng so với số nghiên cứu cấu trúc không gian rừng công bố trước Nghiên cứu thực Nguyễn Văn Quý cộng (2021) phát mật độ chi phối mơ hình phân bố khơng gian rừng tự nhiên Khu bảo tồn thiên nhiên Núi Ông, tỉnh Bình Thuận Trong nghiên cứu Nguyễn Văn Quý cộng (2021) Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu, tác giả chứng minh việc sử dụng số độ tụ hợp (CV) dựa lược đồ Voronoi cho kết hoàn toàn tương đồng so với phương pháp sử dụng hệ số đồng góc dựa mối quan hệ lân cận, phương pháp dựa lược đồ Voronoi có nhiều ưu điểm phản ánh cấu trúc không gian lâm phần mức vĩ mô Phân bố cụm (a) OTC Phân bố ngẫu nhiên (b) OTC (c) OTC Độ tụ hợp (CV) 1.00 0.75 0.50 0.7 0.7 0.84 0.8 0.75 0.74 0.67 0.6 0.79 0.66 0.66 0.67 0.54 0.53 0.59 0.51 0.5 0.49 0.56 0.25 0.00 ài ế ộ ỏ a t g ài ế ộ t u ỏ g l o u th m b ỏ đ o tí ị xórừn l o u th m b ị xó trâ ẻ đ t rắn hế ắn g xót ắ ng i t c c v ẹ i o u tr ò tr cá ài i n ađề Ch Ch Ổ cá ài i n a ChCôm DDẻ c l i l ời Ch m ả ả u o o u â c lo ời t c l th Bồ t c l th Tr ả ấ ấ o B c T T ẹo ẹ t Ch Ch Tấ Hình Đặc điểm tụ hợp (CV) loài lâm phần 32 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học nhóm nhỏ sơ đồ nhánh CD Kết phân tích sơ đồ nhánh kết hợp với biểu đồ Venn cho thấy, loài ưu lâm phần nghiên cứu lồi có khu vực phân bố rộng, chúng thường xuất có mối quan hệ tương hỗ mặt sinh thái, quan trọng để xây dựng danh lục loài phục vụ cho việc trồng bổ sung, làm giàu rừng trồng rừng khu vực phục hồi sinh thái phép tác động VQG Kon Ka Kinh nơi có điều kiện lập địa, khí hậu tương đồng so với khu vực nghiên cứu 3.4 Mối quan hệ loài rừng Kết phân tích mối quan hệ tương tác (độ thường gặp, quan hệ tương hỗ) loài lâm phần thể sơ đồ nhánh CD (Hình 8) Ở mức tương đồng 40%, lồi nhóm lồi ưu lâm phần thuộc trạng thái rừng trung bình thường xuất (Chây xiêm, Bồ đề vỏ đỏ, Chị xót, Ổi rừng Chẹo tía nằm nhóm nhỏ sơ đồ nhánh CD) Tương tự, mức tương đồng 38-42%, lồi nhóm lồi ưu trạng thái rừng giàu thuộc Dẻ đỏ Bứa rừng Cám Lộc mại ấn độ Sổ Thành ngạnh nam Côm trâu Dền đỏ Cứt ngựa balansa Ràng ràng bầu dục Ràng ràng cam bốt Xoan đào Chẹo tía Dung nam Chẹo trắng Ổi rừng Trâm vỏ đỏ Mò đỏ Dung giấy Hà nụ Sụ Bưởi bung Trâm trắng Chẹo thui nam Mán đỉa Bứa Bời lời trắng Dẻ trắng Sao xanh Mị lưng bạc Cơm tầng Vắp Bứa núi Hồng rừng Cị ke Trám đen Máu chó thấu kính Bùi trịn Lim xẹt Cóc chuột Chè béo Sổ trứng Mô ca Bách vàng Màng tang Bồ đề vỏ đỏ Chây xiêm Thôi ba Xương trăn Trám trắng Chị xót Trâm sừng Giáng hương Hình Mối quan hệ loài OTC phân tích sơ đồ nhánh CD Trích sơ đồ nhánh CD mô tả mối quan hệ loài lâm phần nghiên cứu KẾT LUẬN Nghiên cứu thực để giúp hiểu rõ đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên VQG Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai Tại khu vực nghiên cứu, ba lâm phần thuộc trạng thái rừng trung bình (OTC 1) rừng giàu (OTC 3) kiểu rừng rộng thường xanh phân tích định lượng cấu trúc phi khơng gian không gian Mật độ lâm phần dao động từ 9971839 cây/ha; đường kính ngang ngực bình quân dao động từ 11,44-17,26 cm; chiều cao vút từ 8,23-13,06 m; tổng tiết diện ngang trữ lượng lâm phần dao động 22,70-35,23 m2/ha 101,65-284,47 m3/ha Cấu trúc tổ thành lâm phần dao động từ 53-64 lồi, số lồi trạng thái rừng giàu nhiều so với trạng thái rừng trung bình Trong trạng thái rừng trung bình có lồi thực có ý nghĩa mặt sinh thái tạo nên nhóm lồi ưu thế, trạng thái rừng giàu nhóm lồi ưu loài (OTC 2) loài (OTC 3) Sự tương đồng thành phần loài lâm phần thuộc trạng thái rừng cao so với trạng thái rừng khác Các loài ưu lâm phần lồi có khu vực phân bố rộng VQG Kon Ka Kinh Phân bố Khoảng cách mơ tốt cấu trúc đường kính, phân bố Weibull TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 33 Lâm học thích hợp để mô cấu trúc chiều cao rừng Mối tương quan chiều cao đường kính rừng lâm phần mơ dạng hàm S, Logarit, Power, Compound; nhiên, trạng thái rừng trung bình hàm Logarit thích hợp trạng thái rừng giàu hàm Power Mơ hình phân bố khơng gian rừng chủ yếu phân bố cụm ngẫu nhiên Mật độ lâm phần có ảnh hưởng đến mơ hình phân bố khơng gian lồi mặt đất rừng; loài ưu trạng thái rừng trung bình giàu với mật độ cao > 1300 cây/ha chủ yếu có phân bố kiểu cụm; mật độ 1000 cây/ha, loài ưu chủ yếu có kiểu phân bố ngẫu nhiên Các lồi ưu lâm phần có phạm vi phân bố rộng, thường xuất có quan hệ tương hỗ mặt sinh thái mức tương đồng từ 38-42% sơ đồ nhánh CD TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn (2018) Thông tư số 33/2018/TT-BNNPTNT: Thông tư Quy định điều tra, kiểm kê theo dõi diễn biến rừng, ban hành ngày 16 tháng 11 năm 2018 Charles D, Gilles G (2000) Voronoi tessellation to study the numerical density and the spatial distribution of neurones Journal of Chemical Neuroanatomy, 20(1): 83-92 Cao Thị Thu Hiền, Nguyễn Đăng Cường, Bùi Mạnh Hưng, Nguyễn Văn Bích (2019) Một số đặc điểm cấu trúc đa dạng loài gỗ rừng rộng thường xanh Vườn quốc gia Ba Bể Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp, số 3-2019: 35-45 Nguyễn Thị Thu Hiền (2015) Nghiên cứu cấu trúc xây dựng mơ hình tăng trưởng đường kính rừng tự nhiên rộng thường xanh số khu rừng đặc dụng miền Bắc Việt Nam Luận án tiến sỹ, Đại học Thái Nguyên Hui G Y， Von Gadow K， Hu Y B， Chen B W (2004) Characterizing forest spatial distribution pattern with the mean value of uniform angle index Acta Ecologica Sinica, 24(6): 1225-1229 Hui G Y, Von Gadow K, Alert M (1999) The neighbourhood pattern-a new structure parameter for describing distribution of forest tree position Scientia Silvae Sinicae, 35(1): 37-42 Liu S, Wu S C, Wang H, Zhang J, Li J J, Wang C L (2014) The stand spatial model and pattern based on Voronoi diagram Acta Ecologica Sinica, 34(6): 1436-1443 Liu, S., Zhang, J., Li J J, Zhou, G X, Wu, S C 34 (2017) Edge correction of Voronoi diagram in forest spatial structure analysis Scientia Silvae Sinicae, 53(1): 28-37 Liu Y, Li C X, Meng Y B, Wang Z C, Zhao J H, Li Y X (2021) Stand structure characteristics of secondary mixed forests in Great Xing’an mountains based on CAPV Journal of Central South University of Forestry & Technology, 41(3): 96-110 10 Hà Thăng Long, Nguyễn Văn Hoan, Nguyễn Thị Tịnh, Trần Hữu Vỹ, Nguyễn Ái Tâm, Bùi Văn Tuấn, Nguyễn Thị Tiên (2014) Vườn quốc gia Kon Ka Kinh vùng đa dạng sinh học quan trọng Tây Nguyên Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 11 Mariem Ben-Said (2021) Spatial point-pattern analysis as a powerful tool in identifying pattern-process relationships in plant ecology: an updated review Ecological Processes, (2021) 10:56 12 Moeur M (1993) Characterizing spatial patterns of trees using stemmapped data Forest Science, 39(4): 756-775 13 Nguyễn Văn Quý, Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Văn Hợp, Nguyễn Văn Thành (2021) Đặc điểm cấu trúc khơng gian lồi ưu rừng tự nhiên trung bình khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, số 3/2021: 93-105 14 Nguyễn Văn Quý, Bùi Mạnh Hưng, Phạm Thanh Hà, Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Hữu Thế (2021) Đặc điểm cấu trúc không gian rừng tự nhiên Khu Bảo tồn thiên nhiên Núi Ơng, tỉnh Bình Thuận Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp, số 6-2021: 6980 15 Ripley B D (1977) Modelling spatial patterns Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological), 39(2): 172-212 16 Tang M P (2010) Advances in study of forest spatial structure Scientia Silvae Sinicae, 46(1): 117-122． 17 Tao G H, Bu Y K, Xue W P, Zuo M M, Lu R, Li W Z (2020) Relationship between understory diversity and stand spatial structure in air-drilled Pinus tabulaeformis forests of different densities Journal of Forest and Environment, 40(2): 171-177 18 Nguyễn Văn Thêm (2004) Hướng dẫn sử dụng Statgraphics Plus Version 3.0&5.1 để xử lý thông tin lâm học Nhà xuất Nông nghiệp, chi nhánh thành phố Hồ Chí Minh 19 Nguyễn Nghĩa Thìn (2004) Hệ sinh thái rừng nhiệt đới Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 20 Thái Văn Trừng (1978) Thảm thực vật rừng Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 21 Vườn quốc gia Kon Ka Kinh (2019) Báo cáo công tác quản lý, bảo vệ rừng Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai năm 2019 22 Wang Y R, Li J P, Cao X Y, Tang T, Yan J R, Wang X (2020) Stand Structure of Chinese fir and Phoebe bournei Mixed Forest with Binary Distribution TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 Lâm học Spatial Structure Parameters Journal of Northeast Forestry University, 48(7): 55-59 23 Yan H，Sun F F，Ma S M，Wang C C， Zhang D，Zhang Y L (2021) Population structure and spatial distribution pattern of Haloxylon ammodendron and Haloxylon persicum Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 34(8): 1781-1787 24 Nguyễn Thị Yến (2015) Nghiên cứu tính đa dạng thực vật hệ sinh thái rừng Vườn quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ làm sở cho công tác quy hoạch bảo tồn Luận án tiến sĩ, Đại học Thái Nguyên 25 Yu S F (2019) Correlation analysis of stand structure and site environmental characteristics of three typical coniferous-broadleaved mixed secondary forests in Nan Pan Jiang River Basin Ph.D thesis of Nanjing Forestry University 26 Zhang J T (1998) Analysis of spatial point pattern for plant species Acta Phytoecologica Sinica, 22(4): 344-349 27 Zhao C Y, Li J P, Li J J (2010) Quantitative analysis of forest stands spatial structure based on Voronoi diagram and Delaunay triangulation Forestry Science, 46(6): 78-84 28 Zhu L N, Peng Z D, Yu L F (2015) Analysis of spatial structure of scenic and recreational forest of Olympic Forest Park based on Voronoi Journal of Central South University of Forestry & Technology, 35(7): 57-61 SPATIAL AND NON-SPATIAL STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF NATURAL FOREST IN KON KA KINH NATIONAL PARK, GIA LAI PROVINCE Nguyen Van Quy1, Bui Manh Hung2, Nguyen Huu The3, Nguyen Van Hop1, Nguyen Thanh Tuan1 Vietnam National University of Forestry - Dong Nai Campus Vietnam National University of Forestry South Central and Central Highlands Sub-Institute of Forest Inventory and Planning SUMMARY A comprehensive understanding of forest structure is one of the essential conditions in sustainable forest management This article presents the research results on the spatial and non-spatial structural characteristics of the medium and rich natural forests in Kon Ka Kinh National Park, Gia Lai province Data was collected from three ha-plots (100×100 m) of three stands in the evergreen broadleaved forest of the study area Research results show that only three to five species are ecologically dominant species among fifty-three to sixty-four species of two forest types The diameter structure of forest trees follows the Distance distribution, meanwhile, the height structure follows the Weibull distribution The functions Logarithmic and Power are the two most suited functions that describe the relationship between the height and diameter of forest trees in the studied stands The spatial patterns of species were mainly aggregation and randomness Most dominant species often grow together and among them have a mutual relationship at a similarity of 38-42 percent These results are a basis to assess the values of forests and to make plans for sustainable forest management in Kon Ka Kinh National Park Keywords: evergreen forest, Kon Ka Kinh, non-spatial forest structure, species relationship, Voronoi diagram Ngày nhận Ngày phản biện Ngày định đăng : 24/12/2021 : 28/01/2022 : 15/02/2022 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2022 35 ... nghiên cứu cấu trúc không gian rừng nước ta ứng dụng lĩnh vực lâm nghiệp cịn hạn chế Bài báo lấy loài gỗ kiểu rừng tự nhiên rộng thường xanh Vườn quốc gia (VQG) Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai làm đối... Thái Văn Trừng (1978) Thảm thực vật rừng Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 21 Vườn quốc gia Kon Ka Kinh (2019) Báo cáo công tác quản lý, bảo vệ rừng Vườn quốc gia Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai năm... để giúp hiểu rõ đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên VQG Kon Ka Kinh, tỉnh Gia Lai Tại khu vực nghiên cứu, ba lâm phần thuộc trạng thái rừng trung bình (OTC 1) rừng giàu (OTC 3) kiểu rừng rộng thường