Ứng dụng Primer trong Nghiên cứu đa dạng thực vật rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Đánh giá hiện trạng đa dạng thực vật bằng định lượng thông qua các chỉ sốđa dạng sinh học Điều tra,đánh giá đa dạng cây rừng ngập mặn ở tiểu khu 1 làm cơ sở dữ liệu cho việc theo dõi, bảo tồn đa dạng sinh học theo không gian và thời gian, các tác động ảnh hưởng đến sự phân bố thành phần thực vật rừng ngập mặn. Đề xuất các biện pháp bảo tồn đa dạng thực vật, sử dụng hợp lý thực vật rừng ngập mặn phục vụ du lịch sinh thái và nghiên cứu khoa học trong tương lai.

- Đề xuất các biện pháp bảo tồn đa dạng thực vật, sửdụng hợp lý thực vật rừng ngập mặn phục vụ du lịch sinh thái và nghiên cứu khoa học trong tương lai.

Nội dung nghiên cứu

- Điều tra, đánh giá điều kiện tự nhiên, hiện

trạng và phân bố cây rừng ngập mặn trong

khu vực nghiên cứu.

- Đánh giá giá trị đa dạng sinh học của cây

rừng ngập mặn trong tiểu khu

- Xây dựng cơ sở dữ liệu về thực vật và đa

dạng sinh học cây rừng ngập mặn cho các

tiểu khu thuộc vùng lõi, tạo điều kiện cho việc nghiên cứu trong tương lai cũng như tài liệu tham khảo cho các học sinh, sinh viên cũng như các nhà khoa học trong và ngoài nước.

Phương pháp nghiên cứu

Cách tiếp cận trong nghiên cứu

viễn thám và thông tin địa lý (GIS) làm cơ

sở cho việc đánh giá và theo dõi đa dạng sinh học cây rừng ngập mặn theo không gian và thời gian

Phương pháp nghiên cứu

• Khảo sát thực địa để thu thập các số liệu

kết hợp với việc phân tích trong phòng

• Điều tra thực địa: Điều theo theo tuyến kết

hợp với lập ô tiêu chuẩn điển hình Lập ô

tiêu chuẩn có kích thước 10 x 10 m (100

m2) Số lượng ô tiêu chuẩn ở mỗi tiểu khu

là 30 ô, dùng đồ thị số lượng loài và ô tiêu chuẩn để kiểm tra số lượng ô tiêu chuẩn

cần thiết

• Trong ô tiêu chuẩn thống kê số cây của

từng loài

• Dùng máy định vị toàn cầu (GPS) để xác định

vị trí các ô tiêu chuẩn, các quần xã đặc biệt

có chỉ số đa dạng sinh học cao, cây có nguy

cơ tuyệt chủng, cây trong sách đỏ

• Xác định tên thực vật rừng ngập mặn ngoài hiện trường qua sách “Nhận biết cây rừng

ngập mặn qua hình ảnh” của Viên Ngọc Nam

và Nguyễn Sơn Thụy (1999) và kiểm tra tên loài dựa theo bộ Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (1993)

• Xử dụng ảnh vệ tinh Spot chụp vào 1/2006

và ảnh máy bay chụp vào 1/2003 để xác định

vị trí và thiết kế ô đo đếm

Dạng lập địa

Đất rắn chắc Sét cứng

Sét mềm Bùn chặt

Ngập bởi thủy triều cao

Ngập bởi thủy triều trung

bình

Ngập bởi thủy triều thấp

Ngập thường xuyên

1d 1c

1b 1a

Ký hiệu

• Phương pháp định lượng: Các số liệu đo đếm về đa dạng được định lượng để làm cơ sở cho việc so sánh trong tương lai.

• Xử lý số liệu: Trên cơ sở các số liệu và tài liệu thu thập được ở thực địa, sử dụng phần mềm chuyên dụng

PRIMER V (Clarke and Warwick, 1994) xử lý và phân tích số liệu để:

– Chỉ số đa dạng sinh học Shannon,

– Trên cơ sở đó so sánh và xác định mối quan hệ giữa các loài, các quần xã, thành phần loài, quần xã theo từng tiểu khu theo cấp lập địa

Các chỉ số đa dạng sinh học

• - Mức độ giàu có của loài (richness) ký hiệu là S: làtổng số loài hiện diện

• - N : tổng số cá thể

• - Dùng chỉ số (Margalef) để chỉ mức độ phong phú

• d = (S-1)/logN

• - Tính đồng nhất (Eveneness) thể hiện các cá thể

phân bố như thế nào trong các loài

Chỉ số (Pielou’s evenness) J

J = H’(quan sát)/H’max

• - Chỉ số đa dạng Shannon H’loge

• - Chỉ số ưu thế Simpson (Lambda)

V = H’ – E(H’) với SD(H’) là độ lệch chuẩn của H’

SD(H’)

• Sử dụng NMDS (Non-Metric multi-Dimensional Scaling)

và PCA (Principal Component Analysis) để mô tả mối

quan hệ giữa các ô đo đếm, loài từ ma trận tương đồng với các yếu tố lập địa, ngập triều, đất.

• Trên cơ sở các chỉ số đa dạng sinh học để so sánh và xác định mối quan hệ giữa các loài, các quần xã, quy

luật phân bố, phân bố thành phần loài, quần xã theo

từng tiểu khu.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Vị trí các ô

đo đếm

TT Tên tiểu khu 1b 1c 1d 1e 1g Tổng

Đồ thị MDS các tiểu khu phân tích theo dạng lập địa

Mối quan hệ giữa thành phần loài với diện tích điều tra

Đồ thị số lượng loài - Ô đo đếm

Xác định diện tích biểu hiện loài

Plot of Fitted Model Species = sqrt(-26.055 + 8.79893*sqrt(DTOTC))

(X 1000) DTOTC

Diện tích biểu hiện loài

- Vậy việc chọn ô hình vuông với kích

là phù hợp.

Các chỉ tiêu đo đếm theo tiểu khu 1

Tiểu khu 1

- Tiểu khu 1 có 21 loài, trong đó có 19 loài cây

ngập mặn thực sự và 2 loài cây gia nhập rừng ngập mặn

- Số cá thể trung bình là 119 ± 17, thấp nhất là 49

hàng ngày, nền đất chưa ổn định để cây tái sinh

khu, đây thuộc dạng lập địa 1c với thành phần bùn chặt và ngập triều trung bình thuận lợi cho cây tái sinh bằng nguồn nước mang trái đến khi triều lớn

Quần xã ở mức tương đồng 39,87% trên cấp lập địa 1c

92,64 3,26

Phoenix paludosa Roxb

6

89,38 5,67

Nypa fruticans Wurmb.

5

83,72 12,68

Ceriops decandra (Griff.)

4

71,04 15,96

Avicennia officinalis L.

3

55,07 19,80

Rhizophora apiculata Blume

2

35,28 35,28

Quần xã ở mức tương đồng 51,62% trên lập địa 1e

92,01 6,03

Avicennia officinalis L.

5

85,98 12,06

Excoecaria agallocha L.

4

73,92 13,43

Rhizophora apiculata Blume

3

60,49 29,56

Ceriops decandra (Griff.)

2

30,92 30,92

Acanthus ilicifolius L.

1

Tích lũy% Tham gia%

Loài TT

Quần xã ở mức tương đồng 53,86% trên lập địa 1d

95,2 6,26

Acanthus ebracteatus Vahl

5

88,94 12,22

Acanthus ilicifolius L.

4

76,72 15,91

Rhizophora apiculata Blume

3

60,81 28,64

Avicennia officinalis L.

2

32,17 32,17

Avicennia alba Blume

1

Tích lũy% Tham gia%

Loài TT

Quao nước (Dolichandrone spathacea (L.) K.Sch.) là loài

hiếm trong tiểu khu này và đây cũng là loài được ghi

trong sách đỏ của Việt Nam nên cần bảo tồn.

0,85 0,35

0,25

0,72 65

4 TK01_ 14

0,37 1,16

0,72 0,86

103 5

TK01_ 13

0,38 1,18

0,66 1,09

99 6

TK01_ 12

0,28 1,38

0,77 1,03

130 6

TK01_ 11

0,39 1,27

0,65 1,31

98 7

TK01_ 10

0,24 1,70

0,77 1,80

86 9

TK01_ 09

0,19

1,86

0,85 1,81

83 9

TK01_ 08

0,21 1,76

0,80 1,73

102 9

TK01_ 07

0,47 0,86

0,44 1,09

244 7

TK01_ 06

0,26 1,53

0,73 1,41

141 8

TK01_ 05

0,40 1,17

0,65 0,98

164 6

TK01_ 04

0,32 1,47

0,76 1,16

175 7

TK01_ 03

0,19 1,78

0,86 1,47

117 8

TK01_02

0,25 1,67

0,81 1,40

147 8

TK01_ 01

Ưu thế D H'(loge)

J' d

N S

Quần xã

Chỉ số đa dạng các quần xã thực vật ở Tiểu khu 1

Các chỉ số đa dạng sinh học

6,40 ± 0,61 119 ± 17 1,14 ± 0,13 0,66 ± 0,06 1,23 ± 0,15 0,40 ± 0,07

-0,157 -0,336

J'

0,004 -0,421

d

0,944 -0,171

N

0,120 -0,380

S

PC2 PC1

Chỉ số đa dạng

khoảng + 2 và - 2 nên không có sự thay đổi về môi

trường ở các ô để làm tăng hay giảm đa dạng sinh học trong tiểu khu 1

Tiểu khu 4b

• Có 21 loài cây trong đó có 1 loài gia nhập rừng ngập mặn, còn lại 21 loài rừng ngập mặn thực sự

• Số loài trung bình trong ô đo đếm là 7,1 ± 0,6, trong đó ít nhất là 3 loài và nhiều nhất là 9 loài

• Loài Cóc đỏ (Lumnitzera littorea), Quao nước

(Dolichandrone spathacea) là 2 loài cây hiếm

trong tiểu khu 4, có tên trong sách đỏ của Việt Nam cần được bảo tồn

• Số cá thể trung bình trên 1 ô là 120 ± 18, thấp nhất là 49 cá thể và nhiều nhất là 239 cá thể

Tiểu khu 4b

Danh sách các loài cây rừng ngập mặn trong 10 tiểu khu

40 0,003

1

Kandelia candel

40 20

0,189 57

Avicennia marina

20

39 0,013

4

Rhizophora sp,

39 19

0,222 67

Bruguiera cylindrica

19

38 0,017

5

Bruguiera gymnorrhiza

38 18

0,229 69

Sonneratia caseolaris

18

37 0,020

6

Thespesia populnea

37 17

0,375 113

Rhizophora mucronata

17

36 0,027

8

Flagellaria indica

36 16

0,488 147

Hibiscus tiliaceae

16

35 0,033

10

Scyphiphora hydrophyllacea

35 15

0,624 188

Xylocarpus moluccensis

15

34 0,046

14

Sonneratia ovata

34 14

0,764 230

Acanthus ebracteatus

14

33 0,050

15

Heritiera littoralis

33 13

0,989 298

Nypa fruticans

13

32 0,060

18

Cordia cochinchinnensis

32 12

0,999 301

Aegiceras floridum

12

31 0,066

20

Rhizophora stylosa

31 11

1,295 390

Xylocarpus granatum

11

30 0,066

20

Azima sarmentosa

30 10

2,274 685

Sonneratia alba

10

29 0,076

23

Bruguiera parviflora

29 9

2,785 839

Lumnitzera racemosa

9

28 0,083

25

Dolichandrone spathacea

28 8

3,373 1016

Phoenix paludosa

8

27 0,086

26

Cryptocoryne ciliata

27 7

3,964 1194

Acrostichum aureum

7

26 0,093

28

Intsia bijuga

26 6

7,765 2339

Excoecaria agallocha

6

25 0,093

28

Bruguiera sexangula

25 5

8,372 2522

Avicennia officinalis

5

24 0,100

30

Lumnitzera littorea

24 4

8,581 2585

Avicennia alba

4

23 0,106

32

Acrostichum speciosum

23 3

11,964 3604

Rhizophora apiculata

3

22 0,133

40

Ceriops tagal

22 2

20,910 6299

Acanthus ilicifolius

2

21 0,149

45

Aegiceras corniculatum

21 1

22,517 6783

Ceriops decandra

1

Xếp hạng

% N

Loài STT

Xếp hạng

% N

Loài STT

Loài cây ghi trong sách đỏ của Việt Nam

Có 3 loài cây ghi trong sách đỏ của Việt Nam là:

- Quao nước (Dolichandrone spathacea),

- Cóc đỏ (Lumnitzera littorea) và

Số loài cây rừng ngập mặn trong từng tiểu khu

Quan hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học H’, J; và D

Chỉ số Pielou (J')

Chỉ số Caswell ở các tiểu khu trong khu vực

nghiên cứu

1,57 1,05

0,29 1,86

21 2522

TK16

1,02 0,04

0,31 1,74

20 4084

TK13

1,33 0,68

0,29 1,83

21 3165

TK12

1,39 0,79

0,28 1,89

21 2055

TK11

1,96 1,37

0,32 1,61

17 3354

TK9

1,18 0,48

0,26 2,18

28 2194

TK6

1,33 0,69

0,30 1,81

21 3588

TK4

1,88 1,50

0,28 1,94

23 2641

TK3

1,50 1,01

0,28 1,93

23 2940

TK2b

1,80 1,33

0,30 1,81

21 3581

TK1

F-ratio V(N.D.)

SD[H']

E[H']

S N

Tiểu khu

So sánh chỉ số đa dạng Shannon H’ trong các tiểu khu

Graphical ANOVA f or Hloge

Đề xuất biện pháp bảo tồn

(Lumnitzera littorea) bằng bảo tồn nội vi

(Insitu).

nhiều ở tiểu 3 và ít nhất là tiểu khu 1

Đề xuất biện pháp bảo tồn

• Đước (Rhizophora sp) mà dân địa phương gọi

là Đước râu chỉ thấy xuất hiện ở tiểu khu 12

nhiều nhà khoa học chưa xác định loài này, đây

là loài Đước có nhiều rễ chân nôm mọc trên

cao, trụ mầm rất ít do đó cần bảo tồn tại chỗ

(Insitu)

• Kết hợp với hình thức bảo tồn ngoại vi (Exsitu) thông qua công tác trồng rừng thêm những loài trên bằng cách giâm hom, cấy mô và gieo trồng trên các tiểu khu đã xuất hiện các loài trên

Phân bố Quao nước (1), Có đỏ (2), Đước sp (3)

và Đước đôi (4) ở các tiểu khu theo số lượng

Kết luận

- Trong 300 ô đo đếm đã xác định cấp lập địa 1b

có 1,7% số ô, cấp 1c chiếm 21,7% , 1d chiếm 20%, 1g chiếm cao nhất là 38,7% và cấp 1g

chiếm 18%

- Ở mức tương đồng 60% có 3 nhóm tiểu khu

theo lập địa, trong đó tiểu khu 1 là nhóm riêng biệt, nhóm 2 là tiểu khu 3, 4b và 8, nhóm 3 còn lại 6 tiểu khu

• Thành phần loài trong 10 tiểu khu có 40 loài,

trong đó có 35 loài cây ngập mặn thực sự và 5 loài cây gia nhập rừng ngập mặn Trong từng ô

đo đếm có trung bình 6,7 loài, tiểu khu 4 có sốloài cao nhất và thấp nhất là tiểu khu 11

• Số cá thể (N) trung bình là 102 cá thể /ô và biến động từ 69 đến 136 cá thể Tiểu khu 13 có số cáthể cao nhất và thấp nhất ở các ô thuộc tiểu khu 11

- Chỉ số phong phú Margalef (d) trung bình là 1,16, cao nhất ở tiểu khu 6 là 1,46 ± 0,19 và tiểu khu

11 thấp nhất là 0,93 ± 0,24

- Chỉ số đồng đều Piejoue (J’) trung bình là 0,70, cao nhất ở tiểu khu 4b là 0,75 ± 0,05 và tiểu khu

13 thấp nhất là 0,59 ± 0,08

- Chỉ số đa dạng Shannon H’ của tiểu khu 4 b là

cao nhất (1,45) và tiểu khu 13 thấp nhất là 1,0, tiểu khu 11 và 16 bằng nhau, chỉ số H’ của tiểu khu 2 và 3 không khác nhau

- Chỉ số ưu thế Simpson (D) trung bình 0,39 và

biến động từ 0,31 đến 0,49

- Chỉ số Caswell V của các tiểu khu trung bình là

0,89 ± 0,32, chỉ số nhỏ nhất là 0,04 ở tiểu khu 13

và lớn nhất là 1,5 ở tiểu khu 3, các trị số này đều nằm trong khoảng – 2 đến 2, điều này cho thấy chỉ

số đa dạng H’ tương đối ổn định Chỉ số này nói

lên môi trường ở các tiểu khu không bị xáo trộn do công tác bảo vệ rừng tốt

- Có 3 loài có trong sách đỏ là Quao nước

(Dolichandrone spathacea)ở các tiểu khu 1, 3, 6 và

9 có nhiều ở tiểu 3 và ít nhất là tiểu khu 1, Cóc đỏ

(Lumnitzera littorea) ở tiểu khu 4 và 6 và Đước đôi

(Rhizophora apiculata) xuất hiện ở các tiểu khu

nghiên cứu Có 1 loài hiếm là Đước râu

(Rhizophora apiculata) chỉ xuất hiện ở tiểu khu 12.

Kiến nghị

- Đề nghị tiếp tục nghiên cứu đa dạng sinh học

của các tiểu khu còn lại của rừng ngập mặn Cần Giờ để có những dữ liệu ban đầu về đa dạng

thực vật của từng tiểu khu

- Trong tương lai cần nghiên cứu đa dạng gen một

số chi như chi Đước, Mấm, Bần …

- Xây dựng các ô định vị để theo dõi đa dạng thực vật theo không gian và định kỳ từ 3 – 5 năm

kiểm tra đa dạng thực vật thông qua các chỉ số

đa dạng Qua đó so sánh, nhận định và có biện pháp bảo tồn và quản lý đa dạng đạt được kết quả cao

- Nghiên cứu và nhân giống các loài cây có trong danh ssách đỏ của Việt Nam như Cóc đỏ và Quao nước trồng trên những tiểu khu có điều kiện tự nhiên thích hợp, chú ý phát triển ở

những tiểu khu đã có loài này

- Ở Cần Giờ tập trung biện pháp bảo tồn nội vi, bên cạnh đó cần xây dựng Vườn Sưu tập thực vật rừng ngập mặn có tầm cở để tuyên truyền, giáo dục cho dân địa phương, học sinh, sinh viên và du khách tham quan để góp phần bảo tồn cây rừng ngập mặn

Kiến nghị

Cám ơn