Bài tập đánh giá tác động hệ sinh thái

Dựa vào bảng số liệu dưới đây, áp dụng phương pháp thực hành nghiên cứu phân tích định lượng (xác định các chỉ số) tính đa dạng sinh học (biodiversity measurement): Mật độ tương đối RD, tần suất tương đối RF, tỷ lệ (AF), chỉ số Shannon – H (Shannon index), chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson – Cd (Concentration of Dominance –Cd)

Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa MỤC LỤC I CÁC CHỈ SỐ CẦN TÍNH TOÁN Chỉ số đa dạng α a Mật độ, mật độ tương đối, tần suất, tần suất tương đối, độ phong phú, tỷ lệ A/F b Chỉ số đa dạng sinh học H c Chỉ số mức độ chiếm ưu (Concentration of Dominance –Cd) Chỉ số đa dạng β (Chỉ số tương đồng Index oF similarity hay Sorensen’s Index – SI) 3 Hệ số tương quan hai khu hệ II KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN Chỉ số đa dạng α a Mật độ, mật độ tương đối, tần suất, tần suất tương đối, độ phong phú, tỷ lệ A/F b Chỉ số đa dạng sinh học loài H (Shannon) số mức độ chiếm ưu Cd (concentration of Dominance) Chỉ số đa dạng β (Chỉ số tương đồng Index oF similarity hay Sorensen’s Index – SI) Hệ số tương quan hai khu hệ TÀI LIỆU THAM KHẢO 11 HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa BÀI TẬP MÔN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG HỆ SINH THÁI Đề Dựa vào bảng số liệu đây, áp dụng phương pháp thực hành nghiên cứu phân tích định lượng (xác định số) tính đa dạng sinh học (biodiversity measurement): Mật độ tương đối RD, tần suất tương đối RF, tỷ lệ (A/F), số Shannon – H (Shannon index), số mức độ chiếm ưu hay gọi số Simpson – Cd (Concentration of Dominance –Cd) Nhóm I II Loài Sinh cảnh 10 11 12 13 14 15 16 HVTH: Tạ Hữu THùy Linh A B C D E 4 1 0 16 1 0 2 12 0 2 1 0 0 10 10 1 1 Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Bài làm I CÁC CHỈ SỐ CẦN TÍNH TOÁN Chỉ số đa dạng α a Mật độ, mật độ tương đối, tần suất, tần suất tương đối, độ phong phú, tỷ lệ A/F Tổng số cá thể loài nghiên cứu xuất tất ô mẫu NC Mật độ D = Tổng số ô mẫu nghiên cứu Mật độ tương đối (RD)(%) = Tần suất F (%) = Mật độ loài nghiên cứu Tổng số mật độ tất loài Số lượng ô mẫu có loài xuất Tổng số ô mẫu nghiên cứu x 100% x100% Tần suất xuất loài nghiên cứu x100% Tổng số tần suất xuất loài Tổng số cá thể xuất tất ô mẫu nghiên cứu Số lượng ô mẫu có loài xuất Tần suất tương đối (RF)(%) = Độ phong phú A = Tỷ lệ (A/F) độ phong phú (A) tần suất (F) loài sử dụng để xác định dạng phân bố không gian loài quần xã nghiên cứu - Loài có dạng phân bố liên tục (regular pattern) A/F 0.05 có dạng phân bố Contagious Dạng phân bố phổ biến tự nhiên thường gặp trường ổn định (Odum, 1971; Verma, 2000) b Chỉ số đa dạng sinh học H Tính đa dạng phép thống kê có tổ hợp yếu tố thành phần số lượng loài tính đồng phân bố khả xuất cá thể loài Có nghĩa Ch ỉ số H phụ thuộc vào thành phần số lượng loài mà số lượng cá thể xác xuất xuất cá thể loài Ngoài số H phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác đặc điểm khí hậu, vĩ độ, độ cao tương đối, mức độ ô nhiễm môi trường Có nhiều phương pháp đ ề xuất cho nghiên cứu định lượng số đa dạng sinh học, thành công áp dụng phổ biến phương pháp Shannon Weiner Các rừng mưa nhiệt đới ẩm thường có số H cao từ 5.06- 5.40 so với 1.16 – 3.40 cho rừng ôn đới (Braun, 1950) cho rừng trồng nhiệt đới Chỉ số H thấp dần từ xích đạo tới cực bắc cực nam, từ vùng núi thấp lên vùng núi cao Chỉ số H lưu vực nước ô nhiễm nặng nhỏ hơn, lưu vực nước 2, cao c Chỉ số mức độ chiếm ưu (Concentration of Dominance –Cd) Độ ưu loài: khả loài chiếm quần xã, vai trò ảnh hưởng đến phân phối lượng Những loài trội: loài mà bậc dinh dưỡng chúng có khả cho sản phẩm nhiều Trong hàng trăm hàng ngàn loài tham gia vào quần xã có loài trội có khả ảnh hưởng định đến tính chất hệ sinh thái Ảnh hưởng loài trội đến cấu trúc tính chất quần xã xác định bới số lượng, kích thước cá thể sản phẩm chúng Chỉ số đa dạng β (Chỉ số tương đồng Index oF similarity hay Sorensen’s Index – SI) Hệ số tương quan hai khu hệ HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa II KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN Chỉ số đa dạng α a Mật độ, mật độ tương đối, tần suất, tần suất tương đối, độ phong phú, tỷ lệ A/F Bảng số đa dạng α nhóm I Chỉ số/loài Mật độ D Mật độ tương đối RD (%) Tần suất F (%) Tần suất tương đối RF (%) Độ phong phú A Tỷ lệ A/F (độ PP/TS) A 2.5 14.5985 75 18.75 3.33333 0.04444 B 3.75 21.8978 87.5 21.875 4.28571 0.04898 C 3.375 19.708 75 18.75 4.5 0.06 D 2.5 14.5985 75 18.75 3.33333 0.04444 E 29.1971 87.5 21.875 5.71429 0.06531 Bảng số đa dạng α nhóm II Chỉ số/loài A B C Mật độ D 2.625 1.625 1.5 Mật độ tương đối RD (%) 27.2727 16.8831 15.5844 Tần suất F (%) 75 62.5 87.5 Tần suất tương đối RF (%) 21.4286 17.8571 25 Độ phong phú A 3.5 2.6 1.71429 Tỷ lệ A/F (độ PP/TS) 0.04667 0.0416 0.01959 D 2.25 23.3766 50 14.2857 4.5 0.09 E 1.625 16.8831 75 21.4286 2.16667 0.02889 Bảng tổng hợp số đa dạng α nhóm I II Chỉ số/loài A B C D Mật độ D 2.5625 2.6875 2.4375 2.375 Mật độ tương đối RD (%) 19.1589 20.0935 18.2243 17.757 Tần suất F (%) 75 75 81.25 62.5 Tần suất tương đối RF (%) 20 20 21.6667 16.6667 Độ phong phú A 3.41667 3.58333 3.8 Sinh cảnh có loài 12 12 13 10 Tỷ lệ A/F (độ PP/TS) 0.04556 0.04778 0.03692 0.0608 E 3.3125 24.7664 81.25 21.6667 4.07692 13 0.05018 Nhận xét: - Theo kết RD, RF ta thấy loài khu vực phân bố tương đối đồng đều, loài chiếm ưu HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa - Kết bảng cho thấy dạng phân bố không gian loài quần xã thực vật nghiên cứu (A/F) có: Loài A, B, C có A/F khoảng từ 0,25 – 0,05 có dạng phân bố ngẫu nhiên, loài thường gặp trường chịu tác động điều kiện môi trường sống không ổn định Loài D E có A/F>0,05 có dạng phân bố Contagious Dạng phân bố phổ biến tự nhiên thường gặp trường ổn định b Chỉ số đa dạng sinh học loài H (Shannon) số mức độ chiếm ưu Cd (concentration of Dominance) * Chỉ số đa dạng sinh học xác định theo phương pháp Shannon - Weiner (1963), có phương trình toán sau: n H = -  ( N i / N ) log2(Ni/N) i 1 Trong H: Chỉ số đa dạng sinh học hay số Shannon – Weiner Ni : số lượng cá thể loài thứ i N : Tổng số lượng cá thể tất loài trường * Chỉ số mức độ chiếm ưu Cd (concentration of Dominance) n Cd =  i 1 (N i / N )2 Trong Cd : số mức độ chiếm ưu hay gọi số simpson Ni: số lượng cá thể loài thứ i N: tổng số lượng cá thể tất loài trường Bảng tổng hợp số đa dạng sinh học H số mức ưu Cd nhóm I, nhóm II nhóm Chỉ số mức độ A B C D E N H Cd chiếm ưu 20 30 27 20 40 137 2.2707 0.2147 Nhóm I 21 13 12 18 13 77 2.2859 0.2103 Nhóm II 41 43 39 38 53 214 2.311 0.2032 Nhóm I + II HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Bảng số đa dạng sinh học loài Shannon – H mức độ chiếm ưu Simpson – Cd Nhóm Sinh cảnh I 10 11 12 II 13 14 15 16 Trung bình Số loài (S) 5 2 4 3.75 SLCT H Cd 47 2.1174 0.2485 11 20 24 19 4 10 14 12 23 13.38 1.6767 2.2016 1.9218 1.7832 1.5488 1.5 0.8113 0.9183 1.585 1.3568 1.5219 2.1281 0.8167 1.7713 1.6037 0.3554 0.235 0.2743 0.3629 0.4375 0.375 0.625 0.5556 0.3333 0.52 0.36 0.25 0.2653 0.7083 0.3081 0.3884 Nhận xét: * Thành phần loài (S): Kết phân tích bảng cho thấy số lượng loài biến động sinh cảnh đo đếm từ đến loài, trung bình 3,75 loài Trong đó: Số lượng ô tiêu chuẩn có số loài nhỏ mức trung bình sinh cảnh, gồm SC7, SC8, SC9, SC10, SC12, SC15 Các sinh cảnh lại có số loài lớn mức trung bình * Số lượng cá thể (N): Số lượng cá thể (N) sinh cảnh biến động từ đến 47 cá thể, trung bình 13.38 cá thể, có sinh cảnh có số lượng cá thể mức trung bình Qua ta thấy có biến động số lượng cá thể rõ rệt quần xã nghiên cứu HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa * Chỉ số Shannon – H: Biến động từ 0.8113 – 2.2016 trung bình 1.6037 số đa dạng số trung bình sinh cảnh, chiếm 50% tổng số sinh cảnh 13 sinh cảnh (81.3%) có H nằm khoảng 1.16 – 3.40, quần xã xét có th ể rừng ôn đới rừng trồng nhiệt đới sinh cảnh có H < (SC8, SC9, SC15) thể lưu vực nước bị ô nhiễm nặng SC1, SC3, SC14 có H>2 có lưu vực nước sạch, lại mức trung bình Qua số liệu cho thấy số đa dạng Shannon khu vực nghiên cứu đạt mức tương đối thấp, thể đa dạng loài quần xã mức trung bình Sinh cảnh có số H cao có phân bố cá thể loài đồng nhất, có đa dạng sinh học cao nhiên sinh cảnh có mức độ chiếm ưu Cd loài thấp Sinh cảnh có số H thấp có phân bố cá thể loài không đồng (chênh lệch nhất) nhiên có mức độ chiếm ưu Cd loài cao * Chỉ số Simpson – Cd: Thay đổi từ 0.235 đến 0.625 trung bình 0.3884 sinh cảnh có số lớn số trung bình 5, chiếm 31.25% tổng số sinh cảnh điều tra, qua cho thấy số lượng quần xã có số đa dạng Simpson khu vực tương đối thấp, mức độ đa dạng sinh học quần xã có chiều hướng giảm Sinh cảnh có số Cd cao nhất, sinh cảnh có số Cd thấp sinh cảnh có mức độ chiếm ưu cao nhất, ngược lại so với sinh cảnh có mức độ chiếm ưu thấp Chỉ số đa dạng β (Chỉ số tương đồng SI) SI = 2C/(A + B) Trong đó: C: số lượng loài xuất hai quần thể A B A: số lượng loài quần thể A B: số lượng loài quần thể B HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Bảng phân bố số lượng loài xuất cặp sinh cảnh Sinh cảnh 10 11 12 13 14 15 16 5 2 4 4 4 2 2 3 4 5 2 4 4 2 3 4 2 4 4 1 3 3 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 3 4 3 3 4 2 10 11 12 13 14 15 16 Bảng số tương đồng SI cặp sinh cảnh Sinh cảnh 10 11 12 13 14 15 16 1 0.8889 0.9 0.89 0.75 0.6 0.57 0.75 0.89 0.75 0.89 0.75 0.89 0.9 0.8 0.9 0.75 0.57 0.7 0.67 0.57 0.86 0.75 0.89 0.57 1 0.9 0.89 0.75 0.6 0.57 0.75 0.89 0.75 0.89 0.75 0.89 0.9 0.75 0.57 0.7 0.33 0.57 0.75 0.86 0.89 0.57 0.75 0.89 0.75 0.6 0.57 0.75 0.89 0.75 0.89 0.75 0.89 0.86 0.3 0.33 0.86 0.75 0.57 0.75 0.89 0.57 0.75 0.4 0.67 0.57 0.33 0.57 0.75 0.67 0.57 0.5 0.4 0.67 0.8 0.67 0.57 0.4 0.67 0.4 0.67 0.4 0.33 0.57 0.8 0.67 0.57 0.33 0.57 0.75 0.67 0.57 0.86 0.75 0.89 0.57 1 0.86 0.75 0.33 0.86 0.89 0.57 0.75 0.75 0.89 0.57 10 11 12 13 14 15 16 HVTH: Tạ Hữu THùy Linh Trang 10 Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Nhận xét Kết bảng cho thấy số SI dao động từ – Cặp sinh cảnh tương đồng nên số SI có giá trị Có 10 cặp sinh cảnh có số SI đạt giá trị cao 1, SI = xuất cặp sinh cảnh có loài xuất trùng Các cặp sinh cảnh có SI = 1: SC1 – SC3; SC1 – SC5; SC1 – SC14; SC2 – SC11; SC2 – SC16; SC3 – SC5; SC3 – SC14; SC4 – SC13; SC5 – SC14; SC11 – SC16 Trong cặp sinh cảnh xuất loài trùng loài là: SC1 – SC3; SC1 – SC5; SC1 – SC14; SC3 – SC5; SC3 – SC14; SC5 – SC14 Có cặp sinh cảnh trùng loài là: SC2 – SC16; SC2 – SC11; SC4 – SC13; SC11 – SC16 Chỉ số SI trung bình khoảng 0,72 Có 70/119 cặp sinh cảnh có số SI mức trung bình (chiếm 58.82%), nói cặp sinh cảnh tương đồng mức trung bình Sự tương đồng thành phần loài cặp sinh cảnh nguyên nhân tác động điều kiện môi trường sống khác Tính hệ số tương quan khu hệ I II a Hệ số tương quan Spearson Gọi nhóm I X, nhóm II Y Tương quan nhóm tính theo công thức sau:  xy - r = ( x  Trong đó: ( x )  x y N N )( y  ( y ) N ) r: hệ số tương quan Spearson x: số lượng cá thể khu hệ I (nhóm I) y: số lượng cá thể xuất khu hệ II (nhóm II) N: số loại cá thể (Số loài) b Hệ số tương quan Spearman rho (hệ số tương quan thứ hạng) Hệ số tương quan cặp : rp = Trong đó: HVTH: Tạ Hữu THùy Linh 6 d N ( N  1) d: khác biệt cặp giá trị Trang 11 Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Bảng giá trị X, Y, X2, Y2, XY, thứ hạng X, thứ hạng Y, d, d2 X Y X2 Y2 XY Thứ hạng X Thứ hạng Y d=X-Y d2 A 20 21 400 441 420 B 30 13 900 169 390 C 27 12 729 144 324 D 20 18 400 324 360 E 40 13 1600 169 520 ∑ 137 77 4029 1247 2014 -1 -1 -2 19 - Hệ số tương quan spearson: r.sp = x y  xy -  N ( x ) ( y)2 ( x   )( y   ) N N 2 2014  = 137 x77 (137 ) (77) (4029  )(1247  ) 5  - 0,7382 Như vậy, với r = -0,7382 [...]... Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Phạm Thị Kim Thoa (2011), Đánh giá tác động hệ sinh thái, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng 2 Nguyễn Văn Hành (2013), Đánh giá tính đa dạng sinh học của thực vật than gỗ trong khu bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà – TP Đà Nẵng, Đại học Đà Nẵng 3 Phạm Thị Kim Thoa (2014), Phân tích chỉ số đa dạng sinh học...Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Nhận xét Kết quả bảng trên cho thấy chỉ số SI dao động từ 0 – 1 Cặp sinh cảnh 7 và 8 không có sự tương đồng nên chỉ số SI có giá trị là 0 Có 10 cặp sinh cảnh có chỉ số SI đạt giá trị cao nhất là 1, SI = 1 xuất hiện ở các cặp sinh cảnh có các loài xuất hiện trùng nhau Các cặp sinh cảnh có SI = 1: SC1 – SC3;... I) y: số lượng cá thể xuất hiện trong khu hệ II (nhóm II) N: số loại cá thể (Số loài) b Hệ số tương quan Spearman rho (hệ số tương quan thứ hạng) Hệ số tương quan từng cặp : rp = 1 Trong đó: HVTH: Tạ Hữu THùy Linh 6 d 2 N ( N 2  1) d: là sự khác biệt của từng cặp giá trị Trang 11 Học phần: Đánh giá tác động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa Bảng giá trị X, Y, X2, Y2, XY, thứ hạng X, thứ... của các cặp sinh cảnh có thể do nguyên nhân của những tác động của điều kiện môi trường sống khác nhau 3 Tính hệ số tương quan giữa 2 khu hệ I và II a Hệ số tương quan Spearson Gọi nhóm I là X, nhóm II là Y Tương quan giữa 2 nhóm được tính theo công thức sau:  xy - r = ( x 2  Trong đó: ( x )  x y N 2 N )( y 2  ( y ) 2 N ) r: hệ số tương quan Spearson x: số lượng cá thể trong khu hệ I (nhóm... SC5 – SC14; SC11 – SC16 Trong đó 6 cặp sinh cảnh xuất hiện 5 loài trùng nhau loài là: SC1 – SC3; SC1 – SC5; SC1 – SC14; SC3 – SC5; SC3 – SC14; SC5 – SC14 Có 4 cặp sinh cảnh trùng 4 loài là: SC2 – SC16; SC2 – SC11; SC4 – SC13; SC11 – SC16 Chỉ số SI trung bình khoảng 0,72 Có 70/119 cặp sinh cảnh có chỉ số SI trên mức trung bình (chiếm 58.82%), có thể nói các cặp sinh cảnh trên tương đồng ở mức trên trung... 40 13 1600 169 520 1 3 ∑ 137 77 4029 1247 2014 3 9 -1 1 -1 1 2 4 -2 4 1 19 - Hệ số tương quan spearson: r.sp = x y  xy -  N ( x ) ( y)2 ( x   )( y 2   ) N N 2 2 2014  = 137 x77 5 (137 ) 2 (77) 2 (4029  )(1247  ) 5 5  - 0,7382 Như vậy, với r = -0,7382 ... động Hệ sinh thái Giảng viên: TS.Phạm Thị Kim Thoa * Chỉ số Shannon – H: Biến động từ 0.8113 – 2.2016 trung bình 1.6037 số đa dạng số trung bình sinh cảnh, chiếm 50% tổng số sinh cảnh 13 sinh cảnh... dạng loài quần xã mức trung bình Sinh cảnh có số H cao có phân bố cá thể loài đồng nhất, có đa dạng sinh học cao nhiên sinh cảnh có mức độ chiếm ưu Cd loài thấp Sinh cảnh có số H thấp có phân bố... dạng sinh học quần xã có chiều hướng giảm Sinh cảnh có số Cd cao nhất, sinh cảnh có số Cd thấp sinh cảnh có mức độ chiếm ưu cao nhất, ngược lại so với sinh cảnh có mức độ chiếm ưu thấp Chỉ số