Một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cây gỗ của rừng lá rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia Ba Bể

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá đặc điểm cấu trúc và sự đa dạng loài của tầng cây gỗ của rừng lá rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia (VQG) Ba Bể, Bắc Kạn. Tổng số 10 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời đã được thiết lập để đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng và xác định tên loài của tất cả cây gỗ (D1.3 ≥ 6 cm).

Lâm học MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG LOÀI CÂY GỖ CỦA RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ Cao Thị Thu Hiền1, Nguyễn Đăng Cường2, Bùi Mạnh Hưng1, Nguyễn Văn Bích3 Trường Đại học Lâm nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam TÓM TẮT Nghiên cứu thực nhằm đánh giá đặc điểm cấu trúc đa dạng loài tầng gỗ rừng rộng thường xanh Vường Quốc gia (VQG) Ba Bể, Bắc Kạn Tổng số 10 tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời thiết lập để đo đếm tiêu sinh trưởng xác định tên loài tất gỗ (D1.3 ≥ cm) Kết cho thấy, số nhân tố cấu trúc lâm phần mật độ (N, dao động từ 360 - 580 cây/ha); đường kính bình qn ( , dao động từ 14,1 - 26,3 cm); chiều cao bình quân ( , dao động từ 10,7 - 16,6 m); tổng tiết diện ngang (G) tổng trữ lượng (M) dao động từ 9,5 - 27,3 m /ha 72,5 - 251,4 m3/ha Phân bố số theo cấp đường kính (N/D1.3) có khác OTC, 4/10 OTC tuân theo dạng hàm khoảng cách, 2/10 OTC tuân theo dạng hàm phân bố giảm OTC cịn lại khơng tn theo dạng hàm lý thuyết khảo sát Phân bố số theo cấp chiều cao (N/HVN) có dạng đỉnh lệch trái, với 8/10 OTC mô tốt hàm Weibull Giữa đường kính chiều cao tầng gỗ có quan hệ chặt, với hệ số tương quan (R2, dao động từ 0,76 - 0,82) theo hàm bậc dạng logarithm đánh giá dạng hàm tốt để biểu diễn mối quan hệ Đặc điểm phân bố không gian rừng chủ yếu theo dạng phân bố (đối với trạng thái IIIA2 IIIA3) trạng thái IIIA1 lại có xu hướng phân bố ngẫu nhiên Kết nghiên cứu hồ sơ đa dạng loài gỗ cho thấy OTC thuộc trạng thái IIIA2 có tính đa dạng lồi gỗ nội đa dạng nhất, ngược lại khác tính đa dạng lồi gỗ OTC thuộc trạng thái IIIA1 IIIA3 Những kết nghiên cứu sở quan trọng cho việc lượng giá giá trị rừng xây dựng chế sách, quản lý phù hợp nhằm bảo vệ phát triển bền vững nguồn tài ngun rừng Từ khóa: Đa dạng lồi gỗ, đặc điểm cấu trúc, hồ sơ đa dạng, phân bố không gian, rừng rộng thường xanh ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng tự nhiên có vai trị quan trọng việc phịng hộ nguồn ngước, bảo vệ mơi trường bảo tồn tính đa dạng sinh học (Trần Ngũ Phương, 1970; Thái Văn Trừng, 1978) Tuy nhiên, giá trị lại phụ thuộc lớn vào đặc điểm cấu trúc, trữ lượng mức độ đa dạng sinh học rừng (Bohn Huth, 2017) Đối với rừng thứ sinh bị tác động, đối tượng rừng tự nhiên chủ yếu Việt Nam (Trần Ngũ Phương, 1970), đặc điểm cấu trúc tính đa dạng rừng bị xáo trộn tác động yếu tố người ảnh hưởng trình diễn phục hồi rừng Vì thế, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tính đa dạng sinh học rừng tự nhiên giúp hiểu biết giá trị rừng mà sở khoa học cho nhà khoa học, nhà hoạch định sách chủ thể quản lí tham gia vào cơng tác bảo vệ quản lí rừng cách bền vững (Hồng Văn Tuấn Bùi Mạnh Hưng, 2018) Mức độ da dạng sinh học loài yếu tố quan trọng, phản ánh giá trị bảo tồn hệ sinh thái rừng (Sodhi Brook, 2009) Để đánh giá mức độ đa dạng sinh học loài, số số đa dạng sinh học phổ biến thường sử dụng số Simpson, số phong phú loài Margalef (1958), số đa dạng sinh học loài H’ (Shannon – Wiener’s index, 1963)… Ngoài ra, phương pháp sử dụng hồ sơ đa dạng sinh học (diversity profile) để đánh giá mức độ đa dạng sinh học loài hệ sinh thái rừng sử dụng rộng rãi (Aimé cộng 2017; Boyle Boontawee 1995) Hồ sơ đa dạng đường cong biểu diễn vài số đa dạng đồ thị đơn bao gồm số đa dạng thường dùng nhiều số ShannonWiener, số Simpson số lồi Do đó, hồ TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 35 Lâm học sơ đa dạng hàm phụ thuộc vào tham số đơn liên tục mà nhạy cảm với loài loài phổ biến Hồ sơ đa dạng đóng vai trị quan trọng việc so sánh đa dạng loài lâm phần hồ sơ đa dạng lâm phần mà khơng cắt lâm phần có đường cong nằm cao đa dạng loài Cao Thị Thu Hiền (2016) áp dụng phương pháp để đánh giá thay đổi đa dạng loài theo thời gian hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới khu vực miền Trung, Việt Nam Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp hồ sơ đa dạng sinh học nghiên cứu đa dạng lồi Việt Nam vấn cịn hạn chế Vườn Quốc gia (VQG) Ba Bể - Bắc Kạn thành lập năm 1992, với tổng diện tích 10.040 ha, nhằm mục đích bảo vệ hệ sinh thái rừng đặc dụng, phát triển khu du lịch sinh thái bảo tồn nguồn gien Hệ sinh thái rừng đánh giá phong phú với tính đa dạng sinh học cao, có nhiều lồi động, thực vật có giá trị cho nghiên cứu bảo tồn nguồn gien Tuy nhiên, hạn chế cơng trình nghiên cứu cấu trúc rừng đa dạng sinh học khuc vực mà giá trị rừng vấn chưa đánh giá với thực tế hệ sinh thái rừng VQG Ba Bể có Cơng tác quản lý, bảo vệ phát triển rừng vấn cịn gặp nhiều khó khăn thiếu sở khoa học cấu trúc thành phần lồi Vì vậy, nghiên cứu thực nhằm: (1) đánh giá số đặc điểm cấu trúc quan trọng rừng, bao gồm: tiêu nhân tố cấu trúc, phân bố số tầng gỗ theo cấp kính chiều cao, đặc điểm cấu trúc theo không gian lâm phần; (2) đánh giá mức độ đa dạng loài gỗ lâm phần rừng VQG Ba Bể Kết nghiên cứu sở khoa học cho việc lượng giá giá trị rừng, đồng thời tạo sở cho việc đề xuất giải pháp phù hợp nhằm bảo vệ phát triển rừng bền vững 36 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa bàn nghiên cứu Nghiên cứu thực Vường Quốc Gia Ba Bể, thuộc tỉnh Bắc Kạn, với tổng diện tích vườn 10,048 ha, trải dài từ vĩ độ 22006’12’’N – 22008’14’’N kinh độ từ 105009’07’’E – 105012’22’’E Khu vực nghiên cứu có nhiệt độ trung bình năm 22°C Lượng mưa trung bình năm khoảng 1,378 mm/năm Mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 10, 91% lượng mưa tập trung vào tháng mùa mưa, mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng năm sau Ba Bể Vườn quốc gia có tính đa dạng sinh học cao Tại hệ thực vật phong phú bao gồm nhiều loại rừng thảm thực vật Vườn che phủ 90% diện tích rừng kín thường xanh 2.2.Phương pháp thu thập số liệu Số liệu nghiên cứu thu thập 10 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời rừng rộng thường xanh Vườn Quốc gia Ba Bể (Hình 1) năm 2018 Mỗi OTC có diện tích 1000 m2 (25 m x 40m) phân bố ba trạng thái rừng IIIA1 (04 OTC), IIIA2 (03 OCT) IIIA3 (03 OTC) Các OTC phân bố tồn diện tích trạng thái rừng chọn (Hình 1) Trong OTC, tiến hành điều tra thành phần loài gỗ lớn (đường kính ngang ngực D1.3 ≥ 6,0 cm) thống kê theo loài xếp theo chi họ Tên loài, chi họ xác định theo Phạm Hoàng Hộ (1999), Trần Hợp Nguyễn Bội Quỳnh (2003) Chỉ tiêu đường kính ngang ngực D1.3 (cm) xác định thơng qua đo đường kính ngang ngực thân theo hai chiều Đông Tây Nam Bắc thước kẹp kính với độ xác 0,1 cm, tiêu chiều cao vút HVN (m) đo đạc thước Blume – Leiss với độ xác 0,5 m Tọa độ tương đối OTC đo đếm Tọa độ khoảng cách vng góc từ gốc đến cạnh OTC TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lâm học Hình Sơ đồ vị trí OTC khu vực nghiên cứu 2.3 Phương pháp xử lý số liệu 2.3.1 Một số tiêu nhân tố cấu trúc Trong OTC, nhân tố cấu trúc tính tốn bao gồm: mật độ (N), đường kính bình qn ( D 1.3), chiều cao bình qn ( ), tổng tiết diện ngang (G), trữ lượng (M) 2.3.2 Xác định số quy luật kết cấu lâm phần a) Phân bố số theo cấp đường kính cấp chiều cao Các phân bố thực nghiệm N/D1.3 N/HVN trạng thái rừng mô tả mơ hình phân bố lý thuyết phân bố giảm (dạng hàm Meyer), phân bố khoảng cách phân bố Weibull b) Quy luật tương quan chiều cao đường kính HVN – D1.3 Ở trạng thái rừng quy luật phân bố nhân tố cấu trúc đồng nhất, tiến hành gộp OTC thành OTC lớn để tìm hiểu tương quan chiều cao vút đường kính ngang ngực Nghiên cứu tiến hành thử nghiệm với dạng phương trình (phương trình (1) - (5)) để biểu diễn mối quan hệ chiều cao vút đường kính ngang ngực: = + ln( ) = = + ln( ) + [ln( )] = [ln( )] / = 1.3 + (1) (2) (3) (4) (5) Phương trình có hệ số xác định lớn nhất, hệ số AIC nhỏ tất tham số tồn lựa chọn để mô tả mối quan hệ 2.3.3 Phân tích phân bố khơng gian lồi mặt đất a) Hàm khoảng cách gần G Hàm khoảng cách gần Baddeley (2008) viết dạng phương trình sau (Baddeley, 2008): Gpois(r)   exp(r2 ) (6) Trong đó:  tham số cường đơ, r khoảng cách Kiểm định G tính tốn, so sánh với TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 37 Lâm học G phân bố poisson, G(r) tính tốn lớn G pois (r ) , phân bố có dạng phân bố cụm Ngược lại, G(r) tính tốn nhỏ G pois (r ) , phân bố phân bố (Baddeley, 2008; Hưng B.M cộng 2017) b) Hàm tương quan cặp Hàm tương quan cặp tính tốn khoảng cách hai điểm Hàm sử dụng để phân tích đặc điểm phân bố không gian mối quan hệ khơng gian lồi ưu Hàm tương quan cặp có dạng sau: K ' (r) g (r)  2r for r  (7) Nếu giá trị g(r) phân bố ngẫu nhiên quan hệ lồi độc lập khoảng cách Phân bố phân bố cụm (hoặc quan hệ loài hỗ trợ) g(r) lớn Ngược lại, phân bố phân bố (hoặc quan hệ loài đối kháng) g(r) nhỏ (Hưng B.M cộng sự, 2017; Illian cộng sự, 2008) c) Hàm tương quan có nhãn Hàm tương quan có nhãn (kmm(r)) cơng cụ sử dụng để kiểm tra phân bố không gian đối tượng mặt đất, có tính đến thơng tin gắn với đối tượng điểm Trong nghiên cứu này, dấu nhãn đường kính Nói cách khác, hàm tương quan với nhãn đường kính, cho biết các có cỡ kính có loại hình phân bố đất rừng (Illian cộng sự, 2008) Nếu hàm tương quan có nhãn lớn có tương quan thuận (hỗ trợ nhau), khơng có tương quan nhỏ có tương quan nghịch (bài trừ nhau) (Hưng B.M cộng sự, 2017) 2.3.4 Đa dạng loài gỗ theo hồ sơ đa dạng Đa dạng loài gỗ trạng thái rừng nghiên cứu phân tích theo hồ sơ đa dạng Hồ sơ đa dạng dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài gỗ trạng thái rừng Hai kiểu hồ sơ đa dạng dùng kiểu phân đôi (8) kiểu xếp hạng (9) (theo Gove, Patil, Swilden Taillie (1994) - Kiểu phân đơi: (8) Trong đó, β = -1, ∆-1 số loài, β = 0, ∆0 số Shannon-Wiener β = 1, ∆1 số Simpson - Kiểu xếp hạng: =∑ với j = 1, …., s-1 (9) Trong đó: Ts = and T0 = Nếu hồ sơ đa dạng Tj khơng giao trạng thái rừng có hồ sơ Tj nằm đa dạng hơn, hồ sơ đa dạng Tj mà giao khơng có trạng thái rừng đa dạng Toàn số liệu xử lý phần mềm SPSS 20.0 R package Tất giả thuyết kiểm tra với mức ý nghĩa 0,05 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số tiêu nhân tố cấu trúc Bảng Đường kính, mật độ, tiết diện ngang trữ lượng gỗ ba trạng rừng OTC N (cây/ha) G (m2/ha) M (m3/ha) Trạng thái (m) (cm) 370 25,4 16,6 24,9 251,4 IIIA3 360 22,1 15,1 22,6 230,9 IIIA3 440 26,3 14,5 27,3 221,8 IIIA3 400 21,0 12,9 16,1 121,9 IIIA2 470 20,4 12,8 17,7 132,8 IIIA2 430 22,5 13,3 19,5 147,0 IIIA2 360 17,2 12,8 9,5 72,5 IIIA1 580 14,1 10,7 12,0 90,8 IIIA1 480 17,5 12,0 12,9 91,5 IIIA1 10 530 17,6 11,8 13,8 89,5 IIIA1 38 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lâm học Một số tiêu nhân tố cấu trúc đường kính ngang ngực trung bình ( ), chiều cao vút trung bình ( ), mật độ, tổng tiết diện ngang (G) trữ lượng gỗ (M) quần thụ 10 OTC tổng hợp bảng Mật độ quần thụ dao động khoảng từ 360 cây/ha đến 580 cây/ha Đường kính trung bình trạng thái rừng IIIA3 lớn so với hai trạng thái IIIA2 IIIA1, tiêu dao động từ 14,1 cm đến 26,3 cm (Bảng 1) Tương tự, chiều cao, tổng tiết diện ngang trữ lượng quần thụ khác rõ rệt trạng thái rừng Chiều cao trung bình, tổng tiết diện ngang trữ lượng quần thụ trạng thái rừng IIIA1 nhỏ nhất, lớn trạng thái IIIA3 (Bảng 1) 3.2 Cấu trúc quần thụ ba trạng thái rừng 3.2.1 Phân bố số theo cấp đường kính (N/D1.3) Phân bố N/D1.3 mô phân bố giảm dạng hàm Meyer, phân bố khoảng cách phân bố Weibull, kết thể bảng Bảng Kết mô phân bố N/D1.3 trạng thái rừng theo phân bố lý thuyết Các tham số Trạng thái OTC χ2tính χ205(k) Kết luận γ λ α β IIIA1 IIIA2 IIIA3 2,27 3,84 H0+ 12,61 3,84 H0- 3,81 3,84 H0+ 0,28 1,51 3,84 H0+ 0,61 0,15 0,60 3,84 H0+ 0,62 0,21 1,93 3,84 H0+ 0,66 0,07 4,32 3,84 H0- 0,79 0,08 1,69 3,84 H0+ 0,77 0,17 3,65 3,84 H0- 1,70 0,007 9,04 5,99 H0- 31,63 0,276 68,93 0,49 0,08 0,506 0,19 Bảng cho thấy 6/10 OTC có giá trị χ2tính nhỏ giá trị χ205(k), số OTC có phân bố lý thuyết mơ tốt cho thực nghiệm N/D phân bố khoảng cách mô tốt OTC, phân bố giảm dạng hàm Meyer mô tốt cho OTC lại Riêng OTC trạng thái IIIA1, OTC trạng thái IIIA2 OTC 2, trạng thái IIIA3 hàm lý thuyết không mô tốt cho quy luật phân bố N/D Điều giải thích số phân bố cấp không liên tục OTC (ví dụ từ cỡ đường kính 36 cm đến 52 cm OTC trạng thái IIIA1 khơng có hay OTC trạng thái IIIA3 cỡ kính 36 cm, 48 cm, từ 56 cm đến 72 cm khơng có nào) Nói chung, OTC phân bố N/D tuân theo quy luật số giảm theo cấp kính có giá trị lớn cỡ kính thứ (8 cm) thứ hai (12 cm) 3.2.2 Phân bố số theo cấp chiều cao (N/HVN) Kết mô phân bố N/H phân bố Weibull tổng hợp bảng Số liệu bảng cho thấy phân bố N/H 8/10 OTC phù hợp với phân bố Weibull (χ2tính < χ205(k)) Phân bố N/H 10/10 OTC phân bố đỉnh lệch trái (α < 3) Số tập trung chủ yếu cấp chiều cao từ 11 m đến 13 m TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 39 Lâm học Bảng Kết mô phân bố N/HVN trạng thái rừng theo phân bố Weibull Các tham số Trạng thái OTC χ2tính χ205(k) Kết luận λ α 1,7 0,06 0,65 5,99 H0+ 1,2 0,16 2,67 7,81 H0+ IIIA1 1,7 0,08 1,29 5,99 H0+ 2,8 0,007 5,00 5,99 H0+ IIIA2 1,6 2,0 2,2 11,48 3,16 10,38 11,07 5,99 7,81 H0H0+ H0- IIIA3 1,8 1,5 1,8 0,07 0,04 0,02 0,02 0,04 0,03 4,07 4,97 0,80 7,81 5,99 7,81 H0+ H0+ H0+ 3.2.3 Quy luật tương quan chiều cao đường kính HVN – D1.3 Kết thử nghiệm dạng phương trình để biểu diễn mối tương quan chiều cao vút với đường kính thân tổng hợp bảng Bảng Kết thử nghiệm mối tương quan Hvn – D1.3 cho trạng thái rừng theo dạng phương trình Trạng thái IIIA1 IIIA2 IIIA3 R2 AIC 7.27 0.765 691.72 2.35 0.58 0.775 683.35 5.02 -2.22 0.777 683.73 2.09 1.22 1.70 0.27 0.775 0.760 683.93 696.54 -8.57 2.55 30.67 2.04 1.29 7.20 0.54 -18.33 1.68 0.259 0.773 0.808 0.817 0.788 0.822 450.47 428.92 424.11 441.62 418.98 -7.77 7.57 0.747 548.47 3.21 16.88 2.59 1.63 0.49 -8.96 1.58 0.24 0.776 0.780 0.762 0.773 534.30 534.08 541.35 535.72 Phương trình a b -8.21 Từ bảng cho thấy hệ số xác định R2 dao động từ 0,760 đến 0,822 Điều chứng tỏ dạng phương trình mô tả tốt quan hệ HVN D1.3 Với trạng thái IIIA1 IIIA3, phương trình (3) có hệ số xác định cao nhất, hệ số AIC nhỏ Với trạng thái IIIA2 phương trình (5) có hệ số xác định hệ số AIC nhỏ nhất, nhiên giá trị không chênh lệch nhiều với phương trình (3) Vì vậy, dạng phương trình (3) 40 c 1.68 4.10 2.68 chọn để mô tả quan hệ HVN - D1.3 Phương trình cụ thể sau: = 5,02 − 2,22 ln( ) + Trạng thái IIIA1: 1,68 [ln( )] Trạng thái IIIA2: = 30,67 − 18,33 ln( ) + 4,10 [ln( )] Trạng thái IIIA3: = 16,88 − 8,96 ln( ) + 2,68 [ln( )] TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lâm học 3.3 Phân bố không gian loài mặt đất 3.3.1 Mật độ phân bố rừng mặt đất Tọa độ vị trí trạng thái a IIIA3 b IIIA2 Hình Phân bố rừng mặt đất Một điểm dễ nhận thấy từ kết mật độ rừng trạng thái IIIA3 thấp so với trạng thái IIIA2 IIIA1 Điều tương tự nghiên cứu trước lý giải tượng tỉa thưa tự nhiên (Lê Sáu, 1996; Hưng B.M cộng sự, 2018) Khi rừng ổn định số lượng giảm Kết kiểm tra loại hình phân bố rừng mặt đất thể hiển thể a IIIA3 a IIIA3 sử dụng để phân tích theo phương pháp lặp cho OTC trạng thái IIIA2 IIIA3, riêng trạng thái IIIA1 lặp OTC Vì vậy, kết phân bố theo đường kính trạng thái thể hình sau c IIIA1 phần 3.3.2 Đặc điểm phân bố không gian rừng a) Kết kiểm định hàm khoảng cách gần hàm hồi quy cặp Kết kiểm định phân tích loại hình phân bố không gian rừng theo khoảng cách hàm khoảng cách gần (G) hàm hồi quy cặp (pcf) thể hai hình b IIIA2 Hình Kết phân tích hàm G c IIIA1 b IIIA2 c IIIA1 Hình Kết phân tích hàm hồi qui cặp (pcf) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 41 Lâm học Từ kết cho thấy ba trạng thái rừng trạng thái IIIA3 IIIA2 có xu hướng phân bố hơn, ngược lại trạng thái IIIA1 có xu hướng ngẫu nhiên cao Với trạng thái rừng IIIA3 có đặc điểm phân bố tương đối phức tạp, thiên phân bố điều, đặc biệt khoảng cách nhỏ 2,5 m từ 3,5 m đến m Với trạng thái IIIA2, đặc điểm phân bố đỡ phức tạp hơn, lồi có phân bố cụm khoảng từ đến m Ở khoảng cách lớn hơn, lồi có xu hướng phân bố ngẫu nhiên Với trạng thái IIIA1, lồi có phân bố ngẫu nhiên rõ nét với khoảng cách từ đến m, trừ số khoảng nhỏ xung quanh 1,3 m m Điều chứng minh rừng IIIA1 có q trình tái sinh chưa hồn tồn bước vào giai đoạn thành thục (Hưng B.M cộng sự, 2018) Ngược lại, với trạng thái rừng tự nhiên trung bình giàu, a IIIA3 rừng vào ổn định, mật độ lớn hơn, số lượng gỗ lớn gia tăng, cạnh tranh loài diễn khốc liệt Điều đẩy cá thể có nhu cầu dinh dưỡng xa Và hệ mạng hình phân bố lồi có xu hướng dịch chuyển thành dạng phân bố (Akindele cộng sự, 2011; Lê Sáu, 1996; Hưng B.M cộng sự, 2018) b) Kết kiểm tra phân bố khơng gian cấp kính mặt đất Đường kính rừng có ảnh hưởng mật thiết tới trữ lượng gỗ độ đầy lâm phần Đồng thời gỗ lớn, mẹ có phân bố ngẫu nhiên rải tổng thể điều kiện tốt để trình phục hồi rừng diễn thuật lợi Kết phân tích phân bố cấp kính mặt đất cho trạng thái thể hình sau b IIIA2 c IIIA1 Hình Kết phân bố cấp kính mặt đất Từ biểu đồ cho thấy rằng, trạng thái rừng IIIA1 IIIA2 có cấp kính phân bố ngẫu nhiên đỡ phức tạp trạng thái IIIA3 Với hai trạng thái này, cấp kính có phân bố ngẫu nhiên khoảng cách, trừ khoảng nhỏ m, cấp kính có xu phân bố Đây kết trình cạnh tranh dinh dưỡng rừng trình phát tán hạt giống mẹ, sau khoảng thời gian ổn định, cấp kính phân bố ngẫu nhiên bề mặt đất rừng Ngược lại, phân bố cấp kính mặt đất trạng thái IIIA3 phức tạp hơn, có xu phân bố cụm khoảng nhỏ m, sau phân bố tới khoảng 2,5 m 42 sau phân bố ngẫu nhiên Bởi lẽ trạng thái rừng già nhất, từ q trình cạnh tranh diễn loài diễn phức tạp khó dự đốn (Akindele cộng sự, 2011; Wagner, 2016) 3.4 Hồ sơ đa dạng loài gỗ Hồ sơ đa dạng ∆β trạng thái rừng IIIA1 trạng thái rừng IIIA3 giao giá trị β = 1,4 (Hình 6) Điều giải thích số đa dạng Simpson trạng thái rừng IIIA3 lớn trạng thái rừng IIIA1, hai số đa dạng Shannon-Wiener số loài lại nhỏ Trạng thái IIIA1 có số lồi cao nhất, trạng thái IIIA2 có hai số ShannonWiener Simpson cao ba trạng thái rừng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lâm học ∆β 55 Shannon-Wiener Số loài 50 Simpson 45 40 35 IIIA1 30 IIIA2 25 IIIA3 20 15 10 β -1 -0.7 -0.4 -0.1 0.2 0.5 0.8 1.4 Hình Hồ sơ đa dạng ∆β ba trạng thái rừng Hồ sơ đa dạng Tj trạng thái rừng IIIA2 nằm hồ sơ đa dạng Tj trạng thái rừng IIIA1 từ giá trị j tới 31 (Hình 7), từ giá trị j từ 32 trở đi, hồ sơ đa dạng Tj trạng thái rừng IIIA2 nằm hồ sơ đa dạng trạng thái rừng IIIA1 Tuy nhiên, hồ sơ đa dạng Tj trạng thái rừng IIIA1 lại không cắt hồ sơ đa dạng trạng thá rừng IIIA3 Hồ sơ đa dạng Tj trạng thái rừng IIIA1 cắt hồ sơ đa dạng trạng thái rừng IIIA3 giá trị j 2, sau dao động bên bên hồ sơ đa dạng trạng thái rừng IIIA3 Do đó, đa dạng loài gỗ nội tại, trạng thái rừng IIIA2 đa dạng nhất, hai trạng thái rừng IIIA1 IIIA3 khơng có trạng thái đa dạng 0.8 0.6 IIIA1 IIIA2 0.4 IIIA3 0.2 j 11 16 21 26 31 36 41 46 51 Hình Hồ sơ đa dạng Tj ba trạng thái rừng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 43 Lâm học Kết nghiên cứu giống với kết nghiên cứu Cao Thị Thu Hiền cộng (2018) cho rừng tự nhiên trạng thái IIIA huyện An Lão, tỉnh Bình Định Trạng thái rừng IIIA1 bị tác động, cấu trúc rừng phá vỡ, nhờ có khoanh ni rừng bắt đầu phục hồi nên loài tiên phong ưa sáng chiếm tỷ lệ tương đối lớn Trạng thái IIIA2 với loài tiên phong ưa sáng có giá trinh kinh tế chiếm tỷ lệ lớn, bên cạnh lồi chịu bóng bắt đầu phát triển tham gia vào nhóm gỗ thường tầng so với tiên phong (ở trạng thái có tầng tán trở lên) Trạng thái IIIA3 có thời gian phục hồi, quần thụ tương đối khép kín, lồi tiên phong ưa sáng có giá trị kinh tế ý nghĩa sinh thái giảm nhiều so với trạng thái IIIA2 Ở trạng thái IIIA2, IIIA3 sau trình chọn lọc tự nhiên diễn ra, loài ưa sáng dần bị thay lồi chịu bóng mà đa dạng lồi giảm Do đó, kết nghiên cứu cho thấy trạng thái IIIA2 đa dạng loài nhất, hai trạng thái IIIA1 IIIA3 lại khơng có khác đa dạng loài gỗ KẾT LUẬN Ba trạng thái rừng nghiên cứu báo bao gồm IIIA1, IIIA2 IIIA3 Mật độ quần thụ dao động khoảng từ 360 cây/ha đến 580 cây/ha Đường kính trung bình dao động từ 14,1 cm đến 26,3 cm Chiều cao bình quân dao động từ 10,7 đến 16,6 m, tổng tiết diện ngang (G) tổng trữ lượng (M) dao động 9,5 - 27,3 m2/ha 72,5 251,4 m3/ha Về phân bố số theo cỡ đường kính, phân bố khoảng cách mô tốt cho 4/10 OTC, phân bố giảm dạng hàm Meyer mô tốt cho 2/10 OTC, phân bố lý thuyết lựa chọn chưa mô tốt cho OTC cịn lại, điều giải thích số phân bố cấp không liên tục OTC Phân bố số theo cỡ chiều cao N/H 8/10 OTC phù hợp với phân bố Weibull Phương trình bậc dạng logarithm 44 chọn để mô tả mối quan hệ chiều cao đường kính ngang ngực cho ba trạng thái rừng Phương trình cụ thể sau: = 5,02 − 2,22 ln( ) + Trạng thái IIIA1: 1,68 [ln( )] Trạng thái IIIA2: = 30,67 − 18,33 ln( ) + 4,10 [ln( )] Trạng thái IIIA3: = 16,88 − 8,96 ln( ) + 2,68 [ln( )] Về phân bố không gian rừng, trạng thái IIIA3 IIIA2 có xu hướng phân bố hơn, ngược lại trạng thái IIIA1 có xu hướng ngẫu nhiên cao Với trạng thái rừng IIIA1 IIIA2 có cấp kính phân bố ngẫu nhiên đỡ phức tạp trạng thái IIIA3 Về đa dạng loài gỗ nội tại, trạng thái rừng IIIA2 đa dạng nhất, hai trạng thái rừng IIIA1 IIIA3 khơng có trạng thái đa dạng TÀI LIỆU THAM KHẢO Adrian Baddeley (2008) Analysing spatial point patterns in R, School of Mathematics and Statistics, University of Western Australia, Crawley, 6009 WA, Australia Available from: http://umaine.edu/computingcoursesonline/files/2011/07 /SpatstatmodelingWorkshop.pdf (Accessed 16 August, 2016) Aimé VBT, Edouard NgK, Yves AYC (2017) Trees species diversity in perennial crops around Yapo protected forest, Côte d'Ivoire Journal of Horticulture and Forestry, 9: 98-108 Bui Manh Hung and Vo Dai Hai (2017) Spatial distribution of overstorey trees analyzed by replicated point patter method in R Vietnam Journal of Forest Science, số Vol 3/2017, tr 105-115 Bùi Mạnh Hưng Nguyễn Tiên Phong (2018) Phân bố không gian quan hệ loài rừng tự nhiên Na Hang, Tun Quang Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nơng thôn, số Số 8/2018, tr 135-142 Boyle TJB, Boontawee B (eds) (1995) Measuring and monitoring biodiversity in tropical and temperate forests Bogor, Indonesia: CIFOR, pp 395 Cao Thi Thu Hien (2016) Changes in tree species diversity over time in tropical rainforests of central region, Vietnam, Journal of Forest Science and technology, 2016: 69-78 Friedrich J Bohn, Andreas Huth (2017) The importance of forest structure to biodiversity– productivity relationships Royal Society Open Science, (1), 160521 Hoàng Văn Tuấn, Bùi Mạnh Hưng (2018) Cấu trúc chất lượng đa dạng sinh học rừng tự nhiên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lâm học Vường Quốc gia Ba Bể - Bắc Kạn Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Bộ NNPTNT, 15, 108–115 Janine Illian, Antti Penttinen, Helga Stoyan, Dietrich Stoyan (2008) Statistical Analysis and Modelling of Spatial Point Patterns John Wiley & sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England 10 Le Sau (1996) Research on forest structure characteristics and propose some economic technical criteria for selective harvest and sustainable forest use in Kon Ha Nung - Central Highlands Doctoral thesis, Vietnam National University of Forestry 11 Margalef, R., (1958) Temporal succession and spatial heterogeneity in phytoplankton In: Perspectives in Marine biology, Buzzati-Traverso (ed.), Univ Calif Press, Berkeley, pp 323-347 12 Patil, G.P., Rao, C.R., (1994) Handbook of Statistics Volume 12, Elsevier Science B.V., 927 pp 13 Phạm Quý Vân, Cao Thị Thu Hiền (2016) Một số đặc điểm cấu trúc đa dạng loài tầng cao rừng tự nhiên trạng thái IIIA huyện An Lão, tỉnh Bình Định Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Lâm nghiệp, 2016: 69 – 78 14 Shadrach Olufemi Akindele Jonathan C Onyekwelu (2011) Review Silviculture in Secondary Forests, in Silviculture in the Tropics, Sven Günter, Michael Weber, Bernd Stimm, & Reinhard Mosandl, Editors Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany 15 Shannon C.E and Wiener W., (1963) The Mathematical theory of communication University of Juionis Press, Urbana 117 16 Sven Wagner (2016) Introduction to point pattern analysis, Institute of Silviculture and Forest protection, Faculty of Environmental science, Dresden University of Technology, Tharandt, Germany 17 Sodhi NS, Brook B., (2009) Biodiversity crisis in Southeast Asia Charles Darwin University Press p 84-90 18 Thái Văn Trừng (1978) Thảm thực vật rừng Việt Nam Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 19 Trần Ngũ Phương (1970) Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội FOREST STRUCTURE CHARACTERISTICS AND DIVERSITY OF WOODY SPECIES OF EVERGREEN BROADLEAF FOREST IN BA BE NATIONAL PARK Cao Thi Thu Hien1, Nguyen Dang Cuong2, Bui Manh Hung1, Nguyen Van Bich3 Vietnam National University of Forestry Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Vietnamese Academy of Forest Sciences SUMMARY The research was conducted to evaluate the structural characteristics and tree species diversity of evergreen broadleaf forest in Ba Be National Park, Bac Kan, Vietnam A total of 10 representative temporary plots was established to measure growth parameters and identify species names of all trees with a diameter at breast height - D1.3 ≥ cm The results showed that average density across plots ranged from 360 - 580 trees/ha; average D1.3, tree height (Hvn), total basal area (G) and total volume (V) ranged from 14.1 - 26.3 cm, 10.7 16.6 m, 9.5 - 27.3 m2/ha and 72.5 - 251.4 m3/ha, respectively N/D1.3 distribution patterns were not similar across the plots with out of 10 plots following an inverted J shape pattern, out of 10 plots following Meyer distribution N/Hvn distribution was all skewed to the left of the graph with out of 10 plots follow the Weibull distribution There was a close relationship between height and diameter with a correlation coefficient R2 ranged from 0.76 - 0.82 of which the quadratic function in the form of the logarithm was identified as the best function to describe this relationship Spatial distribution patterns of woody plants were mainly in the form of regular distribution (for plots of the forest states IIIA2 and IIIA3) and random (for plots of the forest state IIIA1) Regarding the diversity profile of woody species, the most intrinsic diversity was found in forest state IIIA2, while no difference was found between the forest state IIIA1 and IIIA3 The outcomes of this study not only will enhance evaluating the value of the natural forest ecosystem, but also will be useful for developing management strategies for the sustainability of the forest resources Keywords: Diversity of overstory trees, diversity profile, evergreen broadleaf forest, forest structure characteristics, spatial distribution Ngày nhận Ngày phản biện Ngày định đăng : 14/3/2019 : 20/5/2019 : 28/5/2019 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 45 ... dạng loài gỗ theo hồ sơ đa dạng Đa dạng loài gỗ trạng thái rừng nghiên cứu phân tích theo hồ sơ đa dạng Hồ sơ đa dạng dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài gỗ trạng thái rừng Hai kiểu hồ sơ đa dạng. .. giá số đặc điểm cấu trúc quan trọng rừng, bao gồm: tiêu nhân tố cấu trúc, phân bố số tầng gỗ theo cấp kính chiều cao, đặc điểm cấu trúc theo không gian lâm phần; (2) đánh giá mức độ đa dạng loài. .. phủ 90% diện tích rừng kín thường xanh 2.2.Phương pháp thu thập số liệu Số liệu nghiên cứu thu thập 10 tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời rừng rộng thường xanh Vườn Quốc gia Ba Bể (Hình 1) năm