3.2.1 Số liệu thứ cấp
Thu thập bản đồ các khu vực trồng tràm ở Vườn quốc gia U Minh Hạ từ Ban quản
lý VQG và Google Earth;
Thu thập các tài liệu liên quan: điều kiện tự nhiên, khí tượng thủy văn… trong khu
vực nghiên cứu từ ban quản lý Vườn quốc gia U Minh Hạ;
Thu thập thông tin qua sách báo và các công trình nghiên cứu có liên quan.
3.2.2 Số liệu sơ cấp Thiết lập ô mẫu Thiết lập ô mẫu
Nghiên cứu được tiến hành trên 18 ô tiêu chuẩn (OTC) ở các độ sâu ngập nước và độ dày đất than bùn khác nhau (được đánh số từ 1 đến 18) với diện tích mỗi OTC là 100 m2 (10m x10m). Trong mỗi OTC có 5 ô thứ cấp được thiết lập ở vị trí 4 gốc và trung tâm của OTC với diện tích 5 m2 để tiến hành khảo sát và điếm các loài TVBC. Các ô thí nghiệm được chọn dựa theo các tiêu chí như sau:
Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát tính đa dạng thực vật bậc cao trong đề tài được giới hạn trong khu vực rừng tràm có cùng độ tuổi, có độ dày đất than bùn và độ sâu
ngập nước khác nhau.
Thiết lập ô mẫu đối với 3 độ dày than bùn khác nhau
Độ dày than bùn 20 - 40 cm khoanh 3 OTC, diện tích 100 m2 thuộc tiểu khu IV Độ dày than bùn 40 - 60 cm khoanh 3 OTC, diện tích 100 m2 thuộc tiểu khu IV Độ dày than bùn 60 - 80 cm khoanh 3 OTC, diện tích 100 m2 thuộc tiểu khu IV Thiết lập ô mẫu ở 3 độ sâu ngập nước khác nhau
Độ sâu ngập nước 30 - 60 cm gồm 3 OTC, diện tích 100 m2 thuộc tiểu khu 075 Độ sâu ngập nước > 60 cm gồm 3 OTC, diện tích 100 m2 thuộc tiểu khu 075
Hình 3.1 Bản đồ hiện trạng rừng và khu vực nghiên cứu
Độ dày than bùn Đ ộ sâu ng ậ p nư ớ c
Luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lí Tài Nguyên và Môi Trường
Hình 3.2 Khoanh ô mẫu ở khu vực ngập nước Khảo sát, đếm thực vật bậc cao
Trong mỗi ô tiêu chuẩn tiến hành các thao tác như sau:
Quan sát tổng quát về hệ thực vật bậc cao nơi tiến hành thí nghiệm. Xác định vị trí các ô thứ cấp để tiến hành đo điếm, lấy mẫu.
Phân chia hệ thực vật trong OTC thành hai nhóm cơ bản để khảo sát dựa trên thông tin ghi nhận được từ việc quan sát ban đầu: nhóm có thể định danh tại chổ (kể cả dựa vào hiểu biết của bản thân hoặc do phỏng vấn cán bộ) và nhóm phải tiến hành định danh trong phòng thí nghiệm.
Tiến hành đếm số lượng loài và số lượng các thể của từng loài (đối với nhóm thực vật có thể định danh tại thực địa) hiện diện trong ô mẫu và ghi lại kết quả vào phiếu khảo sát.
Còn đối với những loài chưa có đủ thông tin để tiến hành công tác định danh tại thực địa thì sẽ thực hiện thao tác đánh kí hiệu riêng và đếm số lượng trước. Sau
đó, thu mẫu cành, lá, hoa, quả,… để mang về định danh trong phòng thí nghiệm.
Mẫu được thu về được cố định bằng băng keo trên một tấm bìa cứng và được bọc lại bởi một lớp báo tránh để hình thái mẫu bị thay đổi do các yếu tố môi trường. Các thao tác bảo quản mẫu được tiến hành một cách thận trọng và nhanh chóng tại thực địa.
Sau khi mẫu được vận chuyển về phòng thí nghiệm thì việc định danh được thực hiện dựa vào sách Cây cỏ Việt Nam của tác giả Phạm Hoàng Hộ (1991-1993).
3.3 Phương pháp xử lý số liệu
Những số liệu thu thập được từ các ô tiêu chuẩn được tổng hợp lại, sử dụng phần mềm Excel để phân tích và tiến hành tính toán dựa vào các công thức sau:
Xác định Chỉ số đa dạng sinh học loài H (Shannon Index) theo công thức sau:
H=− ∑ ( ÷ ) ∗ ( ÷ )
Trong đó:
H: chỉ số đa dạng sinh học hay chỉ số Shannon; Ni: số lượng cá thể của loài thứ i;
N: tổng số số lượng cá thể của tất cả các loài trên hiện trường.
Xác định Chỉ số loài ưu thế D: Chỉ số mức độ chiếm ưu thế D xác định theo công thức sau: D (%) = 100 ∗ Trong đó: D: Chỉ số loài ưu thế; Ni: số cá thể của loài i; N: Tổng số cá thể của các loài
Chỉ số về độ tương tự hay sự khác biệt giữa các quần xã (Chỉ số Sorensen)
S= B A C 2
Trong đó: A- Số loài trong quần xã A C- Số loài chung tìm thấy ở 2 quần xã B- Số loài trong quần xã B
Luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lí Tài Nguyên và Môi Trường
CHƯƠNG 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả khảo sát
4.1.1 Độ dày đất than bùn
Sau khi biết được sự phân bố độ dày của đất than bùn, dựa vào số liệu của ban quản lý VQG U Minh Hạ cung cấp, đã tiến hành đi thực tế để đo kiểm tra lại. Sau đó chọn ra 3 độ dày than bùn tiêu biểu để khảo sát hiện trạng TVBC, kết quả được trình bày trong bảng sau:
Bảng 4.1 Tổ thành các loài thực vật bậc cao ở những độ dày đất than bùn khác nhau
Chỉ tiêu OTC I OTC II OTC III
Độ dày đất than bùn (cm) 20-40 40-60 60-80
Số loài cây gỗ 1 3 3
Số loài thảm tươi 2 2 3
Số lượng loài khác 6 7 9
Loài cây gỗ chiếm ưu thế Cây tràm Cây tràm Cây tràm
Mật độ tràm (cây/ha) 1.867 1.000 833
Mật độ tràm trung bình (cây/ha)
1233
Nhìn vào bảng số liệu 4.1, nhận thấy mật độ tràm ở độ dày than bùn 20 - 40 cm cao hơn so với hai độ dày than bùn còn lại là 40 - 60 cm, 60 – 80 cm, có giá trị tương ứng là 1.867 cây/ha, 1000 cây/ha và 833cây/ha. Ngoài ra, độ dày than bùn khác nhau số lượng loài thực vật bậc cao cũng khác nhau: độ dày than bùn từ 20 – 40 cm có số lượng loài thấp nhất (9 loài), kế tiếp là độ dày than bùn từ 40 – 60 cm (12 loài) và số lượng loài nhiều nhất ở độ dày than bùn từ 60 - 80 cm (14 loài). Và mật độ (% diện tích so với diện tích ô mẫu) của các loài thảm tươi ở 3 độ dày than bùn khác nhau cũng có sự chênh lệch đáng kể. Xu hướng tăng mật độ (%) của các loài thực vật khi tăng độ dày than bùn: thấp nhất ở độ dày than bùn 20 - 40 cm (30% diện tích ô mẫu), kế đến là độ dày 40 - 60 cm (32%) và cao nhất là độ dày 60 - 80 cm (47% diện tích ô mẫu). Ngoài ra, khi xét về mặt cảm quan do quan sát từ thực địa thấy rằng, khả năng sinh trưởng cũng như mức độ xanh tốt của các loài dây leo, thực vật thảm tươi tại vị trí có độ dày 20 - 40 cm cũng kém xa so với hai độ dày than bùn còn lại là 40-60 cm và 60-80 cm. Nguyên nhân lý giải cho hiện trạng trên có thể là, ở độ dày than bùn thấp mật độ tràm còn cao, vì vậy các loài thực vật bậc cao khác phải cạnh tranh để giành không gian sống và các yếu tố về dinh dưỡng, ánh sáng,…nên có rất ít loài TVBC (trừ cây tràm) có thể sống sót và phát triển tốt được. Và tính chất khắc nghiệt của sự cạnh tranh giảm dần khi đến độ dày than bùn cao (40-60 cm và 60-80 cm) vì mật độ tràm ở đây đã giảm xuống. Kết hợp với điều kiện ẩm ướt và
độ tơi xốp cao của đất than bùn thì đây là một vị trí lí tưởng cho sự phát triển các loài TVBC khác.
Hình 4.1 Các loài thực vật bậc cao ở độ dày than bùn 20-40 cm
Luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lí Tài Nguyên và Môi Trường Theo Nguyễn Văn Thêm (2008), Đất có độ dày than bùn càng cao thì độ xốp của đất làm ảnh hưởng phần nào đến mật độ cây. Điều này cũng được nhắc đến trong nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2009): Đất than bùn ở U Minh Hạ được hình thành trên nền đất khoáng có sa cấu sét, có dung trọng và tỉ trọng thấp, độ xốp cao (81,4 - 87,2%). Do đất có độ xốp nên xu hướng cây sẽ dễ ngã đổ hơn, điều này có thể là nguyên nhân làm cho các khu tràm trên đất than bùn có mật độ thấp hơn trên đất không có than bùn. Ngoài ra, độ dày lớp than bùn càng dày số lượng loài TVBC có chiều hướng tăng lên: Trong đó, cây bụi, dây leo sẽ chiếm ưu thế dần (Thái Văn Trừng, 1999). Từ những nhận xét trên, đã giải thích tại sao, khi tăng độ dày than bùn số lượng các loài thực vật bậc cao lại tăng lên, còn mật độ tràm thì giảm dần. Tuy nhiên, sự khác biệt về số lượng TVBC ở các độ dày than bùn khác nhau là không lớn: ở độ dày than bùn bùn từ 20 - 40 cm có số loài ít nhất (10 loài), kế đến là độ dày than bùn từ 40 - 60 cm (12 loài) và cao nhất tại độ dày than bùn 60 - 80 cm (15 loài). Nguyên nhân do các OTC được thiết lập trên cùng một tiểu khu có điều kiện sống khá giống nhau.
4.1.2 Độ sâu ngập nước
Trong khu vực nghiên cứu này có các độ sâu ngập nước khác nhau và được chia ra thành 3 cấp độ ngập nước đặc trưng: ngập thấp (<30 cm), ngập trung bình (từ 30 – 60 cm) và ngập cao (>60 cm) để tiến hành thí nghiệm, kết quả khảo sát hiện trạng thực vật bậc cao tại 3 độ sâu ngập trên được trình bày như sau:
Bảng 4.2 Tổ thành các loài thực vật bậc cao ở những độ sâu ngập nước khác nhau
Chỉ tiêu OTC IV OTC V OTC VI
Độ sâu ngập nước (cm) <30 30-60 >60
Thời gian ngập >6 tháng/năm >6 tháng/năm >6 tháng/năm
Số loài cây gỗ 1 2 1
Số loài thảm tươi 3 3 3
Số lượng loài khác 4 5 6
Loài cây gỗ chiếm ưu thế Cây tràm Cây tràm Cây tràm
Mật độ tràm (cây/ha) 1767 1633 1567
Mật độ tràm trung bình 1656
Nhìn vào tổ thành rừng tràm ở 3 độ sâu ngập khác nhau được thể hiện trong bảng 4.2, thì có sự khác biệt về mức độ phong phú số lượng các loài thực vật bậc cao cũng như số lượng cá thể của từng loài. Cụ thể, số loài cây gỗ tại độ sâu ngập (30 - 60 cm) trung bình nhiều hơn 1 loài so với vị trí có độ sâu ngập nông (<30 cm) và sâu (>60 cm); còn mật độ (% diện tích so với diện tích ô mẫu ) các loài TVBC thì có chiều hướng tăng dần theo chiều tăng độ sâu ngập nước: thấp nhất ở độ sâu ngập <30 cm (29%), kế tiếp là độ sâu ngập từ 30 - 60 cm (36% ) và cao nhất là 50% ở độ sâu ngập cao nhất >60 cm. Sự
ngập trung bình (30 - 60 cm) và độ sâu ngập cao (>60 cm) cũng khác nhau đáng kể: số lượng loài khác nhau trung bình được thống kê trong bảng 4.2 lần lượt là 3, 4 và nhiều nhất là 6 loài. Nguyên nhân, mật độ tràm giảm ở độ sâu ngập sâu do tình trạng ngập nước kéo dài khiến cây tràm có bộ rễ phát triển lên trên mặt nước, cây dễ đổ ngã và chết cục bộ (Nguyễn Thanh Bình, 2011), tạo khoảng trống cho các loài TVBC khác phát triển. Theo Trần Văn Thắng và Trần Quang Bảo (2011) nghiên cứu ảnh hưởng chế độ ngập nước đến sinh trưởng cây tràm và đa dạng sinh học ở VQG U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang cho rằng: khi nâng mực nước ngập thì số loài cây gỗ ít hơn và mức độ phong phú của các loài thực vật tầng thấp cũng giảm. Trong đó, các loài dây leo và thực vật thủy sinh phát triển nhiều hơn.
Luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lí Tài Nguyên và Môi Trường
Hình 4.4 Choại-dớn ở độ sâu ngập nước >60 cm Từ hai biểu đồ trên, có thể rút ra nhận xét như sau:
Khu vực có độ sâu ngập lớn nhất > 60 cm và trung bình 30 - 60 cm (10 loài) là khu vực có số lượng loài thực vật bậc cao nhiều nhất (10 loài) so với khu vực có độ sâu ngập thấp <30 cm (8 loài).
Mật độ tràm có mối quan hệ chặt chẽ với độ phong phú về số lượng loài thực vật bậc cao. Nơi có mật độ tràm cao nhất (1767 cây/ha) là nơi có độ phong phú thấp nhất, kế đến là khu vực có mật độ tràm trung bình (1633 cây/ha) và độ phong phú cao nhất tại khu vực có mật độ tràm thấp nhất (1567 cây/ha).
4.1.3 Đa dạng thành phần loài TVBC trong VQG, U Minh Hạ
Dựa vào số liệu về số lượng loài, số lượng cá thể trong từng loài TVBC tại 18 ô mẫu được khảo sát ở những độ sâu ngập nước và độ dày than bùn khác. Sau đó, tiến hành tính toán và cho kết quả về các chỉ số đa dạng sinh học như sau:
Bảng 4.3 Chỉ số đa dạng loài (H) thực vật thân gỗ và chỉ số loài ưu thế tại VQG U Minh Hạ, Cà Mau
OTC Số loài Số lượng cá thể Chỉ số Shannon (H) Chỉ số loài ưu thế (D) 1 10 20 1,52 0,77 2 10 18 1,42 0,72 3 11 18 1,56 0,55 4 11 18 2,01 0,51 5 11 32 2,94 0,43 6 13 28 3,37 0,48 7 14 24 3,06 0,41 8 14 47 4,51 0,5 9 17 31 4,28 0,45 10 9 14 1,08 0,67 11 7 19 1,03 0,77 12 11 21 1,85 0,68 13 10 20 1,62 0,70 14 8 16 1,18 0,65 15 11 16 1,44 0,56 16 11 17 1,61 0,49 17 12 17 1,64 0,44 18 8 14 0,96 0,56 Trung bình 11,06 21,61 2,06 0,57
Kết quả tính toán trên bảng 4.3 cho thấy, chỉ số đa dạng loài Shannon ở các OTC tiến hành khảo sát đều ở mức thấp, giá trị H dao động từ 0,96 đến 4,51. Trong đó, nơi có độ dày than bùn cao nhất là nơi có mức độ đa dạng loài cao nhất (H=4,51), nơi độ sâu ngập nước cao nhất là nơi có mức độ đa dạng loài thấp nhất (H=0,96), các OTC có chỉ số H lớn hơn chỉ số trung bình là 5 ô chiếm 27,78 % trong tổng số ô khảo sát. Qua đó nhận thấy, số lượng các quần xã có chỉ số đa dạng loài H ở VQG U Minh Hạ thấp hơn mức trung bình, như vậy mức độ đa dạng loài của các quần xã đang có chiều hướng giảm xuống. Ngoài ra theo Odum (1971), những khu rừng mưa nhiệt đới ẩm thường có chỉ số H rất cao từ 5,06 –5,40, từ nhận xét này cho thấy chỉ số H trong quần xã rừng tràm tại khu vực khảo sát là khá thấp (H=2,06). Tuy nhiên, khi so sánh chỉ số H ở những quần xã thực vật khác tại VQG U Minh Hạ như là ở quần xã đồng cỏ giá trị H chỉ dao động trong khoảng từ 0,37 đến 1,96 thì giá trị H trong quần xã rừng tràm được xem là mức cao nhất. Tính đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả 2 yếu tố: thành phần số lượng
Luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lí Tài Nguyên và Môi Trường loài và tính đồng đều phân bố hay là khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài (Shannon và Wiener, 1963; Alekseiev, 2007). Từ đó suy ra, chỉ số H phụ thuộc vào các yếu tố: thành phần số lượng loài, số lượng cá thể và xác xuất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Đây là cơ sở để giải thích tại sao, chỉ số H tại khu vực có độ dày than bùn cao với số lượng loài TVBC khảo sát thấy nhiều nhất (17 loài TVBC) và số lượng cá thể lớn nhất (47 cá thể) lại có giá trị H cao nhất, bởi vì, H tỉ lệ thuận với số lượng loài thực vật và số lượng cá thể. Ngược lại, ở những OTC có độ sâu ngập nước cao (>60 cm) chỉ số đa dạng loài H rất thấp do số lượng loài, số lượng cá thể được khảo sát thấy rất thấp lần lượt là 8 loài và 14 cá thể.
Chỉ số loài ưu thế D được tính toán trong bảng 4.3 có giá trị khá cao dao động từ 0,41 đến 0,77. Nhưng so sánh với chỉ số D trong nghiên cứu tương tự của Lê Phát Quới (2009) được thực hiện tại VQG U Minh Hạ, D có khoảng dao dộng từ 0,16 đến 0,97 thì giá trị D trong đề tài có dấu hiệu giảm sút và có chiều hướng thu hẹp khoảng dao động. Xu hướng thay đổi là tại những khu vực có mật độ tràm cao thì chỉ số loài ưu thế sẽ cao, dao động từ 0,43 đến 0,86 và ngược lại ở những nơi có mật độ tràm thưa thì chỉ số loài ưu