3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
3.4.3. Phương pháp nội nghiệp
3.4.3.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng
a. Tổ thành tầng cây gỗ
Hệ số tổ thành của các loài cây thường được xác định theo số cây hoặc theo tiết diện ngang. Trên quan điểm sinh thái người ta thường xác định tổ thành tầng cây cao theo số cây còn trên quan điểm sản lượng, người ta lại xác định tổ thành thực vật theo tiết diện ngang hoặc theo trữ lượng.
Để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài sử dụng phương pháp xác định giá trị (độ) quan trọng (Important Value – IV %) của Daniel Marmillod:
2 % % % i i i G N IV = + (1) Trong đó:
IVi% là tỷ lệ tổ thành (độ quan trọng) của loài i Ni% là % theo số cây của loài i trong QXTV rừng
Gi% là % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTV rừng
Theo Thái Văn Trừng loài cây có IV% ≥ 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong QXTV rừng. Những loài cây xuất hiện trong công thức tổ thành là loài có IV% ≥ giá trị bình quân của tất cả các loài tham gia trong QXTV rừng. Trong một quần xã nếu một nhóm dưới 10 loài cây có tổng IV% ≥ 40%, chúng được coi là nhóm loài ưu thế và tên của QXTV rừng được xác định theo các loài đó.
b. Mật độ
Cấu trúc mật độ là chỉ tiêu biểu thị số lượng cá thể của từng loài hoặc của tất cả các loài tham gia trên một đơn vị diện tích (thường là 1 ha), phản ánh mức độ tận dụng không gian dinh dưỡng và vài trò của loài trong QXTV rừng.
000 . 10 × = o S n ha N (2) Trong đó:
n: Số lượng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong OTC Sô: Diện tích OTC (m2)
c. Xác định mức độ thường gặp (Mtg)
Công thức xác định mức độ thường gặp của một loài như sau: Mtg(%) = ×100
R r
(3)
Trong đó:
r là số cá thể của loài i trong QXTV rừng R là tổng số cá thể điều tra của QXTV rừng.
Nếu Mtg > 50%: Rất hay gặp Mtg = 25 – 50%: Thường gặp Mtg < 25%: ít gặp
d. Mức độ thân thuộc
Mức độ thân thuộc thể hiện mức độ gắn bó của các loài với nhau trong QXTV rừng. Để xác định mức độ thân thuộc của hai loài, đề tài sử dụng chỉ số thân thuộc q của Sorensen (1948):
q = b a c c + + 2 2 (4)
Trong đó: a là số lần lấy mẫu chỉ gặp loài A
b là số lần mẫu chỉ gặp loài B
c là số lần lấy mẫu gặp cả loài A và B.
Nếu: q = 0 hoặc gần bằng 0, A và B không có quan hệ thân thuộc
q = 1, A và B có quan hệ thân thuộc và sự chung sống của chúng trong QXTV rừng là thực chất chứ không phải do ngẫu nhiên.
Phần 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Đặc điểm hình thái và vật hậu của cây Vàng Tâm
4.1.1. Đặc điểm về phân loại của loài trong hệ thống phân loại
Sắp xếp của loài cây nghiên cứu trong hệ thống phân loại thuộc:
- Ngành thực vật: Ngành hạt kín (Magnoliophyta)
- Lớp: Ngọc lan (Magnoliopsida)
- Họ: Ngọc Lan (Magnoliaceae)
- Chi: Ngọc Lan (Magnolia)
- Loài: Vàng Tâm (Magnolia fordiana Hu, 1924)
- Tên khác: Giổi Ford
- Tên đồng nghĩa: Magnolia fordiana (Oliv.)Hu.
- Thuộc cấp bảo tồn: Vàng Tâm được đưa vào nhóm thực vật sẽ nguy cấp:
VU theo Phân cấp IUCN. VU A1c,d + 2c,d, B1 + 2b,e trong Sách đỏ Việt Nam 2007 [16].
4.1.2. Đặc điểm hình thái cây
* Đặc điểm rễ cây: Rễ trụ ăn sâu vào đất, hệ rễ bám rất phát triển giúp cây đứng chắc nơi có địa hình dốc.
* Đặc điểm thân cây: Vàng tâm là loài cây cho gỗ rất tốt, có thể cao tới 20m (30m) đường kính 70-80cm, cây có lá kèm sớm rụng, để lại sẹo, thân thẳng hình trụ vỏ nhẵn màu vàng nhạt hay xám bạc, cành non và chồi phủ lông tơ màu nâu óng ánh, tán lá dày ( Hình 4.1 )
Kết quả đo kích thước D1.3 và Hvn của cây Vàng tâm trong khu vực nghiên cứu được tổng hợp trong bảng 4.1:
Bảng 4.1: Kích thước cây Vàng Tâm tại VQG Xuân Sơn
D1.3 (cm) H vn (m)
TB Max Min TB max min
63.23 95 38 24.08 27 20
Từ kết quả ở bảng 4.1 ta thấy: cây Vàng tâm ở khu vực nghiên cứu có chiều cao trong khoảng từ 20 - 27 m, đường kính thân cây trong khoảng từ 38 - 95 cm. D1.3 trung bình của cây là 63.23 cm, Hvn trung bình là 24.08 m.
* Đặc điểm hình thái lá cây: Lá đơn, mọc cách. Lá dày, hình trứng ngược hay ngọn giáo ngược, dài 8-18cm, rộng 3-6.5cm, mép nguyên, đầu lá nhọn gấp, đuôi hình nêm và men cuống, lúc non phủ lông thưa, mặt trên xanh bóng mặt dưới trắng bạc. Gân bên 11-13 đôi. Cuống lá hơi phình, màu đỏ nâu, dài khoảng 2cm, Hình 4.2.
Hình 4.2. Lá cây vàng tâm
Bảng 4.2: Kết quả đo kích thước lá cây Vàng tâm
Vị trí Lá trên ngọn Lá giữa tán Lá dưới tán
TB Max Min TB Max Min TB Max Min Dài
(cm) 15.9 22 2.5 17.2 23 11.5 16 28 8 Rộng
(cm) 6.9 9 4.3 7.3 9.5 5.5 7.3 9.5 3
* Đặc điểm hình thái hoa:
- Hoa màu trắng, nụ màu hồng hay tím thẫm, hoa lưỡng tính, mọc lẻ ở đầu cành, có cuống dài 1.4-3cm. Cánh bao hoa 9, màu trắng, xếp vòng 3, 3 cánh bao hoa phía ngoài cùng hơi mỏng, hình elip, hình trứng hoặc trứng ngược, kích thước 5-7 x 3-4cm, 2 vòng cánh hoa phía trong xếp vòng xoắn, kích thước 4-6 x 2-3cm. Nhị nhiều, rời, xếp xoắn ốc, mỗi lá noãn chứa 5 noãn ( Hình 4.3 và Hình 4.4)
Hình 4.3. Hoa Vàng tâm Hình 4.4. Nụ hoa Vàng tâm
Trong quá trình điều tra do hoa mọc ở trên cao nên không chụp được ảnh, hình ảnh trên được lấy trên trang mạng.
* Đặc điểm quả:
Quả đại kép hình trứng hay hình tròn dài, quả dài 4-6.5cm gồm rất nhiều đại, đại có mũi tù vỏ đại có nhiều nốt sần, đại khi chín hóa gỗ và rơi xuống đất có màu đen hay tím thẫm. Hạt dẹt, kích thước 7-8 x 5-6cm hạt có màu đỏ.
Hình 4.5. Quả vàng tâm
Quả Vàng tâm mới đầu nhìn trông rất giống quả thông hay còn gọi là nón thông bên trong mỗi đại chứa các hạt khi chín thì hạt bắt đầu tách và rơi ra khỏi vỏ quả xuống đất, còn những hạt khác chưa rơi kịp thì sẽ rụng cùng quả, hạt và quả được phân tán đi rất rộng, qua quan sát thấy hạt nở rất nhiều trên quả, nhưng xung quanh khu vực quả rụng cũng như các khu vực gần đó không tìm thấy cây Vàng tâm con tái sinh.
4.1.3 Đặc điểm vật hậu
Hiện tượng vật hậu là những hiện tượng biến đổi chu kì của sinh vật trong năm, hòa cùng một nhịp với khí hậu. Xác định thời kì chín và rơi rụng của quả, hạt có ý nghĩa rất lớn đối với việc thu hái hạt giống và đề xuất các biện pháp tái sinh rừng.
Những biến đổi vật hậu cụ thể từ tháng 8 - 12 (dương lịch) được trình bày ở bảng sau:
Bảng 4.3: Đặc điểm vật hậu của loài trong thời gian từ tháng 8 – 12 TT Hiện tượng vật hậu Thời gian Đặc điểm vật hậu
I Cơ quan sinh dưỡng 1 Ra chồi, lá non II Cơ quan sinh sản
1 Ra nụ 2 Hoa nở
3 Đậu quả non Tháng 9 – 10
Kết quả theo dõi vật hậu cho thấy: Kết quả cho thấy vào khoảng tháng 9-10 thì Vàng tâm đậu quả
4.2. Một số đặc điểm sinh thái của loài Vàng tâm
4.2.1. Đặc điểm địa hình
Căn cứ vào kết quả điều tra ở 9 OTC có loài Vàng tâm phân bố, ta thấy một số đặc điểm về địa hình nơi Vàng tâm phân bố như sau:
Cây Vàng tâm phân bố ở biên độ sinh thái tương đối hẹp, phân bố ở những khu vực có độ cao nhỏ hơn 700m, độ dốc 45°, hướng phơi chủ yếu là hướng Tây.
4.2.2. Đặc điểm về nhiệt độ và lượng mưa khu vực nghiên cứu:
Qua số liệu thu thập và nghiên cứu tác giả thấy được loài cây vàng tâm có khả năng thích nghi với đặc điểm về nhiệt đô và lượng mưa như bảng 4.4 dưới đây
Bảng 4.4: Đặc điểm về nhiệt độ và lượng mưa nơi có cây Vàng tâm phân bố Nhiệt độ (°C) (TB/ năm) Lượng mưa (mm) (TB/năm)
TB Max Min TB Max Min
20° - 23° 39° 2° 1260 1842 808,5
Qua qua số liệu trên ta thấy: Trong khu vực nghiên cứu, Vàng tâm phân bố ở nơi có biên độ nhiệt độ tương đối rộng. Nhiệt độ trung bình năm từ 20°C tới 23°C, nhiệt độ tối cao đạt 39°C, nhiệt đột tối thấp đạt 2°C. Vàng tâm có thể phân bố tại khu vực có lượng mưa trung bình năm khá thấp (1260 mm/năm), lượng mưa cao nhất đạt 1.842 mm/ năm, lượng mưa thấp nhất đạt 808,5 mm/năm.
4.2.3. Đặc điểm đất đai nơi có Vàng tâm phân bố
- Qua điều tra tác giả thấy cây Vàng tâm trong các tuyến sự phân bố của cây không đồng đều Vàng tâm chỉ xuất ở một khu vực nhất định chỉ những khu vực nào có được những điều kiện thích hợp cho cây thì cây mới có khả năng sống được. Nhưng nhìn chung Vàng tâm phân bố ở độ cao tương đối cao thường ở gần đỉnh núi.
- Về lý tính tại khu vực nghiên cứu: Tính chất của đất còn khá tốt, tỉ lệ đá lẫn không đồng đều nói chung là ít, tầng A0 có lớp thảm mục dày do lá, cành cây rơi rụng xuống. Tầng đất khá dày và tơi xốp với tầng A dày từ 14 – 22cm, tầng B dày từ 40 – 50cm. Vàng tâm sống trên núi đất hoặc núi đất xen núi đá ít, ưa đất thịt nhẹ hơi chua, màu sắc của đất từ màu nâu vàng tới màu nâu đỏ, tỷ lệ đá lộ đầu ít từ 10 - 25 %. Cây Vàng tâm có thể sống trên các núi đá cao, hiểm trở và các loại đất có kết cấu tơi xốp, ở những hốc đá hoặc len lỏi giữa những khối đá lớn ở sườn núi hoặc trên đất bằng, ẩm.
4.3. Một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng nơi loài Vàng Tâm phân bố phân bố
4.3.1. Cấu trúc tổ thành rừng
Tổ thành thực vật cho biết số loài tham gia và số cá thể của từng loài trong thành phần cây gỗ của rừng. Tổ thành là nhân tố cấu trúc sinh thái có ảnh hưởng quyết định đến các nhân tố sinh thái và hình thái khác của rừng.
Tổ thành là một trong số các nhân tố nói lên mức độ thuận lợi của môi trường sống, là cơ sở để điều chế rừng. Đây còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá tính bền vững, tính đa dạng sinh học trong hệ sinh thái rừng, nó ảnh hưởng đến định hướng kinh doanh và khả năng lợi dụng rừng. Tổ thành loài cây càng phức tạp bao nhiêu thì rừng càng có tính cân bằng và ổn định bấy nhiêu.
Tổ thành được coi là nhân tố biểu thị tỷ trọng của mỗi loài cây hay nhóm loài cây nào đó trong lâm phần trong đó, tỷ trọng mỗi loài hay nhóm loài được gọi là hệ số tổ thành và công thức biểu thị hệ số tổ thành của các loài cây trong lâm phần được gọi là công thức tổ thành.
Vàng tâm là loài có biên độ sinh thái hẹp, thường mọc tự nhiên ở ven sông, suối, chân hoặc sườn núi dốc. Tại VQG Xuân Sơn phân bố ở đai độ cao dưới 1000m, thuộc kiểu phụ rừng thứ sinh nhân tác trên đất nguyên trạng – trạng thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi thấp. Trong phạm vi báo cáo, đề tài biểu thị công thức tổ thành theo tỷ lệ số cây và tỷ lệ tiết diện ngang (IV%). Kết quả xác định công thức tổ thành rừng nơi có loài Vàng tâm phân bố được tổng hợp chi tiết trong bảng 4.4 sau:
Bảng 4.5: Hệ số tổ thành rừng của các loài cây trong OTC nơi có loài Vàng tâm
TT Loài cây ni G% N% IV%
1 Táu trắng 3 15,01 7,89 11,45 2 Chẹo 4 10,53 10,53 10,53 3 Gáo 2 10,04 5,26 7,65 4 Vàng tâm 3 11,03 7,89 9,46 5 Vàng kiềng 1 3,67 2,63 3,15 6 Chò vảy 1 1,46 2,63 2,04 7 Kháo lá dài 1 3,32 2,63 2,97 8 Máu chó lá nhỏ 2 8,09 5,26 6,68 9 Thị rừng 2 3,47 5,26 4,37 10 Bứa 4 6,45 10,53 8,49 11 Mạ xưa lá xẻ 1 1,65 2,63 2,14 12 Vạng trứng 2 4,52 5,26 4,89 13 Sâng 1 0,85 2,63 1,74 14 Chò nâu 4 11,93 10,53 11,23 15 Thừng mực 2 2,16 5,26 3,71 16 Trâm vối 2 1,94 5,26 3,60 17 Dẻ 1 1,19 2,63 1,91 18 Trâm 1 0,99 2,63 1,81 19 Kháo vàng 1 1,70 2,63 2,17 Tổng 38 100 100 100
Kết quả bảng 4.5 cho thấy:
Với diện tích 1.000m2/OTC, ở độ cao dưới 1000m so với mực nước biển thì có 38 cá thể của 19 loài cây. Trong tổng số 19 loài cây gỗ có 7 loài tham gia vào công thức tổ thành: Táu trắng có mật độ 30 cây/ha với chỉ số IV% cao nhất (11,45%); tiếp đến là Chò nâu có 40 cây/ha, chỉ số IV% là 11,23%; Chẹo có 40 cây/ha với chỉ số IV% là 10,53%; loài Vàng tâm có mật
độ 30 cây/ha với chỉ số IV% là 9,46%, đứng vị trí thứ tư về chỉ số IV% trong công thức tổ thành; Bứa có 40 cây/ha với chỉ số IV% là 8,49%; Gáo có 20 cây/ha với chỉ số IV% là 7,65% và loài Máu chó lá nhỏ có 20 cây/ha với chỉ số IV% là 6,68%. Đối với cây Vàng tâm trong lâm phần chỉ có 30 cá thể, chiếm 7,89% tổng số cây trong lâm phần và đứng vị trí thứ 4 sau các loài cây như: Táu, Chò nâu và Chẹo.
Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV% > 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần, đó là chỉ dẫn làm cơ sở quan trọng xác định loài và nhóm loài ưu thế. Như vậy, theo chỉ số IV% (tỷ lệ số cây và tỷ lệ tiết diện ngang) thì trong OTC trên chỉ có 7 loài/ tổng số 19 loài cây gỗ tham gia vào công thức tổ thành. Công thức tổ thành nơi có loài cây Vàng tâm phân bố được tổng hợp trong bảng 4.6 sau:
Bảng 4.6: Công thức tổ thành rừng nơi có loài Vàng tâm phân bố theo IV%
m (loài)
N
(cây/ha) Công thức tổ thành theo IV%
19 380 11,45 Tat + 11,23 Chn + 10,53 Che + 9,46 Vt + 8,49 Bu + 7,65 Ga + 6,68 Macln
Ghi chú: Tat: Táu trắng; Chn: Chò nâu; Che: Chẹo; Vt: Vàng tâm; Bu: Bứa; Ga: Gáo; Macln: Máu chó lá nhỏ.
Ở độ cao 728m thuộc trạng thái rừng IIIA2 loài Vàng tâm đứng ở vị trí thứ 4 trong số những loài tham gia vào trong công thức tổ thành rừng, với chỉ số IV% là 9,46%.
Các loài tham gia vào trong công thức tổ thành rừng cùng với loài Vàng tâm phân bố ở độ cao 705m so với mực nước biển, thuộc trạng thái rừng IIIA2 được tổng hợp trong bảng 4.6 sau:
Bảng 4.7: Hệ số tổ thành rừng của các loài cây trong OTC nơi có loài Vàng tâm phân bố theo IV%
TT Loài cây ni G% N% IV%
1 Táu mặt quỉ 1 6,81 2,63 4,72 2 Sến 3 10,02 7,89 8,96 3 Chò nến 1 5,98 2,63 4,31 4 Dung giấy 2 3,68 5,26 4,47 5 Vàng tâm 3 9,56 7,89 8,72 6 Trám trắng 2 5,28 5,26 5,27 7 Vỏ mản 2 3,46 5,26 4,36 8 Trâm 5 9,45 13,16 11,31 9 Táu mật 1 2,88 2,63 2,76 10 Gội 3 10,19 7,89 9,04 11 Thị rừng 2 1,95 5,26 3,61 12 Ngát lông 1 0,42 2,63 1,53 13 Bứa 2 1,60 5,26 3,43 14 Dẻ cau 2 2,66 5,26 3,96 15 Kháo nhớt 2 2,96 5,26 4,11 16 Kháo vàng 2 10,30 5,26 7,78