3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
1.3.2. Tổng quan nghiên cứu về đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học
Công tác bảo tồn đa dạng sinh học và các sinh cảnh nhạy cảm là vô cùng quan trọng, mang tính cấp bách và cần thiết. Chính vì vậy, trên thế giới và Việt Nam có rất nhiều công trình, chương trình nghiên cứu về đa dạng sinh học theo thời gian.
Trong khuôn khổ bản luận văn này chỉ có thể khái quát một số nghiên cứu về đa dạng sinh học nói chung, đa dạng sinh học thực vật nói riêng, làm cơ sở định hướng cho việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu.
Trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Bắc Mỹ, châu Âu và các vùng khác trên thế giới đã nhận thức được tầm quan trọng của sinh học bảo tồn từ hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ nay.
Emerson và Thoreau cho rằng thiên nhiên là một yếu tố quan trọng trong việc hình thành phẩm giá và tinh thần đạo đức của con người (Callicott, 1990; trích dẫn bởi Viên Ngọc Nam, 2005).
Khoa học sinh học bảo tồn hiện đại dựa trên những giả thuyết, sự đa dạng của sinh vật sống là có lợi, tác hại của sự tuyệt chủng đối với một loài nào đó, lợi ích của tính phức tạp về đa dạng sinh học, tính lợi ích của quá trình tiến hoá, giá trị riêng của sự đa dạng sinh học.
Perman và Adelson (1997) đã nhấn mạnh rằng đa dạng sinh học dần trở nên hết sức phổ biến trong các hoạt động về khoa học và môi trường và ngày càng phổ biến trong các chương trình giáo dục đại học.
Maurer (1994) cho rằng việc bảo tồn đa dạng sinh học đã trở thành một vấn đề quan trọng bậc nhất hiện nay, ông nói lên các tư tưởng về quản lý tài nguyên truyền thống và các số lượng loài thực vật hiện nay để làm cơ sở bảo tồn đa dạng sinh học và để lý giải cho các vấn đề suy giảm đa dạng sinh học và giải pháp bảo tồn chúng. Ngoài ra, còn nhiều nghiên cứu về đa dạng sinh học do các tác giả Richard, Diamond, Huston, Pianka, Groombridge, Mares, Grass, Currie, Myer, Witmore,...thực hiện. Đa phần các tác giả trên thường đi vào điều tra, thống kê thành phần của các quần xã, khảo sát mối quan hệ giữa quần xã và môi trường hay điều tra khảo sát thành phần và đặc điểm thảm thực vật..
Ở Việt Nam, đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học cũng đã được một số Nhà khoa học nghiên cứu từ những thập kỷ trước và đã công bố nhiều công trình. Tiêu biểu là một số tác giả như: Võ Quý, Đặng Huy Huỳnh, Phạm Bình Quyền, Trương Quang Học, Nguyễn Hoàng Nghĩa, Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Thanh Nhàn, Phạm Nhật, Lê Quốc Huy, Viên Ngọc Nam,...
Richard (1999) (Võ Quý và ctv biên dịch) trong cuốn “Cơ sở sinh học bảo tồn” đã nêu chi tiết về sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học, những mối đe dọa đối với đa dạng sinh học và đề ra chiến lược bảo tồn quần thể, loài, quần xã. Cuốn sách trang bị những lý thuyết cơ sở về sinh học bảo tồn là căn cứ áp dụng để đề ra chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học phù hợp với từng khu vực nghiên cứu.
Phùng Ngọc Lan và ctv (2006) đã đề cập về hệ sinh thái rừng tự nhiên ở Việt Nam. Cuốn sách này đã bàn về tính đa dạng của hệ sinh thái rừng tự nhiên Việt Nam, nhưng chỉ mang tính chất định tính.
Cục Bảo vệ Môi trường Việt Nam (2005) đã tổng quan về hiện trạng đất ngập nước Việt Nam sau 15 năm thực hiện công ước Ramsar.
Năm 1989, Việt Nam là quốc gia thứ 50 trên thế giới tham gia công ước Ramsar. Cuốn sách này đã nhấn mạnh về sự đa dạng về kiểu loài của đất ngập nước Việt Nam. Góp phần vào việc bảo tồn đa dạng sinh học (ĐDSH), quản lý, phát triển bền vững đất ngập nước Việt Nam.
Nhìn chung, cũng giống như một số nghiên cứu trên thế giới, các nghiên cứu trong nước thường đi vào thống kê thành phần họ, chi, loài và mô tả định tính các quần xã, quần thể, thảm thực vật.
CHƯƠNG 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1.1. Mục tiêu chung
Góp phần bổ sung về cơ sở lý luận trong nghiên cứu cấu trúc rừng, nghiên cứu đa dạng sinh học cũng như các đặc điểm lâm học cho rừng tự nhiên nói chung và rừng thứ sinh phục hồi nói riêng.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
Trên cơ sở nghiên cứu các quy luật cấu trúc rừng, các đặc điểm lâm học cũng như tính đa dạng sinh học cho quần thể thảm thực vật rừng cho đối tượng rừng tự nhiên cụ thể làm cơ sở đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể cho từng trạng thái rừng nghèo tại khu vực nghiên cứu.
2.2. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 2.2.1. Khu vực nghiên cứu 2.2.1. Khu vực nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu tại huyện Vân Canh, tỉnh Bình Định, lấy trọng tâm tại xã Canh Liên.
2.2.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là những trạng thái rừng thứ sinh nghèo, đã có thời gian phục hồi, đó là các trạng thái rừng: Trạng thái rừng IIA, IIB và trạng thái rừng IIIA1.
2.2.3. Giới hạn các vấn đề nghiên cứu
Đề tài chuyên nghiên cứu về mảng cấu trúc tầng cây cao như: Cấu trúc đường kính, chiều cao, tương quan của các nhân tố điều tra, cấu trúc tổ thành, nghiên cứu đa dạng sinh học tầng cây gỗ và tầng cây tái sinh ở từng trạng thái rừng. Đề tài được tiến hành từ tháng 6 năm 2015 đến tháng 12 năm 2015
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Căn cứ vào mục tiêu nghiên cứu, phạm vi và giới hạn đề tài, đồng thời căn cứ vào tình hình cụ thể của đối tượng nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:
2.3.1. Tình hình cơ bản khu vực nghiên cứu
2.3.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu tầng cây cao
2.3.3.1. Quy luật phân bố của các nhân tố điều tra cơ bản
2.3.3.1.1. Phân bố số cây theo cỡ đường kính 2.3.3.1.2. Phân bố số loài cây theo cỡ đường kính 2.3.3.1.3. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao
2.3.3.1.4. Phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao
2.3.3.2. Quy luật tương quan của các nhân tố điều tra cơ bản
2.3.3.2.1. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao thân cây với đường kính thân cây
2.3.3.2.2. Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa đường kính tán cây với đường kính ngang ngực
2.3.3.3. Ứng dụng việc nghiên cứu 3 quy luật xác định các nhân tố điều tra cơ bản cho từng trạng thái rừng
2.3.3.4. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao
2.3.4. Nghiên cứu tái sinh rừng
2.3.4.1. Quan điểm về tái sinh rừng
2.3.4.2. Mật độ tái sinh của những loài cây gỗ tầng cây cao 2.3.4.3. Nguồn gốc, chất lượng cây tái sinh 2.3.4.3. Nguồn gốc, chất lượng cây tái sinh
2.3.4.4. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao 2.3.4.5. Tổ thành cây tái sinh 2.3.4.5. Tổ thành cây tái sinh
2.3.5. Một số đặc điểm lâm học khác
2.3.5.1. Đánh giá sự tương đồng thành phần loài cây của các trạng thái rừng 2.3.5.2. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học 2.3.5.2. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học
2.3.5.3. Xem xét thành phần dạng sống thực vật
2.3.5.4. Nghiên cứu hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất 2.3.5.5. Mối quan hệ giữa cây tái sinh với cây mẹ
2.3.6. Một số biện pháp lâm sinh phục hồi và phát triển rừng
2.3.6.1. Căn cứ đề xuất biện pháp
2.3.6.2. Biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho ba trạng thái rừng
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu
2.4.1.1. Phương pháp thu thập tài liệu cơ bản
Kế thừa các tài liệu, số liệu điều tra về điều kiện tự nhiên, Kinh tế - Xã hội khu vực nghiên cứu, các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài của các tác giả trong và ngoài nước. Nguồn tài liệu này được kế thừa tại các văn bản còn có giá trị về độ chính xác, được thu thập trên các văn bản tại các phòng chức năng như: Hạt Kiểm lâm Vân Canh, Trung tâm Quy hoạch Nông nghiệp nông thôn tỉnh Bình Định, Chi cục Thống kê của huyện Vân Canh.
Trên cơ sở tài liệu thu thập được về diện tích đất đai và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, tiến hành điều tra, khảo sát toàn bộ khu vực nghiên cứu. Dựa vào cấu trúc tổ thành loài cây, cấu trúc tầng thứ, mật độ, độ che phủ và kích thước cây rừng để đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp.
Phỏng vấn người dân về sự tác động đến tài nguyên rừng, để thấy con người có ảnh hưởng đến khả năng phục hồi tái sinh rừng.
Thông qua tập quán phát nương làm rẫy...bằng các phương pháp: Phương pháp PRA, sử dụng công cụ Matrix, Lát cắt sinh thái, sơ đồ Venn, lựa chọn các loài cây mục đích cho từng loại rừng.
2.4.1.2. Phương pháp điều tra lâm học
a. Lập ô tiêu chuẩn
Với mỗi trạng thái rừng hay loại rừng, đề tài tiến hành lập 3 OTC điển hình tạm thời ở các vị trí chân đồi, sườn đồi và đỉnh đồi có diện tích 2000m2
(40m x50m) theo phương pháp điều tra lâm học…Như vậy, số ô tiêu chuẩn đề tài dự kiến cần phải lập là 9 ô tiêu chuẩn.
b. Điều tra tầng cây cao
Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành mô tả các chỉ tiêu như vị trí, độ dốc, hướng phơi, độ cao, sau đó xác định tên loài và các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao, nếu loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định.
Đường kính ngang ngực (d1.3, cm) được đo bằng thước kẹp kính với độ chính xác đến mm, đo theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình quân.
Chiều cao vút ngọn (hvn, m) được đo bằng thước đo cao độ chính xác đến dm, Hvn của cây rừng được xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh trưởng của cây
Đường kính tán lá (dt, m) được đo bằng thước dây với độ chính xác đến dm, đo hình chiếu tán lá trên mặt phẳng nằm ngang theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình quân. Kết quả đo được thống kê vào phiếu điều tra tầng cây cao.
c. Độ tàn che
Độ tàn che là chỉ tiêu biểu thị phần mười hoặc phần trăm diện tích hình chiếu nằm ngang của tán rừng (St, m2) trên mặt phẳng nằm ngang của lô rừng (S, m2).
d. Điều tra tái sinh rừng
Mỗi trạng thái rừng lập 3 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích 2000m2 (0,2 ha) điều tra tầng cây cao, loài cây, chiều cao, đường kính tán Đông Tây – Nam Bắc.
Trong một ô tiêu chuẩn lập 5 ô dạng bản diện tích 25m2
(a = 5m; a cạnh hình vuông). Tiến hành điều tra cây tái sinh, số lượng, chất lượng, phân bố tái sinh.
Các chỉ tiêu điều tra tái sinh gồm:
Xác định tên loài cây tái sinh, loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định; Đo chiều cao cây tái sinh bằng thước sào
Chất lượng cây tái sinh:
Cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt, không sâu bệnh.
Cây xấu là những cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, sâu bệnh. Cây có chất lượng trung bình là những cây còn lại ngoài hai loại cây trên Xác định nguồn gốc cây tái sinh
Điều tra khoảng cách giữa các cây tái sinh: Trên mỗi ô tiêu chuẩn, chọn cây tái sinh bất kỳ, đo khoảng cách từ cây tái sinh đã chọn đến cây tái sinh gần nhất bằng thước dây với độ chính xác đến cm. Mỗi trạng thái rừng hay loại rừng tiến hành đo 30 khoảng cách, kết quả ghi vào phiếu điều tra khoảng cách cây tái sinh.
e. Điều tra dạng sống của thực vật
Tiến hành thống kê tất cả các loài thực vật bắt gặp trên OTC của khu vực nghiên cứu.
Theo E.Warming (1901), Dạng sống của thực vật là tập hợp tất cả các nhóm cây trong một quần xã thực vật, nhất là rừng mưa nhiệt đới có thể gặp các dạng sống phổ biến sau đây: Dạng sống của cây thân gỗ; Dạng sống của cây bụi; Dạng sống của cây thân cỏ; Dạng sống của cây thân leo; Dạng sống của cây thắt nghẹt; Dạng sống của cây phụ sinh; Dạng sống của cây ký sinh.
2.4.2. Phương pháp xử lý số liệu
Toàn bộ số liệu được xử lý trên máy vi tính theo các chương trình phần mềm ứng dụng như Excel, các phần mền hỗ trợ.
Dùng Thống kê sinh học làm công cụ áp dụng vào xử lý, phân tích, kiểm định, lựa chọn, mô hình hóa các quy luật cấu trúc của từng trạng thái rừng hiện có.
Tài liệu đo đếm trước khi đưa vào phân tích được sàng lọc số liệu thô. Phương pháp được sử dụng như sau: Loại bỏ những số ngoại lai nằm ra ngoài khoảng cho phép đó là những số nằm rất xa với số trung vị mẫu.
2.4.2.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng
a. Tổ thành tầng cây gỗ
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 trữ lượng.
Để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài sử dụng phương pháp tính tỷ lệ tổ thành theo phương pháp của Daniel Marmillod (Đào Công Khanh, 1996):
2 % % % N G IV i i I (3.1) Trong đó:
IVi %: Tỷ lệ tổ thành (chỉ số quan trọng: Important Value) của loài i Ni %: Phần trăm theo số cây của loài i trong quần xã thực vật rừng Gi %: Phần trăm theo tiết diện ngang của loài i trong quần xã thực vật
Theo Daniel Marmillod, những loài cây có IVi % ≥ 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần.
Theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó > 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế. Cần tính tổng IVi % của những loài có trị số lớn hơn 5%, xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IVi % đạt 50%.
Trên cơ sở kết quả tính toán hệ số tổ thành cho từng loài cây trên từng trạng thái rừng để xây dựng công thức tổ thành tầng cây cao cho từng trạng thái rừng.
b. Nghiên cứu đa dạng sinh học
Xác định chỉ số đa dạng loài cây gỗ theo phương pháp của Shannon-Wiener bằng công thức:
H’= - m i i i p p 1 ln (3.2) Trong đó: Pi = N ni (3.3) Với:
N: Tổng số cây trong ô tiêu chuẩn ni: Số cây của loài thứ i
Phân tích biến động thành phần loài cây và vai trò của chúng tùy theo thứ bậc cao thấp của ba trạng thái rừng.
Ngoài việc xác định đa dạng tầng cây gỗ theo phương pháp của Shannon-Wiener, đề tài còn vận dụng một số phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học của một số tác giả khác.
c. Mật độ
Công thức xác định mật độ như sau:
10.000 S n N/ha (3.4) Trong đó: N/ha: Số cây/ha n: Tổng số cá thể trong OTC S: Diện tích OTC (m2 )
d. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của các trạng thái rừng
Cấu trúc tầng là chỉ tiêu cấu trúc hình thái thể hiện sự sắp xếp không gian phân bố của thực vật theo chiều thẳng đứng. Nghiên cứu cấu trúc được tiến hành thông qua các phẫu đồ rừng theo phương pháp của Richards và Davis (1934).
Xác định độ tàn che: Kết hợp quan trắc và phẩu đồ ngang để xác định tỉ lệ che phủ (%) hình chiếu tán cây rừng so với bề mặt đất rừng. Sau đó tiến hành xác định độ tàn che của lô rừng bằng công thức:
C = x100 S S r t (3.5) Với: Sr: Diện tích OTC
St: Tổng diện tích tán được tính bằng công thức: St = 2 1 4 t n i d (3.6)
e. Mô hình hóa quy luật phân bố số cây theo đường kính và phân bố số cây theo chiều cao (mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số)
Mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số trong thực tiễn và nghiên cứu Nông - Lâm