a. Tổ thành loài cây
+ Bước 1: Tập hợp số liệu tầng cây cao của tất cả các OTC theo loài trong từng trạng thái và số cá thể của mỗi loài.
+ Bước 2: Xác định tổng số loài cây và tổng số cá thể trong OTC của từng trạng thái.
+ Bước 3: Tính số cá thể trung bình của mỗi loài theo công thức: 𝑋 = 𝑁
𝑚 (2.1)
Trong đó:
X : Sốlượng cá thể trung bình của mỗi loài; N: Tổng sốlượng cá thể của các loài;
m: Tổng số loài.
+ Bước 4: Xác định số loài, tên loài tham gia vào công thức tổ thành. Những loài nào có sốcây ≥ X thì tham gia vào công thức tổ thành.
+ Bước 5: Xác định hệ số tổ thành của từng loài theo công thức:
𝐾𝑖 =𝑋𝑖 𝑁 𝑥 10 (2.2) Trong đó: Ki là HSTT loài i; Xi là sốlượng cá thể loài i; N là ∑ số cá thể của tất cả các loài. + Bước 6: Viết công thức tổ thành.
Loài nào có Ki > 0,5 thì ghi vào công thức tổ thành. Loài nào có hệ số
tổ thành lớn viết trước, nhỏ viết sau.
Chú ý: Khi viết CTTT loài có 0,5 ≥ Ki < 0,9 dùng dấu (+); những loài có Ki < 0,5 dùng dấu (-).
Xác định tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% (Important Value) 𝐼𝑉(%) = 𝑁(%) + 𝐺(%)
2 (2.3)
IV (%): Chỉ số mức độ quan trọng của loài trong quần xã; N (%): Mật độtương đối (N (%) = Ni*100/N);
G (%): Tiết diện ngang thân cây tương đối (G (%) = Gi*100/G); Ni và Gi: Mật độ và tổng tiết diện ngang của loài i.
Dựa vào kết quả IV% ở trên:
+ Nếu loài nào có IV ≥ 5% thì loài đó có ý nghĩa về mặt sinh thái trong quần xã;
+ Nếu nhóm có dưới 10 loài có ΣIV ≥ 40% sẽ là nhóm loài ưu thế và
được sử dụng nhóm loài đó đặt tên cho quần xã.
Các tính toán được thực hiện trên phần mềm Microsoft Excel 2016.
b. Đặc điểm cấu trúc các loài cây gỗ
- Mật độ: Là chỉ tiêu cấu trúc nói lên số lượng cá thể trên một đơn vị
diện tích (thường là 1 ha).
Công thức xác định mật độnhư sau:
𝑁/ℎ𝑎 = 𝑛
𝑆ô𝑡𝑐𝑥 10.000 (2.4)
Trong đó:
n: Là sốlượng cá thể trong OTC (cây); Sôtc: Là diện tích của OTC (m2).
- Trữ lượng gỗ (m3): Được tính theo công thức:
V = g x h x f (2.5)
Trong đó:
g: Là tiết diện ngang; h: Là chiều cao cây;
f: Là hình số thân cây, lấy giá trị là 0,45 cho rừng tự nhiên.
- Sinh khối trên mặt đất (sinh khối tươi và sinh khối khô): Được tính theo công thức của Bảo Huy và cộng sự (2009) [11] cho khu vực nghiên cứu.
+ Công thức tính sinh khối tươi:
Trong đó: Wt là sinh khối tươi, D1.3 là đường kính 1.3 tính từ gốc cây. - Công thức tính sinh khối khô:
Wk = 0.454*Wt1.032 (2.7)
Trong đó: Wk là sinh khối khô, Wt là sinh khối tươi của từng cây cá lẻ.
+ Phân bố số cây theo cỡ đường kính và chiều cao:
- Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3): Được tính với cự li về đường kính 4 cm.
- Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN): Được tính với cự li về chiều cao 2 m.
- Đề tài chỉ mô phỏng các phân bố này bằng biểu đồ và được thực hiện trên phần mềm Microsoft Excel 2016 và phần mềm PAST (Paleontological statistics) ver. 3.
+ Tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn - D1.3).
Giữa Hvn và D1.3 của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ
chặt chẽ và được biểu thị bằng nhiều dạng phương trình toán học khác nhau.
Đề tài tiến hành thử nghiệm với 5 dạng phương trình sau:
Hàm logarithmic Y = a0 + a1.ln(X) (2.8) Hàm bậc 2 Y = a0 + a1.X + a2.X2 (2.9)
Hàm bậc 3 Y = a0 + a1.X + a2.X2 + a3.X3 (2.10) Hàm Compound Y = a0. a1X (2.11) Hàm Power Y = a0.Xa1 (2.12)
Phương trình nào có hệ số xác định lớn nhất, có tất cả các tham số đều tồn tại và đơn giản trong tính toán sẽ được lựa chọn để mô tả mối quan hệ này.
Việc tính toán và ước lượng các tham số của các phương trình được thực hiện bằng phần mềm SPSS 20.0.
c. Phân bố không gian
Hàm tương quan theo cặp: Hàm K(r) mô tả sự sắp xếp không gian của
các điểm trong một dải của khoảng cách (Stoyan & Stoyan, 1994). Dựa vào khoảng cách giữa các cặp điểm, hàm K(r) mô tả phân bố tần xuất cộng dồn của tất cả các cặp điểm theo khoảng cách.
𝐾(𝑟) = 𝐴 ∑ ∑ 𝑤𝑖𝑗𝐼𝑟(𝑖,𝑗) 𝑛 𝑗=1 /𝑛2 𝑛 𝑖=1 (2.13) Trong đó:
r: Là bán kính vòng tròn có tâm là một điểm trong mô hình; n: Là tổng sốđiểm;
A: Là diện tích ô mẫu;
wij: Là trọng số hiệu chỉnh ảnh hưởng cạnh biên;
Ir: Là biến đếm có giá trị = 1 nếu khoảng cách uij giữa hai điểm i và j ≤ r, ngược lại Ir = 0.
Hàm L-function là một dạng chuyển đổi của hàm Ripley's K (Besag, 1977):
𝐿(𝑟) = √𝐾(𝑟)
𝜋 − 𝑟 (2.14)
Trong điều kiện các điểm hoàn toàn ngẫu nhiên không gian L(r) = 0 tại tất cả các khoảng cách r, L(r) > 0 cho biết các điểm có phân bố dạng cụm, L(r) < 0 cho biết các điểm có phân bố dạng đều. Mức ý nghĩa của mô hình thực nghiệm được so sánh với mô hình lý thuyết trong điều kiện hoàn toàn ngẫu nhiên không gian.
Với một loại điểm (ví dụ: Cùng một loài cây hay một nhóm cây), ta có
hàm tương quan theo cặp một biến số - L11(r), L11(r) = 0 cho biết phân bố
hoàn toàn ngẫu nhiên, L11(r) > 0 cho biết phân bố kiểu cụm, L11(r) < 0 cho biết phân bố kiểu đều tại khoảng cách r.
Phân bố không gian của các loài cây ưu thế: Mô hình lý thuyết toàn toàn ngẫu nhiên không gian (Complete Spatial Randomness - CSR) được sử
dụng để kiểm tra phân bố không gian của loài cây. Giả thiết là không có
tương tác giữa các cây trong mô hình, các cá thể cây phân bố hoàn toàn ngẫu nhiên không gian. Sử dụng mô hình lý thuyết là CSR với hàm L11(r) để tìm hiểu phân bố không gian của các cá thể cây cùng loài.
Trong các phân tích, 199 lần mô phỏng Monte Carlo được thực hiện và sử dụng năm giá trị lớn nhất và năm giá trị nhỏ nhất để xây dựng khoảng tin cậy xấp xỉ 95% bằng phần mềm Programita 2014 (http://programita.org/) với
độ phân giải không gian là 1 m. Sự khác biệt có ý nghĩa so với giả thuyết là mô hình thực nghiệm nằm ngoài khoảng tin cậy.
d. Chỉ sốđa dạng loài
Để so sánh tính đa dạng của cây gỗ lớn và cây tái sinh được sử dụng 4 chỉ sốđa dạng sau đây (Magurran, 1988):
- Số loài: Xác định số loài cây trong ô tiêu chuẩn (cây/ha).
- Chỉ số đa dạng của Margalef (d): Chỉ số d của Margalef được sử
dụng đểxác định mức độ phong phú hay mức độ giàu có về số loài cây gỗ của các trạng thái rừng. Chỉ sốd được tính theo công thức:
d = S - 1/logN (2.15)
Trong đó:
S: Số loài cây bắt gặp;
N: Tổng số cá thể của các loài cây.
- Chỉ sốđa dạng Fisher alpha:
Fisher's alpha (a): S = a*ln(1+n/a) (2.16)
Trong đó: S là số loài, n là tổng số cá thể.
- Chỉ số đa dạng Chao-1: Xác định mức độ phong phú hay mức độ
𝑆𝐶ℎ𝑎𝑜−1 = 𝑆𝑜𝑏𝑠 +𝐹1(𝐹1 − 1)
2(𝐹2+ 1) (2.17)
Trong đó: F1, F2 là số loài có 1 và 2 cá thể cây; Sobslà độ nhiều loài cây. Các chỉ số đa dạng loài được tính bằng phần mềm PAST (Paleontological statistics) ver. 3.
Chương 3
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU