thái rừng
4.1.2.1. Cấu trúc tầng cây cao
a) Cấu trúc tổ thành tầng cây cao
Tổ thành là nhân tố quan trọng trong cấu trúc lâm phần và là nhân tố có ảnh hưởng quyết định đến các đặc điểm sinh thái khác của rừng. Đặc biệt rừng tự nhiên ở nước ta, với điều kiện khí hậu nóng ẩm mưa nhiều đã tạo nên một hệ sinh thái rừng phức tạp và tổ thành loài đa dạng, phong phú của tầng cây gỗ trong hệ thực vật. Tổ thành rừng biểu thị tỷ trọng của một loài hay một nhóm loài cây nào đó chiếm trong lâm phần, là chỉ tiêu dùng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái. Cấu trúc tổ thành là cơ sở để định hướng cho các biện pháp kinh doanh, nuôi dưỡng rừng. Vì vậy việc nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng được xem như công việc đầu
tiên trong quá trình nghiên cứu cấu trúc rừng nói chung và là cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh tổng hợp trong công tác bảo vệ, khoanh nuôi phục hồi rừng. Chỉ tiêu biểu thị mức độ tham gia của từng loài cây trong lâm phần gọi là hệ số tổ thành. Tập hợp hệ số tổ thành của các loài cây tương ứng gọi là công thức tổ thành. Về bản chất, công thức tổ thành có ý nghĩa sinh học sâu sắc, phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trong một quần xã thực vật và mối quan hệ giữa quần xã thực vật với điều kiện ngoại cảnh.
Để xác định tổ thành cho các trạng thái rừng, đề tài biểu thị công thức tổ thành theo hai tiêu chí là: Theo tỷ lệ số cây (N%) và theo tỷ lệ số cây và tỷ lệ tiết diện ngang (IV%).
* Công thức tổ thành theo số cây
Tổ thành theo phần trăm số cây tính theo công thức (2.1) và (2.2) làm chỉ tiêu biểu thị hệ số tổ thành. Kết quả tính toán được tổng hợp tại bảng 4.2
Bảng 4.2. Công thức tổ thành theo số cây N% Trạng
thái OTC mtg Công thức tổ thành theo số cây N%
IVA 1 3 25,0S+25,0X+14,3Ct+35,7CLK 2 4 31,4S+17,1Sp2+8,6Cax+8,6Trq+34,3CLK 3 3 31,4S+20,0X+17,1Cax+31,4CLK Gộp 29,3S+15,0X+8,5Cax+5,7Sp2+41,43CLK IIIB 4 2 36,4S+27,3X+36,4CLK 5 4 22,5S+20,0X+10,0Bb+10,0Trq+37,5CLK 6 3 27,9X+25,6S+11,6Trq+34,9CLK Gộp 28,2S+25,1X+7,2Trq+39,6CLK Chú giải: Sao: S Cồng tía: Ct Bách bệnh: Bb
Kết quả tại bảng 4.2 cho thấy
Kết quả kiểm tra giả thuyết về sự bằng nhau của các phương sai thổng thể cho thấy Sig.F > 0,05 như vậy, các ô tiêu chuẩn của các trạng thái rừng là thuần nhất với nhau. Do đó, ta có thể gộp theo từng trạng thái rừng.
Số loài tham gia công thức tổ thành: dao động từ 2 đến 4 loài, trung bình là 3 loài. Số loài tham gia công thức tổ thành cao nhất tại ô tiêu chuẩn số 2, 5 và thấp nhất tại ô tiêu chuẩn số 4.
Số loài cây ưu thế: dao động từ 2 đến 3 loài. Các loài cây ưu thế chủ yếu chiếm số lượng lớn trong quần xã thực vật rừng là: Sao, Sp1, Căm xe, Bách bệnh, trong đó loài Sao chiếm ưu thế lớn nhất, loài này chiếm ưu thế trong 100% số ô tiêu chuẩn điều tra.
* Công thức tổ thành theo chỉ số IV%
Công thức tổ thành theo chỉ số IV% từng ô tiêu chuẩn được tổng hợp tại bảng 4.3
Bảng 4.3. Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% OTC mtg Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng IV%
1 7 29,8S+15,9X+13,3Ct+11,4Cax+10,0Sp2+8,4Đ+7,1Trq+4,2CLK 2 8 18,7S+13,4Cax+11,9 Tht+11,3Sp2+7,3Trq+5,7Gđ+5,4R+5,1Ct+21,0CLK 3 9 20,2S+17,2Cax+13,0X+11,1Tht+10,0Trq+8,3R+6,9Cr+6,7X+6,5Th Gộp 22,9S+14Cax+9,6X+8,1Trq+7,7Tht+7,1Sp2+6,1Ct+24,4CLK 4 7 36,8S+19,3X+12,1D+11,3Tht +8,4Xm+6,6Trq+5,5Ct 5 7 23,1S+11,4X+11,0Cax+10,9Ct+7,3Trq+6,9Bb+6,7R+22,7CLK 6 8 25,5S+16,0X+9,5Trq+8,6Ct+7,7Xm+6,3R+6,3X+5,6D+14,5CLK Gộp 28,5S+15,6X+8,3Ct+7,8Trq+6,5Ct+5,9D+5,4Xm+28,6CLK Chú giải:
Sao: S Thầu tấu: Tht Trường quánh: Trq
Xoay: X Dầu: D Đa: Đ
Cồng tía: Ct Re: R Xăng mả: Xm
Kết quả tại bảng 4.3 cho thấy
Số loài tham gia công thức tổ thành: dao động từ 5 đến 9 loài, trung bình là 7 loài. Số loài tham gia công thức tổ thành cao nhất tại ô tiêu chuẩn số 3 loài tham gia và thấp nhất tại các ô tiêu chuẩn số 1 với 4 loài tham gia công thức tổ thành.
Số loài cây ưu thế: dao động từ 2 đến 4 loài, trung bình là 3 loài. Các loài cây ưu thế chủ yếu chiếm số lượng lớn trong quần xã thực vật rừng là: Sao, Sp1, Căm xe, Bách bệnh, Thầu tấu, Cồng tía, Xoay, Trường quánh. Loài Sao vẫn chiếm ưu thế lớn nhất và xuất hiện trong 100% số ô tiêu chuẩn điều tra.
* So sánh tổ thành rừng theo N% và IV%
So với công thức tổ thành theo số cây thì công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% có số loài cây tham gia công thức tổ thành và số loài cây chiếm ưu thế trong công thức tổ thành thường cao hơn. Một số loài có mặt trong công thức tổ thành theo chỉ tiêu N% nhưng lại không có mặt trong công thức tổ thành tính theo IV%, hình ảnh trực quan so sánh giữa công thức tổ thành theo N% với IV% được minh họa tại hình 4.2
OTC 01 OTC 03
Hình 4.2. So sánh tổ thành theo IV% và N% của OTC 01 và 03
cơ bản của lâm phần, vì đường kính là nhân tố tham gia tạo nên thể tích của cây rừng quyết định đến trữ lượng, sản lượng của lâm phần, đồng thời nó phản ánh sự thích nghi của cây rừng với điều kiện lập địa. Trong hoạt động kinh doanh và lợi dụng rừng, dựa vào quy luật phân bố N/D1.3, con người có thể điều tiết mật độ hợp lý, xác định được vốn rừng hiện có, vốn rừng để lại, lượng khai thác và các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý để cây rừng có thể lợi dụng tối đa không gian dinh dưỡng cũng như điều kiện lập địa. Ngoài ra, dựa vào phân bố N/D1.3 xác định số cây theo từng cỡ đường kính làm cơ sở để xây dựng các biểu chuyên dụng phục vụ mục đích kinh doanh. Thông qua việc tính toán các đặc trưng mẫu về đường kính, đề tài thu được bảng số liệu sau:
Bảng 4.4: Các đặc trƣng mẫu về đƣờng kính D1.3
OTC Trạng
thái TB S S% Ex Sk Min Max
1 IVA 20,4 9,6 46,8 -0,122 0,929 7 43 2 21,4 7,9 36,8 -0,306 0,799 11 39 3 20,7 8,6 41,6 -0,618 0,358 5 38 Trung bình 20,8 8,7 41,7 -0,349 0,695 8 40 4 IIIB 18,5 7,9 42,6 0,545 1,012 7 40 5 15,8 8,3 52,8 -0,330 0,870 6 35 6 14,6 7,3 49,8 0,629 1,225 7 35 Trung bình 16,3 7,8 48,4 0,281 1,036 7 37 TB 18,57 8,27 45,07 -0,03 0,866 7 38 Min 14,6 7,3 36,8 -0,618 0,358 5 35 Max 21,4 9,6 52,8 0,629 1,225 11 43
Đường kính bình quân cây rừng biến động tương đối lớn giữa các OTC nghiên cứu. Đường kính bình quân dao động từ 14,6 đến 21,4 cm trung bình đạt 18,57 cm. Chênh lệch giữa giá trị đường kính lớn nhất và nhỏ nhất rất lớn, đường kính biến động từ 5 cm đến 43 cm. Do đó, hệ số biến động lớn dao động từ 36,8 % đến 52,8% trung bình 45,07%.
thấy đỉnh đường cong lệch trái so với trị số trung bình. Phần lớn đường kính cây rừng tập trung ở cỡ đường kính dự trữ và kế cận, có nghĩa là rừng đang trong giai đoạn phát triển. Chỉ tiêu độ nhọn Ex hầu hết các OTC trước khai thác đều <0 cho thấy đường cong phân bố thực nghiệm thấp hơn so với phân bố chuẩn, cũng có nghĩa là mức độ tập trung của trị số quan sát xung quanh trị số trung bình là thấp.
* Nắn phân bố
Tổng hợp kết quả xác lập phân bố N/D1.3 thực nghiệm của 6 ô tiêu chuẩn tại khu vực nghiên cứu cho thấy: phân bố N/D1.3 hầu hết có dạng giảm lệch trái, đề tài sử dụng hàm Meyer để mô phỏng phân bố N/D1.3, kết quả được tổng hợp tại bảng 4.5.
Bảng 4.5: Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 theo hàm Meyer
OTC α β χ2 05 tính χ2 05 tra bảng k=l-r-1 Kết luận 1 15,2781 -0,0676 1,9550 12,5916 6 H+ 2 13,5238 -0,0508 8,0135 11,0705 5 H+ 3 12,9936 -0,0507 4,9180 11,0705 5 H+ 4 9,7246 -0,0555 5,8413 12,5916 6 H+ 5 17,7026 -0,0712 6,1329 11,0705 5 H+ 6 27,7931 -0,0957 6,8206 11,0705 5 H+
Kết quả kiểm tra giả thuyết về luật phân bố tại các OTC cho thấy: có 100% số OTC có 2
tính<2
05tra bảng. Điều đó cho thấy phân bố số loài cây theo cấp đường kính được mô phỏng bằng phân bố Meyer là hợp lý. Hình ảnh trực quan về quy luật phân bố này được thể hiện tại hình 4.3
Nhìn vào biểu đồ (hình 4.3) cho thấy phân bố số cây theo cỡ kính ở các ô tiêu chuẩn đều có dạng đỉnh lệch trái. Phần lớn cây rừng tại các ô tiêu chuẩn tập trung nhiều trong cỡ kính từ 8 - 16 cm sau đó giảm dần khi cỡ đường kính
trò quan trọng nhất đối với sự tồn tại và phát triển của rừng. Thành phần cây gỗ quyết định mối quan hệ giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng tự nhiên. Đảm bảo sự ổn định của thành phần cây gỗ là một khía cạnh quan trọng trong quản lý rừng bền vững. Phân bố N/D1.3 giảm tạo nên sự ổn định thể hiện sự kế tục liên tiếp của các lớp cây.
Như vậy, tại khu vực nghiên cứu có cấu trúc còn tính trật tự, nhưng đã bị xáo trộn ở mức trung bình. Điều này phù hợp với thực trạng khu rừng tự nhiên hỗn loài ít bị tác động. Nhìn chung, trạng thái rừng có cấu trúc N/D1.3 theo hướng giảm dần, đây là điều kiện đảm bảo sự kế tục liên tiếp của các thế hệ cây rừng, góp phần tạo nên sự cân bằng, ổn định về sản lượng và chất lượng của rừng.
Hình 4.3. Mô phỏng phân bố N/D1.3 của OTC 01
c) Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn)
Phân bố số cây theo từng cỡ chiều cao là không giống nhau, có những cỡ chiều cao số cây tập trung rất lớn nhưng có những cỡ chiều cao số cây rất ít. Các đặc trưng mẫu về số cây trong từng cỡ chiều cao được tổng hợp tại bảng 4.6:
Bảng 4.6. Các đặc trƣng mẫu về số cây trong từng cỡ chiều cao Hvn OTC Trạng
thái TB (m) S S% Ex Sk Min Max
1 IVA 12.8 4 30.9 -0.3 0.727 6 21 2 13.1 3.1 24.1 -0.557 0.619 9 20 3 12.7 3.6 28.3 -0.575 0.061 5 19 Trung bình 12.87 3.6 27.8 -0.477 0.469 7 20 4 IIIB 11.8 3.3 27.7 0.034 0.736 6 20 5 10.5 3.7 34.8 -0.705 0.662 6 18 6 10 3.2 31.9 0.102 0.999 6 18 Trung bình 10.8 3.4 31.5 -0.190 0.799 6 19 TB 11.82 3.48 29.62 -0.33 0.63 6 19 Min 10 3.1 24.1 -0.705 0.061 5 18 Max 13.1 4 34.8 0.102 0.999 9 21
Kết quả bảng 4.6 cho thấy:
Số cây trong từng cỡ chiều cao dao động từ 5 đến 21 cây, bình quân trong từng cỡ chiều cao dao động từ 7 đến 20 cây. Hệ số biến động về số cây trong từng cỡ chiều cao rất lớn, dao động từ 24,1% đến 34,8%. Phản ánh sự phân bố số cây không đều tại các cỡ chiều cao, có những cỡ chiều cao số lượng cây chiếm đến 30,5% tổng số cây nhưng có những có chiều cao số cây chỉ chiếm 4,7% tổng số cây.
Chỉ tiêu độ lệch Sk có 100% số OTC có giá trị lớn hơn 0, cho thấy đỉnh đường cong phân bố lệch trái so với trị số trung bình. Chỉ tiêu độ nhọn Ex hầu hết các OTC đều có giá trị nhỏ hơn 0, cho thấy đường cong phân bố thực nghiệm thấp hơn so với phân bố chuẩn, có nghĩa là mức độ tập trung của trị số quan sát xung quanh trị số trung bình là thấp.
* Nắn phân bố N/HVN
Từ phân bố thực nghiệm của các ÔTC cho thấy phân bố N/HVN có một số đặc điểm là: có dạng phân bố giảm, đỉnh lệch trái. Từ đặc điểm của phân bố thực nghiệm, đề tài dùng hàm Weibull mô phỏng phân bố N/HVN. Kết quả
Bảng 4.7. Mô phỏng phân bố số cây theo chiều cao N/Hvn theo hàm Weibull OTC α β χ2 05 tính χ2 05 tra bảng k=l-r-1 Kết luận 1 0,0296 1,7348 11,1497 12,5916 6 H+ 2 0,0317 1,7882 5,4057 9,4877 4 H+ 3 0,0077 2,2143 1,6041 11,0705 5 H+ 4 0,0074 2,4531 4,8965 11,0705 5 H+ 5 0,0816 1,3893 8,2460 9,4877 4 H+ 6 0,0355 1,9242 7,9518 9,4877 4 H+
Các ÔTC được mô phỏng bằng phân bố Welbull đều được chấp nhận với mức ý nghĩa α = 0,05; χ2
05 tính < χ205 tra bảng. Nhìn vào biểu đồ phân bố N/Hvn cho thấy, phân bố số cây theo cấp chiều cao chủ yếu tập trung ở cỡ chiều cao 10 - 18m. Phân bố thực nghiệm có dạng nhiều đỉnh, điều này thể hiện cấu trúc phức tạp của rừng trước đây đã bị tác động.
Hình 4.4. Mô phỏng phân bố N/Hvn OTC 01
4.1.2.2. Một số đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh
Tái sinh rừng là một trong những quá trình quan trọng nhất của động thái rừng. Biểu hiện tái sinh rừng là sự xuất hiện lớp cây non dưới tán rừng hoặc trên đất còn mang tính chất đất rừng.
rừng. Tái sinh rừng thúc đẩy cân bằng sinh học trong rừng, đảm bảo cho rừng tồn tại liên tục, đảm bảo kinh doanh rừng bền vững. Vì vậy, nghiên cứu các đặc điểm tái sinh là rất cần thiết, vừa có ý nghĩa lý luận vừa là cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm xúc tiến tái sinh rừng theo hướng sử dụng bền vững.
Để đánh giá được xu hướng diễn thế rừng trong tương lai của các trạng thái, đề tài tìm hiểu trên cơ sở xác định tổ thành cây tái sinh, đánh giá mật độ tái sinh, chất lượng tái sinh và nguồn gốc tái sinh.
a) Tổ thành cây tái sinh
Tổ thành tầng tái sinh có ý nghĩa sinh vật học sâu sắc, là chỉ tiêu quan trọng đánh giá tính ổn định, bền vững, đa dạng của cây rừng, mối quan hệ giữa các loài với nhau và giữa chúng với môi trường xung quanh. Nếu tổ thành loài cây phong phú chứng tỏ cây rừng sinh trưởng trên điều kiện lập địa tốt và các nhân tố môi trường cũng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của lớp cây tái sinh. Tuy nhiên, để đánh giá được chất lượng rừng trong tương lai cần chú ý đến các loài cây có giá trị. Đây là thế hệ góp phần ổn định hệ sinh thái rừng trong tương lai. Do đó, qua công thức tổ thành có thể điều chỉnh tổ thành cho phù hợp với mục đích kinh doanh và phòng hộ lâu dài. Kết quả nghiên cứu tổ thành cây tái sinh được tính toán chi tiết tại phụ biểu 8a, 8b, 8c và được tổng hợp tại bảng 4.8.
Bảng 4.8. Công thức tổ thành cây tái sinh ở các ÔTC OTC mtg mƣt Công thức tổ thành theo số cây N%
1 4 3 20,0 Ct +18,0X+13,3 S +12,5Gm+36,2CLK 2 4 3 32,4S+16,1R+9,6Cax+7,6Trq+34,3CLK 3 3 2 30,4Cax+22,0Trv+16,1S+31,4CLK 4 3 3 26,4S+17,3X+20,4R+36,0CLK 5 4 3 25,5S+19,0Trv+11,D+9,2Trq+35,2CLK 6 4 3 25,4 Trq +20,6S+13,6 Trv+5,5R+34,9CLK
Chú giải:
Sao S Trâm vối Trv Căm xe Cax
Xoay X Dầu D Trường quánh Trq
Cồng tía Ct Re R
Kết quả tại bảng 4.9 cho thấy
Số loài tham gia công thức tổ thành: dao động từ 3 đến 4 loài. Số loài tham gia công thức tổ thành cao nhất là các ô tiêu chuẩn số 1, 2, 5, 6 với 4 loài tham gia và thấp nhất tại các ô tiêu chuẩn số 3, 4 với 3 loài tham gia công thức tổ thành.
Số loài cây ưu thế: dao động từ 2 đến 3 loài, trung bình là 3 loài. Các loài cây ưu thế chủ yếu chiếm số lượng lớn trong quần xã thực vật rừng là: Sao, Căm xe, Trâm vối, Trường quánh, Cồng tía,... Loài Sao vẫn chiếm ưu thế lớn nhất và xuất hiện trong 100% số ô tiêu chuẩn điều tra.
b) Các chỉ tiêu đánh giá tái sinh rừng
* Mật độ cây tái sinh
Mật độ là một trong những đặc trưng quan trọng của quần thể, nó nói lên mức độ tận dụng không gian dinh dưỡng của quần thể. Cấu trúc mật độ biểu thị khả năng thích nghi của cây rừng đối với những thay đổi của điều