Chương 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.2. Đặc điểm biến động tính đa dạng loài thực vật rừng trong KBTTN
4.2.1. Đặc điểm biến động tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai độ
Đai độ cao so với mặt nước biển có ảnh hưởng đến sự phân bố loài thực vật, đến sự hình thành, bố cục phân bố tính đa dạng loài thực vật. Bởi vì nó ảnh hưởng tổng hợp đến các nhân tố môi trường sinh thái như nhiệt độ, độ ẩm, chế độ ánh sáng,.v.v. và các nhân tố của thành phần đất, địa mạo và địa hình cũng biến đổi theo. Do đó hình thành những điều kiện môi trường khác nhau. Luân văn này sẽ nghiên cứu tương quan giữa tính đa dạng loài thực vật rừng với 4 cấp độ cao thường gặp là:
1) Tương quan giữa tính đa dạng loài thực vật rừng với cấp độ cao cao nhất khu vực là trên 1000m (Thiên Sơn: 1090 m).
bình (khoảng 700m-1000m).
3) Tương quan giữa tính đa dạng loài thực vật rừng với cấp độ cao thấp (khoảng 300m-700m)
4) Tương quan giữa tính đa dạng loài thực vật rừng với cấp độ cao rất thấp (< 300 m)
Để phân tích sự biến động tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao ở mục này sẽ phải tính 2 chỉ tiêu tính đa dạng loài là:
a. Chỉ tiêu tính đa dạng α: Sử dụng chỉ số độ phong phú loài, tức là trực
tiếp thống kê trong mỗi ÔTC số loài cây có đường kính từ D1.3 >1,0 cm,
b. Chỉ tiêu tính đa dạng β: Chỉ sự khác nhau về tổ thành loài thực vật ở
giữa 2 ÔTC hay giữa các trạng thái rừng, nó chỉ tốc suất thay đổi thành phần loài cây theo đai cao và chiều nằm ngang (Whitaker,1960). Nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến tính đa dạng β là chất đất, thổ nhưỡng và nhân tố can thiệp (Wtaker 2001).
Sử dụng chỉ số tính tương đồng Sorensen (giống nhau) giữa 2 ÔTC (hoặc 2 quần xã) với công thức tính là:
S1,2 / [0,5 (S1 + S2)]
Trong đó: - S1,2 là số loài sống chung ở cả 2 quần xã (2 ÔTC). - S1 , S2 là số loài sống riêng ở quần xã 1 và quần xã 2.
Khi phân tích chỉ số Sorensen cần xem xét đến mức độ quan trọng của các loài khác nhau.
4.2.1.1. Bố cục phân bố tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao
Để so sánh ảnh hưởng của các trạng thái rừng đến tính đa dạng loài thực vật, căn cứ vào các số liệu của các trạng thái rừng có mức độ khai thác khác nhau và thời gian phục hồi khác nhau, sử dụng mô hình GAM để mô phỏng kết cấu phân bố tính đa dạng loài thực vật theo đai cao ở các trạng thái rừng. Tiếp đến là xác định khoảng thời gian phục hồi rừng dài ngắn, sau đó so sánh
sự sai khác về tính tương đồng Sorensen và phân tích nội dung 2 mặt: 1- So sánh tính tương đồng Sorensen giữa các trạng thái rừng.
2- Vẽ hình về tính tương đồng Sorensen ở các trạng thái rừng theo cự ly nằm ngang, theo cùng phương thức xác định tính đa dạng loài β. Từ trên hình sẽ vẽ 2 cư ly nằm ngang và giá trị bình quân tính tương đồng Sorensen.
a. Lựa chọn mô hình mô phỏng
Vận dụng mô hình tuyến tính theo nghĩa rộng GLM (generalized linear model) về bố cục phân bố loài thực vật theo đai cao và mô hình tăng thêm theo nghĩa rộng GAM (generalized additive model) để mô phỏng độ phong phú loài thực vật. Sau đó so sánh các mô hình và chọn ra mô hình mô phỏng tối ưu để phân tích và đánh giá sự phân bố tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao;
Qua kết quả điều tra các ÔTC theo các đai cao từ 100m đến 1090m qua các sinh cảnh quan trọng vùng núi đá và núi đất, kết quả cho thấy bất luận là ở các trạng thái rừng nguyên sinh hay thứ sinh nhân tác có mức độ tác động khác nhau hay thời gian phục hồi rừng khác nhau, cả 2 mô hình GLM và mô hình GAM đều biểu hiện rõ ràng cách phân bố độ phong phú loài thực vật theo đai độ cao, sai số biến dị và giá trị AiC (Akaike’s information criterion) đều tương đối thấp (Biểu 4.9): Mô hình tổng hợp và lựa chọn quan hệ giữa độ phong phú loài và đai cao (trong phụ lục). Như vậy cả 2 mô hình đều dùng được để phân tích.
Bảng 4. 9: Mô hình quan hệ giữa độ phong phú loài và đai độ cao
Mô hình Rừng trung bình Rừng nghèo Rừng non Ph.hồi Sai dị AIC Sai dị AIC Sai dị AIC
GLM1 GLM2 GAM1 GAM2 106,067 106,435 84,529 88,396 433.68 418.25 418.25 419.57 621.5403 623.5328 616.0193 621.5403 161.544 161.537 140.693 161.544 322.887 323.556 294.567 302.057 105.598 104.267 61.789 77.506
Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn mô hình GAM để mô phỏng tính đa dạng loài thực vật cho các trạng thái rừng theo đai cao.
b. Phân tích bố cục phân bố tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao (1) Phân tích tương quan độ phong phú loài thực vật và đai cao
Bảng 4. 10. Hệ số tương quan r2 và giá trị P giữa độ phong phú loài và đai độ cao Tham số
Parameters
Đai độ cao so với mặt biển (m)
BQ 35 ÔTC IIIA2 IIIA1 IIB, IIA r2 0.217 0.351 0.191 0.339
P <0.001 <0.001 <0.001 <0.001
Kết quả biểu 4.10 cho thấy tính đa dạng loài các ÔTC ở các đai cao khác nhau tại các trạng thái rừng có tương quan rõ rệt (P<0,001), nhưng vì sự can thiệp của con người trong thời gian qua đã có ảnh hưởng đến bố cục phân bố tính đa dạng loài theo đai cao.
(2) Biến động về phân bố tính đa dạng loài theo đai cao
Ở rừng có thời gian phục hồi sau khai thác chọn và sau nương rẫy với thời gian khác nhau, qua sử dụng mô hình GAM để phân tích quan hệ phân bố độ phong phú loài theo đai cao thấy rõ biểu hiện ở nội dung 2 chiều, như hình 4.3.
Hình 4.3. Mối quan hệ giữa độ phong phú loài và đai độ cao trong các kiểu rừng
Đ ộ ph on g ph ú loà i Độ cao (m)
Có thể biểu thị phân bố tính đa dạng loài ra 4 cấp độ cao thường gặp sau:
a. Tương quan giữa tính đa dạng loài của QXTVR với đai độ cao, cao nhất khu vực > 1000m (Thiên Sơn: 1090 m): Biến động giảm.
b. Tương quan giữa tính đa dạng loài của QXTVR với cấp độ cao trung bình (700m – 1000 m): Biến động tăng.
c. Tương quan giữa tính đa dạng loài của QXTVR với cấp độ cao thấp (300m - 700 m): Độ phong phú loài thấp nhất.
d. Tương quan giữa tính đa dạng loài của QXTVR với cấp độ cao (<300 m): Biến động giảm xuống.
- Tính tổng thể tính đa dạng loài thực vật rừng tăng lên theo đai cao tăng lên ở rừng trung bình (IIIA2 )
- Nói chung tính đa dạng loài thực vật ở các trạng thái rừng tương đối cao.
Bố cục phân bố tính đa dạng loài thực vật rừng theo mô hình GAM (generalized additive model).
- Ở phạm vi giữa 2 khu vực [700m-1000m và <300m (IIIA1, IIIA2)] độ phong phú loài cao hơn so với rừng non phục hồi (II A, IIB).
Vì vậy có thể nhận xét rằng tác động khai thác rừng có cải biến tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao so với trạng thái ban đầu của nó và nói chung tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai cao cũng biểu hiện tăng lên theo độ cao tăng.
4.2.1.2. Phân bố tính đa dạng loài thực vật rừng theo chiều năm ngang
Phân bố tính đa dạng loài và sự biến đổi theo chiều nằm ngang biểu hiện ở sự biến đổi độ tương đồng sorensen theo chiều năm ngang ở các trạng thái rừng là không giống nhau, mà có sự khác nhau tương đối lớn. Nói chung độ tương đồng sorensen biến đổi theo cự ly nằm ngang tại các ÔTC so sánh. Theo cự ly nằm ngang giữa 2 ÔTC cách nhau >10 km, ở rừng trung bình và giàu thì tính đồng đều cao, tức là gần giống nhau; Nhưng ở cư ly <10km thì tính tương đồng biến đổi theo thời gian phục hồi rừng.
Bảng 4.11. Chỉ số tính tương đồng sorensen ở các trạng thái rừng theo chiều nằm ngang
Kiểu trạng thai rừng Phạm vi biến đổi Tr.bình + sai số P
Rừng trg. bình IIIA1 0.018~0.726 0.449 ± 0.141 <0.001 Rừng nghèo IIIA2 0.239~0.740 0.510 ± 0.120 <0.001 Rừng non IIA 0.252~0.696 0.459 ± 0.108 <0.001 Rừng non IIB 0.209~0.740 0.473 ± 0.107 <0.001
Theo kết quả điều tra sự phân bố tính đa dạng thực vật theo cự ly nằm ngang về tính tương đồng Sorensen giữa 2 ÔTC trong cùng 1 cấp độ đai cao, có mức độ tác động khác nhau và có thời gian phục hồi khác nhau, khi so sánh về tính tương đồng Sorensen của các 4 trạng thái; 2 mức độ tác động khác nhau, 2 thời gian phục hồi khác nhau cho thấy: Sự biến đổi độ tương đồng Sorensen theo chiều nằm ngang là không giống nhau, mà có sự khác nhau tương đối lớn. Nói chung tính tương đồng Sorensen có biến đổi theo các cặp 2 OTC có cự ly nằm ngang cách nhau tương đối xa > 10 km thì xuất hiện có sự tăng hay giảm về tính đa dạng loài thực vật.
Hình 4.4: Mối quan hệ giữa tính đồng đều Sorensen và cự ly theo chiều ngang/km Tính tương đồng Sorensen
Tính t
ươ
ng đ
ồng