Phương pháp điều tra thu thập số liệu

*. Phương pháp kế thừa

Đề tài có kế thừa một số tư liệu sau:

- Những tư liệu về điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng.

- Tư liệu về điều kiện kinh tế, điều kiện xã hội: dân số, lao động, thành phần dân tộc, tập quán canh tác.

- Những tài liệu tham khảo, kết quả nghiên cứu có liên quan đến phục hồi sau nương rẫy của các tác giả trong và ngoài nước.

2.4.2.1. Ngoại nghiệp

- Phân chia thời gian phục hồi

+ Dựa vào phỏng vấn trực tiếp người dân tại khu vực.

+ Qua số liệu tìm hiểu tại Hạt kiểm lâm huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa. + Đánh giá sơ bộ trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu.

- Phương pháp thu thập số liệu tại hiện trường

Kiểu rừng tự nhiên được xác định dựa theo tiêu chuẩn phân loại của Thái Văn Trừng (1978)[50], ứng với các giai đoạn phục hồi rừng trong Quy phạm Điều Tra thiết kế kinh doanh rừng 1984 (văn bản tiêu chuẩn kỹ thuật lâm sinh). Trên cơ sở tài liệu thu thập được về diện tích đất đai và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, chúng tôi tiến hành điều tra, khảo sát sơ 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 phân chia các giai đoạn bỏ hoá khác nhau.

* Lập ô tiêu chuẩn (ÔTC)

Áp dụng phương pháp nghiên cứu định lượng kết hợp với định tính để mô tả. Việc thu thập số liệu tiến hành trên các ô tiêu chuẩn. Ô tiêu chuẩn điển hình được lập theo phương pháp điển hình, đại diện cho từng giai đoạn phục hồi của rừng. Ô tiêu chuẩn được xác định trên bản đồ và ngoài thực tế. Cách tiến hành lập ô tiêu chuẩn theo quy trình kỹ thuật của Bộ môn Lâm học trường Đại học lâm nghiệp. Ô tiêu chuẩn có hình chữ nhật với diện tích là: 50m x 40m = 2000m2, chiều dài ô vuông góc với đường đồng mức đường đồng mức.

Trong ô tiêu chuẩn, ghi chép các thông tin như: số hiệu ô, vị trí ô, giai đoạn phục hồi dự kiến, những tác động chính vào rừng, lịch sử hình thành rừng và tiến hành đo đếm các chỉ tiêu: xác định loài cây, D1.3, Hvn, Dt, Hdc của những cây có đường kính lớn hơn 6(cm), điều tra về địa hình: Độ dốc, hướng dốc…

* Điều tra tầng cây cao (D1.3>6,0cm )

Trong các ÔTC mô tả các chỉ tiêu như vị trí, độ dốc, hướng phơi, độ cao, lịch sử canh tác nương rẫy, thời gian bỏ hoá, 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) và chiều cao dưới cành (Hdc, m) được đo bằng thước độ chính xác đến (dm), Hvn của cây rừng được xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh trưởng của cây, Hdc được xác định từ gốc cây đến cành cây đầu tiên tham gia vào tán của cây rừng. - Đường kính tán lá (Dt, m) được đo bằng thước dây có độ chính xác đến (dm), đo hình chiếu tán lá trên mặt phằng 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.

* Xác định độ tàn che

Dùng phương pháp vẽ trắc đồ rừng theo phương pháp của Richards và Davis (1964) [31], biểu diễn trên giấy kẻ ô ly với dải rừng có diện tích 25m2 (5 x 5m) tỷ lệ 1/200, sau đó tính diện tích tán che trên giấy kẻ ly, tính tỷ lệ %.

* Điều tra cây tái sinh (D1.3<6,0cm )

Trên ÔTC, lập 5 ÔDB có diện tích 25m2 phân bố đều trên ÔTC. Thống kê tất cả cây tái sinh vào phiếu điều tra theo các chỉ tiêu:

- 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, còn lại là những cây có chất lượng trung bình.

- Điều tra khoảng cách giữa các cây tái sinh: Trên ÔTC, 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 giai đoạn phục hồi đo 30 khoảng cách, kết quả ghi vào phiếu điều tra khoảng cách cây tái sinh.

* Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi

Lập 5 ÔDB có diện tích 25m2 (5m x 5m) được bố trí đều trên 2 đường chéo của ÔTC.

- Điều tra cây bụi (shrubs) theo các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, số lượng khóm (bụi), chiều cao bình quân, độ che phủ trung bình của từng loài trên ÔDB, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi.

- Điều tra thảm tươi (ground cover vegetation) theo các chỉ tiêu: loài chủ yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ bình quân của loài và tình hình sinh trưởng của thảm tươi trên ÔDB. Để xác định độ che phủ của tầng cây bụi, thảm tươi đề tài dùng phương pháp dùng thước dây đo theo 2 đường chéo của ÔDB, đo từng đường chéo một và tính trên thước dây những đoạn bị tán của cây bụi hoặc thảm tươi che kín, chia đoạn này cho tổng độ dài đường chéo thì sẽ ra độ che phủ, sau đó cộng kết quả của hai lần tính trên hai đường chéo và chia trung bình ta sẽ có độ che phủ trung bình của một ÔDB. Ngoài ra để xác định độ nhiều đề tài sử dụng cách xác định độ nhiều của Drude.

Bảng 2.1. Ký hiệu độ nhiều của thực bì theo Drude

Ký hiệu Tình hình thực bì

Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75-100% diện tích

Cop 3 Thực vật mọc rất nhiều, che phủ 50-75% diện tích

Cop 2 Thực vật mọc nhiều, che phủ 25-50% diện tích

Cop 1 Thực vật mọc tương đối nhiều, che phủ 5-25% diện tích

SP Thực vật mọc ít, che phủ 5% trở xuống

Sol Thực vật mọc rải rác phân tán

Un Một vài cây cá biệt

2.4.2.2. Phương pháp xử lý số liệu

(1). Phương pháp xác định đặc điểm cấu trúc tầng cây cao a. Cấu trúc tổ thành

Tỷ lệ tổ thành của từng loài cây (trên ÔTC) tính toán theo phương pháp của Daniel Mamillod, thông qua 2 chỉ tiêu: Tỷ lệ % số cây (N%) và tiết diện ngang (G%). Mỗi loài được xác định tỷ lệ tổ thành IV% (chỉ số quan trọng Important Value): 2 % % % Ni Gi IVi   (2-1)

Trong đó: IVi%: Là tỷ lê ̣ tổ thành (chỉ số quan trọng: Important Value) của loài i. Ni%: Là % theo số cây của loài i trong QXTV rừng.

Gi%: Là % theo tổng tiết diê ̣n ngang của loài i trong QXTV rừng.

Theo Daniel mamillod, những loài cây nào có IV% > 5% là những loài cây có ý nghĩa về mặt sinh thái. Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (1978)[50], trong một lâm phần, nhóm loài cây nào đó chiếm 50% tổng cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế, nhóm loài cây có trị số IV%>50% được xem là nhóm loài ưu thế. Cần tính tổng IV% của những loài có tri ̣ số này lớn hơn 5% xếp từ cao xuống thấp và dừng la ̣i khi tổng IV% đa ̣t 50%.

b. Mật độ

Công thức xác định mật độ như sau:

10.000 S

n

N/ha  (2-2)

Trong đó: n: Số lượng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong ÔTC. S: Diện tích ÔTC (m2).

c. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của các giai đoạn phục hồi 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 phẫu đồ ngang để xác định tỷ lệ che phủ (%) hình chiếu tán cây rừng so với bề mặt đất rừng.

Xác định phân bố số cây theo đường kính (n/D1.3) và số cây theo chiều cao (n/Hvn). Việc mô hình hoá quy luật cấu trúc tần số trong thực tiễn và nghiên cứu Nông - Lâm nghiệp có ý nghĩa rất lớn, một mặt nó cho biết các quy luật phân bố vốn tồn tại khách quan trong tổng thể, mặt khác các quy luật phân bố này có thể biểu thị một cách gần đúng bằng các biểu thức toán học cho phép xác định tần số tương ứng với mỗi tổ của đại lượng điều tra nào đó. Ngoài ra việc nghiên cứu các quy luật phân bố còn tạo tiền đề để đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý.

Tính các đặc trưng mẫu theo chương trình thống kê mô tả, chia tổ ghép nhóm các trị số quan sát theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Carruthere.

m = 5*lgn m Xmin Xmax K   (2-3) Trong đó: m: là số tổ. K: làcự ly tổ.

Xmax, Xmin: là trị số quan sát lớn nhất và nhỏ nhất.

Căn cứ vào phân bố thực nghiệm, tiến hành mô hình hoá quy luật cấu trúc tần số theo những phân bố lý thuyết khác nhau.

- Phân bố giảm (phân bố mũ)

Trong Lâm nghiệp thường dùng phân bố giảm dạng hàm Meyer để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số số cây theo đường kính (N/D1.3), số cây theo chiều cao (N/Hvn) ở những lâm phần hỗn giao, khác tuổi qua khai thác chọn không quy tắc nhiều lần. Hàm Meyer có dạng:

ft = .e-x (2-4) Trong đó: ft: là tần số quan sát, x là cỡ kính hoặc cỡ chiều cao.

Để xác định tham số của phân bố giảm dạng hàm Meyer, trước hết phải tuyến tính hoá phương trình mũ, bằng cách logarit hoá cả hai vế của phương trình (2-4), để đưa về dạng phương trình hồi quy tuyến tính một lớp có dạng:

y = a + bx.

- Phân bố Weibull: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền giá trị (0,+ ), hàm mật độ có dạng:

α1 λ.xα

e α.λ.x

f(x)   (2-5)

Trong đó:  và  là hai tham số của phân bố Weibull. Tham số  đặc trưng cho độ nhọn phân bố, tham số  biểu thị độ lệch của phân bố.

Nếu  = 1: phân bố có dạng giảm.  = 3: phân bố có dạng đối xứng.  > 3: phân bố có dạng lệch phải.  < 3: phân bố có dạng lệch trái.

Tham số  được ước lượng theo phương pháp tối đa hợp lý bằng công thức:  =   n 1 i α fi.xi n (2-6)

- Phân bố khoảng cách: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt quãng, hàm toán học có dạng: F (x) =      1 ). 1 )( 1 (   x  1 0   x x (2-7)

Trong đó:  =f0/n, với f0: là tần số quan sát tuyệt đối ứng với tổ đầu tiên. n: là dung lượng mẫu

X = (xi – x1)/k với k là cự ly tổ, xi là trị số giữa cỡ đường kính (chiều cao) thứ i, x1 là trị số giữa cỡ đường kính ( chiều cao) tổ thứ nhất. Như vậy X lấy các giá trị  0, là những số tròn.

* Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố

Cho giả thuyết H0: Fx(x) = F0(x), trong đó F0(x) là một hàm phân bố hoàn toàn xác định. Để kiểm tra giả thuyết H0, người ta dùng tiêu chuẩn phù hợp khi bình phương của Pearson:

  flt flt) (ft χ2 2 (2-8) Trong đó: ft: là trị số thực nghiệm. flt: là trị số lý thuyết.

Nếu 2 tính 052 tra bảng với bậc tự do k = m - r - 1 (r là tham số của phân bố lý thuyết cần ước lượng; m là số tổ sau khi gộp) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho+).

Nếu 2 tính  052 tra bảng với bậc tự do k = m - r -1 thì phân bố lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho-).

(2). Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng a. Tổ thành lớp cây tái sinh

Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:

m ni n m 1 i    (2-9)

Trong đó:n: là số cây trung bình theo loài. m: là tổng số cá thể điều tra. ni: là số lượng cá thể loài i.

Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo công thức: n% .100 ni ni m 1 i    (2-10)

Nếu: ni 5%: thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành.

Hệ số tổ thành: 10 m n K i i   (2-11) Trong đó: Ki: là hệ số tổ thành loài thứ i. ni: là số lượng cá thể loài i. m: là tổng số cá thể điều tra.

b. Mật độ lớp cây tái sinh

Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức sau:

S n 10.000

N/ha 

(2-12)

Trong đó: N/ha: là mật độ loài trên đơn vị diện tích.

S: là tổng diện tích các ÔDB điều tra tái sinh (m2). n: là số lượng cây tái sinh điều tra được.

c. Chất lượng lớp cây tái sinh

Nghiên cứu tái sinh theo cấp chất lượng tốt, trung bình và xấu đồng thời xác định tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng.

Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu theo công thức:

100 N n

N%  (2-13) Trong đó: N%: tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, xấu

n: tổng số cây tốt, trung bình, xấu N: tổng số cây tái sinh

d. Phân bố lớp cây tái sinh theo cấp chiều cao

Thống kê số lượng cây tái sinh theo 3 cấp chiều cao: < 1m; 1-2m và < 2m.

e. Ảnh hưởng của một số nhân tố đến lớp cây tái sinh

(3). Phương pháp xác định các chỉ số TĐD loài thực vật của quần xã

Để nghiên cứu đặc điểm tính đa dạng loài thực vật rừng và phân tích sự biến động của nó theo thời gian PHR ở phần này sẽ phải tính giá trị IV% và 2 chỉ tiêu tính đa dạng là: 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 (cả cây cao và cây tái sinh) có đường kinh từ D1.3 >1, 0 cm

a. Sử dụng & phân tích chỉ số tính đa dạng α

* Xác định chỉ số độ phong phú loài theo chỉ số Margalef:

Rm = (S-1) / LnN (2-15) Trong đó: S: là số loài trong ÔTC.

N: là số cá thể của các loài trong ÔTC.

* Xác định Chỉ số tính đa dạng của Simpson và chỉ số Shannon - Wiener: D = 1-ΣP2i (2-16)

Nếu D càng lớn thì tính đa dạng càng cao. Pi= (ni/N), tức n là số cá thể của loài thứ i.

H’= - ΣPilnPi = - Σ[(ni/N)ln(ni/N)] (2-18) * Xác định chỉ số độ đồng đều bởi công thức của Pielou:

JSW= H”/ lnS; JS= D / (1 - (1/S)) (2-19) * Xác định chỉ số độ đồng đều bởi công thức của Alatalo:

E = ((1/D) - 1)/ (eH’ -1) (2-20) Trong đó: H’: là chỉ số Shannon – Wiener.

D: là chỉ số Simpson. S: là số loài trong ÔTC.

Chỉ số độ đồng đều phản ánh “Độ đồng đều” tương đối của số loài khác nhau.

b. Phân tích đặc điểm tính đa dạng loài thực vật theo thời gian phục hồi

Trên cơ sở xác định được các chỉ số: Chỉ số độ phong phú, chỉ số tính đa dạng, chỉ số độ đồng đều sẽ phân tích đặc điểm tính đa dạng loài thực vật trong các thời gian phục hồi rừng khác nhau khác nhau thuộc khu vực nghiên cứu.

Chương 3

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên

3.1.1. Vị trí địa lý và diện tích

Xã Yên Nhân cách trung tâm huyện Thường Xuân 45 km về phía Tây Bắc, trên trục đường tỉnh lộ 507 (huyện Thường Xuân đi lên huyện Bát Mọt), có tọa độ địa lí từ 190 13' 10'' đến 200 07' 47'' vĩ độ Bắc và 1050 10' 58'' kinh độ Đông.

- Phía Bắc giáp huyện Lang Chánh, tỉnh Thanh Hóa.