Chƣơng 1 : TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng biểu thị sự tổ chức và sắp xếp của các thành phần thực vật theo không gian và thời gian (Nguyễn Văn Thêm, 2002 [23]). Cấu trúc rừng nhiệt đới có thể đƣợc mơ tả bằng những trắc đồ dọc và ngang (Richards, 1965[18]; Baur (1979)[1]). Sau này nhiều nhà lâm học Việt Nam cũng đã ứng dụng phƣơng pháp này để mô tả cấu trúc rừng nhiệt đới ở Việt Nam (Lâm Xuân Sanh, 1985 [21]; Thái Văn Trừng, 1999 [26]; Nguyễn Ngọc Lung, 1989 [16]; Nguyễn Văn Thêm, 2002 [22]). Phƣơng pháp trắc đồ rừng có nhƣợc điểm là khơng định lƣợng đƣợc những đặc trƣng cấu trúc rừng. Để khắc phục nhƣợc điểm này, nhiều nhà lâm học đã ứng dụng tốn học để mơ tả cấu trúc rừng. Meyer đã mơ tả phân bố đƣờng kính thân cây (N/D) của rừng tự nhiên bằng hàm số mũ có dạng y = k*exp(-αx); trong đó y là tần số, x là đƣờng
kính, k và α là tham số, e là cơ số neper (Nguyễn Hải Tuất, 1982 [27]; Nguyễn Văn Trƣơng, 1983 [28]). Rollet (1971) đã mô tả phân bố N/D bằng hàm Weibull (dẫn theo Nguyễn Văn Trƣơng, 1983 [28]). Đổng Sĩ Hiền (1974) (Dẫn theo Nguyễn Hải Tuất, 1982 [27]) đã sử dụng hàm phân bố Meyer và hệ đƣờng cong Poisson và Pearson để nắn phân bố N/D đối với rừng tự nhiên. Nguyễn Văn Trƣơng (1983)[28] đã mơ tả cấu trúc rừng hỗn lồi nhiệt đởi ở Việt Nam bằng những hàm phân bố xác suất khác nhau. Nguyễn Hải Tuất (1982)[27] đã sử dụng phân bố khoảng cách để mô tả cấu trúc N/D của rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác.
1.3.1. Phân tích tổ thành quần xã thực vật
Theo Thái Văn Trừng (1999)[26], để hiểu biết về rừng, trƣớc hết nhà lâm học cần phải rõ tổ thành cây gỗ. Curtis và McIntosh (1951) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2010 [24]) đã xác định tổ thành loài cây gỗ theo giá trị trung bình của ba tham số: độ thƣờng gặp tƣơng đối (F%), mật độ tƣơng đối (N%) và tiết diện ngang thân cây tƣơng đối (G%). Phƣơng pháp của Curtis và McIntosh có một số nhƣợc điểm: (a) chỉ số IVI% thay đổi tùy theo kích thƣớc và số lƣợng ơ mẫu; (b) F% chỉ có ý nghĩa khi phân bố của loài cây gỗ tuân theo luật ngẫu nhiên. Ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (1999)[26] đã xác định tổ thành rừng theo giá trị trung bình của ba tham số N%, G% và thể tích thân cây tƣơng đối (V%). Dựa theo ba tham số này, ông đã đƣợc phân chia những quần xã thực vật (QXTV) thành những quần hợp, ƣu hợp và phức hợp. Quần hợp thực vật là QXTV có tỷ lệ cá thể (hoặc thể tích) của 1-2 lồi cây gỗ ƣu thế chiếm trên 90% số lƣợng cá thể (hoặc thể tích) của các loài cây trong thảm thực vật. Ƣu hợp thực vật là QXTV có tỷ lệ cá thể của dƣới 10 loài cây ƣu thế chiếm 40 - 50% tổng số lƣợng cá thể của các loài. Phức hợp thực vật là QXTV có độ ƣu thế của các lồi cây phân hóa khơng rõ.
Tổ thành cây bụi đƣợc xác định dựa theo thành phần loài và độ phong phú của loài. Độ phong phú của loài đƣợc đánh giá dựa theo chiều cao và độ che phủ của tán lá trên mặt đất. Độ phong phú của thảm cỏ đƣợc đánh giá theo phần trăm độ che phủ của thảm cỏ trên mặt đất. Theo Druze (Nguyễn văn Thêm, 2002, 2010 [23, 24]), độ che phủ của thảm cỏ đƣợc phân chia thành 7 cấp (Un = 0,2%, Sol < 1%, Sp 1 – 4%, Cop1 = 5 – 20%, Cop2 = 21 – 50%, Cop3 = 51 – 75% và Soc = 76 – 100%).
1.3.2. Phân tích đa dạng lồi cây gỗ
Hiện nay đa dạng sinh vật là mối quan tâm lớn đối với mỗi quốc gia. Nguyên nhân là vì đa dạng sinh vật có ý nghĩa lớn đối với quy hoạch rừng, bảo tồn đa dạng sinh vật, đời sống cộng đồng và kinh tế. Đa dạng sinh vật trong một cảnh quan hay một khu vực địa lý nhất định là đa dạng gamma (γ). Đa dạng gamma bao gồm đa dạng alpha (α) và đa dạng beta (β). Đa dạng alphalà đa dạng sinh vật trong một vi môi trƣờng sống nhất định hoặc một ô mẫu nhất định. Đa dạng alpha đƣợc xác định bằng những chỉ số đa dạng lồi bình qn trong một quần xã sinh vật nhất định. Đa dạng betalà đa dạng loài của nhiều quần xã sinh vật trong những môi trƣờng khác nhau. Đa dạng beta đƣợc xác định bằng cách gộp chung nhiều quần xã trong những môi trƣờng khác nhau. Đa dạng sinh vật phụ thuộc vào vị trí địa lý (vĩ độ, kinh độ), độ cao địa hình, khí hậu, thời gian hình thành mơi trƣờng, những rối loạn trong môi trƣờng, cấu trúc và diễn thế của quần xã…Đa dạng sinh vật của một khu vực nào đó đƣợc xác định thơng qua ba số đo: sự giàu có về loài, đa dạng loài và phân bố độ phong phú hay độ ƣu thế của lồi. Sự giàu có về loài của quần xã đƣợc biểu thị bằng số lồi bắt gặp và có thể đƣợc đo bằng chỉ số của Margalef và chỉ số Menhinick. Đa dạng loài thƣờng đƣợc đo bằng các chỉ số của Simpson (1949), Shannon-Weiner (1948, 1949), McIntosh (1967), Berger-Parker (1970), Hill (1973) và Brillouin. Chỉ số ƣu thế Simpson đƣợc sử dụng để xác định đa dạng sinh vật của những quần xã sinh vật ở một môi trƣờng nhất định (đa dạng Alpha). Chỉ số đa dạng Shannon – Weiner đƣợc sử dụng để so sánh đa dạng giữa những môi trƣờng sống khác nhau (đa dạng Beta). Phân bố độ phong phú của các loài trong quần xã (chỉ số đồng đều) có thể đƣợc đo đạc bằng các chỉ số Shannon-Weiner (1948), Simpson (1949), Pielou (1969), Hill (1973) và Heip (1974); trong đó hai chỉ số thơng dụng nhất là Shannon-Weiner và Pielou. Những chỉ số này đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong sinh thái học và cũng đã đƣợc xây dựng thành phần mềm tính tốn trong các gói thống kê (Kimmins, 1998; dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002 [23]).