- Phạm vi về nội dung: Đặc điểm vật hậu học; Phân bố; Đánh giá các tác động và Đề xuất giải pháp bảo tồn đối với loài cây Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông.
- Phạm vi về không gian: Tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa.
- Phạm vi về thời gian: Từ tháng 10/2016 đến tháng 4/ 2017. 3.2. Mục tiêu nghiên cứu
3.2.1. Mục tiêu tổng quát
Cung cấp cơ sở khoa học nhằm bảo tồn Loài Thông pà cò (Pinus kwangtungensis Chun ex Tsiang) và Thông đỏ bắc (Taxus chinensis (Pilg.) Rehder) tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông.
3.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định đƣợc đặc điểm lâm học và hiện trạng bảo tồn Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại Khu BTTN Pù Luông.
- Đề xuất biện pháp bảo tồn và phát triển tồn Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại Khu BTTN Pù Luông.
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm vật hậu học của Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại khu vực nghiên cứu.
- Nghiên cứu đặc tính sinh thái của Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại Khu BTTN Pù Luông.
- Đánh giá các tác động ảnh hƣởng đến loài Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại tại Khu BTTN Pù Luông.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm vật hậu học của Thông pà cò và Thông đỏ bắc
a. Công tác chuẩn bị
- Chuẩn bị các thông tin liên quan đến hai loài nêu trên.
- Chuẩn bị các tƣ trang cá nhân phục vụ cho quá trình điều tra ngoài thực địa.
- Hệ thống phiếu biểu điều tra; thiết bị, dụng cụ cần thiết nhƣ: Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, máy ảnh, GPS, Thƣớc dây, Thƣớc kẹp kính, Thƣớc đo cao, kẹp tiêu bản…
b. Điều tra thu thập số liệu
Phương pháp kế thừa số liệu và phỏng vấn
+ Kế thừa các nguồn tài liệu, các kết quả nghiên cứu có liên quan đến loài nghiên cứu về đặc tính sinh vật học và sinh thái học của loài.
+ Tham vấn, phỏng vấn cán bộ Khu BTTN Pù Luông, ngƣời dân địa phƣơng và chuyên gia về đặc điểm hình thái, vật hậu của Thông pà cò và Thông đỏ bắc, mùa ra nón, nón chín, nảy mầm, nảy chồi…
Phương pháp điều tra ngoại nghiệp
Quan sát, đo đếm và ghi chép các thông tin về đặc điểm hình thái và vật hậu của ít nhất 30 cá thể/loài Thông pà cò và Thông đỏ bắc, phân bố ở các kiểu rừng khác nhau, các đai cao khác nhau và các cấp tuổi khác nhau. Nội dung điều tra ghi chép theo mẫu biểu 01.
Các chỉ tiêu đo đếm hình thái gồm: Vỏ; Thân (chiều cao, đƣờng kính của thân và các đặc điểm đặc trƣng của thân); Lá (kích thƣớc, hình dạng, màu sắc); đặc điểm hình thái nón; đặc điểm hình thái hạt.
Mẫu biểu 01. Biểu điều tra đặc điểm hình thái
Địa điểm: ... Vị trí: ... Kiểu rừng: ... Độ tàn che... Số hiệu biểu...Ngày điều tra:... Ngƣời điều tra: ...
STT
Tên loài
Tọa độ ghi nhận Mô tả đặc điểm hình thái
X Y Vỏ Thân Lá Nón
đực
Nón
cái Hạt
Nghiên cứu vật hậu học: Phƣơng pháp nghiên thực hiện theo giáo trình “Thực vật rừng” của Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, 2000. Quan sát, đo đếm và ghi chép tất cả các đặc điểm vật hậu của 2 loài khi gặp ngoài thực địa (thời gian ra nón, nón chín, hạt nảy mầm, ra chồi non, lá non...). Nội dung điều tra theo mẫu biểu 02.
Mẫu biểu 02. Biểu điều tra vật hậu
Địa điểm: ... Vị trí: ... Kiểu rừng: ... Độ tàn che... Số hiệu biểu...Ngày điều tra:... Ngƣời điều tra: ...
Số hiệu
cây
Tọa độ ghi nhận Tên loài Thời gian Đặc điểm vật hậu X Y Thân Lá Chồi Nón đực Nón cái Hạt c. Xử lý nội nghiệp
Dựa vào kết quả điều tra thu thập số liệu của 2 loài Thông pà cò và Thông đỏ bắc tiến hành tổng hợp đặc tính sinh học của 2 loài nhƣ: Đặc điểm hình thái; Vật hậu: mùa ra nón, nón chín, ra lá non, nảy chồi, rụng lá…
3.4.2. Phương pháp nghiên cứu đặc tính sinh thái của Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại KBTTN Pù Luông.
a. Điều tra sơ thám
Tiến hành xác định trên bản đồ khu vực cần điều tra, điều tra sơ thám nhằm: - Xác định đƣợc khu vực nghiên cứu nơi có loài Thông pà cò, Thông đỏ bắc phân bố.
- Xác định sơ bộ và mở rộng tuyến điều tra sao cho đảm bảo đi qua các loại rừng đại diện, nơi nghi ngờ có loài cây nghiên cứu phân bố.
b. Điều tra chi tiết
Tại mỗi khu vực, nắm bắt thông tin chung thông qua tài liệu của KBTTN và thông qua phỏng vấn cán bộ và ngƣời dân địa phƣơng... Kế thừa tài liệu đã có kết hợp với điều tra bổ sung theo tuyến ngoài thực địa nhằm xác định vùng phân bố của loài Thông pà cò, Thông đỏ bắc. Xây dựng các tuyến điều tra đƣợc xác định trên bản đồ và đi qua 36/36 tiểu khu rừng thuộc khu BTTN Pù Luông. Trên các tuyến điều tra, tiến hành điều tra phát hiện loài bằng cách quan sát, nhận dạng qua đặc điểm hình thái. Nghiên cứu dự định điều tra 08 tuyến. Kết quả điều tra đƣợc trên tuyến ghi vào mẫu biểu 03.
Mẫu biểu 03: Điều tra phân bố của loài theo tuyến
Ngày điều tra: ………Ngƣời điều tra: ………... Địa điểm điều tra: ………… Tọa độ: ………. Độ cao: ………...
Số hiệu tuyến
Xã
Điểm đầu tuyến Điểm cuối tuyến Độ dài tuyến (km) Xuất hiện của cây Thông pà cò,Thông đỏ bắc Địa danh Tọa độ Độ cao (m) Địa danh Tọa độ Độ cao (m)
* Phương pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời
Tại mỗi vị trí độ cao khác nhau (100m) hoặc sinh cảnh khác nhau nơi có Thông pà cò hoặc Thông đỏ bắc phân bố, lập ít nhất 01 OTC điển hình tạm thời có diện tích 500m2
(20 x 25 m). Nghiên cứu dự kiến điều tra ít nhất 10 OTC/loài. Điều tra các thông tin trong OTC theo phƣơng pháp điều tra lâm học (Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan, 2005). Số liệu thu thập đƣợc ở các ô tiêu chuẩn trên tuyến điều tra, trên các vị trí khác nhau đƣợc ghi chép theo các mẫu biểu lập sẵn. Các chỉ tiêu cần xác định là: tần số bắt gặp, đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng hoặc lâm phần nơi có Thông pà cò, Thông đỏ bắc phân bố; loài cây đi kèm, loài cây chiếm ƣu thế tầng cây cao, tầng cây bụi…
Tại các OTC tiến hành mô tả các chỉ tiêu cần thiết phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài nhƣ độ dốc mặt đất, hƣớng phơi, độ cao…, sau đó
xác định tên loài và các chỉ tiêu sinh trƣởng của tầng cây cao:
- Đƣờng kính thân cây (D1.3cm) đƣợc đo bằng thƣớc kẹp kính hai chiều, hoặc dùng thƣớc dây đo chu vi.
- Chiều cao vút ngọn (HVN, m) và chiều cao dƣới cành (HDC, m) đƣợc đo bằng thƣớc đo cao. HVN của cây rừng đƣợc xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh trƣởng của cây, HDC đƣợc xác định từ gốc cây đến cành cây đầu tiên tham gia vào tán của cây rừng.
- Đƣờng kính tán lá (DT, m) đƣợc đo bằng thƣớc dây, đo hình chiếu tán lá trên mặt phằng ngang theo hai hƣớng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình quân.
Kết quả đo đƣợc thống kê vào phiếu điều tra tầng cây cao theo mẫu biểu 04.
Mẫu biểu 04: Điều tra tầng cây cao
Số OTC:... Hƣớng dốc:... Ngƣời điều tra:... Độ cao:... Độ dốc:... Ngày điều tra:... Tọa độ:... Độ tàn che:... Trạng thái rừng:...
TT cây Tên loài Chu vi (cm) D1.3 (cm) Hvn (m) Hdc (m) D (tán) Chất lượng Ghi chú
*Phương pháp điều tra cây tái sinh
Trong mỗi ODB có diện tích 25m2
Thống kê tất cả cây tái sinh vào phiếu điều tra (mẫu biểu 05) theo các chỉ tiêu: Tên loài cây tái sinh; Chiều cao cây tái sinh theo các cấp khác nhau; Xác định chất lƣợng cây tái sinh (cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trƣởng phát triển tốt, không sâu bệnh; cây xấu là những cây cong queo, cụt ngọn, sinh trƣởng phát triển kém, sâu bệnh, còn lại là những cây có chất lƣợng trung bình); Xác định nguồn gốc cây tái sinh.
Khi điều tra tái sinh trên các ODB, chúng tôi đồng thời xác định các chỉ tiêu: độ tàn che, độ che phủ bình quân và độ dốc mặt đất tại vị trí ODB.
Mẫu biểu 05: Điều tra cây tái sinh dưới tán rừng
Số OTC:... Hƣớng dốc:... Ngƣời điều tra:... Độ cao:... Độ dốc:... Ngày điều tra:... Tọa độ:... Độ tàn che:... Trạng thái rừng:...
STT ODB TT Cây Tên cây
Số cây tái sinh (cm) Chất lượng Nguồn gốc <50 cm 50-100 cm 100-200 cm >200 cm
Chọn cây mẹ là cây có tình hình sinh trƣởng tốt, không cụt ngọn, không bị lệch tán, không bị chèn ép làm cây tiêu chuẩn để điều tra cây tái sinh xung quanh. Các cây mẹ tiêu chuẩn đƣợc phân bố đều trên toàn bộ diện tích. Kết quả điều tra đƣợc ghi vào mẫu biểu 06:
Mẫu biểu 06: Điều tra tái sinh của loài quanh gốc cây mẹ
Ngày điều tra: ……… Ngƣời điều tra: ………Số tuyến... Địa điểm điều tra: ……… Tọa độ: ………. Độ cao: ………...
Chỉ tiêu Số hiệu Nguồn gốc Doo (mm) Hvn (cm) Vị trí mọc Sinh trưởng Khoảng cách cây mẹ (m) Tọa độ Ghi chú ....
* Phương pháp điều tra tầng cây bụi, thảm tươi
Lập 5 ODB có diện tích 25m2(5m x 5m): 4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa OTC. + Điều tra cây bụi theo các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, số lƣợng khóm (bụi), chiều cao bình quân, độ che phủ trung bình của từng loài trên ODB, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi (mẫu biểu 07).
Mẫu biểu 07: Biểu điều tra cây bụi
Ngày điều tra:... Ngƣời điều tra:... ÔTC:... Độ cao:... Toạ độ:...
TT
ÔDB TT loài Tên loài chủ yếu Số cây (bụi)
Độ che
phủ (m)
Sinh trưởng
+ Điều tra thảm tƣơi theo các chỉ tiêu: loài chủ yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ bình quân của loài và tình hình sinh trƣởng của thảm tƣơi trên ODB, kết quả ghi vào phiếu điều tra thảm tƣơi (mẫu biểu 08).
Mẫu biểu 08: Biểu điều tra thảm tươi
Ngày điều tra:... Ngƣời điều tra:... ÔTC:... Độ cao:... Toạ độ:...
TT ÔDB
TT loài Tên loài chủ yếu Số cây (bụi)
Độ che phủ
(m) Sinh trưởng
*Phương pháp điều tra nhóm loài cây đi kèm
Để tiến hành điều tra nhóm loài cây đi kèm đề tài sử dụng phƣơng pháp OTC 6 cây. Lấy loài cây nghiên cứu (Thông pà cò hoặc Thông đỏ bắc) làm tâm, xác định tên của 6 cây xung quanh có khoảng cách gần nhất với cây trung tâm. Điều tra xác định tên từng loài, kích thƣớc, khoảng cách và tình hình sinh trƣởng của từng cây trong ô 6 cây. Kết quả điều tra đƣợc ghi vào phiếu điều tra ô hình tròn 6 cây (mẫu biểu 09).
Mẫu biểu 09: Điều tra ô hình tròn 6 cây
OTC...Địa danh:... Ngƣời điều tra:... Vị trí:...Độ tàn che:...Ngày điều tra:... Trạng thái rừng:... TT cây Trung tâm D1.3 (cm) Hvn (m) TT cây xung quanh Khoảng cách đến cây TrT (m) Tên loài D1.3 Hvn Chất lượng 1 2 3 4 5 6
c. Xử lý nội nghiệp
- Xây dựng bản đồ tuyến điều tra và bản đồ phân bố của Thông pà cò và Thông đỏ bắc
Sử dụng phần mềm Mapinfo và nền bản đồ số của Khu BTTN Pù Luông để xây dựng các bản đồ sau:
+ Bản đồ các tuyến điều tra và vị trí các OTC trên tuyến điều tra. + Bản đồ phân bố của Thông pà cò và Thông đỏ bắc
Sử dụng phần mềm MapSoure để chuyển dữ liệu từ máy GPS vào phần mềm Mapinfo.
Từ kết quả ghi nhận các tọa độ bắt gặp cây Thông pà cò và Thông đỏ bắc trên các tuyến điều tra và OTC, sử dụng phần mềm Mapinfo chồng ghép các lớp bản đồ để thể hiện các tuyến điều tra, OTC, vị trí phân bố của Thông pà cò và Thông đỏ bắc tại Khu BTTN Pù Luông trên nền bản đồ số.
- Tổ thành tầng cây gỗ
Hệ số tổ thành của các loài cây thƣờng đƣợc xác định theo số cây hoặc theo tiết diện ngang. Trên quan điểm sinh thái ngƣời ta thƣờng xác định tổ thành tầng cây cao theo số cây còn trên quan điểm sản lƣợng, ngƣời ta lại xác định tổ thành thực vật theo tiết diện ngang hoặc theo trữ lƣợng.
Để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài sử dụng phƣơng pháp xác định giá trị (độ) quan trọng (Important Value – IV %) của Daniel Marmillod:
IVi% = (1)
Trong đó:
IVi% là tỷ lệ tổ thành (độ quan trọng) của loài i Ni% là % theo số cây của loài i trong QXTV rừng
Gi% là % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTV rừng
mặt sinh thái trong QXTV rừng. Những loài cây xuất hiện trong công thức tổ thành là loài có IV% ≥ giá trị bình quân của tất cả các loài tham gia trong QXTV rừng. Trong một quần xã nếu một nhóm dƣới 10 loài cây có tổng IV%≥ 40%, chúng đƣợc coi là nhóm loài ƣu thế và tên của QXTV rừng đƣợc xác định theo các loài đó.
- Mật độ
Cấu trúc mật độ là chỉ tiêu biểu thị số lƣợng cá thể của từng loài hoặc của tất cả các loài tham gia trên một đơn vị diện tích (thƣờng là 1 ha), phản ánh mức độ tận dụng không gian dinh dƣỡng và vài trò của loài trong QXTV rừng.
Công thức xác định mật độ nhƣ sau: = ×10.000 (2) Trong đó:
n: là số lƣợng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong OTC Sô: Diện tích OTC (m2
)
- Xác định mức độ thường gặp
Công thức xác định mức độ thƣờng gặp của một loài nhƣ sau: Mtg(%) = × 100 (3)
Trong đó:
r là số cá thể của loài i trong QXTV rừng R là tổng số cá thể điều tra của QXTV rừng.
Nếu Mtg> 50%: Rất thay gặp Mtg= 25 – 50%: Thƣờng gặp Mtg< 25%: ít gặp
-Tổ thành cây tái sinh
Đề tài xác định tổ thành tái sinh rừng theo số cây, hệ số tổ thành của từng loài đƣợc tính theo công thức:
Ki = × 100 (5) Trong đó:
Ki: Hệ số tổ thành loài thứ i Ni: Số lƣợng cá thể loài i N: Tổng số cá thể điều tra
- Mật độ cây tái sinh
Là chỉ tiêu biểu thị số lƣợng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, đƣợc xác định theo công thức sau:
= (6)
Với Sdi là tổng diện tích các ODB điều tra tái sinh (m2) và n là số lƣợng cây tái sinh điều tra đƣợc.
- Chất lượng cây tái sinh
Nghiên cứu tái sinh theo cấp chất lƣợng tốt, trung bình và xấu đồng thời xác định tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng nhằm đánh giá một cách tổng quát tình hình tái sinh đang diễn ra tại khu vực nghiên cứu.
- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao
Thống kê số lƣợng cây tái sinh theo 4 cấp chiều cao: dƣới 0,5m; 0,5- 1m; 1-2m và trên 2m.
- Ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên loài Thông pà cò và Thông đỏ bắc
+ Ảnh hƣởng của độ tàn che: Đề tài đánh giá ảnh hƣởng của độ tàn che đến tái sinh hai loài Thông pà cò và Thông đỏ bắc thông qua việc tổng hợp các chỉ tiêu nghiên cứu tái sinh nhƣ mật độ, tỷ lệ cây triển vọng và chất lƣợng cây tái sinh loài Thông pà cò, Thông đỏ bắc theo các cấp độ tàn che khác nhau ở khu vực nghiên cứu.
+ Ảnh hƣởng của cây bụi, thảm tƣơi đến tái sinh loài Thông pà cò, Thông đỏ bắc: Trên cơ sở kết quả nghiên cứu cây bụi, thảm tƣơi, đề tài tổng hợp một số chỉ tiêu nghiên cứu tái sinh nhƣ mật độ, tỷ lệ cây triển vọng và chất lƣợng cây tái sinh của loài cây theo các cấp độ sinh trƣởng khác nhau của lớp cây bụi, thảm tƣơi ở khu vực nghiên cứu.
3.4.3. Phương pháp đánh giá các tác động đến loài Thông pà cò và Thông