Đa dạng loài là sự phong phú đa dạng về loài trong một quần thể hay trong một tập hợp cá thể sống. Bởi vậy, ta có thể thấy rừng tự nhiên thƣờng có tính đa dạng loài cao hơn so với các loại rừng trồng. Tuy quần xã sinh vật có nhiều loài nhƣng số lƣợng (hoặc sinh khối của các loài là không giống nhau. Những loài có số lƣợng hoặc sinh khối lớn đƣợc gọi là loài ƣu thế và những loài này thƣờng đóng vai trò quyết định đối với xu thế biến đổi của quần xã. Để đánh giá mức độ đa dạng loài tầng cây cao đề tài sử dụng 6 chỉ số đa dạng là: Mức độ phong phú của loài; Số loài ∆SC; Chỉ số đa dạng Shannon - Weiner; Simpson; Pielou và Margalef.
Hàm số liên kết Shannon - Wiener: Hàm số này đƣợc hai tác giả Shannon và Wiener đƣa ra năm 1949 và dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài của một quần xã. Theo Shannon - Wiener, giá trị tính toán của H càng lớn thì mức độ đa dạng loài càng cao. Khi H = 0, quần xã chỉ có một loài duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi Hmax = C.logn, quần xã có số lƣợng loài nhiều nhất và mỗi loài chỉ có một cá thể, mức độ đa dạng cao nhất.
Chỉ số Simpson (1949): đã đƣợc nhiều nhà sinh thái ứng dụng vào nghiên cứu, đánh giá mức độ đa dạng loài ở một quần xã. Chỉ số này đƣợc đánh giá thông qua giá trị D. Giá trị D nằm trong khoảng từ 0 ÷ 1. Khi D = 0, quần xã có một loài duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi D = 1 quần xã có số loài nhiều nhất và mỗi loài chỉ có một cá thể, mức độ đồng đều cao nhất. Giá trị D càng lớn thì số lƣợng loài của quần xã càng nhiều, mức độ đa dạng càng cao.
Kết quả tính toán một số chỉ số đa dạng đƣợc tổng hợp ở bảng 4.15 dƣới đây.
Bảng 4.15. Tổng hợp kết quả tính toán chỉ số đa dạng của 3 trạng thái rừng
Trạng thái OTC N Số loài (∆SC) Mức độ phong phú loài (R) Shannon - Wiener (∆Sh) Simpson (∆Si) Peilou (J') Margalef (d) IIIA1 1 354 49 2,96 3,60 0,956 0,834 74,644 2 287 51 Tổng cộng 75 IIIA2 1 399 51 2,79 3,70 0,963 0,847 78,656 2 403 56 Tổng cộng 79 IIIA3 1 561 53 2,45 3,53 0,955 0,815 75,665 2 401 43 Tổng cộng 76
Kết quả ở bảng 4.15 cho thấy: Trên cùng một trạng thái rừng, số lƣợng loài cây và chỉ số phong phú loài giữa các OTC đã có sự sai khác nhau.
Số loài cây trung bình tầng cây cao của 3 trạng thái rừng nằm trong khoảng từ 75 đến 79 loài. Tuy nhiên, có sự mâu thuẫn giữa trạng thái rừng IIIA1 và IIIA3, cụ thể, ∆Sh, ∆Si (IIIA1) > ∆Sh, ∆Si (IIIA3), nhƣng ∆SC (IIIA1) < ∆SC (IIIA3). Sự không đồng nhất này có thể đƣợc giải thích bởi sự thiết hụt về đa dạng nội tại của các trạng thái rừng đƣợc đánh giá.
Chỉ số số loài loài (∆SC) dao động từ 75 đến 79 loài và có sự khác nhau ở 3 trạng thái, trong đó trạng thái rừng IIIA2 có chỉ số phong phú cao nhất là 79 loài, tiếp đến là trạng thái IIIA3 là 76 loài và thấp nhất là trạng thái IIIA1 là 75 loài.
Chỉ số mức độ phong phú loài (R) dao động trung bình từ 2,45 đến 2,96 và có sự khác nhau ở 3 trạng thái, trong đó trạng thái rừng IIIA1 có chỉ số phong phú cao nhất là 2,96, tiếp đến là trạng thái IIIA2 (R = 2,79) và thấp nhất là trạng thái IIIA3 (R = 2,45).
Tính đa dạng về số loài cây tầng cây cao theo chỉ số Shannon-Wiener của 3 trạng thái rừng có sự sai khác không rõ rệt, trong đó đa dạng nhất là trạng thái IIIA2
(H = 3,7), thấp nhất là trạng thái IIIA3 (Htb = 3,53).
Chỉ số Simpson (D) ở cả 3 trạng thái rừng đều lớn hơn 0,95 chứng tỏ quần xã thực vật rừng ở khu vực nghiên cứu là rất đa dạng, có sự tham gia của nhiều loài cây và số lƣợng cá thể trong một loài khá đồng đều. Kết quả tính chỉ số đa dạng theo chỉ số Simpson cho thấy, số loài ở trạng thái IIIA2 đa dạng nhất do có chỉ số cao nhất (D = 0,963); sau đó là trạng thái IIIA1 (D = 0,956) và trạng thái IIIA1 (D = 0,955), do Khi D càng gần với 1 quần xã có số loài nhiều nhất và mỗi loài chỉ có một cá thể, mức độ đồng đều cao nhất.
Chỉ số hợp lý (J) của Pielou: dùng để đánh giá mức độ phong phú của loài xuất hiện trong quần xã, hay đánh giá mức độ đồng đều về số lƣợng cá thể của mỗi loài. J nhận giá trị từ 0 ÷ 1, J = 0 khi quần xã chỉ có một loài, J = 1 khi quần xã có số loài cao nhất với số lƣợng cá thể bằng nhau, khi đó quần xã có một sự cân bằng tƣơng đối. Xuất phát từ hàm lý thuyết thông tin, đề tài tiến hành xác định chỉ số hợp lý tƣơng đối. Kết quả theo chỉ số của Pielou cho thấy trạng thái IIIA2 có mức độ đa dạng loài là cao nhất do có chỉ số J’ cao nhất là 0,847, sau đó đến trạng thái IIIA1 (J’ = 8,34), cuối cùng là trạng thái IIIA3 (J’ = 8,15).
Chỉ số đa dạng của Margalef (d): Chỉ số này dùng để xác định tính đa dạng hay độ phong phú về loài của quần xã. Kết quả theo chỉ số đa dạng của Margalef (d) giống nhƣ chỉ số Shannon - Wiener, nghĩa là ở trạng thái IIIA2 có mức độ đa dạng loài là cao nhất do có chỉ số cao nhất là 78,656, tiếp theo là trạng thái IIIA3 (d = 75,665) và mức độ đa dạng loài thấp nhất là trạng thái IIIA1 (d = 74,664).
Đánh giá chung:
Với 6 chỉ số vừa đƣợc nghiên cứu ở trên cho thấy: Mức độ phong phú cũng nhƣ mức độ đa dạng về loài của một số trạng thái rừng tự nhiên tại huyện An Lão,
tỉnh Bình Định là tƣơng đối cao. Khi xét trên cùng địa điểm thì mức độ phong phú và mức độ đa dạng về loài có xu hƣớng biến động theo các trạng thái rừng. Mặc dù, các trạng thái rừng phân bố ở gần với khu vực sinh sống của đồng bào dân tộc, dẫn tới những tác động tới rừng mạnh hơn so với các trạng thái xa khu dân cƣ là điều không thể tránh khỏi. Nhƣng từ hiện trạng rừng cho thấy: Ngƣời dân khai thác các loài cây gỗ quý hiếm, có giá trị kinh tế cao và nguồn cây thuốc là chủ yếu. Quá trình khai thác đã diễn ra từ nhiều năm trƣớc và đƣợc tiến hành từ dƣới chân cho đến đỉnh các ngọn núi, nên tình trạng mất các loài cây quý hiếm, có giá trị diễn ra khá đồng nhất ở cả 3 trạng thái rừng. Bởi vậy, trong quá trình điều tra đã thấy: Tỷ lệ cây quý hiếm, có giá trị cao còn lại rất ít, các loài cây gỗ còn lại chủ yếu có giá trị kinh tế thấp.