a) Trạng thái rừng IIIA2
Kết quả tính toán một số đặc trưng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1 được tổng hợp trong bảng 4.5.
Qua bảng 4.5 cho thấy đường kính trung bình ở 3 ODD của trạng thái rừng IIIA2 tại khu vực nghiên cứu dao động từ 10,4 - 12,9 cm, sai tiêu chuẩn S = 3,8 - 5,9 cm; phương sai S2 = 14,6 - 35,0 cm2; phạm vi biến động đường kính từ 25,5 cm đến 50,0 cm. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex > 0,
chứng tỏ phân bố N/D1.3 nhọn hơn so với phân bố chuẩn. 3 ODD cũng có giá trị độ lệch phân bố SK > 0, chứng tỏ phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIIA1
có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
Bảng 4.5. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1
Các đặc trƣng mẫu của D1.3 ODD 1 ODD2 ODD3
Trung bình mẫu D1.3 (cm) 10,4 12,9 11,3 Sai số của trung bình mẫu Sx (cm) 0,1 0,2 0,2
Trung vị mẫu Me 9,2 11,3 9,8
Mode Mo 8,1 8,1 9,5
Sai tiêu chuẩn mẫu S 3,8 5,9 4,8
Phương sai mẫu S2 14,6 35,0 23,1
Độ nhọn của phân bố Ex 2,5 4,4 4,1
Độ lệch của phân bố Sk 1,5 1,5 1,7
Phạm vi biến động R (cm) 25,5 50,0 32,9
Giá trị quan sát nhỏ nhất Dmin (cm) 6,0 6,0 6,0 Giá trị quan sát lớn nhất Dmax (cm) 31,5 56,0 38,9 Dung lượng quan sát N (cây) 1346 953 793
b) Trạng thái rừng IIIA3
Bảng 4.6. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA3
Các đặc trƣng mẫu của D1.3 ODD 1 ODD 2 ODD 3
Trung bình mẫu D1.3 (cm) 12,1 13,2 16,2 Sai số của trung bình mẫu Sx (cm) 0,1 0,2 0,3
Trung vị mẫu Me 11,0 11,7 13,1
Mode Mo 7,3 6,5 8,8
Sai tiêu chuẩn mẫu S 4,9 6,0 9,8
Phương sai mẫu S2 23,9 36,2 96,8
Độ nhọn của phân bố Ex 2,1 1,7 2,3
Độ lệch của phân bố Sk 1,3 1,1 1,5
Phạm vi biến động R (cm) 27,9 46,4 51,9 Giá trị quan sát nhỏ nhất Dmin (cm) 6,0 6,1 6,0 Giá trị quan sát lớn nhất Dmax (cm) 33,9 52,5 57,9 Dung lượng quan sát N (cây) 1297 936 833
Qua bảng 4.6 cho thấy đường kính trung bình của 3 ODD ở trạng thái rừng IIIA2 tại khu vực nghiên cứu dao động từ 12,1 - 16,2 cm, sai tiêu chuẩn S = 4,9 - 9,8 cm; phương sai S2 = 23,9 - 96,8 cm2; phạm vi biến động đường kính từ 27,9 cm đến 51,9 cm. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex > 0 và độ lệch phân bố SK > 0, chứng tỏ phân bố N/D1.3 nhọn hơn so với phân bố chuẩn và có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
c) Trạng thái rừng IIIB
Bảng 4.7. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIB Các đặc trƣng mẫu của D1.3 ODD 1 ODD 2 ODD 3
Trung bình mẫu D1.3 (cm) 15,6 19,7 17,8
Sai số của trung bình mẫu Sx (cm) 0,5 0,4 0,3
Trung vị mẫu Me 10,7 16,3 14,0
Mode Mo 6,4 8,1 10,2
Sai tiêu chuẩn mẫu S 12,7 11,7 10,7
Phương sai mẫu S2 161,6 135,9 113,4
Độ nhọn của phân bố Ex 7,9 1,0 1,5
Độ lệch của phân bố Sk 2,6 1,1 1,2
Phạm vi biến động R (cm) 91,5 64,0 74,1
Giá trị quan sát nhỏ nhất Dmin (cm) 6,1 6,0 6,0
Giá trị quan sát lớn nhất Dmax
(cm) 97,5 70,0 80,2
Dung lượng quan sát N (cây) 764 744 975
Qua bảng 4.7 cho thấy đường kính trung bình của 3 ODD ở trạng thái rừng IIIB tại khu vực nghiên cứu dao động từ 15,6 - 19,7 cm, sai tiêu chuẩn S = 10,7 - 12,7 cm; phương sai S2 = 113,4 - 161,6 cm2; phạm vi biến động đường kính từ 64,0 cm đến 91,5 cm. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex > 0 và độ lệch phân bố SK > 0 chứng tỏ phân bố N/D1.3 nhọn hơn so với phân bố chuẩn và có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
4.3.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3)
Phân bố N/D1.3 thể hiện quy luật sắp xếp các thành phần cấu tạo nên quần thể cây rừng trong không gian và theo thời gian. Đây là cơ sở quan trọng cho việc thống kê, dự đoán trữ lượng, sản lượng rừng nên nó là quy luật quan trọng trong kết cấu lâm phần. Từ quy luật cấu trúc này, có thể đánh giá được kết cấu của rừng, hướng đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp để xây dựng quần xã thực vật có năng suất và tính ổn định cao. Thông qua mật độ của từng cấp kính có thể biết được rừng đang ở trạng thái nào, dự báo xu hướng phát triển. Phân bố N/D1.3 được mô phỏng bằng phân bố giảm dạng hàm Meyer, phân bố khoảng cách và phân bố Weibull với hai và ba tham số, kết quả đã lựa chọn được dạng phân bố phù hợp đó là phân bố Weibull ba tham số. Kết quả nắn phân bố N/D1.3 theo phân bố Weibull ba tham số được tổng hợp tại bảng 4.8 dưới đây.
Bảng 4.8. Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull ba tham số của trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 và IIIBtại khu vực nghiên cứu
Trạng thái ODD β α µ D p-value α Kết
luận IIIA2 1 1,3 4,7 5,9 0,048 0,004 0,05 H0 - 2 1,1 7,2 5,9 0,052 0,011 0,05 H0- 3 1,2 5,5 6,0 0,031 0,423 0,05 H0+ IIIA3 4 1,3 6,6 6,0 0,029 0,230 0,05 H0 + 5 1,0 7,5 6,0 0,040 0,101 0,05 H0 + 6 1,1 10,3 6,0 0,035 0,248 0,05 H0 + IIIB 7 1,0 8,3 6,1 0,049 0,046 0,05 H0 - 8 1,1 14,4 5,9 0,026 0,700 0,05 H0+ 9 1,0 12,0 6,0 0,043 0,053 0,05 H0 +
Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull ba tham số ở Bảng 4.8 cho thấy, có 6/9 ô đo đếm có giá trị p-value > 0,05, nghĩa là phân bố Weibull ba tham số mô phỏng tốt cho phân bố N/D1.3 của 6/9 ODD.
Kết quả nghiên cứu này cũng phù hợp với kết quả của nhiều tác giả nghiên cứu về phân bố N/D lâm phần rừng tự nhiên như nghiên cứu phân bố N/D của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Kon Hà Nừng (Lê Sáu, 1996), ở Hương Sơn (Đào Công Khanh, 1996) hay rừng tự nhiên trạng thái IIIA tại huyện An Lão, tỉnh Bình Định (Phạm Quý Vân, 2018) đều chỉ ra rằng hàm Weibull mô phỏng tốt nhất phân bố N/D. Cao Thị Thu Hiền và Nguyễn Hồng Hải (2018), Nguyễn Quang Phúc (2019) cũng kết luận phân bố Weibull mô phỏng tốt cho phân bố N/D.
Sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm theo hàm Weibull ba tham số được minh họa trong Hình 4.1 sau đây.
Kết quả Hình 4.1 cho thấy, hình dạng phân bố N/D1.3 ở các ODD khá giống nhau và số lượng cây đạt cực đại tại cỡ kính nhỏ nhất (D1.3 = 8 cm) và giảm dần khi cỡ đường kính tăng lên, điều này cho thấy phân bố N/D1.3 tại khu vực nghiên cứu theo quy luật phân bố giảm đặc trưng cho rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi. Cây có đường kính trên 70 cm chỉ có ở ODD 8 và ODD 9 của trạng thái IIIB.
Các cây gỗ lớn (đường kính ngang ngực ≥70 cm) đóng vai trò quan trọng trong lưu trữ carbon trong các khu rừng nhiệt đới và có mối liên quan nhiều với điều kiện thời tiết và khí hậu (Clark và Clark 1996). Tuy nhiên, có rất ít cây gỗ lớn trong các khu rừng nhiệt đới ở Đông Nam Á. Trong nghiên cứu này cho thấy mật độ cây gỗ lớn dao động từ 1 cây/ha đến 6 cây/ha chiếm tỷ lệ phần trăm rất thấp (< 1%). Tỷ lệ cây lớn này thấp hơn so với các khu rừng nhiệt đới khác như ở rừng nhiệt đới vùng thấp Neotropical, cây lớn chiếm 2% số cây (Clark và Clark 1996), hay 4,5% tổng số thân cây trong rừng nhiệt đới Tanzania (Huang và cộng sự, 2003).
ODD 1 (trạng thái rừng IIIA2) ODD 4 (trạng thái rừng IIIA3) ODD 5 (trạng thái rừng IIIA3) ODD 6 (trạng thái rừng IIIA3) ODD 8 (trạng thái rừng IIIB)
ODD 9 (trạng thái rừng IIIB)
Hình 4.1. Phân bố N/D1.3 của đối tƣợng nghiên cứu theo hàm Weibull ba tham số
4.3.3. Kết quả các đặc trưng thống kê cơ bản của HVN
a) Trạng thái rừng IIIA2
Kết quả tính toán một số đặc trưng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA2 được tổng hợp trong bảng 4.9.
Qua bảng 4.9 cho thấy chiều cao vút ngọn trung bình của 3 ODD ở trạng thái rừng IIIA2 tại khu vực nghiên cứu dao động từ 7,3 - 9,4 m, sai tiêu chuẩn S = 1,8 - 3, (m); phương sai S2 = 3,1 - 10,8 (m2); phạm vi biến động chiều cao từ 12,0 m đến 18,5 m. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex < 0, chứng tỏ phân bố N/Hvn tù hơn so với phân bố chuẩn. 3 ODD có giá trị độ lệch phân bố SK > 0, cho thấy phân bố N/Hvn của trạng thái rừng IIIA1 có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
Bảng 4.9. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA2
Các đặc trƣng mẫu của Hvn ODD 1 ODD 2 ODD 3
Trung bình mẫu Hvn (m) 7,3 9,2 9,4
Sai số của trung bình mẫu Sx (m) 0,1 0,1 0,2
Trung vị mẫu Me 7,0 8,5 8,5
Mode Mo 7,0 7,0 7,0
Sai tiêu chuẩn mẫu S 1,8 2,6 3,3
Phương sai mẫu S2 3,1 7,0 10,8
Độ nhọn của phân bố Ex -1,0 -0,7 -1,4
Độ lệch của phân bố Sk 0,6 0,5 1,2
Phạm vi biến động R (m) 12,0 12,5 18,5
Giá trị quan sát nhỏ nhất Hmin (m) 3,0 3,5 3,5 Giá trị quan sát lớn nhất Hmax (m) 15,0 16,0 22,0
b) Trạng thái rừng IIIA3
Bảng 4.10. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA3
Các đặc trƣng mẫu của Hvn ODD 1 ODD 2 ODD 3
Trung bình mẫu Hvn (m) 10,3 10,3 10,0
Sai số của trung bình mẫu Sx (m) 0,1 0,2 0,2
Trung vị mẫu Me 10 9,5 9,5
Mode Mo 7,5 7 7,5
Sai tiêu chuẩn mẫu S 3,4 3,5 3,7
Phương sai mẫu S2 11,6 12,5 13,6
Độ nhọn của phân bố Ex -0,2 -0,9 -0,03
Độ lệch của phân bố Sk 0,7 0,4 0,7
Phạm vi biến động R (m) 19,0 17,0 19,5
Giá trị quan sát nhỏ nhất Hmin (m) 4,0 3,0 3,0 Giá trị quan sát lớn nhất Hmax (m) 23,0 20,0 22,5
Dung lượng quan sát N (cây) 732 484 463
Qua bảng 4.10 cho thấy chiều cao vút ngọn trung bình của 3 ODD ở trạng thái rừng IIIA3 tại khu vực nghiên cứu dao động từ 10,0 - 10,3 m, sai tiêu chuẩn S = 3,4 - 3,7 m; phương sai S2 = 11,6 - 13,6 m2; phạm vi biến động chiều cao từ 17,0 - 19,5 m. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex < 0 và độ lệch phân bố SK > 0, chứng tỏ phân bố N/Hvn tù hơn so với phân bố chuẩn và có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
c) Trạng thái rừng IIIB
Bảng 4.11. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIB Các đặc trƣng mẫu của Hvn ODD 1 ODD 2 ODD 3
Trung bình mẫu Hvn (m) 10,9 12,3 12,5
Sai số của trung bình
mẫu Sx (m) 0,3 0,2 0,3
Trung vị mẫu Me 8,5 12,0 11,5
Mode Mo 6,0 6,0 7,0
Sai tiêu chuẩn mẫu S 5,9 4,8 5,7
Phương sai mẫu S2 34,3 22,7 32,7
Độ nhọn của phân bố Ex -0,8 -0,9 -0,9
Độ lệch của phân bố Sk 1,3 0,3 0,5
Phạm vi biến động R (m) 25,0 22,5 23,0
Giá trị quan sát nhỏ nhất Hmin (m) 3,5 4,0 3,0 Giá trị quan sát lớn nhất Hmax (m) 28,5 26,5 26,0
Dung lượng quan sát N (cây) 438 381 496
Qua bảng 4.11 cho thấy chiều cao vút ngọn trung bình của 3 ODD ở trạng thái rừng IIIB tại khu vực nghiên cứu dao động từ 10,9 - 12,5 m, sai tiêu chuẩn S = 4,8 - 5,9 m; phương sai S2 = 22,7 - 34,3 m2; phạm vi biến động chiều cao từ 22,5 đến 25,0 m. Cả 3 ODD đều có giá trị độ nhọn phân bố Ex < 0 và độ lệch phân bố SK > 0, chứng tỏ phân bố N/Hvn tù hơn so với phân bố chuẩn và có dạng 1 đỉnh lệch trái so với phân bố chuẩn.
4.3.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN)
Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao phản ánh một mặt đặc trưng sinh thái của quẩn thể thực vật hiện tại trong không gian theo chiều thẳng đứng cũng như trình độ kinh doanh rừng. Đây cũng là cơ sở đề xuất và áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cần thiết để điều chỉnh cấu trúc rừng theo chiều thẳng đứng, tạo điều kiện cho rừng phát triển phù hợp với mục đích sử dụng rừng.
Kết quả mô phỏng được tổng hợp trong bảng 4.12.
Bảng 4.12. Kết quả mô phỏng phân bố thực nghiệm N/H cho 3 trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 và IIIBtheo hàm Weibull ba tham số
Trạng thái rừng ODD α µ D p- value α Kết luận IIIA2 1 2,163 5,891 1,970 0,100 0,002 0,05 H0 - 2 2,590 7,120 2,840 0,111 0,210 0,05 H0 + 3 2,163 7,420 2,753 0,121 0,602 0,05 H0+ IIIA3 4 2,112 7,638 3,491 0,063 0,058 0,05 H0 + 5 2,537 9,326 2,003 0,102 0,080 0,05 H0+ 6 2,343 9,138 1,946 0,081 0,074 0,05 H0 + IIIB 7 1,470 8,675 2,999 0,130 0,002 0,05 H0 - 8 1,854 9,610 3,747 0,116 0,103 0,05 H0+ 9 1,814 10,929 2,738 0,098 0,091 0,05 H0+
Kết quả bảng 4.12 cho thấy, phân bố thực nghiệm N/H có thể mô tả bằng phân bố Weibull ba tham số. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao là phân bố một đỉnh lệch trái (1 < β < 3). Hàm Weibull ba tham số với sự mềm dẻo cao thể hiện qua ba tham số là α, β và µ được ước lượng theo phương pháp tối đa hợp lý, với p - value của giá trị Kolmogorov - Smirnov D lớn hơn mức ý nghĩa 0,05, ngoại trừ ở hai ODD là ODD 1 (trạng thái rừng IIIA2) và ODD 7 (trạng thái rừng IIIB). Như vậy, phân bố Weibull ba tham số mô phỏng tốt cho phân bố N/HVN của 7/9 ODD.
Kết quả này cũng tương tự như trong nghiên cứu của Nguyễn Quang Phúc (2019). Nguyễn Quang Phúc (2019) cũng sử dụng hàm Weibull ba tham số để mô phỏng phân bố thực nghiệm N/HVN của 3 trạng thái rừng là IIIA1, IIIA2và IIIB ở Sơn La, kết quả cho thấy hàm Weibull ba tham số mô phỏng tốt cho 5/9 ODD.
ODD 2 (trạng thái rừng IIIA2) ODD 3 (trạng thái rừng IIIA2)
ODD 4 (trạng thái rừng IIIA3) ODD 5 (trạng thái rừng IIIA3)
ODD 6 (trạng thái rừng IIIA3) ODD 8 (trạng thái rừng IIIB)
ODD 9 (trạng thái rừng IIIB)
Hình 4.2. Phân bố N/HVN của đối tƣợng nghiên cứu theo hàm Weibull ba tham số. ft, flt lần lƣợt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết
đỉnh lệch trái, chiều cao cây của cả 3 trạng thái rừng tập trung chủ yếu vào cây có chiều cao từ 8 m đến 10 m.
4.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao
Phân tích về đa dạng loài tầng cây cao được thực hiện bằng cách tính các chỉ số đa dạng như số lượng loài, Shannon - Wiener và Simpson. Kết quả được tổng hợp trong Bảng 4.13.
Bảng 4.13. Đa dạng loài cây của ba trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 và IIIBtại khu vực nghiên cứu
Trạng thái rừng
Số loài Shannon-Wiener Simpson
IIIA2 74 2,914 0,901
IIIA3 70 2,572 0,840
IIIB 76 2,974 0,904
Tổng 119
Đa dạng loài cây không thay đổi nhiều giữa các trạng thái rừng trên toàn bộ khu vực nghiên cứu (9 ha). Giá trị số loài, chỉ số đa dạng Shannon - Wiener và chỉ số đa dạng Simpson thấp nhất là ở trạng thái rừng IIIA3 với giá trị của các chỉ số này lần lượt là 70; 2,572; 0,840; trong khi các giá trị này cao nhất là ở trạng thái rừng IIIB (76; 2,974; 0,904) (Bảng 4.13). Trạng thái rừng IIIA3 ít đa dạng nhất có thể được giải thích bởi sự ưu thế của một số loài cây như Cáng Lò (IV% = 48,8% ở ODD 4; 38,4% ở ODD 5) (Bảng 4.3), Vối thuốc (IV% = 37,2% ở ODD 4; 32,8% ở ODD 5), Ngát trơn (IV% = 20,2% ở ODD 6).
Các giá trị về chỉ số đa dạng loài cây thu được trong nghiên cứu này thấp hơn so với giá trị thu được trong các nghiên cứu khác như nghiên cứu của Võ Hiền Tuân (2017), Phạm Quý Vân (2018) và Nguyễn Quang Phúc
(2019), ngoại trừ số loài trong nghiên cứu này cao hơn số loài trong nghiên