- Sơ bộ đánh giá tình trạng nguồn lợ
b. Mức độ đa dạng loà
4.2.4. Một số quy luật tương quan
4.2.4.1. Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính thân cây ở vị trí
1,3m (Hvn/D1.3)
Trên cơ sở dữ liệu của 20 ÔTC, đề tài đã thử nghiệm 3 dạng phương trình tốn học: Logarit, Power, chữ S và đã chọn phương trình dạng Hvn = a + b.LogD1.3 có hệ số tương quan cao nhất để nghiên cứu quy luật tương quan Hvn/D1.3của các ÔTC trên các đai cao.
Bảng 4.16: Kết quả nghiên cứu quan hệ Hvn/D1.3
TT Đai cao ÔTC R R2 a b Sig.FR2 Sig.ta Sig.tb Phương trình
1 1000 9 0,706 0,498 -14,575 20,390 0,000 0,000 0,000 Hvn= -14,575 + 20,390.LogD1.3 10 0,829 0,688 -16,474 21,102 0,000 0,000 0,000 Hvn= -16,474 + 21,102.LogD1.3 1 0,779 0,607 -14,325 19,344 0,000 0,000 0,000 Hvn= -14,325 + 19,344.LogD1.3 5 0,793 0,629 -14,639 19,884 0,000 0,000 0,000 Hvn= -14,639 + 19,884.LogD1.3 17 0,803 0,645 -13,174 18,608 0,000 0,000 0,000 Hvn= -13,174 + 18,608.LogD1.3 2 800 11 0,844 0,713 -17,818 22,673 0,000 0,000 0,000 Hvn= -17,818 + 22,673.LogD1.3 12 0,864 0,747 -15,920 21,605 0,000 0,000 0,000 Hvn= -15,920 + 21,605.LogD1.3 2 0,826 0,683 -20,405 24,604 0,000 0,000 0,000 Hvn= -20,405 + 24,604.LogD1.3 6 0,853 0,728 -18,515 22,783 0,000 0,000 0,000 Hvn= -18,515 + 22,783.LogD1.3 18 0,811 0,658 -12,859 18,632 0,000 0,000 0,000 Hvn= -12,859 + 18,632.LogD1.3 3 600 13 0,875 0,765 -18,360 23,441 0,000 0,000 0,000 Hvn= -18,360 + 23,441.LogD1.3 14 0,887 0,786 -23,521 27,332 0,000 0,000 0,000 Hvn= -23,521 + 27,332.LogD1.3 3 0,868 0,753 -19,008 23,486 0,000 0,000 0,000 Hvn= -19,008 + 23,486.LogD1.3 7 0,868 0,753 -17,923 22,543 0,000 0,000 0,000 Hvn= -17,923 + 22,543.LogD1.3 19 0,833 0,694 -18.569 22,993 0,000 0,000 0,000 Hvn= -18,569 + 22,993.LogD1.3 4 400 15 0,835 0,698 -18,187 23,318 0,000 0,000 0,000 Hvn= -18,187 + 23,318.LogD1.3 16 0,88 0,774 -17,170 22,686 0,000 0,000 0,000 Hvn= -17,170 + 22,686.LogD1.3 20 0,86 0,740 -17,115 22,392 0,000 0,000 0,000 Hvn= -17,115 + 22,392.LogD1.3 8 0,795 0,633 -12,121 18,705 0,000 0,000 0,000 H = -12,121 + 18,705.LogD
Từ bảng 4.16 cho thấy: Quan hệ Hvn/D1.3 trong các ÔTC của 4 kiểu trạng thái rừng trên các đai cao tồn tại mối tương quan chặt chẽ với hệ số tương quan R> 0,7. Tất cả hệ số tương quan (R), hệ số xác định (R2), tham số của phương trình (a, b) đều tồn tại trong tổng thể, điều đó chứng tỏ dạng phương trình Hvn = a + b.LogD1.3 được chọn là thích hợp. Hệ số góc b của các kiểu trạng thái rừng trong cùng đai cao chênh lệch nhau khơng nhiều. Do đó, đề tài tiến hành xác lập phương trình chung cho từng đai cao để sử dụng trong thực tiễn điều tra hoặc điều chế rừng trên núi đá vôi.
Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b của các phương trình trong cùng đai cao theo công thức (3.16) được tổng hợp trong bảng 4.17.
Bảng 4.17: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số bcủa phương trình Hvn = a + b.LogD1.3
Đai cao b 05 Kết luận b a
1000 1,57 9,49 H+ 19,821 -14,643
800 8,61 9,49 H+ 21,791 -16,703
600 7,21 9,49 H+ 23,938 -19,427
400 88,35 9,49 H-
Kết quả kiểm tra cho thấy: Tham số b của phương trình trong cùng đai cao (đai 1000 m, 800 m, 600 m) thuần nhất với nhau, ngoại trừ ở đai cao 400 m là không thuần nhất. Phương trình bình quân tương ứng là:
-Đai cao 1000 m: Hvn= -14,643 + 19,821.LogD1.3 (4.1) -Đai cao 800 m:Hvn= -16,703 + 21,791.LogD1.3 (4.2) -Đai cao 600 m:Hvn= -19,427 + 23,938.LogD1.3 (4.3) Tham số b của3 phương trình chung (4.1), (4.2), (4.3) giảm dần khi độ cao tăng lên. Có thể thấy: Với cùng giá trị D1.3, chiều cao vút ngọn giảm dần từ đai thấp lên đai cao hơn, hay khi đi từ thấp lên cao chiều cao cây rừng trên núi đá vơi có xu hướng giảm dần. Kết quả nghiên cứu này là phù hợp với quy
luật phát triển của cây rừng khi chuyển từ điều kiện khí hậu nhiệt đới sang á nhiệt đới. Vì càng lên cao, điều kiện lập địa và khí hậu càng khắc nghiệt: Độ dốc cao, tốc độ xói mịn mạnh, tầng đất mỏng, gió mạnh,… nên cây chủ yếu phát triển về đường kính và hạn chế về chiều cao.
Từ kết quả trên, kết hợp với phân bố N/D1.3 của từng trạng thái rừng trên mỗi đai cao, sẽ xác định được chiều cao tương ứng với từng cỡ kính.
Lê Thiết Cương (1999) [5], khi nghiên cứu quy luật tương quan Hvn/D1.3của rừng tự nhiêntrên núi đất theo độ cao tại VQG Ba Vì đã lập được phương trình cho cácđai cao:
-Đai cao 1200 m: LogHvn = 0,166 + 0,602.LogD1.3 (4.4) -Đai cao 1000 m: LogHvn = 0,197 + 0,611.LogD1.3 (4.5) -Đai cao 800 m:LogHvn = 0,154 + 0,639.LogD1.3 (4.6) -Đai cao 600 m:LogHvn = 0,162 + 0,665.LogD1.3 (4.7) -Đai cao 400 m:LogHvn = 0,184 + 0,683.LogD1.3 (4.8) Các phương trình (4.4), (4.5), (4.6), (4.7), (4.8) cho thấy: Hệ số b của các phương trình cũng giảm dần khi độ cao tăng lên, điều đó chứng tỏ cây rừng sinh trưởng trên núi đất cũng có đặc điểm là khi độ cao tăng lên thì chiều cao giảm dần, đường kính thân cây tăng dần.
Do VQG Ba Vì –Hà Nội và VQG Xuân Sơn – Phú Thọ có vị trí địa lý tương đối gần nhau, nên chúng ta có thể đưa ra nhận định: Sinh trưởng về đường kính thân cây và chiều cao vút ngọn của rừng trên núi đất và trên núi đá vơi có đặc điểm tương đốigiống nhau.
4.2.4.2. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính thân cây ở vị trí 1,3m (Dt/D1.3)
Trên cơ sở số liệu đo đếm D1.3 với Dt, đề tài tiến hành khảo sát tương quan giữa đường kính tán với đường kính thân cây ở vị trí 1,3 m theo phương trình Dt= a + b.D1.3. Kết quả tính tốn được tổng hợp trong bảng 4.18.
Bảng 4.18: Kết quả nghiên cứu quan hệ Dt/D1.3
TT Đai cao ÔTC R R2 a b Sig.FR2 Sig.ta Sig.tb Phương trình
1 1000 9 0,665 0,442 2,901 0,067 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,901 + 0,067D1.3 10 0,776 0,602 2,264 0,094 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,264 + 0,094D1.3 1 0,688 0,473 2,632 0,073 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,632 + 0,073D1.3 5 0,737 0,543 0,000 0,085 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,253 + 0,085D1.3 17 0,754 0,569 2,469 0,072 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,469 + 0,072D1.3 2 800 11 0,734 0,539 2,369 0,086 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,369 + 0,086D1.3 12 0,890 0,792 2,004 0,099 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,004 + 0,099D1.3 2 0,714 0,509 2,400 0,087 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,400 + 0,087D1.3 6 0,726 0,526 2,525 0,074 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,525 + 0,074D1.3 18 0,833 0,693 2,181 0,088 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,181 + 0,088D1.3 3 600 13 0,829 0,687 2,279 0,087 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,279 + 0,087D1.3 14 0,794 0,630 2,280 0,095 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,280 + 0,095D1.3 3 0,657 0,431 2,857 0,070 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,857 + 0,070D1.3 7 0,803 0,644 2,284 0,090 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,284 + 0,090D1.3 19 0,810 0,656 2,063 0,102 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,063 + 0,102D1.3 4 400 15 0,856 0,733 1,942 0,103 0,000 0,000 0,000 Dt = 1,942 + 0,103D1.3 16 0,820 0,672 2,186 0,090 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,186 + 0,090D1.3 20 0,832 0,693 2,013 0,095 0,000 0,000 0,000 Dt = 2,012 + 0,095D1.3 8 0,848 0,719 1,699 0,117 0,000 0,000 0,000 Dt = 1,699 + 0,117D1.3
Từ bảng 4.18cho thấy: Quan hệ Dt/D1.3 trong các ÔTC của 4 kiểu trạng thái rừng trên 4 đai cao tồn tại mối tương quan tương đối chặt chẽ với hệ số tương quan R> 0,5. Tất cả hệ số tương quan (R), hệ số xác định (R2), tham số của phương trình (a, b) đều tồn tại trong tổng thể, điều đó chứng tỏ dạng phương trình Dt = a + b.D1.3 được chọn là thích hợp. Hệ số góc b của các phương trình thuộc các ƠTC nghiên cứu trong cùng đai cao tương đối giống nhau. Do đó, đề tài tiến hành xác lập phương trình chung cho từng đai cao để sử dụng trong thực tiễn điều tra hoặc điều chế rừng trên núi đá vôi.
Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b của các phương trình trong cùng đai caotheo công thức (3.16) được tổng hợp trong bảng 4.19.
Bảng 4.19: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b của phương trình Dt= a + b.D1.3
Đai cao 2b 205 Kết luận b a
1000 8,85 9,49 H+ 0,077 2,497
800 8,55 9,49 H+ 0,089 2,227
600 8,96 9,49 H+ 0,089 2,329
400 9,10 9,49 H+ 0,099 2,010
Kết quả kiểm tra cho thấy: Tham số b của phương trình trong cùng đai cao (đai 1000 m, 800 m, 600 m, 400 m) thuần nhất với nhau. Phương trình bình quân tương ứng là:
-Đai cao 1000 m: Dt= 2,497 + 0,077.D1.3 (4.9) -Đai cao 800 m: Dt= 2,227 + 0,089.D1.3 (4.10) -Đai cao 600 m:Dt= 2,329 + 0,089.D1.3 (4.11) -Đai cao 400 m:Dt= 2,010 + 0,099.D1.3 (4.12) Tham số b của 4 phương trình chung (4.9), (4.10), (4.11), (4.12) giảm dần khi độ cao tăng lên. Do đó, với cùng giá trị D1.3, khi đi từ thấp lên cao đường kính tán cây rừng trên núi đá vơi có xu hướng giảm dần. Khi càng lên
cao, điều kiện lập địa và khí hậu càng khắc nghiệt nên cây cả chiều cao cây cũng như đường kính tán phải giảm để có thể chống lại gió mạnh, tránh bị đổ (do tầng đất mỏng, xói mịn mạnh), đặc biệt là tầng đất mỏng, nghèo dinh dưỡng nên cây không thể phát triển mạnh đượcvà trạng thái rừng lùn trên núi cao là ví dụ điển hình nhất cho luận điểm này.
Ngược lại, trong khi nghiên cứu quy luật tương quan Dt/D1.3 của rừng tự nhiên trên núi đất tại VQG Ba Vì, Lê Thiết Cương (1999) đã thu được kết quả là tham số b của các phương trình tương quan Dt/D1.3 tăng dần theo độ cao. -Đai cao 1200 m: Dt= 1,89 + 0,321.D1.3 (4.13) -Đai cao 1000 m: Dt= 1,74 + 0,298.D1.3 (4.14) -Đai cao 800 m:Dt= 1,92 + 0,276.D1.3 (4.15) -Đai cao 600 m:Dt= 1,33 + 0,267.D1.3 (4.16) -Đai cao 400 m:Dt= 1,22 + 0,254.D1.3 (4.17) Từ 5 phương trình (4.13), (4.14), (4.15), (4.16), (4.17) cho thấy: Với cùng một cỡ D1.3, khi độ cao tăng lên thì đường kính tán cây tăng dần.
Như vậy, sinh trưởng đường kính tán của cây rừng trên núi đá vôi ở VQG Xuân Sơn ngược với cây rừng trên núi đất ở VQG Ba Vì khi độ cao tăng lên.
4.3. Nghiên cứu về đa dạng loài
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 thường có tính đa dạng lồi cao hơn so với các loại rừng trồng.
4.3.1. Mức độ phong phú của loài
Mức độ phong phú của loài được đánh giá qua chỉ số phong phú loài của Kjayaraman (2000). Kết quả tính tốn chỉ số phong phú của lồi theo cơng thức (3.22) được tổng hợp trong bảng 4.20.
Bảng 4.20: Kết quả tính tốn chỉ số phong phú của loài
Đai cao n s R
1000 443 41 1,948
800 488 53 2,399
600 479 50 2,285
400 495 57 2,562
Kết quả ởbảng 4.20 cho thấy:
Trên cùng diện tích rừng, số lượng loài cây và chỉ số phong phú loài giảm dần từ đai cao 400 m lên đai cao 1000 m. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với quy luật của tự nhiên đó là: Vùng nhiệt đới có chỉ số phong phú lồi cao hơn vùng á nhiệt đới và ôn đới. Tại khu vực nghiên cứu, càng đi lên cao (từ đai cao 400 m đến 1000 m) điều kiện khí hậu biến đổi theo hướng tiệm cận với điều kiện khí hậu á nhiệt đới, nên số loài giảm dần và sốcá thể trong một loài tăng lên. Do vậy, số lượng loài cây cũng như chỉ số phong phú loài giảm dần từ đai cao 400 m đến đai cao 1000 m, điều đó cho thấy: Mức độ phong phú của loài giảm dần khi độ cao so với mực nước biển tăng lên.
4.3.2. Mức độ đa dạng loài
Đề tài tiến hành đánh giá mức độ đa dạng lồi thơng qua các chỉ số đa dạng sinh học sau:
4.3.2.1. Hàm số liên kết Shannon –Wiener
Hàm số này được hai tác giả Shannon và Wiener đưa ra năm 1949 và dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài của một quần xã. Theo Shannon – Wiener, giá trịtính tốn của H càng lớn thì mức độ đa dạng loài càng cao. Khi H = 0, quần xã chỉ có một lồi duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi Hmax = C.logn, quần xã có số lượng lồi nhiều nhất và mỗi lồi chỉ có một cá thể, mức độ đa dạng cao nhất.
Từ nguồn sốliệu thu thập được,đềtài tiến hành sử dụng chỉsố đa dạng Shannon – Wiener để xác định và so sánh mức độ đa dạng loài của tầng cây gỗ trên núi đá vôi trên 4 đai cao ở VQG Xuân Sơn. Kết quả được tổng hợp trong bảng 4.21.
Bảng 4.21: Kết quả tính tốn chỉ số đa dạng sinh học Shannon –Wiener
Đai cao n s H Hmax
1000 443 41 3,240 3,714
800 488 53 3,451 3,970
600 479 50 3,525 3,912
400 495 57 3,556 4,043
Kết quả trong bảng 4.21 cho thấy: Giá trị H chênh lệch không nhiều so với giá trị Hmax, điều đó chứng tỏ mức độ đa dạng loài trên các đai cao của VQG Xuân Sơn tương đối cao.
* So sánh mức độ đa dạng loài giữa các đai cao
Đề tài sử dụng tiêu chuẩn t – Student theo công thức (3.25, 3.26, 3.27) để so sánh mức độ đa dạng loài giữa các đai cao. Từ bảng 4.21 cho thấy từ
thấp lên cao, mức độ đa dạng loài giảm dần, mức độ đa dạng ở đai 400 m là cao nhất (H = 3,556) và đai 1000 m là thấp nhất (H = 3,240). Do đó, đề tài so sánh mức độ đa dạng này ở cặp đai cao 1000 m với đai cao 800 m, đai cao 800 m với đai cao 400 m.Kết quả so sánh được tổng hợp trong bảng 4.22.
Bảng 4.22: Tổng hợp kết quả so sánh mức độ đa dạng loài
Mẫu so sánh Đai cao n s H Phương sai DH Bậc tự do k t tính t tra bảng Kết luận I - II 1000 443 41 3,240 0,00180 931 3,46 1,96 H- 800 488 53 3,451 0,00194 II - IV 800 488 53 3,451 0,00194 977 1,73 1,96 H+ 400 495 57 3,556 0,00169
Kết quả bảng 4.22 cho thấy: Mức độ đa dạng loài của đai cao 1000 m khác với các đai cao còn lại và mức độ đa dạng loài của 3 đai cao (800m, 600 m, 400 m) khơng có sự sai khác rõ rệt.
4.3.2.2. Chỉ số Simpson
Chỉ số Simpson (1949), đã được nhiều nhà sinh thái ứng dụng vào nghiên cứu, đánh giá mức độ đa dạng loài ở một quần xã. Chỉ số này được đánh giá thông qua giá trịD. Giá trị D nằm trong khoảng từ 0 ÷ 1. Khi D = 0, quần xã có một lồi duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi D = 1 quần xã có số loài nhiều nhất và mỗi lồi chỉ có một cá thể, mức độ đồng đều cao nhất. Giá trị D càng lớn thì số lượng lồi của quần xã càng nhiều, mức độ đa dạng càng cao.
Từ nguồn số liệu thu thập được, đề tài tiến hành tính tốn, xác định mức độ đa dạng loài cho tầng cây cao theo công thức (3.28). Kết quả cho ở bảng 4.23.
Bảng 4.23: Tổng hợp kết quảtính tốn chỉsốSimpson Đai cao n m i i n n n n 1 1 1 D 1000 443 0,050 0,950 800 488 0,043 0,957 600 479 0,036 0,964 400 495 0,036 0,964
Chỉ số Simpson (D) ở 4 đai cao đều xấp xỉ bằng 1, chứng tỏ quần xã thực vật rừng ở VQG Xuân Sơn là rất đa dạng, có sự tham gia của nhiều loài cây và số lượng cá thể trong một loàikhá đồng đều.
4.3.2.3. Phương pháp tính đa dạng bằng lý thuyết thơng tin
Phương pháp này được Brillouin đưa ra, nó được áp dụng trong trường hợp chọn mẫu điển hình mà ở đó tồn bộ cá thể của mỗi loài đều xác định được. Theo Brillouin, giá trị tính tốn của H càng lớn thì số lượng lồi càng lớn, mức độ đa dạng càng cao. Khi H = 0, quần xã chỉ có một lồi duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi Hmax (C/n).log10n!, quần xã có số lượng loài