Ở Việt Nam hiện nay có một số biện pháp kĩ thuật áp dụng chính cho phục hồi rừng là:
- Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung:
Đây là một giải pháp sử dụng triệt để khả năng diễn thế tái sinh tự nhiên để phục hồi rừng thông qua biện pháp khoán bảo vệ, biện pháp kĩ thuật lâm sinh và trồng bổ sung khi cần thiết. Phạm vi áp dụng được cho cả ba loại rừng phòng hộ, đặc dụng và sản xuất. Đặc biệt, đã xác định rõ địa bàn áp dụng là nơi đã có quy hoạch sử dụng đất chính thức và đã có chủ thực sự.
- Kĩ thuật làm giàu rừng :
Làm giàu rừng được hiểu là giải pháp kĩ thuật lâm sinh nhằm cải thiện tỉ lệ cây mục đích ở rừng nghèo mà không loại bỏ thảm rừng cũ và các cây con mục đích có sẵn. Mục đích của làm giàu rừng là cải tạo ra một lâm phần mới với cây trồng làm giàu chiếm ưu thế được trồng hỗn giáo với các loài cây có giá trị kinh tế có sẵn trong thảm rừng cũ. Đối tượng của làm giàu rừng là rừng nghèo kiệt thuộc trạng thái IIIA1, có cấu trúc bị phá vỡ hoàn toàn; số
lượng cây tái sinh mục đích không đảm bảo về số lượng. Biện pháp kĩ thuật bao gồm: Làm giàu rừng theo rạch và làm giàu rừng theo đám.
- Cải tạo rừng:
Cải tạo rừng là việc thay thế thảm thực vật gốc bằng một thảm thực vật hoàn toàn mới có năng suất và chất lượng cao hơn thảm thực vật gốc. Cũng tương tự như làm giàu rừng, cải tạo rừng có thể dựa vào thảm thực vật cũ để điều chỉnh ánh sáng cho cây trồng và cũng có thể để lại các cây có giá trị kinh tế của thảm rừng cũ. Tuy nhiên có điểm khác nhau ở đây là cường độ và sự khác biệt giữa thảm thực vật chỉ được bổ xung thêm các loài có giá trị kinh tế , trong khi đó thì cải tạo rừng hầu như thay thế hoàn toàn thảm thực vật rừng cũ. Trong nhiều trường hợp cải tạo rừng còn đồng nghĩa với việc trồng rừng mới sau khai thức thảm rừng cũ. Đối tượng của cải tạo rừng bao gồm các diện tích rừng nghèo kiệt thuộc trạng thái II, hay IIIA1, tiềm năng tái sinh thấp, cây gỗ có chất lượng kiếm, có những khoảng trống lớn trong rừng.
Chương 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định và lượng hóa để đánh giá được một số chỉ tiêu đa dang loài thực vật của một số trạng thái rừng phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh (KTLS) thúc đẩy quá trình phục hồi rừng(PHR) theo hướng làm tăng các giá trị ĐDSH và giá trị kinh tế của rừng phục hồi.
2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Các trạng thái rừng phục hồi tại huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang
- Phạm vi nghiên cứu: Các loài thực vật bậc cao có mạch là cây gỗ - Địa điểm nghiên cứu: huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang
2.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, những nội dung chính sau đây được thực hiện:
2.3.1. Một số đặc trưng cấu trúc của các trạng thái rừng phục hồi
- Rừng phục hồi sau khai thác kiệt - Rừng phục hồi sau nương rẫy
- Rừng phục hồi trên đất trống, trọc vùng thấp
2.3.2. Đa dạng về thành phần loài
- Lập các bảng danh sách các loài thực vật dựa trên cơ sở các ô điều tra, đo đếm.
- Định lượng đa dạng sinh học cho quần xã. Tính toán các chỉ số đa dạng sinh học, so sánh đa dạng sinh học của các trạng thái rừng phục hồi.
2.3.3. Đề xuất một số giải pháp KTLS để bảo tồn đa dạng sinh học cho khu vực nghiên cứu
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp luận
Hầu hết các nghiên cứu phân tích đánh giá thảm thực vật (Phyto- sociological study) đều áp dụng phương pháp Quadrat (Mishra, 1968; Rastogi, 1999 và Sharma, 2003).
Quadrat là một ô mẫu hay một đơn vị lấy mẫu có kích thước xác định và có thể có nhiều hình dạng khác nhau như tròn, vuông, chữ nhật. Có 4 phương pháp quadrat có thể được áp dụng đó là phương pháp liệt kê (List quadrat), phương pháp đếm (Count), phương pháp đếm và phân tích (Chart quadrat) và phương pháp ô cố định. Thông thường ô tiêu chuẩn có kích cỡ 1m x 1m được áp dụng cho nghiên cứu thực vật thân thảo (Herbaceous species), 5m x 5m áp dụng cho nghiên cứu thảm cây bụi (Bushes) và 10m x 10m áp dụng cho nghiên cứu thảm thực vật cây gỗ lớn (Trees). Tuy nhiên, kích thước và số lượng của các ô tiêu chuẩn sẽ tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của thảm thực vật ở các khu vực nghiên cứu khác nhau. Việc bố trí các ô tiêu chuẩn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của các nghiên cứu. Để vận dụng được tốt nhất cho việc điều tra đề tài sử dụng phương pháp ô cố định.
2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu
2.4.2.1. Kế thừa các tài liêu thứ cấp
Đề tài có kế thừa một số tư liệu:
Những tư liệu về điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng của huyện Lục Nam.
Tư liệu về điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội của huyện Lục Nam.
Những kết quả nghiên cứu có liên quan đến đề tài như: Kết quả điều tra hệ thực vật và thảm thực vật rừng tại huyện Lục Nam.
2.4.2.2. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn
Ô đo đếm được thiết lập là dạng ô điển hình, tạm thời với diện tích ô tiêu chuẩn là 2000 m2 (50m x 40m) dùng để đo cây gỗ, và cây bụi và thảm
mục được đo đếm tại các ô dạng bản nhỏ hơn 1m2. Ô mẫu được lựa chọn trong phạm vi 0.5 ha, tránh đường ranh giới, trừ khi được xác định trước.Các OTC được đánh dấu ngoài hiện trường thông qua hệ thống cột mốc gồm 4 cột đặt ở 4 góc của ô. Phần trên mặt đất 0,5m ghi rõ số hiệu OTC và hướng xác định các góc còn lại. Các ô tiêu chuẩn được thiết lập đại diện cho các kiểu thảm thực vật, cụ thể như sau:
- Rừng kín thường xanh cây lá rộng ở địa hình thấp phục hồi sau khai thác kiệt: 3 OTC
- Rừng kín thường xanh cây lá rộng ở địa hình thấp phục hồi tự nhiên trên đất sau nương rẫy: 3 OTC
- Rừng phục hồi trên đất trống, trọc vùng thấp: 3 OTC
- Lớp thảm cây bụi và thảm cỏ: Trên OTC lập 5 ô dạng bản có diện tích có diện tích 25m2 (5m x 5m) được bố trí đều trên 2 đường chéo của ÔTC.
+ Điều tra cây bụi theo các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, số lượng khóm (bụi), chiều cao bình quân, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi.
+ Điều tra thảm tươi theo các chỉ tiêu: loài chủ yếu, chiều cao bình quân, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi.
Điều tra tầng cây gỗ:
- Đường kính thân cây (D1,3, cm): được đo bằng thước dây đo chu vi thân cây tại vị trí 1,3 m cho những cây gỗ sau đó dùng phần mềm Excel và công thức chuyển đổi để tính đường kính theo công thức:
D1.3=C/π
Trong đó:
D là đường kính thân (cm); C là chu vi thân (cm); π= 3,14 .
Xác định đường kính 1,3m cho tất cả các cây có đường kính > 6cm hay có chu vi thân > 18,8 cm có trong OTC.
- Chiều cao vút ngọn (HVN, m) và chiều cao dưới cành (HDC, m) được đo bằng thước Blumeleiss với độ chính xác đến dm. HVN được xác định từ gốc cây đến cành cây đầu tiên tham gia vào tán của cây rừng. Ở những nơi địa hình phức tạp không thể sử dụng thước Blumeleiss thì sử dụng thước đo cao được thiết kế ngoài thực địa bằng một số loài cây rừng.
2.4.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực vật học
Thu mẫu: Các mẫu vật thu thập theo phương pháp nhất định.
Các mẫu tiêu bản tốt phải đảm bảo có đầy đủ các bộ phận đặc biệt là cành, lá cùng với hoa, quả (đối với cây lớn) hay cả cây (cây thảo nhỏ hay dương xỉ). Các cây lớn thu từ 3- 5 mẫu trên cùng cây; Các cây thảo nhỏ và dương xỉ thì thu 3 - 5 cây (mẫu) sống gần nhau. Điều này là rất cần thiết để bổ sung cho nhau trong quá trình định mẫu và trao đổi mẫu vật. Các mẫu được thu thập phải có tỷ lệ tương đối phù hợp với kích thước chuẩn của mẫu tiêu bản: 41 x 29 cm.
Tuy nhiên trong điều tra thực vật học, các mẫu tiêu bản thu được thường không đầy đủ các tiêu chuẩn trên. Trong các trường hợp này, cần thu thập các mẫu vật có thể (cành, lá, hoa, quả, hạt, rễ… ), các mẫu này không đủ cơ sở để xác định chính xác tên khoa học nhưng có thể định hướng cho quá trình thu thập thông tin kèm theo và thu mẫu tiêu bản bổ sung sau này.
Bên cạnh các mẫu thực vật điển hình thì để mô phỏng cho giá trị sử dụng, chúng tôi còn thu thập các mẫu thực vật dân tộc học- các mẫu thực vật chứa đựng giá trị tri thức dân tộc như: bộ phận dùng, các bộ phận có đặc điểm để phân biệt bởi tri thức dân tộc, các sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật...
Ghi chép thông tin: Các thông tin liên quan đến mỗi mẫu vật phải được ghi chép ngay tại hiện trường. Các thông tin về thực vật cần có như: Dạng sống, đặc điểm thân, cành, lá, hoa, quả trong đó đặc biệt lưu ý đến các thông tin không thể hiện được trên mẫu tiêu bản khô như màu sắc hoa, quả khi chín, màu của nhựa, dịch, mủ; mùi, vị của hoa quả nếu có thể biết được… Bên cạnh đó, các thông tin về thời gian, địa điểm thu mẫu, điều kiện tự nhiên, sinh thái nơi sống, mật độ, người thu mẫu… cũng nên được ghi cùng.
Biểu 01: Biểu điều tra tầng cây cao
Số hiệu OTC:... Diện tích OTC:... Tuổi rừng:...
Ngày điều tra:... Người điều tra:...
STT Tên loài Dt(m) D1.3(cm) Hvn (m) Hdc (m) Phẩm chất Ghi chú 1 2
2.4.2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
- Phương pháp sàng lọc, xử lý số liệu thô, kiểm tra sự thuần nhất của các mẫu điều tra
- Các chỉ số đặc trưng cho cấu trúc quần hợp cây gỗ rừng sẽ được tính toán bằng chương trình Excel để xử lý số liệu. Nội dung đánh giá bao gồm các chỉ số sau:
2.4.2.5. Đánh giá chỉ số quan trọng IVI %
Trong mỗi ô tiêu chuẩn, các thông tin số liệu cần thiết được đo đếm và thu thập đó là (i) loài và số lượng loài, thu mẫu (specimen) cho định tên loài nếu cần thiết (ii) số lượng cá thể, đường kính của mỗi cá thể (gốc cho cây bụi
và cây thảo, đường kính ngang ngực cho cây gỗ), và độ tàn che của tổng số các cá thể tính riêng cho mỗi loài trong mỗi ô tiêu chuẩn; (iii) các số liệu hiện trường được sử dụng để tính toán các giá trị tương đối như tần xuất xuất hiện tương đối, (relative frequency), mật độ tương đối (relative density), độ tàn che tương đối (relative cover) và tổng diện tích mặt cắt ngang mỗi loài (basal area), và cuối cùng tính toán được Chỉ số Giá trị quan trọng IVI % (Importance Value Index).
Trị số IVI %% được tính thông qua các chỉ tiêu sau:
Mật độ: Mật độ cho biết số lượng cá thể trung bình của loài nghiên cứu trên mỗi ô tiêu chuẩn (quadrat), được tính theo công thức sau đây (Oosting, 1958; Rastogi, 1999; Sharma, 2003).
=
∑ ∗ 100
Trong đó: N là mật độ loài; ni là số cá thể của loài nghiên cứu xuất hiện ởtất cả các ô mẫu nghiên cứu;∑ là tổng số các ô mẫu nghiên cứu (quadrats).
Mật độ tương đối (RD)
(%) =
∑ ∗ 100
Trong đó: RD (%) là mật độ tương đối; Ni là mật độ của loài nghiên cứu.
Tần xuất ( F):
Tần xuất xuất hiện (Frequency) cho biết số lượng các ô mẫu nghiên cứu mà trong đó có loài nghiên cứu xuất hiện, tính theo giá trị phần trăm (Raunkiaer, 1934; Rastogi, 1999 ; Sharma, 2003).
(%) = ố ượ á ô ẫ ó à ấ ℎ ệ ầ ấ
ổ ố á ô ẫ ℎ ê ứ ∗ 100
ầ ấ ươ đố ( )%
= ầ ấ ấ ℎ ệ ủ ộ à ℎ ê ứ
ổ ố ầ ấ ấ ℎ ệ ủ ấ ả á à ∗ 100
Độ phong phú (abundance):
Độ phong phú được tính theo công thức của curtis and Mclntosh (1950)
Độ phong phú: = ổ ố á ể ấ ệ ê ấ ả á ô ẫ ê ứ
ố ượ á ô ẫ ó à ê ứ ấ ệ ∗ 100
Tỷ lệ (A/F) giữa độ phong phú (abundance) và tần xuất (frequency) của mỗi loài được sử dụng để xác định các dạng phân bố không gian của loài đó trong quần xã thực vật nghiên cứu. Loài có dạng phân bố liên tục (regular pattern) nếu A/F nhỏ hơn <0.025, thường gặp ở những hiện trường mà trong đó sự cạnh tranh giữa các loài xảy ra gay gắt.
Loài có dạng phân bố ngẫu nhiên nếu A/F trong khoảng từ 0.025 - 0.05 thường gặp ở những hiện trường chịu các tác động của điều kiện môi trường sống không ổn định. Loài có giá trị A/F >0.05 thì có dạng phân bố contagious. Dạng phân bố này phổ biên nhất trong tự nhiên và nó thường gặp ở những hiện trường ổn định (Odum, 1971; Verma, 2000).
Diện tích tiết diện thân (Basal Area):
Diện tích tiết diện thân là đặc điểm quan trọng để xác định ưu thế loài, nó cho biết diện tích mặt đất thực tế mà các cá thể của loài chiếm được để sinh trưởng phát triển trên một hiện trường cụ thể (Honson và Churchbill 1961, Rastogi, 1999, Sharma, 2003).
(%) =
∑ ∗ 100 =
3,14 ∗ đườ í ℎ
4 ∗ 100
Chỉ số Giá trị Quan trọng (IVI %):
Khái niệm Chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IVI %) được các tác giả Curtis & Mclntosh (1950); Phillips (1959); Mishra (1968) áp dụng để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong
một quần thể thực vật. Chỉ số IVI % biểu thị tốt hơn, toàn diện hơn cho các tính chất tương đối của hệ sinh thái so với các giá trị đơn tuyệt đối của mật độ, tần xuất, độ ưu thế, vv... Chỉ số IVI % của mỗi loài được tính bằng công thức sau đây:
IVI % = (RD + RF + RBA)/3 Trong đó:
Mật độ tương đối (RD) được xác định bằng tỷ số giữa mật độ trung bình (tổng số cá thể của một loài nghiên cứu xuất hiện ở tất cá các ô mẫu nghiên cứu chia cho tổng số các ô mẫu nghiên cứu) của loài nghiên cứu và tổng mật độ của tất cả các loài.
Tần suất xuất hiện tương đối (RF) là tỷ lệ % giữa tần suất xuất hiện của một loài nghiên cứu (tỷ số % giữa số lượng các ô mẫu có loài xuất hiện và tổng số các ô mẫu nghiên cứu) và tổng số tần xuất xuất hiện của tất cả các loài. Mức hay gặp là >50%; mức thường gặp: 25%-50%; mức ít gặp là <25%.
1.4.2.6. Tính toán các chỉ số đa dạng sinh học
Khái niệm sơ khai nhất của đa dạng sinh học là độ phong phú loài (Species Richnes- SR), đây đơn giản chỉ là số lượng loài phát hiện thấy trong quần thể thực vật của hiện trường nghiên cứu.
Chỉ số đa dạng sinh học loài H (Shannon and Weiner’s Index):
Theo quan điểm đo đếm định lượng chỉ số đa dạng sinh học thì tính đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả 2 yếu tố là thành phần số lượng loài và tính đồng đều phân bố (equitability) hay là khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Có nghĩa là Chỉ số H không phải chỉ phụ thuộc vào thành phần số lượng loài mà cả số lượng cá thể và xác xuất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài.
Có rất nhiều phương pháp đã đề xuất cho nghiên cứu định lượng chỉ số đa dạng sinh học, trong đó thành công và được áp dụng phổ biến nhất là phương pháp Shannon and Weiner (1963), có phương trình tính toán như sau:
= log 2( )
Trong đó: H = Chỉ số đa dạng sinh học hay chỉ số Shannon- Wiener, Ni = Số lượng cá thể/ IVI % của loài thứ i.
N = Tổng số số lượng cá thể/ IVI % của tất cả các loài trong hiện trường.
Chỉ số đa dạng sinh học Simpson
Nếu pi là tỉ lệ của tất cả các cá thể loài thứ i , thì chỉ số đa dạng Simpson được tính theo công thức:
= 2
(1) trong đó .
= /