Phương pháp nghiên cứu

2.5.1. Phương pháp nghiên cứu điều kiện tự nhiên

Kế thừa các số liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài, kết hợp điều tra bổ sung trên thực địa.

2.5.2. Phương pháp nghiên cứu về sinh cảnh và sinh thái Lim xanh

2.5.2.1. Điều tra sơ bộ

Sau khi tham khảo tài liệu nghiên cứu về lồi cây, chúng tơi tiến hnh cỏc công vic sau:

Tiến hành phng vn cỏn b, nhõn dân địa phương về tình hình lồi cây Lim xanh trong khu vực nghiên cứu.

Xác định ranh giới điều tra, căn cứ vào bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng để vạch các tuyến điều tra.

Điều tra sơ thám ngoài thực địa để nắm bắt được đặc điểm địa hình và sơ bộ nắm bắt tình hình xt hiƯn cịng nh­ ph©n bè cđa Lim xanh: Theo dạng địa hình, đai độ cao, phân biệt kiểu rừng, trạng thái rừng, sơ bộ đánh giá về thành phần loài...

Xác định vị trí lập các ơ tiêu chuẩn ngồi thực địa và đánh dấu trên bản đồ: ở mỗi khoảng đai độ cao cã ph©n bè nhiỊu c©y Lim xanh, lËp 1 ơ tiêu chuẩn điển hình có kÝch th­íc 40 x 50 m ®Ĩ thu thËp mÉu vật và lấy số liệu. Ơ tiêu chuẩn được lập theo định lý Pitago bằng địa bàn cầm tay (để xác định góc vng) và thước dây víi sai sè khÐp kÝn là 1/200. Ô tiêu chuẩn được đánh số từ 1 - n.

2.5.2.2. §iỊu tra tØ mØ

Điều tra về phân bố của Lim xanh theo địa hình:

Dựa vào bản đồ địa hình, bản đồ thảm thực vật và kết quả điều tra sơ thám ngoài thực địa, lập 2 tuyến điều tra chính. Trên các tuyến điều tra chính cứ cách khoảng 200 - 300 m, lËp mét tun ®iỊu tra phơ ra hai bên theo hình xương cá. Trên mỗi khoảng đai độ cao sẽ có 2 tuyến phơ.

Tun 1: Cã chiỊu dµi khoảng 2,5 km, từ độ cao 80m lên độ cao 800m theo hướng dốc Tây Bắc. Tuyến này có 10 tuyến phụ, mỗi tuyến phụ có chiều dài khoảng 500 m.

Tuyến 2: Có chiều dài khoảng 3 km, từ độ cao 800m xuống độ cao 80m. Tun này cịng cã 10 tun phơ, chiều dài của mỗi tuyến phụ khoảng 500 m. Sè liƯu thu thËp ë c¸c tun điều tra là tần số gặp loài cây nghiên cứu và vị trí nơi mọc.

§iỊu tra xác định điều kiện tiểu khí hậu nơi mọc cây Lim xanh:

Bằng cách kế thừa các số liệu điều tra của các đoàn khảo sát trên thực địa và dùng phương pháp điều tra trực tiếp sự biến đổi các nhân tố khí hậu theo vĩ độ và đai độ cao, đồng thời kết hợp với việc điều tra bổ sung trên các nơi phân bố trên thực địa để xác định một số nhân tố chủ yếu.

Điều tra về điều kiện địa hình:

Dựa vào bản đồ địa hình và máy định vị GPS để xác định.

Điều tra đất, đá mẹ:

Để có hình ảnh trực quan về đá mẹ và điều kiện thổ nhưỡng khu vực nghiên cứu, tại mỗi nơi có phân bố tập trung lồi cây Lim xanh sẽ tiến hành đào ba phÉu diƯn chÝnh cã kÝch th­íc 80  150 x 120 cm và sáu phẫu diện phụ, trên phẫu diện sẽ tiến hành mô tả các chỉ tiêu như: Độ dày tầng đất, độ xốp, độ ẩm, màu sắc, tỷ lệ đá lẫn, thành phần cơ giới, và lấy mẫu ở các độ sâu khác nhau đem về phân tích theo phương pháp phân tích đất thơng thường.

Điều tra cấu trúc QXTVR, nơi có phân bố lồi cây Lim xanh: Điều tra tầng cây cao:

Trong ƠTC đo đếm tồn bộ những cây có đường kính (D1,3)  6 cm. Với mỗi cây tầng cao điều tra những chỉ tiêu sau: Xác định tên loài cây, đo đường kính (D1,3) b»ng thước kẹp kính với độ chính xác đến mm, đo theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình qn. Chiều cao vót ngän (HVN) vµ chiỊu cao d­íi cµnh (HDC) được đo bằng thước Blumenleiss độ chính xác đến dm, HVN cđa c©y rừng được xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh tr­ëng cđa c©y, HDC được xác định từ gốc cây đến cành cây đầu tiên tham gia vào tán của cây rừng. Đường kính tán lá (DT) được đo bằng thước dây cú độ chính xác đến dm, đo hỡnh chiu tỏn lỏ trên mặt phẳng ngang theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình qn [9]. Kết quả đo được thống kê vào phiếu điều tra tầng cây cao.

§iỊu tra tái sinh chung:

Trong mỗi ơ tiêu chuẩn bố trí 5 ơ dạng bản diện tích 25 m2(5m x 5m) ë 4 góc và 1 ơ ở giữa ơ tiêu chuẩn đo đếm tất cả cây tái sinh của loài Lim xanh và các loài khác với chiều cao của những cây chưa tham gia vào tán rừng. Cây tái sinh được ghi nhận theo cấp chiều cao, chất lượng (tốt, xấu, trung bình) [9]. Kết quả điều tra được ghi vào biểu mẫu điều tra.

Điều tra tái sinh loài Lim xanh.

Điều tra trên những ÔDB cùng với điều tra tái sinh chung. Ngồi ra cịn tiến hành điều tra trên ô dạng bản được bố trí trên các tuyến điều tra.

Điều tra thành phần cây đi kèm với loài Lim xanh: Dùng phương pháp ô tiêu chuẩn 6 cây.

Điều tra trên ÔTC cùng với điều tra tầng cây cao, ngoài ra cần đo khoảng cách từ cây Lim xanh đó đến 6 cây gần nhất.

Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi: Điều tra trên các ÔDB.

Điều tra cây bụi: Trên mỗi ô dạng bản, điều tra các chỉ tiêu: Tên loài chủ yếu, sè l­ỵng khãm (bơi), chiỊu cao bình quân, độ che phđ trung b×nh cđa lồi, sức sống. Độ che phủ bình qn chung của các lồi được tính theo tỷ lệ phần trăm theo phương pháp ước lượng.

Điều tra thảm tươi: Điều tra thảm tươi theo các chỉ tiêu: Loài chủ yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ bình qn của lồi và tình hình sinh trưởng của thảm tươi trên ơ dạng bản, độ che phủ chung được xác định bằng phương pháp ước lượng.

Nghiên cứu đặc điểm sinh thái loài Lim xanh bằng phương pháp so sánh sinh trưởng và năng suất của lồi cây trong các điều kiện địa hình, đất khác nhau để chọn ra vùng có điều kiện tối ưu và vùng thích hợp và sẽ tiến hành phân chia điều tra lập địa cho loài Lim xanh.[23]

Để nghiên cứu đặc điểm quần xà của loài cây Lim xanh và khả năng tái sinh hạt và chồi chúng tôi tiến hành điều tra theo tuyến kết hợp với điều tra trên ƠTC điển hình.

2.5.3. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu

Xử lý thống kê các kết quả thu thập trên máy vi tính theo chương trình Tin học ứng dụng trong Lâm Nghiệp của Ngô Kim Khôi, Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Văn Tuấn 2001. Khai thác và sử dụng SPSS để xử lý số liệu nghiên cứu trong Lâm Nghiệp của Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Trọng Bình 2005

2.5.3.1. Đặc điểm phân bố

- Xác định mạng hình phân bố của cây Lim xanh tái sinh theo Ngô Kim Khôi (1999)[18], đo khoảng cách từ gốc cây mẹ đến 6 cây tái sinh gần nhất. Khi đó phân bố Poisson được sử dụng tiêu chuẩn U của Clark và Evan để đánh giá nếu dung lượng mẫu đủ lớn (n=36), tiêu chuẩn U được tính theo cơng thức.

26136 . 0 ). 5 . 0 . (r n U    (2.1)

Trong ®ã: r là giá trị bình quân khoảng cách gần nhất của n lần quan sát

là mật độ cây tái sinh trên một đơn vị diện tích n là số lần quan sát

NÕu U ≤-1,96 thì tổng thể cây tái sinh cã ph©n bè cơm NÕu U ≥1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ®Ịu

NÕu -1,96 ≤U≤1,96 th× tỉng thĨ cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên Xác định phân bố theo độ cao tuyệt đối so với mặt nước biển, mỗi vị trí khác nhau xác định N/ƠTC, từ đó tính được N/ha.

Xác định cây tái sinh triển vọng căn cứ vào tình hình sinh trưởng của cây tái sinh so với chiều cao cây bụi, thảm tươi, những cây có chiỊu cao lín h¬n chiỊu cao TB của cây bụi thì được giọi là cây tái sinh cã triĨn väng.

MËt ®é cây/ha tái sinh được tính theo cơng thức :

000 . 10 * s n N  (2.2)

Trong ®ã : n: Là số lượng cây trong ô điều tra S: Là diện tích ơ điều tra

2.5.3.2. Đặc điểm cấu tróc QXTV rõng

CÊu tróc tỉ thành

Xác định cây trung bình theo lồi dựa vào cơng thức

m ni n m i    1 (2.3)

Trong ®ã: n: Là số cây trung bình theo lồi m: Là tổng số lồi trong ơ ®iỊu tra ni: Lµ tỉng sè cây của một lồi Xác định chØ sè IV theo c«ng thøc.

ChØ sè (IV%):

IVi% = (Ni% + Gi%)/2 (2.4)

Trong ®ã: Ni%: Là tỷ lệ (%) số cây của một lồi trong ơ điều tra

Gi%: Lµ tû lƯ (%) tiÕt diƯn ngang cđa mét lồi trong ơ điều tra Tỷ lƯ tỉ thµnh n% vµ hƯ sè tỉ thµnh H: 100 * % 1    n i ni ni n (2.5)

NÕu ni≥5% thì lồi đó được tham gia vào cơng thức tỉ thµnh

NÕu ni≤5% thì lồi đó khơng được tham gia vào cơng thức tổ thành Hệ sè tỉ thµnh (H)    n i ni ni H 1 10 (2.6) Trong đó: H: Là hệ số tổ thµnh

ni: Là số cây của mét loµi thø i

n: Lµ tổng số lồi cây, 10 là hệ số tổ thành được tính theo phần mười

2.5.3.3. CÊu trúc tầng thứ N/Hvnv mt N/D1,3

cấp đường kính.

Da vo phân bố thực nghiệm nắn phân bè thùc nghiƯm theo lý thut, đ mô phỏng quy lt cấu trúc chúng tôi sư dụng hàm Weibull có dạng như sau.

fx(x) =α.λ.xα-1.e-λ.x^α (2.7)

Trong ®ã: α,λ: Lµ hai tham số đặc trưng cho độ lệch và độ nhän cđa ph©n

bè

NÕu α= 1 phân bố có dạng giảm NÕu α= 3 phân bố có dạng đều NÕu α> 3 phân bố có dạng lƯch ph¶i NÕu α< 3 ph©n bè có dạng lệch trái

Tham số được ước lượng theo phương pháp tối đa hợp lý

Xác định quan hệ của Lim xanh với các lồi đi kèm chung tơi áp dụng phương pháp xếp hạng để đánh giá.

(2.8)

(2.9)

Trong ®ã: P0: Là tần số xt hiƯn tÝnh theo ®iĨm ®iỊu tra Pc: Là tần số xuất hiện tính theo số lượng cá thể

Nhóm I rất hay gỈp cã P0>30%, Pc>7

Nhãm II hay gỈp cã 15%≤P0≤30%, 3%≤Pc≤7% Nhãm III Ýt gỈp cã P0<15%, Pc< 3%

2.5.3.4. Đặc điểm sinh thái của Lim xanh

Để xem xét ảnh hưởng của các nhân tố nghiên cứu đến sinh trưởng và phát triển của Lim xanh, đề tài sử dụng phương pháp phân tích phương sai

Số điểm điều tra c¸ thĨ xt hiƯn

P0 = x100% Tỉng sè ®iĨm điu tra

Số cá th ca một loài

Pc= x100% Tỉng sè cá th ca các loài

mt nhõn t so sỏnh sự sai khác giữa các điều kiện sống khác nhau, phân tích phương sai hai nhân tố để phân tích sự ảnh hưởng tổng hợp của 2 nhân tố.

Víi gi¶ thiÕt r»ng các đại lượng quan sát tuân theo luật chuẩn và các phương sai bằng nhau, để phân tích phương sai của các nhân tố ảnh hưởng.

Biến động toàn bộ:      a i ni j ij T X X V 1 1 2 ) ( (2.10) Cơng thức trên có thể viết lại

     a i ni j ij T X C V 1 1 2 (2.11) Víi     a i ni j ij n X C 1 1 2 / ) ( (2.12) Biến động do nhân tố A gây nên:

C X V a i i i A n  1 2 (2.13) BiÕn ®éng thÝ nghiƯm          a i ni j a i i i ij a T n V V X n X V 1 1 1 2 2 . (2.14) Trong ®ã: VA: Biến động do nhân tố A gây nên

VN: Biến động ngẫu nhiên VT: BiÕn ®éng chung Xij: Đại lượng quan sát n: Dung lượng mẫu

Đặt giả thuyết HA lµ giả thuyết bằng nhau của các trung bình tổng thể của các nhân tố A. Cũng có nghĩa là các trung bình mẫu X1, X2, X3,… Xn là thuần nhất. Nói cách kh¸c HA là giả thuyết nhân tố A có ảnh hưởng ®ång ®Ịu ®Õn kÕt qu¶ thí nghiệm. Nếu các trị số quan sát tuân theo lt chn víi c¸c

phương sai bằng nhau thì giả thuyết HA được kiểm tra b»ng tiªu chn F víi k1 = a - 1 vµ k2= n - a bËc tù do.

Trong tr­êng hỵp FAF05, gi¶ thuyÕt HAbị bác bỏ, nghĩa là nhân tố A đà tác động khác nhau lên kết quả thÝ nghiƯm, hay c¸c sè trung bình mẫu là không thuần nhất và ngược lại [32].

Xác định lập địa thích hợp cho lồi Lim xanh dựa trên các kết quả phân tích ở trên từ đó đưa ra được điều kiện lập địa tối ưu cho loài.

2.5.3.5. Đánh giá mức độ thích hợp điều kiện lập địa của cây Lim xanh

Dựa vào mức thích hợp điều kiện lập a chia ra làm 3 cấp S1, S2, S3 Trong đó: S1: Là điều kiện lập địa tốt

S2: Là điều kiện lập địa trung bình S3: Là điều kiện lập địa xấu

Chương 3

Đặc điểm tù nhiªn, kinh tÕ x· héi cđa khu vùc nghiªn cøu

Khu bảo tồn thiên nhiên tây Yên Tử được thành lập theo quyết định số 82/2002/QĐ - UB, ngày 24 tháng 5 năm 2002 của UBND tỉnh B¾c Giang, gåm hai hun Sơn Động và Lục Nam.

3.1. Điều kiện tự nhiên

3.1.1. Vị trí địa lý, địa hình

3.1.1.1. Vị trí địa lý

Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử gồm ba xà thuộc huyện Sơn Động là An Lạc, Thanh Luận, Thanh Sơn và một xà Lục Sơn thuộc hun Lơc Nam. Khu b¶o tån thiên nhiên Tây n Tử có vị trí địa lý tõ 2109, ®Õn 21013, vĩ độ Bắc, từ 106033, ®Õn 10702,kinh độ Đông.

Ranh giới và giáp ranh của khu bảo tồn phía Tây và phía Bắc Giáp tỉnh Lạng Sơn, phần còn lại của các xà An Lạc, Thanh Luận, Thanh Sơn, và giáp với xà Dương Hưu, Long Sơn huyện Sơn Động. Một phần còn lại của xà Lục Sơn, giáp với xà Trường Sơn huyện Lục Nam, phía Nam và phía Đơng giáp tỉnh Hải Dương và Quảng Ninh. Trung tâm của khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử n»m ë x· Thanh S¬n huyện Sơn Động, cách trung tâm thị trấn An Châu về phía Tây Nam 23 km theo đường chim bay [35].

3.1.1.2. Địa hình

- Các vùng trong khu bảo tồn nằm trong khu vực Yên Tử Tây được bao bäc bëi d·y Yªn Tư, cã đỉnh Yên Tử cao nhất là 1.064 m so với mực nước biển. Địa hình thấp dần từ Đơng Nam sang Tây Bắc, độ dốc cao,chia cắt phức tạp có nhiều vách đá dựng đứng. Với địa hình phức tạp nên khu bảo tồn có những khu vực cịn tương đối nguyên vĐn víi qn thĨ sinh vật đa dạng, phong phó.

Độ dốc trung bình từ 200 ®Õn 350, ®é dèc thÊp nhÊt tõ <150 ®Õn 250 và độ dèc cao nhất giáp với tỉnh Quảng Ninh từ 350đến 400.

3.1.2. Khớ hậu, thuỷ văn

3.1.2.1. Khí hËu

Nghiªn cøu u tè khÝ hËu chóng t«i tiến hành xác định chung cho c¶ khu vùc nghiên cứu. Chế độ nhiệt, độ ẩm, lượng mưa, tổng số giờ nắng là một trong những yếu tố sinh thái rất quan trọng đối với thực vật.

Nhiệt độ là điều kiện cần thiết để thực vật thực hiện các phản øng sinh lý, sinh hóa, mỗi phản ng ch xy ra mt gii hn nht định cđa nhiƯt ®é, tïy theo từng lồi cây, tuổi cây khác nhau mà có biên độ nhiệt khác nhau nếu nhiệt độ q thấp thì các ph¶n øng sinh lý, sinh hóa giảm khả năng hút nước của cây kém hoặc quá cao thì làm biến đổi thành phần, tính chất của men gây ra rối loạn sinh lý, sinh hóa giảm mạnh mọi hoạt động của cây rừng.

Độ ẩm và lượng mưa là những nhân tố quan trọng nhất quyết định lớn đến việc sinh trưởng và phát triển của cây. Nước là nguyên liệu cơ bản của