Phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Cơng tác chuẩn bị

Để q trình điều tra được thuận lợi tơi tiến hành chuẩn bị các nội dung sau:

- Lập kế hoạch điều tra ngoại nghiệp và nội nghiệp.

- Thu thập tài liệu, bản đồ khu vực nghiên cứu.

- Chuẩn bị bảng biểu, dụng cụ, trang thiết bị cần thiết phục vụ điều tra, và xử lý mẫu: máy ảnh, thước đo, kẹp tiêu bản, giấy báo, cồn, túi nilon, etiket...

2.3.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Sử dụng phương pháp kế thừa: Kế thừa các tài liệu có liên quan về tài nguyên rừng ở khu vực nghiên cứu: Bản đồ hiện trạng rừng, các báo cáo về hiện trạng rừng, trồng rừng, quản lý bảo vệ rừng…

2.3.3. Phương pháp điều tra

Mục đích của đề tài là nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của lồi Lơi khoai lá đỏ vì vậy, dựa trên các thông tin từ người dân, kết quả điều tra sơ bộ cho thấy, lồi Lơi khoai lá đỏ chủ yếu phân bố ở 3 huyện của tỉnh Tuyên Quang, do điều kiện thời gian có hạn đề tài đã lựa chọn 2 huyện là huyện Chiêm Hóa và huyện Na Hang, mỗi huyện tiến hành lập 12 ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích 1000m2 (40mx25m) trên một huyện, ở vị trí chân núi, sườn núi. Tổng số OTC đã lập là 24 OTC.

- Điều tra tầng cây gỗ

Trên các ô tiêu chuẩn tạm thời, tiến hành điều tra tầng cây gỗ gồm các nội dung sau: (1) Xác định tên lồi cho tất cả các cây có đường kính từ 6cm trở lên; (2) Đo đường kính ngang ngực (D1,3) những cây có D ≥ 6cm bằng cách đo chu vi sau đó quy đổi ra đường kính thân cây; (3) Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước sào có chia vạch đến

20cm, sai số đo cao ± 10cm; (4) Đo đường kính hình chiếu tán (Dt) bằng thước dây theo hướng Đơng Tây, Nam Bắc, sau đó lấy giá trị bình quân với sai số là ± 10cm; (5) Phân cấp phẩm chất cây (tốt, trung bình, xấu), kết quả được ghi vào biểu điều tra tầng cây gỗ.

- Điều tra cây tái sinh

Trên các ô tiêu chuẩn đã lập, tiến hành lập 5 ơ dạng bản có kích thước 25m2 (5x5m) trong đó 4 góc ở ơ tiêu chuẩn và 1 ô ở trung tâm ô tiêu chuẩn.

Cây tái sinh được điều tra trong 5 ơ dạng bản có kích thước 25m2 được lập trong ơ tiêu chuẩn ở 4 góc và giữa tâm OTC. Sau đó điều tra các yếu tố sau: (1) Xác định tên loài; (2) Xác định nguồn gốc (chồi, hạt); (3) Chất lượng cây tái sinh (tốt, trung bình, xấu); (4) Đo chiều cao cây tái sinh; kết quả điều tra ghi vào biểu điều tra cây tái sinh.

- Điều tra cây bụi thảm tươi

Cây bụi, thảm tươi được điều tra trong các ô dạng bản đã lập để điều tra tái sinh với các chỉ tiêu: Xác định tên loài, xác định chiều cao cho cây bụi. Độ che phủ của cây bụi thảm tươi (tính theo % độ che phủ mặt đất) và được đánh giá cho tồn ơ tiêu chuẩn.

- Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái:

Đề tài quan sát, mô tả trực tiếp lồi Lơi khoai lá đỏ kết hợp với phương pháp đối chiếu, so sánh với các tài liệu đã cơng bố trước đó. Sử dụng phương pháp kế thừa số liệu và điều tra khảo sát bổ sung ngoài hiện trường: Ở mỗi địa điểm quan sát 9 cây Lơi khoai lá đỏ trung bình (cây tiêu chuẩn) đại diện cho các cây ở khu vực nghiên cứu, cây sinh trưởng tốt, thân thẳng, không cong queo, sâu bệnh, trên mỗi cây đánh dấu 3 cành tiêu chuẩn trung bình ở 3 vị trí tán: ngọn, giữa và dưới tán, tổng số cây tiêu chuẩn là 18 cây. Quan sát, mơ tả hình thái và xác định kích thước của các bộ phận: thân cây, vỏ cây, sự phân cành, lá, hoa, quả, hạt của cây Lôi khoai lá đỏ.

Dụng cụ và thiết bị hỗ trợ: máy ảnh, thước dây, thước kẹp (palme), GPS, kẹp tiêu bản, máy, máy đo cao laze,…

Phương pháp quan sát, mô tả, theo dõi trực tiếp tại hiện trường: Bằng mắt thường quan sát trực tiếp vật hậu trong quá trình điều tra thực địa. Quan sát sự biến đổi các bộ phận (cành, chồi, hoa, quả) của loài. Phương pháp nghiên cứu vật hậu học được thực hiện theo giáo trình “Thực vật rừng” (2000) của Lê Mộng Chân và theo tài liệu của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Các chỉ tiêu theo dõi là thời kỳ ra lá, nảy lộc, ra hoa, kết quả, quả chín.

2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp để xử lý số liệu bằng chương trình SPSS 20.0 và phần mềm Excel 7.0.

- Tổng hợp các biểu điều tra và mô tả chi tiết về các đặc điểm các bộ phận của lồi Lơi khoai lá đỏ.

- Tính trị số trung bình của các cá thể Lơi khoai lá đỏ theo phương pháp bình quân cộng. Các chỉ tiêu cần tính: D1,3 (cm), Hvn (m), Hdc (m), Dt (m).

* Xác định tổ thành tầng cây gỗ

Trên quan điểm sinh thái người ta thường xác định tổ thành tầng cây cao theo số cây còn trên quan điểm sản lượng, người ta lại xác định tổ thành thực vật theo tiết diện ngang hoặc theo trữ lượng.

Để xác định tổ thành tầng cây gỗ, đề tài sử dụng phương pháp tính tỷ lệ tổ thành theo phương pháp của Daniel Marmillod.

N%G% IVi % 1 2 i (2-1) Trong đó:

IVi% là tỷ lệ tổ thành (chỉ số quan trọng: Important Value) của loài i Ni% là % theo số cây của loài i trong QXTV rừng

Gi% là % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTV rừng

Theo Daniel M., những lồi cây có IV% ³ 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần. Theo Thái Văn Trừng (1999), trong một lâm phần nhóm lồi cây nào đó > 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm lồi đó được coi là nhóm lồi ưu thế. Cần tính tổng IV% của những lồi có trị số này lớn hơn 5%, xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IV% đạt 50%.

* Phương pháp xác định chỉ số đa dạng sinh học: - Chỉ số đa dạng Simpson (1949) s Ni2 Cd =   (2-2) i1 N Trong đó:

Cd = Chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson, Ni = số lượng cá thể của loài thứ i;

N = tổng số số lượng cá thể của tất cả các loài

s

- Hệ số Shannon-Wiener H’ = -Pi * ln( pi )

i1

Trong đó:

Pi là độ nhiều tương đối của loài i (Pi = Ni/N) S là tổng số loài và N là tổng số cá thể điều tra

* Mô tả cấu trúc tầng thứ rừng nơi lồi Lơi khoai lá đỏ phân bố như sau:

- Cấu trúc tầng là chỉ tiêu cấu trúc hình thái thể hiện sự sắp xếp không

gian phân bố của thực vật theo chiều thẳng đứng. Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ được tiến hành mô tả đặc điểm thảm thực vật trong quá trình điều tra thực địa.

* Phương pháp nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính và chiều cao

Tính các đặc trưng mẫu theo chương trình thống kê mơ tả, chia tổ ghép nhóm các trị số quan sát theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Carruthere.

m = 5.lgn K

Trong đó: m là số tổ K: cự ly tổ

Xmax, Xmin là trị số quan sát lớn nhất và nhỏ nhất

Căn cứ vào phân bố thực nghiệm, tiến hành mơ hình hố quy luật cấu trúc tần số theo những phân bố lý thuyết khác nhau.

- Phân bố giảm (phân bố mũ)

Trong Lâm nghiệp thường dùng phân bố giảm dạng hàm Meyer để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số số cây theo đường kính (N/D1.3), số cây theo chiều cao (N/Hvn) ở những lâm phần hỗn giao, khác tuổi qua khai thác chọn khơng quy tắc nhiều lần. Hàm Meyer có dạng:

ft =.e-x

Trong đó: ft là tần số quan sát, x là cỡ kính hoặc cỡ chiều cao , là hai tham số của hàm Meyer

- Phân bố Weibull: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền giá trị (0,+ ), hàm mật độ có dạng:

f(x) = α.λ.x α1eλ.xα

Trong đó: và là hai tham số của phân bố Weibull. Tham số đặc trưng cho độ nhọn phân bố, tham số biểu thị độ lệch của phân bố.

Nếu = 1 phân bố có dạng giảm  = 3 phân bố có dạng đối xứng  > 3 phân bố có dạng lệch phải  < 3 phân bố có dạng lệch trái

Tham số được ước lượng theo phương pháp tối đa hợp lý bằng công thức:  = n

 fi.xi α i 1

- Phân bố khoảng cách: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt qng, hàm tốn học có dạng:

F (x) =

(1- )(1-). x1

n là dung lượng mẫu

X = (xi – x1)/k với k là cự ly tổ, xi là trị số giữa cỡ đường kính (chiều cao) thứ i, x1 là trị số giữa cỡ đường kính ( chiều cao) tổ thứ nhất. Như vậy X lấy các giá trị ³ 0, là những số tròn.

- Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố:

Cho giả thuyết H0: Fx(x) = F0(x), trong đó F0(x) là một hàm phân bố hoàn toàn xác định. Để kiểm tra giả thuyết H0, người ta dùng tiêu chuẩn phù hợp khi bình phương của Pearson:

χ2

Trong đó: ft là trị số thực nghiệm flt là trị số lý thuyết

Nếu c2 tính £ c052 tra bảng với bậc tự do k = m - r - 1 (r là tham số của phân bố lý thuyết cần ước lượng, m là số tổ sau khi gộp) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho+).

Nếu c2 tính ³ c052 tra bảng với bậc tự do k = m - r -1 thì phân bố lý thuyết khơng phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho-).

* Tổ thành cây tái sinh

Xác định tỷ lệ tổ thành của từng lồi được tính theo cơng thức: n%

m

ni

i1

Nếu: ni ³5% thì lồi đó được tham gia vào cơng thức tổ thành

ni < 5% thì lồi đó khơng được tham gia vào cơng thức tổ thành.

* Mật độ cây tái sinh

Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo cơng thức sau:

 10.000  n

N / ha

S

với Sdt là tổng diện tích các ODB điều tra tái sinh (m2) và n là số lượng cây tái sinh điều tra được.

* Chất lượng cây tái sinh

Nghiên cứu tái sinh theo cấp chất lượng tốt, trung bình, xấu nhằm đánh giá một cách tổng quát tình hình tái sinh đang diễn ra tại khu vực nghiên cứu và diễn biến của rừng trong tương lai.

Đánh giá cây tái sinh triển vọng: Đề tài dựa vào chất lượng cây tái sinh và sinh trưởng của nó để đánh giá, cụ thể cây tái sinh triển vọng ở đây là cây có chất lượng sinh trưởng từ trung bình đến tốt và có chiều cao lớn hơn chiều cao tầng cây bụi, thảm tươi.

* Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao

Thống kê số lượng cây tái sinh theo 8 cấp chiều cao: Cấp I < 0,5m; cấp

II: 0,5-1,0m; cấp III từ 1,0-1,5m; cấp IV từ 1,5-2,0m; cấp V từ 2,0-2,5m; cấp VI từ 2,5-3,0m; cấp VII > 3,0m.

* Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang

Đề tài nghiên cứu hình thái phân bố của cây tái sinh trên bề mặt đất rừng dựa vào phân bố Poisson theo cơng thức:

T

Trong đó: W

Có phân bố t với n-1 bậc tự do và Sw

Nếu trị tuyệt đối của t<tα/2 thì có phân bố ngẫu nhiên, nếu trị số dương của t> tα/2 là phân bố cụm và nếu trị số âm của t<-tα/2 có phân bố cách đều.

Đề tài sử dụng chương trình SPSS 20.0 để kiểm tra phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang theo phân bố Poisson bằng trình lệnh sau:

Analyze/Nonparametric Tests/1-Sample K - S. Theo đó, căn cứ vào chỉ số

1,96 hoặc xác suất của Z (Sig của Z) <0,05 thì dùng các đặc trưng mẫu để kiểm tra theo các cơng thức trên để xem hình thái phân bố của cây trên mặt đất là cụm hay cách đều.

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đặc điểm hình thái và vật hậu của lồi Lơi khoai lá đỏ

3.1.1. Đặc điểm hình thái

3.1.1.1. Đặc điểm hình thái thân

Cây gỗ nhỡ đến lớn, cao từ 10 - 30 m, thân thẳng, thn đều, đường kính ngang ngực có thể đạt 50 - 60 cm, phân cành cao khoảng 4 -7 m. Khi già vỏ bong vảy từng mảng, vỏ màu xám xen kẽ các vệt trắng rộng. Lá chuyển màu đỏ vào tháng 5 - 6 dương lịch hàng năm.

Hình 3.1: Cây Lơi khoai lá đỏ đo được tại tỉnh Tuyên Quang

Bảng 3.1: Kích thước lồi Lơi khoai lá đỏ

Cây tiêu chuẩ

1 2 3

Cây tiêu chuẩ 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Trung bình

Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại khu vực nghiên cứu, cây Lơi khoai chủ yếu là cây nhỏ có đường kính từ 7,83 cm đến 39,33 cm, trung bình là 16,78 cm. Có chiều cao từ 5 đến 22,5 m trung bình là 8,72 m. Có chiều cao dưới cành là từ 1,5 m - 5,5 m, trung bình là 2,17 m. Có đường kính tán biến động từ 1,5 m đến 10 m, trung bình là 3,42 m.

3.1.1.2. Đặc điểm hình thái lá

Lá kép lông chim hai lần chẵn, mọc so le và các lá chét cấp 2 mọc đối, các lá chét hình trứng. Cuống lá và cuống của các lá chét hình trụ thon, phình to ở phần gốc, nhẵn khi trưởng thành, màu lục nhạt, thường tía ở mặt trên. Cuống cấp một dài 35 - 55 cm, mang 4 - 6 cặp cuống cấp hai, cuống cấp 2 dài 17 - 23cm, mỗi cuống mang 8 - 12 cặp lá chét thon, dài 3 - 5 cm, hình nêm hoặc thn trịn khơng đều ở gốc, mép lá hơi gợn, nhọn đỉnh. Khi mới xuất hiện từ chồi lá có màu hồng hay đỏ tươi, nhanh chóng chuyển sang màu xanh đồng, nhẵn và bóng ở mặt trên. Khi phát triển đầy đủ có màu xanh lục sẫm ở mặt trên, lục nhạt ở mặt dưới, về mùa thu chuyển sang màu vàng.

Lá trưởng thành Lá non

Hình 3.2: Đặc điểm hình thái lá cây Lơi khoai ở Tuyên Quang 3.1.1.3. Đặc điểm hình thái hoa, quả lồi Lơi khoai lá đỏ Quang 3.1.1.3. Đặc điểm hình thái hoa, quả lồi Lơi khoai lá đỏ

Hoa ra vào mùa hè, đơn tính khác gốc, mọc ở đầu cành, hoa dạng chùm dài 5 cm, có màu hồng đào, có lơng phủ dày, tràng hoa tim tím, 10 nhị. Đài hoa hình ống, có lơng tơ, 10 gân, 5 thùy. Tràng hoa với 5 cánh hoa thn dài, có lơng tơ. Nhị hoa 10, với 5 nhị dài và 5 nhị ngắn, bao phấn màu vàng cam, hướng trong. Bầu nhụy thượng, không cuống, co lại thành vòi nhụy ngắn với

2 thùy đầu nhụy. Quả dạng quả đậu, khi non có màu xanh, khi già chuyển màu vàng, chín có màu nâu đen, quả dài 12 - 20 cm, rộng 2 - 3 cm, hơi cong, mép dày chứa 4 - 10 hạt, được bao trong lớp cùi thịt dày và có vị ngọt, cuống dài 2 - 5cm, kích thước hạt 15 x 12 mm, hạt có màu đen bóng, hình bầu dục, dẹp lõm sâu một bên hạt.

Hình 3.3: Hình thái hoa của cây Lơi khoai

3.1.2. Đặc điểm vật hậu

Các thông tin vật hậu lồi Lơi khoai lá đỏ về thời điểm rụng lá, nảy lộc, ra lá, ra nụ, hoa nở, đậu quả và quả chín được tổng hợp tại bảng 3.2:

Bảng 3.2. Các đặc điểm vật hậu của lồi Lơi khoai tại tỉnh Tuyên Quang Các pha

vật hậu

Thời kỳ sinh dưỡng

sinh sản Nở hoa Quả non Quả già

Quả chín rụng

Kết quả theo dõi vật hậu của lồi Lơi khoai phân bố tự nhiên tại huyện Chiêm Hóa và Na Hang, tỉnh Tuyên Quang cho thấy: Thời kỳ sinh dưỡng của lồi Lơi khoai bao gồm: Thời gian rụng lá của lồi Lơi khoai từ tháng 1 đến giữa tháng 2, trong thời gian này chồi bắt đầu hình thành, thời gian ra chồi từ cuối tháng 2 đến tháng 3, chồi nở từ tháng 3 đến tháng 5, ra lá non từ tháng 5 đến tháng 6. Thời kỳ sinh sản gồm: nụ hoa bắt đầu ra từ tháng 4 đến tháng 5, hoa nở từ tháng 5 đến tháng 6, ra quả non từ tháng 7 đến tháng 8, quả bắt đầu