3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
3.1.3. Phân bố số cây theo cấp chiều cao
Trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, thường cần nghiên cứu sự phân bố cá thể loài theo cấp tuổi, cấp kích thước để biết được quy luật biến đổi cá thể theo thế hệ, theo kích thước, chất lượng, ... là cơ sở quản lý, bảo tồn và định hướng khai thác sử dụng bền vững [13].
Kết quả phân tích phân bố số cây theo cấp chiều cao, đường kính phản ảnh cụ thể hơn đặc trưng mẫu và cho thấy hình ảnh của kiểu dạng phân bố theo cấp, thế hệ; từ đó giúp cho việc phân tích quần thể, quần xã và đưa ra
quyết định quản lý, sử dụng bền vững [9].
Bảng 3.5. Đặc trưng phân bố N - Hvn của các khu vực
STT Thống kê Khu vực KV1 KV2 KV3 KV4 1 Htb 7,75 8,81 8,16 9,12 2 Me 7,5 8,5 7,95 9,5 3 Hmax 16 15,3 14 16 4 Hmin 4,6 5,3 5,3 4,5 5 Sk 1,17 0,87 0,81 0,00 6 Ku 1,84 0,54 0,94 -0,46 7 Số cây 450 345 62 341
Trong đó: - Htb: chiều cao cây trung bình - Me: số trung vị
- Hmax: chiều cao cây cao nhất - Hmin: chiều cao cây thấp nhất -Sk: Độ lệch chiều cao của phân bố
Sk = 0 phân bố đối xứng.
Sk > 0 đỉnh đường cong lệch trái so với số trung bình. Sk < 0 đỉnh đường cong lệch phải so với số trung bình. - Ku: Độ nhọn của phân bố
Ku = 0 phân bố thực nghiệm tiệm cận chuẩn.
Ku > 0 đường cong có dạng bẹt hơn so với phân bố chuẩn. Ku < 0 đường cong có đỉnh nhọn hơn so với phân bố chuẩn.
Hình 3.3. Phân bố N-Hvn theo cấp chiều cao của 4 khu vực nghiên cứu Kết quả bảng 3.5 và hình 3.3 cho thấy, các cá thể ở KV1 có chiều cao trung bình thấp nhất (7,75 m), chiều cao biến động khá lớn từ những cá thể thấp nhất (4,6 m) đến cá thể cao nhất có chiều cao 16 m. Đường cong N-Hvn có dạng đỉnh lệch trái so với chiều cao trung bình (Sk=1,17>0) và độ nhọn (Ku=1,84) chứng tỏ khu vực này có số lượng cá thể có kích thước nhỏ (Hvn<7,5 m) lớn hơn các các thể kích thước lớn (Hvn>7,5 m). Cây xanh khu vực 1 chủ yếu tập trung ở 2 cấp chiều cao từ 5-7 m chiếm 37 % tổng số cá thể trong khu vực 1 và từ 7-9 m chiếm đến 42,22 % tổng số cá thể của khu vực, các cây trên 11m chiếm tỉ lệ rất thấp (4,22%).
Với 345 cá thể, khu vực 2 có các cây chủ yếu tập trung ở cấp chiều cao từ 7-11m, các cây vượt tán từ 13 đến 17 m chiếm tỉ lệ thấp (12,46%), chiều cao trung bình các cá thể của khu vực này cao hơn khu vực 1 (8,81 m), dao động từ 5,3-15,3 m. Đường cong N-Hvn có dạng đỉnh lệch trái (Sk=0,87>0) và độ nhọn (Ku=0,54).
Khu vực 3 có số cá thể thấp nhất (62 cá thể), các cá thể này chủ yếu tập trung ở cấp chiều cao từ 5-9m (70.96%), chiều cao cây trung bình khá cao (8.16m), dao động từ 5.3-14m. Đường cong N-Hvn có xu hướng lệch trái
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 5 7 9 11 13 15 17 Khu vực 1 Khu vực 2 Khu vực 3 Khu vực 4 Số cây Chiều cao
(Sk=0.81>0) và độ nhọn (Ku=0.94).
Tương tự như khu vực 2, các cá thể tại khu vực 4 cũng tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao từ 7-11m (87,98%). Đây là khu vực có chiều cao trung bình lớn nhất (9,12m), dao động khá lớn (4,5-16 m). Đường cong N-Hvn phân bố đối xứng (Sk=0) và độ nhọn (Ku=-0.46).
Nhìn chung, số cây phân hóa khá mạnh theo cấp chiều cao, phần lớn tập trung ở cấp chiều cao từ 5-11m chứng tỏ các cá thể trong khu vực nghiên cứu đang trong thời gian sinh trưởng mạnh, các cá thể trên 11m chiếm tỉ lệ khá thấp. Các cây trong khu vực có chiều cao không lớn, cây cao nhất có chiều cao 16 m, các cây này đều là các cây lâu năm nên cần có biện pháp quản lý, bảo tồn hợp lý.
3.1.4. Phân bố số cây theo cấp đƣờng kính
Đường kính D1,3 là một nhân tố quan trọng trong việc đánh giá mức độ sinh trưởng của cây. Trong quá trình sinh trưởng của thực vật, giữa các cây có sự cạnh tranh dinh dưỡng dẫn đến sự phân hóa về kích thước, trong đó có đường kính, sự phân hóa này diễn ra theo một quy luật gọi là quy luật phân bố số cây theo đường kính. Đây chính là cơ sở để xác định biện pháp tỉa thưa và điều chỉnh không gian dinh dưỡng cho quần thể một cách hợp lý.
Kết quả đặc trưng sự phân bố N-D1.3 của cây xanh các khu vực nghiên cứu được trình bày cụ thể ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. Đặc trưng phân bố N – D1.3 của của cây xanh các khu vực nghiên cứu
STT Thống kê Khu vực KV1 KV2 KV3 KV4 1 Dtb(cm) 25,09 33,61 27,60 36,18 2 Me 21,08 28,18 24,12 35,89 3 Dmax 147,61 118,09 89,55 109,04 4 Dmin 7,48 10,22 9,36 8,28
5 Sk 3,32 1,57 1,73 0,59
6 Ku 19,00 2,66 4,58 0,31
7 Số cây 450 345 62 341
Trong đó: - Dtb: đường kính cây trung bình - Dmax: đường kính cây lớn nhất - Dmin: đường kính cây nhỏ nhất
Kết quả phân tích tại bảng 3.6 cho thấy, với 450 cá thể, khu vực 1 là khu vực có số lượng cây lớn nhất, đường kính dao động khá lớn từ 7,48-147,61 cm, đường kính trung bình thấp nhất toàn khu vực chỉ 26,09 cm. Đường cong N-D1.3 có xu hướng lệch trái (Sk=3,32>0) và độ nhọn Ku=19>0, chứng tỏ đỉnh đường cong thấp hơn so với phân bố chuẩn.
Khu vực 2 có đường kính cây trung bình lớn hơn khu vực 1 (33,61 cm), đường kính cây dao động từ 10,22-118,09 cm. Đường cong N-D1.3 có xu hướng lệch trái (Sk=1,57>0) và độ nhọn ( Ku=2,66), cho thấy số cây có kích thước nhỏ hơn 25,09 cm nhiều hơn số cây lớn hơn 25,09 cm, tuy nhiên sự chênh lệch không quá lớn,đỉnh đường cong thấp hơn so với phân bố chuẩn.
Tương tự khu vực 1 và khu vực 2, cây xanh tại khu vực 3 và khu vực 4 có đường cong phân bố N-D1.3 lệch trái. Cây xanh khu vực 4 có đường kính trung bình lớn nhất toàn khu vực (36,18 cm), đây cũng là khu vực có mức dao động đường kính lớn nhất (8,28-109,04 cm).
Bảng 3.7. Số lượng cây của các loài phân theo các cấp đường kính
Loài cây Cấp đƣờng kính Tổng số cây 5≤D1.3<10 10≤D1.3<20 20≤D1.3<40 40≤D1.3<80 D1.3≥80 Muồng tím 1 23 55 105 4 188 Phượng 1 1 34 61 7 104
Loài cây Cấp đƣờng kính Tổng số cây 5≤D1.3<10 10≤D1.3<20 20≤D1.3<40 40≤D1.3<80 D1.3≥80 vĩ Bằng lăng tím 2 59 110 6 0 177 Sao đen 1 37 92 0 0 130 Xà cừ 0 80 20 11 0 111 Bồ đề 0 1 15 12 4 32 Lim xẹt 0 7 21 22 0 50 Sữa 0 8 21 10 0 39 Long não 1 15 29 3 1 49 Đa 0 0 14 16 2 32 Si 0 4 17 3 2 26 Dầu rái 0 32 26 0 0 58 Muồng đen 0 8 17 5 0 30 Bàng 0 1 10 1 0 12 Thông ba lá 0 0 16 1 0 17 Giáng hương 0 31 1 1 0 33 Móng bò 0 11 7 0 0 18 Tếch 0 2 4 6 0 12 Sấu 0 19 4 0 0 23 Tràm liễu 0 6 8 0 0 14 Viết 0 5 1 0 0 6 Tràm gió 0 0 5 2 0 7 Muồng 4 7 0 0 0 11
Loài cây Cấp đƣờng kính Tổng số cây 5≤D1.3<10 10≤D1.3<20 20≤D1.3<40 40≤D1.3<80 D1.3≥80 hoàng yến Xoan 0 0 3 1 0 4 Me keo 0 0 0 2 0 2 Bạch đàn 0 0 1 1 0 2 Phi lao 0 0 2 0 0 2 Chân chim 0 0 0 1 0 1 Sung 0 0 0 1 0 1 Me 0 0 0 1 0 1 Tùng Tháp 0 2 0 0 0 2 Nhãn 0 0 1 0 0 1 Sứ 0 1 0 0 0 1 Trứng cá 0 1 0 0 0 1 Hoàng nam 0 1 0 0 0 1
Bảng 3.8. Số lượng cây phân theo cấp đường kính
TT Đƣờng kính Số lƣợng (cây) Tỷ lệ (%) 1 5≤D1.3<10 cm 10 0,83 2 10 cm ≤ D <20 cm 362 30,22 3 20 cm ≤ D <40 cm 534 44,57 4 40 cm ≤D <80 cm 272 22,71 5 D1.3≥80 cm 20 1,67 Tổng số 1198 100,00
Kết quả bảng 3.7 và bảng 3.8 chỉ ra rằng, các cây có đường kính D1.3 từ 5 cm đến 10 cm trong khu vực nghiên cứu chiếm tỉ lệ rất thấp (0,83 %), phần lớn là muồng hoàng yến (4 cá thể), các loài còn lại không đáng kể, hầu hết là các cây mới trồng, kích thước còn nhỏ.
Ngược lại, ở cấp kính từ 10 cm đến 20 cm với 362 cá thể chiếm tỉ lệ cao 30,22%, chiếm ưu thế là xà cừ (80 cá thể), bằng lăng tím (59 cá thể), sao đen (37 cá thể), dầu rái (32 cá thể), giáng hương (31 cá thể)… đây là các cá thể có kích thước tương đối đồng đều, đang trong thời gian sinh trưởng nhanh, nhưng dễ chịu các tác động của thời tiết, khí hậu và các tác động của con người.
Với 534 cá thể cấp đường kính từ 20 cm đến 40 cm chiếm tỉ lệ cao nhất (44,57%), đây hầu hết là các cá thể đã vào giai đoạn thành thục trong giai đoạn sinh trưởng và phát triển, chủ yếu là các cá thể của các loài bằng lăng tím (110 cá thể), sao đen (92 cá thể), muồng tím (55 cá thể), phượng vĩ (34 cá thể)…
Cấp đường kính từ 40 cm đến 80 cm có 272 cá thể chiếm tỉ lệ 22,71 %, đây là cấp kính có nhiều cây cổ thụ, nhiều năm tuổi, kích thước lớn, có sự phân hóa về chiều cao, tán rộng, chủ yếu là các loài muồng tím (105 cá thể), phượng vĩ (61 cá thể), Lim xẹt (22 cá thể). Đây là những cây có giá trị, cần được quan tâm xem xét khi thực hiện các dự án trong công viên để tránh ảnh hưởng đến cây.
Cấp kính D1.3>80cm có 20 cá thể chủ yếu là các loài muồng tím (4 cá thể), phượng vĩ (7 cá thể), đa (2 cá thể)… Đây là cấp kính có các cây cổ thụ, có giá trị lịch sử, gắn liền với quá trình hình thành và phát triển của công viên.
3.2. SINH KHỐI TRÊN MẶT ĐẤT CỦA CÂY XANH CÔNG VIÊN 29/3 3.2.1. Tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính (Hvn - D1,3) 3.2.1. Tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính (Hvn - D1,3)
Sinh khối cây được quyết định bởi các nhân tố sinh trưởng của cây bao gồm chiều cao và đường kính. Nhân tố chiều cao có ảnh hưởng đến tương
quan giữa sinh khối và đường kính, do đó cần tìm mối quan hệ giữa hai nhân tố Hvn-D1.3.
Qua các chỉ tiêu Hvn và D1.3 của các cây tiêu chuẩn, từ các phân tích mô tả so sánh, đề tài đã phương trình thể hiện mối quan hệ tốt nhất giữa đường kính và chiều cao.
Bảng 3.9. Các phương trình phù hợp với tương quan giữa Hvn và D1,3
STT Phƣơng trình lập đƣợc Các chỉ tiêu thống kê
R2 P SEE MAE SSR (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 Hvn = 5,24498 + 0,112774*D1.3 83,1 00 0,92 0,57 1009,5 2 Hvn = (2,3644 + 0,0183563*D1.3)^2 81,2 00 0,16 0,11 30,395 3 Hvn = exp(0,720008 + 0,431164*ln(D1.3)) 87,8 00 0,09 0,05 8,831 4 Hvn = (1,69602 + 0,230698*√ )^2 86,9 00 0,13 0,08 21,215 Kết quả bảng 3.9 cho thấy, hệ số xác định của các phương trình dao động trong khoảng từ 81,1% đến 87,8% và đều tồn tại ở mức rất có ý nghĩa (P<<0,05). Trong đó, phương trình 3 có R2 lớn nhất (87,8%), phương trình 2 có hệ số R2
nhỏ nhất (81,2%). Sai số tiêu ước lượng chuẩn của phương trình 1 lớn nhất (0,92), trong khí đó SEE của phương trình 3 nhỏ nhất (0,09). Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) của phương trình 1 là lớn nhất (0,57 %), phương trình 3 có MAE nhỏ nhất (0,05).
hợp nhất để biểu thị mối quan hệ giữa đường kính và chiều cao.
Phương trình (3) có dạng tuyến tính là lnY = lna + blnX nên khi chuyển từ dạng này về dạng chính tắc Y = a * Xb
thì gặp phải vấn đề sai số, về mặt đại số thì hai phương trình này giống nhau nhưng khác nhau về mặt thống kê, do đó một số tác giả như Sprugel (1983), Ong và ctv (2004). Viên Ngọc Nam (2011) đã sử dụng hệ số điều chỉnh như sau:
CF = exp (SEE2/2)
Như vậy ta có: Hvn = exp(0,720008 + 0,431164*ln(D1.3)) + (SSE2/2) Phương trình (3) được chuyển thành phương trình chính tắc như sau:
Hvn=2,062048693*(D1.3)^0,431164(3.1)
3.2.2. Tƣơng quan giữa sinh trên mặt đất và đƣờng kính (AGB – D1.3)
Sinh khối của thực vật là khối lượng tươi của chúng trên một đơn vị diện tích (sinh khối tươi) hay khối lượng vật chất khô kiệt sau khi được sấy khô trong phòng thí nghiệm (sinh khối khô). Sinh khối là kết quả của quá trình tổng hợp chất hữu cơ của thực vật.
Sinh khối cây cá thể là cơ sở để xác định sinh khối quần thể. Mỗi cây là một cá thể tạo nên một quần thể có những đặc trưng xác định. Sinh khối cây cá thể là tiêu chí để đánh giá quá trình sinh trưởng của cây và cũng là chỉ tiêu để đánh giá năng suất sinh học của thực vật.
Trên thực tế để tính toán được tổng sinh khối của cây tốn rất nhiều công sức cho việc chặt hạ, cân đo và mất rất nhiều chi phí và trong thực tế không phải lúc nào cũng có thể chặt hạ các cây để xác định sinh khối của từng bộ phận cây nhất là khi đối tượng nghiên cứu của đề tài là cây xanh trong công viên thì việc chặt hạ là không thể được. Chính vì vậy việc xác định mối quan hệ giữa sinh khối cây cá thể với các nhân tố điều tra như Hvn, D1,3 là cần thiết. Trên cơ sở đó giúp xác định sinh khối cây chính xác, ít tốn kém và thuận lợi, và không làm tổn hại đến hệ thống cây xanh của khu vực nghiên cứu.
Bảng 3.10. Các phương trình phù hợp với tương quan giữa AGB và D1,3
STT Phƣơng trình lập đƣợc Các chỉ tiêu thống kê
R2 P SEE MAE SSR (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 AGB = (-3,83863 + 0,656772*D1.3)^2 97,31 0,00 2,61 2,00 327,96 2 AGB = exp(3,30762 + 0,0594265*D1.3) 87,23 0,00 0,54 0,38 14,205 3 AGB = (-26,6768 + 8,12605*√ )^2 91,37 0,00 4,68 3,49 1051,65 4 AGB = exp(0,896363 + 0,7944*√ ) 95,61 0,00 0,32 0,23 4,88 5 AGB = exp(-2,29585 + 2,28449*ln(D1.3)) 97,66 0,00 0,23 0,19 2,60 Kết quả bảng 3.10 cho thấy,hệ số R2 dao động từ 87,23% đến 97,66%, các phương trình đều tồn tại ở mức có ý nghĩa (P<<0,05). Trong đó phương trình có R2 cao nhất là Phương trình (5) (R2=97,66), phương trình (2) có hệ số R2 thấp nhất (R2=87,23). Sai số tiêu chuẩn của phương trình (5) thấp nhất (SEE=0,23), SEE của phương trình (3) cao nhất (4,68). Phương trình (5) có MAE thấp nhất (0.19), giá trị này cao nhất ở phương trình (3) (3.49).
Từ những so sánh trên đây, ta thấy phương trình (5) là phương trình phù hợp nhất để biểu thị mối quan hệ giữa AGB và D1.3. Sau khi sử dụng hệ số CF, dạng chính tắc của phương trình (5) là:
AGB = 0,10344*(D1.3)^2,28449 (3.2)
Sinh khối thân cây được tính thông qua thể tích thân cây (D1,3 và Hvn) và tỷ trọng gỗ. Tỷ trọng gỗ phụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loài cây. Do đó mỗi loài có tỷ trọng gỗ khác nhau, tỷ trọng gỗ càng cao thì chất lượng
loài cây gỗ đó càng tốt và ngược lại.
Tham số a (theo phương trình (3.2), a = 0,10344) của khu vực nghiên cứu được tính bằng công thức: a = r.ρ
Trong đó, r là mối quan hệ không ổn định, nó đại diện và đặc trưng về khí hậu tại khu vực nghiên cứu. Do đó, mỗi khu vực khác nhau sẽ có hệ số r khác nhau. Với ρ là tỷ trọng gỗ trung bình của khu vực nghiên cứu.
Tỷ trọng gỗ trung bình của công viên 29/3 được xác định từ 35 loài trong toàn công viên có giá trị là ρ = 0,61546 g/cm3 với tỷ trọng gỗ của các loài có giá trị từ 0,3-0,978 g/cm3.
Ta có a= r.ρ, suy ra r = 0,10344/0,61546= 0,16807
Phương trình tổng quát tính sinh khối được biến đổi thành: AGB = r * ρ * D2 + c
(Trong đó c là số mũ của phương trình 3.1)
Từ đó ta có công thức tính sinh khối của khu vực nghiên cứu là:
AGB=0,16807* ρ *D1.3^2,431164 (3.3)
3.2.3. Sinh khối trên mặt đất của từng khu vực nghiên cứu:
Từ phương trình 3.3 thông qua các chỉ tiêu là D1.3 và tỉ trọng gỗ của từng cây ta có thể tính được tổng sinh khối trên mặt đất của cây xanh khu vực nghiên cứu.
Bảng 3.11. Sinh khối trên mặt đất của từng khu vực
STT Khu Vực Diện tích (S,m2) Số cây (n,cây) Sinh khối (AGB,tấn) Tỉ lệ (%) 1 KV1 40250 450 195,876 23,94 2 KV2 30235 345 306,455 37,45 3 KV3 1608 62 28,732 3,51 4 KV4 20134 341 287,168 35,09 Tổng cộng 92227 1198 818,231 100,0
Hình 3.4. So sánh sinh khối trên mặt đất của từng khu vực
Kết quả bảng 3.11 và hình 3.4 cho thấy, sinh khối toàn khu vực nghiên cứu có 818,231 tấn,lượng sinh khối dao động từ 28,732 tấn đến 306,455 tấn, sinh khối tich tụ trung bình là 88,72 tấn/ha, đây là lượng sinh khối tương đối thấp do phần lớn các cây trong công viên có kích thước nhỏ. Sinh khối lớn nhất tập trung ở khu vực 2 (306,455 tấn) chiếm 37.45% sinh khối toàn công viên, ngược lại với 62 cây, khu vực 3 có lượng sinh khối thấp nhất (28,732 tấn) chỉ chiếm 3,51% sinh khối toàn công viên. Khu vực 1 tuy có số lượng