CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.5. Phương pháp phân tích số liệu
Các số liệu được tính tốn, xử lý và được thể hiện qua bảng biểu, sơ đồ, đồ thị biểu diễn số lượng và tỷ lệ. Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2010 (with Analysis Toolpak) của hãng Microsoft Corporation và Primer v.6 của hãng Primer - ETM Ltd, UK để xử lý số liệu. 2.2.5.1. Tính và so sánh các giá trị trung bình + Tính giá trị trung bình cộng: 𝑋̅ = ∑ 𝑋𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑛
+ Tính giá trị phương sai mẫu:
𝜎2 =∑𝑛𝑖=1(𝑋𝑖−𝑋̅)2
𝑛 (n ≥ 30) hoặc 𝜎2 =∑𝑛𝑖=1(𝑋𝑖−𝑋̅)2
(𝑛−1) (n < 30)
+ Tính giá trị độ lệch chuẩn:
Trong đó: n Số lượng mẫu.
𝑋𝑖 Giá trị mẫu thứ i của biến ngẫu nhiên X.
𝑋̅ Giá trị trung bình cộng của biến thiên ngẫu nhiên X.
𝜎2 Phương sai mẫu.
𝑆𝐷 Độ lệch chuẩn.
+ So sánh sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình với mức ý nghĩa (α)
Lựa chọn các hàm tính tốn phù hợp trong Analysis Toolpak của Microsoft Excel 2010 để so sánh các giá trị trung bình trong các trường hợp như sau:
So sánh hai số trung bình mẫu lớn, độc lập (n ≥ 30)
Sử dụng hàm z-test: Two Samples For Mean: Nhập 2 miền dữ liệu cần so sánh giá trị trung bình, và giá trị phương sai của 2 miền dữ liệu đó, cùng giá trị α (0.05) vào bảng tính rồi kiểm tra kết quả. Nếu giá trị P(Z ≤ 𝑧) two-tail ≤ 0,05 thì hai giá trị trung bình khác nhau có ý nghĩa thống kê với mức ý nghĩa tương ứng.
So sánh hai số trung bình mẫu nhỏ, độc lập (n1 hoặc/và n2 < 30)
Kiểm định phương sai mẫu bằng hàm FTEST, rồi so sánh giá trị thu được với 0,05.
- Nếu giá trị FTEST > 0,05, sử dụng hàm t-Test: Two-Sample Assuming Equal Variances. Nhập 2 miền dữ liệu cần so sánh giá trị trung bình cùng giá trị α (0,05) vào bảng tính rồi kiểm tra kết quả. Nếu giá trị P(T
≤ t) two-tail ≤ 0,05 thì hai giá trị trung bình khác nhau có ý nghĩa thống kê
với mức ý nghĩa tương ứng.
- Nếu giá trị FTEST≤0,05, sử dụng hàm t-Test: Two-Sample Assuming Unequal Variances. Nhập 2 miền dữ liệu cần so sánh giá trị trung bình cùng giá trị α (0,05) vào bảng tính rồi kiểm tra kết quả. Nếu giá trị P(T
≤ t) two-tail ≤ 0,05 thì hai giá trị trung bình khác nhau có ý nghĩa thống kê
2.2.5.2. Tính chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener (H’)
Chỉ số Shannon-Wiener được tính bằng cơng thức sau:
s i i i p p H 1 2 ) (log '
Trong đó: H’ Chỉ số đa dạng Shannon-Wiener s Số lượng loài
pi = ni/N Tỷ lệ số lượng cá thể của loài i so với số lượng cá thể trong toàn bộ mẫu
ni Số lượng cá thể loài i
N Số lượng cá thể trong tồn mẫu
Như vậy, theo cơng thức trên, giá trị H’ phụ thuộc vào số lượng lồi và tính bình qn của sự phân bố cá thể giữa các lồi. Từ kết quả tính tốn, đưa ra nhận xét về mức độ đa dạng theo các mức được thể hiện ở Bảng 2.3.
Bảng 2.3. Quan hệ giữa giá trị chỉ số Shannon-Wiener (H’) và mức độ đa dạng
Chỉ số H’ Mức độ đa dạng
> 3 ĐDSH tốt và rất tốt
1 - 3 ĐDSH khá
< 1 ĐDSH kém và rất kém
Nguồn: Nguyễn Xuân Huấn & Nguyễn Xuân Quýnh (1999) [6]
2.2.5.3. Phân tích tính tương đồng Bray-Curtis
Để đánh giá mức độ giống nhau về thành phần loài giữa các điểm nghiên cứu, chỉ số tương đồng Bray-Curtis được sử dụng. Sử dụng cơng thức tính tương đồng của Bray-Curtis: [39, 60]
Sjk = 100 (1 − ∑𝑝𝑖=1|𝑦𝑖𝑗 − 𝑦𝑖𝑘| ∑𝑝𝑖=1(𝑦𝑖𝑗 + 𝑦𝑖𝑘) )
Trong đó: Sjk Hệ số tương đồng của hai mẫu j và k (theo %) yij Số lượng cá thể lồi i có trong mẫu j
yik Số lượng cá thể lồi i có trong mẫu k p Số lồi có trong mẫu j và k
Giá trị Sjk nằm trong khoảng 0-100%, Sjk càng lớn, thì tính tương đồng của hai mẫu càng cao.
Với mỗi dữ liệu là tập hợp các lồi và thơng tin của từng lồi tại mỗi ĐTM (gọi tắt là tập hợp lồi), chỉ số Bray-Curtis cho từng cặp ĐTM được tính tốn, thu được ma trận nhóm của tập hợp lồi đó. Các giá trị trong ma trận được phân hạng theo nguyên tắc giá trị càng thấp thì giá trị phân hạng tương ứng càng cao.
Phân tích này được sử dụng để tính hệ số tương đồng cho dữ liệu sinh học, sử dụng phần mềm Primer v.6. Có thể biểu diễn mối quan hệ tương đồng bằng 2 cách. 1/ Biểu diễn theo nhóm (clustering), các ĐTM được biểu diễn dưới dạng sơ đồ hình nhánh cây, nhánh cây càng gần nhau thì mức độ tương đồng càng cao. 2/ Biểu diễn theo không gian hai chiều bằng thang đo đa hướng MDS (Multi-Dimensional Scaling), các điểm gần nhau sẽ có tính tương đồng cao hơn so với những điểm cách xa nhau. Trong biểu diễn MDS, giá trị của hàm Stress càng nhỏ thì vị trí các điểm được thể hiện trên không gian 2 chiều càng phù hợp với hệ số tương đồng giữa chúng. Giá trị Stress < 0,05: rất tốt (excellent); Stress < 0,1: tốt (good); Stress < 0,2: chấp nhận được (potential useful) và Stress > 0,3: vị trí giữa hai điểm được xếp ngẫu nhiên (arbitrarily placed points in 2 dimensional space) [64, 65].
2.2.5.4. Phân tích BEST (Biota and/or Environment matching)
BEST được dùng để đánh giá mối tương quan giữa quần xã sinh học với các yếu tố môi trường bằng phần mềm Primer v.6. Phương pháp sử dụng 2 ma trận: ma trận tương đồng về thành phần loài (sử dụng hệ số tương đồng Bray-
Curtis) và ma trận các yếu tố môi trường (sử dụng khoảng cách Euclide - Euclide distance). Hệ số tương quan Rho được tính dựa trên hai ma trận thơng qua phạm vi tương quan Spearman. Kết quả phân tích BEST sẽ xác định được tập hợp các biến môi trường phù hợp với thành phần loài sinh vật theo hệ số tương quan Rho và mức ý nghĩa - giá trị p [64, 65].
2.2.5.5. Phân tích ANOSIM (Analysis of Similarity)
Phân tích ANOSIM trong Primer v.6 xác định tương quan giữa hai tập số liệu dựa trên ma trận tương đồng về thành phần loài (sử dụng hệ số tương đồng Bray-Curtis). Giả thuyết H0: hai tập số liệu khơng tương quan (R=0). Nếu kết quả tính tốn cho giá trị R ≠ 0 với mức ý nghĩa p < 0,05 thì giả thuyết H0 bị loại bỏ, khi đó hai tập hợp có tương quan với nhau [64].
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. ĐẶC ĐIỂM SINH CẢNH VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU THỦY LÝ, HÓA HỌC CỦA NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM THU MẪU CỦA NƯỚC TẠI CÁC ĐIỂM THU MẪU
3.1.1. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
Kết quả khảo sát, đo đạc dòng suối và quan sát đặc điểm sinh cảnh các ĐTM được thể hiện ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Đặc điểm sinh cảnh các điểm thu mẫu
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS1 Suối Xoan, gần xóm Lạng. Tọa độ GPS: 21°5,453’N 104 °56,122’E 428 m
Lòng suối rộng khoảng 2-5 m, độ sâu khoảng 20-30 cm. Nước suối trong, nền đáy gồm đá tảng, đá lớn và đá nhỏ (đá có rêu bám), xen kẽ cả đất và cát. Ven bờ suối có cây bụi và cỏ. Suối không được che phủ bởi tán cây, gần xóm làng, nhà dân, có gia súc chăn thả xung quanh.
TS2
Suối chảy qua đường, gần xóm Lạng. Tọa độ GPS: 21°5,662’N 104 °56,236’E 459 m
Lòng suối rộng khoảng 2-3 m, độ sâu khoảng 20-40 cm. Nước suối trong, nền đáy là đá phiến lớn, tạo thành các tầng thác nhỏ và nhiều mùn bã thực vật. Suối nằm gần đường nhưng khuất ở khe núi, được tán cây che phủ phần lớn, lịng suối cũng có rất nhiều các bụi cây thủy sinh.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS3
Suối Tân Ong, chân thác Chín Tầng.
Tọa độ GPS: 21°4,115’N 104 °56,354’E
422 m
Lòng suối rộng khoảng 3-5 m. Nước trong, độ sâu TB khoảng 20-30 cm. Nền đáy suối chủ yếu là đá tảng, đá lớn và nhỏ (đá thường có nhiều rêu bám), ngồi ra cịn có cát xen lẫn và nhiều mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh và được che phủ phần lớn bởi tán cây rừng.
TS4
Suối Tân Ong, cách thác Chín Tầng khoảng 2 km Tọa độ GPS: 21°04,201’N 104°56,906’E 308 m
Lòng suối rộng khoảng 3-5 m. Nước suối trong, độ sâu TB từ 20-40 cm. Nền đáy chủ yếu là đá lớn và nhỏ, xen lẫn cát sỏi, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh, suối được che phủ phần lớn bởi tán cây rừng.
TS5
Suối Tân Ong, cách thác Chín Tầng khoảng 4 km Tọa độ GPS: 21°04,288’N 104°57,271’E 278 m
Lòng suối rộng khoảng 3-5 m. Nước suối trong, độ sâu TB 15-25 cm. Nền đáy chủ yếu đá lớn, đá nhỏ xen lẫn sỏi, cát, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh, suối được che phủ phần lớn bởi tán cây rừng.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS6 Suối Hạ Bằng, gần ngã 3 giao với suối Xoan.
Tọa độ GPS: 21°5,318’N 104 °58,87’E
123 m
Lòng suối rộng khoảng 2-4 m. Nước trong, độ sâu TB khoảng 20-30 cm. Nền đáy khá bằng phẳng, chủ yếu đá nhỏ, sỏi, nhiều rêu bám, có xen kẽ cả đất cát. Suối nằm gần đường, không được che phủ bởi tán cây, nằm trong khu vực người dân thường chăn thả gia súc.
TS7
Suối Xoan, gần ngã 3 giao với suối Hạ Bằng.
Tọa độ GPS: 21°5,303’N 104 °57,559’E
126 m
Lòng suối rộng 2-7 m. Suối tạo thành vũng lớn với độ sâu đến 40cm. Nền đáy chủ yếu đá lớn và nhỏ, nhiều rong, tảo. Nước chảy tràn qua nhánh suối nhỏ hơn có độ sâu khoảng 10 cm, nền đá sỏi nhỏ. Xung quanh có cỏ, cây bụi cao. Khu vực suối không được che phủ bởi tán cây.
TS8 Suối Chiềng, gần trạm Kiểm lâm. Tọa độ GPS: 21°06,072’N 104°59,433’E 115 m
Lòng suối rộng khoảng 20-30 m. Nước suối trong, độ sâu TB khoảng 20 cm. Nền đáy của suối chủ yếu là đá lớn, xen lẫn đá nhỏ, sỏi, nhiều rêu và mùn bã thực vật. Giữa lịng suối có nhiều cây bụi nhỏ. Hai bên suối là bờ cỏ và ruộng lúa. Khu vực suối thường xuyên được người dân chăn thả gia súc, gia cầm. Suối không được che phủ bởi tán cây.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS9
Suối Xoan, khu vực xóm Xoan
Tọa độ GPS: 21°05,270’N 104°57,591’E
211 m
Lòng suối rộng khoảng 5-7 m, nước trong. Phía trên thác nước có độ sâu TB khoảng 10-20 cm. Phía dưới thác nước có độ sâu trung bình 30-50cm. Nền đáy chủ yếu là đá tảng và đá nhỏ. Hai bên suối là rừng thứ sinh và rừng trồng, suối ít được che phủ bởi tán rừng.
TS10 Suối Hạ Bằng, khu vực xóm Hạ Bằng Tọa độ GPS: 21°04,343’N 104°59,182’E 211 m
Lòng suối rộng khoảng 10-15 m. Nước suối trong, độ sâu TB từ 10-20 cm. Nền đáy gồm đá nhỏ, sỏi và cát, suối nhiều rác thải từ xóm, bản gần suối. Suối chịu nhiều tác động của dân địa phương, nhiều đoạn suối bị ngăn đập đặt máy phát điện nhỏ. Hai bên suối là rừng tre, trúc, suối ít được che phủ bởi tán cây rừng.
TS11 Suối Lấp, gần chân thác Ngọc Tọa độ GPS: 21°08,311’N 104°56,202’E 300 m
Lòng suối rộng khoảng 3-5 m. Nước trong, độ sâu TB của suối khoảng 15- 20 cm. Nền đáy suối chủ yếu là đá lớn, xen ít đá tảng và đá nhỏ, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh, phần lớn được che phủ bởi tán cây rừng. Đây là một điểm tham quan của khách du lịch.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS12
Suối Lấp, cầu bê tông thứ nhất từ phía thác Ngọc Tọa độ GPS: 21°8,398’N 104°56,303’E 245 m
Lòng suối rộng khoảng 8-10 m. Nước trong, độ sâu TB của suối khoảng 15-20 cm. Nền đáy chủ yếu là đá lớn, đá nhỏ và cát, xen ít đá tảng, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh, phần lớn được che phủ bởi tán cây rừng. ĐTM ở gần cầu bê tông. Khu vực quanh suối là điểm tham quan của khách du lịch.
TS13
Suối Lấp, cầu bê tơng thứ hai từ phía thác Ngọc Tọa độ GPS: 21°08,322’N 104°56,256’E 243 m
Lòng suối rộng khoảng 8-10 m. Nước trong, độ sâu TB của suối khoảng 15-20 cm. Nền đáy chủ yếu là đá lớn, đá nhỏ và cát, xen ít đá tảng, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng nguyên sinh, được che phủ một phần bởi tán cây rừng. ĐTM gần cầu bê tông, gần đường bê tông phục vụ tham quan du lịch.
TS14
Suối Thân, vị trí số 1, nước chảy từ hang núi
Tọa độ GPS: 21°11,096’N 104°52,587’E
351 m
Lòng suối rộng khoảng 1-3 m. Nước suối trong, chảy từ trong hang núi đá vôi, độ sâu TB khoảng 30-40 cm. Nền đáy của suối chủ yếu là đá nhỏ và cát, xen ít đá lớn, mặt đá có nhiều rêu bám. Giữa suối và hai bên bờ có nhiều cây bụi nhỏ. Suối nằm trong rừng thứ sinh, ít được che phủ bởi tán cây rừng.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS15 Suối Thân, vị trí số 2 Tọa độ GPS: 21°11,257’N 104°52,382’E 350 m
Lòng suối rộng khoảng 5-10 m. Nước trong, có đoạn tạo thành những vũng nước lớn. Độ sâu TB khoảng 20-30 cm. Nền đáy chủ yếu là đá tảng, cát, bùn, có nhiều rêu bám vào đá. Giữa suối và hai bên bờ có nhiều cây bụi nhỏ. Suối ít được che phủ bởi tán cây.
TS16 Suối Thân, vị trí số 3 Tọa độ GPS: 21°11,393’N 104°52,625’E 325 m
Lòng suối rộng khoảng 15-20 m. Nước trong, độ sâu TB khoảng 30-50 cm. Nền đáy chủ yếu là đá tảng và đá lớn, có nhiều rêu bám, có nhiều mùn bã thực vật. Giữa suối và hai bên bờ có nhiều cây bụi nhỏ. Một bên suối là ruộng lúa và bên cịn lại có nhiều bụi tre, cây gỗ, cạnh nương sắn. Suối ít được che phủ bởi tán cây.
TS17
Suối Cỏi, vị trí số 1, bên đường đi Tân Sơn
Tọa độ GPS: 21°09,204’N 104°56,927’E
201 m
Lòng suối rộng khoảng 20-30 m. Nước tương đối trong (đục hơn nếu có mưa lớn), độ sâu TB khoảng 15-40 cm. Nền đáy của suối chủ yếu là đá lớn, trên đá có nhiều rêu, nền đáy có nhiều mùn bã thực vật. Một bên suối là đường giao thông trong VQG, một bên suối là ruộng lúa. Suối ít được che phủ bởi tán cây.
ĐTM Vị trí Độ cao so với mực nước biển Đặc điểm sinh cảnh TS18 Suối Cỏi, vị trí số 2, gần cầu bê tơng
Tọa độ GPS: 21°09,130’N 104°56,761’E
202 m
Lòng suối rộng khoảng 15-20 m. Nước suối trong, độ sâu TB của suối 10-50 cm. Nền đáy của suối chủ yếu là đá nhỏ, ít mùn bã thực vật. Giữa suối có nhiều cây bụi nhỏ. Suối ít được che phủ bởi tán cây. Suối nằm gần ruộng lúa và xóm, bản.
TS19
Suối Cỏi, vị trí số 3, trước cửa hang
Tọa độ GPS 21°01,190’N 104°56,624’E
210 m
Lòng suối rộng khoảng 10-20 m. Nước suối trong, chảy từ trong hang núi đá vôi. Độ sâu TB của suối khoảng 40-60 cm. Nền đáy của suối chủ yếu là cát và sỏi trên nền đá tảng, ít mùn bã thực vật. Suối nằm trong rừng thứ sinh, bên suối có nhiều cây bụi nhỏ, được che phủ một phần bởi tán rừng. Suối là điểm tham quan của khách du lịch.
VQG Xuân Sơn nằm trong vùng núi thấp và TB, các dãy đồi núi chỉ cao chừng 600-700 m. Các hệ thống suối ở đây chảy uốn lượn giữa các thung lũng với độ dốc không lớn [5, 33]. Do vậy các ĐTM chỉ nằm ở độ cao từ 115-459 m so với mực nước biển, trong đó có 3 ĐTM nằm ở độ cao từ 422-459 m, 16 ĐTM còn lại nằm ở độ cao từ 115-351 m.
Trong quá trình nghiên cứu, khảo sát thực địa, chúng tơi xác định có 3 dạng sinh cảnh chính căn cứ vào vị trí, độ che phủ của thực vật, mức độ tác động của con người đối với các ĐTM:
Sinh cảnh suối ở khu vực rừng nguyên sinh (SC1): Các điểm thu mẫu phần lớn được che phủ bởi cây rừng, hầu như không bị tác động của con người, bao gồm