Chương 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1.2.Cấu trúc tổ thành loài cây:
4.1. Đặc điểm và cấu trúc rừng kín lá rộng thường xanh tại khu vực nghiên cứu:
4.1.2.Cấu trúc tổ thành loài cây:
Tổ thành là chỉ tiêu cấu trúc biểu thị tỷ trọng của một lồi, hay nhóm lồi cây chiếm trong lâm phần. Với rừng hỗn giao, tổ thành là nhân tố độc đáo nói lên vai trị của lồi hoặc nhóm lồi cây cấu thành tài nguyên gỗ của rừng. Để biểu thị mức độ tham gia của các loài cây trong lâm phần, người ta sử dụng cơng thức tổ thành. Tổ thành lồi cây có rất nhiều cách tính như tổ thành tính theo số cây, tổ thành tính tiết diện ngang, tổ thành tính theo trữ lượng… Trong đề tài nghiên cứu này, đặc trưng về tổ thành các loài cây tại hai khu vực nghiên cứu thông qua sáu OĐĐ theo các cơng thức (3.1), (3.2).
4.1.2.1. Tổ thành lồi cây theo tỷ lệ % số cây trong loài
Các VQG có chức năng bảo vệ và phát triển tồn bộ các hệ sinh thái rừng, các giá trị khoa học về đa dạng sinh học, địa chất, cảnh quan, các loài động thực vật hoang dã hiện đang tồn tại và sinh sống ở các hệ sinh thái rừng đó. Vì vậy, tính đa dạng sinh học là rất quan trọng (đặc điểm khác biệt cơ bản với rừng sản xuất). Do đó, đề tài tiến hành xác định tổ thành loài theo tỷ lệ % số cây (N%) để thấy rõ vai trị của các lồi trong ưu hợp thực vật về mặt sinh thái và tính đa dạng sinh học. Kết quả tổng hợp trong bảng (4.2).
Tổ thành loài cây gỗ đều rất phức tạp, lồi cây ưu thế khơng rõ ràng. Thành phần thực vật thàm gia tổ thành ở tại các OĐĐ trên hai khu vực khá phong phú, thấp nhất là tại OĐĐ số 1 tại VQG Cúc Phương cũng có đến 41 loài, nhiều nhất là OĐĐ số 3 tại VQG Ba Vì là 83 lồi. TT điều tra trên ba OĐĐ tại khu vực Ba Vì có tới 108 lồi nhiều hơn Cúc Phương chỉ có 80 lồi thực vật. Từ đây cũng thấy nổi bật lên tính phức tạp, vơ cùng phong phú của rừng mưa nhiệt đới với số lượng cây biến động khá lớn trên một đơn vị diện tích và phù hợp với các nghiên cứu trước đây về tổ thành loài cây trên các trạng thái rừng kín lá rộng thường xanh.
Trong số 6 OĐĐ được quan sát chưa thấy rõ một loài cây nào chiếm ưu thế. Các loài cây chiếm ưu thế và tạo thành ưu hợp thực vật là các lồi cây có giá trị kinh doanh thấp, chủ yếu có ý nghĩa sinh thái và vơ cùng phong phú như Thừng mực, Cà lồ, Dẻ, Dẻ cau, Trâm, Gội… ở VQG Ba Vì và Vàng anh, Mạy tèo, Nang Trứng, Gội, Re hương, Côm bừng… ở VQG Cúc Phương.
Các lồi cây gỗ q, hiếm, có giá trị kinh tế cao có tỷ lệ số cây rất ít như Chò nâu (4,15%), Giổi (2,38%), Vàng tâm (2,38%), Lát hoa (1,12%), Táu (0,38%), Sến mật (0,19%), …nên không tham gia vào công thức tổ thành của rừng được (N% < 5%). Về phân bố, những lồi có giá trị này có nhiều hơn tại VQG Cúc Phương.
Bảng 4.2: Tổ thành tầng cây cao theo số cây
Khu vực OĐĐ Số lồi Tổ thành nhóm lồi ưu thế (%) Lồi khác (%) Nhóm lồi ưu thế VQG Ba Vì Trạng thái IIIA3 Số 1 62 45,30 54,70 Thừng mực (17,68%), Dẻ cau (12,71%), Cà lồ (8,47%), Dẻ (6,45%) Số 2 63 54,83 45,17 Thừng mực (20,98%), Gội (11,19%), Đen lá hẹp (8,81%), Dẻ (7,83%), Trâm (6,01%) Số 3 83 41,14 58,86 Trâm (22,10%), Dẻ (8,76%), Dẻ cau (5,24%), Gội gác (5,05%) TT 108 37,61 62,39 Trâm (12,61%), Thừng mực (12%), Dẻ (7,93%), Dẻ cau (5,07%) VQG Cúc Phương Trạng thái IV Số 1 41 69,38 30,62
Mạy tèo (37,64%), Re hương (11,80%), Sâng (7,66%), Nang trứng (6,54%), Cà lồ (5,74%) Số 2 48 72,42 27,58 Vàng anh (27,86%), Nang trứng (16,43%), Mạy tèo (13,23%), Re hương (9,75%), Côm bừng (5,15%) Số 3 51 66,86 33,14 Vàng anh (20,86%), Nang trứng (18,49%), Mạy tèo (18,20%), Gội (9,32%)
TT 80 69,22 30,78
Mạy tèo (22,48%), Vàng anh (19,26%), Nang trứng (14,06%), Re hương (8,22%), Gội (5,2%)
Giữa hai VQG này, xét về nhóm lồi cây ưu thế thì khơng có một lồi nào chung. Để xem xét sự khác biệt giữa tổ thành loài giữa hai VQG, đề tài sử dụng độ đo của Sorensen để so sánh trong nhóm lồi ưu thế (theo Phùng Đình Trung [40]). Cơng thức tính tốn có dạng: c b a a CC 2 2
Trong đó: a là số lồi xuất hiện ở cả hai VQG Ba Vì và Cúc Phương b là lồi chỉ xuất hiện ở VQG Ba Vì
c là loài chỉ xuất hiện ở VQG Cúc Phương Nếu CC > 0,7 hai quần xã có số lồi gần như nhau
Nếu CC càng nhỏ hơn 0,7 thì sự khác biệt về lồi càng lớn
Áp dụng trong trường hợp này ta có a = 0, b = 4, c = 5 nên CC = 0. Như vậy, rõ ràng thành phần thực vật chiếm ưu thế tại hai vườn này rất khác nhau.
Các nhận định này rất phù hợp với quan điểm của Richards (1952) [30] là rừng mưa hỗn hợp là đặc trưng điển hình phổ biến của rừng mưa, có tổ thành lồi cây phức tạp nhất, trong đó khơng có lồi cây nào chiếm ưu thế, tỷ lệ các lồi cây có giá trị, phù hợp với mục đích kinh doanh rừng thường rất thấp. Vì vậy, chúng ta cần phải có ngay những biện pháp cụ thể để bảo vệ và phát triền những loài cây bản địa, quý hiếm trong khu vực, tránh tình trạng bị người dân khai thác và sử dụng những cây gỗ đó. Đồng thời với khu vực Ba Vì là rừng đang phục hồi có thể trồng thêm các lồi cây bản địa, lồi đặc hữu có giá trị, nhằm nâng cao tính đa dạng sinh học và giá trị sử dụng của rừng.
Cơng thức tổ thành lồi theo N% tại các OĐĐ là:
+ OĐĐ 1 Ba Vì: 1,768Thm + 1,119Goi +0, 847Cal + 0,645De + 5,469Lk + OĐĐ 2 Ba Vì:
2,089Thm + 1,271Dec + 0,881Đlh + 0,783De + 0,601Tra + 4,518Lk
+ Khu vực Ba Vì : 1,261Tra + 1,200Thm + 0,793De + 0,507Dec + 6,239Lk
+ OĐĐ 1 Cúc Phương:
3,764Mat + 1,180Reh + 0,766Vga+ 0,654Natg + 0,574Cal + 3,062Lk
+ OĐĐ 2 Cúc Phương:
2,786Vga + 1,643Natg + 1,323Mat +0,975Reh +0,515Cob + 2,758Lk
+ OĐĐ 3 Cúc Phương:
2,086Vga + 1,849Natg + 1,820Mat + 0,932Goi + 3,314Lk + Khu vực Cúc Phương :
2,248Mat + 1,926SVga + 1,406Natg + 0,822Reh + 0,520Goi + 3,078Lk
Hình 4.1: Tầng tán chính VQG Cúc Phương
4.1.2.2. Tổ thành lồi cây theo mức độ quan trọng (giá trị IV%)
Tổ thành loài cây không chỉ mang ý nghĩa về mặt sinh thái rừng mà còn mang ý nghĩa trong việc sử dụng rừng. Xác định tỷ lệ % về tiết diện ngang (G%) cũng như trữ lượng (M%) của các loài cây trong lâm phần giúp ta thấy
rõ hơn đặc điểm, giá trị sử dụng của các kiểu trạng thái rừng. Do đó, ngồi việc xác định tổ thành theo N% cho ý nghĩa về mặt sinh thái và đa dạng sinh học, đề tài còn tiến hành xác định tổ thành theo mức độ quan trọng loài (IV%) nhằm làm rõ vai trị của chúng trong cơng tác quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng. Kết quả theo công thức (3.2) và thể hiện trong bảng (4.3).
Việc áp dụng cách phân chia về xã hợp thực vật của Danniel Marmillor kết hợp với cách quan trắc của Thái Văn Trừng cùng kết quả thu thập phân tích được ta thấy: trong số 6 OĐĐ và tổng hợp cả khu vực nghiên cứu được quan sát chưa thấy rõ một đơn ưu nào trong khu vực. Mặc dù khơng có một lồi nào chiếm ưu thế rõ ràng về trị số IV% nhưng cũng có thể tìm thấy một số ưu hợp tương đối phức tạp theo các kiểu trạng thái rừng hiện tại thể hiện trên bảng 4.3.
Bảng 4.3: Tổ thành tầng cây cao theo mức độ quan trọng (IV%)
Khu vực OĐĐ lồi Số Tổng nhóm lồi ưu thế (%) Lồi khác (%) Nhóm lồi ưu thế VQG Ba Vì Trạng thái IIIA3 Số 1 62 46,50 53,50 Thừng mực (11,05%), Dẻ cau (11,76%), Cà lồ (10,85%), Dẻ (8,85%) Số 2 63 51,79 48,21 Thừng mực (17,05%), Dẻ (10,26%), Gội (10,10%), Rè vàng (8,32%), Trâm (6,07%) Số 3 83 41,80 58,20 Trâm (20,33%), Dẻ (11,29%), Dẻ cau (5,17%), Re (5,02%) TT 108 37,04 62,96 Dẻ (13,47%), Trâm (10,16%), Thừng mực (8,33%), Dẻ cau (5,08%) VQG Cúc Phương Trạng thái IV Số 1 41 68,87 31,13 Mạy tèo (32,98%), Cà lồ (12,74%), Re hương (9,21%), Sâng (8,28%), Nang trứng (5,65%)
Số 2 48 68,00 32,00
Mạy tèo (29,55%), Nang trứng (13,56%), Vàng anh (11,50%), Re hương (8,07%), Cà lồ (5,33%)
Số 3 51 65,24 34,76
Vàng anh (24,39%), Nang trứng (16,37%), Mạy tèo (14,88%), Gội (9,61%)
TT 80 66,20 33,80
Vàng anh (20,28%), Cà lồ (16,96%), Mạy tèo (14,68%), Nang trứng (9,26%), Re hương (5,02%)
Nhóm các lồi cây ưu thế tại VQG Ba Vì chủ yếu là lồi cây có giá trị kinh tế thấp (Thừng mực, Cà lồ, Trâm, Re… ) và Vàng anh, Mạy tèo, Nang Trứng, Gội, Re hương, Côm bừng… ở VQG Cúc Phương. Các lồi cây có giá trị chiếm tỷ lệ rất thấp và cũng không được đưa vào công thức tổ thành. Nhóm cây ưu thế của VQG Cúc Phương là 66,20% thể hiện rõ hơn nhóm ưu thế của VQG Ba Vì là 37,04%. Như vậy, tại VQG Cúc Phương thể hiện sự ổn định và ưu thế lồi, nhóm lồi rõ ràng hơn VQG Ba Vì.
Rõ ràng, thành phần, số lượng lồi và nhóm lồi cây ưu thế và giá trị ưu thế của nhóm của hai VQG là rất khác nhau. Điều này rất phù hợp với trạng thái rừng, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của hai khu vực nghiên cứu.
Cơng thức tổ thành lồi theo giá trị IV% tại các OĐĐ là:
+ OĐĐ 1 Ba Vì: 11,15Thm + 11,76Dec + 10,85Cal + 8,85De + 53,50Lk + OĐĐ 2 Ba Vì:
17,05Thm + 10,26De + 10,10Goi + 8,32Đlh + 6,07Tra + 48,21Lk + OĐĐ 3 Ba Vì: 20,33Tra + 11,29De + 5,17Dec + 5,02Re + 58,20Lk
+ Khu vực Ba Vì : 13,47De + 10,16Tra + 8,33Thm + 5,08Dec + 62,96Lk
+ OĐĐ 1 Cúc Phương:
32,98Mat + 12,74Cal + 9,21Reh + 8,28Vga + 5,65Natg + 31,13Lk
+ OĐĐ 2 Cúc Phương:
29,55 Vga + 13,56Natg + 11,50Mat +8,07Reh +5,33Cal + 32,00Lk
+ OĐĐ 3 Cúc Phương:
24,39Vga + 16,37Natg + 14,88Mat + 9,61Goi + 34,76Lk. + Khu vực Cúc Phương :
20,28Vga + 16,96Cal + 14,68Mat + 9,26Natg + 5,02 Reh + 33,80Lk 4.1.3. Nghiên cứu về độ phong phú và đa dạng lồi
Nghiên cứu đa dạng sinh học (ĐDSH) nói chung và đa dạng thực vật nói riêng là một vấn đề phức tạp, bởi khả năng biến đổi của sinh vật sống và
phức hệ sinh thái mà trong đó chúng tồn tại. Ở Việt Nam, các cơng trình nghiên cứu về đa dạng lồi (thực vật) đã chuyển dần từ định tính (thống kê thành phần loài) sang định lượng (các chỉ số đa dạng sinh học). Thơng qua việc lượng hóa, các nhà sinh học hiểu được quy luật vận động và biến đổi của quần xã sinh vật, từ đó có thêm căn cứ để điều tiết có lợi về sinh trưởng và phát triển cá thể cũng như quần xã một cách bền vững.
Xuất phát từ ý nghĩa thực tiễn trên, đề tài tiến hành nghiên cứu, xác định chỉ số phong phú và đa dạng lồi thực vật cho khu vực VQG Ba Vì và Cúc Phương. Nguồn số liệu phân tích được lấy từ các OĐVNCST.
Bảng 4.4: Chỉ số phong phú và đa dạng loài tại khu vực nghiên cứu
Khu vực OĐĐ Mật độ (cây/ha) Số loài
Độ PP Simpson Magalef Sh - Wr Odum
R D1 d1 H d3 VQG Ba Vì Số 1 543 62 2.661 0.930 22.305 1.420 0.062 Số 2 715 63 2.356 0.918 21.722 1.360 0.063 Số 3 1050 83 2.561 0.929 27.142 1.491 0.083 TT(3ha) 2308 108 2.248 0.949 31.815 1.564 0.108 TB 769 69 2.526 0.926 23.723 1.424 0.069 VQG Cúc Phương Số 1 627 41 1.637 0.825 14.300 1.074 0.041 Số 2 718 48 1.791 0.860 16.456 1.095 0.048 Số 3 676 51 1.962 0.875 17.668 1.147 0.051 TT(3ha) 2020 80 1.780 0.878 23.901 1.182 0.080 TB 674 47 1.797 0.853 16.141 1.105 0.047
Mật độ của các loài cây tại hai khu vực trung bình từ 674 – 769 cây/ha. Mật độ thể hiện tính ổn định, phù hợp của cấu trúc nằm ngang rừng giàu của trạng thái rừng kín lá rộng thường xanh. Tuy nhiên, nếu xét chi tiết hơn thì thấy rằng mức độ đồng đều và ổn định tại các OĐĐ trong VQG Cúc Phương (trạng thái IV) cao hơn trong VQG Ba Vì (trạng thái IIIA3). Mật độ các OĐĐ trên VQG Ba Vì chênh lệch, biến động khá lớn do có sự tác động khơng đồng đều của con người. Cụ thể OĐĐ số 01 có mật độ thấp nhất, OĐĐ số 03 đang
trong giai đoạn phục hồi mạnh, có rất nhiều lồi tiên phong, có giá trị kinh tế thấp nhưng có ý nghĩa sinh thái và ở giai đoạn ổn định có OĐĐ số 02. Do vậy, với VQG Ba cần duy trì tốt chế độ bảo vệ và bảo vệ, chăm sóc nghiêm ngặt hơn với VQG Vì Cúc Phương để đưa rừng về trạng thái chuẩn.
Với chỉ số phong phú, đề tài sử dụng công thức 3.9 kết quả cho thấy: Trong cùng một diện tích (3ha), số lượng lồi và chỉ số phong phú là khác nhau ở hai khu vực nghiên cứu. VQG Ba Vì có số lượng lồi, số lượng cây gỗ nhiều hơn và chỉ số phong phú cao hơn nhiều so với VQG Cúc Phương. Điều này thể hiện rõ tại kết quả tính trung bình cho cả 3 OĐĐ trên khu vực (Ba Vì là 69 lồi và R = 2,526 cịn Cúc Phương là 47 lồi và R = 1,797) và xác định giá trị TT trên diện tích 3ha điều tra (Ba Vì có 108 lồi và R = 2,248 cịn Cúc Phương là 80 lồi và R = 1,780). Điều này càng khẳng định sự phong phú loài của trạng thái rừng bị tác động nhẹ, đang phục hồi lớn hơn trạng thái rừng chuẩn, hệ sinh thái ổn định. Kết quả trên cũng phần nào phản ánh được sự khác biệt về điều kiện môi trường sống, mức độ tác động đến tầng cây gỗ, tính chất dễ bị tác động, mong manh của hệ sinh thái rừng trong quần xã thực vật rừng ở hai VQG .
Hàm Shannon – Wiener được dùng để đánh giá mức độ đa dạng lồi của một quần xã. Khi giá trị tính tốn của H càng lớn thì mức độ đa dạng lồi càng cao. Khi H = 0, quần xã chỉ có một loài duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi Hmax = C.logn, quần xã có số lượng lồi nhiều nhất và mỗi lồi chỉ có một cá thể, mức độ đa dạng cao nhất. Ưu điểm của hàm số là khơng phụ thuộc vào kích cỡ của mẫu quan sát. Nhược điểm là phụ thuộc vào sự ưu thế của một số loài trong quần thể.
Kết quả cho thấy, ở tầng cây gỗ, ở hai trạng thái rừng nghiên cứu khác nhau (IIIA3 và IV) có sự khác biệt về mức độ đa dạng. H của khu vực Ba Vì (Trung bình = 1,424 và TT = 1,564) lớn hơn hẳn Cúc Phương (Trung bình = 1,105 và TT = 1,182).
Số lượng cá thể cũng tương tự thể hiện sự đa dạng loài của Ba Vì lớn hơn nên mức độ cạnh tranh cao, tính ổn định lại kém hơn VQG Cúc Phương. Tuy nhiên, do nhược điểm của hàm và tại hai khu vực này đều hình thành nhóm lồi cây ưu thế nên hàm số này cũng chưa phản ánh khách quan mức độ đa dạng loài đại diện chung cho quần xã thực vật rừng ở cả hai khu vực.
Tại VQG Ba Vì chỉ số Magalef cao (21,722 đến 27,142) với giá trị trung bình là 23,7229 và của TT là 31,815 chênh lệch rất lớn so với VQG Cúc Phương (trung bình là 16.141 và của TT là 23,901) nhưng sự chênh lệch này của chỉ số Simpson lại thấp (trung bình 0.926 so với 0.853 và TT khu vực Ba Vì là 0,949 và 0.848). Điều này chứng tỏ, tính đa dạng lồi ở VQG Ba Vì rất cao, nhưng số lượng cá thể vẫn tập trung vào một số loài nhất định, các loài khác tham gia vào quần xã với số lượng cá thể ở mức độ thấp hơn là ở VQG Cúc Phương. Các lồi này có thể là các loài mới xuất hiện sau khi rừng bị tác động nhẹ hoặc các loài cây gỗ tốt cịn sót lại sau khai thác. Khả năng cạnh tranh và phân hóa mạnh giữa các lồi đang diễn ra. Cịn với VQG Cúc Phương thì tính đa dạng sinh học ổn định hơn và mức độ biến động của các chỉ số đa dạng giữa các QXTV rừng là thấp. Chứng tỏ mức độ ổn định của các quần xã này là rất cao.
Như vậy, qua nghiên cứu các chỉ số đa dạng của các quần xã cho thấy: Mức độ đa dạng, phong phú của các lồi thực vật ở VQG Ba Vì cao hơn Cúc Phương nhưng tính ổn định thấp hơn nên rừng càng ít bị tác động thì mức độ ổn định của rừng càng cao.
4.1.4. Mức độ thường gặp của các loài cây trong QXTV rừng
Mức độ thường gặp (Mtg) là chỉ tiêu biểu thị tỷ lệ phần trăm giữa số cá thể của một lồi nào đó so với tổng cá thể điều tra trên một đơn vị diện tích. Chỉ tiêu này nói lên khả năng thích nghi và mối quan hệ với mơi trường xung quanh của các loài cây trong QXTV rừng. Mức độ thường gặp tại các trạng