Số hiệu OTC: ….… Trạng thái rừng: ……………... Vị trí: ……….............. Tác động: …........... Tàn che: …..…... Ngày điều tra: ……...... Địa điểm: Tiểu khu: ……...… Độ dốc: …............….. Người điều tra: …
STT Loài cây Cấp chiều cao Chất lƣợng Ghi chú < 1,0 m 1,0 m – 1,5 m >1,5m
Chồi Hạt Chồi Hạt Chồi Hạt
1 2 3
- Điều tra cây bụi, thảm tươi:
Các chỉ tiêu mô tả bao gồm: Độ che phủ (%), số lượng loài, chiều cao bình qn. Xác định các tiêu chí, ghi vào Biểu 3.3.
Biểu 3.3. Biểu điều tra cây bụi, thảm tƣơi
Số hiệu OTC: ……........ Trạng thái rừng: ………… Vị trí: ……..................... Tác động: …...…... Tàn che: ……..... Ngày điều tra: ……....... Địa điểm: ……. Tiểu khu: ……...… Độ dốc: …............….. Người điều tra: ……………………
ODB Tên loài Số lƣợng HTB (m) Độ che phủ
1 2 3 …. ….
+ Tên lồi được xác định theo tên phổ thơng và tên địa phương.
+ Chiều cao bình quân Hbq và chiều cao cao nhất của loài được đo bằng sào chia vạch với độ chính xác tới cm.
+ Đánh giá độ che phủ bình qn/diện tích ODB: Độ che phủ phần trăm (CP, %) được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích chiếm chỗ của cây bụi, thảm tươi và diện tích điều tra của đất rừng. Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi biến động từ 0 - 100%.
- Xác định các tiêu chí có ảnh hưởng đến phục hồi rừng sau CTNR:
+ Nhóm các nhân tố sinh thái: bao gồm độ cao, độ dốc, hướng phơi, độ dầy tầng đất, độ xốp.
+ Nhóm các tác động bên ngồi như: cháy rừng, chặt phá rừng, chăn thả gia súc…Thông qua điều tra thực tế ngoài hiện trường và kết quả phỏng vấn cán bộ kỹ thuật, cho thấy: Đây là những nguyên nhân trực tiếp làm cho đất bị nén chặt và gãy đổ cây con tái sinh, dẫn đến thời gian phục hồi rừng kéo dài, thậm chí khơng thành rừng của các nương rẫy bỏ hoá sau canh tác.
+ Thời gian bỏ hóa: Được xác định thơng qua phỏng vấn cán bộ kỹ thuật của Hạt Kiểm lâm, Trưởng bản và người dân địa phương có nương rẫy, kết quả phỏng vấn được ghi vào Phiếu phỏng vấn về hoạt động CTNR (phụ lục 01)
Phương pháp áp dụng cho nội dung 3:
- Phương pháp lấy mẫu đất phân tích
Mẫu đất được thu thập từ các ơ tiêu chuẩn điều tra có diện tích là 1000m2
trên các nương rẫy bỏ hoá theo 3 mốc thời gian là: 5 năm; 10 năm và 15 năm. Độ sâu lấy mẫu từ 0 – 30 cm. Với mỗi OTC nghiên cứu, mẫu đất tổng hợp được lấy từ 5 mẫu đơn lẻ. Mẫu đất được lấy và bảo quản theo TCVN 9487 – 2012 [48]. Như vậy, tổng số đất được lấy là 50 mẫu.
Các mẫu đất được xử lý theo tiêu chuẩn 6647: 2007 (ISO 11464 : 2006) – Chất lượng đất - Xử lý sơ bộ đất để phân tích tính chất lý hóa [49].
* Phương pháp chuyên gia
Việc giám định mẫu vật và xác định các thực vật chưa xác định được tên cây nhờ hỗ trợ của các chuyên gia về phân loại thực vật của Trường Đại học Lâm nghiệp.
3.2.4. Phương pháp xử lí số liệu
3.2.4.1. Phương pháp phân tích và xử lí mẫu đất
* Phân tích tính chất lý – hóa học đất
Các mẫu đất được xử lý theo tiêu chuẩn TCVN 6647: 2000 (ISO 11464: 1994) - Chất lượng đất – Xử lý sơ bộ đất để phân tích tính chất lý hóa [49]. Phân
tích mẫu tại Trung tâm NCTN & BĐKH - Khoa Lâm học, Trung tâm PTMT & Ứng dụng địa không gian - Khoa QLTNR&MT, Viện CNSH Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp.
Các phương pháp phân tích đã sử dụng bao gồm: - Dung trọng đất: Phương pháp tủ sấy;
- Tỷ trọng đất: Phương pháp bình tỷ trọng;
- OM% Phương pháp oxi hóa tổng số chất hữu cơ của đất bằng kali bicromat [51];
- Nitơ dễ tiêu: Phương pháp chưng cất [52]; - Lân dễ tiêu: Phương pháp Oniani [53];
- Kali dễ tiêu: Phương pháp quang kế ngọn lửa [54]. * Phân tích chỉ tiêu về vi sinh vật đất
Vi sinh vật đất được phân tích tại Phịng vi sinh thuộc Viện CNSH lâm nghiệp. Số lượng vi khuẩn và nấm tổng số trong các mẫu đất nghiên cứu tương ứng với 3 mốc thời gian bỏ hóa 5 năm, 10 năm và 15 năm tại khu vực. Mẫu đất phân tích vi sinh vật được lấy ở độ sâu 0 - 30cm và được lấy từ 5 mẫu đơn lẻ, có ghi nhãn và bảo quản lạnh, mang về phân tích trong phịng thí nghiệm.
+ Để kiểm tra và khảo sát tổng số vi khuẩn, nấm trong các mẫu đất nghiên cứu, phương pháp được áp dụng là đếm số lượng khuẩn lạc trên môi trường thạch đĩa phù hợp cho từng nhóm vi sinh vật:
+ Kiểm tra tổng số vi khuẩn, sử dụng môi trường NA (Nutrien Agar) có thành phần: Thạch agar - cao thịt - pepton - NaCl, chuẩn pH = 7, khử trùng ở 1atm trong thời gian 20 phút [9].
+ Kiểm tra số lượng nấm tổng số, sử dụng môi trường PDA (potato dextrose agar) có bổ sung kháng sinh Streptomycin 1mg/100ml có thành phần: Thạch agar – dịch chiết khoai tây - đường Dextrose, chuẩn pH = 4,5 - 4,8; khử trùng ở 1atm trong thời gian 20 phút [9].
Sau thời gian ni cấy thích hợp, tiến hành đếm số lượng khuẩn lạc trên mỗi đĩa pettri, từ đó tính số lượng tế bào có trong 1 g đất.
+ Cách đếm: Đếm số lượng khuẩn lạc bằng cách úp sấp đĩa pettri, trên mặt đáy của đĩa dùng bút viết kính đánh dấu những khuẩn lạc đã đếm. Nếu số lượng khuẩn lạc nhiều thì dùng bút lơng chia nhỏ đĩa ra thành các phần nhỏ và đếm từng phần nhỏ đó rồi cộng lại.
Về lý thuyết mỗi khuẩn lạc được hình thành từ một tế bào riêng rẽ.Tuy nhiên, trên thực tế khó có mà xác định được một khuẩn lạc được hình thành từ một hay nhiều tế bào. Vì vậy để tính số tế bào có trong một đơn vị thể tích người ta thường dùng thuật ngữ “đơn vị hình thành khuẩn lạc trong một đơn vị thể tích” (CFU - Colony Forming Unit).
Như vậy từ số khuẩn lạc đo đếm được ta có thể tính được số tế bào có trong 1 g đất.
CFU = A.1/K.1/V (3.1) Với:
A: là số lượng tế bào khuẩn lạc mọc trên đĩa ở cùng nồng độ pha loãng. K: là độ pha loãng của dịch đất được cấy gạt trên đĩa.
V: là thể tích của của dịch pha loãng được cấy trên đĩa
* So sánh tính chất đất giữa các cấp độ dốc
Trong nghiên cứu này sử dụng tiêu chuẩn Kruskal – Wallis để so sánh tính chất đất giữa các cấp độ dốc (< 150
, 15 - 250, >250) trong cùng giai đoạn phục hồi sau CTNR:
∑ (3.2) Trong đó: k là số mẫu, n là tổng dung lượng mẫu, Ri là tổng hạng của mỗi mẫu, ni là dung lượng của mỗi mẫu.
Nếu H ≤ 2
05 (k) thì khơng có sự khác nhau về tính chất đất giữa các cấp
Nếu H > 2
05 (k) thì có sự khác nhau về tính chất đất giữa các cấp độ dốc trong cùng giai đoạn phục hồi sau CTNR
b) So sánh tính chất đất ở cùng cấp độ dốc giữa các giai đoạn phục hồi sau CTNR với rừng tự nhiên (đối chứng)
Tiêu chuẩn t của Student được sử dụng để so sánh tính chất đất trong cùng cấp độ dốc giữa các giai đoạn phục hồi sau CTNR với rừng tự nhiên (đối chứng).
(3.3) Trong đó: n1, n2 là dung lượng của mẫu 1 và mẫu 2; ̅ , ̅ là giá trị trung bình; S12, S22 là phương sai của mẫu 1 và mẫu 2.
Nếu | | < tα/2 (k) thì khơng có sự khác nhau về tính chất đất trong cùng cấp độ dốc giữa các giai đoạn phục hồi sau CTNR với rừng tự nhiên (đối chứng).
Nếu | | > tα/2 (k) thì có sự khác nhau về tính chất đất trong cùng cấp độ dốc giữa các giai đoạn phục hồi sau CTNR với rừng tự nhiên (đối chứng)
Với k là bậc tự do, k = n1 + n2 – 2
3.2.4.2. Xử lí số liệu về thực vật a) Các chỉ tiêu về sinh trưởng
Các chỉ tiêu được tính tốn trong nghiên cứu này gồm các nhân tố số loài, mật độ, chiều cao vút ngọn cho tầng cây cao và tầng cây tái sinh, các giá trị được tính tốn là giá trị nhỏ nhất (min), giá trị lớn nhất (max) và giá trị trung bình.
b) Cơng thức tổ thành
- Cơng thức tổ thành của tầng cây cao và tầng cây tái sinh được xác định theo phần trăm số cây (Ni, %).
- Công thức tổ thành được viết cho từng ô tiêu chuẩn.
c) Đa dạng loài cây
Đa dạng loài cây của tầng cây cao và của lớp cây tái sinh được phân tích qua các chỉ số đa dạng loài và hồ sơ đa dạng.
2 1 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 1 1 . 2 . 1 ). 1 ( n n n n S n S n x x t
* Chỉ số đa dạng loài
Ba chỉ số đa dạng được dùng để so sánh mức độ đa dạng loài cây giữa các giai đoạn phục hồi sau CTNR và cho rừng tự nhiên là số loài, chỉ số Simpson và chỉ số Shannon - Wiener.
Ở mỗi giai đoạn phục hồi sau canh tác nương rẫy, các OTC được gộp lại để xác định đa dạng loài cây.
- Số loài m: Là số loài cây xuất hiện ở mỗi giai đoạn phục hồi sau CTNR - Chỉ số Simpson (D):
∑ (3.4) - Chỉ số Shannon - Wiener (H):
∑ (3.5) Trong đó: là tỷ lệ của loài i
ni là số cá thể của loài i
N là tổng số cá thể s là số loài
Hàm số liên kết Shannon - Wiener: Hàm số này được hai tác giả Shannon và Wiener đưa ra năm 1949 và dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài của một quần xã. Theo Shannon - Wiener, giá trị tính tốn của H càng lớn thì mức độ đa dạng lồi càng cao. Khi H = 0, quần xã chỉ có một lồi 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.
Chỉ số Simpson (1949): đã được nhiều nhà sinh thái ứng dụng vào nghiên cứu, đánh giá mức độ đa dạng loài ở một quần xã. Chỉ số này được đánh giá thông qua giá trị D. Giá trị D nằm trong khoảng từ 0 ÷ 1. Khi D = 0, quần xã có một lồi duy nhất, mức độ đa dạng thấp nhất. Khi D = 1 quần xã có số lồi nhiều nhất và mỗi lồi chỉ có một cá thể, mức độ đồng đều cao nhất. Giá trị D càng lớn thì số lượng lồi của quần xã càng nhiều, mức độ đa dạng càng cao.
Trong nghiên cứu này cũng thu thập số liệu cho đối tượng đã là rừng để làm đối chứng. Số liệu được thu thập trên 5 OTC (diện tích mỗi OTC là 1.000
m2). Cơng thức tổ thành và đa đạng lồi của 3 giai đoạn bỏ hóa được so sánh với đối chứng.
* Hệ số tương đồng Sorensen
Để so sánh sự khác nhau về tổ thành loài của thực vật rừng ở 3 giai đoạn bỏ hóa 5 năm, 10 năm, 15 năm và so sánh mức độ tương đồng giữa tổ thành cây tái sinh và tổ thành tầng cây cao, trong nghiên cứu này sử dụng chỉ số tương đồng Sorensen (CS) (Shannon và Wiener, 1963).
(3.6) Trong đó:
a: là số loài bắt gặp ở tầng cây tái sinh (hoặc ở giai đoạn bỏ hóa 5 năm, 10 năm, 15 năm).
b: là số loài bắt gặp ở tầng cây cao (hoặc ở giai đoạn bỏ hóa 5 năm, 10 năm, 15 năm).
c: là số loài giống nhau ở tầng cây tái sinh và tầng cây cao (hoặc các giai đoạn bỏ hóa 5 năm, 10 năm, 15 năm).
Giá trị của chỉ số CS dao động từ 0 tới 1. Giá trị CS> 0,5 biểu thị mức độ
tương đồng cao. Giá trị của chỉ số CS càng gần 1 thì thành phần lồi giữa tầng cây cao và tầng cây tái sinh hoặc giữa các giai đoạn bỏ hóa càng giống nhau.
d) Sự biến động của đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn theo thời gian phục hồi rừng sau CTNR
Sự biến đổi về nhân tố điều tra đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn được nghiên cứu cho tầng cây cao và lớp cây tái sinh. Các chỉ tiêu được tính tốn bao gồm giá trị trung bình, độ lệch chuẩn mẫu (S), hệ số biến động (S%), độ lệch phân bố SK, độ nhọn phân bố EX, giá trị nhỏ nhất (min), giá trị lớn nhất (max).
e) Cấu trúc tầng tán
* Chỉ số diện tích tán lá (Cai, %)
Diện tích tán lá của tầng cây cao được tính theo diện tích hình trịn có đường kính bằng đường kính tán lá của từng cây trên OTC, sau đó lấy tổng diện
tích tán của tất cả các cây trên OTC chia cho diện tích của OTC và quy đổi ra tỷ lệ phần trăm sẽ thu được chỉ số diện tích tán.
∑
(3.7) * Đặc điểm cây bụi thảm tươi
Xác định loài cây bụi thảm tươi chủ yếu, chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi (m), độ che phủ của cây bụi thảm tươi (%) và tình hình sinh trưởng.
f) Xác định quan hệ giữa mật độ cây tái sinh, chiều cao bình quân của cây tái sinh với một số chỉ tiêu lý, hóa tính của đất và thời gian bỏ hóa
Nhân tố điều tra ở đây là số loài cây tái sinh, mật độ lớp cây tái sinh của những cây tái sinh có chiều cao ≥ 0,5 m; chiều cao bình quân của các cây tái sinh có chiều cao ≥ 0,5 m, các nhân tố điều tra này là biến phụ thuộc (Y). Các biến độc lập (Xi) bao gồm thời gian bỏ hoá và các nhân tố là: Dung trọng đất (D), tỷ trọng đất (d), độ xốp (P), hàm lượng mùn (OM), hàm lượng đạm tổng số (N), hàm lượng Kali tổng số (K2O), hàm lượng lân tổng số (P2O5), vi khuẩn tổng số
và nấm tổng số.
Quan hệ giữa Y với từng biến Xi có thể dưới dạng tuyến tính hoặc dạng mũ. Để biết được quan hệ giữa biến Y với biến Xi theo dạng nào đó trong hai dạng trên cần nghiên cứu tương quan riêng biến Y với từng biếnđộc lập, trong khi đó cố định các biến cịn lại. Tuy nhiên, các nhân tố sinh thái có nhiều cấp, do vậy không thể cố định các cấp của các nhân tố này để xem xét quan hệ của biến Y với nhân tố sinh thái cịn lại. Từ đó, nghiên cứu này giả thiết quan hệ giữa biến Y với từng biến độc lập là theo dạng tuyến tính, mơ hình như sau:
Y = a0 + a1.X1 + a2.X2 + a3.X3 + … + ak.Xk (3.8) Trong đó:
Y: là biến phụ thuộc Xi: là các biến độc lập
Hệ số ai nào có mức ý nghĩa p-value < 0,05 thì hệ số đó tồn tại (nghĩa là biến số độc lập tương ứng có ảnh hưởng rõ đến biến phụ thuộc) và ngược lại.
Trong trường hợp biến độc lập không ảnh hưởng đến biến phụ thuộc thì sẽ bị loại ra khỏi mơ hình tính quan hệ giữa nhân tố điều tra với các nhân tố sinh thái.
Trong nghiên cứu này sẽ sử dụng phương pháp loại trừ từng bước (backward selection), nghĩa là tất cả các biến độc lập sẽ được đưa và mơ hình, sau đó, các biến độc lập khơng có ảnh hưởng đáng kể tới biến phụ thuộc sẽ lần lượt loại khỏi mơ hình, mơ hình cuối cùng sẽ là mơ hình được chọn và các biến độc lập trong mơ hình có ảnh hưởng tới biến phụ thuộc.
Ngồi ra, cịn có một số nhân tố bên ngồi có thể tác động đến rừng phục hồi sau CTNR như cháy rừng, chặt phá và chăn thả gia súc. Tuy nhiên, kết quả phỏng vấn cán bộ kỹ thuật, trưởng bản, chủ nương rẫy và điều tra thực tế ngồi hiện trường cho thấy, chưa có OTC nào trong thời gian bỏ hoá chịu ảnh hưởng của cháy rừng, tuy nhiên, có một số OTC chịu tác động của chăn thả gia súc. Nếu đưa các nhân tố này vào phương trình để tính tốn sẽ khơng đảm bảo tính đại diện cho khu vực nghiên cứu. Vì thế, các nhân tố này khơng đưa vào phương trình để xem xét ảnh hưởng của chúng tới tốc độ phục hồi rừng sau CTNR, mà