Từ những năm 1980 trở về trước, rừng từ độ cao 400 m trở xuống do các lâm trường quản lý. Do tổ chức sản xuất kinh doanh rừng không hợp lý (khai thác lợi dụng là chính), cùng với nạn phá rừng, đốt nương làm rẫy để sản xuất lương thực và lấy củi đun của nhân dân nên hầu hết rừng ở khu vực này đã bị cạn kiệt, nhiều nơi không còn rừng. Ngoài ra rừng ở độ cao > 400 m cũng bị khai thác trộm khá mạnh.
Từ khi Vườn quốc gia Tam Đảo được thành lập (tháng 6 năm 1996) công tác quản lý bảo vệ rừng đã được coi trọng, bước đầu đã hạn chế được hiện tượng chặt cây, phá rừng bừa bãi. Công tác phục hồi rừng tự nhiên và trồng rừng mới đã được đầu tư đáng kể, rừng đã và đang được phục hồi tốt.
PHẦN IV
KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 4.1. Đặc điểm đối tượng nghiên cứu
Cấu trúc quần xã thực vật rừng đặc biệt là hình thái có ảnh hưởng rất lớn đến lượng vật rơi rụng dưới tán rừng. Ngoài tác dụng nuôi dưỡng nguồn nước, chống xói mòn và làm giảm bớt sự xáo trộn và trao đổi nhiệt, ẩm của lớp không khí sát mặt đất rừng còn có tác dụng làm tốt lớp đất mặt vì rừng trả lại cho lớp đất mặt nhiều chất hữu cơ và chất vô cơ. Phần chất hữu cơ này được rừng trả lại cho đất thông qua vật rơi rụng của thực vật. Đặc điểm về vật rơi rụng của mỗi loài cây, mỗi trạng thái rừng không giống nhau. Nó không chỉ khác nhau về khối lượng theo từng mùa sinh trưởng, theo từng năm, mà nó còn khác nhau về hàm lượng dinh dưỡng, tốc độ phân hủy của vật rơi rụng…Các chỉ tiêu này phụ thuộc rất nhiều vào từng trạng thái rừng, đặc điểm của tầng cây cao.
4.1.1. Đặc điểm của tầng cây cao
Khu vực tiến hành nghiên cứu là các trạng thái IIB, IIIA1, IIIA2 của khu vực Tây Thiên của vườn Quốc gia Tam Đảo. Bằng phương pháp sử dụng tiêu chuẩn U của Mann – Whitney để so sánh sự sai khác giữa các ô tiêu chuẩn của cùng trạng thái tôi thu được kết quả sau:
Bảng 4.1. Kiểm tra độ thuần nhất D1.3 của các ôtc cùng trạng thái Trạng thái Ôtc Kết quả U U( kiểm tra) Kết luận
N D1.3 IIB 01 53 11,79 1,849 1,96 Ho+ 02 58 13,97 IIIA1 03 41 14,37 0,734 1,96 Ho+ 04 43 15,29 IIIA2 05 66 17,49 0,786 1,96 Ho+ 06 68 17,07
Bảng 4.2. Kiểm tra độ thuần nhất Hvn của các ôtc cùng trạng thái Trạng thái Ôtc Kết quả U U( kiểm tra) Kết luận
N HVN IIB 01 53 11,79 1,666 1,96 Ho+ 02 58 13,97 IIIA1 03 41 14,37 0,825 1,96 Ho+ 04 43 15,29 IIIA2 05 66 17,49 1,144 1,96 Ho+ 06 68 17,07
Nhận xét: Các ô tiêu chuẩn của cùng trạng thái đều có U (của D1.3 và Hvn) nhỏ hơn 1,96 điều đó chứng tỏ các mẫu ở cùng trạng thái có nguồn gốc từ tổng thể duy nhất, hay nói cách khác giữa các ô tiêu chuẩn của cùng trạng thái không có sự khác biệt.
Do đó tôi tiến hành gộp lô cho từng trạng thái và để thực hiện so sánh chỉ tiêu D1.3 và Hvn cho các trạng thái rừng khác nhau. Giả thuyết đặt ra là: Sinh trưởng tầng cây cao của 3 trạng thái rừng là thuần nhất. Sử dụng phương pháp và công thức của Kruskal – Wallis so sánh các mẫu độc lập, kết quả so sánh giữa các trạng thái rừng được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 4.3. So sánh độ thuần nhất giữa các trạng thái rừng D1.3
Trạng thái Kết quả χ2 χ0,5(k=2)2 Kết luận
N D1.3 Hạng TB IIB 111 12.9 121,63 57,641 5,99 Ho- IIIA1 84 14,8 148,26 IIIA2 134 17,3 211,43 Hvn
Trạng thái Kết quả χ2 χ0,5(k=2)2 Kết luận
N HVN Hạng TB
IIB 111 8,76 96,72
173,245 5,99 Ho-
IIIA1 84 9,94 124,04
Kết quả kiểm tra cho thấy trị số χ2 của tiêu chuẩn Kruskal – Wallis kiểm tra: Đối với D1.3 = 57,641 và Hvn = 173,245 đều > χ0,5(k=2)2 = 5,99. Như vậy, giả thuyết bị bác bỏ. Tức là các chỉ tiêu sinh trưởng của ba trạng thái rừng có sự sai khác rõ rệt.
Đối với các chỉ tiêu Hdc và DT tiến hành kiểm tra tương tự ta có với trạng thái đều cho kết quả tương tự, kết quả như sau:
Tiêu chuẩn U của Mann – Whitney theo các trạng thái như sau: Trạng thái IIB U của Dtán =0,672, của Hdc = 1,308
Trạng thái IIIA1 U của Dtán =0,611, của Hdc = 1,254
Trạng thái IIIA2 U của Dtán =0,259, của Hdc = 0,812
Tiêu chuẩn Kruskal – Wallis kiểm tra với 3 trạng thái như sau:
χ2 của tiêu chuẩn Kruskal – Wallis với Dtán = 151,618, của Hdc = 185,816
Như vậy sau khi tiến hành kiểm tra độ thuần nhất kết quả tổng hợp được ghi vào bảng sau:
Bảng 4.4 Các chỉ tiêu điều tra tầng cây cao tại khu vực nghiên cứu Trạn g thái Mật độ (cây/ha) 3 . 1 D (cm) S% T D (m) S% VN H (m) S% DC H (m) S% Tỷ lệ VN DC H H IIB 555 12,48 37,21 3,42 37,36 8,71 29,07 4,61 45,65 0,53 IIIA1 420 13,86 36,84 3,44 32,68 9,66 27,69 5,07 40,79 0,52 IIIA2 670 17,08 23,73 5,18 20,44 15,33 20,30 10,03 24,91 0,65 4.1.1.1. Cấu trúc mật độ
Cấu trúc mật độ biểu thị mức độ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây rừng. Nó nói lên khả năng thích nghi của cây rừng trong cùng điều kiện sống, biểu thị khoảng cách giữa các cây rừng và khả năng cạnh tranh của nó trong quần xã. Ngoài ra mật độ ảnh hưởng rất lớn đến diện tích tán và độ tàn che. Thông thường mật độ càng cao thì độ tàn che cũng tăng lên. Mật độ cây rừng trong các ô tiêu chuẩn được thể hiện qua hình 4.1
Hình 4.1: Biểu đồ mật độ cây/ha tại các ô tiêu chuẩn
Bảng 4.4 và hình 4.1 cho thấy mật độ cây rừng tại các ô tiêu chuẩn có sự biến động tương đối lớn giữa các trạng thái rừng. Ta thấy trạng thái IIIA2
cao hơn cả so với hai trạng thái còn lại đạt 670 (cây/ha). Tiếp đến là trạng thái IIB có 555 (cây/ha) và thấp nhất là trạng thái IIIA1 có 420 (cây/ha). Điều này một phần phản ánh quy luật sinh trưởng của lâm phần theo từng trạng thái rừng: Trạng thái IIIA1 do rừng mới qua khai thác chọn kiệt, cấu trúc rừng bị phá vỡ thành từng mảng lớn nhiều dây leo bụi rậm, tre nữa xâm lẫn nên mật độ cây gỗ thấp, trạng thái IIB là rừng cây tiên phong bao gồm những cây non với loài cây ưa sáng, thành phần loài phức tạp nên mật độ tương đối cao. Trạng thái IIIA2 là rừng đã qua khai thác kiệt, phục hồi tốt có từ hai tầng tán trở lên nên mật độ cây gỗ dày hơn cả.
4.1.1.2. Đường kính của cây rừng trên các trạng thái nghiên cứu
Đường kính cây rừng là đại lượng sinh trưởng thuyết minh sức sản xuất và mức độ sinh trưởng của rừng. Mức độ sinh trưởng của cây rừng kéo theo sự thay đổi của các nhân tố cấu trúc khác của rừng qua đó tác động đến vật rơi rụng dưới tán rừng.
Hình 4.2: Biểu đồ so sánh đường kính D1.3 tại các ô tiêu chuẩn
Bảng 4.4 và hình 4.2 cho thấy D1.3 tăng dần theo các trạng thái rừng nghiên cứu. Trạng thái IIIA2 ít bị tác động hơn hai trạng thái còn lại nên số lượng cây to nhiều và cấu trúc rừng ít bị thay đổi nên đường kính lớn hơn, đạt 17,08 cm. Các ô tiêu chuẩn còn lại thuộc trạng thái IIB và IIIA1 hầu như đã bị tác động mạnh, khai thác kiệt nên tầng cây cao đa số là những cây tái sinh có đường kính nhỏ, trạng thái IIIA1 là 13,86 cm và của IIB là 12,48 cm và cấu trúc đơn giản hơn.
4.1.1.3. Chiều cao của cây rừng trong các ô tiêu chuẩn
Chiều cao vút ngọn của cây rừng là một chỉ tiêu phản ánh sức sinh trưởng của cây rừng, nói lên khả năng cạnh tranh của cây rừng. Là nhân tố ảnh hưởng tới tiểu hoàn cảnh rừng giảm sức xói mòn và là nhân tố quan trọng trong việc duy trì lượng vật rơi rụng cho đất rừng.
Ngoài chiều cao vút ngọn thì chiều cao dưới cành cũng là một chỉ tiêu cần nghiên cứu. Nó phản ánh phẩm chất cây rừng, chiều cao dưới cành càng lớn phẩm chất cây rừng càng cao.
Chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành ở các ô tiêu chuẩn được minh họa ở hình 4.3
Hình 4.3: Biểu đồ so sánh chiều cao Hvn và Hdc tại các ô tiêu chuẩn
Chiều cao cây rừng biến động lớn hơn so với đường kính D1.3. Ta thấy chiều cao tỷ lệ thuận với đường kính D1.3. Chiều cao vút ngọn lớn nhất đạt được ở trạng thái IIIA2 là 15,33 m và thấp nhất là trạng thái IIB là 8,71 m. Trạng thái IIIA1 có chiều cao Hvn lớn hơn trạng thái IIB đạt 9,66 m. Điều này do lịch sử việc khai thác nhiều những cây lớn ở khu vực nghiên cứu đã làm chiều cao trung bình trong khu vực nghiên cứu giảm đi nhiều.
Về chiều cao Hdc có sự biến động hơn so với Hvn. Ta có thể thấy Hdc lớn nhất là của trạng thái IIIA2 là 10,03 m, thấp nhất ở trạng thái IIB là 4,61 m, và trạng thái IIIA1 là 5,07 m.
4.1.1.4. Tỷ lệ chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành (Hdc/Hvn )
Chỉ số này cho thấy giá trị sử dụng gỗ của cây rừng. Nên dùng tỷ lệ này để đánh giá chất lượng cây gỗ. Tỷ lệ này càng tiến dần tới 1 thì chất lượng cây gỗ càng cao (tỷ lệ lợi dụng thân gỗ cao) và ngược lại. Ngoài ra chỉ số này cũng phản ánh chiều cao trung bình của tán rừng khi so sánh các trạng thái rừng. Qua bảng trên ta thấy trạng thái IIIA2 có tỷ lệ Hdc/Hvn là lớn nhất 0,65 tiếp theo là trạng thái IIB là 0,53 và của trạng thái IIIA1 0,52. Như vậy theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng gỗ thì trạng thái IIIA2 có tỷ lệ lợi dụng gỗ tiềm năng là cao nhất. Hai trạng thái còn lại đặt ra yêu cầu cần thiết phải có các biện pháp kĩ thuật lâm sinh nhằm nâng cao chất lượng cây gỗ nếu mục tiêu là kinh doanh gỗ lớn.
4.1.1.5. Đường kính tán của cây rừng trong các ô tiêu chuẩn (DT)
Đường kính tán là chỉ tiêu cho biết về yêu cầu không gian dinh dưỡng, mức độ che phủ bảo vệ dưới tán rừng. Mặt khác đường kính tán cây rừng cũng là một chỉ tiêu rất quan trọng quyết định đến độ tàn che của khu vực nghiên cứu. Tán cây rừng chính là nguồn tạo ra lượng vật rơi rụng hàng năm góp phần cải tạo độ phì cho đất. Qua bảng 4.4 ta thấy chiều cao trung bình của trạng thái IIB là 3,42 m, của trạng thái IIIA1 là 3,44 m và lớn nhất là của trạng thái IIIA2 là 5,18 m.
Tóm lại:
Từ kết quả nghiên cứu về các chỉ tiêu sinh trưởng và biến động của các chỉ tiêu trên ta có thể thấy tất cả các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao đều có biến động theo xu hướng giảm dần từ trạng thái IIB đến trạng thái IIIA2. Điều này thể hiện sự ổn định về cấu trúc tăng dần từ trạng thái IIB và đến trạng thái IIIA2 là rừng có cấu trúc tương đối ổn định. Tuy nhiên ở ngay trong cùng một trạng thái các chỉ tiêu cũng biến động khác nhau. Trong cả ba trạng thái biến động có xu hướng giảm dần từ chỉ tiêu D1.3, DT, Hvn và tăng lên ở chỉ tiêu Hdc. Nguyên nhân do đây là trạng thái rừng tự nhiên đa dạng về thành phần loài cây và vì thế nên các đặc điểm về hình thái của các loài cũng ảnh hưởng đến sự biến động trong các chỉ tiêu sinh trưởng. Mặt khác do rừng gồm nhiều tầng tán nên sự biến động mạnh nhất là ở trạng thái rừng có cấu trúc chưa ổn định như trạng thái IIB và IIIA1. Từ các đặc điểm về biến động đòi hỏi phải có các biện pháp phù hợp nhằm điều chỉnh cấu trúc tầng thứ và cấu trúc tổ thành cho phù hợp giúp cho rừng ổn định, biến động nhỏ và sinh trưởng thuận lợi.
4.1.1.6. Độ tàn che trong các ô tiêu chuẩn
Bảng 4.5. Độ tàn che của các ô tiêu chuẩn tại khu vực nghiên cứu Trạng thái rừng Ô tiêu chuẩn Độ tàn che
IIB 01 0,44 02 0,47 IIIA1 03 0,29 04 0,31 IIIA2 05 0,56 06 0,54
Độ tàn che của rừng phụ thuộc rất nhiều vào các chỉ tiêu cấu trúc ở trên. Nhìn chung khu vực nghiên cứu có độ tàn che dao động từ 0,29 - 0,56. Ô tiêu chuẩn có độ tàn che thấp nhất là 0,29 (ô tiêu chuẩn 03) cao nhất là 0,56 (ô tiêu chuẩn 05). Các ô tiêu chuẩn còn lại biến động trong phạm vi từ 0,31- 0,51.
4.1.2. Đặc điểm của cây bụi thảm tươi
Cùng với tầng cây cao, cây bụi thảm tươi cũng là thành phần quan trọng của quần xã thực vật rừng, chúng tham gia vào quá trình hình thành đất thông qua lượng vật rơi rụng, làm phong phú thành phần và số lượng vật rơi rụng cho đất rừng. Ngoài ra nó còn ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phân giải của vật rơi rụng, độ ẩm vật rơi rụng...
Bảng 4.6 Bảng điều tra cây bụi thảm tươi
Trạng thái rừng
ÔTC
Cây bụi, thảm tươi Độ che
phủ
HTB
(m)
Mức độ
sinh trưởng Tên loài chủ yếu
IIB
1 70% 0,56 TB
Ba chạc, Lấu, Trọng đũa gỗ, Bọt ếch, Mua lông, Ớt sừng, Bồ cu vẽ, Sa nhân, Ớt sừng,
Dương xỉ, Kim sương...
2 68% 0,66 TB IIIA1 3 60% 0,72 TB 4 52% 0,66 TB IIIA2 5 42% 1,06 Tốt 6 38% 0,54 TB
Từ số liệu điều tra ở trên ta thấy mức độ phát triển của cây bụi thảm tươi không cao. Mức độ sinh trưởng trung bình và độ che phủ thấp. Chỉ có ô tiêu chuẩn 05 đạt mức độ sinh trưởng tốt. Độ che phủ dao động từ 38% (ô tiêu chuẩn 06) đến 70% (ô tiêu chuẩn 01). Cây bụi thảm tươi đã phản ánh sự phát triển của lâm phần. Với trạng thái IIIA2 do rừng bao gồm thành phần phức tạp, nên mật độ cây bụi thảm tươi ít phát triển. Nơi có trạng thái IIB mặt khác chủ yếu là các cây ưa sáng nên cây bụi thảm tươi phát triển hơn so với hai trạng thái còn lại.
4.2. Nghiên cứu lượng vật rơi rụng
4.2.1. Khối lượng vật rơi rụng hiện có.
Lượng vật rơi rụng hiện có là phần vật rơi rụng thu thập được trên bề mặt đất tại thời điểm quan sát. Phần vật rơi rụng này bao gồm phần rơi rụng chưa bị phân hủy và lượng rơi rụng mới. Đây là lớp phủ thực vật có tác dụng rất lớn trong việc chống xói mòn và là nơi sinh sống của nhiều vi sinh vật đất. Đặc biệt là khả năng điều tiết và giữ ẩm cho tầng đất mặt. Bằng phương pháp sử dụng tiêu chuẩn U của Mann – Whitney để so sánh sự sai khác giữa các ô tiêu chuẩn của cùng trạng thái U thu được của từng trạng thái như sau: Của trạng thái IIB U = 1,058, trạng thái IIIA1 có U = 0,151, trạng thái IIIA2 có U =
1,134 đều < U( kiểm tra) =1,96 của Mann – Whitney. Như vậy giữa các ô tiêu chuẩn của cùng trạng thái rừng lượng vật rơi rụng hiện có không có sự sai khác nhau rõ rệt. Vì vậy kết quả điều tra lượng vật rơi rụng hiện có được tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.7. Lượng vật rơi rụng hiện có tại các ô tiêu chuẩn Trạng
thái rừng STT Số điểm thínghiệm
Lượng VRR TB/ô dạng bản (gam/ôdb) Mhiện có (tấn/ha) IIB 1 20 10,68 2,136 IIIA1 2 20 15,30 3,060 IIIA2 3 20 28,89 5,778
Tôi đã ứng dụng thống kê toán học để kiểm tra sự sai khác về lượng vật rơi rụng hiện có ở 3 trạng thái rừng. Giả thuyết được đặt ra là: Lượng vật rơi rụng hiện có ở 3 trạng thái rừng là thuần nhất. Kết quả kiểm tra cho thấy trị số χ2 của tiêu chuẩn Kruskal – Wallis kiểm tra χ2 = 43,490 > χ0,5(k=2)2 = 5,99. Như vậy giả thuyết bị bác bỏ. Tức là lượng vật rơi rụng hiện có ở 3 trạng thái rừng