Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Nội dung – phương pháp nghiên cứu
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu
2.3.2.2. Phương pháp thu thập số liệu
Mục đích của việc kế thừa tài liệu nhằm xác định đƣợc thông tin sơ bộ ban đầu về đặc điểm đối tượng nghiên cứu, khu vực nghiên cứu, những phương pháp nghiên cứu định hướng. Đồng thời giảm bớt công sức và kinh phí cho việc nghiên cứu.
Các tài liệu đƣợc sử dụng và khai thác thông tin là những kết quả nghiên cứu của các luận văn, đề tài, dự án, hồ sơ, báo cáo về đặc điểm phân loại, phân bố tự nhiên, hình thái, sinh thái, giá trị, công dụng của loài; đặc điểm khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu, đặc điểm khái quát về các sinh cảnh sống của loài Trà hoa vàng.
Phương thức kế thừa tài liệu tập trung vào kế thừa sơ cấp và thứ cấp, có sang lọc, so sánh và chắt lọc thông tin quan trọng và có quan hệ mật thiết với đối tƣợng nghiên cứu, nội dung và phương pháp nghiên cứu.
(2) Phướng pháp điều tra thu thập số liệu
(a) Phương pháp nghiên cứu đặc điểm vật hậu học
Trước tiên, tại khu vực nghiên cứu nơi Trà hoa vàng phân bố điển hình, sẽ lựa chọn 9 cây Trà hoa vàng trưởng thành (tức Do 4-6 cm) trên ba đai độ cao khác nhau (mỗi đai chọn ba cây điển hình) làm đối tƣợng theo dõi về thay đổi các đặc điểm về hình thái theo thời gian trong năm. Dùng máy định vị GPS để các định vị trí, sinh cảnh của cây. Khi chọn cây mẫu cần chú ý đến các yếu tố nhƣ thuận tiện cho quá trình theo dõi, quan sát, đi lại, tránh tác động của con người.
Các chỉ tiêu theo dõi đặc điểm vật hậu học bao gồm: kkỳ ra chồi, kỳ ra lá, kỳ ra nụ, kỳ ra hoa, kỳ có quả, kỳ quả chín (thành thục). Các dấu hiệu và cơ sở tính toán một kỳ bắt đầu khi có dấu hiệu xuất hiện các chồi, lá đƣợc bung ra, nụ nở hoa, hoa đƣợc thụ phấn chuyển sang giai đoạn quả, quả chuyển từ màu xanh sang màu nâu nhạt, đó chính là thời điểm bắt đầu của kỳ. Tương ứng thời gian tính kỳ kết thúc khi các chỉ tiêu đó đã hoàn thành, không còn xuất hiện. Vậy thời gian của một kỳ (pha) sẽ đƣợc tính từ ngày kỳ (pha)
16
bắt đầu cho đến ngày kỳ/pha kết thúc. Các dấu hiệu của các pha/kỳ thực hiện theo hướng dẫn của Láprenkô (1952). Đồng thời khi theo dõi cần ghi chép các đặc điểm về thời tiết khí hậu nhƣ: mƣa, nắng, nhiệt độ trung bình ngày, số giờ chiếu sáng,...
Thời gian và tần số quan sát, trên mỗi cây tiêu chuẩn điển hình tiến hành quan sát thường xuyên bốn lần trên một tháng. Thời gian quan sát thực hiện từ đầu tháng 9 năm 2017 đến hết tháng 8 năm 2018.
(b) Phương pháp nghiên cứu phân bố tự nhiên của loài
Để xác định đƣợc hiện trạng phân bố quần thể cây Trà hoa vàng, tiến hành thực hiện theo cách thức sau:
- Trước tiên căn cứ vào bản đồ hiện trạng rừng, và những ghi nhận về vùng phân bố tự nhiên của chúng.
- Sau đó khoanh vùng các độ cao, kiểu rừng mà đã ghi nhận có sự xuất hiện của
- Tiếp theo, lập các tuyến điều tra theo đai độ cao dự đoán có Trà hoa vàng phân bố, chiều dài tuyến điều tra phục thuộc vào phạm vi phân bố của loài.
- Trên tuyến tiều tra tiến hành quan sát về Trà hoa vàng phân bố, dùng máy định vị GPS để đánh dấu vị trí xuất hiện các cá thể, quần thụ Trà hoa vàng, đồng thời xác định trạng thái rừng, kiểu rừng tại vị trí nơi Trà hoa vàng xuất hiện ở mỗi cấp đai độ cao khác nhau nơi có Trà hoa vàng phân bố. Chú ý khi đi trên tuyến nếu chiều dài trên 1000 m hoặc độ cao tăng giảm từ 100 m mà không có Trà hoa vàng xuất hiện, coi nhƣ sinh cảnh đó không có loài xuất hiện. Tại các lâm phần rừng có Trà hoa vàng phân bố cần xác định các thông tin như vị trí tương đối, tên lô, khoảnh, tiểu khu, độ cao, hướng phơi, độ tàn che tán dừng,...
(c) Phướng pháp nghiên cứu sinh thái của Trà hoa vàng
Căn cứ vào kết quả sơ thám, kết quả xác định sơ bộ về phạm vi phân bố của Trà hoa vàng, kết hợp với thông tin về các khu vực Trà hoa vàng phân bố điển hình. Tiến hành thu thập thông tin về các sinh cảnh (kiểu rừng lùn ở các đai độ cao) nơi có Trà hoa vàng phân bố. Theo kết quả điều tra ban đầu và kế thừa những tài liệu nghiên cứu cho thấy Trà hoa vàng phân bố chủ yếu ở kiểu rừng lùn ở độ cao từ 1500 m so với mặt nước biển tại VQG Bidoup Núi Bà.
17
Do vậy, đề tài luận văn lựa chọn 3 cấp đai độ cao nơi kiểu rừng lùn phân bố để tiến hành nghiên cứu, khi mô tả đề tài thu thập dữ liệu.
- Đầu tiên, trên mỗi đai độ cao nơi Trà hoa vàng phân bố tiến hành lập 3 Ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình, tạm thời. OTC có dạng hình chữ nhật, với diện tích 500 m2 (25x20m). Sau đó, trên OTC tiến hành lập 10 Ô dạng bản (ODB) hình vuông, diện tích 4m2 (2x2m) đƣợc bố trí thành hai dải song song, dọc theo chiều dài OTC.
- Các tiêu chí cần thu thập trong OTC bao gồm toàn bộ các loài cây gỗ có D1.3 > 6 cm, mỗi cây gỗ tiến hành đo đếm số lƣợng, D1.3 (cm), Hvn (m), Dt (m) và Hdc (m). Các thông tin trên OTC như vị trí tọa độ hệ VN-2000, độ tàn che tán rừng, độ cao, hướng phơi.
đều được ghi chép vào mẫu biểu điều tra tầng cây cao ngoại nghiệp theo hướng dẫn của điều tra lâm học thông thường.
Ngoài ra, Trà hoa vàng là loại cây gỗ nhỏ, thường có đường kính dưới 6 cm vì vậy đề tài tiến hành đo đếm toàn bộ các cá thể Trà hoa vàng có chiều cao trên 2 m với các thông số về đường kính và chiều cao trong OTC, trong đó các cây có chiều cao trên 2m là những cây trưởng thành.
- Trên ODB tiến hành xác định toàn bộ các loài cây tái sinh. Cây tái sinh tiến hành phân theo 4 cấp tuổi dựa vào chiều cao và đường kính, trong đó cấp tuổi 1 là cây có Hvn
< 50 cm; cấp 2 là cây có chiều cao Hvn < 100 cm; cấp 3 là cây có Hvn < 150 cm; cấp 4 là cây có Hvn < 200 cm, cấp 5 là cây có Hvn >200cm là cấp cây trưởng thành. Nguồn gốc tái sinh đƣợc phân thành nguồn gốc chồi, nguồn gốc hạt. Phẩm chất cây tái sinh phân thành 3 cấp: sinh trưởng tốt, trung bình và kém. Toàn bộ Trà hoa vàng tái sinh đƣợc tổng hợp sắp xếp vào các biểu mẫu điều tra theo cấp tuổi, theo phẩm chất và nguồn gốc.
(d) Phương pháp thu thập dữ liệu về các yếu tố sinh thái
* Xác định đặc điểm thảm tươi, thảm khô, và thảm mục
- Cũng trên ODB tiến hành xác định đặc điểm thảm tươi. Thảm tươi được ghi nhận các thông tin về chiều cao bình quân, độ che phủ bình quân và độ đầy. Các chỉ tiêu của yếu tố này được xác định trên ODB bằng phương pháp dùng thước dây đo theo hai đường chéo của ODB, đo từng đường chéo một và tính trên trước dây những đoạn bị tán cây bụi, thảm tươi che kín, chia đoạn này cho tổng chiều dài của đường chéo sẽ cho ra được độ che phủ tương đối trên đường chéo, trung bình độ che phủ tương đối của hai đường chéo sẽ cho ra độ che phủ bình quân của một ODB.
18
- Ngoài ra, để xác định độ nhiều của thảm tươi, đề tài sử dụng các xác định độ nhiều của Druds. Theo Druds độ nhiều của thảm tươi được chia làm 8 cấp:
1) Soc khi với thực vật mọc rộng khắp, che phủ 75-100% diện tích;
2) Cop3 khi thực vật mọc rất nhiều, che phủ 50-75% diện tích;
3) Cop2 khi thực vật mọc rất nhiều, che phủ 25-50% diện tích;
4) Cop1 khi thực vật mọc rất nhiều, che phủ 5-25% diện tích;
5) SP khi thực vật mọc rất nhiều, che phủ 5% trở xuống;
6) Sol thực vật mọc rải rác phân tán;
7) Un khi có một vài cây cá biệt;
8) Gr thực vật phân bố không đều, mọc thành khóm.
- Đối với yếu tố thảm khô, thảm mục để tài tiến hành xác định độ dày, khối lƣợng của lớp thảm khô, thảm mục.. Đo ngẫu nhiên 20 điểm trong ODB, độ dày bình quân của 20 điểm là độ dày trung bình của ODB. Đồng thời tiến hành gom toàn bộ thảm khô, thảm mục để cân trọng lƣợng. Cân trọng lƣợng đƣợc sử dụng cân đồng hồ, chính xác đến 10g.
* Xác định độ pH và độ ẩm đất
Trên mỗi đai độ cao, tiến hành lập tuyến điều tra, trên tuyến tiến hành xác định độ pH, độ ẩm phương pháp hệ thống, khoảng cách giữa các điểm là 100 m. Độ ẩm và pH của tầng đất mặt bằng máy đo nhanh (máy Soil pH & Moisture Tester, Model DM - 15).
Tại mỗi điểm, tiến hành lập OTC thứ cấp (OTCtc), có diện tích 100m2, dạng hình tròn. Ở trung tâm OTCtc thực hiện đo pH và độ ẩm, tiến hành quan sát với bán kính quan sát là 5,6m để xác định xác suất bắt gặp Trà hoa vàng theo các cấp tuổi.
Thời gian đo độ pH và độ ẩm tầng đất mặt đƣợc thực hiện 3 lần: 1/12/2017, 1/4/2018 và 1/7/2018. Kế đến tính toán trị trung bình độ ẩm và độ pH thu thập ở 3 thời điểm sẽ là độ ẩm và độ pH tầng đất mặt. Tổng số điểm quan sát trên mỗi đai độ cao (tuyến điều tra) là 50 điểm. Tổng cộng có 150 điểm đã đƣợc thiết lập.
(e) Xác định xác suất bắt gặp Trà hoa vàng
Tại các OTCtc, OTCtc có diện tích 100m2, dạng hình tròn, OTCtc đƣợc lập theo phương thức hệ thống, tạm thời. Trên OTCtc tiến hành xác định sự xuất hiện Trà hoa vàng tái sinh và các yếu tố môi trường như độ pH và độ ẩm tầng đất mặt, độ tàn che tán rừng.
Trong phạm vi 100 m2 nếu bắt gặp Trà hoa vàng thì đƣợc mã hóa thành giá trị "1", 19
nếu không xuất hiện thì nhận giá trị "0". Đồng thời tiến hành ghi nhận toàn bộ số cá thể cây Trà hoa vàng theo số lƣợng, phẩm chất, nguồn gốc, cấp tuổi.
(2) Phương pháp xử lý số liệu (a) Tính toán đặc điểm vật hậu học
Thời gian của một pha/kỳ vật hậu sẽ là trị trung bình về thời gian của các pha ghi nhận trên 3 cây tiêu chuẩn.
(1) Trong đó: là số ngày của pha/kỳ vật hậu (ngày)
Ts là thời gian kết thúc kỳ/pha vật hậu Tt là thời gian bắt đầu kỳ/pha vật hậu.
(b) Tính toán những đặc trưng lâm học của các trạng thái rừng
- Trước hết, tập hợp những số liệu điều tra trên những ô tiêu chuẩn 500m2 theo các 3 đai độ cao.
- Kế đến, tính những đặc trƣng thống kê mô tả (trung bình, nhỏ nhất, lớn nhất, sai tiêu chuẩn, phạm vi biến động, hệ số biến động…) cho những nhân tố điều tra nhƣ mật độ, tiết diện ngang thân cây, .
- Sau đó, từ số liệu tính toán thuyết minh và phân tích những vấn đề sau đây:
Thành phần loài cây gỗ lớn và vai trò của các loài trong sự hình thành quần xã, và sự ảnh hưởng đối với Trà hoa vàng; kết cấu tiết diện ngang của các các đai độ cao và của toàn bộ quần xã.
(c) Tính toán ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến Trà hoa vàng
Tính toán ảnh hưởng của độ pH, độ ẩm đất và độ tàn che tán rừng đến tần số xuất hiện Trà hoa vàng
- Trước hết, tập hợp độ bắt gặp Trà hoa vàng và mỗi yếu tố (X1 = độ ẩm đất, X2 độ pH tầng đất mặt, X3 là độ tàn che tán rừng) ở cả 3 cấp đai độ cao.
- Tiếp đến, tính quan hệ giữa độ bắt gặp loài Trà hoa vàng với từng yếu tố môi trường. Ở đây xác suất bắt gặp loài (PX) tương ứng với độ ẩm đất, độ pH và độ tàn che tán rừng (xi) đƣợc thăm dò bằng hai dạng mô hình hồi quy sigmoid và Logit
Gauss + Mô hình sigmoid
20
Ey = P = exp(bo + b1*xi)/(1 + exp(bo + b1*xi)) (5) + Mô hình logit Gauss
Ey = P = exp(bo + b1*xi + b2*xi2)/(1 + exp(bo + b1*xi + b2*xi2)) (6)
Các tham số của mô hình 1 và 2 đƣợc ƣớc lƣợng theo nguyên lý hợp lý tối đa. Để biết đường cong logit Gauss có phù hợp hơn đường cong sigmoid hay không, thực hiện kiểm định giả thuyết (Ho: b2 = 0) bằng thống kê t. Khi mô hình logit Gauss tồn tại và b2 <
0 một cách có ý nghĩa, thì từ mô hình 2 tính những ƣớc lƣợng sau đây:
- Tối ƣu sinh thái: U = b1/2*b2 (7)
- Tính chống chịu sinh thái: T = 1/SQRT(-2*b2) (8)
- Biên độ sinh thái: U ± T (9)
- Xác suất lớn nhất bắt gặp loài: Pmax = exp(Y)/(1 + exp(Y)) (10) (Với Y = exp(bo + b1*U + b2*U2))
- Sau đó từ mô hình phù hợp nhất lập bảng và đồ thị mô tả xác suất bắt gặp loài tương ứng với một biến môi trường nhất định.
(d) So sánh đặc điểm cây Trà hoa vàng với các yếu tố môi trường khác
- Trước tiên tập hợp các chỉ tiêu về mật độ, phẩm chất, nguồn gốc, cấp tuổi của cây Trà hoa vàng tái sinh theo các cấp tuổi khác nhau tương ứng với các yếu tố môi trường sinh thái như:
+ Thảm tươi cây bụi: độ che phủ của thảm tươi cây bụi, độ nhiều của thảm cỏ + Thảm khô, thảm mục: theo khối lƣợng và độ
dày. + Đai độ cao
- Kế đến sử dụng phương pháp phân tích phương sai và so sánh Duncan để so sánh và kiểm tra các chỉ tiêu về số lƣợng mật độ của các cấp tuổi, nguồn gốc, phẩm chất cây Trà hoa vàng tái sinh với các điều kiện yếu tố môi trường (đai độ cao, hướng phơi, thảm tươi cây bụi, thảm khô – thảm mục)
Các so sánh đƣợc kiểm nghiệm bằng kiểm nghiệm thống kê Fisher (F) và xác suất P (Sig). Nếu Ftinh > F(0,05; f1 và f2) thì các đặc điểm Trà hoa vàng tái sinh có sự khác nhau trong các điều kiện của yếu tố môi trường, ngược lại không có sự khác biệt. Tương tự, phép so sánh Duncan còn đƣợc kiểm nghiệm bằng xác suất P (Sig.) Nếu Ptính < P0,05, tức tồn tại sự khác biệt của các chỉ tiêu đặc điểm Trà hoa vàng tái sinh trong các điều kiện mối trường khác nhau, tức là giải thuyết về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến cây Trà
21
hoa vàng tái sinh là tồn tại. Ngƣợc lại sẽ cho thấy không có sự sai khác, chứng tỏ ảnh hưởng của yếu tố môi trường đến đặc điểm Trà hoa vàng tái sinh là không tồn tại.
Kế đến tiến hành tổng hợp thành bảng biểu và thuyết minh cho ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến các đặc tính của Trà hoa vàng tái sinh.
(e) Mô tả phân bố không gian trên mặt đất của Trà hoa vàng + Hệ sộ phân tán
Hệ số phân tán kiểm nghiệm tính phân tán của quần thể xem chúng có thuộc loại hình phân bố ngẫu nhiên hay không. Công thức tính[9, 10]:
C = S 2 / X (2)
Trong công thức: X số cá thể bình quân của quần thể；S2 là phương sai. Khi C=1 các cá thể trong quần thể có cách thức phân bố không gian là ngẫu nhiên; khi C>0 cách thức phân bố của các cá thể thuộc loại phân bố cụm; khi C<0 cách thức phân bố của các cá thể thuộc loại phân bố đều.
Hệ số phân tán (C) có thể sử dụng 2 để tiến hành kiểm nghiệm thống kê.
2 = n S 2 X
, nếu nhƣ cách thức phân bố không gian của quần thể thuộc phân bố Poisson (Phân bố ngẫu nhiên) thì 2 tính lớn hơn 2 tra bảng với n độ tự do ở mức ý nghĩa 0.05, ngƣợc lại là thuộc phân bố Cụm.
+ Chỉ số độ tụ hợp (I) Công thức tính nhƣ sau:
I = S 2 −1
X (3)
Khi I =0，cách thức phân bố thuộc dạng phân bố ngẫu nhiên; khi I>0 thuộc dạng phân bố Cụm; khi I<0 thuộc dạng phân bố đều.
+ Chỉ số phân tán (I ),
Chỉ số phân tán đƣợc tính toán theo công thức:
n X (
X −1) I = (i −1 )
N N 1 Trong công thức: N là tổng số cá thể, thể trong ODB thứ i。
(4)
N = n X
；n là số ODB điều tra；Xi là số cá
22
(3) Công cụ xử lý số liệu
Tất cả những tính toán thống kê mô tả và kiểm định các giả thuyết đƣợc thực hiện bằng phần mềm thống kê Statgraphics Centurion XIV và SPSS Verion 19 và bảng tính Excel. Biểu đồ đƣợc vẽ bằng phần mềm Sigma Plot 10.0. Sau cùng, những kết quả tính toán đƣợc tổng hợp thành bảng và đồ thị để phân tích, giải thích và thảo luận kết quả thí nghiệm.
(4) Sơ đồ Logic kỹ thuật nghiên cứu
Hình 2. 1. Sơ đồ Logic kỹ thuật nghiên cứu
23
Chương 3