Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.4. Phương pháp nghiên cứu
4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
4.2.3.1. 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 2500m2 theo 3 trạng thái rừng Giàu, Trung bình và Nghèo.
Kế đến, tính những đặc trưng 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 như mật độ, tiết diện ngang thân cây, trữ lượng gỗ, tiết diện ngang và trữ lượng gỗ thân cây được xác định bằng biểu thể tích lập sẵn trong sổ tay điều tra rừng.
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, đặc biệt là cây Sến mủ; kết cấu tiết diện ngang và trữ lượng gỗ của các trạng thái.
4.2.3.2. Tính toán những đặc điểm cấu trúc của quần thể Sến
Nội dung này chỉ giới hạn ở việc xem xét những đặc trưng phân bố đường kính thân cây (N – D1.3) và phân bố chiều cao thân cây (N - Hvn). Trình tự tính toán như sau[3, 7, 19, 20, 22, 28]:
+ Trước hết, tập hợp số liệu D1.3 (cm) và Hvn (m) của những cây Sến mủ trong các ô tiêu chuẩn 2500 m2 ở trong 4 trạng thái rừng. Kế đến tính toán và phân tích kết cấu N (cây/ha), G (m2/ha) và M (m3/ha) của toàn bộ cây Sến mủ trưởng thành theo các cấp đường kính D1.3.
+ Sau đó, tính những đặc trưng thống kê mô tả phân bố N - D1.3 và N - H.
Những thống kê mô tả cần tính toán bao gồm giá trị trung bình (Xbq) và khoảng tin cậy 95%, mốt (M0), trung vị (Me), phương sai (S2), sai tiêu chuẩn (Sx), sai số chuẩn (Se), giá trị lớn nhất (Max) và nhỏ nhất (Min), độ lệch (Sk), độ nhọn (Ku), hệ số biến động (V%).
+ Tiếp đến, những phân bố thực nghiệm (N – D1.3, N – H) được làm phù hợp với những phân bố lý thuyết. Những dạng phân bố lý thuyết được chọn lựa trên cơ sở biểu đồ phân bố thực nghiêm và lý thuyết về các kiểu phân bố N - D1.3 và N - H của rừng thuần loài khác tuổi. Theo đó, số liệu thực nghiệm được làm phù hợp với 3 dạng phân bố lý thuyết thường gặp – đó là phân bố Mayer, phân bố khoảng cách và phân bố Weibull. Sự phù hợp của số liệu thực nghiệm với những phân bố lý thuyết được đánh giá theo kiểm định Chi-square (2). Khi làm phù hợp số liệu thực nghiệm với các phân bố lý thuyết, thì cự ly mỗi cấp và số cấp được quy định tùy theo quần xã. Đối với D1.3 (cm), cư ly mỗi cấp thay đổi từ 4,0 cm đến 8,0 cm, còn số cấp nằm trong giới hạn từ 6 – 12 cấp. Đối với H (m), cự ly mỗi cấp thay đổi từ 1,0 m đến 1,5 m, số cấp nằm trong giới hạn từ 6 – 12 cấp.
+ Sau đó, từ những phân bố phù hợp chọn ra một dạng phân bố phù hợp nhất với số liệu thực nghiệm dựa theo tiêu chuẩn “Tổng sai lệch bình phương nhỏ nhất”, nghĩa là Min Σ(Flt-Ftn)2, với Ftn và Flt tương ứng là trị số thực nghiệm và trị số lý thuyết. Phân bố phù hợp nhất với số liệu thực nghiệm được sử dụng để tính tần suất (Px), tần suất dồn hay tích lũy (Fx), tần số lý tuyết (Flt), tần số dồn hay tích lũy (Ftl), tỷ lệ dồn (%), tần số cây phân bố trong cấp (D1.3, H) bình quân, tần số cây nằm trong khoảng Xbq ±Sx và Xbq ± 2*Sx
+ Cuối cùng, tập hợp kết quả thành bảng và biểu đồ để phân tích và so sánh sự khác biệt giữa các đặc trưng phân bố của Sến mủ trong các trạng thái rừng của 2 kiểu rừng.
4.2.3.3. Tính toán ảnh hưởng của nhân tố sinh thái đến Sến mủ tái sinh (1) Tính toán ảnh hưởng của trạng thái rừng đến độ bắt gặp loài
Trạng thái rừng được chia thành 3 trạng thái rừng (giàu, trung bình và nghèo).
Nếu xác suất xuất hiện loài cây quan tâm giống nhau ở cả 3 trạng thái rừng, thì sự xuất hiện của loài không phụ thuộc vào trạng thái rừng. Giả thuyết không này (Ho) được kiểm định bằng thống kê 2. Quy tắc quyết định: Nếu 2 > 2() hoặc P < (0,05 hoặc 0,01), thì phân bố của loài cây có liên hệ với trạng thái rừng. Ngược lại, nếu 2 < 2() hoặc P > (0,05 hoặc 0,01), thì phân bố của loài cây không có liên hệ với trạng thái rừng[10, 12].
(2) Tính toán ảnh hưởng của độ ẩm đất và độ tàn che tán rừng đến tần số xuất hiện Sến mủ
- Trước hết, tập hợp độ bắt gặp Sến mủ tái sinh và mỗi yếu tố (X1 = độ ẩm đất, X2 là độ tàn che tán rừng) ở cả 3 trạng thái rừng.
- Tiếp đến, tính quan hệ giữa độ bắt gặp loài Sến mủ với từng yếu tố môi trường. Ở đây xác suất bắt gặp loài (PX) tương ứng với độ ẩm đất và độ tàn che tán rừng (Xi) được thăm dò bằng hai dạng mô hình hồi quy sigmoid và Logit Gauss[10,
12, 29]:
+ Mô hình sigmoid
Ey = P = exp(bo + b1*xi)/(1 + exp(bo + b1*xi)) (1) + Mô hình logit Gauss
Ey = P = exp(bo + b1*xi + b2*xi2)/(1 + exp(bo + b1*xi + b2*xi2)) (2) Các tham số của mô hình 1 và 2 được ước lượng 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 ước lượng sau đây:
- Tối ưu sinh thái: U = b1/2*b2 (3)
- Tính chống chịu sinh thái: T = 1/SQRT(-2*b2) (4)
- Biên độ sinh thái: U ± T (5)
- Xác suất lớn nhất bắt gặp loài: Pmax = exp(Y)/(1 + exp(Y)) (6) (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.
(3) Mô tả phân bố không gian trên mặt đất của Sến mủ tái sinh + 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]:
2 /
C S X (7)
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 2
n S X
, nếu như 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, ngược lại là thuộc phân bố Cụm.
+ Chỉ số độ tụ hợp (I) Công thức tính như sau[9]:
2
S 1 I X
(8)
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 được tính toán theo công thức[9, 10]:
1
1 1 n Xi X I N N
(9)
Trong công thức: N là tổng số cá thể, N nX ；n là số ODB điều tra；Xi là số cá thể trong ODB thứ i。
(4) So sánh đặc điểm cây Sến mủ tái sinh với các yếu tố môi trường khác - Trước tiên tập hợp các chỉ tiêu về mật độ, phẩm chất, nguồn gốc của cây Sến mủ tái sinh theo các cấp tuổi khác nhau tương ứng với các yếu tố môi trường sinh thái như:
+ Lỗ trống bao gồm: kích thước lỗ trống, bên ngoài bên trong lỗ trống, vị trí tương đối của lỗ trống;
+ Thảm tươi cây bụi: độ che phủ của thảm tươi cây bụi, độ nhiều của thảm cỏ
+ Thảm khô, thảm mục: theo khối lượng và độ dày.
+ Trạng thái rừng: giàu, trung bình, nghèo
- 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 lượng mật độ của các cấp tuổi, nguồn gốc, phẩm chất cây Sến mủ tái sinh với các điều kiện yếu tố môi trường (trạng thái rừng, thảm tươi cây bụi, thảm khô – thảm mục, lỗ trống).
Các so sánh được 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 Sến mủ 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 được kiểm nghiệm bằng xác suất P (Sig.) Nếu Ptính < P0,05, tức tồn tại sự khác biệt của các chỉ tiêu đặc điểm Sến mủ tái sinh trong các điều kiện môi trường khác nhau, tức là giải thuyết về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến cây Sến mủ tái sinh là tồn tại. Ngược lại sẽ cho thấy không có sự sai khác, chứng tỏ ảnh hưởng của yếu tố môi trường đến đặc điểm Sến mủ 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 Sến mủ tái sinh[9, 10].