Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
3.3.2 Nghiên cứu cấu trúc rừng ngập mặn theo các dạng lập địa tại Cồn Trong Ông Trang
Phương pháp thực hiện
* Xác định các dạng lập dịa
Dựa vào kết quả thành phần cơ giới, độ thành thục, cao trình đất, tần số ngập, độ sâu ngập, Eh, độ mặn, đặc điểm hóa học đất xác định các dạng lập địa chính (Đỗ Đình Sâm và ctv., 2005, 2006).
* Phương pháp xác định tên loài thực vật
Nhận diện và xác định tên loài thực vật ở RNM ngoài hiện trường qua
“Thành phần và sự phân bố của hệ thực vật trong vùng rừng ngập mặn Việt Nam” của Phan Nguyên Hồng (1999). So sánh với cuốn “Sổ tay cây cỏ rừng ngập Cà Mau” của Hà Quốc Hùng và Đặng Trung Tấn (1999), kiểm tra tên loài thực vật dựa theo bộ sách “ Cây cỏ Việt Nam” của Phạm Hoàng Hộ (2003) và
“Thực vật chí Việt Nam” của Trần Thị Kim Liên (2002).
* Phương pháp xác định cấu trúc
Tại các khu vực phân bố chủ yếu của 3 loài cây ưu thế là Vẹt tách, Đước đôi và Mấm trắng. Các ô tiêu chuẩn (OTC) được bố trí theo tuyến (transect) (English et al.,1997). OTC có diện tích 100 m2, lập lại 03 lần cho mỗi lập địa tương ứng với 03 ô tiêu chuẩn khảo sát đặc điểm các yếu tố môi trường (pH, Eh, cao trình, độ thành thục, thành phần cơ giới, số lần ngập triều, N, P, C....).
Tổng cộng có 09 ô tiêu chuẩn cho mỗi loài cây.
Đo số liệu sinh trưởng từ ô tiêu chuẩn đã thiết lập ở trên.
57
Ngoài ra để đánh giá các chỉ số đa dạng sinh học, độ đồng đều, chỉ số quan trọng, phân tích cấu trúc đứng, cấu trúc ngang rừng, luận án thực hiện thêm 2 ô tiêu chuẩn của mỗi dạng lập địa ở 3 lập địa nói trên để xác định đặc điểm cấu trúc rừng hiện có của cồn. Tổng cộng có 15 ô tiêu chuẩn.
+ Xác định tên loài, số lượng.
+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước đo cao có chia vạch, đo ở mỗi cây đã đo đường kính.
* Phân tích số liệu
Căn cứ vào số liệu thu thập được trên các ô tiêu chuẩn, tiến hành tính toán số liệu và đánh giá mức độ đa dạng sinh học.
Số liệu đường kính và chiều cao vút ngọn thu thập được trong ô tiêu chuẩn được xử lý theo phương pháp chia tổ ghép nhóm của Brooks and Carruthers (1953) trích dẫn từ Nguyễn Hải Tuất (2006).
𝑚 ≥ 5. log(𝑛) 𝐾 =𝑋𝑚𝑎𝑥 − 𝑋𝑚𝑖𝑛
𝑚 Trong đó:
m: số cấp đường kính/ chiều cao n: số cá thể trong ô tiêu chuẩn quan sát
K: khoảng cách giữa các cấp đường kính/ chiều cao
Xmax, Xmin: giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của đường kính/ chiều cao Ví dụ: Trong OTC đếm được 14 cây có đường kính lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là 4,5 và 20,6 cm.
m = 5.log(14) = 5,73 ~ 6 Nên K = 20,6−4,5
6 = 2,68 cm.
Từ kết quả trên, đường kính trong OTC được chia thành 6 cấp đường kính, mỗi cấp cách nhau 2,68 cm.
Sử dụng phần mềm Mapinfo và Mapsource để xử lý số liệu ghi nhận được từ máy đo GPS.
Tiềm năng đa dạng loài cây gỗ: Được biểu thị thông qua 6 chỉ số Số loài (S), số cây trên ô tiêu chuẩn (N, cây)
+ Chỉ số đa dạng Margalef: Chỉ số này được sử dụng để xác định tính đa dạng về loài trong lập địa và được tính theo công thức (Margalef, 1958):
(d = S-1/ln N) Trong đó: S: Tổng số loài trong mẫu
N: Tổng số lượng cá thể trong mẫu
58
+ Chỉ số đồng đều Pielou (J’): Dùng để tính toán mức độ đồng đều của các loài trong quần xã và được tính theo công thức (Pielou, 1966):
(J'=H’/log2S) Trong đó: H’: Chỉ số Shannon-Weiner
S: Tổng số loài trong mẫu
J’ có giá trị từ 0 đến 1 (J’ = 1 khi tất cả các loài có số lượng cá thể bằng nhau.
+ Chỉ số đa dạng loài Shannon-Weiner: dùng để tính sự đa dạng loài trong một lập địa và được tính theo công thức. (Shannon and Weaver, 1963):
H’ = -
s
i
i
i P
P
1
ln Trong đó:
H’ là chỉ số đa dạng sinh học loài.
Pi là tỉ lệ cá thể của loài i trên tổng số cá thể của toàn bộ mẫu Pi = ni/N, trong đó ni là số cá thể của loài I, N là tổng số cá thể trong mẫu.
S (Species) là số loài. Đây còn được gọi là sự phong phú của loài
Theo công thức trên, khi H’ = 0 thì trong khu vực đó chỉ có một loài duy nhất, khi đó mức độ đa dạng sinh học loài là thấp nhất.
+ Chỉ số ưu thế Simpson (D): được dùng để đại diện cho loài ưu thế và sử dụng trong việc theo dõi môi trường, khi D tăng thì đa dạng giảm vì thế chỉ số có hiệu quả trong việc đánh giá tác động của môi trường. Công thức tính như sau (Simpson, 1949):
Trong đó:
ni: Số lượng cá thể của loài i.
N: Tổng số lượng các loài trong lập địa.
Chỉ số của loài ưu thế và có giá trị (0 ≤ D ≤ 1).
Chỉ số đa dạng Simpson thường được thể hiện là 1 – D với (0 ≤ D ≤ 1). D lớn thì đa dạng sinh học lớn.
𝐷̃ = 1 − 𝐷 = 1 − ∑ 𝑝𝑖2
𝑠
𝑖=1
Trong nghiên cứu này, đề tài sử dụng Chỉ số giá trị quan trọng IVI (Importance Value Index) được áp dụng để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong một lập địa thực vật (Mishra, 1968). Chỉ số này biểu thị tốt hơn, toàn diện hơn cho các tính chất tương đối của hệ sinh thái so với các giá trị đơn tuyệt đối của mật độ, tần suất, độ ưu thế, vv... Thông qua
59
chỉ số IVI xác định được cấu trúc không gian, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong một quần thể thực vật. Chỉ số IVI của mỗi loài xác định theo công thức sau:
IVI = RD + RF + RBA (Mishra, 1968) Tỷ số giá trị quan trọng:
IVI = 𝑅𝐷+𝑅𝐹+𝑅𝐵𝐴
3
Trong đó:
RD là mật độ tương đối.
RF là tần suất xuất hiện tương đối.
RBA là tổng tiết diện thân tương đối của mỗi loài . Chỉ số IVI chỉ ra cấu trúc của một quần thể. Trong đó:
Mật độ tương đối (RD%) được tính theo công thức:
RD% = [(Mật độ của loài nghiên cứu)/(Tổng số mật độ của tất cả các loài)] x 100
Tần suất xuất hiện tương đối (RF%) được tính theo công thức :
RF% = [(TS xuất hiện của loài nghiên cứu)/(Tổng số TS xuất hiện các loài)] x 100 (mức hay gặp là >50%; mức thường gặp: 25%- 50%; mức ít gặp là <25%.) Tiết diện ngang tương đối (RBA%) được tính theo công thức:
RBA% = [(Tổng TD ngang của loài NC)/(Tổng TD ngang tất cả các loài NC)] x 100
+ Chỉ số quan trọng (IVI%) của Mishra (1968) để đánh giá mức độ phong phú đa dạng thực vật
- Mật độ: Công thức xác định mật độ như sau:
𝑁′(𝑐â𝑦/ℎ𝑎) = 𝑛
𝑑𝑡× 10.000 Trong đó:
N’: mật độ cá thể (cây/ha)
n: Số lượng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong ô tiêu chuẩn.
dt: Diện tích ô tiêu chuẩn (m2).
Việc xác định những chỉ số đa dạng loài cũng như việc phân loại chúng, phân loại ô tiêu chuẩn theo tiềm năng đa dạng loài và phân nhóm loài cây gỗ được thực hiện bằng phần mềm PRIMER 6 (Plymouth Routines in Multivariate Ecological Reseach) (Clarke and Warwick (1994). Phân tích mối quan hệ tương đồng giữa các chỉ số đa dạng loài, các ô tiêu chuẩn, các loài bằng cách lập sơ đồ nhánh Bray - Curtis, MNDS.
60