tác động hiện trƣờng SDI
- Phân tích tƣơng quan giữa chỉ số đa dạng sinh học H’ của thảm cây gỗ với SDI
- Phân tích tƣơng quan giữa chỉ số đa dạng H’ của thảm cây bụi với SDI,
- Phân tích tƣơng quan giữa chỉ số đa dạng H’ của thảm cây thảo với SDI
3.3.3. Tổng hợp đề xuất giải pháp bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên đa dạng sinh học dạng sinh học
- Tổng hợp đề xuất giải pháp về chính sách và quản lý
- Tổng hợp đề xuất giải pháp nâng cao sự nhận thức cộng đồng, phát triển các hình thức tiếp cận tham gia về bảo tồn và phát triển bền vững đa dạng sinh học
BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU RỪNG ĐẶC DỤNG HƢƠNG SƠN, MỸ ĐỨC, HÀ NỘI
Lê Thành Công Trang 24
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phƣơng pháp kế thừa:
- Kế thừa các phƣơng pháp đã đƣợc áp dụng thành công hiệu quả,
- Kế thừa các thông tin số liệu liên quan hiện có về các điều kiện tự nhiên đất đai, địa hình, khí hậu, thuỷ văn, dân sinh kinh tế xã hôi, vv..
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan đã công bố, báo cáo,
3.4.2. Phƣơng pháp điều tra đánh giá định lƣợng đa dạng sinh học loài thảm thực vật rừng.
3. 4.2.1. Điều tra đo đếm hiện trƣờng.
- Tại RĐD Hƣơng sơn, thông qua quá trình khảo sát đánh giá, tác giả đã phân tích và lựa chọn 15 khu vực điển hình cho nghiên cứu của mình, các khu vực đƣợc lựa chọn đại diện đặc trung cho địa hình (chân, sƣờn, đỉnh), đại diện cho yếu tố thảm thực vật (tự nhiên, vƣờn rừng...), yếu tố tác động hiện trƣờng (xâm canh, du lịch, khai thác gỗ, củi..) và tập trung vào 3 hƣớng chính (hƣớng động Hƣơng tích, hƣớng động Long vân và hƣớng Thung chùa tuyết Sơn. Hy vọng với cách lựa chọn này, tác giả sẽ đánh giá đại diện đƣợc các chỉ số đa dạng sinh học loài thảm thực vật dƣới các mức độ tác động hiện trƣờng khác nhau và đặc trƣng nhất của các khu vực tại RĐD Hƣơng sơn
Áp dụng phƣơng pháp “Lƣợng thông tin tối thiểu” (Shannon and Wiener 1963, Rastogi 1999) để xác định kích cỡ ô tiêu chuẩn hợp lý. Tại đây, ô tiêu chuẩn cho nghiên cứu cây gỗ là 20mx20m, mỗi ô tiêu chuẩn cách nhau khoảng 100m, OTC cho nghiên cứu đánh giá cây bụi là 5mx5m, và cây thân thảo là 1mx1m.
Lê Thành Công Trang 25
Tiến hành lập các OTC theo tuyến và ngẫu nhiên đơn giản, thƣờng là tuyến chân, sƣờn, đỉnh. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, các thông tin số liệu cần thiết đƣợc đo đếm và thu thập đó là:
Loài và số lƣợng loài thực vật theo ô cho cây gỗ, cây bụi và cây thân thảo, thu mẫu để định tên loài.
Số lƣợng cá thể của mỗi loài xuất hiện trong ô.
đƣờng kính của mỗi cá thể (đƣờng kính ngang ngực cho cây gỗ), đối với cây bụi và cây thảo, thì tính toán độ tàn che của tổng số các cá thể tính riêng cho mỗi loài trong mỗi ô tiêu chuẩn.
3. 4.2.2. Phƣơng pháp tính toán chỉ số Giá trị quan trọng IVI (Importance Value Index)
Để biểu thị cấu trúc không gian, mối tƣơng quan & trật tự ƣu thế giữa các loài trong một quần thể thực vật, các tác giả (Curtis and McIntosh 1950, Phillips 1959, Mishra 1968, Rastogi 1999, Sharma 2003) đã sử dụng chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IVI). Đây là chỉ số biểu thị tốt hơn, toàn diện hơn cho các tính chất tƣơng đối của hệ sinh thái so với các giá trị đơn tuyệt đối của mật độ, tần xuất, độ ƣu thế, vv... Chỉ số IVI của mỗi loài đƣợc tính bằng 2 công thức sau đây:
Tuyến vuông góc với đường đồng mức
20m
20 m
Sơ đồ 1: Phƣơng pháp lập Ô tiêu chuẩn theo tuyến và ngẫu nhiên đơn giản
20 m
Khoảng cách ô mẫu: 100m
Ô tiêu chuẩn
Lê Thành Công Trang 26
Đối với cây bụi và thảm tươi:
IVI = RD + RF + RC (Rastogi, 1999 và Sharma, 2003),
Đối với cây gỗ:
IVI = RD + RF + RBA (Mishra, 1968)
Trong đó: RD là mật độ tƣơng đối, RF là tần xuất xuất hiện tƣơng đối, RC là độ tàn che tƣơng đối và RBA là tổng tiết diện thân tƣơng đối của mỗi loài.
Mật độ tƣơng đối (Relative density – RD)
Mật độ của loài nghiên cứu
RD = --- x 100 (%) Tổng số mật độ của tất cả các loài
Tần xuất xuất hiện tƣơng đối (Relative frequency – RF) Tần xuất xuất hiện của một loài nghiên cứu
RF = --- x100 (%) Tổng số tần xuất xuất hiện của tất cả các loài
Diện tích tiết diện tƣơng đối (Relative basal area – RBA)
Diện tích tiết diện của loài
RBA = --- x 100 (%) Tổng tiết diện thân của tất cả các loài
Độ tàn che tƣơng đối (RC)
Độ tàn che của loài
RC = --- x 100 (%) Tổng số độ tàn che của tất cả các loài
Lê Thành Công Trang 27
Bảng 1: Phƣơng pháp xác định độ tàn che (Rastogi, 1999).
Độ tàn che có thể đƣợc xác định bằng nhiều cách khác nhau. Trong nghiên cứu đánh giá này, phƣơng pháp ƣớc đoán bằng mắt (visual estimate) đã đƣợc áp dụng. Đây là một trong các phƣơng pháp dễ áp dụng, nhanh và cho kết quả chính xác nhất, trong đó một thang các giá trị phù hợp đƣợc đƣa ra áp dụng (bảng 1). Mỗi ô mẫu nghiên cứu đƣợc áp một thang giá trị phù hợp, lấy giá trị điểm giữa, sau đó tính giá trị trung bình cho tất cả cá ô nghiên cứu. Các ô không có cá thể loài xuất hiện đƣợc tính giá trị 0 (zero). Cây con tái sinh (cây gỗ tái sinh) có đƣơng kính ≤ 1 cm đƣợc xếp vào nhóm cây bụi và tái sinh (Pandey et al. 2002, Lê Quốc Huy 2007).
3. 4.2.3. Tính toán tỷ lệ A/F
Tỷ lệ (A/F) giữa độ phong phú (abundance) và tần xuất (frequency) của mỗi loài đƣợc sử dụng để xác định các dạng phân bố không gian của loài đó trong quần xã thực vật nghiên cứu, trong đó:
Độ phong phú (A) đƣợc tính theo côngthức của Curtis and Mclntosh (1950)
Tổng số cá thể xuất hiện trên tất cả các ô mẫu nghiên cứu A = --- Số lƣợng các ô mẫu có loài nghiên cứu xuất hiện
- Nếu A/F nhỏ hơn <0.025 thì loài có dạng phân bố liên tục (regular pattern), thƣờng gặp ở những hiện trƣờng mà trong đó sự cạnh tranh giữa các loài xảy ra gay gắt.
- Nếu A/F trong khoảng từ 0.025- 0.05 thì loài có dạng phân bố ngẫu nhiên, thƣờng gặp ở những hiện trƣờng chịu các tác động của điều kiện môi trƣờng sống không ổn định. Thang giá trị Khoảng tàn che (%) Giá trị giữa khoảng (%) 1 0-1 0.5 2 1-5 3.0 3 5-15 10.0 4 15-30 22.0 5 30-45 37.0 6 45-65 55.0 7 65-80 72.0 8 80-90 85.0 9 90-100 95.0 10 100 100.0
Lê Thành Công Trang 28
- Nếu A/F >0.05 thì loài có dạng phân bố Contagious. Dạng phân bố này phổ biên nhất trong tự nhiên và nó thƣờng gặp ở những hiện trƣờng ổn định (Odum, 1971; Verma, 2000).
3. 4.2.4. Phân tích đƣờng cong đa dạng ƣu thế (D-D curve)
Đƣờng cong “đa dạng ƣu thế” (D-D curve) đƣợc xây dựng trên cơ sở giá trị IVI của các loài, để nhằm phân tích trật tự ƣu thế và sự “chia sẻ và cạnh tranh sử dụng” nguồn tài nguyên “hạn chế” giữa các loài trong quần thể thực vật. Điều này dựa trên cơ sở của sự tƣơng quan thuận giữa không gian mà một loài chiếm cứ trong quần thể với khối lƣợng nguồn tài nguyên mà loài đó chiếm lấy và sử dụng (Whittaker 1975, Pandey 2002). Các kết quả nghiên cứu thấy đƣờng cong D-D curve có 3 dạng phân bố chủ yếu :
- Dạng hình học (geometric distribution series): hiện trƣờng có D-D curve phân bố dạng này cho biết rằng trong đó đang có 1 đến 2 loài đang chiếm ƣu thế cao, lấn át sinh trƣởng các loài thực vật khác. Các hiện trƣờng có đƣờng cong D-D curve dạng này có tính cạnh tranh thấp giữa các loài, tính đa dạng loài thấp và sử dụng cạn kiệt nguồn tài nguyên. Dạng này cũng cho biết rằng thảm thực vật chƣa đạt độ bão hoà ổn định và hàng năm có xâm nhập bổ xung của các loài từ bên ngoài vào các khoảng trống (Pandey, 2002).
- Dạng Logaris- bình thƣờng (log-normal distribution series): dạng này cho biết trong hiện trƣờng không có loài nào chiếm ƣu thế cao, lấn át các loài khác. Tất cả các loài chia sẻ giá trị IVI “tƣơng đối” ngang bằng. Quần thể này có tính cạnh tranh cao giữa các loài, đa dạng sinh học cao và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên. Đây là dạng tiêu biểu cho các thảm thực vật tƣơi trong điều kiện ổn định tự nhiên, nhƣng khi bị tác động thay đổi, nó sẽ thay đổi dạng phân bố (Verma 2000, Pandey et al. 2002).
- Dạng Logaris (log distributionseries): Các hiện trƣờng có D-D curve dạng này thì có rất nhiều yếu tố của môi trƣờng sống tác động quyết định lên tính đa dạng sinh học.
Lê Thành Công Trang 29
3. 4.2.5. Tính toán phân tích định lƣợng các chỉ số đa dạng sinh học:
Chỉ số Độ phong phú loài SR (Species Richness), đây đơn giản chỉ là số lƣợng loài phát hiện thấy trong quần thể thực vật của hiện trƣờng nghiên cứu.
Chỉ số đa dạng sinh học loài H (Shannon and Weiners Index):
- Theo quan điểm đo đếm định lƣợng chỉ số đa dạng sinh học thì tính đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả 2 yếu tố là thành phần số lƣợng loài và tính đồng đều phân bố hay là khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Có nghĩa là Chỉ số H không phải chỉ phụ thuộc vào thành phần số lƣợng loài mà cả số lƣợng cá thể và xác xuất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài.
- Có rất nhiều phƣơng pháp đã đề xuất cho nghiên cứu định lƣợng chỉ số đa dạng sinh học, trong nghiên cứu đanh giá này, phƣơng pháp Shannon and Weiner (1963) đã đƣợc áp dụng cho tính toán, phân tích đánh giá thảm thực vật và tính đa dạng sinh học loài. Đây là phƣơng pháp áp dụng thành công và đƣợc áp dụng phổ biến nhất hiện nay. Phƣơng pháp có phƣơng trình tính toán nhƣ sau:
s
H= - ∑ {Ni/N} log2 {Ni/N}
i=1
Trong đó: H = Chỉ số đa dạng sinh học hay chỉ số Shannon- Weiner, Ni = IVI của loài thứ i.
N = Tổng số IVI của tất cả các loài trong hiện trƣờng.
3.4.3. Phƣơng pháp đánh giá chỉ số tác động hiện trƣờng SDI (Site Disturbance Index) các khu vực nghiên cứu
Tiến hành đánh giá phân tích các yếu tố tác động hiện trƣờng tại khu vực nghiên cứu nhƣ: yếu tố canh tác xâm canh; cây trồng xâm lấn; hoạt động du lịch; khai thác gỗ, củi dƣợc liệu và chặt phá cháy rừng. Xác định mức độ tác động của các yếu tố, tiến hành đánh giá và cho điểm tƣơng ứng: 0.30, 0.20, 0.20, 0.15 và 0.15 (bảng 1) theo (Naveh and Whittaker 1979, Acharya 1999, Huy 2012) .
Lê Thành Công Trang 30
Bảng 2: chỉ số tác động hiện trƣờng (Site Disturbance Index - SDI)
# Các yếu tố tác động ảnh hƣởng SDI
1 Canh tác xâm canh 0.30
Cao 0.30
Trung bình 0.20
Thấp 0.10
2 Các loài cây xâm lấn 0.20
Cao 0.20 Trung bình 0.10 Thấp 0.05 3 Hoạt động du lịch 0.20 Cao 0.20 Trung bình 0.10 Thấp 0.05
4 Khai thác gỗ, củi và dƣợc liệu… 0.15
Cao 0.15 Trung bình 0.10 Thấp 0.05 5 Chặt phá, cháy rừng 0.15 Cao 0.15 Trung bình 0.10 Thấp 0.05 Tổng cộng 1.00
Chỉ số tác động hiện trƣờng SDI đƣợc đánh nhƣ sau: nếu chỉ số SDI >0,5 thì mức độ tác động hiện trƣờng ở đây là cao, nếu 3 < SDI <=0,5 thì mức độ tác động hiện trƣờng ở khu vực đó là vừa, nếu chỉ số SDI <=0,3 thì mức độ tác động hiện trƣờng ở đây là ít.
3.4.4. Phƣơng pháp điều tra phỏng vấn:
Sử dụng phƣơng pháp phỏng vấn đánh giá nhanh nông thôn (PRA) với các mẫu câu hỏi và mầu phỏng vấn chuẩn bị sẵn để phỏng vấn các hộ gia đình dân, cộng đồng sống trong & liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp đến các khu vực nghiên cứu, cả các cán bộ kiểm lâm, hƣớng dẫn du lịch ; các thông tin cần phỏng vấn, liên quan đến các tác động ảnh hƣởng đến đa dạng sinh học...
3.4.5. Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm.
- Các mẫu thực vật có thể sẽ đƣợc thu thập cho các phân tích cần thiết sau đó. Thao tác thu mẫu, bảo quản mẫu đƣợc thao tác thực hiện theo đúng quy trình kỹ thuật đảm bảo các tiêu chuẩn mẫu về chất lƣợng và số lƣợng, đại diện, ngẫu
Lê Thành Công Trang 31
nhiên (plant speciment, soil & plant samples) và cả các số liệu, chỉ tiêu kết quả phân tích.
- Các mẫu đƣợc phân tích tại phòng thí nghiêm phân tích Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trƣờng rừng, Trung tâm Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp, Viện Điều tra quy hoạch rừng và Khoa Sinh, Đại học Khoa học Tự nhiên.
- Kết hợp với phƣơng pháp chuyên gia phân loại thực vật để xác định tên loài
3.4.6. Phƣơng pháp phân tích xử lý thông tin số liệu.
- Sử dụng các phần mềm chuyên dụng phân tích tính toán thống kê các chỉ số định lƣợng thảm thực vật và đa dạng sinh học (Species Diversity & Richness- SDR Sotfware),
- Sử dụng phần mềm IBM SPSS Statistics 20 và Excel 5.0 cho phân tích thống kê, so sánh giá trị trung bình mẫu, xây dựng, tính toán tƣơng quan hồi quy.
Lê Thành Công Trang 32
CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN
4.1. Kết quả nghiên cứu đánh giá các chỉ số đa dạng sinh học loài thảm thực vật rừng đặc dụng Hương Sơn vật rừng đặc dụng Hương Sơn
4.1.1. Tính toán phân tích chỉ số giá trị quan trọng IVI (Importance Value Index)
Kết quả phân tích đối với Cây gỗ (Phụ lục 1 đến 15): Kết quả điều tra phân tích chỉ số giá trị quan trong IVI của thảm thực vật cây gỗ trong 15 địa điểm nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có thể chia các địa điểm nghiên cứu này thành 2 nhóm; nhóm 1 bao gồm các địa điểm nghiên cứu, ở đó quần xã thực vật cây gỗ không có loài nào chiếm giá trị IVI quá cao trong dãy trật tự ƣu thế (hay còn gọi là IVI Niche), cạnh tranh lấn át mạnh sinh trƣởng các loài khác. Các loài trong đó có trật tự ƣu thế và phát triển ổn định, có giá trị IVI giảm dần dần từ loài cao nhất đến loài thấp nhất trong dãy trật tự ƣu thế IVI của quần xã. Điều này còn có nghĩa rằng các loài đang cạnh tranh sử dụng tƣơng đối hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên, và quần xã thực vật có tính đa dạng tƣơng đối cao. Nhóm này bao gồm các địa điểm Đền đá- Rừng vài, Cật mét, Giếng chén, Thung Tiêu, Thung Chò Cả, Núi Đền trình và Đồi tiên Sơn.
Lê Thành Công Trang 33
Bảng 3: Kết quả phân tích chỉ số IVI tại 1 số khu vực điển hình thuộc nhóm 1