3.3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm phân bố và đánh giá các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến mật độ phân bố lồi Cẩm lai vú
i) Nghiên cứu đặc điểm phân bố
Kế thừa các cơng trình nghiên cứu về phân bố và sinh thái của Cẩm lai vú và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng của Vườn Quốc gia, tiến hành điều tra tại hiện trường về vùng phân bố của Cẩm lai vú, thu thập số liệu về chiều cao, đường kính, vị trí địa lý, địa hình, độ cao, độ dốc, loại rừng, ….Thu thập số liệu khí hậu thủy văn tại các trạm quan trắc của khu vực nghiên cứu.
Nghiên cứu phân bố quần thể lồi Cẩm lai vú trên cơ sở điều tra khảo sát các dạng sinh cảnh chính ở Vườn Quốc gia Yok Đơn bằng cách lập các tuyến điều tra. Chọn những quần thụ điển hình về điều kiện lập địa, hướng dốc, độ dốc, mật độ của cây để lập ơ tiêu chuẩn (OTC). Lập 4 OTC đi qua 2 kiểu rừng khộp và rừng bán thường xanh ở VQG, diện tích OTC là 2500m2 (50m x 50m), trong mỗi OTC lại chia thành mạng lưới 25 ơ thứ cấp cĩ diện tích 100m2 (10m x 10m). Đo đếm các số liệu cần thiết tại các ơ thứ cấp ( hình 3.3)
Sử dụng bản đồ và máy định vị GPS để xác định các điểm phân bố của lồi
Sử dụng thước đo đường kính D1.3 và Sunto đo cao để đo đường kính và Hvn
Số liệu khí tượng dựa vào số liệu quan trắc của Trạm Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Nguyên và Trạm Khí tượng Thuỷ văn Buơn Đơn.
Đặc điểm đất cĩ lồi Cẩm lai vú phân bố được nghiên cứu trong các ơ tiêu chuẩn điều tra. Tiến hành đào phẫu diện đất tại hai ơ tiểu chuẩn ở rừng khộp và rừng bán thường xanh và phân tích đất với các chỉ tiêu pH, mùn, đạm và thành phần cơ giới. Kích thước phẫu diện đất rộng 0,8m; dài 1,6 - 2m; sâu 0,9-1,2m (tùy theo độ dày tầng đất). Mẫu đất được lấy ở các độ sâu khác nhau 0 – 30cm; 30 – 60cm và được tiến hành phân tích tại bộ mơn Khoa học đất, trường Đại học Tây Nguyên. Các chỉ tiêu phân tích gồm : Hàm lượng mùn, đạm, P2O5, K2O dễ pH, thành phần cơ giới phân chia theo phân cấp thế giới
Hình 3.3. Nhĩm nghiên cứu lập ơ tiêu chuẩn, đo đếm và dụng cụ thực tập
ii) Đánh giá các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến mật độ phân bố lồi Cẩm lai vú
* Phương pháp thu thập số liệu
Phương pháp điểm điều tra theo tuyến được sử dụng để nghiên cứu xác định các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến phân bố lồi Cẩm lai vú. Dựa vào bản đồ lập tuyến điều tra. Tiến hành lập tuyến theo các mơi trường sống khác nhau của Cẩm lai vú. Mỗi tuyến dài 5 - 10 km đi qua các trạng thái rừng, thảm thực vật và các dạng địa hình khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Trên mỗi tuyến cứ 500m bố trí một điểm đo Haga (hình trịn) bán kính R = 12.62 m với diện tích ơ 500 m2 để xác định các nhĩm nhân tố sinh thái ảnh hưởng
Trong ơ tiêu chuẩn thu thập các chỉ tiêu được thiết kế sẵn trong mẫu biểu. (Phụ biểu 03). Bao gồm xác định nhân tố đất đai, về độ dày tầng đất, pH đất, tỉ lệ kết von, đá nổi, độ ẩm đất, sinh vật đất, tình hình lửa rừng, mức độ tác động, độ tàn che,…Thu thập số liệu về vị trí địa lý, địa hình, lượng mưa, độ cao, độ dốc, loại rừng,….Các dụng cụ được sử dụng trong việc thu thập số liệu
+ Đường kính thân cây (D1.3 cm ≥ 6cm) được đo bằng thước đo đường kính. + Chiều cao vút ngọn (Hvn) được đo bằng Sunnto với độ chính xác đến 0.1m. Hvn của cây rừng được xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh trưởng của cây rừng.
+ Đo tiết diện ngang (m2/ha): được xác định bằng thước Bitterlich.
+ Độ cao địa hình, tọa độ: Xác định bằng máy định vị GPS hiệu Etrex Garmin.
+ Hướng phơi: Theo độ Bắc bằng địa bàn cầm tay. + Độ dốc: Đo bằng Sunnto
+ Đo độ dốc: Máy Sunnto.
+ Máy đo độ ẩm đất và pH đất: Máy KELWAY SOIL TESTER.
+ Đo độ ẩm khơng khí và nhiệt độ: Máy EXTECH 45258 Mini Thermo – Anemometer+ (Units mode).
* Phương pháp phân tích mối quan hệ giữa mật độ phân bố lồi Cẩm lai vú với các nhân tố sinh thái
Tập hợp số liệu tại các điểm, ơ mẫu nghiên cứu, tiến hành mã hĩa các biến số định tính. Các nhân tố ảnh hưởng cĩ thể là nhân tố định lượng như: lượng mưa, độ dốc, độ cao,…hoặc là định tính như vị trí địa hình, mức độ tác động, trạng thái rừng,… Trong trường hợp nhân tố định tính thì phải mã hĩa để cĩ thể thiết lập mơ hình hồi quy. Các biến số định tính được mã hố hệ thống, các biến số định lượng được sử dụng giá trị thực để xây dựng phương trình. File dữ liệu được mã hĩa trong Excel. Sử dụng phần mềm thống kê Statgraphic Centurion XV để xây dựng và phân tích mối quan hệ đa biến.
Sử dụng mơ hình hồi quy đa biến để phân tích và phát hiện nhân tố ảnh hưởng đến mật độ phân bố lồi Cẩm lai vú ; các bước tiến hành bao gồm:
+ Kiểm tra dạng chuẩn của mỗi biến số: Mỗi biến số tham gia vào mơ hình nhiều biến phải bảo đảm phân bố chuẩn. Kiểm tra phân bố chuẩn của các biến số bằng chỉ tiêu chuẩn hĩa độ lệch, độ nhọn trong phần mềm Statgraphics Centurion XV, biến số chuẩn khi giá trị chuẩn hĩa độ lệch và độ nhọn nằm trong phạm vi -2 và + 2. Nếu biến số chưa chuẩn thì tiến hành đổi biến số để chuẩn hĩa như 1/x, Log(x), sqrt(x), exp(x), ....
+ Chọn các nhân tố sinh thái (biến số xi) cĩ ảnh hưởng đến mật độ phân bố lồi Cẩm lai vú: Trên cơ sở chuẩn hĩa, sử dụng ma trận phân tích mối quan hệ giữa các biến số để phát hiện các nhân tố sinh thái ảnh hưởng trong phần mềm Statgraphics Centurion XV.
+ Chạy mơ hình tuyến tính nhiều lớp hoặc được đổi biến số, khi cần thiết thì phải tổ hợp biến nếu các biến xi cĩ quan hệ với nhau. Kiểm tra mơ hình: Hệ số
P < 0,05. Nếu một biến số chưa bảo đảm P < 0,05 thì phải loại khỏi mơ hình hoặc đổi biến số, hoặc tổ hợp với biến số khác để đưa các nhân tố sinh thái vào mơ hình
+ Phân tích kết quả mơ hình hồi quy đa biến để đánh giá chiều hướng tác động của các nhân tố sinh thái làm cở sở cho việc bảo tồn và phát triển
* Phương pháp xây dựng bản đồ mật độ phân bố Cẩm lai vú
Trên cơ sở dữ liệu tọa độ phân bố Cẩm lai vú, các chỉ tiêu điều tra về mật độ, nhân tố sinh thái, nhân tác trên các điểm điều tra, tiến hành sử dụng phần mềm Mapinfo lập bản đồ và cơ sở dữ liệu mật độ phân bố cây Cẩm lai vú.
Trong phần mềm Mapinfo, trên cơ sở các điểm quan sát, thu thập dữ liệu trên thực địa, lập các trường (field) chính như: Đối tượng giám sát bao gồm: mật độ phân bố cây Cẩm lai vú ; các nhân tố sinh thái, nhân tác: Kiểu rừng, trạng thái, diện tích, trữ lượng, tổng diện ngang (G), độ dốc, hướng phơi, màu sắc đất...
Từ đây xây dựng được các lớp dữ liệu để giám sát bảo tồn lồi, bao gồm: + Các lớp dữ liệu cơ bản như: Địa hình, giao thơng, sơng, suối, khoảnh… + Lớp dữ liệu phân bố Cẩm lai vú và các nhân tố sinh thái, nhân tác ảnh hưởng, bao gồm: điểm quan sát, mật độ, trạng thái rừng, nhân tố sinh thái; hệ thống các nhân tố bao gồm các trường chính: Kiểu rừng, trạng thái, các nhân tố điều tra lâm phần cơ bản như: Tiết diện ngang (G), độ tàn che (DTC), mức độ tác động (mucdotacdong), số tầng rừng, ưu hợp, màu sắc đất...
Sử dụng chức năng phân tích chuyên đề về mật độ phân bố Grid của Mapinfo xây dựng bản đồ vùng phân bố Cẩm lai vú ở 4 cấp: Cao, trung bình, ít và khơng cĩ. Đồng thời các chỉ tiêu sinh thái liên quan đến phân bố Cẩm lai vú được lưu trữ, dễ dàng cập nhật trong phần mềm này và làm cơ sở để theo dõi biến động quần thể Cẩm lai vú để giám sát bảo tồn lồi
Hình 3.4. Chức năng xây dựng bản đồ chuyên đề dạng Grid để lập bản đồ mật độ phân bố lồi trong Mapinfo
3.3.2.3. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần cĩ lồi Cẩm lai vú phân bố và quan hệ sinh thái lồi Cẩm lai vú với các lồi khác trong tổ thành.
i) Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần cĩ lồi Cẩm lai vú phân bố
Để nghiên cứu mối quan hệ giữa Cẩm lai vú với các lồi ưu thế, trước tiên cần xác định tỷ lệ tổ thành lồi của các cây cĩ trong ơ tiêu chuẩn.
+ Cách xác định ơ tiêu chuẩn và thu thập số liệu cây gỗ lớn
Điều tra trên các tuyến nơi cĩ Cẩm lai vú phân bố, mỗi tuyến điều tra 1-2 ƠTC điển hình tạm thời, vị trí các ƠTC được định vị bằng máy GPS, diện tích ƠTC là 2500 m2 (50m x 50m), trong ƠTC chia thành mạng lưới 25 ơ thứ cấp diện tích 100 m2 (10m x10m). Tại các ơ thứ cấp tiến hành xác định các chỉ tiêu được thiết kế sẵn trong mẫu biểu ( phụ biểu 01) phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài như các nhân tố sinh thái ( hướng phơi, độ cao, đất đai,….) và xác định tên lồi, các chỉ tiêu D1,3; Hvn; …của các lồi cây gỗ cĩ đường kính ngang ngực từ 6cm trở lên
Các dụng cụ được sử dụng trong việc thu thập số liệu như: thước đo đường kính đo đường kính thân cây (D1.3 cm ≥ 6cm); Sunto đo chiều cao vút ngọn (Hvn, 0,1m) với độ chính xác đến 0.1m và đo độ dốc; thước Bitterlich; GPS,...
+Xác định tổ thành lồi cây gỗ ưu thế
Tổ thành lồi được tính theo phương pháp của Curtis Mc. Intosh, 1951 (dẫn theo Bảo Huy, 1993, 1997) [19]. Tổ thành lồi cây được xác định theo phần trăm (%) giá trị quan trọng IV (Importance Value) của một lồi cây nào đĩ trong tổ thành của rừng. Theo Daniel Marmilod thì những lồi cĩ giá trị IV ≥ 5% là lồi cây ưu thế trong tổ thành của lâm phần [10]
Chỉ số IV % là tổng hợp nhất, nĩ sát với khái niệm “tổ thành là sự đĩng gĩp tỷ lệ % thể tích gỗ của các lồi hoặc tăng trưởng trữ lượng chung”, đồng thời nĩ cịn biểu thị mật độ, tổng tiết diện ngang và tần số xuất hiện của lồi trong lâm phần.
Trị số IV được tính theo cơng thức:
3 % % % (%) F N G IV + + = (3.1) Trong đĩ: F(%) x100 loµi c¸c c¶ tÊt cđa xuÊt hiƯn « sè Tỉng xuÊt hiƯn a loµi cã « Sè = (3.2) 100 â đ đ (%) x N phÇn m l cđa é MËt a loµi cđa é MËt = (3.3) 100 /ha) (m phÇn m l trong loµi c¸c cđa G /ha) (m a loµi cđa g (%) 2 2 x G â ∑ ∑ = (3.4)
F tổng số ơ xuất hiện tất cả các lồi.
N (cây/ha) = n1 + n2 + …. + nn (Mật độ lâm phần)
G (m2/ha) = Σg1 + Σg2 + …. + Σgn (G là tổng tiết diện d1,3 của các lồi trong lâm phần); gi là tiết diện của lồi i
Lồi ưu thế trong lâm phần là những lồi cây nào cĩ trị số IV% > 3% [19] và [9]. Theo Thái Văn Trừng (1978) [30] thì tỷ lệ chung của các lồi tham gia tổ thành ưu thế của rừng nhiệt đới hỗn giao phải chiếm trên 50% (lấy từ cao xuống thấp). Dựa vào quan điểm trên, chỉ xác định mối quan hệ sinh thái của những lồi cĩ IV% > 5% và tổng số IV% của các lồi ưu thế phải ≥ 50%
ii) Xác định mối quan hệ của Cẩm lai vú với các lồi cây ưu thế trong lâm phần
Trong rừng hỗn lồi, các lồi chỉ số IV % > 5 % được xem là lồi đĩng vai trị quan trọng trong hình thành sinh thái rừng[10]. Cách tính tốn xác định mối quan hệ sinh thái lồi giữa lồi Cẩm lai vú với các lồi trong lâm phần và cùng tầng thứ được dựa vào phương pháp nghiên cứu mối quan hệ sinh thái lồi trong rừng mưa nhiệt đới dựa vào tiêu chuẩn χ2 (Bảo Huy, 1997) [17]
Ơ nghiên cứu quan hệ sinh thái lồi là các ơ thứ cấp 10m x 10m
Để định lượng mối quan hệ giữa 2 lồi A và B với nhau (cặp lồi) đề tài dựa vào hệ số tương quan theo cơng thức sau (3.5):
( ) ( ) ( ) ( )A ( P( )A )P B ( P( )B ) P B P A P AB P - 1 ). ( . - 1 . - = ρ (3.5)
Trong đĩ ρ là hệ số tương quan giữa 2 lồi A và B. Gọi: + nA là số ƠTC chỉ xuất hiện lồi A.
+ nB là số ƠTC chỉ xuất hiện lồi B
+ nAB là số ƠTC đồng thời xuất hiện cả lồi A và B. + n là tổng số ƠTC quan sát ngẫu nhiên.
Ta cĩ: ( ) n n B A P . = AB ; ( ) n nAB n A P A + = ; ( ) n nAB n B P B + =
ρ: là hệ số tương quan nĩi lên chiều hướng và mức độ liên hệ sinh thái giữa hai lồi
Nếu: ρ = 0 thì lồi A và B khơng cĩ quan hệ với nhau (độc lập nhau).
Nếu -1 < ρ < 0 thì lồi A và B cĩ liên kết âm và |ρ| càng lớn thì mức độ bài xích lẫn nhau càng mạnh.
* Trường hợp |ρ| khơng lớn lắm thì chưa thể biết giữa 2 lồi cĩ thực sự quan hệ với nhau hay khơng? Để cĩ kết luận cụ thể cần sử dụng phương pháp kiểm tra tính độc lập bằng tiêu chuẩn χ2, được tính theo cơng thức:
( ) (a b)(c d)(a c)(b d) n bc ad + + + + − − = 0,5 2. 2 χ (3.6)
Trong đĩ: a = nAB; b= nB; c= nA; d là số ơ khơng cĩ cả 2 lồi A và B. χ2 tính được so sánh với 2 05 χ ứng với bậc tự do k=1; ( 2 05 χ = 3,84). Nếu χ2 ≤ 2 05
χ thì mối quan hệ giữa 2 lồi là ngẫu nhiên. Nếu χ2 > 2
05
χ thì mối quan hệ giữa 2 lồi cĩ quan hệ lẫn nhau.
Vì vậy, đề tài sử dụng đồng thời 2 tiêu chuẩn ρ và χ2 để xem xét mối quan hệ theo từng cặp lồi. Dùng tiêu chuẩn χ2 kiểm tra sự tồn tại mối quan hệ từng cặp lồi; Dùng hệ số tương quan ρ vừa để đánh giá mức độ quan hệ qua giá trị |ρ|, vừa định hướng chiều hướng mối quan hệ theo dấu của ρ (- hay +) nếu tiêu chuẩn χ2 kiểm tra cho kết quả chúng cĩ quan hệ ([18] và [24])
Rừng hỗn lồi nhiệt đới bao gồm nhiều lồi cây cùng tồn tại. Thời gian cùng tồn tại của một số lồi cây đĩ phụ thuộc vào mức độ phù hợp hay đối kháng giữa chúng với nhau trong quá trình lợi dụng những yếu tố mơi trường. Cĩ thể chia làm 3 trường hợp sau:
+ Liên kết dương: Trường hợp những lồi cây cùng tồn tại trong suốt quá trình sinh trưởng, giữa chúng khơng cĩ sự tranh chấp về ánh sáng, các chất dinh dưỡng trong đất và khơng làm hại nhau thơng qua các chất và sinh vật trung gian khác
+ Liên kết âm: Trường hợp những lồi cây khơng thể cùng tồn tại lâu dài bên cạnh nhau được do cĩ những đối kháng quyết liệt trong quá trình lợi dụng các yếu tố mơi trường (ánh sáng, các chất dinh dưỡng trong đất,…) cĩ khi loại trừ nhau thơng qua những yếu tố như: độc tố lá trên cây, các sinh vật trung gian
+ Quan hệ ngẫu nhiên: là trường hợp những lồi cây cùng tồn tại tương đối độc lập với nhau
iii)Nghiên cứu cấu trúc phân bố số cây theo cấp kính (N/D), theo cấp chiều cao (N/H) của lồi Cẩm lai vú và lâm phần
Tổng hợp số liệu điều tra cây gỗ lớn, sử dụng phần mềm Excel để lập tương quan N/H, N/D của lâm phần và cây Cẩm lai vú ở hai kiểu rừng (Rừng khộp và bán thường xanh) để so sánh, đánh giá sự ổn định của lồi nghiên cứu trong lâm phần. Sắp xếp số cây theo cấp kính 10 cm và cấp chiều cao 4m
iv) Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên lồi Cẩm lai vú
Cây tái sinh là những cây gỗ cịn non, sống dưới tán rừng từ giai đoạn cây mạ