Luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng có Dẻ đỏ cụ thể như sau:
Nội dung 01: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên có Dẻ đỏ phân bố ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên; tập trung nghiên cứu về mật độ; cấu trúc tổ thành; phân bố N/D1,3; N/HVN.
Nội dung 02: Nghiên cứu đặc điểm tái sinh của rừng tự nhiên có Dẻ đỏ ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên; tập trung nghiên cứu về cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh; nguồn gốc, chất lượng cây tái sinh và phân cấp chiều cao cây tái sinh, ảnh hưởng của tầng cây bụi, thảm tươi tới tái sinh của Dẻ đỏ.
Nội dung 03: Đề xuất các biện pháp tái sinh tự nhiên loài cây Dẻ đỏ ở các trạng thái nghiên cứu.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp kế thừa
Thu thập tài liệu cơ bản về khu vực nghiên cứu có liên quan đến đề tài. - Tài liệu về điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế trong khu vực nghiên cứu.
- Các loại bản đồ chuyên dùng của khu vực nghiên cứu.
- Các tài liệu tham khảo về lĩnh vực nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước.
- Các công trình nghiên cứu của các tác giả khác liên quan đến khu vực và vấn đề nghiên cứu.
2.4.2. Phương pháp lập và điều tra ô tiêu chuẩn
2.4.2.1. Lập ô tiêu chuẩn và xác định dung lượng mẫu.
a) Lập ô tiêu chuẩn để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng có Dẻ đỏ phân bố:
Sử dụng địa bàn, thước dây để đo đạc, lập các OTC phục vụ điều tra; Tại mỗi xã nghiên cứu lập 9 OTC để nghiên cứu ( 3 OTC tại trạng thái Ic, 3 OTC ở trạng thái IIa, 3 OTC ở trạng thái IIb). Diện tích mỗi OTC là 2.000 m2 (40m×50m); Trong mỗi OTC điều tra lâm phần lập 5 ô dạng bản (ODB), diện tích mỗi ô 25m2
(5m×5m), bố trí 4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa OTC; Thiết lập OTC nghiên cứu được mô phỏng theo hình sau:
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí ô đo đếm
2.4.2.2. Điều tra trong OTC
* Điều tra đo đếm tầng cây cao:
- Trong mỗi OTC thu thập các số liệu về tên loài và một số chỉ tiêu sinh trưởng gồm: đường kính thân cây (D1.3, cm); chiều cao vút ngọn (Hvn, m) và chiều cao dưới cành (Hdc, m); đường kính tán lá (DT, m). Kết quả ghi vào biểu điều tra cây tầng cao (Phụ biểu 01- Phụ lục 01).
- Xác định độ tàn che bằng máy xác định độ tàn che (Densidometer). Tiến hành đo 5 điểm tại 4 góc và vị trí giữa của OTC Trên mỗi ÔTC, để máy cách người hướng phía trước 20 cm và tiến hành đếm các ô bị che khuất bởi tán của tầng cây cao, độ tàn che được xác định là giá trị trung bình của 5 điểm đo được và đơn vị là %.
* Điều tra tái sinh dưới tán rừng
- Đếm và đo chiều cao toàn bộ cây tái sinh trong ô, xác định tên loài, nguồn gốc tái sinh và phân cấp chất lượng cây tái sinh theo 3 cấp như sau:
OTC 2.000 m2 1 3 2 5 4 5 m 5 m
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
+ Cây tốt (loại A) là cây thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt, không sâu bệnh;
+ Cây trung bình (loại B) là những cây sinh trưởng bình thường ít có khuyết tật;
+ Cây xấu (loại C) là những cây cong queo, cụt ngọn, nhiễm sâu bệnh và sinh trưởng phát triển kém.
Các chỉ tiêu điều tra cây tái sinh được thống kế theo mẫu biểu điều tra cây tái sinh để phân tích đánh giá (Phụ biểu 02- Phụ lục 01).
- Điều tra thành phần loài, chiều cao bình quân và độ che phủ của cây bụi, thảm tươi tra ở trong 5 ODB có diện tích 25 m2
(5m x 5m) của từng OTC trong tổng số 90 ODB. Kết quả được ghi vào phiếu điều tra cây bụi, thảm tươi phục vụ cho quá trình tính toán (Phụ biểu 03- Phụ lục 01).
2.4.3. Phân tích và xử lí số liệu
Toàn bộ số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp trên phần mềm ứng dụng Excel. Một số chỉ tiêu tính toán cụ thể như sau:
2.4.3.1. Đối với các chỉ số nghiên cứu ở tầng cây gỗ
* Xác định mật độ và tỷ lệ tổ thành
Tỷ lệ tổ thành của từng loài cây trên 1ha được tính theo phương pháp của Daniel Marmillod, Vũ Đình Huề (1969) [9], Đào Công Khanh (1996)[11] thông qua hai chỉ tiêu: tỷ lệ % mật độ (N%) và tiết diện ngang (G%). Mỗi loài được xác định tỷ lệ tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% (Important Value)
2 % Gi % Ni % IV (2-1)
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Ni%: tỉ lệ % số cây của loài i so với tổng số cây trong lâm phần
Gi%: tỉ lệ % tiết diên ngang của loài i so với tổng tiết diện trong lâm phần Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV% > 5% là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái. Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (2000)[46]: trong một lâm phần, nhóm loài cây nào đó chiếm 50% tổng cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế. Nhóm loài cây có chỉ số IV%> 5% được xem là nhóm loài ưu thế.
- Mật độ cây rừng tự nhiên được tính theo công thức
dt S
n ha
N/ 10.000 (2-2)
Trong đó: Sdt là diện tích OTC điều tra (2000m2)
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
* Mô hình hoá quy luật cấu trúc tần số
Có nhiều phân bố lý thuyết khác nhau để mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số nhưng ở đây đề tài vận dụng một số phân bố thường gặp nhất trong lâm nghiệp, đó là phân bố khoảng cách, phân bố Weibull và phân bố Meyer. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng với đối tượng rừng tự nhiên, phân bố phù hợp nhất để mô tả phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) là phân bố Meyer và để mô tả phân bố số cây theo chiều cao (N/HVN) là phân bố Weibull.
+ Phân bố giảm (phân bố mũ) Hàm Meyer có dạng:
y = .e- x (2 -3)
Trong đó: x là cỡ kính hoặc cỡ chiều cao , là hai tham số của hàm Meyer
Để xác định tham số của phân bố giảm dạng hàm Meyer, trước hết phải tuyến tính hoá phương trình mũ bằng cách logarit hoá cả hai vế của phương trình (2-3) để đưa về dạng phương trình hồi quy tuyến tính một lớp có dạng:
y = a + b.x
+ Phân bố Weibull: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền giá trị (0, + )
Hàm mật độ có dạng: α λ.x 1 α e α.λ.x f(x) (2-4) Hàm phân bố: F(x) 1 e (x xmin) (2-5) Trong đó: và là hai tham số của phân bố Weibull. Tham số đặc trưng cho độ nhọn phân bố, tham số biểu thị độ lệch của phân bố.
Nếu: = 1 phân bố có dạng giảm = 3 phân bố có dạng đối xứng
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ > 3 phân bố có dạng lệch phải
< 3 phân bố có dạng lệch trái + Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố
Cho giả thuyết H0: Fx(x) = F0(x), trong đó F0(x) là một hàm phân bố đã xác định. Để kiểm tra giả thuyết H0, người ta sử dụng tiêu chuẩn phù hợp χ2.
flt flt) (ft χ 2 2 (2-6) Trong đó: ft là trị số thực nghiệm flt là trị số lý thuyết Nếu 2
tính 20,05 tra bảng với bậc tự do k = m - r - 1 (r là tham số của phân bố lý thuyết cần ước lượng, m là số tổ sau khi gộp) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm (H0+). Giả thuyết được chấp nhận.
Nếu 2
tính > 20,05 tra bảng với bậc tự do k = m - r -1 thì phân bố lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm (H0 -). Giả thuyết bị bác bỏ. 2.4.3.2. Đối với các chỉ số nghiên cứu ở tầng cây
- Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng
+ Tổ thành cây tái sinh
Hệ số tổ thành được tính theo công thức:
10 N N K i i (2-7) Trong đó: Ki: hệ số tổ thành loài thứ i Ni: số lượng cá thể loài i N: tổng số cá thể điều tra + Mật độ cây tái sinh
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức sau:
dt S
n ha
N/ 10.000 (2-8)
Với Sdt là tổng diện tích các ô dạng bản điều tra tái sinh (m2) và n là số lượng cây tái sinh điều tra được.
+ Chất lượng cây tái sinh: Tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu tính theo công thức:
N% =
N n
x 100 (2-9)
N% là tỷ lệ % cây tái sinh theo cấp chất lượng, n là số cây tái sinh theo cấp chất lượng, N là tổng số cây tái sinh điều tra trong ÔTC.
+ Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng: Cây tái sinh có triển vọng là cây có chiều cao lớn hơn chiều cao trung bình của lớp cây bụi thảm tươi và phù hợp với mục đích kinh doanh. Đối với Dẻ đỏ cây triển vọng là những cây có chiều cao >1m. Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng được tính theo công thức:
X% =
N n
x100 (2-10)
Trong đó: n là số cây tái sinh có triển vọng N là tổng số cây tái sinh điều tra.
Đối với Dẻ đỏ thì n là số cây tái sinh Dẻ đỏ triển vọng, N là số cây tái sinh Dẻ đỏ có trong TC.
+ Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao: Cây tái sinh được phân theo các cấp chiều cao 0 - 0,5m ; 0,6 - 1m; 1,1 - 2m và trên 2m. Quá trình tổng hợp, tính toán % phân bố số cây theo chiều cao kết hợp với đánh giá chất lượng cây tái sinh sẽ phục vụ xác định cây tái sinh triển vọng trong OTC.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ .
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên có Dẻ đỏ phân bố ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên Thái Nguyên
Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian. Hệ sinh thái rừng tự nhiên phát sinh, tồn tại và phát triển theo các quy luật khách quan, được phản ánh qua cấu trúc rừng. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng trong tự nhiên là rất cần thiết nhằm tìm ra những mô hình cấu trúc hợp lý, có khả năng tận dụng tối đa điều kiện lập địa, có sự kết hợp hài hòa của các thành phần sinh vật để tạo ra một quần thể rừng đáp ứng mục tiêu kinh doanh đã đặt ra.
3.1.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (IIa) rẫy (IIa)
Trong điều tra lâm học để biểu thị tổ thành rừng người ta thường sử dụng công thức tổ thành. Về bản chất công thức tổ thành có ý nghĩa sinh học sâu sắc, phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trong một quần xã thực vật và mối quan hệ giữa quần xã thực vật với điều kiện ngoại cảnh. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành là công việc quan trọng nhằm lựa chọn các biện pháp kinh doanh phù hợp cho từng loại hình rừng nhiệt đới.
3.1.1.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIa ở xã Hoá Thượng - Đồng Hỷ
Qua quá trình điều tra và tính toán, mật độ và cấu trúc tổ thành tầng cây tại trạng thái rừng IIa ở xã Hóa Thượng - huyện Đồng Hỷ
Kết quả tính toán tổ thành loài hoặc nhóm loài ưu thế trên 01 ha được thể hiện qua bảng sau:
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bảng 3.1. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIA ở xã Hoá Thƣợng TT Loài cây N (cây/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G% IV% 1 Bồ đề 48 12,80 11,20 11,43 13,76 12,59 2 Máu chó 30 13,33 9,75 7,14 6,91 7,03 3 Dẻ đỏ 33 10,20 9,10 7,86 5,97 6,91 4 Hu đay 20 14,23 8,63 4,76 6,79 5,78 5 Ràng ràng mít 20 10,10 6,60 4,76 6,24 5,50 6 Bứa 18 9,58 6,60 4,29 6,26 5,27 7 Thành ngạnh 25 10,42 9,08 5,95 4,41 5,18 8 Trám chim 18 10,81 9,06 4,29 5,83 5,06 8 loài chính 213 11,43 8,75 50,71 56,17 53,44 19 loài khác 207 11,12 9,56 49,29 43,83 46,56 Tổng 420 11,28 9,16 100 100 100
Trạng thái rừng này xuất hiện 27 loài cây gỗ, trong đó số loài tham gia vào công thức tổ thành là 8 loài, nhưng với tỷ lệ tổ thành thấp. Công thức tổ thành rừng như sau:
12,59 Bđ + 7,03 Mch+ 6,91 Dđ+ 5,78 Hđ + 5,50 Rrm +5,27 B + 5,18 Thng + 5,06 Tch + 46,56 Lk
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Ghi chú: Bđ: Bồ đề; Mch: Máu chó; Dđ: Dẻ đỏ; Hđ: Hu đay; Rrm:Ràng ràng mít; B: Bứa ; Thng: Thành ngạnh; Tch: trám chim; Lk: loài khác.
Qua bảng 3.1 cho thấy: Tổng mức độ quan trọng của các loài chính ở giai đoạn này là 53,44 %. Giai đoạn này những loài cây chiếm ưu thế là Bồ đề, Trám chim, Máu chó, Dẻ đỏ ... tuy nhiên không có loài nào chiếm ưu thế tuyệt đối, ngoài ra ở đây còn xuất hiện thêm một số loài cây có khả năng chịu bóng thời gian đầu như Dẻ đỏ, Bứa, Trám chim,... Ở Trạng thái này đã có sự thay thế tổ thành loài cây, một số loài cây chịu bóng thời gian đầu đã dần thay thế những loài cây ưa sáng, đời sống ngắn. Dẻ đỏ tham gia vào công thức tổ thành loài ưu thế ở trạng thái rừng IIa có tỷ lệ không cao chỉ chiếm 6,91 % số cây trong lâm phần điều tra.
Mật độ toàn rừng là 420 cây/ha, trong đó Bồ đề có mật độ cao nhất là 48 cây/ha, Dẻ đỏ cũng là loài có mật độ khá cao là 33 cây/ha.
Tổng tiết diện ngang của rừng là 2,83 m2/ha, đường kính trung bình của rừng đạt 11,28 cm và HVN đạt 9,16 m. Dẻ đỏ ở trong rừng có tổng tiết diện ngang thấp 0,17 m2/ha chỉ chiếm 5,97%.
3.1.1.2. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIA ở xã Văn Lăng - Đồng Hỷ
Bảng 3.2. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIa ở xã Văn Lăng TT Loài cây N (cây/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G% IV% 1 Bồ đề 63 11,18 9,17 15,18 26,15 20,67 2 Dẻ đỏ 37 15,57 14,88 8,92 6,37 7,64 3 Bọ ngứa 30 10,07 9,08 7,23 7,74 7,48 4 Hu đay 30 9,69 7,50 7,23 5,54 6,38
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 Hu đen 27 9,03 8,89 6,51 5,76 6,13 6 Thẩu tấu 23 10,67 9,36 5,54 5,38 5,46 7 Thành ngạnh 20 8,74 8,18 4,82 5,57 5,19 7 loài chính 230 10,71 9,58 55,42 62,52 58,97 22 loài khác 185 10,10 9,27 44,58 37,48 41,03 Tổng 415 10,40 9,43 100 100 100
Theo kết quả tại bảng 3.2 cho thấy có 29 loài xuất hiện trong trạng thái rừng; trong đó có 7 loài tham gia vào công thức tổ thành. Công thức tổ thành như sau:
20,67Bđ + 7,64 Dđ + 7,48 Bng + 6,38 Hđ + 6,13 Hđe + 5,46 Tt + 5,19 Thng + 41,03 Lk
Ghi chú: Bđ: Bồ đề; Dđ: Dẻ đỏ; Hđ: Hu đay; Hđe: Hu đen; Bng:Bọ Ngứa; Thng: Thành ngạnh; Tt: Thẩu tấu ; Lk: loài khác.
Có thể nhận thấy, Bồ đề là loài cây chiếm ưu thế trong lâm phần với mức độ quan trọng 20,67%, tiếp đến là Dẻ đỏ 7,64 %, Bọ ngứa 7,48 %. Tham gia vào tổ thành trạng thái rừng này phần lớn vẫn là những cây ưa sáng, mọc