Mục đích nghiên cứu của khoá luận nhằm góp phần bổ sung thông tin về cấu trúc rừng và vị trí phân bố chính xác của loài Thông pà cò làm cơ sở đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển loài cây này ở tại VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Điều tra tầng cây cao
Vị trí: Ngày điều tra:
Hướng dốc: Người điều tra: Độ dốc: Số hiệu OTC:
Tọa độ (cây mẹ) ĐT NB TB
* Điều tra cây tái sinh:
Trong mỗi khu vực OTC 1000m², thiết lập 5 ô dạng bản (ODB) có diện tích 25m² Tại mỗi ODB, tiến hành điều tra các thông tin như tên loài, chiều cao, chất lượng, nguồn gốc và tọa độ Các chỉ tiêu đo đếm sẽ được ghi chép vào biểu điều tra cây tái sinh.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tổng quan về CSDL GIS và QGIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là phần mềm máy tính chuyên dụng cho việc vẽ bản đồ và phân tích các đối tượng, hiện tượng trên trái đất Công nghệ GIS tích hợp các chức năng quản lý dữ liệu như truy vấn và phân tích thống kê, đồng thời cung cấp sự thể hiện trực quan và phân tích không gian trên bản đồ Sự khác biệt giữa GIS và các hệ thống khác nằm ở khả năng xử lý và phân tích dữ liệu địa lý một cách hiệu quả.
5 thống thông tin thông thường là tính ứng dụng của nó rất rộng trong việc giải thích hiện tượng, dự báo và quy hoạch chiến lược
2.2.2 Chức năng cơ bản của GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là sự kết hợp giữa con người và máy tính cùng các thiết bị ngoại vi, cho phép lưu trữ, xử lý, phân tích và hiển thị thông tin địa lý nhằm phục vụ cho nghiên cứu và quản lý hiệu quả.
Một hệ thống GIS có những nhóm chức năng cơ bản sau:
Nhập và biến đổi dữ liệu địa lý là quá trình chuyển đổi dữ liệu từ bản đồ giấy và tài liệu khác thành dạng số để sử dụng trong GIS Sau khi nhập dữ liệu và bản đồ vào máy tính, bước tiền xử lý giúp hoàn thiện dữ liệu bản đồ với các nội dung cần thiết.
- Gắn thuộc tính cho các đối tượng bản đồ: Liên kết các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
- Xây dựng cấu trúc topo (quan hệ không gian)
- Biên tập các lớp thông tin và trình bày bản đồ
- Chuyển đổi hệ chiếu (hệ tọa độ)
- Chuyển đổi khuôn dạng, cấu trúc dữ liệu bản đồ
Trong GIS, dữ liệu được tổ chức thành các lớp theo chủ đề, không gian, thời gian và độ cao, và được lưu trữ có hệ thống trong các thư mục Chức năng quản lý dữ liệu của GIS được thể hiện qua nhiều khía cạnh khác nhau.
- Lưu trữ dữ liệu trong CSDL GIS
- Khôi phục dữ liệu từ CSDL
Tổ chức dữ liệu một cách hiệu quả bằng cách sử dụng các cấu trúc dữ liệu phù hợp, đảm bảo thực hiện các chức năng lưu trữ và khôi phục trên các thiết bị lưu trữ Đồng thời, cần thiết lập quy trình truy cập và cập nhật dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác.
- GIS có thể tìm kiếm đối tượng thỏa mãn những điều kiện cho trước một cách dễ dàng và chính xác
Xử lý và phân tích dữ liệu
GIS cho phép thực hiện nhanh chóng và chính xác các phân tích bản đồ và số liệu, đáp ứng nhu cầu xây dựng bản đồ và quy hoạch lãnh thổ Hệ thống này có khả năng thực hiện các phép biến đổi bản đồ cơ bản, chồng xếp bản đồ và xử lý dữ liệu không gian theo các mô hình.
Chức năng xuất dữ liệu trong GIS, hay còn gọi là chức năng báo cáo, cho phép hiển thị và trình bày kết quả phân tích cùng mô hình hóa không gian Dữ liệu này có thể được thể hiện dưới dạng bản đồ, bảng thuộc tính, báo cáo, biểu đồ và có thể được trình bày trên màn hình máy tính hoặc các vật liệu truyền thống khác với tỷ lệ và chất lượng khác nhau tùy theo yêu cầu của người dùng Các định dạng dữ liệu này phụ thuộc nhiều vào hệ thống GIS, các kỹ thuật, quy trình xây dựng và sự chuyên môn của các chuyên gia GIS.
2.2.3.1 Giới thiệu phần mềm QGIS
Quantum GIS (QGIS) là một ứng dụng GIS mã nguồn mở với giao diện thân thiện, tương thích với nhiều hệ điều hành như Linux, Unix, Mac OSX và Windows QGIS hỗ trợ nhiều định dạng dữ liệu, bao gồm vector, raster và cơ sở dữ liệu, cho phép mở và trình bày các định dạng GIS phổ biến tại Việt Nam như tab của MapInfo và shape của Arcview Ngoài ra, QGIS còn cung cấp các câu lệnh dễ sử dụng bằng tiếng Việt và có thể cài đặt tùy biến theo nhiều ngôn ngữ khác nhau.
Quantum GIS, một dự án nguồn mở ra mắt vào tháng 5 năm 2002, hiện đang sử dụng phiên bản 3.6 Với tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai, Quantum GIS hứa hẹn sẽ tiếp tục thu hút sự quan tâm của người dùng.
Quantum GIS (QGIS) được phát triển hợp tác với GRASS, cung cấp các chức năng biên tập và phân tích GIS hiệu quả Tuy nhiên, khả năng trình bày in ấn của QGIS vẫn chưa hoàn thiện như các phần mềm GIS thương mại Một điểm cộng là QGIS có phiên bản tiếng Việt, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận.
In this section, we provide a summary of how to download files and install software online To obtain the installation software, please visit the official QGIS website at [https://www.qgis.org/en/site/forusers/download.html#](https://www.qgis.org/en/site/forusers/download.html#).
2.2.3.2 Các cửa sổ làm việc chính của QGIS
QGIS cung cấp nhiều cửa sổ làm việc, tiện lợi cho người dùng Các cửa sổ chính trong QGIS:
Cửa sổ hiển thị, quản lý dữ liệu dữ liệu Trong cửa sổ này, có một số cửa sổ con:
- Cửa sổ quản lý các lớp dữ liệu (Các lớp)
- Cửa sổ duyệt dữ liệu (Trình duyệt)
- Cửa sổ hiển thị thuộc tính (Attribute Table)
Hình 2.1 Cửa sổ quản lý dữ liệu
Hình 2.2 Cửa sổ trang in
2.2.3.3 Tạo mới một lớp dữ liệu Vector trong QGIS
Lớp dữ liệu không gian bao gồm các đối tượng có chức năng tương tự và mối quan hệ không gian với nhau Để tạo lớp bản đồ mới dưới định dạng shapefile, hãy chọn Lớp từ menu chính, sau đó chọn Mới và tiếp theo là New Shapefile Layer.
Hình 2.3 Thực đơn tạo 1 lớp mới dạng Shapefile layer
Khi đó xuất hiện hộp hội thoại
Hình 2.4 Hộp thoại nhập các thông số cho lớp mới
Các thông số trên hộp hội thoại bao gồm:
Khi lựa chọn kiểu dữ liệu cho lớp bản đồ, có ba loại chính là kiểu điểm, kiểu đường và kiểu vùng Việc chọn kiểu dữ liệu phù hợp dựa trên đặc điểm của lớp bản đồ là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc thể hiện thông tin.
Khi tạo lớp bản đồ mới trong QGIS, hệ tọa độ mặc định được sử dụng là WGS84 Tuy nhiên, người dùng có thể chọn các hệ tọa độ khác có sẵn hoặc tự định nghĩa một hệ tọa độ mới bằng cách nhấn vào nút tương ứng, sau đó một hộp thoại sẽ xuất hiện để cho phép lựa chọn hệ tọa độ mong muốn.
Hình 2.5 Tuỳ chọn hệ quy chiếu
Thuộc tính của lớp cho phép bổ sung các trường thuộc tính, tương ứng với các cột trong bảng dữ liệu Mỗi trường thuộc tính được định nghĩa bởi các thông số như tên, kiểu dữ liệu, độ rộng và độ chính xác (nếu có).
- Có 4 kiểu thuộc tính dữ liệu:
Hình 2.6 Kiểu thuộc tính dữ liệu
Dữ liệu văn bản: Định dạng dữ liệu là chữ (bao gồm chữ, số)
Toàn bộ con số: Định dạng số nguyên
Số thập phân: Định dạng số thập phân
Date: Định dạng thời gian
Sau khi chọn thuộc tính theo thiết kế ta bấm chọn “thêm vào danh sách thuộc tính” để thêm
Hình 2.7 Thêm các trường mới
Lần lượt thêm các thuộc tính mới để có toàn bộ các trường thuộc tính theo yêu cầu
Tổng quan khu vực nghiên cứu
Vườn quốc gia Xuân Sơn tọa lạc tại huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ, với tọa độ địa lý từ 21°03' đến 21°12' vĩ bắc và từ 104°51' đến 105°01' kinh đông Vườn cách thành phố Việt Trì 80km và Hà Nội 120km, tạo điều kiện thuận lợi cho du khách khám phá vẻ đẹp thiên nhiên nơi đây.
- Phía Đông: Giáp các xã Tân Phú, Minh Đài, Long Cốc, huyện Tân Sơn
- Phía Tây: Giáp huyện Phù Yên (tỉnh Sơn La), huyện Đà Bắc (tỉnh Hòa Bình)
- Phía Nam: Giáp huyện Đà Bắc (tỉnh Hòa Bình)
- Phía Bắc: Giáp xã Thu Cúc, huyện Tân Sơn
Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm trong vùng đồi núi thấp và trung bình của lưu vực sông Bứa, đánh dấu điểm kết thúc của dãy Hoàng Liên Khu vực này trải dài từ hữu ngạn sông Hồng đến tả ngạn sông Đà, bao gồm huyện Tân Sơn thuộc tỉnh Phú Thọ Sông Bứa cùng các chi lưu của nó tạo thành nhiều nhánh, phân bố rộng rãi khắp vùng, với các dãy đồi núi cao khoảng 600 mét.
Núi Xuân Sơn có độ cao 700m với hình dáng mềm mại, chủ yếu cấu tạo từ đá phiến biến chất Đỉnh núi Voi cao nhất đạt 1386m, tiếp theo là núi Ten và núi Cẩn, đều trên 1200 - 1300m Địa hình núi này tạo nền tảng cho sự sống phát triển và ảnh hưởng sâu sắc đến hệ sinh thái, đồng thời là yếu tố tạo nên sự khác biệt giữa khu hệ động thực vật ở Xuân Sơn và các vườn quốc gia, khu bảo tồn khác tại miền Bắc.
Vùng núi không chỉ có địa hình hiểm trở mà còn sở hữu những thung lũng uốn lượn phức tạp Sự chia cắt địa hình sâu và các sườn núi dốc với độ dốc trung bình 20 độ tạo nên cảnh quan đặc sắc Đây là nơi sinh sống của các đồng bào dân tộc, nơi lưu giữ những giá trị văn hóa bản địa phong phú và những nét sinh hoạt truyền thống độc đáo.
Vườn quốc gia Xuân Sơn có tổng diện tích vùng đệm 18.369 ha, bao gồm vùng lõi 15.048 ha, trong đó khu vực bảo vệ nghiêm ngặt chiếm 11.148 ha Khu vực phục hồi sinh thái kết hợp bảo tồn di tích lịch sử rộng 3.000 ha và khu hành chính, dịch vụ là 900 ha Điểm nổi bật của Xuân Sơn là nơi duy nhất có rừng nguyên sinh trên núi đá vôi với diện tích 2.432 ha Vườn quốc gia này được công nhận với hệ sinh thái phong phú, đa dạng sinh học cao và địa hình đa dạng, tạo nên cảnh quan độc đáo.
Vùng đệm của Vườn quốc gia Xuân Sơn có diện tích 18.639 ha, bao gồm các xã Kiệt Sơn, Lai Đồng, Minh Đài, cùng một phần của các xã Đồng Sơn, Tân Sơn, Kim Thượng và Xuân Đài, tất cả đều thuộc huyện.
Khí hậu, cùng với địa hình, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nền tảng sự sống và ảnh hưởng đến cảnh quan khu vực Các thành phần tự nhiên như đất, thực vật và động vật đều là yếu tố sống động của cảnh quan, mà con người đã từ lâu tìm cách khai thác để duy trì cuộc sống Sự kết hợp giữa khí hậu, đất và đá mẹ đã thúc đẩy sự phát triển của các quần hệ thực vật tự nhiên, thường được gọi là "các quần hệ cao đỉnh", trong đó các quần hệ này duy trì trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh Do đó, khí hậu có thể được xem là một yếu tố then chốt trong cấu trúc của cảnh quan.
- Chế độ nhiệt: tại khu vực vườn quốc gia Xuân Sơn, nhiệt độ trung bình năm biến động từ 22 0 - 23 0 , tương đương với tổng nhiệt năng từ 8300 0 C -
Nằm trong vành đai nhiệt đới, khu vực này có nhiệt độ trung bình từ 25°C, với mùa lạnh kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, khi ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc khiến nhiệt độ xuống dưới 20°C, đặc biệt là vào tháng 1 Ngược lại, mùa nóng do gió mùa Đông Nam mang lại thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều, với nhiệt độ cao nhất vào tháng 7 đạt 28°C và có thể lên tới 40,7°C vào tháng 6.
Chế độ mưa ẩm tại khu vực này ghi nhận lượng mưa trung bình từ 1660mm ở Tân Sơn đến 1826mm ở Minh Đài, với gần 90% lượng mưa tập trung vào mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm Tháng 8 và 9 là hai tháng có lượng mưa cao nhất Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, khi lượng mưa chỉ chiếm dưới 10% tổng lượng mưa hàng năm Tuy nhiên, hạn hán ít xảy ra nhờ có mưa phùn giúp hạn chế tình trạng khô hạn Tháng 12 và tháng 1 là những tháng hanh khô nhất, với lượng bốc hơi thường lớn hơn lượng mưa.
Trong khu vực, lượng mưa trung bình đạt 23 nước rơi, với độ ẩm không khí bình quân lên tới 86% Những tháng có mưa phùn thường ghi nhận độ ẩm cao nhất Lượng bốc hơi ở đây khá thấp, chỉ 653mm/n, cho thấy khả năng che phủ đất của lớp thảm thực bì vẫn còn cao Điều này giúp hạn chế lượng nước bốc hơi, tăng cường lượng nước thấm và duy trì nguồn nước ngầm trong khu vực.
Hệ thống sông Bứa và các chi lưu của nó không chỉ cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp mà còn đóng vai trò quan trọng trong giao thông đường thủy nội tỉnh, tạo điều kiện giao lưu giữa Phú Thọ và các địa phương khác Ngoài ra, lưu vực sông Bứa rộng lớn với địa hình thuận lợi, rất thích hợp cho việc xây dựng các hồ thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp.
Sông Bứa có hai chi lưu lớn là sông Mua và sông Gian, với sông Mua bắt nguồn từ vùng núi cao phía Đông huyện Phù Yên, Sơn La, và sông Gian từ các dãy núi trung bình giữa Phú Thọ và Hòa Bình Hai sông này gặp nhau tại Làng Kệ Sơn và sau đó đổ vào Sông Hồng tại Phong Vực Sông Bứa có tổng chiều dài 120 km và chiều rộng trung bình 200 m, thuận lợi cho việc vận chuyển lâm thổ sản từ thượng nguồn về Sông Hồng.
Vườn quốc gia chỉ nằm trong lưu vực đầu nguồn sông Mua với nhiều nhánh suối bắt nguồn từ các đỉnh núi cao trong vườn
Theo tài liệu địa chất miền Bắc Việt Nam năm 1984, khu vực vườn quốc gia có quá trình phát triển địa chất phức tạp, được gọi là vùng đồi núi thấp sông Mua Toàn vùng có cấu trúc dạng phức nếp lồi, với nham thạch đa dạng và tuổi khác nhau, nằm xen kẽ thành các dải nhỏ hẹp Phía Tây và Tây Nam là các dãy núi thấp và trung bình.
Khu vực này có 24 cấu tạo bằng đá trầm tích và biến chất màu đỏ với kết cấu hạt mịn, thuộc thời kỳ Jura - Creta Từ trung tâm xã Xuân Sơn, hướng Tây Bắc có dãy núi đá vôi cao khoảng 1200m, với đá vôi màu trắng xám và cấu tạo khối, thuộc tuổi Triat trung Trong dãy núi này, thường xuất hiện các thung tròn có nước chảy trên mặt như thung làng Lạng, làng Dù, và làng Lấp Các thung này được lấp đầy bằng tàn tích đá vôi và có suối nước chảy quanh năm, biến thành những cánh đồng phù sa màu mỡ và rộng lớn.
Vườn quốc gia Xuân Sơn được hình thành trên nền địa chất phức tạp với đa dạng địa hình và nhiều loại đá mẹ khác nhau, cùng với sự phân hóa khí hậu và thủy văn phong phú, dẫn đến sự hình thành nhiều loại đất có giá trị riêng biệt trong khu vực.
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm QGIS và phân bố của loài Thông Pà Cò (Pinus kwangtungensis Chun exTsiang)
Đề tài nghiên cứu ứng dụng phần mềm QGIS nhằm xây dựng bản đồ phân bố loài Thông pà cò tại Vườn Quốc Gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ.
Nội dung nghiên cứu
3.2.1.Nghiên cứu sinh trưởng và cấu trúc rừng nơi Thông pà cò phân bố tại VQG Xuân Sơn
- Sinh trưởng rừng nơi Thông pà cò phân bố
- Cấu trúc tổ thành rừng nơi Thông pà cò phân bố
3.2.2 Ứng dụng QGIS xây dựng bản đồ phân bố Thông pà cò
- Bản đồ phân bố theo đai cao
- Bản đồ phân bố theo độ dốc
- Bản đồ phân bố theo trạng thái rừng (sinh cảnh)
3.2.3 Đặc điểm tái sinh tự nhiên của loài và ứng dụng QGIS xây dựng bản đồ phân bố cây tái sinh
- Mật độ, chất lượng cây tái sinh
- Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh
- Bản đồ phân bố cây tái sinh theo độ cao, độ dốc và trạng thái rừng
3.2.4 Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo tồn và phát triển loài tại VQG Xuân Sơn- Phú Thọ
Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu
3.3.1.1 Phương pháp kế thừa số liệu
Kế thừa tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội của khu vực nghiên cứu
Kế thừa tài liệu có liên quan đến đối tượng đã được nghiên cứu trong khu vực
3.3.1.2 Phương pháp điều tra thực địa
Để thu thập số liệu về tầng cây cao, cây bụi thảm tươi và cây tái sinh trong các OTC điển hình nơi có loài Thông pà cò phân bố, các bước thực hiện bao gồm việc tiến hành sơ thám.
Sử dụng bản đồ hiện trạng rừng theo tuyến để xác định vị trí các trạng thái rừng nơi có loài Thông pà cò phân bố Kết quả cho thấy loài Thông pà cò chủ yếu phân bố tại ba vị trí chính, như được minh họa trong hình 3.1.
Hình 3.1: Vị trí các cây mẹ loài Thông pà cò
Thông pà cò có sự phân bố tập trung dựa trên thực tế phân bố loài và quan sát các loài cây sống cùng.
Ba vị trí và thành phần loài cây có sự tương đồng giữa chúng Vì vậy, nghiên cứu này sẽ thiết lập ba OTC điển hình tạm thời tại khu vực có cây mẹ Thông pà cò và cây tái sinh xung quanh gốc cây mẹ Bên cạnh đó, sẽ tiến hành điều tra một cách tỷ mỷ để thu thập dữ liệu chính xác.
* Đối với tầng cây cao
Lập OTC: Lập các 03 OTC điển hình tạm thời, có tính đại diện cao cho khu vực nghiên cứu, diện tích mỗi ô là 1000m 2 (25m x 40m) Điều tra tầng cây cao:
Trên ô tiêu chuẩn đo đếm các chỉ tiêu sau:
Để xác định tên cây cho tất cả các cây có đường kính D1.3 ≥ 6 cm, cần đo đường kính ở vị trí 1.3m (D1.3) bằng thước kẹp kính, với độ chính xác tính theo cm Đường kính tán (Dt) được đo theo hai chiều Đông Tây và Nam Bắc (ĐT-NB), sau đó lấy giá trị bình quân với độ chính xác đến 0,1m.
Chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành: Đo chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành bằng thước Blume- Leiss với độ chính xác đến 0,1m
Kết quả điều tra ghi vào biểu đo đếm tầng cây cao sau:
Biểu 3.1: Điều tra tầng cây cao
Vị trí: Ngày điều tra:
Hướng dốc: Người điều tra: Độ dốc: Số hiệu OTC:
Tọa độ (cây mẹ) ĐT NB TB
* Điều tra cây tái sinh:
Trong mỗi khu vực OTC 1000m², thiết lập 5 ô dạng bản (ODB) với diện tích 25m² mỗi ô Tại mỗi ODB, tiến hành điều tra các thông tin như tên loài, chiều cao, chất lượng, nguồn gốc và tọa độ Tất cả các chỉ tiêu đo đếm sẽ được ghi chép vào biểu điều tra cây tái sinh.
Biểu 3.2: Điều tra cây tái sinh
Vị trí: Ngày điều tra:
Hướng dốc: Người điều tra: Độ dốc: Số hiệu OTC:
Cấp chiều cao (m) Cấp chất lượng Nguồn gốc Tọa độ
>1 Tốt TB Xấu Hạt Chồi
Phân cấp chất lượng cây tái sinh theo ba cấp: Tốt, Trung bình, Xấu
- Cây tốt: Là những cây có tán phát triển đều, tròn, có trục chính rõ ràng không bị sâu bệnh, lá màu xanh, không bị khuyết tật
- Cây trung bình: Là những cây có tán thưa, lá màu xanh, không bị khuyết tật
- Cây xấu: Là những cây có tán lệch, lá tập trung ở ngọn, sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều, bị xâu bệnh
3.3.2 Phương pháp xử lý số liệu
Việc chỉnh lý tài liệu quan sát và lập các phân bố thực nghiệm cùng với biểu đồ thực nghiệm và tính toán được thực hiện đồng bộ trên máy tính thông qua ứng dụng phần mềm Excel 2013.
2.3.2.1 Đối với tầng cây cao
Trong mỗi OTC, các yếu tố cấu trúc quan trọng bao gồm mật độ loài (N), đường kính bình quân (D 1.3), chiều cao bình quân (𝐻̅ 𝑉𝑁), tổng tiết diện ngang (G) và trữ lượng (M) Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá và quản lý tài nguyên rừng.
Công thức xác định mật độ như sau:
Trong đó: n là số lượng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong OTC
S là diện tích OTC (m 2 ) Công thức xác định đường kính trugn bình như sau:
Công thức xác định chiều cao trung bình như sau:
Công thức xác định trữ lượng/ thể tích từng cây như sau:
V = 0.00006341*D1.3 1.8786*Hvn 0.9697 (Vũ Tiến Hinh, 2012) (3.4) b Xác định tổ thành tầng cây cao
Để xác định tổ thành loài cây, nghiên cứu áp dụng phương pháp đánh giá mức độ quan trọng của Daniel Marmillod, theo Đào Công Khanh (1969), với trị số IV%.
Trong đó: IV%: Là chỉ số giá trị quan trọng
N%: Tỷ lệ % theo số cây của loài i trong QXTVR G%: Tỷ lệ % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTVR
Khi trình bày công thức tổ thành, các loài có hệ số tổ thành lớn nên được đặt ở vị trí trước, trong khi các loài có hệ số tổ thành nhỏ hơn sẽ được xếp sau Tên các loài có thể được viết tắt, nhưng cần phải có phần giải thích rõ ràng đi kèm.
2.3.2.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh
- Xác định tỷ lệ tổ thành của từng loài được tính theo công thức:
(3.8) ni là số lượng cá thể loài i
Nếu: ni ≥ 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành ni < 5% thì loài đó không được tham gia vào công thức tổ thành
- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao:
Thống kê chiều cao cây tái sinh theo 4 cấp: I, II, III, IV
Cấp I: chiều cao nhỏ hơn 0.5m (dựa vào chiều cao bình quân của tầng thảm tươi)
Cấp II chiều cao từ : 0.5m đến dưới 1m (dựa vào chiều cao bình quân của tầng cây bụi)
Cấp III: chiều cao từ 1m đến dưới 2m (dựa vào chiều cao bình quân của tầng cây bụi)
Cấp IV: chiều cao từ 2m trở lên (dựa vào chiều cao bình quân vượt qua lớp cây bụi, thảm tươi)
- Mật độ cây tái sinh:
Mật độ cây tái sinh được xác định theo công thức:
𝛴𝑆𝑜𝑑𝑏 ∗ 𝛴𝑛𝑜𝑑𝑏 (3.9) Trong đó: N là mật độ cây tái sinh Σnodb tổng các cây tái sinh trong các ODB ΣSodb diện tích ODB
- Chất lượng cây tái sinh:
Nghiên cứu tái sinh theo cấp chất lượng tốt, trung bình, xấu đồng thời xác định cây tái sinh có triển vọng
Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu theo công thức:
Trong đó: N%: Tỷ lệ tương ứng của cây tốt, trung bình, xấu (%) n: Số cây tốt, trung bình, xấu tương ứng N: Tổng số cây
2.3.2.3 Ứng dụng QGIS xây dựng đồ phân bố loài thông pà cò
- Kế thừa bản đồ hiện trạng rừng Vườn Quốc gia Xuân Sơn năm 2015
- Sử dụng GPS để định vị tọa độ cây mẹ và cây tái sinh Thông pà cò khi tiến hành điều tra OTC và điều tra theo tuyến
Cơ sở dữ liệu về phân bố loài sẽ được lưu trữ dưới dạng bản đồ trong phần mềm Quantum GIS (QGIS) Để xây dựng cơ sở dữ liệu này phục vụ cho công tác bảo tồn, các bước thực hiện sẽ được tiến hành một cách hệ thống và khoa học.
Bước 1 Chuẩn bị dữ liệu
Cần chuẩn bị 2 lớp thông tin trong QGIS gồm có: lớp bản đồ hiện trạng rừng và lớp bản đồ đường bình độ
Bước 2 Chuyển đổi dữ liệu
Để làm việc với lớp thông tin bản đồ trong QGIS, cần chuyển đổi lớp thông tin này sang định dạng shapefile Đối với việc thu thập dữ liệu về loài, sau khi thu thập đầy đủ thông tin về tọa độ của cây mẹ và cây tái sinh, dữ liệu sẽ được lưu trữ dưới dạng file CSV.
Bước 3 Xây dựng cơ sở dữ liệu trong QGIS theo trình tự sau:
- Mở bản đồ trong QGIS
- Mở lớp dữ liệu về loài với định dạng CSV
- Chuyển đổi file CSV thành định dạng shape file dạng điểm (point) thể hiện vị trí cây mẹ và cây tái sinh của loài Dẻ tùng sọc trắng hẹp
Bước 4 Xây dựng bản đồ độ cao: sử dụng QGIS/GRASS plugin để tạo DEM từ nền đường bình độ đã thu thập được trước đó
Bước 5 Xây dựng bản đồ độ dốc: sử dụng QGIS/raster/ Phân tích/ Độ dốc từ nền DEM đã tạo trước đó
Bước 6 Phân tích và đánh giá phân bố loài theo độ cao, độ dốc và trạng thái
Bước 7 Biên tập bản đồ
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Bản đồ phân bố Thông pà cò
Đề tài ứng dụng phần mềm QGIS 3.6 để xây dựng bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ cao, độ dốc và trạng thái rừng
4.2.1 Bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ cao
Sử dụng ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ cao được thể hiện trong hình 4.3 Tọa độ của các cây Thông pà cò được phân tích và liệt kê trong bảng 4.5 Kết quả cho thấy có tổng cộng 17 cây mẹ loài Thông pà cò, tất cả đều phân bố ở độ cao trên 1200 m.
Bảng 4.5: Tọa độ Thông pà cò phân bố theo độ cao
Hình 4.3 Hình ảnh bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ cao
4.2.2 Bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ dốc
Thông qua ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố cây Thông pà cò theo độ dốc được trình bày trong hình 4.4 Tọa độ của các cây Thông pà cò được phân tích và liệt kê trong bảng 4.6 Kết quả cho thấy có tổng cộng 17 cây mẹ loài Thông pà cò được ghi nhận.
- 01 cây Thông pà cò phân bố ở độ dốc dưới 10 độ
- 07 cây Thông pà cò phân bố ở độ dốc từ 10 đến 25 độ
- 06 cây Thông pà cò phân bố ở độ dốc từ 25 đến 35 độ
- 03 cây Thông pà cò phân bố ở độ dốc lớn hơn 35 độ
Bảng 4.6 : Tọa độ cây Thông pà cò phân bố theo độ dốc
Hình 4.4 Hình ảnh bản đồ phân bố Thông pà cò theo độ dốc
4.2.3 Bản đồ phân bố Thông pà cò theo trạng thái rừng (sinh cảnh)
Qua ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố cây Thông pà cò theo trạng thái rừng được trình bày Tổng số cây mẹ loài Thông pà cò ghi nhận là 17 cây, tất cả đều nằm trong rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh Tuy nhiên, theo phân tích về hiện trạng rừng, cả 17 cây mẹ này chỉ xuất hiện trong rừng gỗ tự nhiên nghèo tại khoảnh 6 và 7 thuộc tiểu khu 275.
Bảng 4.7 Phân bố Thông pà cò theo trạng thái rừng
Căn cứ Trạng thái Mã trạng thái Số cây
Theo bản đồ hiện trạng
Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX giàu nguyên sinh TXDG 17
Rừng gỗ tự nhiên núi đá LRTX nghèo
Hình 4.5 Hình ảnh phân bố Thông pà cò theo trạng thái rừng
Đặc điểm tái sinh tự nhiên của loài và bản đồ phân bố cây tái sinh
3.3.1 Mật độ cây tái sinh Thông pà cò
Kết quả điều tra tại 3 OTC cho thấy chỉ có 5 cây Thông Pà Cò tái sinh xuất hiện trong OTC 2 và 3 Thêm vào đó, khi mở rộng điều tra trong phạm vi 200m xung quanh gốc các cây mẹ ở vị trí không lập OTC, cũng không ghi nhận được cây tái sinh nào trong khu vực nghiên cứu.
3.3.2 Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh
Qua điều tra thực địa, kết quả thống kê về nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh được trình bày ở bảng 4.8
Bảng 4.8 Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh
TT Tên cây tái sinh
Hạt Chồi Tốt TB Xấu
Để đánh giá cây tái sinh toàn diện, chúng tôi đã xem xét nguồn gốc và chất lượng của cây tái sinh Kết quả cho thấy 100% cây tái sinh tại 2 ô tiêu chuẩn số 2 và 3 có nguồn gốc từ hạt, và tất cả đều đạt chất lượng trung bình.
Hình 4.6 Cây tái sinh Thông Pà cò tại VQG Xuân Sơn
4.3.3 Bản đồ phân bố cây tái sinh theo độ cao, độ dốc và trạng thái rừng 4.3.3.1 Bản đồ phân bố cây tái sinh theo độ cao
Qua ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố cây Thông pà cò tái sinh theo độ cao được hiển thị Kết quả cho thấy tổng số cây tái sinh của loài này là 5 cây, tất cả đều nằm ở độ cao trên 1200 m.
Bảng 4.9 Tọa độ cây tái sinh theo độ cao
Cách gốc cây mẹ (m) Độ cao
Hình 4.7 Hình ảnh bản đồ phân bố cây tái sinh Thông pà cò theo độ cao
4.3.3.2 Bản đồ phân bố cây tái sinh theo độ dốc
Qua ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố cây tái sinh loài Thông pà cò theo độ dốc được trình bày trong hình 4.8 Kết quả cho thấy tổng số cây tái sinh của loài này là 5 cây Dựa trên bản đồ phân bố và bảng tọa độ cây tái sinh Thông pà cò (Bảng 4.10), trong tổng số 5 cây tái sinh, có sự phân bố rõ ràng theo độ dốc.
- 03 cây tái sinh Thông pà cò phân bố ở độ dốc dưới 20 độ
- 01 cây tái sinh Thông pà cò phân bố ở độ dốc 20 - 30 độ
- 01 cây tái sinh Thông pà cò phân bố ở độ dốc trên 30 độ
Bảng 4.10 Tọa độ cây tái theo độ dốc
Cây tái sinh Vị trí X Y
Hình 4.8 Hình ảnh bản đồ phân bố cây tái sinh theo độ dốc
4.3.3.3 Bản đồ phân bố cây tái sinh theo trạng thái rừng
Qua ứng dụng phần mềm QGIS, hình ảnh bản đồ phân bố cây Thông pà cò tái sinh cho thấy tổng số cây tái sinh của loài này là 5 cây, như được thể hiện trong hình 4.9.
Theo hiện trạng rừng kế thừa, cả 5 cây tái sinh Thông pà cò đều nằm trong khu vực rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh trung bình Tuy nhiên, khi tính toán trữ lượng cho OTC 2 và 3, cả 5 cây tái sinh này đều được phân bố trong rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thường xanh nghèo.
Hình4.9 Hình ảnh bản đồ phân bố cây tái sinh theo trạng thái rừng
Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo tồn và phát triển loài tại VQG Xuân Sơn- Phú Thọ
Dựa trên kết quả điều tra, quần thể loài Thông pà cò hiện đang ở trạng thái chưa được trồng trọt, với số lượng cây con tái sinh rất hạn chế.
(5 cây) Để bảo tồn các loài Thông pà cò quý hiếm và cạn kiệt này tôi đưa ra một số giải pháp như sau:
Hiện nay, cần khuyến khích áp dụng các quy trình kỹ thuật cho một số loài thực vật ngành hạt trần nhằm mở rộng diện tích phân bố các loài cây Thông Đối với loài Thông pà cò, cần tăng cường công tác tuần tra, kiểm tra và bảo vệ nghiêm ngặt do số lượng còn rất ít Đồng thời, phối hợp chặt chẽ với chính quyền địa phương và người dân để kiểm soát và tháo dỡ các lán trại khai thác gỗ trong rừng.
Nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo tồn là cần thiết, đặc biệt trong khu bảo vệ nghiêm ngặt Việc cấm khai thác và hạn chế các tác động tiêu cực đến sự sinh trưởng, phát triển và khả năng tái sinh tự nhiên của loài là rất quan trọng để duy trì sự đa dạng sinh học.
Hướng dẫn xây dựng hương ước và quy ước của làng bản nhằm bảo tồn và bảo vệ rừng, đặc biệt là loài Thông pà cò Cần thiết lập thùng thư phát giác để kịp thời ngăn chặn và xử lý các hành vi phá rừng trái phép.
Để thúc đẩy tái sinh tự nhiên, có thể tiến hành dưới gốc cây mẹ và mở rộng khu vực phân bố của loài Vào mùa quả chín, thu hoạch quả khi điều kiện thuận lợi và mang hạt vào rừng để gieo, sau khi đã chuẩn bị đất dưới tán rừng nơi các loài thường phát triển.
55 phân bố đảm bảo nhiệt độ ẩm, án sáng để cây tái sinh có thể sống sót sinh trưởng và phát triển tốt
Cần triển khai các chương trình nâng cao nhận thức cho người dân ở vùng lõi và vùng đệm, tập trung vào mọi lứa tuổi, đặc biệt là lãnh đạo địa phương, già làng và trưởng bản Việc áp dụng nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau sẽ giúp người dân hợp tác cùng các nhà quản lý và nhà khoa học trong công tác bảo tồn động, thực vật và đa dạng sinh học.
4.4.2 Giải pháp về cơ chế và chính sách
Cần rà soát và hoàn thiện các chính sách hiện có như giao đất, giao rừng, hỗ trợ vốn, đầu tư tín dụng và thuế, đồng thời ưu tiên cho các dự án trồng cây thông.
VQG Xuân Sơn cần phát triển các chiến lược và kế hoạch nhằm bảo tồn các loài ngành hạt trần tại địa phương, dựa trên các chiến lược, đề án và kế hoạch hành động về bảo tồn đã được phê duyệt.
Đào tạo nâng cao năng lực cho cán bộ trong lĩnh vực bảo tồn thiên nhiên là rất cần thiết Việc tổ chức các khóa học chuyên ngành dài hạn và ngắn hạn sẽ giúp cán bộ trang bị kiến thức chuyên sâu Bên cạnh đó, tăng cường học tập kinh nghiệm từ các khu bảo tồn thành công trong công tác bảo tồn thiên nhiên cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả công việc.
Quy hoạch vùng du lịch tại VQG nhằm giới thiệu tiềm năng du lịch và điều kiện môi trường đầu tư, bao gồm địa điểm, môi trường kinh doanh và quỹ đất Mục tiêu là kêu gọi nguồn vốn liên doanh từ các tổ chức và cá nhân trong và ngoài nước có khả năng đầu tư cho dịch vụ và du lịch sinh thái.
Để nâng cao hiệu quả các chương trình phát triển bền vững, cần dành một phần ngân sách từ các chương trình bảo vệ và phát triển rừng, nông thôn mới, bảo tồn, xóa đói giảm nghèo, định canh, định cư Đồng thời, cần phân bổ một phần kinh phí từ Khuyến lâm hàng năm cho việc xây dựng mô hình đào tạo và chuyển giao kiến thức.
Hàng năm, một phần kinh phí được dành cho việc chọn giống và chuyển giao kỹ thuật trồng cây trong ngành hạt trần, nhằm hỗ trợ hộ gia đình, cá nhân và cộng đồng trong việc phát triển cây trồng.
Để phát triển cây ngành hạt trần, cần thu hút nguồn vốn từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm vốn tự có của người dân, đầu tư từ các doanh nghiệp tư nhân và vốn đầu tư trực tiếp từ nước ngoài.