Đối tượng nghiên cứu là sinh thái dinh dưỡng mà cụ thể là thành phần loài, phân bố, sinh khối của những loài thực vật làm thức ăn cũng như sinh cảnh của nhóm linh trưởng ăn thực vật tại Vườn quốc gia Cúc Phương.
Mục tiêu của nghiên cứu là xác định được sinh khối thực vật làm thức ăn cho linh trưởng, đặc điểm sinh cảnh, phân loại thảm thực vật và phân bố nguồn thức ăn là thực vật cho linh trưởng tại Vườn quốc gia Cúc Phương.
2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp điều tra thực địa
Thống kê số lượng cá thể, kích thước cây gỗ
Ô tiêu chuẩn với diện tích 2000m2 - 4000m2 được xác định để đo đạc tất cả các cây gỗ cây bụi và dây leo có đường kính ngang ngực (vùng cơ bản cao khoảng 1,37m tính từ mặt đất lên) lớn hơn 10cm, độ cao được đo theo phương pháp chuẩn mực thực tế với những cây dưới 10m và được đo theo phương pháp tam giác đồng dạng với những cây cao trên 10m. Độ cao từ mặt đất tới cành phân nhánh đầu tiên cũng được quan tâm để sử dụng tính sinh khối.
Ô tiêu chuẩn có kích thước nhỏ hơn 31,5 m x 31,5m (0,1 ha) được thiết lập để thống kê chi tiết các cá thể của tầng cây bụi, cây gỗ tái sinh, tầng tre nứa, định loại tất cả các loài có trong ô.
Xác định khu vực phân bố của linh trưởng và các loài thực vật làm thức ăn cho linh trưởng:
Phương pháp nghiên cứu là phương pháp điều tra truyền thống dọc theo các tuyến khảo sát đi qua tất cả các quần xã thực vật của các sinh cảnh khác nhau. Các điểm khảo sát đại diện cho tất cả các sinh cảnh Woọc sinh sống.
- Sử dụng phương pháp chuyên gia với các thiết bị thực địa như bản đồ, GPS, máy tính. Ứng dụng công nghệ GIS và phương pháp thực địa truyền thống, liên kết cơ sở dữ liệu, xây dựng bản đồ theo mục đích nghiên cứu.
- Lập các ô tiêu chuẩn đặc trưng nhất cho từng quần xã thực vật trong sinh cảnh mà nó chứa đựng các nguồn thức ăn của Voọc. Kích thước của các ô tiêu chuẩn được định hướng theo phương pháp nghiên cứu thảm thực vật ở trên nhằm đánh giá sơ bộ nguồn thức ăn và sinh khối tổng số nguồn thức ăn của Voọc trong khu vực nghiên cứu , theo dõi biến động nguồn thức ăn theo mùa trong năm. Những tính toán vế sinh khối cây gỗ thường khó thực hiện bằng phương pháp chặt hạ cân trực tiếp, dựa trên thông số về đường kính thân cây, chiều cao cây có thể đi đến tiếp cận trữ lượng tươi của tầng cây gỗ thông qua công thức liên quan giữa đường kính thân cây cơ bản D và chiều cao cây H. Tầng cây bụi và cỏ được cân trực tiếp các cá thể đại diện sau đó thống kê lại và tính toán.
2.2.2. Phương pháp hồi cứu kế thừa tài liệu nghiên cứu có sẵn nhằm xây dựng danh mục các loài thực vật làm thức ăn cho linh trưởng
Các tài liệu nghiên cứu đã có về sinh thái dinh dưỡng của linh trưởng từ đó thống kê, đối chiếu so sánh để lập danh mục các loài thực vật làm thức ăn cho linh trưởng tại vườn quốc gia Cúc Phương.
2.2.3. Phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý kết hợp điều tra khảo sát thực địa
Phương pháp này được sử dụng trong việc xác định các quần xã thực vật đặc trưng của Vườn quốc gia Cúc Phương. Phần mềm được sử dụng để thiết lập các lớp thông tin là Mapinfo 15, Global mapper 17 và ESRI ArcMap 10.5 để xử lý ảnh vệ tinh.
Các lớp thông tin được xử lý như là các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, trong một bộ cơ sở sữ liệu của GIS. Việc thành lập bản đồ được thực hiện qua các bước như sau:
Bước 1: Thu thập các tư liệu đã công bố liên quan khu vực nghiên cứu về địa hình, khí hậu, thủy văn, thực vât… dựa vào các điều kiện tự nhiên trong vùng, kết hợp
với việc giải đoán ảnh vệ tinh, tiến hành định loại và phân tích bước đầu các quần xã thực vật đặc trưng. Xây dựng khóa giải đoán sơ bộ và bản đồ phân tích vùng khóa.
Bước 2: Tiến hành thực địa khảo sát vùng nghiên cứu, lập tuyến khảo sát, kiểm tra các đối tượng đã được định loại bước đầu trên ảnh, tiến hành mô tả và thu nhập số liệu về thành phần, đặc điểm, cấu trúc của đối tượng, hiệu chỉnh ranh giới của đối tượng trên ảnh viễn thám, lập khóa giải đoán.
Bước 3: Hiệu chỉnh khóa giải đoán, kết hợp tư liệu thu thập trước và trong quá trình thực địa.
2.2.4. Phương pháp thống kê tính toán sinh khối thực vật làm thức ăn cho Linh trưởng
Trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương pháp nghiên cứu sinh khối thực vật khác nhau được áp dụng cho các hệ sinh thái khác nhau. Trong đề tài này, chúng tôi dùng phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần và xây dựng các phương trình hồi quy sinh khối.
Các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật độ, tuổi, chiều cao tầng trội, và thậm chí các các yếu tố khí hậu và đất đai có mối liên hệ với nhau và được mô phỏng bằng các phương trình tương quan. Các phương trình này được sử dụng để xác định sinh khối và hấp thụ cácbon cho lâm phần. Một phương pháp khác được sử dụng trong nghiên cứu sinh khối đó là xây dựng các phương trình hồi quy sinh khối. Các phương trình hồi quy này có thể được sử dụng để ước tính sinh khối cho từng cây. Năm 1986 Yamakura [34] và cộng sự lần đầu tiên đã áp dụng mô hình sử dụng phương trình tương quan hồi quy để tính sinh khối rừng tự nhiên ở Borneo (Indonexia). Dựa trên mối tương quan giữa đường kính ngang ngực (DBH) và chiều cao (H) của cây, các tác giả trên đưa ra phương trình tính toán sinh khối chi tiết từng bộ phận của cây như sinh khối thân, cành, lá cây. Công trình của Yamakura (1986) có ý nghĩa rất lớn cho nghiên cứu sinh khối rừng tự nhiên, có thể áp dụng ở Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Giữa sinh khối từng bộ phận và sinh khối tổng số có mối tương quan với DBH và chiều cao H của cây rất chặt chẽ thông qua hệ số
tương quan (còn gọi là độ lệch chuẩn R2). Công trình của Yamakura (1986) có ý nghĩa rất lớn cho nghiên cứu sinh khối rừng tự nhiên, có thể áp dụng ở Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Để đánh giá về mô hình này, Ervan Rutishauser và cộng sự (2013) [19] đã phải dùng phương pháp thực nghiệm, xác định trực tiếp khối lượng các cá thể trong hệ sinh thái sau đó so sánh kết quả với phương pháp áp dụng công thức của Yamakura . Từ đó Ervan Rutishauser (2013) xác định mô hình tương quan tính toán sinh khối của Yamakura (1986) là một trong 4 mô hình có độ lệch chuẩn R2 nhỏ nhất, có thể áp dụng ở vùng nhiệt đới (R2 = 0,959), nhưng đồng thời ông cũng thừa nhận chỉ duy nhất có mô hình của Yamakura (1986) cho phép tính được sinh khối riêng từng bộ phận của cây, điều này cho phép vận dụng rất hữu hiệu trong nghiên cứu sinh thái dinh dưỡng cho các loài Linh trưởng ăn lá. Chúng tôi sử dụng các phương trình tính toán này phục vụ tính toán sinh khối thức ăn cho linh trưởng cũng như sinh khối toàn bộ lâm phần (Bảng 3).
Bảng 3. Quan hệ sinh khối rừng nhiệt đới với đường kính ngang ngực (DBH) (cao 1,37m tính từ mặt đất) và chiều cao cây (H) (Đơn vị tính sinh khối: Kg)
TT Phương trình tương quan của Yamakura (1986) R2
1 Sinh khối thân = 0.02909*(DBH2*H)0,9813 0.99
2 Sinh khối cành = 0,1192*(sinh khối thân)1,059 0.9 3 Sinh khối lá = 0,09146*(sinh khối thân + sinh khối cành)0,7266 0.92 4 Sinh khối tổng số (Skts) = Tổng sinh khối Thân + Cành + Lá