PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Phân loại trạng thái rừng có cây Xoan đào phân bố
- Xác định đặc điểm hình thái - Xác định đặc điểm vật hậu
* Đặc điểm sinh thái nơi Xoan đào phân bố - Điều kiện khí hậu
- Đặc điểm đất nơi Xoan đào phân bố
* Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao - Đặc điểm cấu trúc tổ thành, mật độ
- Đặc điểm cấu trúc tầng thứ - Đánh giá chỉ số đa dạng về loài
* Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh - Cấu trúc tổ thành và mật độ
- Chất lượng, nguồn gốc và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng - Phân bố cây tái sinh theo chiều cao
* Đề xuất một số giải pháp bảo tồn và phát triển loài
24
3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp luận
Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978): Thảm thực vật rừng là tấm gương phản chiếu một cách trung thành nhất mà lại tổng hợp được các điều kiện của hoàn cảnh tự nhiên đã thông qua sinh vật để hình thành những quần thể thực vật. Thảm thực vật tái sinh tự nhiên phản ánh ảnh hưởng tổng hợp của các nhân tố sinh thái đến quá trình phục hồi rừng thứ sinh.
Đề tài đã sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn đại diện ở các trạng thái thảm thực vật rừng có loài Xoan đào xuất hiện, số liệu đảm bảo tính đại diện, khách quan và chính xác.
3.4.2. Phương pháp thu thập số liệu 3.4.2.1. Tính kế thừa
Những tư liệu về điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng. Tư liệu về điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội. Sử dụng các kết quả nghiên cứu đã có về cây Xoan đào ở trong và ngoài nước (về đặc điểm sinh thái, phân bố, cấu trúc và điều kiện lập địa …).
3.4.2.2. Thu thập số liệu
Để thu thập số liệu ngoài hiện trường, đề tàiáp dụng phương pháp điều tra thực nghiệm sinh thái thông qua hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời và bán định vị được bố trí trên các điều kiện lập địa khác nhau để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành lâm phần có loài Xoan đào phân bố tự nhiên. Tại khu vực nghiên cứu đã tiến hành lập 9 ô tiêu chuẩn có kích thước 1.000m2 (20x50m) trên điều kiện địa hình khác nhau (chân, sườn và đỉnh). Trong ô tiêu chuẩn tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sau:
a, Điều tra tầng cây gỗ
Trên mỗi ô tiêu chuẩn tạm thời, tiến hành điều tra tầng cây gỗ gồm các nội dung sau: (1) Xác định tên loài cho tất cả các cây có đường kính 6cm trở lên; (2) Đo đường kính ngang ngực (D1,3) những cây có D ≥ 6cm bằng cách đo chu vi sau đó quy đổi ra đường kính thân cây; (3) Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới
25
cành (Hdc) bằng thước sào có chia vạch đến 20cm, sai số đo cao ± 10cm; (4) Đo đường kính hình chiếu tán (Dt) bằng thước dây theo hướng ĐT, NB, sau đó lấy giá trị bình quân với sai số là ± 10cm; (5) Phân cấp phẩm chất cây (tốt, trung bình, xấu), sau đó được ghi kết quả điều tra vào mẫu biểu 01.
b, Điều tra cây tái sinh
Trên mỗi ô tiêu chuẩn điều tra tầng cây gỗ lớn, tiến hành lập một 5 ô dạng bảncó kích thước 25m2 (5x5m) trong đó 4 góc ở ô tiêu chuẩn và 1 ô ở trung tâm ô tiêu chuẩn. Với từng ô dạng bản đã thiết lập, thực hiện các nội dung điều tra sau: (1) Xác định tên loài; (2) Xác định nguồn gốc (chồi, hạt); (3) Chất lượng cây tái sinh (tốt, trung bình, xấu); (4) Đo chiều cao cây tái sinh; (5) Xác định độ tàn che cho ô dạng bản. Tổng số ô dạng bản là 900 ô, sau đó được ghi kết quả điều tra vào mẫu biểu 04. Ngoài ra, để điều tra cây Xoan đào tái sinh xung quanh gốc cây mẹ (cây trội), tiến hành lập các ô dạng bản có kích thước 25m2 (5x5m), 4 ô trong tán, 4 ô ngoài tán, tổng số 8 ô/1 cây trội. Sau đó được ghi kết quả điều tra vào mẫu biểu 05.
c, Điều tra cây bụi thảm tươi
Xác định thành phần loài lớp cây bụi, dây leo và thảm tươi. Xác định tên, xác định chiều cao cho cây bụi. Độ che phủ của cây bụi thảm tươi (tính theo % độ che phủ mặt đất) và được đánh giá cho toàn ô tiêu chuẩn. Được đo theo 2 đường chéo của ô thứ cấp (25m2), sau đó được ghi vào mẫu biểu 02.
d, Điều tra về đất
Tại mỗi xã đào 3 phẫu diện có kích thước (1,2x0,8x1,0m) gần nơi có cây Xoan đào phân bố và mô tả theo hướng dẫn trong “Sổ tay điều tra quy hoạch rừng” (1995) gồm: loại đất, độ dày tầng đất, tỷ lệ đá lẫn, thành phần cơ giới, độ ẩm…. sau đó được ghi vào mẫu biểu 03.
3.4.2.3. Xử lý số liệu
* Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng a, Xác định trạng thái rừng cho đối tượng nghiên cứu
Để xác định các trạng thái rừng cho khu vực nghiên cứu đã dựa vào tiêu chuẩn phân loại của Loeschau. Tiêu chuẩn phân loại như sau:
26
- Kiểu I: Đất không có rừng, có thể có cây bụi hoặc cây tái sinh mọc rải rác
+ Kiểu Ia: Đất trống và trảng cỏ.
+ Kiểu Ib: Trảng cỏ và cây bụi.
+ Kiểu Ic: Trảng cỏ và cây bụi đã xuất hiện một số loài cây tái sinh.
- Kiểu II: Là rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác hoặc sau nương rẫy, bao gồm các cây tiên phong ưa sáng mọc nhanh và rừng đang tiếp tục phát triển.
+ Kiểu IIA: Là trạng thái rừng phục hồi rừng còn non, bao gồm những cây tiên phong ưu sáng hoặc có D 1.3 ≤ 10cm và ∑G >10 m2/ha.
+ Kiểu IIB: Là rừng phục hồi bao gồm những cây tiên phong ưa sáng hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng có D 1.3 ≥ 10cm và ∑G >10 m2/ha.
- Kiểu III: Rừng đã bị tác động ở nhiều mức độ khác nhau, kết cấu rừng bị phá vỡ và khả năng cung cấp ít nhiều bị phá vỡ
+ Kiểu IIIA: ∑G < 21m2/ha.
- Kiểu IIIA1: Rừng nghèo kiệt, kết cấu bị phá vỡ hoàn toàn, tầng trên còn một số cây mẹ kém phẩm chất, cong queo sâu bệnh, tầng dưới chủ yếu là dây leo, bụi rậm, tre nứa xen lẫn và có độ tàn che < 0,3. ∑G < 10 m2/ha. Tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 m2/ha.
- Kiểu IIIA2: Là rừng bị khai thác kiệt nhưng đã có thời gian phục hồi nên đã hình thành tầng cây tương lai, có độ tàn che 0,3-0,5. Tổng tiết diện ngang từ 10 16m2/ha. Tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 m2/ha.
- Kiểu IIIA3: Là rừng bị khai thác mạnh, cấu trúc rừng ít nhiều đã bị phá vỡ, rừng có 2 tầng trở lên, rừng còn chất lượng khai thác, có độ tàn che 0,5-0,7. Tổng tiết diện ngang từ 16-21 m2/ha.
+ Kiểu IIIB: Là trạng thái rừng bị tác động rất ít, cấu trúc rừng chưa bị phá vỡ, rừng có 2 tầng trở lên, rừng còn giàu về trữ lượng, có độ tàn che>0,7. Tiết diện ngang > 21m2/ha, tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là 2-5 m2/ha.
- Kiểu IV: Là trạng thái rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh phục hồi đã phát triển đến giai đoạn ổn định.
27
b, Công thức tổ thành tầng cây gỗ
Hệ số tổ thành được tính theo công thức của Curtis, J. T (1959) như sau:
IVi% = (1) Trong đó:
- Ni% là phần trăm số cá thể ở tầng cây cao của loài i so với tổng số cây trên ô tiêu chuẩn;
- Gi là phần trăm tiết diện ngang của loài i so với tổng tiết diện ngang trong ô tiêu chuẩn.
Theo Daniel Marmillod, những loài cây có IV% > 5% là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần và theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần, nhóm loài cây chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế. Đây là những căn cứ xác định loài và nhóm loài ưu thế. Trên cơ sở đó, sau khi xác định giá trị chỉ số IV% cho từng loài, tính tổng giá trị IV% của những loài có trị số này > 5% từ cao đến thấp.
c, Mật độ
Công thức xác định mật độ như sau: 10.000 S
N/ha n (2)
Trong đó:
- n: Tổng số cá thể của loài trong các OTC;
- S: Tổng diện tích các OTC (ha).
d, Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học
Để đánh giá tính đa dạng của các quần hợp cây gỗ đã nghiên cứu vì chỉ số này đánh giá tổng hợp cả độ đa dạng loài (số loài) và độ đa dạng trong loài (số cá thể của từng loài), đề tài đã sử dụng các chỉ số sau:
* Chỉ số Simpson: D = 1- (4)
28
Trong đó: ni là số cá thể loài “i”; N là tổng số cá thể các loài trong ô mẫu; S là số loài trong ô mẫu.
* Chỉ số Shannon - Wiener (H’) ' ln( )
1 N N
H s n ni
i
i
(5)
Trong đó:
- H`là chỉ số đa dạng sinh học hay chỉ số Shannon-Wiener;
- ni là số lượng cá thể của loài thứ i;
- N là tổng số số lượng cá thểcủa tất cả các loài trong ô nghiên cứu/khu vực nghiên cứu.
e, Đặc điểm lớp cây bụi, thảm tươi và dây leo
Đánh giá độ phong phú loài của lớp cây bụi, thảm tươi vàdây leo. Độ nhiều (hay độ dầy rậm) của thảm tươi được đánh giá theo Drude (xem bảng).
Bảng 3.1 -Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi
Ký hiệu Tình hình thực bì
Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100% diện tích Cop1 Thực vật mọc rất nhiều che phủ trên 50 - 75% diện tích Cop2 Thực vật mọc nhiều che phủ từ 25 - 50% diện tích
Cop3 Thực vật mọc tương đối nhiều che phủ từ 5 - 25% diện tích Sp Thực vật mọc ít che phủ dưới 5% diện tích
Sol Thực vật mọc rải rác phân tán Un Một vài cây cá biệt
Gr Thực vật phân bố không đều, mọc từng khóm
* Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng a. Tổ thành cây tái sinh
Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:
m ni n
m
1
i
(6)
29
Trong đó:
- n là số cây trung bình theo loài, - m là tổng số loài điều tra được, - ni là số lượng cá thể loài i.
Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo công thức:
n%j .100 n n
m
1 i
i j
(7)
Trong đó:
- j =1,
- m là số thứ tự loài.
Nếu:
- n%j 5% thì loài j được tham gia vào công thức tổ thành
- n%i< 5% thì loài j không được tham gia vào công thức tổ thành.
Hệ số tổ thành: 10
N
Ki ni (8)
Trong đó:
- Ki: Hệ số tổ thành loài thứ i, - ni: Số lượng cá thể loài i, - N: Tổng số cá thể điều tra.
b. Mật độ cây tái sinh
Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức sau:
S n 10.000
N/ha
(9)
Trong đó:
- S là tổng diện tích các ô dạng bản điều tra tái sinh (m2), - n là số lượng cây tái sinh điều tra được.
c. Chất lượng cây tái sinh
Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, hoặc xấu theo công thức:
30
N 100
N% n (10)
Trong đó:
- N%: Tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, hoặc xấu - n: Tổng số cây tốt, trung bình, hoặc xấu
- N: Tổng số cây tái sinh d, Phân bố tái sinh theo chiều cao
Để nghiên cứu nội dung này, đề tài đã sử dụng hàm Mayer để mô phỏng quy luật phân bố cây theo cấp chiều cao. Phân chia chiều cao cây tái sinh theo 8 cấp như sau: Cấp I<0,3m; cấp II: 0,3-0,5m; cấp III: 0,5-1,0m; cấp IV từ 1,0-1,5m; cấp V từ 1,5-2,0m; cấp VI từ 2,0-2,5m; cấp VII từ 2,5-3,0m; cấp VIII > 3,0m.
g, Đánh giá điều kiện đất tại khu vực nghiên cứu
Phân theo tầng của phẫu diện đất rừng gồm: Tầng thảm mục (Ao), tầng rửa trôi (A), tầng tích tụ (B), mẫu chất (C) và đá mẹ (D) và tầng chuyển tiếp giữa các tầng (VD: AB là tầng chuyển tiếp giữa tầng A và B nhưng đặc tính của lớp đất chuyển tiếp này giống tầng A nhiều hơn.
- Xác định tầng đất thông qua sự thay đổi về màu sắc, tỷ lệ đá lẫn.
- Dùng thước dây xác định chiều sâu tầng đất