Nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

Lớp cây tái sinh dưới tán rừng hoặc các lỗ trống trong rừng trải qua các giai đoạn khác nhau, ở các giai đoạn này có sự mất đi của loài này nhưng cũng có sự xuất hiện của loài khác, sự b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

Vào hồi … giờ … phút ngày … tháng … năm 2015

Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia và Thư viện trường Đại học Lâm nghiệp

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong quần xã thực vật rừng tự nhiên lá rộng thường xanh nhiệt đới, quá trình tái sinh diễn ra phân tán và liên tục (Van Steenis, 1956) tạo nên lớp cây tái sinh thường không đồng nhất về thành phần loài và cấu trúc theo không gian Lớp cây tái sinh dưới tán rừng hoặc các lỗ trống trong rừng trải qua các giai đoạn khác nhau, ở các giai đoạn này có sự mất đi của loài này nhưng cũng có sự xuất hiện của loài khác, sự biến đổi về số lượng cá thể của từng loài, sinh trưởng của cây tái sinh đã tạo nên động thái tái sinh tự nhiên của rừng

Vườn Quốc gia Xuân Sơn nằm trên địa bàn huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ với tổng diện tích

là 15.048ha, trong đó rừng lá rộng thường xanh là kiểu thảm thực vật đặc trưng Mặc dù đã có khá nhiều nghiên cứu về sự đa dạng loài động thực vật, cấu trúc các quần xã thực vật rừng, nhưng các nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên ở khu vực vẫn là một khoảng trống Xuất phát từ thực tiễn

đó, luận án thực hiện đề tài: “Nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh tại

Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ”.

2 Mục tiêu nghiên cứu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Các trạng thái rừng lá rộng thường xanh khu vực núi đất thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt

và phân khu phục hồi sinh thái của Vườn Quốc gia Xuân Sơn

4 Ý nghĩa của luận án

- Lượng hóa động thái tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh để có được các cơ sở khoa học về cơ chế duy trì đa dạng loài trong hệ sinh thái rừng

- Kết quả nghiên cứu là cơ sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho bảo tồn, phục hồi và duy trì đa dạng loài rừng lá rộng thường xanh

5 Đóng góp mới của luận án

- Về mặt học thuật: Cung cấp thêm các dẫn liệu khoa học về động thái tái sinh tự nhiên ở rừng

nhiệt đới thông qua kết quả nghiên cứu tái sinh bổ sung, tỷ lệ chết và chuyển cấp; đặc điểm tái sinh rừng dưới tán và tái sinh lỗ trống của rừng lá rộng thường xanh nhiệt đới và tái sinh của một số loài

ưu thế

- Về mặt lý luận: Kết quả của luận án góp phần làm sáng tỏ các lý luận về tái sinh rừng nhiệt

đới đã được A Obvêrin (1938), Van Steenis (1956), P.W Richard (1959, 1968, 1970), G.N.Baur (1964, 1976) tổng kết Bổ sung minh chứng về duy trì đa dạng sinh học rừng nhiệt đới

- Một số kết quả mới được nghiên cứu trong luận án.

Lượng hóa được động thái biến đổi tổ thành loài; đa dạng sinh học; động thái chết, bổ sung, chuyển cấp của lớp cây tái sinh rừng lá rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn trên cơ sở nguồn số liệu thu thập từ các ô tiêu chuẩn định vị có thời gian theo dõi 5 năm (2007-2012);

Xác định được cơ chế duy trì đa dạng sinh học của rừng nhiệt đới thông qua đặc điểm tái sinh tự nhiên của các loài ưu thế trong rừng lá rộng thường xanh

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên thế giới

Các nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, tổng kết thành các lý luận và tác phẩm kinh điển như: A Obvêrin (1938), Van Steenis (1956), G.N.Baur (1964, 1976) P.W.Richard (1959, 1968, 1970) Các giả thuyết về sự duy trì tính đa dạng loài trong rừng nhiệt đới có thể phân thành hai nhóm: (i) Giả thuyết kẻ thù do Janzen (1970) và Connell (1971)

đề xướng; (ii) giả thuyết về ổ sinh thái tái sinh và sự phân chia lỗ trống (Denslow, 1980; Grubb, 1977; Hartshorn, 1985; Orians, 1994; Ricklefs, 1977) Động thái tái sinh được thể hiện qua các quá trình: số lượng loài và cá thể tái sinh bổ sung hàng năm; số lượng loài và cá thể cây tái sinh bị chết; số lượng loài

và cá thể cây tái sinh sống sót, sinh trưởng và chuyển lên các lớp cây cao hơn Phần lớn các nghiên cứu

đã tập trung đánh giá các hình thức thay thế loài và động thái phát triển cấu trúc lâm phần rừng trên

cơ sở sử dụng chuỗi thời gian, tức là phương pháp lấy không gian thay thế thời gian bằng hệ thống các ô tiêu chuẩn tạm thời, đo đếm một lần trên các lâm phần có tuổi phục hồi khác nhau Tuy nhiên, cách tiếp cận này đã bị nghi ngờ bởi Bakker et al., (1996), Foster & Tilman (2000), Pickett (1989)

Từ một số ít nghiên cứu định vị về diễn thế rừng ở vùng nhiệt đới đã được công bố, Breugel M.v et al., (2007) đã đưa ra một bức tranh về các biểu hiện động thái gồm sinh trưởng, chết và tái sinh bổ sung, đó là kết quả tổng hợp các mô hình phát triển cấu trúc và thay thế loài Sự tổng hợp được nhận thấy là rất cao trong những năm đầu của diễn thế và sau nhiều thập niên tiếp theo (Ghent, 1969; Swaine & Hall, 1983; Uhl, 1987)

1.2 Ở Việt Nam

Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên được nhiều nhà khoa học lâm nghiệp như: Thái Văn Trừng (1970, 1978), Vũ Đình Huề (1969,1975), Phùng Ngọc Lan (1984), Hoàng Kim Ngũ (1984), Nguyễn Ngọc Lung (1985),Vũ Tiến Hinh (1991, 2005), Nguyễn Duy Chuyên (1995), Trần Văn Con (2006, 2009, 2010), Phạm Xuân Hoàn (2009),…nghiên cứu, tổng kết cả về lý luận và thực tiễn, phục vụ có hiệu quả cho công tác phục hồi, bảo vệ và phát triển rừng của nước ta Nghiên cứu động thái tái sinh trong quá trình diễn thế rừng ở nước ta được phân biệt theo hai hướng chính: (i) theo dõi trên các ô định vị (Trần Văn Con và cs, 2009, 2010; Lê Thị Hạnh, 2009; Phạm Xuân Hoàn và Lương Quang Bích, 2009; Bùi Chính Nghĩa, 2012), và (ii) lấy không gian thay thế thời gian (Lâm Phúc Cố, 1998; Lê Đồng Tấn, 2000; Phạm Ngọc Thường, 2003) Tuy nhiên, các nghiên cứu về tái sinh mới tập trung vào đánh giá về mật độ, thành phần loài cây, sự phân bố của cây tái sinh tại một thời điểm nhất định Các nghiên cứu về động thái thay đổi tổ thành loài, tỷ lệ chết, tái sinh bổ sung

và chuyển cấp của cây tái sinh trên ô các định vị chưa có nhiều nghiên cứu

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu

2.1.1 Xác định đặc điểm cấu trúc cơ bản các trạng thái rừng lá rộng thường xanh ở khu vực nghiên cứu

che, D, H, G, V, M )

2.1.2 Nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh tại khu vực nghiên cứu

xanh

và sự chuyển cấp

2.1.3 Nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên

2.1.4 Đề xuất giải pháp lâm sinh phục hồi rừng và bảo tồn đa dạng sinh học tại VQG Xuân Sơn

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Quan điểm và phương pháp luận

Để nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên và diễn thế của rừng, người ta thường sử dụng hai phương pháp, trong đó phương pháp có hiệu quả nhất là quan sát lâu dài các quá trình trong một ô định vị Trong phạm vi thời gian của một luận án nghiên cứu sinh, thời gian dành cho nghiên cứu ngoại nghiệp hạn chế Do đó, luận án sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời (điều tra 1 lần) để đánh giá đặc điểm cấu trúc, đặc điểm tái sinh của các trạng thái rừng khu vực nghiên cứu và sử dụng nguồn

số liệu từ 3 ô tiêu chuẩn định vị đã được Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết lập trong phạm

vi Vườn Quốc gia Xuân Sơn từ năm 2007 để đánh giá động thái tái sinh

2.2.2 Phương pháp kế thừa tài liệu

Đề tài luận án kế thừa các báo cáo, các tài liệu khoa học đã công bố về phân loại thảm thực vật rừng Các tài liệu, kết quả nghiên cứu, đánh giá về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

2.2.3 Phương pháp thu thập số liệu

2.2.3.1 Thiết lập ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi động thái tái sinh

- Số lượng: 03 ô, mỗi ô gồm 3 cấp để điều tra các đối tượng: tầng cây cao, tầng cây nhỏ và lớp cây tái sinh (dẫn theo Trần Văn Con và cs, 2010)

D1.3≥10cm

+ Ô cấp C: gồm 12 ô dạng bản 4m2 (2mx2m), tổng diện tích là 48m2 để đo đếm cây gỗ tái

nghiên cứu được thu thập hàng năm

2.2.3.2 Thiết lập ô tiêu chuẩn tạm thời

Ô tiêu chuẩn tạm thời được thiết lập tại phân khu phục hồi sinh thái và phân khu bảo vệ nghiêm ngặt để xác định đặc điểm lâm học và tái sinh dưới tán Luận án thực hiện điều tra 42 ô tiêu chuẩn, mỗi trạng thái lập 6 ô tiêu chuẩn đảm bảo tính đại diện

+ Cấp A: một ô vuông có diện tích 900 m2 (30x30m), đo đếm tầng cây cao, gồm các cây có

- Xác định tên cây từng cá thể theo tên phổ thông và tên địa phương, đối với loài chưa biết

sẽ chụp ảnh, lấy mẫu tiêu bản để giám định

đo cao quang học Blumleise với độ chính xác đến dm Đường kính tán (Dt,m) được đo bằng thước dây theo hình chiếu thẳng đứng của mép tán lá xuống mặt phẳng nằm ngang, với độ chính xác đến

dm Đo theo hai hướng Đông Tây – Nam Bắc và tính trị số bình quân

- Xác định độ tàn che và diện tích lá (LAI): được xác định bằng phương pháp gián tiếp

thông qua ảnh chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số được gắn với ống kính bán cầu, đặt cố định cách mặt đất 1,5m Trên mỗi ô tiêu chuẩn chụp 05 bức ảnh, 01 ảnh chụp tại trí trung tâm ô và 4 ảnh chụp ở bốn góc ô tiêu chuẩn

(các cá thể có chiều cao vút ngọn từ 0,3m trở lên), gồm: (i) tên loài cây, (ii) chiều cao vút ngọn, (iii) đường kính gốc, (iv) chất lượng sinh trưởng và (v) nguồn gốc tái sinh Chất lượng sinh trưởng của

cây tái sinh được phân thành 3 cấp: Tốt, Trung bình, Xấu Cây tốt là những cây khỏe mạnh, thân thẳng, cân đối, không sâu bệnh; Cây trung bình là các cây sinh trưởng bình thường, tán nhỏ hoặc hơi lệch, phân cành sớm; Cây xấu là cây thân cong queo, tán lệch, bị sâu bệnh Nguồn gốc cây tái sinh được phân thành 2 hình thức: tái sinh hạt và tái sinh chồi

2.2.3.3 Điều tra tái sinh lỗ trống

- Lỗ trống được xác định theo tuyến điều tra, số lượng tuyến 05 tuyến với tổng chiều dài

cây gỗ trong lỗ trống có chiều cao ước tính nhỏ hơn 5m hoặc chiều cao trung bình ≤ 50% chiều cao

của tầng cây cao xung quanh; (iii) cách lỗ trống được lựa chọn trước đó tối thiểu 50m về bốn phía

để đảm bảo không trùng lặp khi đo cây cao xung quanh lỗ trống Luận án đã điều tra đặc điểm tái sinh tự nhiên của 73 lỗ trống

- Xác định diện tích lỗ trống: gồm 3 bước: bước 1: từ 1 vị trí trung tâm lỗ trống, sử dụng La

bàn để xác định 8 điểm thuộc mép lỗ trống nằm trên góc phương vị 0o, 45o, 90o, 135o, 180o, 225o, 270o

sử dụng thước dây để xác định khoảng cách giữa 8 điểm nằm trên mép lỗ trống và bước 3: đo khoảng

cách vuông góc từ vị trí trung tâm lỗ trống tới đoạn thẳng nối các điểm “phương vị” trên Diện tích của lỗ trống sau đó được xác định là tổng diện tích của 8 hình tam giác có đỉnh chung nằm ở tâm lỗ trống và các đỉnh tương ứng với 8 điểm thuộc mép lỗ trống

- Xác định lịch sử hình thành lỗ trống: căn cứ vào hiện trạng của từng lỗ trống lịch sử hình

thành được xác định và phân thành 3 nhóm: (i) hình thành do cây chết tự nhiên, đổ gẫy do gió bão, chặt hạ, thân, gốc cây đã mục, (ii) hình thành do cây mới đổ gẫy hoặc mới bị chặt hạ, vật liệu còn tươi, và (iii) không xác định được nguyên nhân Căn cứ để phân loại, nhóm 1 chủ yếu dựa vào độ

phân hủy của vật liệu tại hiện trường, nhóm 2: thân cây và gốc vẫn còn tươi, nhóm 3: không có dấu hiệu cây chết, gẫy đổ hay chặt hạ

- Điều tra tầng cây cao xung quanh lỗ trống: đo đếm toàn bộ cây có D1.3 ≥ 6cm nằm xung quanh lỗ trống trên giải rừng có 8 cạnh bên trong được thiết lập bởi 8 “điểm phương vị” và 8 cạnh bên ngoài được thiết lập bởi 8 điểm nằm cách 8 “điểm phương vị” này 10m Các chỉ tiêu thu thập bao gồm: loài cây, D1.3, Hvn, Hdc, Dt Phương pháp xác định các chỉ tiêu này cũng tương tự như điều tra tầng cây cao trên các ô tiêu chuẩn

- Điều tra tái sinh lỗ trống: Trên mỗi lỗ trống thiết lập 01 ô dạng bản có diện tích 25m2

sau: loài, chiều cao vút ngọn, đường kính gốc, phẩm chất Phương pháp xác định các chỉ tiêu cũng tương tự như điều tra trên ô dạng bản tái sinh dưới tán rừng

2.2.3.4 Điều tra tái sinh loài ưu thế của thảm thực vật rừng

a) Xác định loài ưu thế: là các loài trong tầng ưu thế sinh thái (A2) của rừng lá rộng thường xanh Trong nghiên cứu của luận án, đánh giá đặc điểm tái sinh của 06 loài: Vàng anh, Sâng, Lộc vừng, Trường mật, Gội trắng, Táu muối (theo Trần Minh Hợi và cs, 2008) với tổng số cây mẹ điều tra 67 cây

b) Thiết lập tuyến điều tra: Tuyến 1: Xóm Dù - Xóm Lạng - Lùng Mằng; Tuyến 2: Xóm Dù - Núi Ten; Tuyến 3: Xóm Dù - Xóm Lấp - Xóm Cỏi; Tuyến 4: Xóm Dù - Trung tâm Vườn - Xã Xuân Đài; Tuyến 5: Xóm Lấp - Núi Bàng Tổng chiều dài các tuyến 25.300m.

c) Thu thập số liệu phân bố cây tái sinh theo khoảng cách cây mẹ loài ưu thế được bố trí

theo, gồm các bước: Bước 1: Xác định cây mẹ là các đã gieo giống, biểu hiện là có cây con dưới tán

và trong phạm vi xung quanh 2 lần chiều cao cây mẹ không xuất hiện cây mẹ khác Các chỉ tiêu về

chiều cao vút ngọn của cây mẹ); Bước 3: Đo đếm cây tái sinh trong các ô dạng bản với các chỉ tiêu:

Số cây, chiều cao vút ngọn, đường kính gốc, phẩm chất

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu

2.2.4.1 Xác định các chỉ tiêu cấu trúc cơ bản

a) Tính các đặc trưng mẫu theo chương trình thống kê mô tả (dẫn theo Ngô Kim Khôi, 1998)

tổng tiết diện ngang (g) của các cây cá thể trong ô tiêu chuẩn, trong đó g được tính bằng công thức:

Với rừng tự nhiên thì f = 0,45

Trong đó n là số cây trong ô tiêu chuẩn và Sô là diện tích ô điều tra.

- Tần số xuất hiện tương đối (F%): được tính bằng tỷ lệ % số lần xuất hiện của loài i trong các điểm điều tra

- Độ nhiều: độ nhiều tuyệt đối (Ni = số cá thể của loài i trên đơn vị ha) và độ nhiều tương đối (Pi = Ni/N, tỷ lệ số cá thể của loài i trên tổng số cá thể của tất cả các loài N)

- Xác định độ tàn che và diện tích lá (LAI): Độ tàn che và LAI của ô là giá trị trung bình thu được từ kết quả phân tích 5 bức ảnh Sử dụng phần mềm Gap Light Analyzer GLA_v2.0 (Frazer et al.,1999) để xử lý ảnh xác định độ tàn che và LAI

b) Xác định tổ thành loài

* Tổ thành tầng cây cao: được xác định căn cứ vào chỉ số độ quan trọng (IVI- Important value index) của từng loài cây trong quần xã Theo Daniel Marmillod giá trị IV% có thể tính theo công thức sau:

2

% G

% N

% IVI i i i

+

Trong đó: IVIi% là chỉ số độ quan trọng của loài i trong quần xã thực vật rừng; Ni%: mật độ tương đối của loài i được tính bằng tỷ lệ % giữa số cá thể của loài i và tổng số cá thể trong quần xã;

tiết diện ngang của quần xã Căn cứ vào kết quả tính toán, các loài cógiá trị IVI% ≥ 5% sẽ được đánh giá là loài ưu thế và tham gia công thức tổ thành

* Tổ thành tầng cây tái sinh: được xác định theo số lượng cây tái sinh (N) của từng loài:

N

n

k i

Trong đó: ki là hệ số tổ thành loài thứ i; ni là số lượng cây tái sinh loài thứ i; N là tổng số cây

(ii) nếu ki≥ 0,5 trước đó sẽ có dấu cộng (+); nếu ki < 0,5 trước đó sẽ có dấu trừ (-); (iii) tên cây sẽ được ký hiệu và có giải thích dưới từng công thức; (iv) các loài có hệ số ki< 0,5 sẽ được gộp lại gọi

là loài khác, ký hiệu LK

c) Phân bố số loài (NL, loài), số cây (N, cây) tái sinh theo cấp chiều cao (Hvn):

Chiều cao cây tái sinh được chia thành 7 cấp: H1<1,0m; 1,0≤H2<2,0m; 2,0≤H3<3,0m; 3,0≤H4<4,0m; 4,0≤H5<5,0m; 5,0≤H6<6,0m; H7 ≥6,0m

2.2.4.2 Xác định mức độ chiếm ưu thế, độ đa dạng sinh học và sự tương đồng giữa lớp cây tái sinh với tầng cây cao (dẫn theo Lê Quốc Huy, 2009).

=

P D

Trong đó: Pi = ni/N, ni là số cây loài thứ i, N là tổng số cây của các loài

- Tỷ số hỗn loài: Có thể phân biệt hai loại tỷ số hỗn loài như sau: HL1= s/N (phân tích tất cả các loài có trong OTC) và HL2= s’/N (phân tích tỷ số hỗn loài của các loài có độ nhiều tương đối lớn hơn 5%)

- Chỉ số đa dạng tổng hợp Rényi: Chỉ số này được tính bằng công thức như sau:

nó thích hợp cho việc định nghĩa tính đa dạng thông qua việc kết hợp giữa độ nhiều và độ đồng

A,B là số lượng loài của tầng cây cao và lớp cây tái sinhNếu chỉ số SI ≥ 0,75 có thể kết luận thành phần loài của lớp cây tái sinh và tầng cây cao có mối liên hệ chặt chẽ

2.2.4.3 Nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên

Động thái tái sinh được xác định thông qua các chỉ số:

trong thời gian t; t là khoảng thời gian giữa hai lần đo

- Quá trình chuyển cấp của các cây trong lâm phần được diễn đạt bằng công thức toán học sau (Nguyễn Thị Thu Hiền và cs, 2014):

Nk,t+1 = Nk,t + Rk - Ok - Mk (2.16)

chết ở tầng cây k trong thời gian t

Trong nghiên cứu của luận án, quá trình chuyển cấp của các cây trong lâm phần được thực

thời gian 5 năm Đối với lớp cây tái sinh có phân tích động thái chết, tái sinh bổ sung và chuyển cấp theo cấp chiều cao cây tái sinh

2.2.4.5 Xác định ảnh hưởng của các nhân tố tới tái sinh rừng

- Mối quan hệ đơn biến giữa sinh trưởng của cây tái sinh và một nhân tố hoàn cảnh được xác định bằng dạng hàm tương quan bằng phần mềm Excel 7.0 và SPSS 16.0 trên máy vi tính (theo Nguyễn Hải Tuất và Nguyễn Trọng Bình, 2005)

- Mối quan hệ tổng hợp được xử lý bằng phương pháp phân tích tương quan không định hướng DCA (Detrended Correspondence Analysis) dựa trên các ma trận của phần mềm PC-ORD 5.12 Phương pháp này được thực hiện dựa trên việc xếp loại 1 ma trận thông qua mối liên hệ tuyến tính đa biến với ma trận thứ 2 Hai ma trận này thường là cặp đôi giữa biến của các loài cây và các biến hoàn cảnh Các bước của quá trình phân tích theo DCA bao gồm:

(1) Tổng hợp, sàng lọc dữ liệu và thiết lập các ma trận:

+ Ma trận 1: Lựa chọn loài cây tái sinh, sắp xếp theo cột, thông tin về loài (gồm 1 trong các chỉ tiêu mật độ, chiều cao vút ngọn của từng loài) và được sắp xếp theo các dòng tương ứng các ô tiêu chuẩn Lựa chọn các loài cây tái sinh chủ yếu đã được lựa chọn để phân tích, những loài có ít

cá thể sẽ bị loại bỏ để giảm mức độ nhiễu của kết quả nghiên cứu

số lượng cây/ô của tầng cây cao; độ cao, độ dốc, hướng phơi của địa hình; độ che phủ của cây bụi

che phủ của cây bụi thảm tươi

(2) Logarit hóa cả 2 ma trận nhằm làm giảm mức độ chênh lệch giữa các giá trị nghiên

cứu thông qua việc nén các giá trị cao và mở rộng các giá trị thấp

(3) Phân tích và xuất kết quả

Trong phần kết quả, mỗi giá trị “Eigen” tương ứng với một phần của tổng phương sai thể hiện ở mỗi trục tọa độ, độ lớn của mỗi giá trị eigen cho ta biết phương sai được thể hiện trong mỗi trục tọa độ và mức độ tin cậy của kết quả phân tích Mối quan hệ giữa các biến thuộc 2 ma trận được đánh giá gián tiếp thông qua tương quan với hai trục tọa độ trong không gian 2 chiều

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

4.1.1 Cấu trúc tổ thành

Thành phần loài tầng cây cao của khu vực nghiên cứu rất đa dạng, trạng thái IIIA2 có số loài cao nhất (70 loài), tiếp đến là trạng thái IIB (61 loài) và thấp nhất là trạng thái IIA (47 loài) Tuy thành phần loài trong các trạng thái khá phong phú nhưng số loài tham gia tổ thành ở các trạng thái rất thấp, biến động từ 3 đến 5 loài và giá trị IV% của nhóm loài ưu thế biến động từ 17,82% (IIIA2) đến 40,84% (IIIA1)

Tổ thành loài có sự biến đổi rõ rệt theo trạng thái rừng Các trạng thái rừng IIA, IIB chủ yếu là cây ưa sáng: Mò roi, Núi nái, Ba gạc, Lòng mang, Phân mã Các trạng thái rừng III và IV là các loài: Gội trắng, Lộc vừng, Mò lá to, Vàng anh, Trường mật, Sồi, đây là những loài cây chịu bóng, kích thước lớn tạo nên đặc trưng của rừng lá rộng thường xanh khu vực nghiên cứu Tuy nhiên trong thành phần loài cây của các trạng thái rừng IIA, IIB cũng xuất hiện các loài ưu thế của các trạng thái rừng III và IV với giá trị IV% thấp

4.1.2 Cấu trúc mật độ, độ tàn che và LAI

Trạng thái rừng IIB có mật độ cao nhất (676 cây/ha), tiếp đến là trạng thái IIIB (635 cây/ha) và trạng thái IIIA1 có mật độ thấp nhất (417 cây/ha) Biến động của trị số quan sát từ 98 đến 190 cây/ha Mật độ tầng cây cao giữa các trạng thái rừng chưa có sự khác biệt rõ rệt

Độ tàn che của các trạng thái rừng biến động từ 0,52 (IIA) đến 0,90 (IV), biến động của trị

số quan sát từ 0,02 đến 0,13 Độ tàn che có sự khác biệt ý nghĩa giữa các trạng thái rừng (p<0,05)

Chỉ số diện tích lá (LAI) giữa các trạng thái rừng biến động từ 0,99m2/m2 (IIA) đến 3,10m2/m2

nghĩa (p<0,05)

4.2 Đặc điểm động tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh

4.2.1 Đặc điểm tái sinh tự nhiên dưới tán

4.2.1.1 Mật độ và tổ thành cây tái sinh dưới tán rừng

Thành phần loài cây tái sinh dưới tán ở các trạng thái rừng rất đa dạng, có xu hướng tăng theo

sự ổn định của các trạng thái rừng, số loài biến động từ 66 đến 111 loài Mật độ cây tái sinh dưới tán rất lớn, biến động từ 8.415 (IIA) đến 15.443 cây/ha (IIIB)

+ Trạng thái IIA: Đây là trạng thái có mật độ cây tái sinh thấp nhất 8.415 cây/ha và có sự biến động về mật độ cao nhất (8.415 ±4.285 cây/ha) với sự xuất hiện của 66 loài Tuy nhiên chỉ

có 05 loài tham gia công thức tổ thành chiếm 56,8% số lượng cây tái sinh Các loài trong công thức tổ thành là các loài ưa sáng: Mán đỉa, Mò roi, Ba gạc, Hoắc quang tía, Sảng nhung Dưới tán rừng trạng thái này cũng có sự xuất hiện cây con của các loài ở rừng nguyên sinh như: Lộc vừng (0,24), Trâm trắng (0,10) Tuy nhiên số lượng của chúng <5% nên không có mặt trong công thức

+ Trạng thái IIIA1: Lớp cây tái sinh có sự xuất hiện của 87 loài, với mật độ 11.163 ± 2.885cây/ha Mặc dù, thành phần loài cây rất phong phú nhưng chỉ có 03 loài có mặt trong công thức tổ thành, chiếm 34,8% số cây tái sinh, đó là: Vàng anh, Chìa vôi, Trâm trắng Trong thành phần loài xuất hiện nhiều loài kích thước lớn: Trường mật (0,43), Chò xanh (0,40), Lộc vừng (0,32), Gội trắng (0,31), Táu xanh (0,24), … và các loài có giá trị bảo tồn cao như: Gội đỏ (0,04), Gội nếp (0,03), Chò chỉ (0,01), Táu nước (0,01)

+ Trạng thái IIIA2: Mật cây tái sinh dưới tán là 11.757 ± 2.779cây/ha với 87 loài Tổ thành loài có 06 loài tham gia: Gội trắng, Vàng anh, Trâm trắng, Lộc vừng, Sồi và Chìa vôi, các loài này chiếm 49,3% số cây tái sinh Trong thành phần loài cũng tương tự như trạng thái IIIA1, phần lớn cây tái sinh dưới tán là các loài cây gỗ lớn, có giá trị: Táu mật (0,47), Trường mật (0,30), Chò xanh (0,28), Trâm vỏ đỏ (0,20), Táu xanh (0,13), Gội nếp (0,12),

+ Trạng thái IIIA3: Mật độ cây tái sinh 15.211 ± 3.822 cây/ha, với sự có mặt của 80 loài Trọng đũa, Vàng anh, Trâm trắng, Lộc vừng, Chìa vôi là các loài trong tổ thành, chúng chiếm 46,2% số lượng cây tái sinh Cũng tương tự như các trạng thái III khác, ngoài các loài gỗ lớn có mặt

trong công thức tổ thành còn có các loài: Trường mật (0,41), Gội trắng (0,33), Chò xanh (0,31), Trâm vỏ đỏ (0,12),…

+ Trạng thái IIIB: Đây là trạng thái có mật độ cây tái sinh cao nhất 15.433 ± 3.577cây/ha với số loài cao nhất 111 loài Tuy nhiên chỉ có 04 loài có mặt trong công thức tổ thành: Gội trắng, Lộc vừng, Vỏ sạn, Trọng đũa, chúng chiếm 33,6% số lượng cây tái sinh

+ Trạng thái IV: Mật độ cây tái sinh 15.257 ± 3.439cây/ha với sự xuất hiện của 102 loài, có

3 loài có mặt trong công thức tổ thành và đều là các cây gỗ lớn: Gội trắng, Lộc vừng, Trâm trắng, chúng chiếm 25,3% số lượng cây tái sinh Trong thành phần loài cây tái sinh dưới tán rừng của trạng thái rừng này vẫn xuất hiện các loài tiên phong ưa sáng, như: Ba gạc (0,01), Bã đậu (0,05), Vạng trứng (0,01) Sự xuất hiện của các loài này chủ yếu tập trung ở các nơi gần lỗ trống

4.2.1.2 Tính đa dạng loài của lớp cây tái sinh dưới tán

Tỷ số HL1 và HL2 ở các trạng thái rừng có sự khác biệt rất lớn, HL1 biến động từ 1/7 (IV) đến 1/13 (IIIA3), HL2 biến động từ 1/31 (IIA) đến 1/67 (IIIA3), điều đó cho thấy mức độ ưu thế của các loài tham gia công thức tổ thành khá rõ

Mức độ ưu thế (D) có xu hướng giảm dần theo sự ổn định của trạng thái rừng, biến đổi từ 0,09 (IIB) xuống 0,04 (IIIB, IV) Ngược lại với mức độ ưu thế, độ đa dạng H có xu hướng tăng,

từ 3,59 (IIB) đến 4,16 (IIIB)

Kết quả xác định chỉ số tổng hợp Rényi lớp cây tái sinh của các trạng thái rừng cho thấy độ

đa dạng loài của lớp cây tái sinh được chia làm 3 nhóm, cao nhất là trạng thái IIIB và IV, tiếp đến là các trạng thái IIIA1, IIIA2, IIIA3 và thấp nhất là trạng thái IIB, IIA Khi α = 0, 2, thì Hα của lớp cây

cho thấy độ đa dạng loài và sự đồng đều về số lượng của các loài của lớp cây tái sinh thấp hơn so với tầng cây cao

4.2.1.3 Phân bố không gian của cây tái sinh dưới tán

a) Phân bố số loài (N L ), số cây tái (N) sinh theo cấp chiều cao (H vn )

Về phân bố số loài: phần lớn số loài tập trung ở cấp chiều cao <2,0m và giảm nhanh khi chiều cao trên 2,0m ở tất cả các trạng thái rừng Tuy nhiên, khi chiều cao tăng lên cũng là lúc nhu cầu về ánh sáng, nước và dinh dưỡng khoáng tăng và các loài phải trải qua cuộc cạnh tranh khốc liệt, ở giai đoạn này đã đào thải một lượng lớn loài cây tái sinh nên số loài ở cấp chiều cao≥6,0m của các trạng thái rất thấp từ 6 loài (IIB) đến 22 loài (IIIA2)

Về sự phân bố số cây: phân bố số cây theo chiều cao có dạng phân bố giảm, tức là mật độ cây tái sinh cao nhất ở cấp chiều cao dưới 1,0m biến động từ 40,6% (IIIA1) đến 61,3% (IIB) Khi chiều cao tăng lên có sự giảm mạnh mật độ cây tái sinh, một số lượng lớn cây tái sinh đã bị đào thải theo thời gian Đến lớp cây kế cận tầng cây cao (h≥6,0m) thì mật độ rất thấp, biến động từ 82 cây/ha (IIB) đến 215 cây/ha (IIIA2), với tỷ lệ từ 0,5% (IIIB) đến 1,8% (IIIA2)

b) Đặc điểm lớp cây tái sinh triển vọng dưới tán rừng

Lớp cây TSTV có sự tham gia của rất nhiều loài, biến động từ 51 loài (IIA) đến 81 loài (IIIB), mật độ cây TSTV ở các trạng thái rừng khá cao, biến động từ 1.595 cây/ha (IIB) đến 3.563 cây/ha (IV) và có xu hướng tăng theo sự ổn định của trạng thái rừng Tỷ lệ cây TSTV biến động từ 17,64% (IIB) đến 27,96% (IIIA1) Hệ số tổ thành lớp cây TSTV biến động từ 1,86 (IIIB) đến 4,68 (IIA) với sự tham gia từ 3-5 loài

Tổ thành loài lớp cây TSTV ở rừng phục hồi (IIA, IIB) là các loài ưa sáng: Ba gạc, Mò roi, Chẩn, Sảng nhung, Mò lá nhỏ, chúng chiếm 41,1 đến 46,8% số cây Tuy nhiên, ở các trạng thái này

đã có các loài cây gỗ lớn có giá trị của nguyên sinh như: Re hương (0,19-0,21), Lộc vừng 0,16), Táu mật (0,13), Kháo vàng (0,13), Chò chỉ (0,08), Gội đỏ (0,08), Chò vảy (0,04), Sồi (0,04)

(0,13-Đối với các trạng thái rừng IIIB, IV chỉ có 33,33% số loài ưu thế tầng cây cao có mặt trong tổ thành loài cây TSTV, đối với trạng thái IIA, IIB tỷ lệ này là 50%

4.2.1.4 Phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh dưới tán rừng

Lớp cây tái sinh có chiều cao dưới 2m phần lớn cây có phẩm chất tốt, biến động từ 69,57% (IIIA1) đến 77,29% (IIIA3), tỷ lệ cây tái sinh có phẩm chất trung bình từ 13,56% (IIIA3) đến 25,07% (IIIA1), cây có phẩm chất xấu từ 4,74% (IIIA1) đến 9,15% (IIIA3) Nguồn gốc cây tái sinh chủ yếu từ hạt với tỷ lệ từ 86,03% (IIA) đến 90,09% (IIIA3), cây chồi từ 9,10% (IIIA3) đến 13,97% (IIA)

Lớp cây TSTV (h≥2,0m), tỷ lệ cây tốt biến động từ 63,05% (IIIA1) đến 86,65% (IIIB), cây trung bình từ 8,82% (IIIB) đến 30,12% (IIIA), cây xấu từ 3,16% (IIIA3) đến 9,66% (IIIA2) Nguồn gốc cây tái sinh triển vọng chủ yếu từ hạt, biến động từ 81,78% (IIB) đến 90,97% (IIIA2), cây chồi

từ 9,03% (IIIA2) đến 18,22% (IIB)

4.2.2 Đặc điểm tái sinh lỗ trống rừng lá rộng thường xanh

4.2.2.1 Đặc điểm lỗ trống khu vực nghiên cứu

Trong tổng số 73 lỗ trống nghiên cứu thì trạng thái IV có 18 lỗ và thấp nhất ở trạng thái IIB (8 lỗ) Diện tích lỗ trống có sự khác nhau giữa các trạng thái, cao nhất ở trạng thái IV, với diện tích trung bình 168,3±71,7m2, biến động từ 80m2 đến 349m2, trạng thái có diện tích lỗ trống thấp nhất là IIB, với diện tích trung bình 112,4 ± 48,4m2, biến động từ 53,8m2 đến 202m2

4.2.2.2 Đặc điểm tầng cây cao xung quanh lỗ trống

Thành phần loài tầng cây cao xung quanh lỗ trống ở các trạng thái rừng khá đa dạng, biến động

từ 69 loài (IIB) đến 74 loài (IIIA1), tuy nhiên số loài có mặt ở công thức tổ thành loài rất thấp, biến động từ 2 (IIIA1) loài đến 5 loài (IIB, IIIB, IV) Vai trò của các loài ưu thế trong quần xã trong quần xã cũng có sự khác nhau giữa các trạng thái, cao nhất ở trựng thái IIB (41,5%), tiếp đến là các trạng thái rừng đã phục hồi và rừng nguyên sinh (35% và 34,3%), thấp nhất ở trạng thái IIIA1 (13,2%)

4.2.2.3 Mật độ và tổ thành cây tái sinh lỗ trống

Thành phần loài cây tái sinh lỗ trống rất phong phú và đa dạng, biến động từ 43 loài (IIB) đến 85 loài (IV) với mật độ cây tái sinh, biến động từ 8.800±4350 cây/ha (IIB) đến 12.533±4152 cây/ha (IIIA1) Mặc dù, thành phần loài rất phong phú nhưng số loài có mặt trong tổ thành rất thấp biến động từ 2-5 loài

+ Lỗ trống trạng thái IIB: tổ thành có 5 loài (11,6%) có mật độ trung bình 8.800 cây/ha với các loài chủ yếu là Ba gạc, Phân mã, Mò roi, Sảng nhung và Vải rừng, chúng chiếm 53,4% số lượng cây tái sinh Điều đó cho thấy, vai trò của chúng tương đối rõ rệt Có 3/4 loài ưu thế TCCXQ (chiếm 75%) có mặt trong tổ thành loài cây tái sinh lỗ trống

+ Lỗ trống trạng thái IIIA1, có mật độ 12.533 cây/ha, có 5 loài (chiếm 6,9%) tham gia công thức tổ thành: Máu chó lá nhỏ, Gội trắng, Sao mặt quỷ, Lộc vừng và Lá nến Vai trò ưu thế của chúng tương đối rõ rệt, chiếm 37,9% số cây tái sinh ở các lỗ trống của trạng thái này Có 2/2 loài

ưu thế TCCXQ (chiếm 100%) mặt trong tổ thành loài TSLT

+ Lỗ trống trạng thái IIIA2: Xác định được 70 loài cây tái sinh tại lỗ trống với mật độ 10.873 cây/ha, có 02 loài có mặt trong công thức tổ thành: Phân mã, Sao mặt quỷ, chúng chiếm 17,1% số lượng cây tái sinh Không có loài ưu thế TCC có mặt trong tổ thành loài TSLT.

+ Lỗ trống trạng thái IIIA3: Trong thành phần loài cây tái sinh có 75 loài với mật độ 10.500 cây/ha, có 04 loài (chiếm 5,3%) tham gia công thức tổ thành: Sao mặt quỷ, Phân mã, Đại phong tử

và Gội trắng, chúng chiếm 21,6% số lượng cây tái sinh Có 1/3 loài ưu thế TCCXQ (chiếm 33,33%) có mặt trong tổ thành loài TSLT

+ Lỗ trống trạng thái IIIB: mật độ cây tái sinh lỗ trống 11.040 cây/ha, có 3/83 loài trong công thức tổ thành: Máu chó lá nhỏ, Lộc vừng và Đu đủ rừng, chúng chiếm 19,1% số lượng cây tái sinh Có 1/5 loài ưu thế TCCXQ (chiếm 20%) có mặt trong tổ thành loài TSLT

+ Lỗ trống trạng thái IV: đây là trạng thái có số loài xuất hiện nhiều nhất (85 loài) với mật

độ 12.200 cây/ha, công thức tổ thành có sự tham gia của 5 loài (chiếm 5,9%): Trường mật, Vải rừng, Cà lồ, Vàng anh và Gội trắng, chúng chiếm 31,1% số lượng cây tái sinh ở trạng thái này Có 4/5 loài ưu thế TCCXQ (chiếm 80%) có mặt trong tổ thành loài TSLT

Từ kết quả phân tích trên cho thấy, thành phần loài cây tái sinh tại các lỗ trống khá đa dạng,

tỷ lệ loài ưu thế tầng cây cao có cây tái sinh tổ thành loài biến động từ 0-100%

4.2.2.4 Tính đa dạng loài cây tái sinh lỗ trống

Tỷ số hỗn loài HL1 của các trạng thái rất thấp, biến động từ 1/4 (IIB, IIIA1, IIA2, IIIA3) đến 1/6 (IV), điều đó có nghĩa là số lượng cây trung bình của một loài biến động từ 4 đến 6 cây Tỷ

số HL2 (với các loài có độ nhiều tương đối ≥5%), biến động từ 1/35 (IIB) đến 1/150 (IIIA2) Sự chênh lệch giữa HL1 và HL2 ở từng trạng thái là rõ rệt, điều đó cho thấy nhóm loài có mặt trong tổ thành loài có sự ưu thế về số lượng cây tái sinh Độ ưu thế (D) biến động từ 0,03 (IIIA1-IV) đến 0,09 (IIB), H biến động từ 3,05 (IIB) đến 3,85 (IIIB)

Kết quả xác định chỉ số Rényi cho lỗ trống trạng thái IIB có độ đa và sự đồng đều thấp nhất, cao nhất ở trạng thái IIIA3, các trạng thái còn lại khá tương đồng

4.2.2.5 Phân bố không gian của cây tái sinh lỗ trống

a) Phân bố số loài (N L ), số cây (N), tái sinh lỗ trống theo cấp chiều cao (H vn )

Phân bố số cây, số loài tái sinh theo cấp chiều cao tập trung chủ yếu ở chiều cao dưới 2m và giảm mạnh khi chiều cao tăng lên ở tất cả các trạng thái rừng Tỷ lệ cây tái sinh có chiều cao dưới 2,0m cao nhất, biến động từ 61,59% (IIIA3) đến 74,82% (IIIA1) Số loài tập trung cao nhất ở cấp chiều cao 1-2 m (trừ trạng thái IIIB) Tuy nhiên, số loài ở cấp chiều cao kế cận tầng cây cao (h≥6,0m) đã giảm rõ rệt, biến động từ 2 loài (IIIA1) đến 13 loài (IIIA2)

Mật độ cây tái sinh ở các trạng thái IIB-IIIA3 lớn nhất ở cấp chiều cao từ 1,0-2,0 m với tỷ lệ

từ 33,7% đến 38,3% Trạng thái đã phục hồi (IIIB) và ổn định (IV) mật độ cây tái sinh ở cấp chiều cao dưới 1,0m là 36,47% và 35,52%, điều đó cho thấy ở các trạng thái rừng này khi lỗ trống được

mở ra đã tạo điều kiện thuận lợi cho các hạt giống nảy mầm Tuy nhiên ở tất cả các trạng thái rừng mật độ cây tái sinh đều giảm, với mật độ biến động từ 89 cây/ha (IIIA1) đến 509 cây/ha (IIIA2) ở chiều cao ≥6,0m với tỷ lệ từ 1,0% đến 4,7%

b) Đặc điểm lớp cây tái sinh lỗ trống triển vọng

Lớp cây TSTV ở lỗ trống của khu vực rất phong phú, biến động từ 29 loài (IIB) đến 55 loài (IIIB), với mật độ biến động từ 3.356 cây/ha (IIB) đến 4.244 cây/ha (IV), chiếm tỷ lệ từ 29,07% đến