Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng cây thấp trên núi cao vùng giáp ranh giữa vườn quốc gia bi doup- Núi bà, tỉnh lâm đồng và công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Lâm Sản, tỉnh Khánh Hoà

ng thích nghi của thực vật qua thời gian bất lợi trong năm. Từ tổ hợp các dấu hiệu thích nghi, Raunkiaer chỉ chọn một dấu hiệu là vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi trong năm. Raunkiaer đã chia 5 nhóm dạng sống cơ bản: 1. Phanerophytes (Ph): nhóm cây có chồi trên mặt đất 2. Chamaetophytes (Ch): nhóm cây có chồi sát mặt đất 3. Hemicryptophytes (He): nhóm cây có chồi nửa ẩn 4. Cryptophytes (Cr): nhóm cây có chồi ẩn 5. Therophytes (Th): nhóm cây sống 1 năm (Trích dẫn theo Hoàng Thị Thanh Thủy, 2009). Với kiểu phân chia dạng sống này có ý nghĩa quan trọng trong việc phân biệt được các kiểu thảm thực vật ở vùng ôn đới, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên. Tuy nhiên đối với rừng nhiệt đới rất khó áp dụng. Theo Assmann (1968) định nghĩa “một rừng cây là tổng thể các cây rừng sinh trưởng và phát triển trên một diện tích tạo thành một hoàn cảnh nhất định và có một cấu trúc bên ngoài cũng như bên trong, khác biệt với diện tích rừng khác (dẫn theo Trần Mạnh cường, 2004). Với cách nhìn nhận này thì một kiểu rừng phải có đầy đủ số lượng cây rừng nhất định để tạo ra tầng tán, diện mạo nhằm phân biệt với một rừng cây khác. Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng Kraft (1884), đã chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp sinh trưởng hoặc cấp “ưu thế” và cấp “chèn ép”. Các chỉ tiêu Kraft sử dụng là: Vị trí tán cây trong tán rừng (chiều cao), độ lớn và hình dạng tán lá, khả năng ra hoa, tình trạng sinh lực…Mỗi chỉ tiêu có một hệ thống tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá (Stephen và ctv, 1986). Phương pháp này phản ánh 8 được tình hình phân hóa cây rừng rõ ràng trong các lớp không gian, chiều cao của các cấp so với chiều cao trung bình. Nhưng giải pháp này chỉ áp dụng cho rừng trồng đồng tuổi có sự cạnh tranh về không gian dinh dưỡng ở cùng loài cây, cùng tuổi. Rừng tự nhiên có cấu trúc phức tạp có nhiều thế hệ tuổi khác nhau nên khó áp dụng. Như vậy, các nhà lâm học nêu trên khi mô tả, nhận xét, đánh giá cấu trúc rừng đều mang tính định tính để nhận biết về kiểu rừng. Từ đó, khuyến cáo các nhà lâm học điều có biện pháp tác động thích hợp để nâng cao năng xuất rừng. 1.1.2. Cấu trúc rừng theo định lượng Với sự phát triển của khoa học công nghệ thông tin, tin học học đóng vai trò quan trọng và hỗ trợ nhiều cho các nhà nghiên cứu trong thống kê toán học và mô hình hóa cấu rừng; xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng. Các công trình nghiên cứu nhiều nhất là nghiên cứu cấu trúc về không gian và thời gian của rừng. 1.1.2.1. Nghiên cứu quy luật phân bố Theo Meryer đã xây dựng rừng chuẩn với phương trình hồi quy để tính toán cho chu kỳ khai thác ổn định số cây và cấp đường kính; Richards trong quyển “ Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp kính, ông cho đó là một phân bố đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loại. Trong quyển “hệ sinh thái rừng nhiệt đới” mà FAO xuất bản gần đây tác giả cũng xét phân bố số cây theo các cấp đường kính. Theo quan điểm của Richards, Wenk đã nghiên cứu thân cây theo kích cỡ và đồng hóa với một số dạng phân bố lý thuyết để sử dụng trong tính toán quy hoạch rừng, Rollet đã dành một chương quan trọng để xác lập phương trình hồi quy số cây- đường kính (Nguyễn Văn Trương, 1983). Các tác giả này đã xây dựng được các phương trình hồi quy cho các kiểu rừng khác nhau (số cây theo đường kính). Từ các nhân tố điều tra có thể suy ra được các biến khác thông qua tương quan hồi quy. Đây là cơ sở quan trọng để ứng dụng trong điều chế rừng góp phần tìm ra một số kết luận bổ ích cho công tác lâm sinh hướng vào mục tiêu xây dựng và nâng cao vốn rừng về lượng và chất. 9 Theo Prodan (1952) nghiên cứu quy luật phân bố rừng, chủ yếu theo đường kính D1,3 có liên hệ với giai đoạn phát dục và các biện pháp kinh doanh. Theo tác giả, sự phân bố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất cho rừng, đặc biệt là rừng hỗn loại, nó phản ảnh các đặc điểm lâm sinh của rừng ( dẫn theo Trần Mạnh Cường, 2007). Phân bố cây rừng tư nhiên mà ông xác định đã được kiểm chứng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Đó là phân bố số cây theo đường kính của rừng tự nhiên có một đỉnh lệch trái. Số cây tập trung nhiều ở cấp đương kính nhỏ do có nhiều loài cây khác nhau và nhiều thế hệ cùng tồn tại trong kiểu rừng. Nếu xét về một loài cây, do đặc tính sinh thái nên lớp cây kế cận (cây nhỏ) bao giờ cũng nhiều hơn các lớp cây lớn do quy luật cạnh tranh không gian dinh dưỡng và đào thải tự nhiên; những nơi thuận lợi trong rừng cây mới vươn lên để tồn tại và phát triển. Còn phân bố số cây theo cấp chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy luật nhiều đỉnh do có nhiều thế hệ cùng tồn tại và đặc tính di truyền của một số loài cây rừng chỉ lớn đến một kích cỡ nhất định nào đó sẽ không lớn nữa. Đồng thời, việc phân bố nhiều đỉnh cũng là kết quả của việc khai thác chọn không đúng quy tắc để lại. 1.1.2.2. Nghiên cứu về khả năng tái sinh Tái sinh rừng là một quá trính sinh học mang tính đặc thù và diễn ra liên tục của hệ sinh thái rừng. Sự xuất hiện của cây con của các loài cây đang phát triển dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng sau khai thác chọn, sau phát nương làm rẫy. Vai trò quan trọng của lớp tái sinh này là nguồn thay thế lớp cây đã già cỗi, là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng. Theo quan điểm của các nhà lâm học thì hiệu quả tái sinh rừng là xác định được mật độ tái sinh, chất lượng cây tái sinh (cây triển vọng), tổ thành loài và phân bố của cây tái sinh…Sự tương đồng hay khác biệt trong tổ thành của loài cây tái sinh với tổ thành loài cây gỗ đã được các nhà khoa học quan tâm (Richards (1933, 1939); Baur (1964). Do tính phức tạp của tổ thành loài cây, nên khi khảo sát người ta chỉ đo đếm, nghiên cứu các loài có giá trị thực tiễn và có ý nghĩa nhất định (QPN 6-84). 10 Trong cuốn “rừng mưa nhiệt đới”, P.W. Richards nêu lên ý kiến của nhiều tác giả cho rằng theo diễn thế tự nhiên thì sau khi cây tầng trên đỗ diễn thế xấu đi và sau đó có thể diễn thế lại đi lên vì cây gỗ tốt bao giờ cũng mọc sau cây tiên phong ưa sáng (Nguyễn Văn Trương, 1983). Điều này chúng ta đã từng thấy khi khai thác tạo ra những lỗ trống thì cây tiên phong bao giờ cũng mọc lại rất nhanh chỉ trong vòng 1- 2 năm đầu. Điều quan trọng mà chúng ta quan tâm là lớp tái sinh kế cận có đủ mật độ để diễn thế rừng đi lên hay không. Đây là công việc chúng ta phải nghiên cứu, đánh giá. Theo Ashton (1983), cây dầu rái (Dipterocarpus alatus) mọc cụm ở ven sông, chỉ tái sinh sau những trận lụt lớn. Nhiều nhà nghiên cứu còn cho rằng, kiểu cách tái sinh phổ biến của cây gỗ rừng mưa là tái sinh theo vệt hay theo lỗ trống (dẫn theo Lâm Xuân Xanh, 1986) Van Steenis (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh theo vệt của các loài cây ưa sáng (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978). Theo Mar’tin và ctv (2005) cho rằng sự tái sinh lớn lên cây rừng có liên quan chặt chẽ đến sức sản xuất của đất. Đặc biệt là những nơi nhạy cảm: dải ven sông, đường xá, rìa rừng và đỉnh núi. Tóm lại, cây rừng thường tái sinh khi gặp điều kiện thuận lợi của các yếu tố môi trường, hạt có khả năng nảy mần khi đủ điều kiện ánh sáng, hạt tiếp đất… Nắm bắt, hiểu rõ được những quy luật tái sinh là để xây dựng các biện pháp lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững. 1.2. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam Rừng hỗn loại lá rộng ở nước ta vốn là nơi sinh sản ra nhiều thứ gỗ, lâm sản, đặc sản nổi tiếng quý giá, đặc hữu của thiên nhiên Việt Nam. Nguồn tài nguyên ấy có giá trị lớn lao về môi sinh, góp phần làm nên sự giàu đẹp của đất nước. Do đó, ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng đã được các tác giả quan tâm từ đầu thế kỷ 20. 1.2.1. Nghiên cứu phân bố cây rừng 11 Trong thời kỳ Pháp thuộc, thực vật rừng nước ta được Lecomte - Nhà thực vật học người Pháp nghiên cứu, công trình của ông đến nay vẫn hết sức giá trị, đó là bộ sách "Thực vật chí Đông Dương" (Flore général de L'indo-chine). Một số nhà khoa học nổi tiếng từng công tác tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã có những công trình nghiên cứu về thực vật rừng như: Thái Văn Trừng có tập sách "Thảm thực vật rừng Việt Nam", Đồng Sĩ Hiền về "Lập biểu thể tích và độ thon cây đứng cho rừng Việt Nam", Nguyễn Văn Trương về "Phương pháp thống kê cây đứng trong rừng hỗn loại", Trần Ngũ Phương về "Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam", Nguyễn Đình Hưng về "Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại theo các đặc điểm thô đại và hiển vi"... Ngoài ra, còn rất nhiều các công trình khác có giá trị về mặt khoa học, thiết thực trong và ngoài lĩnh vực lâm nghiệp (Nguyễn Tử Ưởng, Đỗ Văn Bản, 2009). Với nhiều công trình nghiên cứu nêu trên đã cung cấp một lượng lớn cơ sở dữ liệu cho ngành lâm nghiệp Việt Nam trong điều tra, quản lý, quy hoạch và kinh doanh rừng. Công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng đáng lưu ý ở nước ta là của Nguyễn Văn Trương (1983). Trong quyễn “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại”, xuất bản năm 1983, tác giả đã dày công nghiên cứu: cấu trúc đứng của rừng tự nhiên nhiệt đới, cấu trúc thân cây theo cấp đường kính, cấu trúc thân cây và tổng thiết diện ngang trên mặt đất, cấu trúc của các loài cây gỗ…từ đó đưa ra kết luận và đề xuất các biện pháp xử lý, điều tiết rừng nhằm vừa cung cấp gỗ vừa nuôi dưỡng, tái sinh là cơ sở để phát triển rừng bền vững ở nước ta. Trong nghiên cứu cấu trúc đứng, Nguyễn Văn Trương đã chia chiều cao cây rừng từ đỉnh cây cao nhất đến đỉnh cây thấp nhất thành một số cấp chiều cao, tính số đỉnh tán cây trong từng cấp chiều cao. Mô tả phân bố, ông có nhận xét: tuy diện tích tán cây lớp dưới thường nhỏ hơn lớp trên kế tiếp nhưng tổng tán thì rất nhiều đã làm cho diện tích tán lớp dưới cũng rất lớn đã làm cho ánh sáng năng lượng mặt trời xuống dưới thấp làm cho cây phát triển kém. Để đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện đào thải thì số lượng cây lớp dưới phải nhiều hơn lớp trên. Trong lớp cây dày đặc này cũng có cây già, riêng của nó và những cây trẻ đang 12 sống tạm ở đó sẽ vươn lên. Theo nghiên cứu của tác giả các nhà lâm sinh có thể điều tiết khéo léo trong khai thác, thực hiện các giải pháp lâm sinh để thay đổi cấu trúc rừng tự nhiên nhằm tiến tới cấu trúc của rừng chuẩn. Ngoài ra, tác giả đã sử dụng các chỉ tiêu D1,3, Hvn , Dt … chia cấp kính có cự ly 4 cm, chiều cao 2m. Dùng mô hình toán học để định lượng hóa quy luật phân bố bằng các hàm tương quan cụ thể, sau đó xây dựng mô hình rừng có cấu trúc chuẩn. Theo xu hướng hiện đại, Nguyễn Văn Trương đã không dừng lại ở việc chỉ mô tả định tính mà dùng phương pháp toán học để tiếp cận. Thái Văn Trừng (1978) đến Forster, Rollet chỉ dừng lại ở dạng vẽ phẩu đồ. Họ đã đưa ra mô hình đặc sắc của cấu trúc đứng, nhưng chưa làm rõ quy luật của nó. Từ biểu diễn quy luật tự nhiên của rừng bằng định lượng theo mô hình tương quan toán học phù hợp với quy luật sinh trưởng phát triển của rừng. Theo tác giả, lần đầu tiên ở nước ta có công trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loại bằng phương pháp toán sinh học, góp phần quan trọng và bổ ích trong nghiên cứu, quản lý tài nguyên rừng bền vững có hiệu quả ở nước ta. Tiếp theo, Phùng Ngọc Lan (1986) cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian cấu trúc rừng bao gồm cả về sinh thái lẫn hình thái quần thể thực vật (dẫn theo Trần Mạnh Cường, 2007). Nghiên cứu cấu trúc rừng là nội dung quan trọng để phục vụ cho việc áp dụng các giải pháp lâm sinh, lập kế hoạch kinh doanh rừng lâu dài. Trần Văn Con (2001) đã sử dụng mô hình Weibull để mô phỏng cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng Khộp và cho rằng khi rừng còn non thì phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hướng chuyển sang phân bố một đỉnh và lệch dần từ trái sang phải. Đây là cơ sở để đề tài áp dụng hàm này trong việc nghiên cứu về quy luật phân bố cấu trúc rừng của khu vực nghiên cứu. Tương tự nhận định trên, Lê Cảnh Nam (2007), khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài thông hai lá dẹt (Pinus krempfii) tại lâm phần thuộc quyền quản lý của VQG Bi doup – Núi Bà tỉnh Lâm Đồng như sau: phân bố số cây theo cấp kính cho thấy số cây tập trung nhiều nhất ở cấp kính từ 45 cm - 85 cm, số cây ở 13 cấp kính 15 cm là 50 cây và giảm xuống còn 37 cây ở cấp kính 35 cm trong khi đó theo lý thuyết thì ở cấp kính 15 thì số lượng cá thể trong lâm phần là 120 cây, điều này cho thấy thế hệ kế cận của loài là đang ở mức độ đáng lo ngại nhưng không đến mức nguy cấp như các nhận định trước đây. Ở rừng nhiệt đới nói chung khi bị tác động ở cấp kính càng nhỏ thì số lượng cá thể càng cao để đảm bảo sự kế tục của các thế hệ cây rừng và bảo đảm sự ổn định quần thể thực vật rừng theo thời gian. 1.2.2. Nghiên cứu tái sinh Rừng Việt Nam bị tác động rất khác nhau về cường độ như: Khai thác lấy gỗ trái phép, khai thác chọn không đúng quy trình, phát rừng làm rẫy…nên khả năng tái sinh bị xáo trộn lớn. Theo Thái Văn Trừng (1978) khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam đã kết luận ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng. Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, ẩm độ dưới tán rừng thay đổi thì tổ hợp của các cây tái sinh không có biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo phương thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa thực vật và môi trường. Do đó, có thể nói rằng tái sinh rừng phụ thuộc nhiều vào nhân tố sinh thái là ánh sáng chiếu xuống tán rừng. Các nhân tố nhiệt độ, ẩm độ không ảnh hưởng nhiều nhưng nó cũng là nguyên nhân để cây tái sinh phát triển: Nơi ẩm, đất tốt thì cây tái sinh phát triển tốt. Đề tài nguyên cứu tái sinh lỗ trống trạng thái IIIa1- của Vườn Quốc gia Ba Vì (2009), thì đặc điểm lớp cây tái sinh tại lỗ trống biến động theo kích thước lỗ trống: Kích thước lỗ trống lớn thì số loài cây tái sinh tăng. Nhiệt độ có quan hệ với số loài cây tái sinh tại lỗ trống, khi chiều cao lớp cây tái sinh tăng khi độ ẩm tăng. Độ che phủ và chiều cao cây bụi thảm tươi tăng thì chiều cao cây tái sinh giảm. Vì vậy, ánh sáng, ẩm độ nhiệt độ ảnh hưởng đến mật độ tái sinh và khả năng phát triển của cây tái sinh. Những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể là hết sức quan trọng để đề xuất biện pháp kỹ thuật kịp thời, đúng đắn nhằm duy trì phát triển rừng cho tương lai. 14 Lương Thị Thanh Huyền (2009) khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên trong một số trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà, tỉnh Yên Bái xác định mật độ cây tái sinh ở thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy đều chủ yếu tập trung nhiều (2135-2985 cây/ha) ở cấp chiều cao I (0-20 cm) và giảm dần ở các cấp chiều cao cao hơn. Mật độ cây tái sinh thấp nhất (612-875 cây/ha) ở cấp chiều cao V (101 – 130 cm). Phân bố số cây tái sinh trong rừng tự nhiên tuân theo quy luật phân bố ngẫu nhiên và giảm dần khi chiều cao tăng kên. 1.2.3. Nghiên cứu các chỉ số về cấu trúc rừng 1.2.3.1. Cấu trúc tổ thành loài Theo Daniel Marmillod tổ thành loài cây sử dụng công thức: IV%= (N% + G%)/2 (trong đó: N% là tỷ lệ phần trăm về mật độ, G % là tỷ lệ phần trăm tiết diện ngang của một loài nào đó). Cũng theo Daniel Marmillod, những loài cây có IV ≥ 5 % mới có ý nghĩa thực sự về mặt sinh thái trong lâm phần. Thái Văn Trừng (1978) thì trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó được được coi là ưu thế, cần tính VI của những loài có trị số này lớn hơn 5 % xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng VI đạt 50 % (dẫn theo Trần Mạnh Cường, 2007). Với Công thức này dể sử dụng và đã được nhiều nhà nghiên cứu lâm học dùng để tính tổ thành loài. Việc nghiên cứu tổ thành loài cây cũng là cơ sở để phân chia các quần xã, ưu hợp thực vật thân gỗ. Ngô Út (1997) đưa ra hai cách phân chia như sau: + Phân chia các ưu hợp rừng Sarukhan (1978) đã sử dụng chỉ số IVI, chỉ số này đã được Curtis và McIntosh (1950) đề xuất và được gọi là chỉ số mức độ quan trọng (Importance Value Index = I.V.). Những loài cây có chỉ số IVI > 5 % là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái. Lấy từ 1-5 loài hay nhóm loài cây ưu thế có I.V. lớn nhất (xếp thứ tự từ lớn đến nhỏ) có tổng I.V. chiếm 50% trở lên để đặc tên cho các ưu hợp thực vật rừng. Chỉ số này áp dụng tốt cho việc nghiên cứu rừng nhiều tầng, cây gỗ có đường kính lớn. + Phân chia quần hợp, ưu hợp theo Thái Văn Trừng (1970): Lấy tổ thành loài cây N% hay chi ưu thế để phân chia các chỉ tiêu: Quần hợp: Có độ ưu thế tuyệt đối 15 số cá thể 1-2 loài (hoặc chi) chiếm trên 90 % số các thể của loài trong tầng lập quần (tầng A) trên đơn vị diện tích điều tra. Ưu hợp: số cá thể của dưới 10 loài ( hoặc chi) chiếm từ 40-50 % trở lên tổng số cá thể của lập quần (tầng A) trên đơn vị diện tích điều tra (cá thể mỗi loài chiếm chiếm 4-5 %). Cách phân chia này áp dụng cho rừng có đường kính nhỏ, trên một diện tích hẹp. Theo Lê quốc Huy (2005) chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IVI) được các tác giả Curtis & Mclntosh (1950); Phillips (1959); Mishra (1968) áp dụng để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong một quần thể thực vật. Chỉ số IVI biểu thị tốt hơn, toàn diện hơn cho các tính chất tương đối của hệ sinh thái so với các giá trị đơn tuyệt đối của mật độ, tần xuất, độ ưu thế vv... Chỉ số IVI của mỗi loài được tính bằng một trong 2 công thức sau đây: 1. IVI = RD + RF + RC (Rastogi, 1999 và Sharma, 2003), 2. IVI = RD + RF + RBA (Mishra, 1968) Trong đó: RD là mật độ tương đối, RF là tần xuất xuất hiện tương đối, RC là độ tàn che tương đối và RBA là tổng tiết diện thân tương đối của mỗi loài. Chỉ số IVI của một loài đạt giá trị tối đa là 300 khi hiện trường nghiên cứu chỉ có duy nhất loài cây đó. Đối với rừng cây thấp trên núi cao KVNC không có tầng cây gỗ nào vượt trội, mật độ cây nhiều và luôn bắt gặp trong ô đo đếm. Do đó, sử dụng tiết diện ngang của loài ưu thế và tầng suất xuất hiện của loài để tính tổ thành không phản ánh rõ nét được sự ưu thế loài. Do đó, đề tài áp dụng cách phân chia quần hợp, ưu hợp (Thái Văn Trừng, 1970) sẽ phù hợp hơn. Tổ thành loài cây (N%) hay chi ưu thế để chia các chỉ tiêu quy định như sau: Số cá thể của dưới 10 loài ( hoặc chi) chiếm từ 40-50 % trở lên tổng số cá thể của tầng lập quần (tầng A) trên đơn vị diện tích điều tra (cá thể mỗi loài chiếm từ 4-5 % trở lên) để đặt tên cho các quần xã, ưu hợp thực vật rừng. 1.2.3.2. Nghiên cứu đa dạng thực vật thân gỗ Khi nghiên cứu về thảm thực vật một số tác giả đã tiến hành phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học. Cụ thể, khi nghiên cứu đa dạng sinh học rừng 16 Cần Giờ- thành phố Hồ Chí Minh Viên Ngọc Nam (2008) đã dùng cac chỉ số: chỉ số phong phú Margalef - d; chỉ số đồng đều Piejoue- J’; chỉ số ưu thế Simpson - D; chỉ số đa dạng Shannon - H’ và chỉ số Caswell (V)… để đánh giá. Các chỉ số này đã cung cấp một lượng lớn thông tin về thành phần loài, loài hiếm, loài phổ biến và khả năng thích nghi. Định lượng theo cách này là hết sức quan trọng cho công tác bảo vệ rừng rừng hiện nay. Đánh giá đa dạng sinh học thực vật rừng đặc dụng Hương Sơn. Vùng nghiên cứu, đã tiến hành điều tra 28 ô tiêu chuẩn phân bố ngẫu nhiên, mỗi ô diện tích 500 m2. Tiến hành đo đếm các thông tin sau: loài, số lượng loài thực vật cho cây gỗ, cây bụi và cây thân thảo; số lượng cá thể của mỗi loài; đường kính của mỗi cá thể; độ tàn che của tổng số các cá thể tính riêng cho mỗi loài trong mỗi ô tiêu chuẩn (Hoàng Việt Anh và ctv, 2008). Đề tài này, các tác giả đã dựa chủ yếu vào phương pháp nghiên cứu của Lê Quốc Huy (2005) trước đó. Theo Viên Ngọc Nam (2010) để đánh giá đa dạng sinh học loài giữa các khu vực, dùng các chỉ số: + Đa dạng sinh học alpha : liên quan đến thông tin thành phần số lượng loài của một khu vực, hiện trường nghiên cứu cụ thể, chẳng hạn như một ô tiêu chuẩn là 20 m x50 m (quadrat). + Đa dạng sinh học beta: mô tả cho biết sự khác nhau về thành phần loài giữa 2 hiện trường nghiên cứu gần kề dọc theo một lát cắt; chỉ số beta thấp khi thành phần loài của 2 hiện truờng nghiên cứu có tính tương đồng cao và ngược lại. Giá trị này đạt tối đa khi giữa 2 hiện trường nghiên cứu không hề có chung một loài xuất hiện (tương đồng là zero). + Đa dạng sinh học gamma: được định nghĩa là mức độ gặp một loài bổ xung khi thay đổi địa lý trong các khu vực khác nhau của một kiểu cư trú. Đa dạng này cho biết sự khác nhau về thành phần loài và các chỉ số đa dạng sinh học của 2 khu hệ sinh sống/cư trú lớn cách xa/ gần kề nhau. 17 Như vậy, đa dạng sinh học rừng bao gồm không chỉ là cây mà còn vô số loài thực vật, động vật và vi sinh vật sống trong các khu vực có rừng và sự đa dạng di truyền có liên quan của chúng. 1.3. Phân chia rừng phục vụ thống kê tài nguyên rừng ở Việt Nam Theo Bách khoa toàn thư mở (2010) thì việc phân chia kiểu rừng ở Việt nam về căn bản là căn cứ trên nghiên cứu định tính và định lượng với các chỉ tiêu về cấu trúc rừng của các tác giả: Quang Huy (1918) là người đầu tiên đã đưa ra một bảng phân loại thảm thực vật rừng Bắc bộ Việt Nam (đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới châu Á đầu tiên trên thế giới). Theo bảng phân loại này, rừng ở miền Bắc Việt Nam được chia thành 10 kiểu. Ronaldo (1943) đã chia Đông Dương thành 3 vùng thảm thực vật: Thảm thực vật Bắc Đông Dương, thực vật Nam Đông Dương, thảm thực vật vùng trung gian. Theo bảng phân loại này vùng Đông Dương có 8 kiểu rừng. Ở miền Nam Việt Nam (1953) xuất hiện bảng phân loại thảm thực vật rừng miền Nam Việt Nam của Maurand khi ông tổng kết về các công trình nghiên cứu các quần thể rừng thưa của Rollet, Lý Văn Hội, Neang Sam Oil. Hàm Hi (1956) đã xếp loại thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam theo 1 bảng phân loại mới. Ở miền nam Việt Nam (1962) còn xuất hiện một bản phân loại thảm thực vật rừng Nam Trường Sơn.Bản phân loại đầu tiên của ngành lâm nghiệp Việt Nam về thảm thực vật rừng ở Việt nam là bản phân loại của Cục điều tra và Quy hoạch rừng thuộc Tổng Cục lâm nghiệp Việt Nam, bảng phân loại này xây dựng năm 1960; Theo bảng phân loại này, rừng trên toàn lãnh thổ Việt Nam được chia làm 4 loại hình lớn: Loại I: Đất đai hoang trọc, những trảng cỏ và cây bụi, trên loại này cần phải trồng rừng. 18 Loại II: Gồm những rừng non mới mọc, cần phải tra dặm thêm cây hoặc tỉa thưa. Loại III: Gồm tất cả các loại hình rừng bị khai thác mạnh nên trở thành nghèo kiệt tuy còn có thể khai thác lấy gỗ, trụ mỏ, củi, nhưng cần phải xúc tiến tái sinh, tu bổ, cải tạo. Loại IV: Gồm những rừng già nguyên sinh còn nhiều nguyên liệu, chưa bị phá hoại, cần khai thác hợp lý. Phân loại này không phân biệt được kiểu rừng nguyên sinh với các kiểu phụ thứ sinh và các giai đoạn diễn thế. Trần Ngũ Phương (1970) đưa ra bảng phân loại rừng ở miền bắc Việt nam, chia thành 3 đai lớn theo độ cao:  Đai rừng nhiệt đới mưa mùa  Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa  Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao Năm 1975, trên cơ sở các điều kiện lập địa trên toàn lãnh thổ Việt nam, tại hội nghị thực vật học quốc tế lần thứ XII (Leningrat, 1975), Thái Văn Trừng đã đưa ra bảng phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam trên quan điểm sinh thái, đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng ở Việt nam phù hợp nhất trên quan điểm sinh thái cho đến nay. Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới: Ở miền bắc Việt nam kiểu rừng này thường phân bố ở độ cao dưới 700m, miền nam Việt Nam thì phân bố ở độ cao dưới 1000m. Chủ yếu ở các tỉnh: Hà Giang, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Yên Bái, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Ninh Bình, Hòa Bình, các tỉnh Bắc Trung Bộ, Đà nẵng, Bình Định, các tỉnh Tây Nguyên, các kiểu rừng:  Kiểu rừng kín lá cứng hơi khô nhiệt đới.  Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới.  Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới.  Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp.  Kiểu trảng cây to, cây bụi, cây cỏ cao khô nhiệt đới. 19  Kiểu truông bụi gai hạn nhiệt đới.  Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp.  Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp.  Kiểu rừng kín cây lá kim ẩm ôn đới ẩm núi vừa.  Kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao.  Kiểu quần hệ lạnh vùng cao. Qua đó nhận thấy, các nhà lâm học vừa nêu trên đã cố gắng phân chia các kiểu rừng nhằm hiểu biết, nhận thức đầy đủ về bản chất của một kiểu rừng thuộc một khu vực hay một lãnh thổ nhằm tối ưu hóa các điều kiện hình thành rừng bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh (trồng rừng, nuôi dưỡng, sử dụng rừng, phục hồi, bảo vệ, bảo tồn…) để nâng cao hiệu quả, chất lượng của rừng. Hạn chế của việc phân chia rừng như đã nêu trên là các tác giả chỉ dừng lại ở công tác phân chia theo vùng rộng lớn hay một kiểu rừng tại một khu vực. Trong khi đó, mỗi một vùng khác nhau sẽ có kiểu thực vật khác nhau mặc dù các chỉ số về điều kiện khí hậu- đất đai là tương đối tương đồng. Các loại rừng nguyên sinh, thứ sinh, rừng phục hồi, rừng non trong một kiểu rừng chưa được xác định. Đây là cơ sở để hình thành nên việc phân chia kiểu rừng chi tiết hơn, đó là chia theo trạng thái rừng. Phân loại rừng Việt Nam đã được nhiều tác giả quan tâm. Trong đó, quan trọng nhất là của Thái Văn Trừng (1963, 1973) và của Loschau (1963, 1973). Thái Văn Trừng với quan điểm sinh thái phát sinh được lưu ý vì nó có cơ sở lý luận, có nguyên tắc và có tiêu chuẩn rõ ràng. Loschau, ngoài tính khoa học, bảng phân loại của ông còn có giá trị thực tiễn cao. Trên cơ sở phân chia trạng thái rừng của Loschau, năm 1984 Bộ Lâm nghiệp đã cải tiến, mở rộng và ban hành hệ thống phân loại để áp dụng rộng rải trên toàn quốc (Ngô Út, Nguyễn Phú Hùng, 2003). Ưu điểm của hệ thống phân loại này là các chỉ tiêu rõ ràng và cụ thể, dễ định lượng được qua các chỉ tiêu: Độ tàn che, nguồn gốc, đường kính, thành phần loài, sự ổn định cấu trúc, tầng tán rừng và vị trí cây có đường kính lớn, mức độ tác động, số lượng cây tái sinh có triển vọng. Hạn chế, chưa thể hiện những đặc trưng mang tính định lượng, nhiều chỗ mô tả còn mang định tính, hoặc cách mô tả không cụ thể 20 dể gây ngộ nhận cho người điều tra. Kết quả chịu ảnh hưởng nhiều do những nhận định chủ quan từ người điều tra viên ngoài hiện trường hơn là khách quan từ số liệu tính toán qua ô tiêu chuẩn. Ngoài ra một số trạng thái rừng còn bỏ sót, trong đó có loại trạng thái rừng cây thấp trên núi cao thuộc đối tượng nghiên cứu cần bổ sung ngay trong hệ phân chia trạng thái rừng. 1.4. Đặc điểm phân bố rừng cây thấp trên núi cao của Việt Nam Cấu trúc rừng thấp trên núi cao ở Việt Nam nói chung và ở Tây Nguyên nói riêng chưa được nghiên cứu. Tuy nhiên, kiểu rừng này được công bố ở các trang website của các Vườn Quốc gia, Khu bảo tồn Việt Nam như sau: Theo tài liệu Vườn Quốc gia Tam Đảo (2007), rừng cây thấp trên đỉnh núi cao là một kiểu phụ đặc thù của rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới được hình thành trên các đỉnh dông dốc hay các đỉnh núi cao đất xương xẩu, nhiều nắng gió, mây mù thường xuyên bao phủ. Cây cối ở đây thường thấp bé, phát triển chậm, thân và cành được địa y và rêu bao phủ. Đất dưới tầng rừng khá mỏng nhưng có tầng thảm mục khá dày (ở một số nơi như đỉnh Rùng Rình, tầng thảm mục có thể dày hơn 1m). Thực vật chủ yếu là các loài cây thuộc họ Đỗ quyên (Ericaceae), Giổi nhung (Michelia faveolata), Hồi núi (Illicium griffithii). Từ các đỉnh cao của Tam Đảo xuống thấp hơn, các loài thuộc họ Đỗ quyên giảm dần, các loài thuộc họ Re (Lauraceae), họ Hồi (Illiciaceae), họ Thích (Aceraceae) tăng lên về số lượng cá thể. Khu Bảo tồn thiên nhiên Phù mát- Nghệ An (2009), kiểu phụ rừng thấp chiếm một diện tích rất nhỏ ở đỉnh Pù Lon trên độ cao 1500 m, cây có thân cằn cỗi, cây có rêu và phong lan bám dày đặc. Các loại điển hình là: Đỗ quyên (Rhododendron arboreum), Sơn liễu (Clethra sp), Truông treo (Enkianthus sp.), Chè béo (Annesla te) sống cùng với Sặt gai (Lioma ovaolifolia), Nam chúc (Lyonia ovalifolia). Tầng rừng chỉ cao 4- 6 m, đường kính không đáng kể, đất có tầng mùn dày chưa phân hóa. Luôn luôn có mây che phủ và ẩm ướt Từ Luận chứng khoa học về việc chuyển hạng KBTTN Bi doup- Núi bà thành VQG Bi doup- Núi Bà (2004), rừng thấp trên núi cao phân bố từ độ cao 2.000 m trở lên tại các đỉnh núi Bi Doup, Chư Yên Du và dông núi Gia Rích, hình thành kiểu 21 phụ đặc biệt “kiểu phụ rừng rêu” (theo Schimid: Vegetation du Sud Vietnam 1974), diện tích 402 ha. Kiểu rừng này hình thành do thảm thực vật rừng ở đây thường xuyên bị mây mù che phủ, độ ẩm lớn; do vậy đã tạo môi trường thuận lợi cho rêu và địa y, cùng các loài phụ sinh: họ Phong lan (Orchidacear), Ổ kiến (Myrmecodia tuberosa), Ngũ gia bì (Araliaceae) phát triển. Kiểu rừng này có chiều cao trung bình 14,2 m, đường kính cây gỗ trung bình 21,4 cm, mật độ cây 10.050 cây/ha, trữ lượng rừng trung bình 308m3/ha. Trong kiểu phụ này có các ưu hợp:  Ưu hợp rừng Chè + Dẻ + Sên đào (Photinia argyta). Chè rừng có các loài của các chi (Gordoria, Anesla, Adinandra) chiếm 30,4% tổ thành theo diện ngang và 20,2% theo số cây. Các loài khác chiếm 24,9% về trữ lượng và 20,3% về số cây.  Ưu hợp Dẻ (Quercus, Castanopsis, Lithocarpus) + Na hồng + Côm (Elaeocarpus) + Thích (Acer) + Hồi núi Chè trong ưu hợp này lác đác có các loài họ Đỗ quyên (Ericoceae) như: Đỗ quyên, Ỏng ảnh (Vaccinium) những cây có tầm cỡ lớn hơn ở vùng đỉnh núi (Nguồn từ Luận chứng khoa học về việc chuyển hạng KBTTN Bi doup- Núi bà thành VQG Bi doup- Núi Bà, 2004). Nhìn chung kiểu rừng cây thấp trên núi cao phân bố từ độ cao 1.500 m trở lên so với mực nước biển. Loài cây chủ yếu Chè, Đỗ Quyên, Hồi núi. Chiều cao thấp, mật độ cây dày, phân bố chủ yếu trên các đỉnh dông dốc hay các đỉnh núi cao đất xương xẩu, nhiều nắng gió, mây mù thường xuyên bao phủ, thân cây có nhiều rong rêu, địa y bao phủ. Nhận xét chung về tổng quan các vấn đề nghiên cứu Nghiên cứu cấu trúc rừng của các kiểu rừng là công việc hết sức phức tạp. Ở nước ta nghiên cứu về cấu trúc rừng mới được chú trọng từ thế kỹ 20. Thời Pháp thuộc Việc Nghiên cứu về cấu trúc rừng chủ yếu do các nhà lâm học người Pháp. Từ các công trình đã đề cập ở trên là cơ sở và định hướng cho công tác nghiên cứu về lâm nghiệp của Việt Nam sau này. Từ sau năm 1960 nước ta đã có nhiều công 22 trình nghiên cứu về cấu trúc rừng hỗn loài đã để lại một nguồn dữ liệu vô cùng quý giá cho đọc giả trong sản xuất lâm nghiệp, quản lý sử dụng rừng. Các tác giả tiêu biểu như: Đồng Sĩ Hiền (1974), Thái Văn Trừng (1978), Nguyễn Văn Trương (1983)… Cùng với phát triển của khoa học công nghệ thông tin, nhiều tác giả đã tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về quy luật tương quan, mô hình hóa các phân bố thực nghiệm để tìm ra một phương trình phù hợp nhất cho từng kiểu rừng và đã định lượng được tương đối chính xác một số chỉ tiêu sinh trưởng của rừng nghiên cứu. Đồng thời, các tác giả đã nghiên cứu và đưa ra hệ thống phân chia kiểu rừng nhằm hiểu biết, nhận thức đầy đủ về bản chất của một kiểu rừng thuộc một khu vực hay một lãnh thổ nhằm tối ưu hóa các điều kiện hình thành rừng bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh (trồng rừng, nuôi dưỡng, sử dụng rừng, phục hồi, bảo vệ, bảo tồn…) để nâng cao hiệu quả, chất lượng của rừng. Về lĩnh vực lâm nghiệp, quan trọng nhất là các công trình nghiên cứu của Thái Văn Trừng (1963, 1973) và của Loschau (1963, 1973), Nguyễn Văn Trương (1983). Trên cơ sở phân chia trạng thái rừng của Loschau, năm 1984 Bộ Lâm nghiệp (nay là Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn) đã cải tiến, mở rộng và ban hành hệ thống phân loại (gọi tắt QPN 6- 84) để áp dụng rộng rải trên toàn quốc và sử dụng cho đến nay. Với nhu cầu kinh doanh rừng ngày càng cao hơn, việc phân chia nhỏ các kiểu rừng cần phải có độ chính xác. Trong khi đó, kiểu rừng cây thấp trên núi cao có diện tích rất ít; mặc khác, mỗi một vùng, miền và thậm chí ngay trong một địa phương kiểu rừng cũng có sự sai biệt nhất định. Nhiệm vụ của đề tài được đặt ra là ngoài việc xác định các định tính, phải nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc rừng như: cấu trúc loài, sự đa dạng loài, khả năng thích nghi của rừng qua nghiên cứu các quy luật phân bố và tình hình tái sinh dưới tán rừng… Từ đó, phát hiện, cung cấp dữ liệu tối ưu về định tính, định lượng của các chỉ tiêu sinh trưởng làm cơ sở đề xuất cải thiện hệ thống phân loại rừng Việt Nam và xây dựng các giải pháp quản lý bảo vệ, kinh doanh, bảo tồn rừng có hiệu quả. 23 Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu Trên cơ sở những mục tiêu đã đề ra, đề tài tập trung nghiên cứu một số nội dung chính như sau: 2.1.1. Mô tả đặc điểm phân bố thảm thực vật rừng thấp trên núi cao vùng Nam Tây nguyên. 2.1.2. Đặc điểm cấu trúc lâm phần rừng cây thấp trên núi cao: - Xác định cấu trúc loài và đánh giá đa dạng thực vật thân gỗ. - Xác định một số quy luật phân bố của các số nhân tố sinh trưởng cây rừng: + Phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D1.3) + Phân bố số cây theo cấp chiều cao (N/Hvn), + Phân bố số loài cây theo cấp đường kính (NLoài /D1,3) 2.1.3. Đánh giá hiện trạng tái sinh dưới tán rừng của các quần xã rừng thấp: - Tổ thành cây tái sinh - Phân bố số cây theo cấp chiều cao. - Mật độ cây tái sinh. 2.1.4. Một số đề xuất: - Đề xuất hoàn thiện hệ thống phân loại các kiểu trạng thái rừng (QPN 6-84) của Việt Nam. - Đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ, bảo tồn rừng cây thấp trên núi cao của KVNC. 24 2.2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp luận Dựa vào nguyên lý sinh thái phát sinh thảm thực vật của Thái Văn Trừng, trong đề tài này học viên xem rừng thấp trên núi cao tại khu vực nghiên cứu là thảm thực vật chịu sự chi phối của nguyên lý này. Nhân tố sinh thái đã đóng vai trò quyết định đối với quá trình phát sinh và phát triển của những loại hình quần xã trong thảm thực vật, nghĩa là nhân tố sinh thái có “mối quan hệ nhân quả” với thảm thực vật. Do đó, khi tiến hành nghiên cứu tiếp cận đối với quần thể rừng và cá thể trong lâm phần là nhằm phát hiện những đặc trưng về: tổ thành loài, thành phần loài, sự đa dạng sinh học, quy luật phân bố của một số nhân tố sinh trưởng và đặc điểm tái sinh…mà qua đó còn thu thập, quan sát các điều kiện địa lý tự nhiên (địa hình, khí hậu, đất, địa chất) hình thành nên kiểu rừng đó, với các phương pháp cụ thể: 2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu nội nghiệp Trước hết, Thu thập số liệu, bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng IVc tại Vườn Quốc gia Bi Doup- Núi Bà, Công ty TNHH MTV lâm sản Khánh Hòa (theo các hồ sơ dự án có liên quan, kết quả kiểm kê tài nguyên rừng năm 1999, hồ sơ giao khoán quản lý bảo vệ rừng của các chủ rừng...) đã được cấp thẩm quyền thẩm định, phê duyệt. Thu thập số liệu về khí hậu- thủy văn, tình hình dân sinh kinh tế- xã hội và những hoạt động lâm sinh khác của KVNC. 2.2.2. Phương pháp điều tra đo đếm ngoài thực địa Trên cơ sở bản đồ đã khoanh sơ bộ hiện trạng (nội nghiêp), tiến hành sơ thám bằng cách bố trí một số tuyến điều tra để khoanh vẽ bổ sung hiện trạng và mô tả rừng. Trên tuyến, tiến hành khảo sát ra các bên, bán kính khảo sát khoảng 50 m. Dùng máy định vị GPS, la bàn cầm tay và căn cứ theo chỉ dẫn phân chia trạng thái rừng theo quy phạm năm 1984 của Bộ Lâm nghiệp (nay là Bộ Nông nghiệp & PTNT); văn bản số 3910/BNN-KH ngày 13/10/1998 của Bộ Nông nghiệp và phát triển để xác định trạng thái rừng cần nghiên cứu. 25 Kết hợp với việc sơ thám để xác định trạng thái rừng, chúng tôi đã bố trí 10 ô đo đếm trên các dạng địa hình (chân, sườn, đỉnh). Tính toán nhanh trữ lượng và áp dụng công thức: N= 1,962 x Ci2/ ei2 = (1,96)2 * (24,5%)2 / (10%)2 ≈ 23,1, trong đó: Biến động về trữ lượng Ci trên 10 ô đo đếm 500 m2 (0,05 ha) là 24,5%, với độ tin cậy là 95% và sai số cho phép trong ngành lâm nghiệp 10 %. Như vậy, KVNC cần nghiên cứu cần lập ít nhất là 24 ô. Trên cơ sở dung lượng mẫu và trạng thái rừng đã được xác định, chúng tôi bố trí bổ sung 22 ô đo đếm (nâng tổng số đã điều tra là 32 ô), ô có kích thức 500 m2 (theo QPN 6- 84). Ô đo đếm được bố trí ngẫu nhiên và được phân bố đều tại các vị trí chân, sườn, đỉnh có định vị bằng GPS thể hiện ở (Phụ lục 1 ). Khi thực hiện đến ô số 10 trở đi thì thấy số lượng loài tăng không đáng kể. Số lượng loài tăng nhanh từ ô số 1 đến ô số 15. Hình 2.1. Sơ đồ tương quan giữa số loài và số ô đo đếm Trong mỗi ô đo đếm thực hiện đo đếm những chỉ tiêu sau đây: + Thành phần loài cây gỗ có đường kính D1.3 m từ 6 cm trở lên. 26 + Tên loài cây được ghi chép, chụp hình một số loài chưa biết để đối chiếu, tra cứu. Đề tài nhận được sự giúp đỡ tận tình của Khoa Sinh học trường Đại học Đà Lạt trong việc nghiên cứu thành phần loài cây rừng tại KVNC. + Đường kính thân cây tại vị trí D1,3 m được đo chu vi bằng thước đo vanh để tính ra đường kính, độ chính xác là 0,5 cm. + Chiều cao thân cây vút ngọn (Hvn), được đo bằng thước đo cao chuyên dùng đo cao với độ chính xác 0,5 m. + Trong mỗi ô đo đếm (500 m2), tiến hành đặt 5 ô dạng bản 4 m2 (2m x 2m), 01 ô ở trung tâm và 04 ô ở 4 góc để điều tra tái sinh. Trong ô điều tra tái sinh xác định tên cây, chiều cao chia thành 4 cấp: H1 < 0,5m, H2: từ 0,51 – 1,50 m, H3 : từ 1,5-2,5 m, H4 ≥ 2,5 m.  Điều tra số lượng cây tái sinh qua đó xác định mật độ cây tái sinh.  Thành phần loài cây tái sinh.  Chất lượng cây tái sinh: Được chia làm hai loại là khỏe và yếu hoặc có triển vọng hay không có triển vọng. Cây khoẻ là cây có thân thẳng, lá mượt. Cây yếu là cây thân cong queo; lá, ngọn phát triển cằn cỏi. Trong ô tiêu chuẩn xác định: toạ độ ô đo, độ cao, hướng phơi, lịch sử tác động. Tiến hành mô tả tầng rừng, thảm thực bì dưới tán rừng tầng đất, tỉ lệ đá lẫn, đặc điểm đất đai...Cách thức thu thập được thực hiện theo những chỉ dẫn thông thường trong lâm học. Tất cả số liệu thu thập trên ô đo đếm được ghi vào bảng ngoại nghiệp đã thiết kế. 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp Số liệu đo đếm trước khi đưa vào phân tích được kiểm tra lại nhằm loại bỏ các số liệu nghi ngờ, không hợp lý do sai sót trong qua trình đo đếm. Sau đó nhập số liệu vào máy tính để phân tích và tính toán dựa chủ yếu vào phần mền Excel. (1). Mô tả đặc điểm phân bố thảm thực vật rừng thấp: Từ kết quả đo đếm của cây rừng tổng hợp, xử lý và tính toán được các chỉ tiêu sinh trưởng cây rừng: đường kính bình quân, chiều cao bình quân, mật độ rừng bình quân, tiết diện ngang bình quân, trữ lượng bình quân của quần thụ rừng. Kết hợp 27 các yếu tố điều kiện địa lý tự nhiên (khí hậu, địa hình, loại đất, chế độ nhiệt…) và số liệu mô tả ở các ô đo đếm để phân tích, đánh giá và mô tả các đặc điểm phân bố của thảm thực vật rừng thấp trên núi cao cho vùng Nam Tây nguyên. (2). Phân lập các quần xã rừng thấp. + Sử dụng phần mền Prime 6 để phân tích, xác định mối quan hệ loài trong các quần xã thực vật thân gỗ làm cơ sở phân chia quần xã. + Từ các quần xã đã xác định có mối quan hệ, tính toán tổ thành loài từ các chỉ tiêu sinh trưởng. (3). Xác định cấu trúc loài và đánh giá đa dạng sinh học thực vật thân gỗ + Xác định tổ thành là một trong những chỉ tiêu cấu trúc loài quan trọng IVI theo công thức: IVI % = (N % + G% +F%)/3 trong đó:  IVI% là chỉ số mức độ quan trọng loài.  N% độ phong phú tương đối của loài: được tính bằng cách lấy số cá thể của loài thứ i chia cho tổng số cá thể của tất cả các loài rồi nhân với 100%.  G% là độ ưu thế tương đối của loài thứ i: được tính bằng cách lấy tổng diện tích mặt cắt thân ở độ cao 1,3 m của các cây thuộc loài thứ i chia cho tổng diện tích mặt cắt thân ở độ cao 1,3 m của tất cả các cây đã điều tra rồi nhân với 100%.  F% là tần số xuất hiện tương đối của loài thứ i: được tính bằng cách lấy tần số xuất hiện của loài thứ i chia cho tổng tần số xuất hiện của tất cả các cây đã điều tra rồi nhân với 100 %. + Đánh giá đa dạng sinh học thực vật thân gỗ có nhiều chỉ số nhưng đề tài chọn các chỉ số sau:  Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Weiner: Trong đó: S = Số lượng loài; N = Tổng cá thể trong toàn bộ mẫu; ni = Số lượng cá thể loài I; ni/N: Tỉ lệ cá thể của loài i so với lượng cá thể toàn bộ mẫu  Chỉ số Simpson D (Simpson Index) 28 (với 0 ≤ D ≤ 1, D càng nhỏ thì đa dạng sinh học càng cao).  Chỉ số loài hiếm (IR)=1- (n/N)*100 Trong đó: n = Số ô có loài n/c xuất hiện; N = Tổng số ô nghiên cứu; IR = 0 đến 100 Nếu: từ 78 đến ≤ 95 : Hiếm, 95 - 97 : Rất hiếm, > 97 : Cực hiếm.  Để so sánh đa dạng thực vật thân gỗ giữa các quần xã sử dụng chỉ số Bêta:  = S/m, trong đó: S: Tổng số loài trong khu vực nghiên cứu, m: Số loài trung bình trong từng khu vực. 4). Nghiên cứu các quy luật phân bố của các chỉ tiêu sinh trưởng * Ứng với mỗi chỉ tiêu thống kê mô tả được các đặc trưng: giá trị trung bình (Xbq), giá trị lớn nhất (Max), giá trị nhỏ nhất (Min), phương sai (S2), sai tiêu chuẩn (S) và hệ số biến động (V%). Sau cùng tập hợp những kết quả tính toán thành bảng và biểu đồ để thuyết minh và phân tích những đặc điểm cấu trúc của trưng lâm phần. * Kiểm tra sự thuần nhất của các ô đo đếm theo các trạng rừng bằng tiêu chuẩn χ2. Trước khi nghiên cứu quy luật phân bố, đề tài tiến hành kiểm tra tính thuần nhất các chỉ tiêu D1, 3 và Hvn ở các ô tiêu chuẩn theo từng trạng thái nhằm xác định các ô tiêu chuẩn đã lập phản ánh đúng trạng thái rừng nghiên cứu. Nếu các mẫu điều tra thuần nhất thì gộp chung các ô đo đến cho từng trạng thái để tính toán Công thức: χ2 = ∑ ∑ f ij là tần số (số cây) theo ôi và cấp kính (hay cấp chiều cao) j fi tổng tần số của ôi và ni là tổng tầng số của cấp kính (hay cấp chiều cao) j Giả thiết H0 : f1=f1=….=fk (với mọi i và j) hay là phân bố D1,3, Hvn thuần nhất ở các ô mẫu khác nhau, ngược lại chúng không thuần nhất. k i=1 m j=1 (fij-fjni/n)2 (fj ni/n 29 Nếu χ2 0,05 thì chấp nhận giả thiết H0 * Xác lập phân bố N theo cấp D1,3, phân bố số cây N theo Hvn , phân bố số loài cây Nl theo cấp đường kính theo từng trạng thái rừng hay quần xã đã phân chia. Dựa vào phân bố thực nghiệm lựa chọn các hàm toán học phù hợp để mô phỏng các quy luật phân bố N/D1,3, N/Hvn ...các bước tiến hành như sau: - Chia tổ các chỉ tiêu sinh trưởng D 1,3, Hvn và tính tầng suất (N%) tương ứng với chỉ tiêu sinh trưởng nghiên cứu. - Xử lý số liệu thực nghiệm bằng cách thử nghiệm một số hàm toán học có sẵn nhằm lựa chọn hàm toán học phù hợp nhất và phù hợp với quy luật sinh trưởng và phát triển của cây rừng. Việc lựa chọn hàm toán học phù hợp nhất đề tài thực hiện các bước chung như sau: + Tiêu chuẩn để chọn hàm toán học phù hợp nhất trong các hàm thử nghiệm: Sự tồn tại của phương trình thông qua sự tồn tại của các tham số (bằng cách so sánh mức xác suất Pa,, Pb ). Có hệ số tương quan r hay hệ số xác định R là lớn nhất. Đường biểu diễn lý thuyết gần sát với đường thực nghiệm (chênh lệch giữa tần số thực nghiệm F0 và tần số lý thuyết Fe là nhỏ nhất. Sai số phương trình (Sx/y) các trạng thái rừng là nhỏ nhất. Dạng phương trình phù hợp bằng cách kiểm tra thông qua trắc nghiệm χ2. Dể vận dụng trong thực tế, phù hợp với quy luật sinh trưởng, phát triển của cây rừng. + Các bước kiểm tra sự tồn tại Kiểm tra sự tồn tại của phương trình (hàm hồi quy) thông qua việc so sánh trị số Ftính với với bậc tự do df1=1 và df2= n-2. Nếu Ftính > Fbảng thì giả thiết H0 (không tồn tại hồi quy) bị bác bỏ, hàm hồi quy tồn tại. Ngược lại Ftính < Fbảng thì giả thiết H0 được chấp nhận, lúc đó hàm hồi quy không tồn tại. Kiểm tra sự tồn tại tham số của phương trình: bằng trắc nghiệm T thông qua việc so sánh hai trị số Ttính và Tbảng với độ tự df = n-2. Nếu T tính > T bảng thì giả thiết H0 ( không tồn tại tham số) bị bác bỏ, ngược lại thì giả thiết H0 được chấp nhận .Tuy nhiên, việc xử lý và tính toán hiện nay được thực hiện trên phần mền Excell, Statgraphics…bên cạnh các trị số Ftính, Ttính còn có mức xác suất tương ứng 30 (Significance F, hay P-Value tùy phần mền. Chúng ta chỉ cần so sánh xác xuất này với xác suất ý nghĩa cho phép (α= 0,05). Nếu giá trị này nhỏ hơn 0,05 nghĩa là phương trình tồn tại (Significance F <0,05, hoặc P- Value) nghĩa là các tham số phương trình tồn tại (khác 0) Kiểm định tính phù hợp của dạng phương trình bằng trắc nghiệm χ2 để lắp một phân bố thực nghiệm vào một phân bố lý thuyết xác định trước. χ2tính = ∑ Trong đó: F0 là tần số quan sát, Fe là tần số lý thuyết tương ứng ở từng tổ. So sánh giá trị χ2tính với χ2bảng với α= 0,05 và độ tự do df = m-p-1 (P là số tham số của phân bố kiểm tra, m là số tổ) để đi đến chấp nhận hay bác bỏ giả thiết H0 Nếu χ2tính > χ2bảng thì giả thiết H0 (không phù hợp) chấp nhận nghĩa là dạng phương trình không phù hợp. Nếu χ2tính < χ2bảng thì giả thiết H0 (không phù hợp) bị bác bỏ nghĩa là dạng phương trình phù hợp. (5). Đánh giá hiện trạng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng của các quần xã - Tổ thành cây tái sinh: Xác định số cây mỗi loài (Ni%) trong các quần xã (trạng thái rừng) dựa vào công thức: Ni % = Trong đó: ni số cá thể của loài i trong quần xã, m là số loài trong quần xã. + Mật độ cây tái sinh: Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích được xác định bằng công thức: N/ha=(10.000 x n)/S. Với S là tổng diện tích các ô dạng bảng 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 có triển vọng theo công thức N%= n/N x100 trong đó: N% tỷ lệ % cây tái sinh có triển vọng; n tổng số cây tái sinh có triển vọng; N tổng số cây tái sinh. (F0 - Fe) Fe ni *100 m i=1 ∑ ni 31 2.2.4. Phương pháp so sánh, phân tích và đối chiếu các chỉ tiêu nghiên cứu - Qua nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các quần xã rừng thấp trên núi cao: định lượng được các chỉ tiêu: D1,3 m, HVN , ∑G, M; loài; xác định loài ưu thế, loài đặc hữu, hiện trạng tái sinh của các quần xã rừng thấp trên núi cao. - Kết hợp với điều kiện địa lý tự nhiên (khí hậu, địa hình, loại đất, chế độ nhiệt…) tiến hành so sánh, phân tích đánh giá và rút ra được bản chất chung nhất của quần xã rừng thấp trên núi cao về định tính và định lượng. - Xây dựng các giải pháp bảo vệ, bảo tồn rừng thấp trên núi cao của khu vực nghiên cứu . 2.2.5. Công cụ xử lý số liệu Trình tự các bước phân tích tương quan và hồi quy thực hiện theo những chỉ dẫn của thống kê toán học. Công cụ tính toán: Phần mềm: Excel 2007, Statgraphics Plus Version 3.0 & 5.1, BioDiversity Pro, Primer6. 2.3. Đặc điểm vùng nghiên cứu Từ Luận chứng khoa học về việc chuyển hạng Khu bảo tồn thiên nhiên Bi doup- Núi Bà thành thành Vườn Quốc gia Bi Doup- Núi Bà thuộc tỉnh Lâm Đồng, dự án thực hiện nhiệm vụ bảo vệ và phát triển rừng của vườn Bi Doup- Núi Bà giai đoạn 2011- 2015 và dự án rà soát đầu tư xây dựng và phát triển rừng Công ty lâm sản Khánh Hòa (nay là Công ty TNHH MTV lâm sản Khánh Hòa) năm 2009 thì đặc điểm khu vực nghiên cứu thể hiện sau: 2.3.1. Đặc điểm tự nhiên 2.3.1.1. Vị trí địa lý - Khu vực nghiên cứu (KVNC) thuộc phạm vi ranh giới hành chính 2 huyện Lạc Dương (Lâm Đồng) và huyện Khánh Vĩnh (Khánh Hòa) là lâm phần giữa Vườn Quốc gia Bi Doup-Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng và Công ty TNHH MTV lâm sản, tỉnh khánh Hòa đang quản lý. Các đỉnh núi có độ cao từ 1.500 m trở lên, chủ yếu chạy theo hướng Bắc- Nam hoặc Đông Nam án ngự cho cao nguyên Lâm Viên. Trải dài và thoải sang hướng Tây Nam khoảng 70 km là thành phố Đà Lạt và thấp dần theo hướng Đông Bắc khoảng 60 km là biển Nha Trang. Về ranh giới tại khu vực chỉ là 32 ranh giới quản lý hành chính. Nhưng xét về đặc điểm tự nhiên thì toàn bộ khu vực mang những nét đặc trưng của vùng Nam Tây nguyên. Với kiểu địa hình đặc trưng, liên tục thuộc phạm vi quản lý của hai đơn vị chủ rừng mà đề tài đề cập có toạ độ: + Từ 120 00’ 04” đến 120 23’15” vĩ độ Bắc + Từ 108038’24” đến 1080 58’24” kinh độ Đông Phía Bắc: Tiếp giáp với dãy núi Chư Yang Sinh- Đăk Lăk, Công ty lâm nghiệp Hương Trầm, tỉnh Khánh Hòa. Phía Đông: Tiếp giáp huyện Duyên Khánh, tỉnh Khánh Hoà. Phía Nam: Tiếp giáp với tỉnh Ninh Thuận là Khu Bảo tồn thiên nhiên Phước Bình (theo Quyết định số 125/2002/QĐ-TTg ngày 26 tháng 9 năm 2002 của Thủ Tướng Chính phủ) với diện tích tự nhiên là 19.814 ha; nằm ở phần sườn phía Đông của các dãy núi Gia Rích, Bi Doup. Phía Tây: tiếp giáp với rừng phòng hộ SêRêPốk đường ranh là ranh giới tự nhiên vùng đồi núi của dãy Chư Yên Du ( cao 2053 m), Yo Da Myut (cao 1816 m), Benom Da Treu (cao 1931 m). - Tổng diện tích tự nhiên hai đơn vị quản lý rừng nghiên cứu: 11.956 ha, trong đó: Diện tích tự nhiên của Vườn quốc gia Bi Doup-Núi Bà là 64.800 ha. Diện tích tự nhiên Công ty TNHH MTV lâm sản Khánh Hòa: 46.156 ha. 2.3.1.2. Địa hình - Địa hình tại vùng nghiên cứu là địa hình đồi núi cao, hệ thống sông suối nhiều, độ cao trung bình so với mực nước biển từ 1.400m - 1.500 m, chia cắt mạnh. - Từ ranh giới hai tỉnh Lâm Đồng và Khánh Hòa địa hình thấp dần về hướng biển Đông gồm các đỉnh núi thấp, bề mặt địa hình bị chia cắt mạnh. Các hệ dông thấp dần về hướng biển Đông theo hai hướng là: Đông Bắc và hướng Đông Nam. Từ đó, tạo nên một khu vực gần như là lòng chảo thuộc xã Giang Ly huyện Khánh Vĩnh. Từ đồng bằng Nam duyên hải Miền Trung lên tới độ cao 1500 m địa hình với những vách đá dựng đứng, khe sâu là kết quả của quá trình phân hóa, hội tụ của hai hệ dông. Từ độ cao 1500 m đến đỉnh dãy núi Hòn Giao (cao 2026 m) có địa hình tương đối bằng phẳng hơn.