Tóm tắt Luận án Nghiên cứu các đặc điểm sinh thái học của loài Thông hai lá dẹt (Pinus krempfii H. Leccomte)

Mở Đầu Thông hai lá dẹt (Pinus krempfii H. Lecomte) là loài thông đặc hữu hẹp ở vùng nam Tây Nguyên, Việt Nam, được phát hiện đầu tiên bởi Krempf vào năm 1921 tại thượng nguồn sông Máu, tỉnh Khánh Hòa. Các nghiên cứu sau này đã xác định vùng phân bố chủ yếu của loài tại Vườn Quốc gia (VQG) Bidoup -Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng và VQG Chư Yang Sin, tỉnh Đắc Lắc. Phát hiện gần đây cũng cho thấy sự hiện diện của loài ở Khu Bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Hòn Bà, tỉnh Khánh Hòa. Cho đến hiện nay, hiểu biết về loài cây giá trị này còn khá giới hạn, chỉ tập trung vào việc mô tả về hình thái, phân bố tự nhiên, một vài đặc điểm của cấu ttúc quần thể và tái sinh tự nhiên của loài. Trong khi đó, loài vẫn đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng cao do các tác động tiêu cực của các nhân tố sinh học và phi sinh học. Xuất phát từ lý do trên, tác giả đề xuất đề tài: Nghiên cứu các đặc điểm sinh thái học của loài Thông hai lá dẹt (Pinus krempfii H. Leccomte) nhằm đóng góp các hiểu biết khoa học và góp phần bảo tồn hiệu quả loài cây có giá trị này. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Xây dựng bản đồ phân bố tự nhiên và đánh giá các đặc điểm phân bố của loài Thông hai lá dẹt; Xác định các đặc điểm sinh thái học chủ yếu của quần thể Thông hai lá dẹt và của quần xã thực vật (QXTV) nơi quần thể Thông hai dẹt phân bố. Các đóng góp mới của luận án Về lý luận Nghiên cứu của luận án đóng góp thêm vào sự hiều biết cho khoa học các đặc điểm sinh thái về cấu trúc của quần thể Thông hai lá dẹt; Nghiên cứu của luận án làm rõ mối quan hệ sinh thái loài giữa loài Thông hai lá dẹt với các loài khác trong quần xã và sự ành hưởng của một số nhân tố sinh thái quan trọng đến mật độ phân bố loài Thông hai lá dẹt; Nghiên cứu của luận án cho thấy các đặc điểm sinh thái về cấu trúc và đa dạng sinh học của QXTV nơi loài Thông hai lá dẹt phân bố. Về thực tiễn Luận án hình thành lớp bản đồ số hóa vùng phân bố tự nhiên và đánh giá các đặc điểm phân bố của các quần thể Thông hai lá dẹt. Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1. Thông tin cơ bản về loài cây nghiên cứu 1.1.1. Một số đặc điểm về hình thái và sinh vật học Thông hai lá dẹt là loài cây gỗ lớn, thường xanh, cao 15-35 m, đường kính thân biến động từ 0,7 m đến > 2 m. Gốc cây có bạnh vè, vỏ cây già có màu nâu hồng. Tán cây non thưa có hình kim tự tháp, khi già sẩm màu, có hình rẽ quạt. Cây mầm có 10-13 lá mầm, xoắn cong về một hướng, phát triển thành những lá đầu tiên của cây con dài 1,5-2 cm, mọc quanh thân. Cây non (5-20 tuổi) có lá dài và rộng bản (dài 10-15 cm) hơn lá cây trưởng thành, xếp như hai lưỡi kéo ở phần đầu cành. Cây trưởng thành có lá nhỏ và ngắn lại (dài 4-5 cm, rộng 2-4 mm). Nón đơn tính cùng gốc,; nón đực hình trụ, nón cái hình trứng dài 4-9 cm, rộng 3-8 cm. Nón xuất hiện vào tháng 4-5, chín vào tháng 7-10. Hạt nhỏ, hình bầu dài, màu nâu nhạt, có cánh tròn ở đầu, màu trắng, tất cả dài khoảng 2,5 cm. Trung bình 1kg quả có từ 40 - 50 quả; tỷ lệ nảy mầm khoảng 30 -40%. Vị trí phân loại của loài Thông hai lá dẹt Đã có nhiều quan điểm khác nhau về vị trí phân loại học của loài Thông hai lá dẹt. Có quan điểm là đặt loài này trong một chi riêng biệt là chi Ducampopinus nằm trong họ Thông Pinaceae. Vài tác giả khác cho rằng loài có một số sự tương đồng về mặt hình thái và giải phẫu học lá với chi Keteleeria chi Pseudolarix của họ Thông. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu về giải phẫu học gỗ và kết quả phân tích về chỉ thị phân tử của vài tác giả đã khẳng định loài không có bất cứ mối quan hệ nào với hai chi Keteleeria và Pseudolarix và loài Thông hai lá dẹt rõ ràng nằm trong chi Thông (Pinus) và không nhất thiết phải tách thành một chi riêng biệt là chi Ducampopinus. Như vậy, qua các kết quả nghiên cứu hiện có, vị trí của loài trong hệ thống phân loại có thể được thể hiện như sau: Giới : Plantae Ngành : Pinophyta Phân ngành : Conipherophytina Lớp : Pinatae Lớp phụ : Pinidae Bộ : Pinales Họ : Pinaceae Họ phụ : Pinoideae Chi : Pinus Chi phụ : Ducampopinus Loài : Pinus krempfii 1.2. Các nghiên cứu về loài Thông hai lá dẹt Cho đến hiện nay các kết quả nghiên cứu về loài Thông hai lá dẹt tập trung vào các vấn đề cơ bản sau đây: - Xác định vùng phân bố tự nhiên của loài tại tỉnh Lâm Đồng và Khánh Hòa tuy nhiên chưa đầy đủ. Riêng vùng phân bố được cho là khá lớn của loài tại VQG Chư Yang Sin, tỉnh Đắc Lắc vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu, xác định; - Một số nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc thế hệ, tầng thứ của quần thể loài Thông hai lá dẹt và của QXTV nơi loài phân bố. Tuy nhiên các kết quả này chưa đầy đủ vì chỉ tập trung thu thập dữ liệu trên một vài ô mẫu đại điện; - Các nhân tố sinh thái khác như đặc điểm tổ thành của QXTV nơi loài phân bố chưa được phân tích đầy đủ, chưa có các nghiên cứu về các chỉ tiêu đa dạng sinh học của quần xã; - Đã có vài thu thập về các nhân tố sinh thái nơi loài phân bố, tuy nhiên chưa có các phân tích sâu về ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái này đến mật độ phân bố tự nhiên của loài. Chương 2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nội dung nghiên cứu 1. Khoanh vẽ vùng phân bố tự nhiên của loài tại các khu vực trên, xác định số lượng quần thể , mật độ loài Thông hai lá dẹt trong các quần thể và xây dựng lớp bản đồ số thích hợp; đánh giá đặc điểm phân bố của quần thể Thông hai lá dẹt; 2. Nghiên cứu các đặc điểm sinh thái của QXTV nơi loài Thông hai lá dẹt phân bố: Tính toán chỉ số giá trị quan trọng IV% của các loài trong QXTV, xác định cấu trúc tổ thành quần xã; xác định các chỉ số đa dạng sinh học; xác định cấu trúc về thế hệ và tầng thứ, mô hình hóa cấu trúc N-D và N-H, xác định cấu trúc phân bố trên mặt bằng của quần xã. 3. Nghiên cứu các đặc điểm sinh thái của quần thể Thông hai lá dẹt: Xác định cấu trúc thế hệ, tầng thứ , mô hình hóa cấu trúc N-D và N-H quần thể; xác định cấu trúc phân bố trên mặt đất rừng của quần thể; dự báo mối quan hệ sinh thái giữa loài Thông hai lá dẹt với các loài ưu thế khác trong QXTV; xác định các nhân tố sinh thái chủ yếu ảnh hưởng đến mật độ phân bố loài Thông hai lá dẹt. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp khoanh vẽ quần thể - Điều tra thu thập các thông tin hiện có về khu vực có khả năng phân bố của loài, xác định các khu vực cần lập tuyến điều tra để khoanh vẽ và đo đếm, thu thập các số liệu; - Lập các tuyến điều tra song song, tuyến cách tuyến 200 m, cứ 50 m tiến hành điều tra xung quanh bán kính 50 m, nếu phát hiện loài sử dụng cụng cụ Tracklog của GPS (Garmin 62) để khoanh vẽ vùng phân bố. 2.2.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu a. Xác định diện tích ô tiêu chuẩn (OTC) cần rút mẫu Tiến hành thu thập số loài theo các OTC với diện tích bắt đầu là 100 m2 và tăng dần đến 10.000 m2, sau đó biểu diễn mối quan hệ này trên đồ thị. Diện tích OTC nơi đó số loài trong ô đạt mức ổn định tương đối sẽ được sử dụng là diện tích ô mẫu để thu thập các dữ liệu có liên quan. b. Thu thập số liệu trong các OTC - Đo chu vi tại chiều cao 1,3 m bằng thước dây để tính toán D1,3 (lấy tròn đến cm) và H vút ngọn (lấy tròn đến 0,5 m) bằng Suunto của tất cả các loài cây gỗ có D1,3 ≥ 10 cm; Xác định tên cây của các cây đo đếm; - Đo khoảng cách từ 1 cây chọn ngẫu nhiên trong OTC đến cây gần nhất và khoảng cách của 1 cây Thông hai lá dẹt chọn ngẫu nhiên đến cây Thông hai lá dẹt gần nhất để tính tóan phân bố trên mặt đất rừng của quần xã và của Thông hai lá dẹt; - Thu thập, tính toán các nhân tố sinh thái quan trọng trong OTC như: Vị trí OTC (chân, sườn, đỉnh), hướng phơi, độ đốc của OTC, cao độ, tọa độ UTM của OTC, tổng tiết diện ngang (G), độ tàn che, loại đất, đo pH đất,lấy đất mang về để xác định đạm tổng số, thu thập dữ liệu về cường độ ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ không khí. c. Xử lý và phân tích số liệu c.1. Đặc điểm về cấu trúc rừng và chỉ số đa dạng sinh học c.1.1.Cấu trúc tổ thành Tính toán chỉ số giá trị quan trọng IV% theo công thức: IV% = (N% + G% + F%)/3 c.1.2. Chỉ số đa dạng sinh học (ĐDSH) QXTV - He’: Chỉ số đa dạng sinh học loài Shannon-Wiener, công thức tính: He’ = - i=1sPi*Ln(Pi) - Cd: Chỉ số mức độ ưu thế Simpson, công thức tính: Cd = i=1sPi2 - Hl: Chỉ số hỗn loài, công thức tính: Hl = S/N - Hα: Chỉ số entropy Renyi, công thức tính: Hα = Ln(i=1sPi∝)1-∝ c.1.3. Cấu trúc N-D và N-H * Kiểm tra sự thuần nhất Kiểm tra sự thuần nhất của các dãy phân bố N-D và N-H ở các OTC bằng tiêu chuẩn χ 2: χ 2 = i=1 kj=1m(fij-fj.nin)2fj.ni/n * Mô hình hóa cấu trúc N-D và N-H Mô hình hóa cấu trúc N-D và N-H bằng hàm Mayer, phân bố khoảng cách-hình học và phân bố Weibull. Chọn dạng mô phỏng có hệ số tương quan R cao nhất và χ 2t bé nhất. c.1.4. Cấu trúc phân bố mặt bằng Dùng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn tiêu chuẩn để kiểm tra cấu trúc trên mặt bằng của quần thụ cây gỗ: U = x λ –0,5. n 0,26136 c2. Dự báo mối quan hệ sinh thái giữa loài Thông hai lá dẹt với các loài quan trọng trong quần xã Rút mẫu thử trên 30 OTC để tính tóan dung lượng mẫu cần thiết (số OTC) theo công thức: Nct ≥ t2 . V%2 / Δ%2. Dùng hai chỉ tiêu thống kê là ρ và χ 2 để đánh giá mối quan hệ theo từng cặp loài: ρ=PAB- PA.P(B)PA.1-PA.PB.(1-PB) χ2t = [(|ad-bc| – 0,5)2. n] / [(a+ b)(c + d)(a + c)(b + d)] e. Phân tích quan hệ giữa mật độ phân bố loài Thông hai lá dẹt với các nhân tố sinh thái liên quan Tiến hành mã hóa các nhân tố sinh thái định tính và sử dụng các nhân tố sinh thái định lượng để phân tích mối quan hệ đa biến giữa mật độ Thông hai lá dẹt với các nhân tố sinh thái (yi) = f(xi), trong đó xi là các nhân tố sinh thái tổng hợp. Sử dụng mô hình hồi quy đa biến để phân tích, lọc và phát hiện các nhân tố ảnh hưởng đến mật độ phân bố loài Thông hai lá dẹt. Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Xây dựng bản đồ vùng phân bố và đánh giá đặc điểm phân bố loài Thông hai lá dẹt 3.1.1. Bản đồ vùng phân bố loài Thông hai lá dẹt Kết quả đã xây dựng bản đồ phân bố của loài Thông hai lá dẹt trên nền bản đồ địa hình UTM (WGS 84) tại các khu vực nghiên cứu được thể hiện ở Hình 3.1. 3.1.2. Đặc điểm phân bố Bảng 3.1. Số lượng quần thể, diện tích và mật độ phân bố bình quân loài Thông hai lá dẹt tại các khu vực nghiên cứu Khu vực phân bố Số lượng quần thể Diện tích (ha) N cây/ha bình quân (BQ) Ghi chú VQG Bidoup -Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng 18 878,98 23,6 cây/ha Tính mật độ BQ từ 45 OTC 2.500 m2 VQG Chư Yang Sin, tỉnh Đắc Lắc 10 197,77 8 cây/ha Tính mật độ BQ từ 08 OTC 2.500 m2 Khu BTTN Hòn Bà, tỉnh Khánh Hòa 01 24,02 1 cây/ha Tính mật độ BQ từ số cây thực tế 3.2. Xác định diện tích OTC cần rút mẫu và xây dựng hệ thống OTC Căn cứ kết quả vùng phân bố, đặc điểm phân bố của loài trên ba khu vực, nhận thấy mức độ tập trung của các cá thể của loài chủ yếu ở VQG Bidoup-Núi Bà. Tại hai khu vực còn lại, quần thể loài nhỏ, số lượng cá thể ít và phân tán. Do vậy việc xác định diện tích ô mẫu, xây dựng hệ thống OTC để thu thập các dữ liệu nhằm phân tích các đặc điểm sinh thái chỉ được tập trung trên vùng phân bố của loài tại VQG Bidoup- Núi Bà. Kết quả đã xác định diện tích ô mẫu là 2.500 m2 và xây dựng 71 ô mẫu (45 ô có và 26 ô không có loài Thông hai lá dẹt) rải đều trên các khu vực phân bố của loài, đại diện cho các dạng phân bố là dày, thưa, rất thưa và không có loài Thông hai lá dẹt. 3.3.Đặc điểm sinh thái tầng cây gỗ QXTV nơi có loài Thông hai lá dẹt phân bố 3.3.1. Phân chia các ưu hợp thực vật (ƯHTV) Căn cứ cách phân biệt các đơn vị phân loại cho một QXTV của Thái Văn Trừng (1978) nhưng sử dụng chỉ số IV% của các loài trong quần xã làm giá trị tính toán, kết quả phân chia thành bốn ƯHTV với các đặc điểm theo Bảng 3.2. Hình 3.1. Bản đồ vùng phân bố loài Thông hai lá dẹt tại VQG Bidoup-Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng, VQG Chư Yang Sin, tỉnh Đắc Lắc và Khu BTTN Hòn Bà, tỉnh Khánh Hòa. Bảng 3.3. Đặc điểm của các ƯHTV Tên ưu hợp thực vật Tổng IV% của 9 loài ưu thế có IV%>3% Tổng IV% của các loài ưu thế tham gia vào ưu hợp IV% BQ loài Thông hai lá dẹt trong ưu hợp Số OTC Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 45,83% 20,41% 2,59% 10 Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá 51,42% 23,27% 3,57% 7 Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 44,92% 23,87% 5,64% 18 Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 51,79% 35,50% 9,65% 10 3.3.2. Cấu trúc tổ thành (CTTT) Hình 3.7: Biểu đồ biểu diễn CTTT tầng cây gỗ của QXTV Thảo luận: Tầng cây gỗ của QXTV có 97 loài với 32 họ thực vật tham gia vào CTTT, chủ yếu thuộc các họ Thông (Pinaceae), Sồi Dẻ (Fagacaeae), Đỗ quyên (Ericaceae), Sim (Myrtaceae), Long não (Lauraceae); kiểu rừng này có thể phân chia ra làm 4 ƯHTV, trong đó chỉ số IV% của loài Thông hai lá dẹt tăng dần từ thấp, trung bình, cao và rất cao theo các ƯHTV. 3.3.3. Đặc điểm đa dạng sinh học Bảng 3.4. Chỉ số ĐDSH tầng cây gỗ của QXTV và các ƯHTV Loại quần thụ Số lượng loài(S) Số cá thể (N) Tỷ lệ Hl Chỉ số He’ Chỉ số Cd QXTV 97 7.324 1/75,5 3,684 0,036 Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 66 1.623 1/24,6 3,532 0,041 Cápmộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá 49 1.081 1/22,1 3,312 0,049 Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 89 2.808 1/36,6 3,791 0,031 Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 57 1.812 1/31,8 3,411 0,049 Thảo luận: Tỉ lệ hỗn loài của QXTV là 1/75,5, nghĩa là cứ 75,5 cây cá thể là có một loài, chỉ số ĐDSH loài Shannon-Weiner He’ biến động không lớn giữa các ưu hợp (ƯH); Chỉ số Renyi Hα cho thấy ƯH Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh có tính đa dạng cao nhất, tiếp theo là ƯH Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt. Hai ƯH còn lại có tính ĐDSH thấp nhất, trong đó ƯH Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt giàu hơn về số loài nhưng phân bố ít đồng đều hơn ƯH Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá. Hình 3.8: Biểu đồ biểu diễn chỉ số đa dạng Renyi 3.3.4. Cấu trúc thế hệ N-D a. Cấu trúc thế hệ của bốn ƯHTV Các dãy phân bố N-D của các OTC 4 ƯHTV đều thuần nhất và vì vậy có thể gộp chung để mô phỏng phân bố N-D. Bảng 3.29. Các đặc trưng của phân bố N-D của 04 ƯHTV Tên ƯHTV Mật độ (cây/ha) Cấp kính phân bố Dạng mô phỏng tốt nhất Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 648 15 cm -155 cm Phân bố Weibull Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thụng 5 lá 620 15 cm - 155 cm Phân bố Weibull Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 625 15 cm - 165 cm Phân bố hình học Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 723 15 cm - 135 cm Phân bố hình học b. Cấu trúc thế hệ của QXTV Hình 3.24. Biểu đồ biểu diễn phân bố N-D thực nghiệm QXTV c. Thảo luận Cấu trúc thế hệ tầng cây gỗ của QXTV có đặc điểm: - Tuân theo quy luật phân bố giảm; - Số cây BQ/ha trong 651 cây/ha, tập trung cao nhất ở cấp kính 15 cm, sau đó giảm rất nhanh ở cấp kính kế cận 25 cm. Từ cấp kính 85 cm số cây chỉ còn lại < 10 cây/ha. - Kết quả mô phỏng tương quan N-D đó cho thấy hai ƯHTV Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh và Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá mô phỏng tốt nhất bằng phân bố Weibull. Đối với hai ƯHTV còn lại, dạng mô phỏng tốt nhất là phân bố hình học. 3.3.5. Cấu trúc tầng thứ N-H a. Cấu trúc tầng thứ của bốn ƯHTV Các dãy phân bố N-H của các OTC 4 ƯHTV đều thuần nhất và vì vậy có thể gộp chung để mô phỏng phân bố N-H. Bảng 3.40. Các đặc trưng của phân bố N-H của 04 ƯHTV Tên ƯHTV Cấp chiều cao phân bố, cấp chiều cao có số cây nhiều nhất Số cây trong cấp chiều cao có số cây nhiều nhất Dạng mô phỏng tốt nhất Trõm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 6 m - 30 m, 18 m 204 cây/ha Weibull α = 3,4 Cáp mộcBidoup+Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá 6 m - 30 m, 18 m 190 cây/ha Weibull i α = 3,3 Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 6 m - 30 m, 18 m 193 cây/ha Weibull α = 3,1 Thông hai lá dẹt+ Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 6 m - 30 m, 18 m 257 cây/ha Weibull α = 3,4 b. Cấu trúc tầng thứ của QXTV c. Thảo luận Cấu trúc tầng thứ tầng cây gỗ của QXTV có đặc điểm: - Có dạng một đỉnh tại cấp chiều cao trung gian là 18m; - Phân bố chủ yếu ở cấp chiều cao 6 m - 26 m chỉ là 4 cây/ha; - Kết quả mô phỏng tương quan N-H cho thấy phân bố Weibull với α = 3,1 - 3,4 mô phỏng tốt cho tương quan N-H của 04 ƯHTV thuộc kiểu rừng này. Hình 3.29. Biểu đồ biểu diễn phân bố N-H thực nghiệm QXTV 3.3.6. Cấu trúc phân bố cây trên mặt đất rừng Bảng 3.41.Cấu trúc phân bố cây trên mặt đất của 04 ƯHTV Tên ƯHTV n U Kết luận Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 59 1,71 0,065 -1,86 │U│=1,86 Ê 1,96: Phân bố ngẫu nhiên Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá 35 1,77 0,062 -1,40 │U│=1,40 Ê 1,96: Phân bố ngẫu nhiên Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 136 1,93 0,062 -0,75 │U│=0,75 Ê 1,96: Phân bố ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 74 1,66 0,073 -1,75 │U│=1,75 Ê 1,96: Phân bố ngẫu nhiên Cấu trúc phân bố trên mặt đất rừng của 4 ƯHTV có dạng ngẫu nhiên chứng tỏ quần thụ khá ổn định và do vậy sử dụng tương đối tốt không gian trên mặt đất nơi chúng phân bố. 3.4. Đặc điểm sinh thái của quần thể Thông hai lá dẹt 3.4.1. Đặc điểm cấu trúc quần thể a. Cấu trúc thế hệ N-D Bảng 3.62. Đặc điểm phân bố N-D của loài Thông hai lá dẹt Tên ƯHTV Đặc điểm phân bố N-D thực nghiệm Dạng mô phỏng tốt nhất Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh - Có dạng nhiều đỉnh, thiếu vắng cây ở nhiều cấp kính; - Tỉ lệ lớp cây non và kế cận trong quần thể rất thấp, không đảm bảo sự kế tục thay thế lớp cây già cỗi; Không mô phỏng được bằng các hàm tóan học Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá - Có dạng nhiểu đỉnh, nhưng nhìn chung vẫn có dạng giảm; - Tỉ lệ lớp cây non và kế cận trong quần thể rất thấp, không đảm bảo sự kế tục thay thế lớp cây già cỗi; Dạng hàm Mayer Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt - Số cây tập trung ở cấp kính 35 cm và có nhiều đỉnh răng cưa nhỏ ở các cấp kính lớn hơn nhưng xu hướng tuân theo dạng giảm; - Tỉ lệ lớp cây non và kế cận trong quần thể rất thấp, không đảm bảo sự kế tục thay thế lớp cây già cỗi; Dạng hàm Mayer Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh - Số cây tập trung ở cấp kính 35 cm và có nhiều đỉnh răng cưa nhỏ ở các cấp kính lớn hơn nhưng xu hướng tuân theo dạng giảm; - Tỉ lệ lớp cây non và kế cận trong quần thể rất thấp, không đảm bảo sự kế tục thay thế lớp cây già cỗi; Dạng hàm Mayer Hình 3.43: Biểu đồ biểu diễn phân bố N-D thực nghiệm loài Thông hai lá dẹt Thảo luận Cấu trúc N-D loài Thông hai lá dẹt có các đặc điểm: - Có nhiều đỉnh, dạng răng cưa nhưng nhìn chung tuân theo quy luật phân bố giảm của kiểu rừng tự nhiên khác tuổi; - Số cây từ cấp kính 15 cm - 35 cm xấp xỉ 12 cây/ha, chiếm tỉ lệ thấp (khoảng 50%) trong quần thể, có nguy cơ đe dọa sự tồn tại của quần thể do thiếu sự thay thế lớp cây già cỗi. - Kết quả mô phỏng tương quan N-D cho thấy, ngoại trừ quần thể Thông hai lá dẹt trong ƯHTV Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh không thể mô phỏng tương quan N-D bằng các hàm toán học, các quần thể Thông hai lá dẹt trong ba ƯHTV còn lại đều có thể mô phỏng tốt bằng cả ba dạng hàm toán học, trong đó dạng hàm Mayer mô phỏng tốt nhất. b. Cấu trúc tầng thứ Bảng 3.73. Đặc điểm phân bố N-H của loài Thông hai lá dẹt trong 4 ƯHTV Tên ƯHTV Đặc điểm phân bố N-H thực nghiệm Dạng mô phỏng tốt nhất Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh Cây tập trung chủ yếu ở các cấp chiều cao lớn từ 22 m - 30 m chứng tỏ quần thể thiếu vắng lớp cây non và kế cận, không đảm bảo sự kế tục thế hệ; Không mô phỏng được bằng các hàm tóan học Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá Cây tập trung chủ yếu ở các cấp chiều cao lớn từ 22 m - 30 m chứng tỏ quần thể thiếu vắng lớp cây non và kế cận, không đảm bảo sự kế tục thế hệ; Dạng phân bố Weibull Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt Cây tập trung chủ yếu ở các cấp chiều cao lớn từ 22 m - 34 m chứng tỏ quần thể thiếu vắng lớp cây non và kế cận, không đảm bảo sự kế tục thế hệ; Dạng phân bố Weibull Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh Cây tập trung chủ yếu ở các cấp chiều cao lớn từ 22 m - 34 m chứng tỏ quần thể thiếu vắng lớp cây non và kế cận, không đảm bảo sự kế tục thế hệ; Dạng phân bố Weibull Thảo luận: - Cấu trúc N-H loài Thông hai lá dẹt có các đặc điểm: - Có dạng một đỉnh, số cây tập trung cao nhất ở cấp chiều cao 22 m, cao hơn chiều cao BQ của lâm phần (18 m); - Số cây ở các cấp chiều cao thấp 6 m - 18m là 12,2 cây/ha, chiếm tỉ lệ thấp (khoảng 51,6%) trong quần thể, đe dọa sự tồn tại của quần thể do thiếu sự thay thế lớp cây già cỗi. - Kết quả mô phỏng tương quan N-H cho thấy, ngoại trừ quần thể Thông hai lá dẹt trong ƯHTV Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh không thể mô phỏng tương quan N-H bằng các hàm toán học, các quần thể Thông hai lá dẹt trong ba ƯHTV còn lại đều có thể mô phỏng tốt bằng phân bố Weibull. Hình 3.48: Biểu đồ biểu diễn phân bố N-H thực nghiệm loài Thông hai lá dẹt c. Cấu trúc phân bố cây trên mặt đất rừng Bảng 3.74. Cấu trúc phân bố cây trên mặt đất rừng của loài Thông hai lá dẹt trong 04 ƯHTV Tên ƯHTV n x λ U Kết luận Trâm vỏ đỏ + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 8 1,89 0,0006 -4,90 U < -1,96: Phân bố cụm. Cáp mộc Bidoup + Trâm vỏ đỏ + Thông 5 lá 17 1.39 0,0014 -7,08 U < -1,96: Phân bố cụm. Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt 36 1.83 0,0021 -9,54 U < -1,96: Phân bố cụm. Thông hai lá dẹt + Cáp mộc Bidoup + Cáp mộc VN + Dẻ xanh 41 1,64 0,0052 -9,66 U < -1,96: Phân bố cụm. Phân bố trên mặt đất rừng của loài Thông hai lá dẹt trong 4 ƯHTV có dạng phân bố cụm. Điều này chứng tỏ loài chỉ có khả năng xuất hiện giới hạn trên những tiểu hoàn cảnh rừng thực sự thuận lợi cho sự tái sinh, sinh trưởng và phát triển. 3.4.2. Dự báo mối quan hệ sinh thái giữa loài Thông hai lá dẹt với các loài ưu thế khác trong QXTV Kết quả nghiên cứu cho thấy loài Thông hai lá dẹt (Pinus krempfii) có mối quan hệ hỗ trợ với loài Hồng quang (Rhodoleia championii) và quan hệ bài xích với loài Dẻ xanh (Lithocarpus pseudosundaicus) và có mối quan hệ ngẫu nhiên với các loài Cáp mộc Bidoup (Craibiodendron henryi), Cáp mộc VN (Craibiodendron vietnamense), Kha thụ nhím (Castanopsis echidnocarpa), Kha thụ nguyên (Castanopsis pseudoserrata), Trâm trắng (Syzygium wightianum) và Trâm vỏ đỏ (Syzygium zeylanicum). (Bảng 3.6). 3.4.3. Nghiên cứu các nhân tố sinh thái chủ yếu ảnh hưởng đến mật độ phân bố của loài Thông hai lá dẹt Kết quả phân tích đa biến đã cho thấy biến 1/N Thong (mật độ loài Thông hai lá dẹt) có mối quan hệ với 4 biến là Uuhop (loại ưu hợp), 1/Caodo (Cao độ), Vido (Vĩ độ) và Vitri (Vị trí của OTC là chân, sườn, đỉnh). Thiết lập mô hình quan hệ giữa biến phụ thuộc là 1/NThong với 4 biến độc lập là Uuhop, 1/Caodo, Vido và Vitri, Bảng 3.75: Kiểm tra quan hệ sinh thái giữa loài Thông hai lá dẹt với các loài quan trọng trong QXTV Loài A Loài B nA nB nAB nAB-(d) P(A) P(B) P(AB) ρ χ2 Quan hệ Thông hai lá dẹt Cáp mộc Bidoup 9 18 36 8 0,63 0,76 0,51 0,12 1,04 Ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt Cáp mộc VN 9 18 36 8 0,63 0,76 0,51 0,12 1,04 Ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt Dẻ xanh 13 26 32 0 0,63 0,82 0,45 -0,36 9,17 Quan hệ âm Thông hai lá dẹt Kha thụ nguyên 19 18 26 8 0,63 0,62 0,37 -0,11 0,91 Ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt Hồng quang 6 16 39 10 0,63 0,77 0,55 0,29 5,94 Quan hệ dương Thông hai lá dẹt Kha thụ nhím 8 20 37 6 0,63 0,80 0,52 0,06 0,29 Ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt Trâm trắng 0 24 45 2 0,63 0,97 0,63 0,22 3,52 Ngẫu nhiên Thông hai lá dẹt Trâm vỏ đỏ 5 21 40 5 0,63 0,86 0,56 0,11 0,89 Ngẫu nhiên tổ hợp biến để tìm phương trình biểu diễn có hệ số tương quan cao nhất và các giá trị P của các biến số là nhỏ nhất. Kết quả đã tìm ra phương trình sau: 1/N Thong = 0,307016 - 3,13684E-8*Uuhop*Vido - 58,546*1/Caodo*Vitri Các số liệu về mặt thống kê: - Hệ số tương quan R2= 42,39%; - Giá trị P của các biến số Uuhop*Vido, Vitri*1/Caodo lần lượt là: 0,0003; 0,0357 và đều nhỏ hơn 0,05; - Giá trị P của phép phân tích phương sai là: P=0,0000 < 0,05 nên các biến số có mối quan hệ có ý nghĩa về mặt thống kê ở độ tin cậy 95%. Kết luận và kiến nghị Kết luận - Hình thành lớp bản đồ số hóa vùng phân bố của loài Thông hai lá dẹt; loài phân bố chủ yếu ở cao độ từ 1200 m - 2.000 m, tập trung ở cao độ 1.500 m -1.700 m, phân bố cụm, tập trung trên đỉnh dông, đồi. - Đặc điểm sinh thái của QXTV: Có thể phân ra làm 4 ƯHTV, trong đó chỉ số IV% của Thông hai lá dẹt tăng dần từ thấp, trung bình, cao và rất cao theo các ƯHTV; QXTVcó tính ĐDSH khá cao,trong 04 ƯHTV thì ƯH Trâm trắng + Trâm vỏ đỏ + Dẻ xanh + Thông hai lá dẹt có tính giàu có về loài và độ đồng đẳng cao nhất; cấu trúc thế hệ tuân theo quy luật phân bố giảm, mô phỏng tốt nhất bằng phân bố Weibull và phân bố hình học; cấu trúc tầng thứ có dạng một đỉnh tại cấp chiều cao trung gian là 18 m và mô phỏng tốt nhất bằng phân bố Weibull; cấu trúc phân bố cây trên mặt đất rừng có dạng phân bố ngẫu nhiên, chứng tỏ quần thụ sử dụng khá tốt không gian trên mặt đất rừng. - Đặc điểm sinh thái của quần thể Thông hai lá dẹt: Cấu trúc N-D có nhiều đỉnh nhỏ nhưng nhìn chung tuân theo qui luật phân bố giảm, tỉ lệ lớp cây non và kế cận thấp, có nguy cơ đe dọa sự tồn tại của quần thể trong tương lai, có thể mô phỏng tốt nhất bằng hàm Mayer; cấu trúc N-H có dạng một đỉnh ở cấp chiều cao 22 m, số cây ở cấp chiều cao nhỏ chiếm tỉ lệ thấp, thiếu vắng lớp cây non và kế cận, mô phỏng tốt nhất bằng phân bố Weibull; cấu trúc phân bố cây trên mặt đất rừng có dạng phân bố cụm, chứng tỏ loài chỉ xuất hiện giới hạn trên những điều kiện môi trường thực sự thuận lợi; trong 9 loài quan trọng của quần xã, Thông hai lá dẹt có mối quan hệ hỗ trợ với loài Hồng quang (Rhodoleia championii), quan hệ bài xích với loài Dẻ xanh (Lithocarpus pseudosundaicus) và có mối quan hệ ngẫu nhiên với 7 loài khác; trong 12 nhân tố sinh thái đưa vào phân tích có bốn nhân tố là ưu hợp, cao độ, vĩ độ và vị trí có mối quan hệ với mật độ phân bố của loài Thông hai lá dẹt. Kiến nghị - Cần có các khảo sát tiếp theo về khu vực phân bố của loài, thu thập các dữ liệu về cấu trúc QXTV và của quần thể loài tại VQG Chư Yang Sin, VQG Phước Bình, tỉnh Ninh Thuận, và một vài khu vực khác tại tỉnh Khánh Hòa; - Cần có các nghiên cứu tiếp theo về đặc điểm vật hậu, tái sinh, đa dạng di truyền giữa các quần thể và giữa các cá thể trong quần thể, nhân giống hữu tính và vô tính để có thể đưa ra một chiến lược bảo tồn hiệu quả cho loài câynày.