Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng loài thực vật của một số kiểu rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Đakrông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

23
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này thực hiện nhằm xác định các kiểu rừng chủ yêu ở khu vực nghiên cứu. Xác định một số đặc điểm về cấu trúc QXTVR chủ yếu của khu vực. Xác định đặc điểm tính đa dạng loài thực vật tại khu vực nghiên cứu; Đề xuất một số giải pháp quản lý rừng tại khu vực nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng loài thực vật của một số kiểu rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Đakrông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT ------------------------------------------- TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ VĂN HOÀI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH ĐA DẠNG LOÀI THỰC VẬT CỦA MỘT SỐ KIỂU RỪNG TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN ĐAKRÔNG Chuyên ngành: LÂM HỌC Mã số: 60.62.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2011
1 ĐẶT VẤN ĐỀ KBTTN Đakrông là một địa điểm có tính chiến lược, quan trọng không chỉ riêng của Huyện & Tỉnh mà còn của cả Quốc gia bởi các quần xã thực vật rừng ở đây chủ yếu là rừng phòng hộ đầu nguồn, có tác dụng bảo vệ đất, điều tiết nguồn nước, chống xói mòn đất, đặc biệt là để bảo vệ nguồn gene các loài động thực vật..vv Trong những năm qua cùng với công cuộc xây dựng và phát triển xã hội của vùng, việc khai thác rừng bừa bãi, tập quán đốt nương làm rẫy, phương thức sử dụng đất không hợp lý và săn bắt các loài động thực vật của cộng đồng dân cư sống trong Khu BTTN Đakrông đã và đang làm cho HST rừng bị suy thoái nghiêm trọng. Chính điều đó đã gây ảnh hưởng xấu đến môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống cộng đồng người dân trong khu vực đó, đặc biệt là sự suy thoái nguồn gene các loài động thực vật..vv Sự mất rừng sẽ làm suy giảm tính đa dạng sinh vật & suy giảm nguồn nước, giảm hiệu lực phòng hộ trong mùa mưa, giảm khả năng cung cấp nước tưới trong mùa khô. Sự mất rừng còn làm tăng nhiệt độ trong vùng, giảm năng suất các quần xã và HST. Hiện nay cũng đã có một số các công trình nghiên cứu về các lĩnh vực như; quản lý bảo vệ và sử dụng các loại tài nguyên như TN động thực vật, TN nước, TN đất v.v…, hiểu quả của QLBV rừng đặc dụng trọng bảo vệ và phát triển lâm sản ngoài gỗ, trong phát triển KT-XH... tại khu vực Khu BTTN.Tuy vậy, Nghiên cứu về kết cấu không gian và tính đa dạng loài của một số quần xã thực vật rừng tại khu vực này là hầu như chưa có. Cho nên để bổ sung thêm các dự liệu cho khu vực và phần nào giải quyết các tồn tại đã nêu trên, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng loài thực vật của một số kiểu rừng tại Khu BTTN Đakrông ”. Chương 1
2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tinh hình nghiên cứu ở trên thế giới. 1.1.1. Nghiên cứu về phân loại quần xã thực vật rừng (1) Khái niệm về kiểu rừng “Kiểu rừng là một khu rừng hoặc là một tập hợp các mảnh rừng có đặc điểm chung về điều kiện thực vật rừng (đất và khí hậu), thành phần loài cây, số tầng thứ, hệ động vật và có cùng yêu cầu các biện pháp kinh doanh như nhau trong các điều kiện kinh tế xã hội giống nhau” V.N Sucasep, 1964. (2). Khái niệm Kiểu thảm thực vật (kiểu rừng-vegetation type) là tập hợp các cây cỏ lớn đem lại một hình dáng đặc biệt cho cảnh quan, bao gồm những cây cỏ khác loài nhưng cùng chung một dạng sống ưu thế. Nó là những thực thể sinh vật tồn tại khách quan và phổ biến trong tự nhiên. Định nghĩa này được thông qua ở Hội nghi quốc tế thực vật học lần thứ VII tại Paris (1957). (3) Tiến triển nghiên cứu về phân loại rừng Vấn đề phân loại rừng là một ván đề còn rất nhiều tranh luận, đặc biệt là đối với rừng nhiệt đới. Đối với Quốc gia và khu vực khác nhau sẽ có đối tượng nghiên cứu khác nhau và phương pháp nghiên cứu đối với mỗi quần xã cụ thể cũng không giống nhau, nguyên tắc và phương pháp phân loại QXTVR cũng có sự sai khác tương đối lớn, thậm chí trở thành các học phái khác nhau và có thể xuất hiện học phái rất quan trọng đặc sắc. Các phương pháp phân loại quần xã hiện nay rất nhiều quan điểm khác nhau và có thể phân thành hai hướng chính: + Thứ nhất là ở thời kỳ đầu có các nhà sinh thái học thực vật như ở Nga có V.N Sucasep (1910,) nước Pháp có Braun – Blanquet (1913), Học giả nước Mỹ F.E Clements (1916)… họ đã cho rằng quần xã là một đơn vị tự nhiên, có sẵn biên giới rõ ràng và giữa các quần xã có vùng đêm, có thể phân chia. Vì vậy, có thể dựa vào loài cây giống nhau để tiến hành phân loại. Quan điểm này được gọi là “Lý luận đơn vị quần hợp” (association unit theory). (Ghi chú: Trong vùng đêm có hiện tượng hiệu ứng, nên số loài sẽ nhiều hơn
3 so với các quần xã lân cận, nếu giống bên nào nhiều hơn thì thuộc về quần xã đó). + Quan điểm thứ hai là quan điểm cá thể luận (individual theory), Họ cho rằng quần xã có tính liên tục, không có biên giới rõ ràng, nó là một tổ hợp các quần thể khác nhau, mà quần thể là độc lập. Họ cho rằng phân loại quần xã ở thời kỳ đầu đều là lựa chọn các ÔTC điển hình có tính đại biểu cho quần xã, nếu như không điển hình thì sẽ phát hiện đa số các quần xã là vùng đêm - trung gian hay ở giai đoạn quá độ. Tình hình gián đoạn không liên tục gần như phát sinh ở sinh cảnh không liên tục. Thí dụ như sự cải biến về điều kiện địa hình, đá mẹ, thổ nhưỡng; sự can thiệp của con người; cháy rừng; sâu bệnh động vật gây hại v.v…Còn ở dưới điều kiện khác thì sinh cảnh và quần xã đều liên tục. Ví thế họ cho rằng nên sử dụng phương pháp phân tích thang bậc sinh cảnh, tức là theo thứ tự (ordination) để nghiên cứu sự biến đổi quần xã, mà không nên sử dụng phương pháp phân loại. (Kiểu như vẽ bản đồ đất trên thực địa). Thực tế chứng minh, sự tồn tại của QXTVR có tính hai mặt: Một là có tính liên tục, mặt khác là có tính gián đoạn- tính không liên tục,.Tuy nhiên phương pháp nghiên cứu biến đổi dần theo thang bậc (tuần tự) thích hợp đối với quần xã có tính liên tục; Còn phân loại thì thích hợp đối với quần xã có tính gián đoạn rõ ràng, nhưng nếu như kết quả của phương pháp tuần tự tạo thành một số điểm tập trung thì cũng có thể đạt đến mục đích phân loại; Đồng thời, nếu như phân loại trùng lặp, cũng có thể phản ảnh tính liên tục của quần xã. Vì vậy 2 phương pháp của hai quan điểm trên gần giống nhau, đều có thể phản ảnh tính liên tục và tính gián đoạn của quần xã, chỉ là nghiêng về 1 phía nào đó, nếu như kết hợp sử dụng cả hai phương pháp trên thì hiệu quả sẽ càng tốt hơn. Công tác phân loại quần xã có thể phân chia theo điều kiện tự nhiên và theo con người, Trong nghiên cứu sinh thái học thì phân loại theo điều kiện tự nhiên, Trong hệ thống phân loại tự nhiên có nhiều học giả, họ phân loại trên
4 cơ sở khác nhau, có người lấy tổ thành khu hệ thực vật làm cơ sở phân loại, có người lấy ngoại mạo sinh thái làm cơ sở, cũng có người dựa vào đặc trưng động thái làm cơ sở, nhưng họ đều không không theo 1 hệ thông phân loại nào cả, họ đều phải dựa vào đặc trưng của bản thân quần xã thực vật để làm căn cứ phân loại, và họ cũng rất chú ý đến quan hệ sinh thái của quần xã, bởi vì phân loại theo đặc trưng của bản thân đối tượng nghiên cứu so với các phân loại khác nó càng có tính tự nhiên hơn. Từ những năm 30 của thế kỷ 20 Ramenssky đã đề xuất khái niệm về thứ tự sắp xếp và đã phát triển thành 1 loại phương pháp sắp xếp trật tự đơn giản. Đến sau những năm 50 phương pháp này đã trở thành phương pháp sắp xếp đa dạng phổ biến và phạm vi áp dụng rộng rãi hơn trong nghiên cứu thực bì, như phương pháp bình quân gia quyền, phương pháp phân tích trực tiếp, phương pháp bình quân tương hỗ v.v.... Theo Schmitthusen (1959), ở châu Âu có hệ thống phân loại thảm thực vật chủ yếu là hệ thống phân loại các quần xã thực vật của Braun – Blanquet (1928), được thực hiện chủ yếu bởi các nhà thực vật học theo trường phái của Pháp và hệ thống phân loại các quần thể thực vật được thực hiện bởi những nhà địa thực vật của Đức (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) [ 26 ] Ở Phần Lan, Caiande A.K. chủ trương phân loại rừng dựa vào thực vật thảm tươi. Ông cho rằng, trong lâm phần thành thục, tổ thành thảm tươi không chỉ phụ thuộc vào hoàn cảnh sinh thái môi trường mà còn phụ thuộc vào cả tổ thành loài cây gỗ của lâm phần. Theo đó, thảm tươi là chỉ tiêu tốt nhất để xem xét tính đồng nhất sinh học của môi trường, kể cả tính đồng nhất về hiệu quả của thực vật rừng. Tuy thế, điều này đã không hoàn toàn đúng vì thực tế thảm tươi có khả năng chỉ thị nhưng không có khả năng chỉ thị cho tất cả các điều kịên lập địa. Ngoài ra các yếu tố bên ngoài như: lửa rừng, khai thác… cũng ảnh hưởng lên thảm tươi (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) [12 ] Ở Hoa Kỳ, phân loại rừng chủ yếu theo học thuyết cực đỉnh (Climax) của
5 Colleman. Phân loại theo Climax tạo cho quần xã thực vật ổn định trong quá trình phát triển lâu dài trên những vùng lãnh thổ rộng lớn với đất đai đã được hình thành từ lâu. Khí hậu là nhân tố để xác định Climax. Ngoài khái niệm Climax, các nhà lâm học Hoa kỳ còn đưa ra khái nịêm tiền đỉnh cực (á đỉnh cực), đơn đỉnh cực, đa đỉnh cực (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) [ 29 ] Ở vùng nhiệt đới, theo Thái Văn Trừng (1978), có lẽ Schimper (1918) là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới (ghi theo Thái Văn Trừng 1978) [ 14 ]. Trong hệ thống này Schimper đã phân chia thảm thực vật thành quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi. Trong quần hệ khí hậu lại được phân chia thành 4 kiểu: Rừng thưa, rừng gió mùa, rừng trảng, rừng gai; ngoài ra còn có them 2 kiểu là: Thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới. Rubel, Ilinski, Burt, Aubréville...chỉ căn cứ vào độ tán che trên mặt đất của tầng ưu thế sinh thái để phân biệt các kiểu quần thể thưa thành: Rừng thưa và trảng chuông (ghi theo Thái Văn Trừng 1978) [15 ] Schmithusen (1959), thảm thực vật trái đất được chia thành 9 lớp quần hệ là: Lớp quần hệ rừng, lớp quần hệ cây bụi, lớp quần hệ sa- van và đồng cỏ, lớp quần hệ đồng cỏ và nửa cây bụi, lớp quần hệ thực vật sống 1 năm, lớp quần hệ hoang mạc, lớp quần hệ thực vật hồ nước nội địa và lớp quần hệ thực vật biển (ghi theo Thái Văn Trừng 1978) [ 15 ] Gần đây, các nhà sinh thái và địa thực vật Đức đã phân chia thảm thực vật thành 16 kiểu quần hệ: Rừng mưa nhiệt đới, rừng mưa Á nhiệt đới, rừng mưa lạnh ôn đới, rừng xanh mưa mùa, rừng lá rộng xanh mùa hè, rừng lá kim rộng ôn đới, kiểu quần hệ cây gỗ có gai, kiểu cây gỗ có lá rộng, kiểu thảo nguyên rừng, kiểu trảng cỏ nhiệt đới, kiểu thảo nguyên ôn đới, kiểu đầm lầy, kiểu hoang mạc nóng và kiểu hoang mạc khô lạnh (ghi theo Thái Văn Trừng 1978) [2] UNESCO (1973) đã công bố một khung phân loại thảm thực vật thế giới dựa trên nguyên tắc ngoại mạo cấu trúc và được thể hiện trên bản đồ 1:
6 2.000.000. Đây là khung phân loại hiện nay được sử dụng phổ biến phục vụ cho công tác bảo tồn trên toàn thế giới và đã được Phan Kế Lộc (1985), Nguyễn Nghĩa Thìn (1997, 2004, 2005) áp dụng (ghi theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2005) Năm 1980 Hill và Gauch đã đề xuất phương phá phân tích đối ứng xu thế (Detrended Correspondence Analysis, DCA), đây là do phương pháp bình quân tương hỗ (reciprocal averaging, RA) chỉnh sửa mà thành. Có thể dùng DCA để phân tích hôi qui, kết hợp ứng dụng phương pháp phân tích tương quan, đồng thời nó là phương pháp thông dụng hơn làm cho phương pháp DCA được áp dụng nhiều hơn trong nghiên cứu sinh thái rừng. Phương pháp phân loại theo số lượng thực bì là 1 loại phương pháp phân loại được ứng dụng trong phạm vi rộng, Bao gồm phương pháp phân tích mối quan hệ và phân tích thông tin. Sự phát triển của nó cùng với sự phát triển của máy vi tính, phương pháp phân tích đa nguyên, phương pháp cá thể gần nhất, phương pháp hình tròn, phương pháp tổ bình quân v.v...Trong đó họ cho rằng phương pháp tổ bình quân được coi là phương pháp mãn nguyện nhất. Năm 1975 Hill và các tác giả khác đã phân tích một số loại chỉ tiêu và hình thành phương pháp phân tích chỉ thị hai chiều gọi là phương pháp TWINSPAN, nó là cơ sở lý luận để phân loại thực vật. Kết quả phân loại cho thấy phù hợp với qui luật phân bố tự nhiên của thực bì rừng, đồng thời nó có trình tự thông dụng của quốc tế. Vì vậy mà nó đã trở thành phương pháp phân tích đa nguyên thông dụng nhất hiện nay. Những năm gần đây vừa xuất hiện 1 số phương pháp phân loại mới, Nhưng phương pháp TWINSPAN vẫn gữi được địa vị chính trong phân loại thực bì. 1.1.2. Về hệ thực vật. Việc nghiên cứu các hệ thực vật trên thế giới đã có từ lâu, tuy nhiên những công trình nghiên cứu có giá trị lại chủ yếu xuất hiện vào thế kỷ XIX – XX như: Thực vật trí HongKong (1861), Thực vật chí Australia (1866), Thực vật trí rừng Tây Bắc và trung tâm Ấn độ (1874), Thực vật trí Ấn độ 7 tập (1872 –
7 1897), Thực vật trí Miến Điện (1877), Thực vật trí Malaysia (1892 – 1925), Thực vật trí Hải Nam (1972 – 1977), Thực vật trí Vân Nam (1977) .. Ở Nga, từ 1928 đến 1932 được xem là thời kỳ mở đầu cho thời kỳ nghiên cứu hệ thực vật cụ thể. Tolmachop A.I cho rằng “ Chỉ cần điều tra trên một diện tích đủ lớn để có thể bao chùm được sự phong phú của nơi sống nhưng không có sự phân hoá mặt địa lý”. Ông gọi đó là hệ thực vật cụ thể. Tolmachop đã đưa ra một nhận định là số loài của một hệ thực vật cụ thể ở vùng nhiệt đới ẩm thường là 1500 – 2000 loài. Các nhà sinh vật học Nga tập chung các nghiên cứu vào việc xác định diện tích biểu hiện tối thiểu để có thể kiểm kê được đầy đủ nhất số loài của từng hệ thực vật cụ thể. Việc xác định diện tích biểu hiện gồm các giai đoạn sau: 1. Kiểm kê số loài trên diện tích hạn chế nhất định. 2. Mở rộng dần ra vùng đồng nhất và điều kiện địa lý tự nhiên để thấy mức độ tăng số lượng loài. 3. Khi số loài tăng không đáng kể thì xác định đó là diện tích biểu hiện tối thiểu. 1.1.3. Tiến triển nghiên cứu về cấu trúc rừng * Về cấu trúc tổ thành tầng cây cao Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận. Theo Schimper (1935) ở rừng Bắc Mỹ, trên diện tích 0,5 ha có đến 25 ÷ 30 loài cây gỗ lớn; Brown (1941) cũng cho biết ở rừng mưa châu Âu hoặc Bắc Mỹ trong trường hợp cực đoan, rừng có thể bao gồm 20 ÷ 25 loài cây gỗ. Theo Richards P.W (1952) trong rừng mưa nhiệt đới trong mỗi hecta không có mấy khi ít hơn 40 loài cây gỗ lớn, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài. Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với nhau theo tỷ lệ khá bằng nhau, nhưng cũng có khi chỉ có một hoặc hai loài chiếm ưu thế. Ở châu Á, trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin - Trung Quốc, Zeng và cộng sự (1998) đã thống kê khoảng 280 loài cây dược liệu, 80 loài
8 cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng như một số loài cây gỗ có giá trị khác (dẫn theo Zaizhi Z). * Nghiên cứu về tổ thành lớp cây tái sinh rừng Theo quan điểm của các nhà lâm học, hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Vai trò của tái sinh rừng hết sức quan trọng, nó quyết định sự tồn tại của thảm thực vật, tái sinh rừng là tiền đề cho quá trình diễn thế rừng đảm bảo rừng luôn trong kiểu vận động. Do vậy có thể nói những nghiên cứu về tái sinh rừng đã góp phần làm sáng tỏ các quy luật tồn tại và phát triển của rừng cả trong quá khứ, hiện tại và tương lai. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi. 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 vệt của các loài cây ưa sáng. Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta nhận thấy tầng cây và tầng cây bụi qua quá trình sinh trưởng, thu nhận ánh sáng, các chất dinh dưỡng sẽ ảnh hưởng đến cây tái sinh. Những lâm phần thưa bị khai thác nhiều, tạo ra nhiều khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho cây bụi, thảm tươi phát triển mạnh. Trong điều kiện đó chúng là nhân tố cản trở sự phát triển và khả năng sinh tồn của các cây tái sinh. Nếu lâm phần kín, đất khô, nghèo dinh dưỡng cây bụi thảm tươi phát triển chậm tạo điều kiện cho cây tái sinh vươn lên (Xannikow 1967; Vipper 1973) ( dẫn theo Nguyễn Văn Thêm (1992) ) (3). Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard
9 (1950) đã đề nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các kiểu rừng khác nhau (7). 1.1.4. Nghiên cứu về tính đa dạng loài trong các qxtv rừng Loài là do cơ thể sinh vật tiến hóa mà thành, do nó chiếm được 1 không gian nhất định, quần thể loài có sẵn số lượng cá thể nhất định trong thực tế hoặc bị thay đổi khi cách ly. Tính đa dạng loài là hình thức biểu hiện của tính đa dạng sinh vật chung, nó là độ lượng về tính phức tạp của cấu trúc và chức năng quần xã, no bao gồm có mấy hàm ý như sau: Tính đa dạng loài của 1 khu vực địa lý nhất định là tính đa dạng loài nghiên cứu trong phạm vi khu vực đó; Là tổng số loài trong khu vực, chủ yếu theo góc độ phân loại học, hệ thống học và địa lý học đối với việc nghiên cứu tình hình loài động, thực vật trong 1 khu vực. Cũng còn được gọi là tính đa dạng loài khu vực. Tính đa dạng loài động thực vật của quần xã - Là nghiên cứu cấu trúc theo chiều nằm ngang – theo góc độ sinh thái học; Ở đây chú trọng ý nghĩa sinh thái học của tính đa dạng loài; Là chỉ trình độ đồng đều về sự phân bố các loài trên phương diện sinh thái học. Thường được nghiên cứu trên một bộ phận diện tích của quần xã hoặc trên các OTC, ODB...Tính đa dạng loài cũng còn được gọi là tính đa dạng sinh thái hoặc tính đa dạng quần xã. Từ năm 1943, Wilianms đã đề xuất khái niệm về “Tính đa dạng loài vật“ và Fisher đề xuất khái niệm về chỉ số tính đa dạng loài, cho đến nay cũng đã không ngừng được hoàn thiện thêm về phương pháp xác định tính đa dạng loài của quần xã. Đối với phương pháp xác định không chỉ có phương pháp Magurran – được đánh giá là tương đối tỷ mỉ và chính xác, mà còn có phương pháp của Whitaker - Xác định tính đa dạng loài của quần xã hoặc tính đa dạng HST,; Theo ông ta thì nên phân ra tính đa dạng α-, tính đa dạng β- , tính đa dạng γ và các chỉ số của nó.
10 Tính đa dạng loài của 1 hệ tiến hóa hoặc của 1 không gian tiến hóa nhất định, từ góc độ diễn hóa của sinh vật để xem xét thì qui luật biến hóa về tính đa dạng loài cũng tùy theo thời gian và không gian khác nhau mà có sự biến hóa không giống nhau, không chỉ bản thân loài vật, mà còn có cả nguồn gốc, sự phát triển, quá trình thoái hóa và tiêu vong....chính là qui luật diễn hóa của một chỉnh thể tính đa dạng loài vật và nó cũng có đặc thù riêng. Xác định các chỉ số tính đa dạng loài sinh vật cũng tùy theo tính chất mà có thể phân thành 4 loại chỉ số sau: Chỉ số độ phong phú loài, Chỉ số tính đa dạng loài, Chỉ số độ đồng đều Chỉ số độ phong phú loài chủ yếu là xác định mức độ phong phú về loài sinh vật được biển hiện về mặt số lượng loài vật trong một phạm vi không gian nhất định. Thường sử dung có các chỉ số như: Chỉ số Patrick, Chỉ số Margalef và Chỉ số Menhinick. Chỉ số tính đa dạng loài sẽ là hàm số của sự kết hợp giữa độ nhiều loài và độ phong phú loài sinh vật mà thành. Trong đó thường sử dụng Chỉ số Shannon- Weinerr, Chỉ số Simpson và chỉ số Pielou. Chỉ số độ đồng đều loài là sự kết hợp giữa độ phong phú và độ đồng đều mà thành một lượng thông kê đơn nhất. Số loài trong quần xã nghiên cứu và tổng số cá thể, khi số lượng cá thể bình quân của các loài, quần xã có sẵn tính đa dạng cao nhất – cực đại. Chỉ số độ đồng đều thường được dùng là: Chỉ số Hurlrrt, chỉ số pielou E1, chỉ số Sheldon E2, chỏ số Heip E3, chỉ số Hill E4 và chỉ số Hill E5) . Trong đó có chỉ số Pielous và chỉ số Âlatalo là ứng dụng có hiệu quả tương đối tốt (theo Alatalo). Chỉ số độ ưu thế sinh thái là do ứng dụng kết hợp với chỉ số khác mà thành, có người sử dụng bằng cách so sánh tương đối. Hiện nay vấn đề ĐDSH và bảo tồn ĐDSH đã trở thành một chiến lược toàn cầu, có nhiều tổ chức ra đời để giúp đỡ, hướng dẫn và tổ chức đánh giá, bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học trên phạm vi toàn thế giới: Hiệp hội tổ chức
11 Quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), chương trình môi trường liên hợp quốc (UNEP), Quỹ bảo tồn và bảo vệ thiên nhiên (WWF)…Nhu cầu cơ bản và sự sống còn của chúng ta phụ thuộc vào tài nguyên của trái đất, nếu nguồn tài nguyên đó giảm sút thì cuộc sống của nhân loại sẽ bị đe doạ. Để tránh hiểm họa đó chúng ta phải tôn trọng tài nguyên của trái đất, mọi sự phát triển đều phải theo hướng phát triển bền vững. Theo hội nghị thưởng đỉnh bàn về vấn đề môi trường và đa dạng sinh học tổ chức tại Rio de Janerio (Brazil - 1992), 150 nước đã ký công ước về đa dạng và bảo vệ chúng. Năm 1990 WWF đã xuất bản quấn sách nói về tầm quan trọng của ĐDSH, IUCN, UNEP và WWF đưa ra chiến lược bảo tồn thế giới…tất cả các quấn sách đó đều nhằm hướng dẫn và đề ra các phương pháp bảo tồn ĐDSH, làm nền tảng cho công tác bảo tồn và nền tảng trong tương lai (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn). Ở vùng nhiệt đới, có lẽ Schimper (1918) là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới. Trong hệ thống này Schimper đã phân chia thảm thực vật thành quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi. Trong quần hệ khí hậu lại được phân chia thành 4 kiểu: Rừng thưa, rừng gió mùa, rừng trảng, rừng gai; ngoài ra còn có thêm 2 kiểu là: Thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới (theo Thái Văn Trừng). Rubel, Ilinski, Burt, Aubreville...chỉ căn cứ vào độ tán che trên mặt đất của tầng ưu thế sinh thái để phân biệt các kiểu quần thể thưa thành: Rừng thưa và trảng chuông (dẫn theo Thái Văn Trừng 1978). Theo WWF(1989), đã định nghĩa về ĐDSH: “Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên Trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường”。 Việc nghiên cứu các hệ thực vật và thảm thực vật trên thế giới với nhiều bộ thực vật chí của các nước đã hoàn thành, những công trình nghiên cứu có giá trị xuất hiện vào đầu thế kỷ XIX - XX như: Thực vật chí Hồng Kông (1981); Thực
12 vật chí Australia (1866); Thực vật chí Ấn Độ (1872-1897); Thực vật chí Miễn Điện (1877); Thực vật chí Malayxia (1892-1925)... Đây là những đóng góp quan trọng để đánh giá tính đa dạng sinh học của hệ thực vật trên thế giới. Bên cạnh đó có nhiều công trình khoa học khác nhau ra đời và hàng ngàn cuộc hội thảo được tổ chức nhằm thảo luận về quan điểm, phương pháp luận và thông báo các kết quả đã đạt được ở khắp nơi trên toàn thế giới. 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam. 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại rừng Vấn đề phân loại rừng Việt Nam từ những năm đầu của thế kỷ 20 đã được nhiều tác giả Việt Nam và nước ngoài nghiên cứu (A.Chevalie, 1918; P.Maurand, 1943, 1953; B. Rôlét, Lý Văn Hội và Neang Sam Oil, 1952; Dương Hàm My (Trung Quốc) 1956; J. Vidal, 1958; B. Rôlét, 1960; Thái Văn Trừng, 1960, 1963, 1964, 1970; M. Schmid, 1962; Trần Ngũ Phương, 1970,...). Trong các hệ thống phân loại nói trên, hệ thống Thái Văn Trừng đang được chú ý vì những nguyên tắc, đơn vị và tiêu chuẩn phân loại được nêu lên với những căn cứ rõ ràng, khoa học và được thừa nhận rộng rãi. * Phương pháp phân loại rừng tự nhiên hỗn giao của Thái Văn Trừng [1970,1978] Căn cứ vào những tiêu chuẩn phân loại thảm thực vật rừng của GS.TSKH.Thái Văn Trừng (1978) ⌠14⌡ để phân chia kiểu rừng tự nhiên hỗn giao tại khu vực nghiên cứu: a- Đơn vị phân loại: Dựa theo phương pháp của Thái Văn Trừng, tức là dùng “Thảm thực vật’’ làm đơn vị phân loại. Kiểu thảm thực vật (kiểu rừng) là tập hợp các cây cỏ lớn đem lại một hình dáng đặc biệt cho cảnh quan bao gồm những cây cỏ khác loài nhưng cùng chung một dạng sống ưu thế. Nó là những thực thể sinh vật tồn tại khách quan và phổ biến trong tự nhiên . Trong một kiểu thảm thực vật, do tổ thành loài cây khác nhau sẽ xuất hiện các Phức hợp (xã hợp) thực vật khác nhau.
13 Tuỳ theo mức độ ưu thế của các loài trong quần xá mà hình thành nên quần hợp thực vật; ưu hợp thực vật và phức hợp thực vật. Tại các vùng nhiệt đới khác, ở rừng hỗn giao tự nhiên không thấy xuất hiện quần hợp và ưu hợp thực vật, mà chỉ thấy xuất hiện các phức hợp thực vật khác nhau, tức là loài ưu thế không rõ rệt. b) Căn cứ phân loại: - Dựa vào 5 nhóm nhân tố sinh thái phát sinh thảm thực vật rừng - Dựa vào 4 tiêu chuẩn là:Dạng sống, độ tàn che, hình thái lá & trạng mùa - Dựa vào các đặc trưng QXTVR để tiến hành phân loại thực bì rừng: 1- Tổ thành loài thực vật của QXTVR. 2- Ngoại mạo và cấu trúc của QXTVR. 3- Đặc trưng địa lý sinh thái. 4- Đặc trưng động thái diễn thế của QXTVR ... . Giữa các đặc trưng này có liên hệ mật thiết và có quan hệ tương quan với các đặc trưng môi trường của quần xã. Vì vậy, nguyên tắc lấy đặc trưng tổng hợp của QXTV làm cơ sở, đồng thời đã chú ý đến quan hệ sinh thái của quần xã để tiến hành phân loại họp lý. Căn cứ vào nguyên tắc trên để phân loại QXTVR thành hệ thống 3 cấp vị sau: Cấp 1 - Cấp cao: Kiểu thảm thực bì rừng - Kiểu rừng (Vegetation). Cấp 2 - Cấp trung: Kiểu phụ rừng (Subvegetation). Cấp 3 - Cấp cơ bản: Phức hợp (hay xã hợp) - Association). 1. Kiểu rừng- Là đơn vị phân loại cấp cao trong hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng: Là liên hợp những quần xã thực vật có dạng sống của nhóm loài lập quần (hay nhóm loài ưu thế) giống nhau, mà chúng có quan hệ sinh thái thống nhất với điều kiện nhiệt ẩm, như “Rừng kín lá rộng thường xanh mưa mùa nhiệt đới núi tháp”, “Rừng kín lá rộng rụng lá mưa mùa nhiệt đới núi trung bình”. Kiểu rừng có kết cấu, tính chất sinh thái và có quá trình phát sinh và phát triển giống nhau. Do đó mà nó có sẵn quá trinh trao đổi năng
14 lượng và vật chất giống nhau. 2. Kiểu phụ (vegetation Subtype): Là đơn vị Cấp trung: Là trong kiểu rừng có sự khác nhau về kết cấu tầng phiến ưu thế hoặc tầng phiến chỉ thị, Sự khác nhau về tổ thành loài cây ưu thế, nó là do sự khác nhau về đá mẹ thổ nhưỡng, địa hình, về mức độ tác động... dẫn đến hình thành các kiểu phụ, như kiểu phụ thổ nhưỡng hoặc kiểu phụ nhân tác.... Nhưng nếu căn cứ vào kết cấu quần xã thì có thể thấy rừng ở khu vực này là Rừng hỗn giao nhiều loài cây, tổ thành loài tương đối phức tạp, loài ưu thế không rõ ràng, tức là còn tồn tại các xã hợp hay phức hợp trong các kiểu phụ. Cho nên chúng tôi thấy cần thiết phải phân chia thêm các cấp vị phân loại nhỏ hơn để tiện cho việc bảo tồn – Đó là các phức hợp. 3- Phức hợp hay xã hợp - Cấp thấp, là đơn vị cơ bản của hệ thống phân loại rừng. Là trong mỗi kiểu phụ có sự khác nhau về nhóm loài cây ưu thế. 1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.2.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Việt Nam trên quan điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999)⌠14⌡ đã dựa trên số lượng và sinh khối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân tích các “ưu hợp” và “phức hợp”. Nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp đề nghị không quá 10 loài, tỷ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm 5 % và tổng số cá thể của 10 loài ưu thế đó phải chiếm 40 ÷ 50 % tổng số cá thể cây của các tầng lập quần trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra. Trường hợp độ ưu thế của các loài cây không rõ ràng gọi là các phức hợp (9). Trong rừng tự nhiên hỗn loài ở Việt Nam, hiếm khi chỉ có một loài ưu thế duy nhất tạo thành các quần hợp như vùng ôn đới. Theo Nguyễn Hồng Quân (1982), trong rừng loại IVB ở Kon Hà Nừng, trên diện tích một ha có khoảng 60 loài, nhưng các loài có tổ thành lớn nhất cũng không vượt quá 10%. Nguyễn Văn Tương (1983), cho rằng trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ kiểu sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một ha, nhưng trong đó loài cây gỗ
15 lớn có thể vươn đến chiều cao 30 m chỉ từ 10÷20 %. Nguyễn Ngọc Lung (1991), qua điều tra các dạng rừng khí hậu ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác, cũng cho biết trên ô tiêu chuẩn diện tích một ha thường có từ 23÷ 25 loài, với số cây thấp nhất cũng đạt 317 cây và cao nhất đến 859 cây trên một ha. 1.2.2.2. Về cấu trúc tổ thành cây tái sinh rừng Thái Văn Trừng (1963, 1978) đã nêu hai cách TSTN của các xã hợp thực vật rừng nhiệt đới nguyên sinh hay thứ sinh là tái sinh liên tục dưới tán kín rậm của những loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn gắn các lỗ trống đầu tiên với các loài cây tiên phong. Qua đó tác giả cũng khẳng định ánh sáng là nhân tố sinh thái đã khống chế và điều khiển quá trình TSTN. Về ảnh hưởng của nhân tố ánh sáng đến quá trình tái sinh, theo Nguyễn Hồng Quân (1984) do những cây có đường kính 12 ÷ 30 cm với chiều cao khoảng 11 ÷ 20 m, tạo nên tầng tán chính của rừng, tầng này không bị tác động qua khai thác, gây nên sự ứ đọng tán, không cho ánh sáng lọt xuống gây ảnh hưởng đến tái sinh của loài cây ưa sáng. Theo Vũ Tiến Hinh (1991) trong rừng tự nhiên thứ sinh hỗn loài khác tuổi ở lâm trường Hoành Bồ - Quảng Ninh, cây rừng tái sinh liên tục và càng ở tuổi nhỏ số cây càng nhiều; hệ số tổ thành của tầng tái sinh và tầng cây cao có mối liên hệ chặt chẽ. Vũ Văn Nhâm (1992) qua nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên ở vùng Đông Bắc thấy rằng trên các lâm phần có diễn thế rừng ổn định, hệ số tổ thành tầng cây cao và tầng cây tái sinh thống nhất, còn ở lâm phần có diễn thế không ổn định thì có sự sai khác rõ rệt. Nguyễn Vạn Thường (1991) đã tổng kết và đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam như sau: Hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của những loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ. Sự phân bố cây tái sinh rất không đồng đều, số cây mạ chiếm ưu thế rõ rệt so với số cây ở cấp tuổi khác.
16 Trần Ngũ Phương (1970) khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh đã có nhận xét: “Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác hoặc làm nương rẫy, lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả cuối cùng là sự hình thành đất trống, đồi núi trọc. Nếu chúng ta để thảm thực vật hoang dã tự nó phát triển lại thì sau một thời gian dài trảng cây bụi, trảng cỏ sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thông qua quá trình tái sinh tự nhiên và cuối cùng rừng khí hậu sẽ có thể phục hồi dưới dạng gần giống rừng khí hậu ban đầu”. 1.2.2.3. Về tính đa dạng thực vật rừng 1. Về thảm thực vật. Thảm thực vật (Vegetation) là lớp phủ trên toàn bộ bề mặt trái đất (mặt đất, trong nước) hay một điểm cụ thể nào đó với nhiều quần thể khác nhau. Mỗi quần thể thực vật có hình dạng, cấu trúc, thành phần, ranh giới, trạng mùa, động thái, vùng phân bố,…khác nhau. Thảm thực vật thường được chia thành các kiểu chính và kiểu phụ thảm thực vật. Thảm thực vật rừng hay lớp phủ cây cỏ trên mặt đất, gồm các quần thể thực vật than gỗ. Chẳng những cung cấp lâm sản phục vụ đời sống con người mà còn là hiện tượng tự nhiên trong Thiên Nhiên, có tác dụng bảo vệ môi trường sinh thái, hạn chế tác hại của thiên tai như hạn hán, lũ lụt, bão, lốc...[ ] Từ lâu người ta đã biết phân biệt loài cây, loài cỏ này với loài cây, loài cỏ khác, nhận thức được khu hệ thực vật gồm các loài cây, cỏ phân bố ở một địa phương và sắp xếp chúng trong một hệ thống phân loại tự nhiên, khái niệm Thảm thực bì hay thảm thực vật bao gồm các quần thể thực vật ...[ ] .2. Về đa dạng sinh học. Đối với Việt Nam nói riêng và các nước trên thế giới nói chung, vấn đề nghiên cứu bảo tồn đa dạng sinh học đang được quan tâm hàng đầu. Trước đây, những quan niện về đa dạng sinh học cũng có những điểm chưa thống nhất, chưa đầy đủ hoặc chưa rõ rang. Trong chương trình hành động đa dạng sinh học Việt Nam cũng nêu ra