Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu và đề xuất xây dựng cơ sở dữ liệu thực vật thân gỗ tại rừng thực nghiệm cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp

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

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm góp phần cung cấp những dữ liệu cơ bản về đa dạng thực vật thân gỗ của rừng thực nghiệm Trường Đại học lâm nghiệp - Cơ Sở 2 làm cơ sở để theo dõi, giám sát và sử dụng bền vững tài nguyên thực vật của 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 và đề xuất xây dựng cơ sở dữ liệu thực vật thân gỗ tại rừng thực nghiệm cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------- NGUYỄN THỊ HIẾU NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU THỰC VẬT THÂN GỖ TẠI RỪNG THỰC NGHIỆM CƠ SỞ 2 – ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------- NGUYỄN THỊ HIẾU NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU THỰC VẬT THÂN GỖ TẠI RỪNG THỰC NGHIỆM CƠ SỞ 2 – ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 60.62.68 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. VIÊN NGỌC NAM Hà Nội, 2011
1 Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thực vật Việt Nam vô cùng phong phú và đa dạng nhưng các nghiên cứu còn tập trung vào mô tả định tính đa dạng sinh học mà ít sử dụng phương pháp định lượng. Việt Nam là một trong những quốc gia có tính đa dạng sinh học cao nhất trên thế giới, được công nhận là quốc gia ưu tiên cao nhất cho bảo tồn toàn cầu nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Theo Kế hoạch hành động đa dạng sinh học đã được chính phủ phê duyệt năm 1995 (Kế hoạch hành động bảo vệ đa dạng sinh học của Việt Nam, 2005), Việt Nam có khoảng 12.000 loài thực vật (có khoảng 7.000 loài đã được định tên), trong đó có trên 40% loài thuộc loại đặc hữu, không tìm thấy ở nơi nào khác. Tuy nhiên, do môi trường bị hủy hoại và nguồn tài nguyên sinh học đang bị khai thác không kiểm soát trong thời gian dài nên diện tích rừng nước ta giảm đi một cách nhanh chóng và theo đó mà đa dạng sinh học cũng bị suy thoái nghiêm trọng. Sách đỏ Việt Nam 2007, được công bố vào ngày 26 tháng 6 năm 2008, theo số liệu này hiện nay tại Việt Nam có 882 loài (464 loại thực vật) đang bị đe dọa ngoài thiên nhiên, tăng 167 loài so với thời điểm năm 1992. Trong đó có 45 loài thực vật “rất nguy cấp” (trong số 196 loài thực vật đang “nguy cấp”). Rừng thực nghiệm của Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp được thành lập vào năm 2009 để phục vụ cho học tập và nghiên cứu của cán bộ nhân viên và học sinh sinh, viên của trường. Do mới thành lập nên tại đây chưa có nhiều đề tài nghiên cứu, có một số đề tài mới đang bắt đầu đi vào thực hiện. Với nguồn tài nguyên đa dạng và phong phú ở diện tích rộng lớn này, việc thực hiện các đề tài nghiên cứu là rất cần thiết để có những dữ liệu cụ thể và chính xác phục vụ cho học tập và những nghiên cứu sau này. Để các nghiên cứu sau có thể kế thừa dữ liệu thì việc điều tra dữ liệu ban đầu cần phải thực hiện thật chính xác và đề tài sử dụng phương pháp lập ô định vị cố định. Sử dụng phương pháp định lượng để đánh giá đa dạng thực vật thân gỗ nhằm đem lại kết quả chính xác hơn trong nghiên cứu thực vật thân gỗ và cung cấp dữ liệu cho công tác giảng dạy và học tập.
2 Xuất phát từ tình hình thực tế trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Nghiên cứu và đề xuất xây dựng cơ sở dữ liệu thực vật thân gỗ tại Rừng Thực nghiệm Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp" làm Luận văn thạc sĩ về chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng và Môi trường.
3 Chương 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Những nghiên cứu về đa dạng thực vật thân gỗ 2.1.1 Những nghiên cứu về đa dạng thực vật thân gỗ trên thế giới Đa dạng sinh học là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các hệ sinh thái trên cạn, ở biển và các hệ sinh thái dưới nước khác, và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên; đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài), và các hệ sinh thái (đa dạng hệ sinh thái). Sự đa dạng loài trên thế giới được thể hiện bằng tổng số loài có mặt trên toàn cầu trong nhóm đơn vị phân loại. Việc nghiên cứu các hệ thực vật và thảm thực vật trên thế giới đã được rất nhiều nhà khoa học thực hiện. Liên quan đến lĩnh vực này đề tài tham khảo một số công trình nghiên cứu sau: Bằng phương pháp mô tả định tính để nghiên cứu đa dạng sinh học, theo Udvardi (Walters và Hamilton, 1993), trên thế giới bao gồm nhiều chỉnh thể sinh vật. Sự phân chia đó tùy thuộc vào điều kiện khí hậu và các sinh vật sống trên đó. Mỗi chỉnh thể được xem là một hệ sinh thái lớn bao gồm nhiều hệ sinh thái nhỏ tập hợp lại. Các chỉnh thể trên thế giới bao gồm: 1. Rừng mưa nhiệt đới; 2. Rừng mưa Á nhiệt đới – ôn đới; 3. Rừng lá kim ôn đới; 4. Rừng khô nhiệt đới; 5. Rừng lá rộng ôn đới; 6. Thảm thực vật Địa Trung Hải; 7. Sa mạc và bán sa mạc ẩm; 8. Đầm rêu và sa mạc; 9. Sa mạc và bán sa mạc lạnh; 10. Trảng cỏ và đồng cỏ nhiệt đới; 11. Đồng cỏ ôn đới; 12. Thảm thực vật rừng núi cao; 13.Thảm thực vật vùng đảo; 14. Thảm thực vật vùng hồ. (dẫn bởi Cao Thị Lý và ctv, 2002). Robert và Jonathan (1994) đã nghiên cứu và hướng dẫn tính toán số lượng ô đo đếm đa dạng sinh học bằng phương pháp ngoại suy. Theo phương pháp này, diện tích ô đo đếm được xác định dựa vào số loài tích lũy qua các ô đo đếm. Nếu số loài không tăng lên thì số lượng ô đo đếm sẽ dừng lại và ngược lại nếu số loài còn tăng thì tiếp tục mở rộng số lượng ô đo đếm. Như vậy với phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu tiếp cận với phương pháp định lượng trong nghiên cứu đa
4 dạng sinh học ở giai đoạn tính toán số lượng ô đo đếm. Nhưng kết quả được rút ra bằng phương pháp này có độ chính xác không cao. Vai trò và giá trị của đa dạng sinh học là vô cùng to lớn và không gì thay thế được đối với sự tồn tại và phát triển của con người. Ngày nay, cùng với sự phát triển của trí tuệ, con người đã quan tâm nhiều hơn đến đa dạng sinh học, đã có nhiều cá nhân, tập thể, quốc gia, khu vực… dành thời gian, tâm huyết, tiền bạc để nhằm bảo tồn và duy trì tính đa dạng sinh học. Đặc biệt là các tổ chức của Liên hợp quốc và nhiều tổ chức phi chính phủ (NGO) suốt thời gian qua đã đầu tư về nhiều mặt cho sự nghiệp bảo tồn tính ĐDSH. Vấn đề đặt ra là lựa chọn phương pháp nghiên cứu nào để giải quyết được yêu cầu nghiên cứu bằng phương pháp định lượng để đánh giá đa dạng sinh học cho kết quả chính xác. Heywood (1995) đã công bố công trình đánh giá đa dạng sinh học toàn cầu nghiên cứu về đặc điểm và sự phân bố của đa dạng sinh học, chức năng của các hệ sinh thái và loài đối với môi trường, giá trị kinh tế của đa dạng sinh học, đề xuất các phương pháp bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững. Nhưng công trình nghiên cứu này vẫn chưa sử dụng phương pháp định lượng. Clarke và Warwich (2001) đã sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu và phân tích thống kê để xác định những thay đổi về quần xã ven biển. Tác giả đã đưa ra 17 chương trình bày cơ sở khoa học, lý luận hình thành phương pháp và phân tích đánh giá tính đa dạng sinh học bằng phần mềm PRIMER 5 (Plymouth Routine in Multivariate Ecological Research). Các chỉ số đa dạng được tính theo công thức và giải thích ý nghĩa của chúng trên cơ sở khoa học của việc xử lý định lượng số liệu thu thập để xác định đa dạng sinh học. Nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn các chỉ số đa dạng khi xử lý số liệu của đề tài nhằm đạt được kết quả mong muốn, cung cấp những hiểu biết thêm về phương pháp định lượng đa dạng sinh học. Macintosh D. J., Ashton E. C. and Havanon S. (2002) đã sử dụng phương pháp định lượng để nghiên cứu phục hồi rừng ngập mặn và đa dạng sinh học vùng cửa
5 biển ở Ranong, Thái Lan. Xử lý số liệu bằng phềm mềm phầm PRIMER 5 (Clarke và Warwick, 1994) để xác định các chỉ số đa dạng sinh học, sử dụng SIMPER (Similarity Percent) để mô tả sự đóng góp của các loài trong quần xã, tính ma trận tương đồng (Similarity matrices) trên cơ sở tương đồng của Bray – Curtis, vẽ sơ đồ nhánh Cluster và NMDS (Non Metric Multi – Dimensional Scaling) để mô tả mối quan hệ giữa các ô đo đếm sau khi thu thập số liệu trên thực địa với ô đo đếm là 100 m2. Phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học này đã phân tích, đánh giá, so sánh đa dạng sinh học dựa trên các chỉ số, các biểu đồ cụ thể để đưa ra kết quả nên kết luận của nghiên cứu mang tính khoa học và tính chính xác cao. Guarino C., Napolitano F. (2006) khi nghiên cứu các quần xã thực vật và đa dạng sinh học ở vùng Taburno - Camposauro đã nghiên cứu với diện tích vùng nghiên cứu 137,8 km2 và ở độ cao trên 1.300 m so với mực nước biển với ô nghiên cứu (1 km x 1 km) bằng việc điều tra thống kê các loài thực vật, kết quả nghiên cứu đã chỉ ra được các loài hiếm và mức độ hiếm. Căn cứ kết quả tính toán chỉ số hiếm IR để đánh giá mức độ hiếm của từng loài và quần xã thực vật trong khu vực nghiên cứu theo các thang bậc sau đây: Chỉ số IR biến động từ 0 - 100%. Khi chỉ số IR từ 78,08% - 95% R (Rare species) loài hiếm, chỉ số IR từ 95 - 97% loài rất hiếm MR (Very rare species), chỉ số IR > 97% loài cực kỳ hiếm RR (Extremely rare species). Cuối cùng tác giả biểu thị độ đa dạng bằng biểu đồ. Với việc chỉ ra chỉ số hiếm và mức độ hiến bằng công thức tính toán, công trình nghiên cứu của Guarino C., Napolitano F. (2006) góp phần khẳng định tính khoa học và chính xác của phương pháp định lượng trong nghiên cứu đa dạng sinh học. 2.1.2 Những nghiên cứu về đa dạng thực vật thân gỗ ở Việt Nam Thái Văn Trừng (1978) nghiên cứu về thảm thực vật Việt Nam. Trên quan điểm sinh thái phát sinh, tác giả đã phân chia thảm thực vật Việt Nam thành các kiểu, kiểu phụ, kiểu trái và thấp nhất các ưu hợp. Trong các yếu tố phát sinh thì khí hậu là yếu tố phát sinh ra kiểu thực vật và con người là yếu tố phát sinh của các kiểu phụ, kiểu trái và ưu hợp, địa lý, địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, khu hệ thực vật.
6 Công trình nghiên cứu của Nguyễn Tiến Bân (2003) đã thống kê và đi đến kết luận thực vật Hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam có 8.500 loài, 2.050 chi trong đó lớp Hai lá mầm 1.590 chi và trên 6.300 loài và lớp Một lá mầm 460 chi với 2.200 loài. Trương Quang Học và ctv (2008) đã nghiên cứu đa dạng sinh học khu vực Bắc Trường Sơn. Các tác giả dùng phương pháp khảo sát theo tuyến. Các tuyến, điểm khảo sát được ghi lại theo tọa độ địa lý thông qua máy định vị GPS. Kết quả xác định được 15 loại hình thảm thực vật, đa dạng về phân loài động thực vật gồm 2.460 loài thuộc 1.451 giống 379 họ thuộc 8 nhóm sinh vật khác nhau là côn trùng, cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú, thực vật bậc thấp thủy sinh và thực vật bậc cao có mạch. Tác giả đã ứng dụng GPS để xác định tọa độ các tuyến, ô điều tra nhưng đánh giá đa dạng sinh học lại bằng phương pháp thống kê loài và điều tra truyền thống. Những nghiên cứu đa dạng sinh học trên đây đang sử dụng phương pháp mô tả định tính là chủ yếu. Một số nghiên cứu đang bắt đầu chuyển sang phương pháp định lượng như: Lê Quốc Huy (2002) đã trình bày một số phương pháp nghiên cứu phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học thực vật như nghiên cứu, đánh giá thảm thực vật với chỉ số giá trị quan trọng IV, chỉ số đa dạng sinh học loài H’e (Shannon và Weiner’s Index), chỉ số ưu thế, chỉ số tương đồng (Index of similarity), phương pháp phân tích đường cong đa dạng ưu thế. Tác giả đã chỉ ra các phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học và các chỉ số để đánh giá đa dạng sinh học. Cùng thời gian này, Lê Quốc Huy đã dùng phương pháp định lượng để đánh giá mô hình thử nghiệm trồng cây bản địa thuộc dự án trồng rừng KFW2 tại Hà Tỉnh, Quảng Bình, Quảng Trị. Viên Ngọc Nam và ctv (2008) đã nghiên cứu đa dạng sinh học về thực vật trong phân khu bảo vệ nghiêm ngặt của Khu Bảo tồn thiên nhiên RNM Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh bằng phương pháp khảo sát thực địa để thu thập số liệu và xử lý số liệu bằng phần mềm PRIMER 5 để phân tích các chỉ số đa dạng sinh học. Tác giả sử dụng SIMPER (Similarity Percent) để mô tả mức độ đóng góp của các loài trong quần xã, chỉ số Caswell (V) để so sánh chỉ số đa dạng Shannon (H’e)
7 thực tế đo và Shannon (H’e) lý thuyết để xem xét sự thay đổi tác động của môi trường đến chỉ số đa dạng loài Shannon. Tác giả cũng tính ma trận tương đồng (Similarity matrices) trên cơ sở tương đồng Bray–Curtis, vẽ các sơ đồ nhánh Cluster và sử dụng NMDS (Non-Metric Multi - Dimensional Scaling), PCA (Principal Component Analysis) để mô tả mối quan hệ giữa các ô đo đếm, loài từ ma trận tương đồng với các công nghệ thông tin và GIS để đánh giá đa dạng sinh học thực vật chính xác, có cơ sở khoa học. Do vậy, việc áp dụng phương pháp phân tích định lượng trong điề u tra, đánh giá đa dạng sinh ho ̣c ở Viê ̣t Nam là thực sự cần thiết và có ý nghiã to lớn cả về mă ̣t phương pháp luâ ̣n cũng như thực tiễn. 2.1.3 Những nghiên cứu ở Rừng Thực nghiệm của CS2 –trường ĐH Lâm Nghiệp Trước đây Tiểu khu 121 thuộc sự quản lý của Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. Đến năm 2009 Tiểu khu 121 được chuyển cho trường Cơ sở 2 – Đại học Lâm Nghiệp để xây dựng thành khu thực nghiệm, tạo điều kiện cho học sinh, sinh viên có địa điểm thực tế. Chính vì vậy các nghiên cứu tại Tiểu khu 121 từ trước tới nay đều gắn liền với các nghiên cứu tại Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. Khu Bảo tồn mới thành lập nhưng tại đây đã có nhiều công trình nghiên cứu. Từ tháng 11/2007 đến 12/2009, Trương Công Khanh (Phân viện Điều tra Quy hoạch Rừng Nam Bộ) cùng ctv thực hiện điều tra xây dựng danh lục và tiêu bản thực vật ở Khu Bảo tồn bằng phương pháp điều tra, lấy mẫu, giám định tên cây. Việc xác định tên cây được tiến hành trên cơ sở tra cứu các tài liệu phân loại thực vật của: Phạm Hoàng Hộ (1993), Trần Hợp (1993), Sách Đỏ thực vật Việt Nam (2007)… Kết quả đã thu thập được mẫu vật của 857 loài thực vật khác nhau, bảo quản và xử lý hơn 4.200 mẫu tiêu bản (mỗi loài từ 4 - 5 mẫu). Đồng thời đưa ra đặc điểm phân bố các xã hợp thực vật rừng. Hiện tại đang thực hiện chương trình hợp tác nghiên cứu kiểm kê đa dạng sinh học của Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai giữa Ban Quản lý khu bảo tồn với Trung tâm nghiên cứu môi trường và Giáo dục bảo vệ môi trường (CRES) thuộc Trường Đại học Quốc gia Hà Nội, nhằm xây dựng hồ sơ đệ trình Ủy
8 ban Quốc gia Con người và Sinh quyển, UNESCO công nhận khu bảo tồn là Khu Dự trữ sinh quyển thế giới. 2.2 Những nghiên cứu về ô định vị theo dõi đa dạng sinh học 2.2.1 Những nghiên cứu về ô định vị trên thế giới Bảo tồn đa dạng sinh học được đánh giá là việc bảo vệ môi trường sống quan trọng nhất trên toàn cầu. Để quản lý tốt nguồn tài nguyên này các nhà khoa học trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu các phương pháp giám sát. Hiện nay, phương pháp đánh giá, giám sát và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng được sử dụng hiệu quả nhất là phương pháp sử dụng phầm mềm BioMon (Jim Comiskey, 1995). BioMon cho phép sử dụng có hiệu quả dữ liệu về không gian và thời gian. Ngoài ra, có thể thiết lập ra bản đồ phân bố cây tạo điều kiện cho quá trình xác minh hiện trường một cách nhanh nhất. Dữ liệu cơ sở dùng để giám sát đa dạng sinh học được thu thập bằng lập ô định vị có sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và GIS. Do vậy, trên thế giới đã có hơn 300 nơi sử dụng BioMon và ô định vị để theo dõi, giám sát đa đạng sinh học. Dallmeier, F (1992), thực hiện ”Giám sát đa dạng sinh học dài hạn ở khu vực rừng nhiệt đới theo phương pháp lập ô định vị sử dụng lâu dài” Dallmeier, F. và A. Alonso (1997) thực hiện ”Đánh giá và theo dõi đa dạng sinh học lâu dài của vùng Urubamba tại Peru” cũng đã sử dụng ô định vị để thực hiện nghiên cứu. Terry và ctv (2001) đã nghiên cứu đánh giá thực vật ở vùng rừng Takamada của Cameroon. Để nghiên cứu đánh giá thực vật các tác giả đã thiết lập hơn 300 ô mẫu có kích 100 x 100 m (1 ha) ở 23 quốc gia ký hiệu là ô mẫu là BDP, xung quanh các ô mẫu này thiết lập 38 ô mẫu có kích thước 50 x 20 m (100 m2) được ký hiệu là MWP. Trong các ô mẫu đo đếm các cây có D1.3 (đường kính ngang ngực) ≥ 10 cm, các ô mẫu được thiết lập ở các đai độ cao khác nhau. Sau khi thu thập số liệu trên các ô mẫu nghiên cứu đã xử lý số định lượng như tính chỉ số quan trọng IV dựa trên các nhân tố tần suất xuất hiện tương đối, mật độ tương đối, tiết diện ngang tương
9 đối, đặc biệt nghiên cứu tính chỉ số IV vùng dựa trên mật độ tương đối và tiết diện ngang tương đối theo công thức sau: RD + RF + RBA IV = 3 Trong đó RD: Mật độ tương đối của mỗi loài và được tính theo công thức Mật độ của loài nghiên cứu RD = Tổng số mật độ của tất cả các loài RF: Tần suất xuất hiện tương đối của mỗi loài, được tính theo công thức Tần suất xuất hiện của tất cả các loài RF = Tổng số tần suất xuất hiện của các loài RBA: Tổng tiết diện ngang tương đối của mỗi loài, tính theo công thức Tổng tiết diện ngang của loài nghiên cứu RBA = Tổng tiết diện ngang của tất cả các loài Kết quả nghiên cứu của đề tài đã thống kê được số lượng cá thể, loài, chi, họ trong vùng nghiên cứu, tính được chỉ số quan trọng IV dựa trên hai chỉ số đó là chỉ số bao phủ vùng và tần suất xuất hiện tương đối. Phân tích thành phần cấu trúc, kết cấu rừng theo các kiểu rừng trên các đai độ cao khác nhau. Slik và ctv (2003) đã phân tích hệ thực vật cây họ Dầu trên vùng đất thấp ở Borneo. Các tác giả nghiên cứu đặc điểm hệ thực vật cây họ Dầu trên vùng đất thấp dưới 500 m so với mực nước biển ở Borneo, xác định được các taxa trong vùng. Nghiên cứu đa dạng thực vật trong vùng nghiên cứu, mối quan hệ đa dạng sinh học với các nhân tố, điều kiện như lượng mưa hàng năm, điều kiện địa hình, khoảng cách giữa các ô mẫu. Tác giả đã thiết kế 28 ô mẫu nghiên cứu ở 6 vùng khác nhau và rút ngẫu nhiên 640 cá thể, đo đếm đường kính ngang ngực (D1.3) của các cây có D 1.3 ≥ 9,8 cm. Sử dụng phương pháp phân tích ma trận tương đồng, sơ đồ nhánh UPGMA của Sorensen và Steinhaus (1997) để phân tích mối quan hệ giữa các vùng nghiên cứu, ảnh hưởng của nhân tố lượng mưa hàng năm, điều kiện địa hình đến cấu trúc hệ thực vật giữa các ô nghiên cứu.
10 Kết quả nghiên cứu đã xác định được số họ, chi thực vật trong vùng nghiên cứu. Xác định được đa dạng thực vật cao nhất trong 6 vùng nghiên cứu. Công trình đã đưa ra kết luận đa dạng thực vật phụ thuộc rất lớn vào yếu tố địa hình và lượng mưa hàng năm. Trong chương trình “Đánh giá đa dạng cấu trúc rừng ở Bắc Iran” của Vahab Sohrabi và ctv (2011) dùng phương pháp điều tra theo tuyến và thiết lập ô định vị thu thập số liệu. Đánh giá đa dạng sinh học thông qua tính các chỉ số Simpson, Shannon-Wiener. 2.2.2 Những nghiên cứu về ô định vị ở Việt Nam Rừng Việt Nam đã được quản lý hơn 40 năm nay nhưng những hiểu biết về cấu trúc rừng vẫn còn rất hạn chế do thiếu các cơ sở dữ liệu được thu thập từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị. Các nghiên cứu dựa trên hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời và mô tả các đặc điểm của cây không có khả năng cung cấp các số liệu đáng tin cậy cho nghiên cứu đa dạng sinh học cũng như nghiên cứu các động thái của các hệ sinh thái rừng. Việc thiết lập ô định vị có ý nghĩa trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu để theo dõi, giám sát tài nguyên rừng. Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc đề xuất các biện pháp bảo tồn nhằm nâng cao hiệu quả quản lý rừng cho các vườn quốc gia, các khu bảo tồn trên cả nước. Nguyễn Nghĩa Thìn và ctv (2004) thực hiện công trình nghiên cứu về đa dạng sinh học ở Vườn Quốc gia Pù Mát. Các tác giả áp dụng phương pháp điều tra theo tuyến và lập ô tiêu chuẩn điển hình có kích thước 2.000 m2 để thu thập số liệu. Đánh giá tính đa dạng sinh học thực vật của khu vực thông qua đánh giá thành phần loài, quần xã thực vật, giá trị tài nguyên và mức độ bị đe dọa, dạng sống, yếu tố địa lý thực vật. Kết quả nghiên cứu bao gồm: Xây dựng được bảng danh lục thực vật; đánh giá đa dạng thảm thực vật thể hiện ở việc ghi nhận số lượng họ, chi, loài và số cá thể trong mỗi ô, tính chỉ số diện tích tán, độ tàn che chung cho toàn bộ ô tiêu chuẩn, mật độ cây và loài ưu thế trong cấu trúc phân tầng của thảm thực vật. Tuy vậy, nghiên cứu này chỉ dừng lại ở mức độ điều tra, định danh, thống kê, mô tả mà không đi vào định lượng tính toán các chỉ số đa dạng sinh học. Nghiên cứu chỉ dùng
11 công thức của Sorenson để đánh giá mức độ quan hệ của khu vực với các hệ thực vật lân cận. Từ năm 2004 đến năm 2007, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã thiết lập 64 ô tiêu chuẩn định vị có kích thước 1 ha. Hệ thống ô tiêu chuẩn định vị này được thiết lập để nghiên cứu phân tích thảm thực vật rừng bao gồm: Nghiên cứu cấu trúc, tổ thành loài và đa dạng sinh học; nghiên cứu các quá trình động thái của các hệ sinh thái rừng; sinh trưởng, chết và tái sinh bổ sung, nghiên cứu chu trình dinh dưỡng như vật rơi rụng, tích lũy và phân hủy, thành phần dinh dưỡng của đất và động thái...; sinh thái loài và các đặc tính lâm học khác của 4 hệ sinh thái rừng tự nhiên chủ yếu ở Việt Nam. Ô định vị được lập ở 4 hệ sinh thái rừng tự nhiên sau: Rừng lá rộng thường xanh (40 ô), rừng Khộp (6 ô), rừng ngập mặn (10 ô) và rừng phèn (8 ô). Nhận thấy vai trò quan trọng của ô định vị khi nghiên cứu các vấn đề trong Lâm nghiệp. Viện điều tra quy hoạch rừng đã ban hành quyết định số 67/ĐTQHR/TCHC-QĐ ngày 05/03/2007 về Biện pháp kỹ thuật điều tra ô định vị nghiên cứu sinh thái. Quyết định này phục vụ cho chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc chu kỳ IV, giai đoạn 2006 – 2010. 2.2.3 Nghiên cứu ô định vị ở Khu Thực nghiệm của Cơ sở 2 – trường ĐH Lâm Nghiệp Khu thực nghiệm của CS2 – trường ĐH Lâm Nghiệp được thành lập năm 2010 nhằm mục đích phục vụ cho công tác nghiên cứu và học tập của cán bộ và học sinh, sinh viên nhà trường. Do mới thành lập nên các chương nghiên cứu mới được bắt đầu. Có một số đề tài đã được thực hiện về thảm thực vật nhưng chưa được công bố rộng rãi mà chỉ dùng trong công tác quy hoạch khu thực nghiệm. Các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc lập ô tiêu chuẩn 1.000 m2 - 2.000 m2 để điều tra mô tả thực vật trong khu thực nghiệm bằng phương pháp mô tả định tính như: “Nghiên cứu tổ thành tầng cây cao tại Tiểu khu 121 thuộc Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai” của Thái Văn Thành (2011).
12 Yêu cầu cấp thiết để phục vụ công tác đánh giá đa dạng sinh học, làm cơ sở dữ liệu chính xác cho theo dõi, giám sát tài nguyên rừng lâu dài là phải xây dựng ô định vị để điều tra đo đếm, Sử dụng phầm mềm BioMon để lưu giữ số liệu thu thập và theo dõi, giám sát đa dạng sinh học trong khu thực nghiệm của trường. Nhâ ̣n định: Qua phần tổng quan nghiên cứu ở trên cho thấy việc nghiên cứu, bảo tồn đa dạng sinh học là vấn đề được quan tâm không chỉ ở Việt Nam mà cả trên thế giới. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về đa dạng thực vật thân gỗ nhưng nhìn chung, đa số các nghiên cứu đi theo hướng điều tra đa dạng loài, đa dạng hệ sinh thái, đa dạng cấu trúc của hệ sinh thái bằng việc liệt kê, mô tả định tính để đưa ra kết quả mà chưa đi sâu vào đánh giá đa dạng bằng phương pháp định lượng. Hiện nay, có nhiều phương pháp được các nhà khoa học trong nước và trên thế giới nghiên cứu, áp dụng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học của từng kiểu rừng. Trên thế giới, việc áp dụng phương pháp lập ô định vị để đánh giá định lượng đa đạng sinh học và theo dõi giám sát những biến động của sinh vật theo thời gian đã được Dallmeier, F (1992) công bố và thực hiện. Tiếp sau là công trình nghiên cứu của James A. Comiskey và ctv (1995) về động thái rừng, sử dụng phần mềm Biomon Version 2 (Jim Comiskey) để quản lý dữ liệu điều tra của ô định vị qua từng thời điểm nghiên cứu. Phần mềm này đã được nhiều trung tâm nghiên cứu đa dạng sinh học trên thế giới sử dụng vào công tác quản lý dữ liệu, theo dõi, giám sát biến động của sinh vật theo thời gian. Cho đến nay đã thực hiện được ở hơn 300 nơi trên thế giới bằng phương pháp lập ô định vị điều tra số liệu, quản lý dữ liệu thông qua phần mềm Biomon. Tại phía Nam Việt Nam hiện nay, Vườn Quốc gia Bù Gia Mập (2008) đã sử dụng phương pháp lập ô định vị để quản lý, giám sát đa dạng sinh học. Tại Vườn Quốc gia đã xây dựng được 3 ô định vị và đã điều tra số liệu để theo dõi biến động của tài nguyên sinh vật trong ô định vị. Tuy nhiên, dữ liệu lại được quản lý bằng phương pháp cũ như lưu trong máy tính và bản cứng mà chưa sử dụng phần mềm Biomon.
13 Từ nhận định trên đề tài đã chọn phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học trên cơ sở định lượng, phân tích các chỉ số đa đạng sinh học, đồng thời sử dụng phần mềm Biomon Version 2 (Jim Comiskey, 1995) để thiết lập bản đồ phân bố các cá thể trong ô định vị và xây dựng cơ sở dữ liệu cho ô định vị để theo dõi, giám sát theo thời gian và không gian.
14 Chương 3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 3.1.1 Mục tiêu tổng quát - Góp phần cung cấp những dữ liệu cơ bản về đa dạng thực vật thân gỗ của rừng thực nghiệm Trường Đại học lâm nghiệp - Cơ Sở 2 làm cơ sở để theo dõi, giám sát và sử dụng bền vững tài nguyên thực vật của khu vực nghiên cứu. 3.1.2 Mục tiêu cụ thể - Xây dựng cơ sở dữ liệu ban đầu về thực vật thân gỗ tại khu Rừng thực nghiệm CS2 – Đại học Lâm nghiệp để làm mô hình thực tập cho học sinh, sinh viên. - Đề xuất biện pháp sử dụng cơ sở dữ liệu phục vụ cho theo dõi, giám sát đa dạng thực vật thân gỗ trong khu vực nghiên cứu. 3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.2.1 Đối tượng nghiên cứu Quần xã thực vật khu thực tại Tiểu khu 121 thuộc Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai là khu thực nghiệm của CS2 –trường ĐH Lâm nghiệp. 3.2.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài thực hiện tại trạng thái rừng III A - 2 ở Rừng Thực nghiệm Cơ cở 2 – Đại học Lâm nghiệp. 3.3 Nội dung nghiên cứu - Định lượng đa dạng thực vật thân gỗ trong khu vực nghiên cứu. - Định vị ô nghiên cứu và các loài cây quý hiếm ở khu vực nghiên cứu. - Nghiên cứu cấu trúc rừng của ô định vị tại rừng Thực nghiệm. - Đề xuất biện pháp sử dụng và xây dựng cơ sở dữ liệu để phục vụ cho việc truy cập, quản lý, theo dõi đa dạng sinh học cây thân gỗ bằng phần mềm BioMon. 3.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu sử dụng các phương pháp sau:
15 + Phương pháp kế thừa tài liệu. + Phương pháp điều tra, đo đếm ngoài hiện trường. + Phương pháp so sánh, phân tích, tổng hợp. 3.4.1 Chuẩn bị thu thập số liệu - Thu thập các thông tin, dữ liệu liên quan đến đa dạng sinh học, ô định vị và đề tài nghiên cứu từ các thư viện, nhà sách, các trang web internet. - Thu thập bản đồ địa hình, bản đồ hành chính, bản đồ hiện trạng rừng, bản đồ thảm thực vật, điều kiện khí hậu, dân sinh – kinh tế, ảnh Google Earth và các dữ liệu khác có liên quan đến khu vực nghiên cứu từ Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. 3.4.2 Ngoại nghiệp - Sử dụng bản đồ địa hình, bản đồ thảm thực vật, bản đồ hiện trạng, máy định vị GPS (Global Position System), ảnh từ Google Earth (2011) và khảo sát thực địa để xác định ô định vị tại Rừng Thực nghiệm của Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp. - Đo độ cao bằng máy định vị GPS tại vị trí tâm của từng ô đo đếm. - Áp dụng phương pháp lập ô định vị của Francico Dameier (1992) khi theo dõi giám sát đa sạng sinh học dài hạn ở rừng nhiệt đới. Trong phạm vi đề tài chỉ bố trí 1 ô định vị điển hình trên kiểu rừng kín thường xanh mưa nhiệt đới của trạng thái rừng IIIA - 2. Ô định vị có kích thước 1 ha (100 m x 100 m), chia thành 25 ô đo đếm 400 m2 (20 m x 20 m). Theo hướng Đông Tây – Nam Bắc, đánh số thứ tự từ 1 đến 25 tương ứng với sơ đồ ở Hình 2.1. - Dùng la bàn và thước dây để xác định kích cỡ, hướng ô đo đếm. Đánh dấu ô đo đếm bằng sơ xịt lên 4 cây ở bốn góc của ô đo đếm, trong mỗi ô từ 1 đến 25 và tiến hành đo đếm các chỉ tiêu như: Đường kính tại vị trí 1,3 m (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), xác định thành phần loài, … - Khi nghiên cứu cấu trúc rừng, sử dụng phương pháp nghiên cứu cấu trúc trong điều tra rừng. Trong ô định vị 1 ha được chia thành 5 ô có diện tích 2.000 m2 (100 m x 20 m) để đánh giá đa dạng cấu trúc rừng.
16 - Nhận diện và xác định tên cây thực vật thân gỗ, các loài cây quí hiếm, dựa theo phương pháp chuyên gia và tra cứu tài liệu: “Cây cỏ Việt Nam” của Phạm Hoàng Hộ (1999) và “Cây gỗ kinh tế” của Trần Hợp - Nguyễn Bội Quỳnh (1993), Sách đỏ Việt Nam phần II Thực vật rừng (2007), danh mục các loài thực vật quý hiếm theo Nghị định số 32/2006 ngày 30/3/2006 của Thủ tướng Chính phủ về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm. Bắc 100 m 5 10 15 20 25 4 24 9 14 19 Tây Đông 100 m 3 8 13 18 23 2 7 12 17 22 20 m Ô đo đếm 1 6 11 16 21 20 m Nam Hình 3.1: Cấu trúc ô định vị điều tra số liệu. - Đo đường kính: Đo chu vi bằng thước dây ở vị trí 1,3 m của cây gỗ trong các ô đo đếm, ghi phân biệt theo số hiệu cây (số hiệu cây được đánh theo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dưới), từ đó tính đường kính cây. Đối với cây hai thân: Nếu chia thân dưới 1,3 m thì coi là 2 cây, nếu chia thân trên 1,3 thì coi là 1 cây. Tại vị trí đo 1,3 phải được đánh dấu sơn đỏ và sơn vàng (xịt sơn đỏ và sơn vàng xen kẽ với các ô đo đếm liền kề nhau) bằng dấu ngang trùng với vị trí đo 1,3 m và ghi số hiệu cây bằng đóng biển số lên miếng kim loại nhỏ rồi gắn trực tiếp lên thân cây trùng với số hiệu cây ghi trong biểu để nhận biết cho lần đo định kỳ sau. - Đo chiều cao cây gỗ: Tiến hành đo chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành của tất cả các cây có D1,3 ≥ 8 cm bằng thước Blume – Leiss.
17 - Đo xác định vị trí từng cây theo tọa độ X, Y trong từng ô đo đếm PHIẾU ĐIỀU TRA NGOÀI THỰC ĐỊA Ô ĐỊNH VỊ Ô đo đếm số: …………………… Vị trí:………………………………. Diện tích: 400 m2 Tọa độ: …………………………….. Người điều tra: ………………….. Ngày điều tra: ……………………… Độ cao tương đối………………… Chu vi thân Tọa độ cây D tán cây Tên Việt Ghi TT cây tại D1,3 Hvn Nam ĐB - ĐN chú m X Y ĐT NB TN -TB - Dùng máy ảnh kỹ thuật số chụp hình các loài cây để làm tiêu bản ảnh và chụp tán cây rừng. Trong từng ô đo đếm chụp 02 tấm ảnh tán cây rừng và bố trí như Hình 3.2. 20 m 5m Ô đo đếm 5m 10 m 10 m Hình 3.2: Sơ đồ vị trí chụp ảnh để xác định độ tàn che của rừng. 3.4.3 Nội nghiệp - Xác định vị trí ô đo đếm, các loài thực vật thân gỗ quý, hiếm, các quần xã thực vật thân gỗ ưu tiên bảo tồn lên trên bản đồ số thông qua phần mềm MapSource Version 6.2 và Google Earth 6. - Tổng hợp và xử lý số liệu theo mỗi ô đo đếm bằng phần mềm Excel 2003 và phần mềm Biomon Version 2 (Jim Comiskey, 1997).
18 - Xây dựng bản đồ vị trí ô định vị và các ô đo đếm, các loài thực vật quý, hiếm, ưu tiên bảo tồn thông qua phần mềm MapSource Version 6.2. - Tính các chỉ số đa dạng sinh học: Trong phân tích đánh giá mức độ đa dạng thực vật tại ô định vị, đề tài sử dụng các chỉ số sau: + Chỉ số giá trị quan trọng (IV): Sử dụng chỉ số giá trị quan trọng (IV) của Bray - Curtis (1951) để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong một quần xã thực vật. Chỉ số IV được tính theo công thức: RD + RF + RBA IV% = 3 Trong đó RD: Mật độ tương đối của mỗi loài và được tính theo công thức Mật độ của loài nghiên cứu RD= Tổng số mật độ của tất cả các loài RF: Tần suất xuất hiện tương đối của mỗi loài, được tính theo công thức Tần suất xuất hiện của tất cả các loài RF= Tổng số tần suất xuất hiện của các loài RBA: Tổng tiết diện ngang tương đối của mỗi loài, tính theo công thức Tổng tiết diện ngang của loài nghiên cứu RBA = Tổng tiết diện ngang của tất cả các loài Chỉ số IV đạt giá trị tối đa là 300 khi hiện trường nghiên cứu chỉ có duy nhất một loài cây. + Công thức tính tổ thành loài: Theo Thái Văn Trừng (1998), tổ thành loài được tính theo công thức sau: A = (m/n)*10 Trong đó: A: Tổ thành loài cây m: Chỉ số IV của loài n: Tổng số IV - Sử dụng chỉ số hiếm của tác giả Guarino C, Napolitano F, 2006.  n RI  1    100  N