Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cấu trúc rừng lá rộng thường xanh và tính đa dạng thực vật thân gỗ tại Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén tỉnh Cao Bằng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp "Nghiên cứu cấu trúc rừng lá rộng thường xanh và tính đa dạng thực vật thân gỗ tại Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén tỉnh Cao Bằng" được nghiên cứu với mục tiêu: Mô tả được đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu; Xác định được biến động cấu trúc quần xã rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt trong giai đoạn 2015-2020 tại khu vực nghiên cứu; Đề xuất được giải pháp phục hồi và phát triển bền vững các loài thực vật thân gỗ tại khu vực nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cấu trúc rừng lá rộng thường xanh và tính đa dạng thực vật thân gỗ tại Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén tỉnh Cao Bằng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP QUỐC MINH DŨNG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH VÀ TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT THÂN GỖ TẠI VƯỜN QUỐC GIA PHIA OẮC - PHIA ĐÉN TỈNH CAO BẰNG Ngành: Lâm sinh Mã số: 9 62 02 05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2025
Luận án được hoàn thành tại Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn 1: PGS.TS. TRẦN QUỐC HƯNG Hướng dẫn 2: PGS.TS. NGUYỄN HỒNG HẢI Phản biện 1:............................................................................................................. Phản biện 2:............................................................................................................. Phản biện 3:............................................................................................................. Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ ngày tháng năm 2025 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc gia và Thư viện trường Đại học Lâm nghiệp
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN 1. Nguyễn Văn Quý, Quốc Minh Dũng, Nguyễn Thị Hương Ly, Lê Anh Thanh, Nguyễn Văn Hợp, 2023. Mô hình phân bố độ phong phú của các loài cây gỗ trong rừng lá rộng thường xanh ở tỉnh Cao Bằng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Lâm nghiệp. Số 6: 36-45. https://doi.org/10.55250/jo.vnuf.12.5.2023.036-045 2. Quốc Minh Dũng, Nguyễn Thị Hương Ly, Lê Anh Thanh, Nguyễn Văn Quý, 2023. Động thái cấu trúc của rừng lá rộng thường xanh ở Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, tỉnh Cao Bằng, giai đoạn 2015-2020. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Lâm nghiệp. Số 6: 27-35. https://doi.org/10.55250/jo.vnuf.12.6.2023.027-035 3. Quoc Minh Dung, Nguyen Thi Huong Ly , Le Anh Thanh, Nguyen Van Quy, 2023. Effects of forest structure on woody plant diversity in an evergreen broadleaved forest in Cao Bang province. Journal of Forestry Science and Technology. No 16: 67-76. https://doi.org/10.55250/jo.vnuf.8.2.2023.067-076 4. Quốc Minh Dũng, Nguyễn Thị Hương Ly, Lê Anh Thanh, Nguyễn Văn Quý, 2023. Cấu trúc, đa dạng loài và sinh khối trên mặt đất của rừng lá rộng thường xanh ở Vườn quốc gia Phia Oắc-Phia Đén. Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp. Số 6: 88-97 http://vafs.gov.vn/vn/wp-content/uploads/sites/2/2024/01/Bai-10.-Quoc-Minh-Dung.pdf
1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết thực hiện đề tài Cao Bằng là một tỉnh vùng cao biên giới ở Đông Bắc Việt Nam, với diện tích tự nhiên 670.785,6 ha, trong đó 79,68% là rừng và đất rừng (https://caobang.gov.vn). Vườn quốc gia (VQG) Phia Oắc - Phia Đén ở huyện Nguyên Bình, Cao Bằng, được thành lập theo Quyết định số 57/QĐ-TTg ngày 11/01/2018, trên cơ sở chuyển hạng từ Khu bảo tồn thiên nhiên Phia Oắc - Phia Đén. VQG này có tổng diện tích 10.593,5 ha và nằm trong hệ thống rừng đặc dụng của Việt Nam, với tỉ lệ che phủ của rừng đạt tới 81%. VQG Phia Oắc - Phia Đén có giá trị nghiên cứu khoa học, bảo tồn nguồn gen, giáo dục môi trường và có ý nghĩa quan trọng đối với cộng đồng địa phương trong việc điều hòa khí hậu, bảo vệ đất và điều tiết nguồn nước. Trong tổng số 6.146,5 ha rừng gỗ tự nhiên, rừng nghèo chiếm tỷ lệ lớn nhất với 4.147,91 ha (67,4%), ngoài ra, rừng nghèo kiệt chiếm 154,92 ha (2,5%) và rừng chưa có trữ lượng chiếm 73,33 ha (1,1%). Tuy nhiên, do những hạn chế trong công tác quản lý bảo vệ rừng, những tác động bất lợi tới rừng và tình trạng phá rừng diễn ra ngày một nghiêm trọng. Các nguyên nhân khác như lấn chiếm đất rừng làm nương rẫy, mở đường ô tô vào các bản làng càng làm gia tăng tốc độ phá rừng; đa dạng sinh học đã và đang bị suy giảm cả về số và chất lượng, nhiều loài động, thực vật quý hiếm, đặc hữu đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Rừng tự nhiên trong khu vực VQG trở nên nghèo về trữ lượng, tổ thành khu hệ động - thực vật bị xâm hại một cách nghiêm trọng trong thời gian dài dẫn đến suy giảm mạnh về trữ lượng và chất lượng, đặc biệt là tầng cây gỗ. Một số công trình nghiên cứu khoa học đã được thực hiện trong khu vực như như xây dựng phương án quản lý rừng bền vững cho VQG Phia Oắc - Phia Đén [2]; Chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc các chu kỳ I-IV [6]; Nghiên cứu cấu trúc rừng kín thường xanh núi đất [5], Đa dạng các các loài cây thuốc [14]; Định loại các taxon họ Cà phê (Rubiaceae) [1]; Ghi nhận loài Thu hải đường (Begonia wenshanensis) [3]. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu trước đây phần lớn mới dừng lại ở điều tra đánh giá sơ bộ, trên phạm vi hẹp, chưa đánh giá một cách đầy đủ, có hệ thống và toàn diện tài nguyên thực vật trong khu vực VQG Phia Oắc - Phia Đén. Do đó, việc đi sâu nghiên cứu một cách có hệ thống về cấu trúc, tính đa dạng hệ sinh thái rừng tại VQG là thực sự cần thiết. Đề tài “Nghiên cứu cấu trúc rừng lá rộng thường xanh và tính đa dạng thực vật thân gỗ tại Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, tỉnh Cao Bằng” được đặt ra nhằm cung cấp những cơ sở khoa học về cấu trúc, tính đa dạng thực vật thân gỗ của kiểu rừng này, đồng thời là căn cứ
2 khoa học cho việc đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên thực vật thân gỗ tại VQG Phia Oắc - Phia Đén. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát: Xác định được một số cơ sở khoa học để phục hồi và phát triển các loài thực vật thân gỗ của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh (LRTX) nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc-Phia Đén. 2.2 Mục tiêu cụ thể: (i) Mô tả được đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu. (ii) Mô tả được tính đa dạng loài thực vật thân gỗ của rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu. (iii) Xác định được biến động cấu trúc quần xã rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt trong giai đoạn 2015-2020 tại khu vực nghiên cứu. (iv) Đề xuất được giải pháp phục hồi và phát triển bền vững các loài thực vật thân gỗ tại khu vực nghiên cứu. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Luận án đã xác định được một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài thực vật thân gỗ của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại Vườn quốc gia (VQG) Phia Oắc - Phia Đén giai đoạn 2015 - 2020. 3.2 Ý nghĩa thực tiễn (i) Bước đầu đề xuất được một số giải pháp phục hồi rừng thứ sinh nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc - Phia Đén; (ii) Là tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học và giảng dạy. 4. Những đóng góp mới của đề tài (i) Xác định được một số đặc điểm và biến động cấu trúc của rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc - Phia Đén giai đoạn 2015-2020. (ii) Đã đánh giá được mức độ đa dạng thực vật thân gỗ của rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc - Phia Đén.
3 5. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là quần xã thực vật rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc-Phia Đén, tỉnh Cao Bằng. Đề tài tập trung nghiên cứu đặc điểm lâm học và biến động cấu trúc lâm phần của các trạng thái rừng này trong giai đoạn 2015 - 2020. 5.2 Giới hạn nghiên cứu a) Giới hạn về nội dung nghiên cứu Luận án tập trung nghiên cứu một số nội dung chính, bao gồm: (i) Cấu trúc rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt (ii) Đa dạng loài thực vật thân gỗ rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt (iii) Biến động cấu trúc rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt giai đoạn 2015- 2020 (iv) Đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng tự nhiên lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt b) Giới hạn về địa bàn nghiên cứu Chọn mẫu điển hình của hai quần xã thực vật rừng lá rộng thường xanh nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc-Phia Đén. c) Giới hạn về thời gian nghiên cứu Thời gian nghiên cứu từ năm 2015 đến năm 2020, sau đó là hoàn thiện luận án. 6. Bố cục của luận án Phần chính của luận án gồm 130 trang, trong đó có 18 bảng, 20 hình, 1 trang danh mục các bài báo và 178 tài liệu tham khảo, được trình bày thành các phần sau: Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu, Chương 2. Mục tiêu, Giới hạn, Nội dung và phương pháp nghiên cứu , Chương 3. Đặc điểm khu vực nghiên cứu, Chương 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận, Kết luận, tồn tại và khuyến nghị. Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên nhiệt đới, có cấu trúc rất phức tạp, làm cho nghiên cứu về cấu trúc rừng trở thành một thách thức lớn đối với các nhà khoa học lâm nghiệp. Cấu trúc và tính đa dạng loài của các lâm phần tự nhiên ảnh hưởng lớn đến chức năng của rừng như phòng hộ, bảo vệ môi trường, và bảo tồn đa dạng sinh học. Vì vậy, nghiên cứu về cấu trúc và tính đa dạng hệ sinh thái rừng là chủ đề cơ bản và quan trọng. Phần tổng quan này trình bày
4 một số kết quả của các nghiên cứu trong và ngoài nước về đặc điểm cấu trúc, sự đa dạng của các loai thự vật thân gỗ cũng như là những biến động cấu trúc cả rừng tự nhiên. 1.1 Trên thế giới Nghiên cứu cấu trúc rừng là tìm hiểu quy luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần của quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian [15]. Cấu trúc rừng theo không gian là sự liên quan đến vị trí và khoảng cách của cây, chủ yếu phản ánh sự phân bố theo chiều ngang, mức độ hỗn loài và sự khác biệt về kích thước cây. Và cấu trúc theo thời gian thường được liên kết với sự tái sinh, tăng trưởng và trồng rừng, thường bao gồm các yếu tố độc lập như tuổi cây, chiều cao, đường kính, mật độ, tiết diện ngang, sinh khối, chiều rộng tán, diện tích lá và sinh khối gỗ. Thành phần loài là biến số được sử dụng thường xuyên để mô tả cách loài chiếm giữ không gian phát triển của lâm phần vì nó dễ dàng ước tính, giải thích và áp dụng trong tăng trưởng và nghiên cứu năng suất cũng như trong thực hành lâm nghiệp. Các chỉ số đa dạng như độ phong phú về loài, chỉ số Shannon–Weaver và Simpson được sử dụng phổ biến do có thể dễ dàng ước tính. Các chỉ số này tăng theo số lượng loài và số lượng cây phân bổ đều cho tất cả các loài, trong khi chỉ số đồng đều cung cấp thông tin về tính đồng nhất của độ phong phú loài [11]. Động thái rừng đề cập đến các quá trình bổ sung, sinh trưởng, chết và luân chuyển các loài cây cấu thành của quần xã rừng. Các quá trình này được thúc đẩy bởi sự xáo trộn cả tự nhiên và nhân tạo. McDowell và cộng sự [12] xem xét những tiến bộ gần đây trong việc tìm hiểu các nguyên nhân của động thái rừng và cách thức chúng tương tác và thay đổi trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Các tác giả cho thấy rằng những thay đổi về động thái rừng đang diễn ra và mô hình mới nổi là các khu rừng toàn cầu đang có xu hướng hướng tới các quần thể trẻ hơn với tốc độ luân chuyển nhanh hơn trong khi rừng già có động thái ổn định đang suy giảm. 1.2. Ở trong nước Rừng tự nhiên Việt Nam thuộc kiểu rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc. Nghiên cứu về cấu trúc rừng đã được tiến hành từ những năm đầu thế kỷ 20, với sự đóng góp của nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước. Nguyễn Văn Quý & cộng sự (2022) [17] nghiên cứu quan hệ không gian của kiểu rừng LRTX ở khu vực Tân Phú tỉnh Đồng Nai để hiểu rõ hơn về đặc điểm sinh thái của loài Sến mủ - loài cây có tên trong Danh lục đỏ IUCN. Trong tổng số 100 loài thuộc 49 họ được xác định, mật độ, tiết diện ngang và IVI% của Sến mủ là cao nhất nhưng đường kính ngang ngực bình quân của loài ở mức trung bình so với 16 loài cây chủ yếu trong OTC. Mô hình không gian của Sến mủ là phân bố kiểu cụm ở giai đoạn cây non, phân bố ngẫu nhiên ở giai đoạn cây sào và thành thục. Trong mối quan hệ không gian của Sến mủ và 16 loài cây chủ yếu của OTC, sến mủ có quan hệ tương hỗ với 5 loài, quan hệ cạnh tranh với 4 loài và quan hệ độc lập với 7 loài.
5 Vấn đề bảo tồn đa dạng sinh học có ý nghĩa rất lớn đối với sự phát triển bền vững. Tại khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng - một khu rừng đặc dụng nhiều tiềm năng về đa dạng sinh học. Khi phân tích một số chỉ số đa dạng sinh học: IVI, tỷ lệ hỗn loài, H’, Cd, Hα, cho thấy: Phân quần hệ rừng nhiệt đới thường xanh mưa mùa cây lá rộng phục hồi tự nhiên trên đất có nhiều đá lộ đầu ở độ cao >500 m có tính đa dạng loài cao hơn các phân quần hệ khác, ngược lại thảm thực vật rừng trên núi đá vôi có tính đa dạng loài thấp. Có thể sử dụng chỉ số Hα để phân tích tính đa dạng thực vật thay cho các chỉ số khác [16]. 1.3. Một số nghiên cứu về rừng tự nhiên ở VQG Phia Oắc – Phia Đén Vườn Quốc gia (VQG) Phia Oắc - Phia Đén, Cao Bằng, có diện tích tự nhiên 10.593,5 ha, nằm trên địa bàn 5 xã và thị trấn. Địa hình VQG có độ dốc lớn, với thảm thực vật đa dạng, bao gồm kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi thấp và Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi trung bình và cao. Một số đặc điểm cấu trúc của rừng kính thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi thấp đã được Cao Thị Thu Hiền & cộng sự (2019) nghiên cứu thông qua số liệu đo đếm từ 09 ONC 1-ha của ba kiểu rừng ở Vườn quốc gia Phia Oắc – Phia Đén cho thấy sự hiện diện của 8.641 cây đại diện cho 119 loài và 45 họ, trong đó các họ Thầu dầu, Long não, và Dâu tằm chiếm ưu thế. Chỉ số đa dạng loài cây giữa các kiểu rừng không có nhiều khác biệt, với chỉ số đa dạng Shannon- Wiener và Simpson dao động từ 2,572 đến 2,974 và từ 0,840 đến 0,904 [5]. Ngoài ra, các nghiên cứu khác cũng ghi nhận sự đa dạng sinh học phong phú với 1.199 loài thực vật thuộc 611 chi và 177 họ, trong đó ngành Ngọc lan chiếm ưu thế [13]. Nghiên cứu đa dạng tài nguyên cây thuốc ở Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, kết quả cho thấy: Tổng số loài cây thuốc được tìm thấy là 472 loài, thuộc 323 chi, 128 họ thực vật, trong đó ngành Hạt kín chiếm ưu thế. Các bộ phận chủ yếu của cây được sử dụng để làm thuốc là lá, rễ, và tinh dầu, chúng được sử dụng để chữa 21 nhóm bệnh khác nhau đặc biệt là nhóm bệnh ngoài da [14]. Kết quả nghiên cứu các loài thực vật có nguy cơ bị tuyệt chủng ở Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, tỉnh Cao Bằng đã xác định được 78 loài thực vật cần ưu tiên bảo tồn, trong đó có 61 loài được liệt kê trong Sách đỏ Việt Nam. 1.4. Nhận xét, đánh giá chung (i) Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên: Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên, trong nước và quốc tế, ngày càng chi tiết hơn khi xem xét đến khả năng tích trữ carbon và sự ổn định của cây, loài, và trạng thái rừng theo không gian và thời gian, đồng thời khám phá phân bố và quan hệ không gian giữa các cây rừng để hỗ trợ quản lý rừng bền vững. (ii) Nghiên cứu tính đa dạng loài thực vật thân gỗ: Đánh giá đa dạng sinh học sử dụng các chỉ số phổ biến như Simpson, Margalef, và Shannon-Wiener và xây dựng công thức tổ thành loài cây, cùng với nghiên cứu cấu trúc và phát sinh loài giúp hiểu biết sâu hơn về quá trình tiến hóa và phân bố của các loài cây, đồng thời ứng dụng phân bố độ phong phú loài (SAD) để dự đoán và quản lý hệ sinh thái rừng.
6 (iii) Nghiên cứu biến động cấu trúc rừng tự nhiên: Động thái rừng là một quá trình phức tạp, kết quả của các quá trình sinh thái diễn ra trong quần xã, thúc đẩy việc sinh trưởng, tái sinh và hình thành của các loài cây, có thể kéo dài hàng trăm năm. Những hiểu biết về động thái rừng, bao gồm các yếu tố như tỷ lệ tái sinh, tỷ lệ chết và tốc độ tăng trưởng của cây rừng nhiệt đới là cơ sở để bảo tồn và dự đoán xu hướng phát triển của quần xã thực vật rừng trong tương lai. (iv) Nghiên cứu về thực vật ở Vườn quốc gia Phia Oắc – Phia Đén: Với vai trò sinh thái quan trọng và giá trị kinh tế, xã hội to lớn, Vườn Quốc gia Phia Oắc – Phia Đén đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học nghiên cứu về cấu trúc rừng, đa dạng sinh học và các loài có nguy cơ tuyệt chủng. Tuy nhiên, cần tiếp tục bổ sung các nghiên cứu để bảo tồn và phát triển bền vững hệ sinh thái rừng trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay. Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu 2.1.1. Đặc điểm cấu trúc rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt Nghiên cứu cấu trúc lâm phần LRTX nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu. 2.1.2. Tính đa dạng loài thực vật thân gỗ của rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt Nghiên cứu tính đa dạng các loài thực vật thân gỗ của lâm phần LRTX nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu. 2.1.3. Biến động cấu trúc của rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt giai đoạn 2015-2020 Nghiên cứu biến động cấu trúc lâm phần LRTX nghèo và nghèo kiệt tại khu vực nghiên cứu trong giai đoạn 2015-2020. 2.1.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi và phát triển rừng tự nhiên LRTX nghèo và nghèo kiệt 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Quan điểm và phương pháp tiếp cận - Quan điểm: Với mục tiêu nghiên cứu là xác định được một số cơ sở khoa học để phục hồi và phát triển bền vững các loài thực vật thân gỗ của rừng tự nhiên LRTX nghèo và nghèo kiệt tại VQG Phia Oắc-Phia Đén, do đó nghiên cứu, mô phỏng tự nhiên trên cơ sở đặc điểm lâm học, tái sinh, sinh trưởng và phát triển của các loài cây rừng tại khu phân bố tự nhiên của chúng là cách tiếp cận hiệu quả nhất. Hướng tiếp cận của đề tài là mô tả cấu trúc, tính đa dạng loài và biến động cấu trúc theo thời gian của hai kiểu rừng này để tìm ra các quy luật tự nhiên đã và đang điều chỉnh cấu trúc rừng nhằm đề xuất được giải pháp phục hồi và phát triển rừng tự nhiên một cách phù hợp với điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu. - Phương pháp tiếp cận
7 + Tiếp cận thực nghiệm: Dựa vào số liệu theo dõi hai kiểu rừng nghèo và nghèo kiệt trên các ô định vị, đề tài tiến hành mô tả trạng thái và biến động cấu trúc rừng theo thời gian để tìm ra các quy luật sinh trưởng và phát triển tự nhiên. + Tiếp cận hệ thống: Dựa vào các nghiên cứu sinh thái loài cây rừng tự nhiên có cùng điều kiện sinh thái, các văn bản pháp quy để làm cơ sở đề xuất các biện pháp phục hồi và phát triển rừng tại khu vực nghiên cứu. 2.2.2. Kế thừa tài liệu - Tư liệu về điều kiện tự nhiên như: địa hình, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, tài nguyên rừng; điều kiện kinh tế- xã hội như: dân số, lao động, thành phần dân tộc của VQG Phia Oắc-Phia Đén, tỉnh Cao Bằng. - Báo cáo, số liệu và bản đồ kết quả điều tra, kiểm kê rừng tỉnh Cao Bằng năm 2016 thuộc Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013-2016” theo Quyết định số 594/QĐ-TTg ngày 15/4/2013 của Thủ tướng Chính phủ. Số liệu và bản đồ theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tỉnh Cao Bằng năm 2015 và năm 2020. - Các văn bản pháp quy như Thông tư số 29/2018/TT-BNNPTNT [19] và thông tư sửa đổi số 17/2022/TT-BNNPTNT [20] quy định về các biện pháp Lâm sinh; các kết quả nghiên cứu gần đây về các loài cây trồng Lâm nghiệp. - Số liệu điều tra năm 2015 trên 02 ô định vị sinh thái quốc gia số 12 và 13 trên địa bàn VQG Phia Oắc-Phia Đén, tỉnh Cao Bằng của Phân viện điều tra-Quy hoạch Rừng Đông Bắc Bộ. Thông tin về 02 ODV sinh thái quốc gia cụ thể như sau: + 02 ODV bao phủ một diện tích đủ lớn (200 ha) và được thiết lập trên 02 trạng thái rừng chủ yếu của VQG là rừng tự nhiên LRTX nghèo (ODV 13) và nghèo kiệt (ODV 12) nên đã đại diện cho đối tượng nghiên cứu của đề tài là rừng tự nhiên LRTX ở VQG Phia Oắc-Phia Đén. + Số liệu điều tra năm 2015 của 02 ODV được đo đếm chi tiết và chính xác về tầng cây gỗ và tầng cây tái sinh, đồng thời cho phép so sánh với số liệu chu kỳ điều tra lần 2 của ODV vào năm 2020 để đánh giá động thái rừng giai đoạn 2015-2020. Như vậy, số liệu của 02 ODV về không gian và thời gian là phù hợp với phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài. + Mỗi ODV bao phủ một diện tích là 100 ha (1000 m x 1000 m), bao gồm 03 ONC, mỗi ô có diện tích 1 ha (100 m x 100 m), được thiết lập trên lô trạng thái có diện tích lớn nhất. + Mỗi ONC được chia thành 25 ODD có diện tích 400 m2 (20 m x 20 m) để đo đếm toàn bộ cây gỗ có D1.3 ≥ 6 cm, bao gồm xác định tên loài, đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn, vị trí trong ô. Ngoài ra, 05 ô nghiên cứu tái sinh có diện tích 16 m2 (4 m x 4 m) được thiết lập ở 4 góc và ở giữa ONC, toàn bộ cây tái sinh có chiều cao từ < 0,5 m đến > 5,0 m được đo đếm chiều cao vút ngọn và đánh giá chất lượng.
8 2.2.3. Thu thập số liệu Điều tra thu thập số liệu trên 02 ODV 12 và 13 năm 2020: Mỗi ODV có diện tích 100 ha, trong mỗi ODV có 03 ô nghiên cứu (ONC) có diện tích 10.000 m2 (kích thước 100 x 100 m). Mỗi ONC được chia thành 25 ô đo đếm (ODD), được đánh số liên tục với số hiệu từ 1 đến 25 được đánh số theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Mỗi ODD có diện tích 400 m2 (kích thước 20 x 20 m), tất cả các cây gỗ thuộc tầng cây cao (cây có đường kính ngang ngực (DBH) từ 6 cm trở lên) được đánh số và đo đếm bao gồm: xác định tên loài; đo chu vi vị trí 1,3 m hoặc đường kính D1.3 của tất cả các cây có đường kính lớn hơn hoặc bằng 6 cm bằng dùng thước dây độ chính xác 0,1 cm; đo chiều cao vút ngọn (HVN) của toàn bộ các cây có trong các phân ô có số thứ tự lẻ bằng thước thước Blumeleiss với độ chính xác 0,5 m; xác định vị trí tương đối của cây trong ODD bằng thước laser Leica Disto D2. Năm 2020, nghiên cứu sinh tham gia điều tra lại toàn bộ cây gỗ, ghi nhận thêm các cây bổ sung và cây chết hoặc mất so với năm 2015. Điều tra cây tái sinh: trên mỗi ONC lập 05 ô dạng bản 16 m2 (4m x 4m ), tại các góc của ODD số 1, 5, 13, 21, 25 (Hình 2.1), đo đếm các chỉ tiêu: đo chiều cao vút ngọn (Hvn) và phân cấp cây tái sinh theo 7 cấp (5.0 m); tên loài, nguồn gốc cây tái sinh. Chất lượng cây tái sinh: (i) Cây phẩm chất a: Cây khỏe mạnh, thân thẳng, đều, tán cân đối, không sâu bệnh hoặc rỗng ruột. (ii) Cây phẩm chất b: Cây có đặc điểm nhược thân hơi cong, tán lệch, có thể có u bướu hoặc một số khuyết tật nhỏ nhưng vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành; hoặc cây đã trưởng thành, có một số khuyết tật nhỏ nhưng không ảnh hưởng nhiều đến khả năng sinh trưởng hoặc lợi dụng gỗ. (iii) Cây phẩm chất c: Những cây đã trưởng thành, bị khuyết tật nặng (như sâu bệnh, cong queo, rỗng ruột, cụt ngọn …) hầu như không có khả năng lợi dụng gỗ; những cây chưa trưởng thành có nhiều khiếm khuyết (như sâu bệnh, cong queo, rỗng ruột, cụt ngọn, sinh trưởng không bình thường …) khó có khả năng tiếp tục sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành. 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu Tất cả tên loài cây được chuẩn hóa bằng công cụ trực tuyến Taxonomic Name Resolution Service 4.0 (Boyle & cộng sự (2013) [4], https://tnrs.biendata.org/) để kiểm tra tính tương thích với nhóm phát sinh loài thực vật hạt kín Angiosperm Phylogeny Group IV (AGP IV). Ứng dụng các phương pháp thống kê trong lâm nghiệp để xử lý và phân tích các số liệu, trên cơ sở sử dụng các phần mềm Excel 2016, Past 4.14, Programita, SPSS 26, Phylocom 4.2 và các phần mềm khác có liên quan.
9 Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén thuộc địa bàn huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng, có diện tích 10.593,5 ha thuộc địa bàn 05 xã Thành Công, Quang Thành, Phan Thanh, Hưng Đạo và thị trấn Tĩnh Túc, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. Vườn Quốc gia Phia Oắc - Phia Đén có toạ độ địa lý: Từ 22o31'44" đến 22o39'41" vĩ độ Bắc, Từ 105o49'53" đến 105o56'24" kinh độ Đông. Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén là một khu vực có địa hình đa dạng và khí hậu đặc trưng của miền núi cao, bao gồm nhiều loại đất và hệ thống thủy văn phong phú. Theo kết quả kiểm kê rừng năm 2016 và cập nhật năm 2022, Vườn quốc gia Phia Oắc – Phia Đén có 8.886,52 ha đất rừng (83,89% tổng diện tích) và 1.706,98 ha đất chưa thành rừng (16,11% tổng diện tích). Vườn quốc gia này hiện ghi nhận lên tới 1.287 loài thực vật, trong đó 90 loài cây có nguy cơ tuyệt chủng. 3.2. Đặc điểm 02 ODV sinh thái rừng Quốc gia Thông tin về 02 ODV sinh thái rừng quốc gia số 12 và 13 do Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Đông Bắc Bộ thiết lập từ năm 2015 theo hướng dẫn kèm theo Quyết định số 200/QĐ-TCLN-KH&HTQT ngày 15 tháng 05 năm 2014 của Tổng cục Lâm nghiệp, được mô tả như sau: (i) ODV 12 có toạ độ theo UTM: X = 592.000; Y = 2.501.001 (hình 3.1); được thiết lập ở Thôn Lũng Mười, xã Quang Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng; thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt của VQG và là trạng thái rừng tự nhiên LRTX nghèo kiệt. Khu vực lập ô định vị số 12 là xã vùng cao, Phía Bắc được bao bọc bởi dãy Phia Oắc - Phia Đén, đỉnh cao nhất trong khu vực có độ cao 1.888,8 m (so với mặt nước biển) và thấp dần về hướng Đông Nam, địa hình chia cắt tương đối phức tạp, độ dốc bình 270 đến 350. ODV 13 có toạ độ theo hệ UTM: X = 592.000 ; Y = 2.493.002 (hình 3.1); được thiết lập ở Thôn Khau Cảng, xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng; thuộc phân khu phục hồi sinh thái của VQG và là trạng thái rừng tự nhiên LRTX nghèo. Địa hình khu vực chủ yếu là dạng địa hình núi trung bình. Độ cao trung bình từ 800 - 1.100 m, địa hình chia cắt khá phức tạp, độ dốc trung bình từ 20 – 28o. Hệ thống đồi, núi trong và quanh khu vực chạy dài theo hướng Bắc, thấp dần sang hướng Đông.
10 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Đặc điểm cấu trúc rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt 4.1.1. Một số nhân tố cấu trúc tầng cây gỗ Kết quả điều tra 2 ô định vị gồm 6 ô nghiên cứu trong các năm 2015 và 2020 về một số chỉ tiêu về nhân tố cấu trúc được mô tả qua bảng 4.1. Một số chỉ tiêu nhân tố cấu trúc tại trạng thái rừng tự nhiên LRTX nghèo kiệt (ODV 12) và trạng thái rừng tự nhiên LRTX nghèo (ODV 13) có xu hướng biến động tương đồng trong giai đoạn 2015 – 2020. Tại hai trạng thái này, ghi nhận sự giảm của mật độ lâm phần, trong khi đó đường kính ngang ngực trung bình và chiều cao vút ngọn trung bình lại tăng. Điều này có thể giải thích do số lượng cây có đường kính trung bình và nhỏ biến mất nhiều hơn số lượng cây gỗ có đường kính lớn còn lại ở lâm phần, dẫn đến đường kính trung bình và chiều cao vút ngọn có xu hướng tăng. Việc nâng cấp khu bảo tồn thiên nhiên và thành lập Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén chỉ mới được thực hiện từ năm 2018 [122]. 4.1.2. Quan hệ giữa đường kính và chiều cao tầng cây gỗ Năm 2015, hệ số tương quan R2 từ 0,55 đến 0,78, tương quan ở mức tương đối chặt đến chặt, các hàm mô tả tốt cho quan hệ D1.3 - Hvn là các hàm von Bertalanffy, Power, Gaussian. Năm 2020 hệ số tương quan R2 dao động từ 0,66 đến 0,84, tương quan giữa D1.3 - Hvn ở mức tương đối chặt đến chặt, các hàm mô tả phù hợp cho quan hệ D1.3 - Hvn là hàm Hill, von Bertalanffy, Gomppertz, Quadratic, Gaussian. Hàm tương quan thể hiện mối quan hệ chặt chẽ giữa đường kính và chiều cao của cây gỗ trong lâm phần. Mối liên kết này giúp xác định chiều cao ước lượng của cây rừng dựa trên đường kính mà không cần đo lường toàn bộ chiều cao. Tương quan giữa đường kính và chiều cao dao động từ mức tương đối chặt (0.6) đến chặt (0.8), cho thấy sự biến đổi trong quan hệ này qua thời gian. Bảng 4.1. Một số chỉ tiêu cấu trúc lâm phần giai đoạn 2015 - 2020 ̅̅̅̅̅̅̅ ± SD ̅̅̅̅̅ ± SD (cây/ha) 𝑫𝑩𝑯 𝑯 𝒗𝒏 ∑ 𝑮 ± SD ∑ 𝑴 ± SD ∑ 𝑨𝑮𝑩 ± SD Năm ONC N (cm) (m) (m2/ha) (m3/ha) (tấn/ha) 12_1 134 17,7 ± 9,5 10,13 ± 3,06 4,24 ± 0,03 26,49 ± 0,23 51,61 ± 0,39 12_2 277 12,69 ± 6,37 8,57 ± 2,56 4,38 ± 0,02 22,73 ± 0,16 46,82 ± 0,27 2015 12_3 338 13,79 ± 7,77 9,3 ± 3,09 6,65 ± 0,03 39,9 ± 0,25 75,95 ± 0,42 TB 250 14,73 ± 7,83 9,33 ± 3,08 5,09 ± 0,03 29,71 ± 0,23 58,13 ± 0,39 12_1 159 16,8 ± 10,17 10,05 ± 4,06 4,81 ± 0,04 32,01 ± 0,34 59,48 ± 0,56 2 0 2 0
11 12_2 233 14,37 ± 7,44 9,41 ± 2,94 4,79 ± 0,03 27,57 ± 0,22 53,96 ± 0,36 12_3 234 15,43 ± 8,19 9,93 ± 3,11 5,6 ± 0,03 34,42 ± 0,31 65,61 ± 0,51 TB 209 15,53 ± 8,52 9,8 ± 3,32 5,07 ± 0,29 31,33 ± 0,03 59,68 ± 0,48 13_1 629 15,84 ± 8,66 12,93 ± 3,96 16,1 ± 0,03 122,2 ± 0,28 189,86 ± 0,43 13_2 469 16,23 ± 8,56 11,8 ± 3,72 12,4 ± 0,03 82,86 ± 0,23 146,79 ± 0,49 2015 13_3 401 15,81 ± 8,43 10,1 ± 2,85 10,1 ± 0,03 58,91 ± 0,22 118,61 ± 0,48 TB 500 15,96 ± 8,57 11,61 ± 3,79 12,87 ± 0,03 87,99 ± 0,25 151,75 ± 0,46 13_1 483 17,69 ± 10,65 13,61 ± 4,51 16,16 ± 0,04 132,87 ± 0,42 204,5 ± 0,66 13_2 337 17,88 ± 10,03 11,88 ± 3,84 11,12 ± 0,04 77,51 ± 0,31 137,93 ± 0,57 2020 13_3 313 17,28 ± 9,39 10,83 ± 3,72 9,5 ± 0,03 62,58 ± 0,29 115,18 ± 0,49 TB 378 17,62 ± 10,12 12,11 ± 4,27 12,26 ± 0,04 90,99 ± 0,36 152,54 ± 0,59 (trung bình ± độ lệch chuẩn) 4.1.3. Phân bố số cây theo đường kính tầng cây gỗ Giai đoạn 2015 – 2020, quy luật phân bố N/D1.3 hầu hết được mô phỏng tốt bởi phân bố giảm là khi đường kính đạt cực đại ở cấp kính D1.3 nhỏ nhất (8 – 9 cm) và giảm dần khi cấp kính tăng lên. Điều này cho thấy sự tập trung của số lượng lớn các cây non và nhỏ trong rừng, trong khi số lượng cây lớn và trưởng thành ít hơn. Quy luật này cho thấy sự diễn thế tự nhiên của rừng, nơi có nhiều cây non nhưng chỉ một số ít trong đó phát triển thành cây lớn do sự cạnh tranh về ánh sáng, dinh dưỡng và không gian. 4.1.4. Phân bố số cây theo chiều cao tầng cây gỗ Phân bố N/Hvn giai đoạn 2015 – 2020 có biến động khá phức tạp, năm 2015 có 2/6 hàm lý thuyết có thể mô phỏng phù hợp với phân bố thực nghiệm, con số này khá khiêm tốn, đến năm 2020 tăng lên 4/6 hàm lý thuyết mô phỏng phù hợp với phân bố thực nghiệm. Từ đó, có thể thấy qua thời gian các lâm phần đã dần ổn định. 4.1.5. Đặc điểm cấu trúc không gian của tầng cây gỗ a. Kiểm tra điều kiện áp dụng mô hình lý thuyết (null model) Kiểm định CSR có điều kiện theo mô phỏng Monte Carlo với 199 lượt lặp lại đã được thực hiện bằng cách sử dụng số lượng ô thứ cấp 10x10 m và mật độ cây trong các ô thứ cấp để đánh giá mô hình phân bố không gian của cây trên ô nghiên cứu. Hình 4.7 minh họa sơ đồ mật độ cây trung gian và cây trưởng thành trong các ô nghiên cứu, cho thấy mật độ cây không đồng đều giữa các vị trí trong ô.
12 Mặt khác, thống kê kiểm định sử dụng thống kê chi bình phương Pearson, mang lại giá trị p < 0,05; điều này chứng tỏ mật độ cây trong các ô phụ 10x10 m của 6 ONC là không đồng đều về mật độ cây giữa các vị trí khác nhau trong ô, hay nói cách khác, điều kiện môi trường trên các ONC là không đồng nhất. Từ kết quả kiểm tra điều kiện môi trường trên các ONC, mô hình lý thuyết được áp dụng cho phân tích không gian một biến số là mô hình Poisson không đồng nhất. Sơ đồ mật độ cây và kết quả phân tích thống kê ủng hộ kết luận rằng môi trường sống trong các ô nghiên cứu của nghiên cứu này không đồng nhất. Nói cách khác, khu vực nghiên cứu cung cấp nhiều điều kiện môi trường đa dạng cho sự sinh trưởng và phát triển của các loài cây. b. Phân bố không gian của cây gỗ theo giai đoạn sống Kết quả phân tích phân bố không gian của cây trong các lâm phần theo các giai đoạn sống cho thấy, cây non có sự phân bố cụm ở tất cả các quy mô không gian từ 0-20 m, bất kể ở các ô nghiên cứu khác nhau và cường độ phân bố cụm giảm dần khi quy mô không gian tăng lên. Mô hình không gian của cây sào và cây thành thục biểu hiện kiểu phân bố ngẫu nhiên là chủ đạo trong tất cả các quy mô không gian được phân tích từ 0-50 m. c. Quan hệ không gian của cây gỗ giữa các giai đoạn sống Mối quan hệ không gian của tầng cây cao ở các giai đoạn sống khác nhau được phân tích bằng hàm tương quan cặp hai biến số. Kết quả phân tích cho thấy, mối quan hệ giữa các cây ở cả ba giai đoạn sống chủ yếu là quan hệ độc lập. Mối quan hệ tương hỗ giảm trong khi quan hệ cạnh tranh tăng khi kích thước cây tăng lên. Phân tích mối quan hệ không gian của các loài giữa các giữa các giai đoạn sống cũng cho thấy có sự khác biệt rõ ràng giữa quy mô không gian nhỏ và lớn. Mối quan hệ tương hỗ chỉ xuất hiện ở quy mô không gian nhỏ (0-10 m), trong khi ở quy mô không gian lớn (>10 m) thì mối độc lập nổi bật ở tất cả các quy mô không gian. 4.1.6. Một số nhân tố cấu trúc tầng cây tái sinh 4.1.6.1. Chất lượng cây tái sinh Vào năm 2015, chủ yếu cây tái sinh có nguồn gốc từ hạt, tỷ lệ cây tái sinh từ hạt dao động từ 89,06% đến 100% ở các ODV, tỷ lệ cây tái sinh từ chồi dao động trong khoảng khiêm tốn từ 0% đến 10,94%. Năm 2020 tỷ lệ cây tái sinh từ hạt biến động mạnh so với năm 2015, tỷ lệ biến động từ 57,89% đến 100%, tỷ lệ tái sinh từ chồi là 2,99% đến 42,11%.
13 Có sự biến động mạnh về chất lượng cây tái sinh giai đoạn năm 2015 – 2020 của từng ONC, tỷ lệ phần trăm cây tái sinh có chất lượng tốt có xu hướng tăng ở tất cả các ONC, cây tái sinh có chất lượng xấu giảm ở tất cả các ONC, cây tái sinh có chất lượng trung bình biến động không theo một xu hướng nhất định. 4.1.6.2 Phân bố cây tái sinh theo chiều cao ODV 12 có chiều cao tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao < 0,5 m mật độ từ 625 cây/ha đến 4.375 cây/ha tại năm 2015 đến năm 2020 mật độ dao động trong khoảng 875 cây/ha đến 1375 cây/ha. Tương tự ODV 12, ODV 13 có chiều cao tập trung ở cấp chiều cao < 0,5 m và 0,5 m – 1 m. Nhìn chung, giai đoạn 2015 – 2020, tầng cây tái sinh tập trung chính ở cấp chiều cao < 0,5 m, sau đó, mật độ có xu hướng giảm không đồng đều khi cấp chiều cao tăng lên. 4.1.6.3 Phân bố không gian của cây tái sinh Trong nghiên cứu này, hình thái phân bố cây tái sinh trên mặt đất của các ONC được xác định trên cơ sở phân bố Poisson. Kết quả nhận thấy, năm 2015 có tới 5/6 ONC của 2 ODV có dạng phân bố cụm, chỉ có duy nhất ONC 12_2 có dạng phân bố đều. Năm 2020, tỷ lệ ONC có dạng phân bố cụm và dạng phân bố đều có tỷ lệ bằng nhau là 3/6. 4.2. Tính đa dạng loài thực vật thân gỗ của rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt 4.2.1 Tổ thành tầng cây cao Giai đoạn 2015 – 2020 Vườn quốc gia Phia Oắc – Phia Đén cho thấy sự biến đổi về cấu trúc tổ thành loài cây gỗ theo thời gian. Mặc dù có sự đa dạng về cấu trúc tổ thành loài cây, nhưng trong khoảng thời gian này, tổ hợp loài chiếm ưu thế dao động từ 48,81% đến 79,7% (2015) giảm xuống còn 43,79% đến 79,95% (2020). Chỉ số IV% của loài chiếm ưu thế chưa cao dao động trong khoảng từ 5,13% đến 24,72% (2015) và có sự tăng nhẹ từ 5,14% đến 28,45% (2020). Tổ hợp loài cây ưu thế gồm 21 loài: Bạc (Kurrima robusta Kuzz), Bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre), Cáng lò (Betula alnoides), Chân chim (Schefflera heptaphylla), Chẹo tía (Engelhardtia chrysolepis), Dẻ gai (Castanopsis indica), Hoắc quang nhuộm (Wendlandia paniculata (Roxb.), Kháo vàng (Macchilus sp), Lá nến (Macaranga denticulata Muell.Arg), Lòng trứng đuôi (Lindera glauca (Sieb et Zucc) Blunne), Mãi táp (Aidia oxyodonta), Mán đỉa (Archidendron clypearia), Nhọ nồi (Eclipta prostrata), Nóng (Saurauia tristyla DC), Sòi tía (Sapium discolor), Thôi ba (Alangium chinense (Lour.) Harms), Trám trắng (Canarium album),
14 Trẩu (Vernicia montana Laur.), Trường hôi (Tapiscia sinensis), Vối thuốc (Schima superba Gaertn. Et Champ), Xoan nhừ (Choerospondias axllaris (Roxb.) Burrt). 4.2.2. Đa dạng loài tầng cây gỗ Kết quả đánh giá mức độ đa dạng loài thông qua một số chỉ số đa dạng được thể hiện qua bảng 4.10. Mức độ đa dạng loài của hai ODV trong giai đoạn 2015 – 2020 có xu hướng giảm. Các chỉ số so sánh về mức độ đa dạng về loài của Shannon-Wiener (H’), Simpson (D), Pielou (J’), Margalef (d) đều chỉ ra rằng ODV 13 sự đa dạng lớn hơn ODV 12. 4.2.3 .Tổ thành và mật độ cây tái sinh Năm 2015, mật độ cây tái sinh có khoảng biến động lớn từ 875 cây/ha đến 8000 cây/ha. Tổng số loài dao động từ 4 đến 14 loài, số loài trong CTTT từ 1 đến 5 loài. Năm 2020, mật độ cây tái sinh có khoảng dao động từ 1250 cây/ha đến 13.625 cây/ha, mật độ cây tái sinh của các ODV có xu hướng tăng, trừ ONC12_1 và ONC12_3 có cùng mật độ giảm 2000 cây/ha so với năm 2015. Tổ hợp loài cây ưu thế gồm: Chân chim (Schefflera heptaphylla), Dẻ gai (Castanopsis indica), Kháo vàng (Macchilus sp), Lá nến (Macaranga denticulata Muell.Arg), Lòng trứng đuôi (Lindera glauca (Sieb et Zucc) Blunne), Mán đỉa (Archidendron clypearia), Mãi táp (Aidia oxyodonta), Nóng (Saurauia tristyla DC), Sảng nhung (Sterculia lanceolata), Sp, Sung rừng (Ficus pyriformis Hook.), Trường hôi (Tapiscia sinensis), Vối thuốc (Schima superba Gaertn. Et Champ), Xoan đào (Prunus arborea (Bl.) Kalkm). Bảng 4.10. Đa dạng loài tầng cây gỗ Shannon – Số loài Số cây Simpson Margalef Pielou ODV Năm ONC Weiner (S) (N) (1- D) (d) (J’) (H’) 1 28 134 0,93 2,94 5,51 0,88 2015 2 34 277 0,90 2,85 5,87 0,81 3 36 338 0,93 2,98 6,01 0,83 12 1 27 159 0,93 2,88 5,13 0,87 2020 2 28 233 0,88 2,65 5,16 0,79 3 35 234 0,94 3,10 6,23 0,87 1 37 629 0,93 2,90 5,59 0,80 2015 2 42 469 0,91 3,02 6,67 0,81 3 44 401 0,95 3,32 7,17 0,88 13 1 33 483 0,92 2,83 5,18 0,81 2020 2 40 337 0,91 3,01 6,70 0,82 3 43 313 0,95 3,29 7,31 0,88
15 4.2.4. Đa dạng loài cây tái sinh Kết quả tính đa dạng loài cây tái sinh theo các chỉ số đa dạng được trình bày ở bảng 4.12 dưới đây. Khi so sánh giữa mức độ đa dạng loài của tầng cây tái sinh và tầng cây cao cho thấy, mức độ đa dạng loài của tầng cây tái sinh thấp hơn tầng cây cao. Bảng 4.12. Đa dạng loài cây tái sinh Số loài Số cây Simpson Shannon – Margalef Pielou ODV Năm ONC (S) (N) (1- D) Weiner (H’) (d) (J’) 1 9 35 0,74 1,77 2,25 0,81 2015 2 4 7 0,86 1,57 1,54 1,13 3 6 37 0,34 0,83 1,39 0,46 12 1 8 19 0,89 2,14 2,38 1,03 2020 2 4 10 0,82 1,52 1,30 1,09 3 9 21 0,87 2,13 2,63 0,97 1 11 54 0,80 2,02 2,51 0,84 2015 2 7 34 0,72 1,64 1,70 0,84 3 14 64 0,88 2,39 3,13 0,91 13 1 13 109 0,59 1,50 2,56 0,59 2020 2 11 67 0,70 1,63 2,38 0,68 3 11 38 0,88 2,23 2,75 0,93 4.2.5. Đa dạng phát sinh chủng loại của quần xã Số liệu điều tra năm 2020 được sử dụng để phân tích cho nội dung này, sau khi chuẩn hóa tên khoa học, một số loài cây không có trong phân loại AGP IV được loại ra. Số loài cây tham gia đánh giá cấu trúc phát sinh chủng loại ở ODV 12 trong khoảng 27-36 loài (31.33 ± 4.5), chỉ số PD trong khoảng 69-82 (75 ± 6.5), điều này cho thấy các loài cây này đã trải qua quá trình đa dạng hóa (diversification time) khoảng 75 triệu năm (Mya). Chỉ số MPD-độ dài nhánh phát sinh trung bình nằm trong khoảng 9.33-10.09. Chỉ số MNTD – khoảng cách loài gần nhất trung bình nằm trong khoảng 2.61-3.33. Ở ONC12_1 và ONC12_2, chỉ số NRI >0 và NTI< 0 cho biết các loài cây trong ô phát sinh dạng đều; ở ONC12_3, NRI0 cũng cho biết phát sinh loài ở đây dạng đều. Ở ODV 13, số loài tham gia đánh giá cấu trúc phát sinh chủng loại nằm trong khoảng 36-45 (41 ± 4.58), nhiều hơn so với ODV 12. Chỉ số PD trong khoảng 83-93 (88.33 ± 5.03), cao hơn đáng kể so với ODV 12, kết quả này cho thấy các loài cây ở ODV 13 đã trải qua quá trình đa dạng hóa kéo dài khoảng 88 triệu năm. Chỉ số MPD nằm trong khoảng 8.8-10, tương tự như ODV 12. Chỉ số MNTD nằm trong khoảng 2.4-3, cũng tương tự như ODV 12. Chỉ số NRI và
16 NTI của ONC13_2 > 0 cho thấy các loài phát sinh dạng cụm. Trong khi ở ONC13_1 và ONC13_3, các chỉ số NRI và NTI đều cho thấy phát sinh loài ở đây dạng đều. Kết quả phân tích cho thấy phát sinh chủng loại của các loài cây gỗ ở dạng đều, có thể là do tác động mạnh của con người trong quá khứ và điều kiện môi trường sống không thuận lợi. 4.2.6. Phân bố độ phong phú của các loài thực vật thân gỗ Mô hình phân bố độ phong phú của các loài được mô tả bằng đường cong ECDF cho 2 ODV và các đường cong phân bố số loài theo độ phong phú tích lũy cho từng ONC được thể hiện trong Hình 4.13. Hình 4.13. Đường cong ECDF (a) và độ phong phú loài (b) 2 ODV Phân bố số loài theo độ phong phú tích lũy chỉ ra rằng, ở độ phong phú tích lũy từ 100 cá thể trở lên, số lượng loài giữa các ONC của 2 trạng thái rừng có sự khác biệt rõ ràng, biểu hiện bằng khoảng cách giữa các đường cong cách xa nhau hơn (Hình 4.13b). Kết quả phân tích cũng cho thấy, số lượng loài ở cùng độ phong phú tích lũy trong trạng thái rừng nghèo lớn hơn so với trạng thái nghèo kiệt. Bằng cách so sánh và phân tích các mô hình SAD ở 2 ODV trong rừng LRTX ở VQG Phia Oắc – Phia Đén, nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng chứng minh có sự khác biệt lớn về tính đa dạng, mức độ đồng đều về thành phần loài cũng như sự ổn định của các quần xã cây gỗ trong 2 môi trường sống này. Sự khác biệt về tính đa dạng của 2 môi trường có thể nhận thấy rõ ràng nhất từ số lượng các loài cây gỗ ghi nhận được ở ODV 12 (46 loài) thấp hơn so với ODV 13 (56 loài). Bên cạnh đó, thành phần loài ưu thế cũng có sự khác biệt nhất định. Mười loài cây ưu thế trong 2 môi trường sống đã được xác định không đồng thời xuất hiện ở hai môi trường sống khác nhau.
17 Sử dụng 6 mô hình lý thuyết thuộc 3 loại mô hình SAD khác nhau để mô phỏng sự phân bố của các loài trong quần xã ở các chế độ xáo trộn không giống nhau, kết quả nghiên cứu cho thấy các mô hình SAD lý thuyết được sử dụng đều có thể mô phỏng tốt quy luật phân bố độ phong phú của các loài trong quần xã ở khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có sự khác biệt về mức độ phù hợp của các mô hình SAD. Cụ thể, mô hình ổ sinh thái được đánh giá phù hợp nhất với các loài trong môi trường sống bị xáo trộn, trong khi ở trường hợp môi trường không bị xáo trộn là các mô hình trung lập. Dựa trên kết quả này có thể thấy rằng, đối với các quần xã khác nhau về thành phần loài, tính đa dạng, mức độ đồng đều và chế độ xáo trộn thì các quá trình sinh thái chi phối sự hình thành mô hình phân bố độ phong phú của các loài sẽ không giống nhau. Có sự khác biệt lớn về tính đa dạng, mức độ đồng đều về thành phần loài cũng như sự ổn định của các quần xã cây gỗ trong 2 môi trường sống (ODV 12 và ODV 13). Mô hình ổ sinh thái được đánh giá là phù hợp nhất với các loài trong môi trường sống ODV 12, trong khi ở trường hợp ODV 13 là các mô hình trung lập. 4.3. Biến động cấu trúc rừng LRTX nghèo và nghèo kiệt giai đoạn 2015-2020 Giai đoạn 2015 – 2020, số lượng cây bổ sung từ 29 đến 60 cây/ha (44 ± 12 cây/ha), trong khi đó số lượng cây chết biến động từ 35 đến 204 cây/ha. Đối với trạng thái rừng tự nhiên lá rộng thường xanh nghèo kiệt (ODV 12), tổng số cây chết là 245 cây, trong đó 114 cây chết do các yếu tố tự nhiên như sâu bệnh, gió, bão và 131 cây chết do tác động của con người, phổ biến nhất là lấy củi. Trong khi đó, trạng thái rừng tự nhiên lá rộng thường xanh nghèo (ODV 13) có số lượng lớn cây chết trong giai đoạn này, với tổng số cây mất đi là 508 cây. Trong số đó, 86,42% (439 cây) chết do tác động của con người và chỉ có 13,58% (69 cây) chết do sâu bệnh, gió bão. Có 100% cây bổ sung thuộc cỡ kính 6 - 30 cm và 95% số cây chết thuộc cỡ kính 6 - 30 cm. Tiết diện ngang cây bổ sung dao động từ 0,14 đến 0,38 m2/ha (0,25 ± 0,08), tiết diện ngang của cây chết nằm trong khoảng từ 0,98 đến 4,28 m2/ha (2,56 ± 1,34). Tất cả các cây bổ sung đều thuộc cấp kính 6 - 30 cm (hình 4.15a) dẫn đến không có tiết diện ngang thân cây nào có cỡ kính >30 cm, trong khi đó có 75% tiết diện ngang của cây chết tập trung ở cỡ kính 6 - 30 cm. AGB của cây bổ sung dao động từ 1,07 đến 3,19 tấn/ha (2,07 ± 0,68) và biến động trong khoảng từ 11,19 đến 30,91 tấn/ha (29,15 ± 15,73). Có 68% AGB của cây chết thuộc cấp kính 6 - 30 cm và giảm xuống còn lần lượt 26% và 6% ở cấp kính từ 30 – 54 cm và từ 54 – 78 cm. Tỷ lệ chết hàng năm của số cây, tiết diện ngang thân cây và sinh khối trên mặt đất lần lượt là 17,3%,