Khóa luận Đánh giá đặc điểm cấu trúc của rừng phục hồi tự nhiên sau khai thác kiệt tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, Vĩnh Phúc

an, 1988), chỉ số Brillouin (Brillouin, 1962), chỉ số Simpson (Simpson, 1949), chỉ số Alpha (Magurran, 1988), chỉ số McIntosh (McIntosh, 1967), chỉ số Margalef (Margalef, 1958), chỉ số Menhinick (Magurran, 1988). Trong đề tài, tôi chọn chỉ số Shannon để đánh giá tính đa dạng của các quần hợp cây gỗ đã nghiên cứu vì chỉ số này đánh giá tổng hợp cả độ đa dạng loài (số loài) và độ đa dạng trong loài, tính theo công thức 2.5. 18 1 ` ln s i i i n n H N N= = ∑ ( 2.5) Trong đó: - s là số loài trong quần hợp - ni là số cá thể loài thứ i trong quần hợp - N là tổng số cá thể trong quần hợp e. Đặc điểm lớp cây bụi, dây leo, thảm tươi: Đánh giá độ phong phú loài của lớp cây bụi, dây leo và thảm tươi. Độ nhiều (hay độ dầy rậm) của thảm tươi được đánh giá theo Drude (bảng 3.1) Bảng 3.1. Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi Ký hiệu Tình hình thực bì Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100% diện tích Cop3 Thực vật mọc rất nhiều che phủ trên 50 - 75% diện tích Cop2 Thực vật mọc nhiều che phủ từ 25 - 50% diện tích Cop1 Thực vật mọc tương đối nhiều che phủ từ 5 - 25% diện tích Sp Thực vật mọc ít che phủ dưới 5% diện tích Sol Thực vật mọc rải rác phân tán Un Một vài cây cá biệt Gr Thực vật phân bố không đều, mọc từng khóm 3.4.2.5. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng a. Chỉ số đa dạng cây tái sinh: Tôi chọn chỉ số Shannon để đánh giá tính đa dạng cây tái sinh trong trạng thái rừng nghiên cứu, tính theo công thức 2.5. 19 b. Hệ số tổ thành cây tái sinh: Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo công thức sau: % 1 .100jj m i i n n n = = ∑ (2.6) Trong đó: - j =1; m là số thứ tự loài. Nếu: - n%j > 5% thì loài j được tham gia vào công thức tổ thành - n%j < 5% thì loài j không được tham gia vào công thức tổ thành Hệ số tổ thành: 10ii n K x N = (2.7) Trong đó: - Ki: Hệ số tổ thành loài thứ i - ni: Số lượng cá thể loài i - N: Tổng số cá thể điều tra c. Mật độ cây tái sinh: Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức 2.2. d. Chất lượng cây tái sinh: Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, hoặc xấu theo công thức: % 1nN x N = 00 (2.9) Trong đó: - N%: Tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, hoặc xấu - n: Tổng số cây tốt, trung bình, hoặc xấu - N: Tổng số cây tái sinh e. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao: Thống kê số lượng cây tái sinh theo 5 cấp chiều cao: 0 - 1 m; 1 - 2 m; 2 - 3 m; 3 - 4 m và 4 - > 5 m. Vẽ biểu đồ biểu diễn số lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao. 20 Phần 4 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái và mật độ cây gỗ Theo Danniel marmillod (1958) cho rằng, những loài cây có chỉ số IVI > 5% là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái. Theo Thái Văn Trừng (1978) [13] trong một lâm phần, loài cây nào đó chiếm trên 50% tổng số cá thể tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế, đây là những cơ sở quan trọng để xác định loài hoặc nhóm loài ưu thế. Trên cơ sở đó, chúng tôi thống kê tất cả những loài và cá thể loài cây gỗ ở tầng cây cao và tầng cây nhỡ của trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên sau khai thác có chỉ số IVI > 5%. Kết quả cấu trúc tổ thành sinh thái, mật độ tầng cây gỗ được trình bày ở bảng 4.1: Bảng 4.1. Tổ thành và mật độ cây gỗ TT Loài cây N(cây/ha) Ai Fi% Di IVI% 1 Bồ đề 260 25.62 5.97 54.81 28.76 2 Kháo 115 11.33 5.97 4.29 7.19 3 Kháo xanh 135 13.30 4.48 8.26 8.67 4 Sau sau 35 3.45 5.97 10.30 6.57 4 loài có IVI >5% 550 53.7 22.39 77.66 51.19 31 loài có IVI<5% 470 46.3 77.61 22.34 48.81 Tổng số 1020 100 100 100 100 Ta thấy trong tầng cây có loài Bồ đề (Styrax tonkinensis) là loài có mật độ cá thể cao nhất 260 cây/ha, chỉ số IVI lớn nhất 28.76%, rồi đến Kháo xanh (Cinnadenia paniculata) với mật độ đạt 135 cây/ha chỉ số IVI đạt 8.67%. Tiếp theo là Kháo (Machilus spp) với mật độ 115 cây/ha, chỉ số IVI đạt 7.19%; Sau sau (Liquidamba formosana) có mật độ 35 cây/ha, chỉ số IVI đạt 6.57%. Còn lại 31 loài khác có chỉ số IVI < 5%, tổng số cây là 470 cây/ha bao gồm các loài như: Máu chó lá nhỏ (Knema globularia), Gội (Aglaia oligophylla), 21 Thanh thất (Ailanthus triphysa), Trám chim (Canarium tonkinense), Thầu tấu (Aporosa dioica), Sơn (Toxicodendron succedanea), Bộp lông (Actinodaphne pilosa (Lour.) Merr), Trám (Bursera tonkinensis), Côm tầng (Elaeocarpus griffithii), Găng (Randia spinosa), Lim xanh (Erythrophleum fordii), Cây ngái (Ficus hispida), Máu chó lá lớn (Knema pierrei), Mán đỉa (Archidendron clypearia), Thành ngạnh (Cratoxylum cochinchinense), Xoan nhừ (Choerospondias axillaris), Vả (Ficus auriculata), Bùm bụp (Mallotus apelta), Mò lông (Litsea umbellata), Kháo lá nhỏ (Machilus oreophila), Trâm trắng (Syzygium sp.), Sẻn gai (Zanthoxylum rhetsa), Dền (Xylopia vielana), Trâm rừng (Syzygium formosum), Sảng (Sterculia lanceolata), Hoắc quang (Wendlandia paniculata). Những kết quả trên cho thấy loài ưu thế và công thức tổ thành sinh thái ở tầng cây cao của trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên sau khai thác như sau: Công thức tổ thành sinh thái: 28.76Bđ + 8.67Khx + 7.19Kh + 6.57Ss 4.1.1. Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây theo cấp đường kính Sự thay đổi thành phần loài giữa các nhóm cây trong một lâm phần rừng được xem như là kết quả của quá trình đấu tranh thích ứng giữa khác loài hay cùng loài nhưng sinh trưởng ở các tầng rừng khác nhau. Mỗi một khoảng thời gian phục hồi sẽ có một tổ thành đặc trưng riêng cho một loài hay một nhóm loài trong lâm phần. Để đánh giá mức độ đa dạng, sự biến động về thành phần loài trong mỗi kiểu TTV ở ba đối tượng: Tầng cao, tầng cây nhỡ và tầng cây tái sinh. Đề tài có sử dụng chỉ số tương đồng Soerensen`s Index - SI để phản ánh sự giống nhau về thành phần loài giữa các tầng khác nhau trong một quần xã cũng như so sánh thành phần loài ở các tầng giữa các trạng thái TTV khác nhau. Kết quả tính toán chỉ số tương đồng được thể hiện ở bảng 4.2: 22 Bảng 4.2. Chỉ số tương đồng về thành phần loài Tầng cây Tái sinh Tầng cây cao Tầng cây nhỡ Tái sinh - 1,66 2,75 Tầng cây cao 1,66 - 1,49 Tầng cây nhỡ 2,75 1,49 - Từ kết quả thể hiện ở bảng ta thấy: Tính tương đồng cao nhất được xác định giữa nhóm cây tái sinh và cây cao SI = 2,75 rồi đến tính tương đồng giữa nhóm cây tái sinh và cây nhỡ SI = 1,66 sau đó thấp nhất là tính tương đồng giữa nhóm cây cao và nhóm cây nhỡ SI = 1,49. Như vậy, chúng ta nhận thấy đã có sự kế thừa liên tục giữa các nhóm cây trong cùng một trạng thái điều đó nói lên vai trò của cây gieo giống tại chỗ là rất quan trọng nhưng cũng không thể phủ nhận được rằng sự phát tán xâm nhập của các loài mới đã làm tăng lên về số lượng cá thể của các loài. Qua đó thể hiện sự thích ứng của chúng với điều kiện lập địa và hoàn cảnh rừng trong quá trình phát triển theo từng giai đoạn của quần xã. 4.1.2. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học Khái niệm sơ khai nhất của đa dạng sinh học là độ phong phú loài, đây chỉ đơn giản là số lượng loài được phát hiện trong quần thể thực vật của hiện trường nghiên cứu. Theo quan điểm định lượng của chỉ số đa dạng sinh học thì tính đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả hai yếu tố đó là thành phần số lượng loài và tính đồng đều phân bố hay khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Có nghĩa là chỉ số đa dạng sinh học loài không những chỉ phụ thuộc vào thành phần số lượng loài mà còn phụ thuộc vào số lượng cá thể và xác suất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài. Chúng tôi đã sử dụng chỉ số đa dạng sinh học Shannon để định lượng tổng hợp tính đa dạng loài và cá thể loài cho khu vực nghiên cứu. Chỉ số đa dạng sinh học của các loài trong khu vực nghiên cứu đạt bằng 2,86. Theo Pandy và cộng sự giá trị 23 H` trong các rừng tự nhiên nhiệt đới ẩm là khoảng từ 5,06 - 5,40 so với 1,16 - 3,40 cho rừng ôn đới (Braun, 1950; Monk 1967; Riser và Rice, 1971; Singhal và cs, 1986) và cũng cho cả rừng trồng nhiệt đới (Pandy và cs, 1988). Theo đó, kết quả phân tích ở đây cho thấy, chỉ số đa dang sinh học H` của thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu đang tiến triển, phát triển và nằm trong khoảng giữa giá trị H` của rừng trồng nhiệt đới và rừng tự nhiên nhiệt đới ẩm. Như vậy có thể nói rằng, các trạng thái thảm thực vật nghiên cứu đang trong quá trình phát triển, chuyển hoá và diễn thế từ rừng phục hồi lên rừng tự nhiên nhiệt đới ẩm bền vững. 4.2. Đặc điểm cấu trúc ngang 4.2.1. Phân bố số cây theo cấp đường kính Theo tác giả Nguyễn Ngọc Lung (1991) [6] cho rằng, phân bố số cây theo cấp đường kính là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất quy định kết cấu lâm phần. Vì vậy, nghiên cứu cấu trúc phân bố số cây theo cấp đường kính phần nào đánh giá được trạng thái rừng, góp phần đưa ra những nhận định về sự phát triển của rừng trong tương lai. Sự phân bố số cây theo cấp đường kính được trình bày theo bảng 4.3 và đồ thị như sau: Bảng 4.3. Phân bố số cây theo cấp đường kính Cấp đường kính (cm) Số cây I (5 - 10) 74 II (10 - 15) 53 II (15 - 20) 11 IV (20 - 25) 14 V (25 - 30) 32 VI (30 - 35) 11 VII (35 - 40) 0 VIII (40 - 45) 1 24 Hình 4.1. Đồ thị phân bố số cây theo cấp đường kính Qua bảng số liệu 4.3 và đồ thị cho ta thấy, số cây tập trung nhiều nhất theo cấp đường kính là trong khoảng từ 5 - 10 cm có 74 cây. Tiếp sau đó là cấp đường kính từ 10 - 15cm có 53 cây và thấp nhất là cấp đường kính từ 35 - 40 cm không có cây nào. Số lượng các cây có đường kính lớn không nhiều có thể do các nguyên nhân như thời gian phục hồi tự nhiên chưa lâu nên chúng chưa đạt đến giới hạn cao nhất của loài hoặc có thể bị sâu bệnh hại nên khả năng phát triển kém. 4.2.2. Phân bố loài cây theo cấp đường kính Chúng ta thấy rằng đối với rừng tự nhiên, sức sinh trưởng của các loài cây là hoàn toàn khác nhau ngay như trong cùng một loài, những cá thể sống ở những điều kiện khác nhau thì tốc độ sinh trưởng cũng không giống nhau nên sự phân hoá về đường kính là rất lớn không chỉ những cá thể trong cùng một loài mà cả các cá thể của các loài khác nhau cũng như vậy. Ngoài ra sự phân hoá về đường kính còn do sự khác biệt về tuổi của các cá thể trong quần xã gây nên. Phân bố số lượng loài cây theo cấp đường kính phản ánh rõ cấu trúc tổ thành và khả năng thích nghi với điều kiện ngoại cảnh, tính ổn định 25 của hệ sinh thái rừng trên cơ sở đó đưa ra những biện pháp lâm sinh tác động kịp thời nhằm điều chỉnh cấu trúc tổ thành hiện tại phù hợp với mục tiêu đã xác định. Sự phân bố loài cây theo cấp đường kính được thể hiện qua bảng số liệu và đồ thị sau: Bảng 4.4. Phân bố loài cây theo cấp đường kính Cấp đường kính (cm) Loài cây I (5 - 10) 22 II (10 - 15) 20 II (15 - 20) 5 IV (20 - 25) 4 V (25 - 30) 3 VI (30 - 35) 2 VII (35 - 40) 0 VIII (40 - 45) 1 Hình 4.2. Đồ thị phân bố số loài cây theo cấp đường kính 26 Từ đồ thị và bảng số liệu tôi nhận thấy sự phân bố số lượng loài cây theo nhóm đường kính ở khu vực nghiên cứu rất phức tạp nhưng đồ thị có dạng phân bố số loài/đường kính theo hướmg giảm dần khi đường kính tăng lên. Kết quả đường phân bố có dạng một đỉnh lệch phải thể hiện rõ quy luật phổ biến đó là quy luật phân bố giảm. Số loài cây tập trung đông nhất vẫn là ở cấp đường kính từ 5 - 10 cm và thấp nhất vẫn là cấp đường kính từ 35 - 40 cm. 4.2.3. Phân bố loài theo các nhóm tần số xuất hiện Tần số xuất hiện ở đây là tần số xuất hiện tuyệt đối của loài, là tỷ lệ phần trăm số ô tiêu chuẩn có đại diện của loài đó trên tổng số ô tiêu chuẩn đã điều tra. Số loài được tính cho 5 nhóm tần số: 0 - 20 %, 20 - 40 %, 40 - 60 %, 60 -80 %, 80 - 100 %, kết quả được thể hiện ở hình 4.3 Hình 4.3. Phân bố số loài theo nhóm tần số trong quần hợp cây gỗ Từ kết quả hình 4.3 ta nhận thấy, sự phân bố loài theo nhóm tần số xuất hiện ở tầng cây cao và tầng cây nhỡ có sự khác biệt rõ ràng. Tầng cây nhỡ có số loài cây phân bố theo các nhóm tần số từ : 21 - 40; 41 - 60; 61 - 80 cao hơn số loài cùng nhóm tần số ở tầng cây cao. Riêng ở nhóm tần số từ 0 - 20 thì ở cả hai tầng cây đều không xuất hiện loài nào cả. Qua đây cho chúng ta thấy sự thích nghi về điều kiện sinh thái, lập địa, sự đấu tranh sinh tồn của những loài cây này với những điều kiện bất lợi của ngoại cảnh để chúng tham gia vào tầng tán chính của rừng quyết định hướng tiến hoá của quần xã thực vật. 27 4.3. Đặc điểm cấu trúc đứng 4.3.1. Phân bố số cây theo cấp chiều cao Phân bố số cây theo cấp chiều cao là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh hình thái của quần thể thực vật và quy luật kết cấu lâm phần. Về phương diện sinh thái học nó biểu thị cho quá trình cạnh tranh để giành không gian sống của các cá thể cùng loài hay khác loài, trong quá trình đó những cá thể nào có sức sống tốt sẽ vươn lên tầng trên, những cá thể có sức sống yếu sẽ bị đào thải. Đối với rừng tự nhiên nhiều tầng, cấu trúc này rất phức tạp, việc nghiên cứu cấu trúc số cây theo cấp chiều cao có thể đánh giá được cấu trúc tầng thứ cũng như tỷ lệ các loài trong các tầng rừng qua đó hiểu được quy luật phân bố tán cây trong lâm phần. Nhiều kết quả nghiên cứu đã khẳng định, sự phân tầng của rừng theo chiều thẳng đứng có ảnh hưởng đến khả năng phòng hộ, chống xói mòn đất. Cấu trúc tầng thứ còn phản ánh bản chất sinh thái nội bộ hệ sinh thái, nó mô phỏng hàng loạt các mối quan hệ giữa các tầng rừng với nhau, giữa cây cao và cây thấp, cây cùng loài hay khác loài, cùng tuổi hay khác tuổi. Nhiều nhà khoa học đã khảo sát phân bố số cây theo chiều cao ở nhiều mức độ khác nhau. Nguyễn Văn Trương (1983) [14] đã khảo sát phân bố tán cây theo 5 cấp chiều cao; Lê Sáu (1995) [10] đã khảo sát phân bố số cây theo cấp chiều cao 2m, 4m; Trần Cẩm Tú (1998) [15] khảo sát phân bố số cây theo cấp chiều cao 2m. Bảng 4.5. Phân bố số cây (cá thể) theo cấp chiều cao Cấp chiều cao (m) Số cây I (0 - 5) 4 II (5 - 10) 137 III (10 - 15) 59 IV (15 - 20) 3 V (20 - 25) 0 28 Hình 4.4. Đồ thị phân bố số cây theo cấp chiều cao Từ kết quả các số liệu phân bố cây theo cấp chiều cao của trạng thái TTV thứ sinh phục hồi tự nhiên được trình bày trong bảng 4.5 và biểu đồ cho thấy đường biểu diễn phân bố thực nghiệm số cây theo cấp chiều cao ở trạng thái quần xã thứ sinh đều có dạng một đỉnh lệch trái, có hiện tượng phân tầng và có xu hướng phần trăm số cây giảm dần khi cấp chiều cao tăng. Ở chiều cao từ 0 - 5 m có 4 cây chiếm 1,97% tổng số cây. Số cây tăng đạt cực đại tại cấp chiều cao từ 5 - 10m với số cây đạt tới 137 cây chiếm 67,49% tổng số cây. Ở cấp chiều cao từ 10 - 15m còn 59 cây chiếm 29,06% tổng số cây và ở cấp chiều cao từ 15 - 20m chỉ có 3 cây chiếm 1,48% tổng số cây. 4.3.2. Phân bố loài cây theo cấp chiều cao Phân bố loài cây theo cấp chiều cao là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình phát triển của TTV. Phân bố loài cây theo cấp chiều cao còn được quy định bởi đặc tính sinh lý, sinh thái của các loài, các loài cây ưa sáng thường chiếm tầng trên, các loài cây ưa bóng và chịu bóng sinh trưởng ở tầng dưới. Đối với rừng thứ sinh, thành phần chủ yếu là các loài cây tiên phong ưa sáng nên các cá thể đều có xu hướng phát triển mạnh về chiều cao cho đến khi rừng đạt trạng thái thành thục. Vì vậy nghiên cứu sự phân hóa loài cây theo 29 cấp chiều cao có ý nghĩa hết sức quan trọng, nó giúp chúng ta tìm ra được giải pháp tác động đúng lúc để loại trừ những cá thể yếu, tạo điều kiện cho các cây khoẻ sinh trưởng phát triển nhanh hơn, điều đó sẽ thúc đẩy nhanh quá trình diễn thế và nâng cao chất lượng, tính da dạng sinh học của rừng phục hồi. Bảng 4.6. Phân bố số loài theo cấp chiều cao Cấp chiều cao (m) Số loài I (0 - 5) 4 II (5 - 10) 32 III (10 - 15) 7 IV (15 - 20) 2 V (20 - 25) 0 Hình 4.5. Đồ thị phân bố số loài cây theo cấp chiều cao Kết quả ở bảng 4.6 và đồ thị cho thấy phân bố thực nghiệm số loài theo cấp chiều cao của trạng thái rừng đều có dạng phân bố giảm, một đỉnh chính lệch trái. Tại cấp chiều cao 0 - 5m (cấp đầu tiên) số loài tham gia là 4 loài, số loài tập trung nhiều nhất ở cấp chiều cao từ 5 - 10m là 32 loài, từ cấp chiều 30 cao 10 - 15m còn 7 loài, từ 15 - 20m có 2 loài. Ta thấy số cây số loài giảm dần khi chiều cao tăng lên là hiện tượng phổ biến trong rừng tự nhiên mà nguyên nhân là do qúa trình cạnh tranh và đào thải chi phối, chỉ có những loài có sức sinh trưởng mạnh về chiều cao mới có mặt ở những cấp chiều cao tiếp theo. Quá trình phục hồi rừng diễn ra khá nhanh, luôn luôn có sự thay thế các loài cây theo diễn thế của thảm thực vật. Chúng cùng chịu ảnh hưởng và những tác động của điều kiện sinh thái, những cá thể thích nghi sẽ được tồn tại, phát triển. Ngược lại, những loài nào không thích hợp với điều kiện sống sẽ bị đào thải khi độ khép tán của rừng tăng lên. 4.3.3. Phân bố loài cây theo tầng phiến Cấu trúc tầng phiến thể hiện mức độ đa dạng phong phú về các nhóm loài cây gỗ, cây bụi, dây leo và thực vật phụ sinh, ký sinh cùng sinh sống và có mối quan hệ chặt chẽ đóng vai trò hết sức quan trọng trong đại đa số các hệ sinh thái tự nhiên. Thực vật trong hệ sinh thái tự nhiên trên cạn có tính ổn định cao về nơi sống, chính vì đặc điểm này nên thực vật trong hệ sinh thái tự nhiên trên cạn có nhiều dạng sống, mỗi dạng sống phù hợp với một tầng tán của hệ, các loài thực vật có cùng dạng sống tạo thành tầng phiến. Các loài cây trong cùng một tầng phiến tuy thường rất xa nhau về phương diện phân loại nhưng đều tương đương về vai trò sinh thái. Bảng 4.7. Phân bố loài cây theo tầng phiến Tầng thứ Số loài Tầng cây gỗ 35 Cây bụi 11 Cây cỏ 6 Dây leo 4 31 Hình 4.6. Đồ thị phân bố số loài cây theo tầng phiến Qua bảng số liệu 4.7 và đồ thị ta thấy rằng nhóm dạng sống cây gỗ chiếm ưu thế tuyệt đối, đây cũng là điểm chung của những quần xã rừng tự nhiên khu vực nhiệt đới. 4.4. Đặc điểm tái sinh tự nhiên 4.4.1. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học lớp cây tái sinh Thống kê cho thấy, số loài cây gỗ tái sinh tự nhiên trong trạng thái thảm thực vật rừng trong khu vực nghiên cứu có khoảng 19 loài , những loài có tần suất hay gặp trong trạng thái rừng là: Chùm hôi (Clausena excavata), Trọng đũa (Ardisia crenata), Mán đỉa (Archidendron clypearia).……. Bảng 4.8. Chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh Mật độ Số loài cây TS Chỉ số đa dạng Shannon 390 19 2,45 Từ kết quả ở bảng 4.8 cho thấy, tầng cây tái sinh của thảm thực vật có chỉ số đa dạng loài là 2,45. Nếu điều kiện môi trường thuận lợi và đa dạng thì số lượng loài lớn, số cá thể trong mỗi loài nhỏ, thảm thực vật có hệ số đa dạng cao. Khi điều kiện không thuận lợi hay ở môi trường có tính chất cực đoan thì số loài trong quần xã ít, nhưng số cá thể của từng loài có thể cao và thảm thực 32 vật có hệ số đang dạng thấp. Mỗi một giai đoạn phục hồi sẽ có mức độ tái sinh khác nhau về mật độ; phân bố khác nhau ở cấp chiều cao theo mặt nằm ngang; tỷ lệ tái sinh tốt, xấu, trung bình; nguồn gốc tái sinh... 4.4.2. Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh Từ số liệu thu thập được trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu, chúng tôi xác định mật độ, tổ thành cây tái sinh như sau: Bảng 4.9. Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh TT Tên loài Tên khoa học Mật độ (cây/ha) Tổ thành (%) 1 Chùm hôi Clausena excavata 65 17,33 2 Trọng đũa Ardisia crenata 90 24 3 Mán đỉa Archidendron clypearia 50 13,33 4 Quế Cinnamomum cassia 25 6,67 5 Kháo Machilus macrophylla 25 6,67 6 Kháo xanh Cinnadenia paniculata 20 5,33 Từ kết quả ở bảng 4.9 cho thấy, trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN có 19 loài cây tái sinh xuất hiện, mật độ 390 cây/ha trong đó có 6 loài tham gia vào công thức tổ thành, đó là các loài: Chùm hôi (Clausena excavata), Trọng đũa (Ardisia crenata), Mán đỉa (Archidendron clypearia), Quế (Cinnamomum cassia), Kháo (Machilus macrophylla), Kháo xanh (Cinnadenia paniculata). Trong đó Trọng đũa (Ardisia crenata) là loài có tổ thành lớn nhất chiếm 24% mật độ đạt 90 cây/ha. Chùm hôi là loài có tỷ lệ tổ thành lớn thứ hai chiếm 17,33% mật độ đạt 65 cây/ha, Quế (Cinnamomum cassia) và Kháo (Machilus macrophylla) cùng một tỷ lệ tổ thành là 6,67% với mật độ 25 cây/ha. Cuối cùng là loài Kháo xanh (Cinnadenia paniculata) có tỷ lệ tổ thành đạt 5,33% và mật độ là 20 cây/ha. Nghiên cứu tổ thành mật độ cây tái sinh ở trạng thái thảm thực vật cho thấy mật độ cây tái sinh có xu hướng tăng dần theo thời gian phục hồi rừng. 33 Tuy nhiên, đến một thời điểm nào đó khi rừng đạt đến sự ổn định tương đối thì mật độ có xu hướng giảm và dừng lại khi đạt được trạng thái rừng cao đỉnh khí hậu. Qua quá trình phục hồi tự nhiên, khi thảm thực vật đạt tới một giai đoạn thành thục thành phần loài và số lượng cây gỗ trên một diện tích nhất định có xu hướng giảm dần, đơn giản hoá. Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu của quá trình phục hồi của thảm thực vật quy luật này chưa rõ ràng và có thể có những xáo trộn, nhiều loài ưa sáng bị mất đi. Điều đó hoàn toàn phù hợp với quy luật chọn lọc tự nhiên những cá thể của loài không thích hợp ở giai đoạn rừng non (dẫn theo Lê Trọng Cúc, Phạm Hồng Ban, 1996) [1]. 4.4.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao Qua điều tra ta có kết quả được thể hiện qua bảng số liệu như sau: Bảng 4.10. Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao Cấp chiều cao (m) N (cây/ha) Tỷ lệ (%) I ( 0 - 1 ) 295 75,64 II ( 1 - 2 ) 65 16,66 III ( 2 - 3 ) 5 1,28 IV ( 3 - 4 ) 5 1,28 V ( 4 - >5 ) 20 5,12 Tổng 390 100 Hình4.7. Đồ thị mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao 34 Kết quả bảng trên và đồ thị cho thấy mật độ cây tái sinh ở thảm thực vật đạt 390 cây/ha trong đó tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao từ 0 - 1 m chiếm tới 75,64%. Tiếp theo là mật độ cây tái sinh ở cấp chiều cao từ 1 - 2 m chiếm 16,66%. Còn mật độ ở cấp chiều cao từ 2 - 4 m chiếm tỷ lệ ít nhất 2,56%. Đến cấp chiều cao từ trên 4 m thì số cây tái sinh chiếm khoảng 5,12%. Điều này chứng tỏ có sự cạnh tranh không gian dinh dưỡng và ánh sáng của cây mạ, cây con tái sinh với cây bụi, thảm tươi diễn ra khá mạnh mẽ nên nhiều cá thể bị đào thải. 4.4.4. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh Chất lượng cây tái sinh là kết quả tổng hợp những tác động qua lại giữa cây rừng với nhau và giữa cây rừng với điều kiện hoàn cảnh. Năng lực tái sinh được đánh giá theo các chỉ tiêu về mật độ, phẩm chất, nguồn gốc và số cây con có triển vọng. Năng lực tái sinh phản ánh mức độ thuận lợi của điều kiện hoàn cảnh đối với quá trình phát tán, nẩy mầm hạt giống và quá trình sinh trưởng của cây mạ, cây con. Điều kiện hoàn cảnh rừng có tác động rất lớn ở giai đoạn này. Vì vậy, căn cứ vào các kết quả nghiên cứu thực trạng về khả năng tái sinh của hai trạng thái thảm thực vật phục hồi tự nhiên tại trạm từ đó đề xuất được các giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm tác động vào rừng để thúc đẩy quá trình tái sinh phục hồi rừng. Bảng 4.11. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh Nguồn gốc Tỷ lệ chất lượng (%) N/ha Hạt % Chồi % Tốt TB Xấu 390 327 84 63 16 21,3 46,7 32 Trạng thái thảm thực vật tái sinh tự nhiên có nguồn gốc từ hạt chiếm 84%, từ chồi 16%. Trong đó tỷ lệ chất lượng cây tốt đạt 21,3%, trung bình 46,7%, xấu 32%. Như vậy nguồn gốc cây tái sinh chủ yếu ở trạng thái thảm thực vật là tái sinh hạt, chỉ một phần có nguồn gốc từ chồi. Đặc điểm này thuận lợi cho việc hình thành tầng rừng chính trong tương lai. Vì trong cùng một loài, cây mọc từ hạt có đời sống dài hơn cây chồi, khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của ngoại cảnh tốt hơn cây tái sinh chồi. 35 Chất lượng cây tái sinh là kết quả tổng hợp những tác động qua lại giữa cây rừng với nhau và giữa cây rừng với điều kiện hoàn cảnh. Năng lực tái sinh được đánh giá theo các chỉ tiêu về mật độ, phẩm chất, nguồn gốc và số cây con có triển vọng. Năng lực tái sinh phản ánh mức độ thuận lợi của điều kiện hoàn cảnh đối với quá trình phát tán, nẩy mầm hạt giống và quá trình sinh trưởng của cây mạ, cây con. Điều kiện hoàn cảnh rừng có tác động rất lớn ở giai đoạn này. Vì vậy, căn cứ vào các kết quả nghiên cứu thực trạng về khả năng tái sinh của trạng thái thảm thực vật phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu, từ đó đề xuất được các giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm tác động vào thảm thực vật để thúc đẩy quá trình tái sinh phục hồi rừng. 4.5. Đặc điểm tầng cây bụi thảm tươi Qua điều tra thực địa ở khu vực nghiên cứu tôi đưa ra đánh giá về chỉ số đa dạng sinh học lớp cây bụi được trình bày theo bảng sau: Bảng 4.12. Chỉ số đa dạng sinh học lớp cây bụi Mật độ Số loài cây bụi Chỉ số đa dạng 820 11 1,84 Từ bảng số liệu ta thấy rằng số loài cây bụi xuất hiện trong thảm thực vật ở khu vực nghiên cứu là tương đối thấp có 11 loài với mật