Luận án Nghiên cứu động thái cấu trúc hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh tại khu bảo tồn thiên nhiên hang kia - Pà cò và vườn quốc gia Xuân Sơn

hiện ở hầu hết các cấp đường kính. Loài Dẻ ấn chiếm ưu thế rõ rệt với hệ số tổ thành cao, tiếp đó là Trai lý, một loài thực vật đặc trưng của vùng núi đá vôi. Các loài khác đều có hệ số tổ thành < 5%. Những loài có số lượng cá thể tương đối lớn (20-30 cá thể), kích thước cơ thể nhỏ nên chưa đủ xuất hiện trong tổ thành thực vật bao gồm: Bứa (Garcinia oblongifolia), Vỏ mản (Ficus trivia Crorn) Một số loài số lượng cá thể ít hơn như Nang trứng (Hydnocarpus kurzii), Chay (Artocarpus tonkinensis), Trâm vối (Cleistocalyx nervosum) với số lượng cá thể khoảng 10 mỗi loài, xuất hiện rải rác ở các cấp kính từ 50 cm trở xuống. Một số loài có số lượng cá thể rất ít: Trâm trắng (Syzygium wightianum), Thâu lĩnh (Alphonsea monogyna), Cơm rượu bắc bộ (Glycosmis cymosa), chỉ xuất hiện một vài cá thể trong OTC, chủ yếu là những cây có kích thước nhỏ, nằm ở cấp đường kính thứ nhất, mới được bổ sung từ lớp cây tái sinh. Bảng 4.1. Tổ thành thực vật tại khu vực nghiên cứu OTC Địa điểm Số loài Mật độ (cây/ha) Tỉ lệ hỗn loài Tổ thành 1 HB01 67 608 1/9 17,3 Dẻ ấn + 9,6 Trai lý + 6,8 Sao trung hoa + 5,8 Thị rừng, + 5,6 Vàng tâm + 54,9 khác 2 HB03 56 571 1/10 21,8 Dẻ trắng + 16,3 Dẻ ấn + 11,6 Hu đay + 7,8 Dẻ đỏ + 42,4 khác 3 HB06 70 466 1/7 24,8 Thị rừng + 10,0 Dẻ trắng + 8,2 Trai lý + 7,3 Táu mật + 5,6 Dẻ đỏ + 44,1 khác 4 XS01 71 344 1/5 20,8 Vàng anh + 6,8 Gội bốn cánh + 5,9 Sâng + 5,8 Lộc vừng + 60,7 khác 5 XS02 86 352 1/4 9,2 Vàng anh + 6,9 Chùm bạc + 6,5 Lộc vừng + 77,4 khác 6 XS03 106 487 1/5 6,6 Vải rừng + 5,7 Gội bạc + 5,2 Thừng mực lông mềm + 82,5 khác + OTC HB03: với 56 loài trong OTC, trong đó 4 loài chiếm ưu thế tạo thành ưu hợp thực vật Dẻ trắng (Lithocarpus dealbatus), Dẻ ấn, Hu đay (Trema orientalis), Dẻ đỏ (Lithocarpus ducampii). Tại OTC này, ưu thế thể hiện rất rõ rệt với 4 loài có hệ số tổ thành cao (tổng hệ số tổ thành của 4 loài là 57,6), những loài chiếm ưu thế khác biệt hẳn so với OTC HB01. Những loài có số lượng cá thể ít, không xuất hiện trong tổ thành thực vật bao gồm: Nanh chuột (Cryptocarya lenticellata), Si ta (Mallotus poilanei), Chua khét (Glenniea philippinensis), Vẩy ốc (Diospyros buxifolia), Xoan (Melia azedarach), (số lượng cá thể khoảng 10 mỗi loài), xuất 58 hiện rải rác ở các cấp kính từ 50 cm trở xuống. Một số loài có số lượng cá thể rất ít: Cồng (Calophyllum polyanthum), Chò chỉ (Parashorea chinensis), Táu trắng (Vatica odorata), Trứng gà (Pouteria sapota) chỉ xuất hiện một vài cá thể trong OTC. Nhìn chung các loài thực vật chiếm ưu thế cũng như những loài khác trong OTC có sự khác biệt rõ rệt so với OTC HB01. + OTC HB06: Có sự khác biệt cơ bản về thành phần loài cũng như loài chiếm ưu thế so với 2 OTC trên. Tổng số loài trong OTC là 70 loài, trong đó 5 loài chiếm ưu thế tạo thành ưu hợp thực vật: Thị rừng (Diospyros sylvatica), Dẻ trắng, Trai lý (Garcinia fagraeoides), Táu mật (Vatica odorata ssp. brevipetiolata), Dẻ đỏ. Đây là những loài chiếm ưu thế trong quần xã, số lượng cá thể nhiều, xuất hiện ở hầu hết các cấp đường kính và hầu hết các vị trí trong OTC. Thị rừng là loài chiếm ưu thế lớn nhất với 24,8%. Những loài có số lượng cá thể ít, không xuất hiện trong tổ thành thực vật bao gồm: Trâm sừng (Syzygium chanlos), Vàng tâm, Bứa (Garcinia oblongifolia), Nhãn rừng (Dimoscarpus longan) có số lượng cá thể khoảng 10 loài, xuất hiện rải rác ở các cấp kính đến 60cm. Một số loài có số lượng cá thể rất ít: Cà lồ (Caryodaphnopsis tonkinensis), Trâm vối (Cleistocalyx nervosum), Trường kẹn (Mischocarpus pentapetalus), Gội nếp (Aglaia spectabilis) chỉ xuất hiện một vài cá thể trong OTC, chủ yếu là những cây có kích thước nhỏ, nằm ở cấp đường kính thứ nhất. - Khu vực VQG Xuân Sơn: + OTC XS01: với 71 loài xuất hiện trong OTC với 4 loài chiếm ưu thế: Vàng anh (Saraca dives), Gội bốn cánh (Aglaia lawii), Sâng (Pometia pinnata), Lộc vừng (Barringtonia acutangula). Một số loài có số lượng cá thể lớn nhưng chưa xuất hiện trong tổ thành những loài chiếm ưu thế như: Nhọc trái khớp lá thuôn (Enicosanthellum plagioneurum), Trâm trắng (Syzygium wightianum), Nang trứng (Hydnocarpus kurzii), Quếch (Chisocheton cumingianus subsp. balansae), Thị rừng (Diospyros sylvatica) cá thể của các loài này xuất hiện rải rác trong OTC từ cấp đường kính nhỏ nhất đến cấp đường kính 50cm. Một số loài có số lượng cá thể rất ít: Nhọc (Polyalthia cerasoides), Mò lá bạc (Cryptocarya maclurei), Chò xanh (Terminalia myriocarpa), Máu chó lá lớn (Knema pierrei) chỉ thấy xuất hiện một vài cá thể ở cấp đường kính từ 10-15cm. Đây là những cây có nguồn gốc từ cây tái sinh mới bổ sung lên tầng cây cao. 59 + OTC XS02: Những loài chiếm ưu thế có sự tương đồng với OTC thứ nhất. Có 86 loài xuất hiện trong OTC với 3 loài chiếm ưu thế: Vàng anh (Saraca dives), Chùm bạc (Bhesa robusta), Lộc vừng (Barringtonia acutangula). Một số loài có số lượng cá thể lớn nhưng chưa xuất hiện trong tổ thành những loài chiếm ưu thế như: Táu trắng (Vatica odorata), Sâng (Pometia pinnata), Ngát (Gironniera subaequalis), Nhọc lá nhỏ (Enicosanthellum plagioneurum), Lộc mại lá bầu (Claoxylon indicum), Chò nâu (Dipterocarpus retusus) cá thể của các loài này xuất hiện rải rác trong OTC từ cấp đường kính nhỏ nhất đến cấp đường kính 60cm. Số lượng của mỗi loài khoảng 10 cá thể. Một số loài có số lượng cá thể rất ít: Rau sắng (Melientha suavis), Đinh thối (Fernandoa brilletii), Ngoã khỉ (Ficus fulva), Sấu (Dracontomelon duperreanum), Sồi lá bạc (Quercus incana) chỉ thấy xuất hiện một vài cá thể ở cấp đường kính từ 10-15cm. Đây là những cây có nguồn gốc từ cây tái sinh mới bổ sung lên tầng cây cao. + OTC XS03: có sự khác biệt rõ ràng về những loài chiếm ưu thế so với 2 OTC trên với sự xuất hiện của 106 loài trong OTC với 3 loài chiếm ưu thế tạo ra ưu hợp thực vật: Vải rừng (Nephelium cuspidatum), Gội bạc (Aglaia argentea), Thừng mực lông mềm (Wrightia tomentosa). Một số loài có số lượng cá thể lớn nhưng chưa xuất hiện trong tổ thành những loài chiếm ưu thế như: Ngát (Gironniera subaequalis), Lộc vừng, Táu muối (Vatica diospyroides), Chùm bạc, Trâm trắng, Thị rừng, Xoan đào (Prunus arborea) Cá thể của các loài này xuất hiện rải rác trong OTC từ cấp đường kính nhỏ nhất đến cấp đường kính 65cm. Số lượng của mỗi loài khoảng 10 cá thể. Một số loài có số lượng cá thể rất ít, điển hình như: Chân chim ba lá (Schefflera tribracteata), Chò xanh (Terminalia myriocarpa), Mò trung bộ (Cryptocarya annamensis), Trường kẹn chỉ có một vài cá thể trong OTC. Qua kết quả nghiên cứu về tổ thành tại khu vực nghiên cứu đã nhận thấy có một số đặc trưng khác biệt giữa hai khu vực nghiên cứu như sau: - Tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn thành phần loài cây đa dạng và phong phú hơn tại khu vực Hang Kia - Pà Cò. Số loài trong OTC biến động từ 71 đến 106 loài tương ứng với mật độ từ 344 đến 487 cây/ha. Tại khu vực Hang Kia, Pà Cò, số loài biến động từ 56 (OTC HB03) đến 70 loài (OTC HB06), mật độ biến động từ 466 đến 608 cây/ha. Mật độ tại khu vực Hang Kia - Pà Cò cao hơn nhiều so với khu vực Xuân Sơn. Đa số các OTC tại khu vực Xuân Sơn là rừng ít bị tác động, rừng đã phát triển 60 đến giai đoạn tương đối ổn định, kích thước cá thể lớn nên mật độ thấp. Tại KBT Hang Kia, Pà Cò rừng đang trong giai đoạn phục hồi nên cây có kích thước nhỏ, mật độ lớn hơn khu vực Xuân Sơn. Đây là một trong những đặc trưng quan trọng có ảnh hưởng lớn đến quá trình chết và tái sinh bổ sung của lớp cây có đường kính nhỏ. - Tại khu vực Hang Kia – Pà Cò, mức độ ưu thế rõ rệt hơn so với khu vực Xuân Sơn, thể hiện thông qua hệ số tổ thành lớn, tổng hệ số tổ thành của những loài chiếm ưu thế cao. Đặc biệt có quần xã tại KBT Hang Kia - Pà Cò có số lượng loài rất ít, đặc trưng cho loại rừng non mới phục hồi, cấu trúc đơn giản, tổ thành ít đa dạng. Tại khu vực Xuân Sơn, hầu hết tại các OTC các loài thực vật không thể hiện rõ ưu thế. Mặc dù số loài rất lớn nhưng số lượng cá thể của mỗi loài rất nhỏ. Đây cũng là một trong những đặc trưng điển hình của rừng nhiệt đới. Số lượng cá thể của những loài có số lượng trên 30 cá thể trong OTC chỉ xấp xỉ 10 loài. Các ưu hợp thực vật tại mỗi khu vực nghiên cứu có sự khác biệt nhất định. - Về tổ thành cũng có sự khác biệt giữa hai khu vực do cách biệt về địa lý và khu hệ thực vật. Tại Hang Kia - Pà Cò, các loài chiếm ưu thế thường xuyên xuất hiện trong các OTC điển hình như: Dẻ ấn, Dẻ đỏ, Thị rừng, Táu mật, Trai lý. Tại khu vực Xuân Sơn, các loài chiếm ưu thế bao gồm: Chùm bạc, Vàng anh, Gội bạc, Lộc vừng b, Tầng cây bụi, thảm tươi Về đặc điểm tầng cây bụi, thảm tươi tại hai khu vực cũng có sự khác biệt đáng kể. Tầng cây bụi tại Hang Kia – Pà Cò có chiều cao từ 1,2 – 2,0m. Độ che phủ từ 20 – 30%. Tầng cây bụi có thành phần loài chủ yếu: Bồ cu vẽ (Breynia fruticosa), Cách núi (Ardisia quinquegona), Đắng cẩy (Clerodendrum cyrtophyllum), Mật cật Lào (Rhapis cochinchinensis), Cau bụi rừng (Pinanga paradoxa) Tầng thảm tươi có độ che phủ từ 10 – 20%, bao gồm: các loài Dương xỉ (Cyclosorus sp., Diplasium spp., Pteris ensiformis), các loại cây thân thảo (Alpinia sp, Begonia spp., Ophiopogon sp., Strobilanthes sp), Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus). Khu vực Xuân Sơn có sự khác biệt đáng kể. Tầng cây bụi có chiều cao trung 0,5 – 1,2m, độ che phủ từ 10 – 20%, bao gồm các loài chủ yếu: Bọt ếch (Callicarpa candicans), Lấu (Psychotria montana), Đơn nem (Maesa perlarius), Trọng đũa (Ardisia crenata) Tầng thảm tươi bao gồm các loài thuộc họ Gừng (Zingiberaceae), Họ Dương xỉ (Polypodiaceae), Họ Dứa dại (Pandanaceae). Nhìn chung tầng cây bụi thảm tươi tại khu vực Hang Kia 61 – Pà Cò có chiều cao lớn và dày đặc hơn khu vực Xuân Sơn do mức độ lọt sáng xuống dưới tán rừng tại Hang Kia – Pà Cò lớn hơn. Như vậy, tại hai địa điểm nghiên cứu có sự khác biệt cơ bản về tổ thành loài và mức độ ưu thế. Để có cái nhìn toàn diện hơn, cần có nghiên cứu sâu về tính đa dạng thực vật tại khu vực nghiên cứu. 4.1.1.2. Tính đa dạng loài tại khu vực nghiên cứu Một câu hỏi cần được trả lời: liệu rằng diện tích 1ha của mỗi OTC đã đảm bảo tính đại diện đối với khu vực nghiên cứu? Dựa trên phương pháp diện tích đại diện tối thiểu đã được MÜLLER-DOMBOIS và ELLENBERG, (1974) [91] đề xuất, diện tích tối thiểu của OTC được coi là đủ đại diện cho khu vực nghiên cứu nếu tăng diện tích OTC lên 10% nhưng số loài tăng dưới 10%. Kết quả thống kê về diện tích và số loài xuất hiện tại các OTC được trình bày trong bảng 4.2 và hình 4.1, 4.2: Bảng 4.2. Số loài xuất hiện khi tăng diện tích OTC Diện tích (ha) Số loài xuất hiện tại các OTC (tích lũy) XS01 XS02 XS03 HB01 HB03 HB06 0,04 7 8 10 10 3 14 0,08 17 15 19 19 8 18 0,12 23 23 25 31 13 24 0,16 26 31 33 33 21 24 0,2 27 35 41 39 24 25 0,24 31 40 46 43 26 28 0,28 35 46 52 46 29 28 0,32 41 55 59 47 32 29 0,36 41 59 60 48 34 29 0,4 44 61 63 51 37 30 0,44 47 66 64 53 39 31 0,48 50 69 65 54 41 36 0,52 51 72 69 54 43 37 0,56 51 73 73 57 46 38 0,6 52 75 76 60 47 48 0,64 54 78 78 60 48 48 0,68 57 78 84 60 50 52 0,72 60 78 84 60 50 58 0,76 62 79 91 63 50 62 0,8 64 81 94 66 51 63 0,84 65 82 98 67 52 64 0,88 66 83 103 67 54 67 0,92 67 84 103 67 55 68 0,96 69 85 104 67 55 69 1 71 86 105 67 56 70 62 Qua các bảng thống kê số loài xuất hiện mới khi diện tích OTC tăng ta có thể thấy rằng: Khi tăng diện tích OTC từ 7.600m2 lên 8.400m2 (tăng 800m2 tương đương với > 10% diện tích của OTC) thì số loài xuất hiện mới ở từng OTC đều ở mức dưới 10%. Như vậy có thể thấy rằng chỉ cần diện tích mỗi OTC đạt 8.400m2 đã đủ đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Hình 4.1: Biến đổi của số loài tại Hang Kia – Pà Cò khi diện tích OTC thay đổi Hình 4.2: Biến đổi của số loài tại Xuân Sơn khi diện tích OTC thay đổi Qua các hình trên ta thấy rằng khi tăng diện tích từ 0,88ha lên đến 1ha (tăng khoảng 12% diện tích) thì số loài tại các OTC tăng từ 0-5 loài tùy từng OTC (5/71 loài tại OTC XS01 và 0/67 loài tại OTC HB01). Mặc dù diện tích tăng lên 12% nhưng 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 ,0 4 0 ,0 8 0 ,1 2 0 ,1 6 0 ,2 0 ,2 4 0 ,2 8 0 ,3 2 0 ,3 6 0 ,4 0 ,4 4 0 ,4 8 0 ,5 2 0 ,5 6 0 ,6 0 ,6 4 0 ,6 8 0 ,7 2 0 ,7 6 0 ,8 0 ,8 4 0 ,8 8 0 ,9 2 0 ,9 6 1 Số lo ài Diện tích (ha) HB06 HB03 0 20 40 60 80 100 120 0 ,0 4 0 ,0 8 0 ,1 2 0 ,1 6 0 ,2 0 ,2 4 0 ,2 8 0 ,3 2 0 ,3 6 0 ,4 0 ,4 4 0 ,4 8 0 ,5 2 0 ,5 6 0 ,6 0 ,6 4 0 ,6 8 0 ,7 2 0 ,7 6 0 ,8 0 ,8 4 0 ,8 8 0 ,9 2 0 ,9 6 1 Số lo ài Diện tích XS01 XS02 XS03 63 số loài tăng cao nhất cũng dưới 10% (cao nhất 7% tại OTC XS01). Như vậy một lần nữa khẳng định rằng các OTC với diện tích 1ha/OTC hoàn toàn đảm bảo tính đại diện cho khu vực nghiên cứu. Tính đa dạng loài đại diện cho tính thích ứng đối với môi trường nhất định trong phạm vi không gian diễn thế. Loài là sản phẩm chủ yếu của cơ chế tiến hoá, cho nên loài được coi như là bậc sống thích hợp nhất để nghiên cứu tính đa dạng cũng là đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất. Để nghiên cứu về tính đa dạng thực vật, trong phạm vi luận án này sử dụng tỉ lệ hỗn loài, chỉ số đa dạng của Shannon-Wiener, chỉ số đa dạng của Simpson. Tỉ lệ hỗn loài cho biết mức độ đa dạng về loài của quần xã. Tỉ lệ hỗn loài được biểu thị dưới dạng 1/n (trong đó n là một số nguyên) có nghĩa là bình quân cứ n cây cá thể thì có 1 loài. Chỉ số đa dạng của Shannon – Wiener (H) và chỉ số đa dạng loài Simpson (D) thể hiện mức độ đa dạng về loài và mức độ phong phú của các loài trong quần xã, số loài càng nhiều và các loài càng phong phú thì mức độ phức tạp càng cao. Nếu H, D càng cao chứng tỏ quần xã có lượng thông tin lớn, tính đa dạng càng cao. Kết quả tính toán các chỉ số này tại khu vực nghiên cứu được thể hiện qua bảng sau: Bảng 4.3. Tính đa dạng thực vật tại khu vực nghiên cứu Stt Địa điểm Số loài Mật độ (cây/ha) Tỷ lệ hỗn loài Chỉ số Shannon – Wiener H Chỉ số Simpson D 1 HB01 67 608 1/9 3.31126 0.92541 2 HB03 56 571 1/10 2.68794 0.86451 3 HB06 70 466 1/7 2.93660 0.88831 4 XS01 71 344 1/5 3.38190 0.92425 5 XS02 86 352 1/4 3.84813 0.96488 6 XS03 106 487 1/5 4.13520 0.97539 Qua bảng trên ta thấy: - Tỉ lệ hỗn loài biến động từ 1/4 (OTC XS02) đến 1/10 (OTC HB03); Tại khu vực Xuân Sơn trung bình từ 4-5 cá thể thì xuất hiện một loài. Tại Hang Kia - Pà Cò, trung bình 9 cá thể thì xuất hiện một loài. - Chỉ số đa dạng Shannon – Wiener (H) trong khu vực nghiên cứu biến động từ 2,68794 (OTC HB03) đến 4,13520 (OTC XS03). Tại Xuân Sơn chỉ số này biến động 64 từ 3,3819 đến 4,13520. Tại Hang Kia – Pà Cò, chỉ số này thấp hơn, biến động từ 2,68794 đến 3,31126. Điều này cho thấy mức độ đa dạng tại Xuân Sơn cao hơn so với khu vực Hang Kia – Pà Cò. - Chỉ số đa dạng Simpson (D) biến động từ 0,86451 (OTC HB03) đến 0,97539 (OTC XS03). Tại Xuân Sơn chỉ số này biến động từ 0,92425 đến 0,97539. Tại Hang Kia – Pà Cò, chỉ số này thấp hơn, biến động từ 0,86451 đến 0,92541. - Số loài xuất hiện trong từng khu vực nghiên cứu cũng có sự khác biệt. Tại Hang Kia – Pà Cò số loài trong OTC biến động từ 56 – 70 loài. Khu vực Xuân Sơn số loài biến động từ 71 đến 106 loài. Số loài trung bình tại mỗi OTC khu vực Xuân Sơn đạt 88 loài, con số này tại Hang Kia – Pà Cò là 64 loài. Nhận xét: Nhìn chung khu vực Xuân Sơn có số loài cũng như tính đa dạng cao hơn khu vực Hang Kia – Pà Cò. Mức độ biến động về tính đa dạng tại hai khu vực có sự khác biệt rõ rệt. Khu vực Hang Kia – Pà Cò có mức độ biến động lớn hơn, thể hiện ở các chỉ số H, D, có sự chênh lệch lớn. Điều này chứng tỏ rằng rừng tại đây đang trong giai đoạn còn non, phát triển mạnh, chưa thực sự ổn định. Ngược lại, tại khu vực Xuân Sơn, mức độ biến động về tính đa dạng loài nhỏ hơn, rừng đang trong giai đoạn phục hồi tốt, cấu trúc tương đối ổn định. Nhìn chung, chỉ số đa dạng loài tỉ lệ thuận với số lượng loài xuất hiện trong OTC tại khu vực nghiên cứu, đồng thời loài càng đồng đều thì mức độ đa dạng thông tin trong quần xã càng cao. Hay nói cách khác: lượng thông tin đa dạng tối đa nếu mỗi cá thể thuộc về các loài riêng rẽ, và có giá trị tối thiểu nếu tất cả chỉ thuộc về một loài. Một chỉ số tổng hợp vừa thể hiện tính đa dạng loài và mức độ đồng đều giữa các loài trong các quần xã đó là chỉ số Rényi (H). Chỉ số H có ưu điểm hơn so với nhiều chỉ số đa dạng truyền thống ở chỗ đồ thị biến thiên cuả nó thể hiện một cách trực quan tính đa dạng loài và mức độ đồng đều của các loài. Trong luận án này, hệ số này được sử dụng để phân tích sự biến thiên của giá trị H trong các trường hợp =0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 và ∞ để vẽ đồ thị mô tả động thái đa dạng loài của rừng. Tính toán chỉ số H cho các OTC tại hai khu vực nghiên cứu và vẽ đồ thị ta thu được kết quả như trong hình 4.3: 65 Hình 4.3: Biểu đồ chỉ số đa dạng Rényi của các OTC Trên đồ thị đường cong càng nằm trên cao thì mức độ đa dạng càng cao. Mặt khác, nếu đường cong càng dốc chứng tỏ sự đồng đều về số lượng cá thể của các loài trong OTC càng thấp (có sự chênh lệch lớn về số lượng cá thể giữa các loài). Hình trên đã thể hiện một cách trực quan tính đa dạng loài và mức độ đồng đều của các loài. Như vậy, chỉ số Rényi là một chỉ số tổng hợp, có thể biểu thị tốt cho tính đa dạng loài và mức độ đồng đều của các loài trong quần xã. 4.1.2. Phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D1.3) Cơ sở định lượng để biểu diễn cấu trúc tuổi là phân bố số cây theo tuổi hoặc theo cấp tuổi. Trong tự nhiên việc xác định tuổi của lâm phần cũng như từng cá thể trong lâm phần rất khó khăn. Vì vậy phân bố số cây theo cấp đường kính được sử dụng để mô tả cấu trúc tuổi của lâm phần. Trong phạm vi của nghiên cứu này đã thử nghiệm nắn phân bố N/D1.3 theo ba phân bố lý thuyết thường gặp: Phân bố Khoảng cách, Phân bố Meyer và Phân bố Weibull. Kết quả cho thấy phân bố khoảng cách là phù hợp nhất để mô tả mối quan hệ này. Các tham số của phân bố khoảng cách cụ thể như sau: 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0 0,25 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 vc Rényi HB01 HB03 HB06 XS01 XS02 XS03 66 Bảng 4.4: Các tham số của phân bố khoảng cách tại các OTC Tham số HB01 HB03 HB06 XS01 XS02 XS03  0,449 0,511 0,305 0,201 0,276 0,372 α 0,597 0,521 0,732 0,747 0,707 0,709 Do số lượng cây trong OTC lớn, số cây ở các cấp đường kính lớn không nhiều, vì vậy trong nghiên cứu này cấp đường kính được sử dụng là 5cm. Đây cũng là cấp đường kính được sử dụng để nghiên cứu động thái cấu trúc trong nghiên cứu tiếp theo. Kết quả về phân bố số cây theo cấp đường kính tại khu vực nghiên cứu được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.5: Phân bố N/D1.3 tại khu vực Hang Kia, Pà Cò Cấp D1.3 N (cây) (cm) HB01 HB03 HB06 10-15 273 292 142 15-20 136 139 80 20-25 80 69 73 25-30 56 31 50 30-35 20 25 30 35-40 19 5 15 40-45 12 2 26 45-50 4 1 16 >50 8 7 34 Tổng 608 571 466 Qua bảng trên ta thấy phân bố N/D1.3 tại các ô tiêu chuẩn có dạng giảm dần, số cây tập trung nhiều nhất ở cấp đường kính đầu tiên, sau đó giảm dần với các cấp đường kính tiếp theo. Cá biệt có OTC số lượng cây có đường kính > 40cm chiếm tỉ lệ cao (OTC HB06) đặc trưng cho loại rừng tự nhiên đã có thời gian phục hồi, ít bị tác động của con người, có cấu trúc tương đối ổn định và sản lượng cao. Ngược lại, những OTC có số cây tập trung chủ yếu ở cấp đường kính nhỏ thể hiện rừng ở trong giai đoạn đang phát triển mạnh, còn nhiều biến động trong tương lai. Đường cong phân bố số cây theo cấp đường kính của các OTC tại khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia - Pà Cò được thể hiện ở các hình 4.4 – 4.6. 67 Hình 4.4: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC HB01 Hình 4.5: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC HB03 0 50 100 150 200 250 300 10 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 >50 N ( câ y) D1.3 (cm) N/D1.3 HB01 ft fll 0 50 100 150 200 250 300 350 10 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 >45 N ( câ y) D1.3 (cm) N/D1.3 HB03 ft fll 68 Hình 4.6: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC HB06 Nhìn vào các hình trên ta thấy đường cong phân bố số cây theo cấp đường kính có dạng giảm dần. Số cây lớn nhất tập trung ở cấp đường kính đầu tiên và cấp đường kính thứ 2, sau đó giảm dần. OTC số 6 mặc dù có nhiều cây có kích thước lớn, sản lượng cao nhưng phân bố số cây theo các cấp đường kính cũng chưa thực sự hợp lý, cần có sự điều chỉnh cho phù hợp đảm bảo đạt được cấu trúc bền vững trong tương lai. Đặc trưng cấu trúc N/D1.3 tại khu vực Xuân Sơn cũng có những khác biệt nhất định được thể hiện trong bảng 4.6 . Bảng 4.6 Sơn D1.3 (cm) N (cây) XS01 XS02 XS03 10-15 69 100 181 15-20 55 62 85 20-25 59 59 77 25-30 54 49 41 30-35 21 30 31 0 20 40 60 80 100 120 140 160 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 N ( câ y) D1.3 (cm) N/D1.3 HB6 ft flt 69 35-40 26 10 21 40-45 12 19 9 45-50 14 11 14 50-55 7 7 4 55-60 3 8 4 60-65 7 3 3 65-70 5 1 5 70-75 4 2 5 75-80 2 0 3 80-85 4 0 3 >85 2 1 1 Đặc trưng cấu trúc N/D1.3 tại khu vực Xuân Sơn có sự khác biệt đáng kể so với khu vực Hang Kia, Pà Cò. Phân bố số cây theo cấp đường kính tại Xuân Sơn cũng có dạng giảm dần. Mật độ cây ở đây thấp hơn khu vực Hang Kia - Pà Cò và số lượng cây có kích thước lớn chiếm tỉ lệ cao hơn khu vực Hang Kia – Pà Cò. Kết quả cụ thể phân bố số cây theo cấp đường kính tại khu vực Xuân Sơn được thể hiện ở các hình 4.7 – 4.9. Hình 4.7: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC XS01 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 >65 N ( câ y) D1.3 (cm) XS01 fll ft 70 Hình 4.8: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC XS02 Hình 4.9: Phân bố số cây theo cấp đường kính của OTC XS03 0 20 40 60 80 100 120 10 15 20 25 30 35 40 45 50 >55 N ( câ y) D1.3 (cm) XS02 fll ft 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 >60 N ( câ y) D1.3 (cm) XS03 fll ft 71 Qua các hình trên ta thấy cấu trúc N/D1.3 tại khu vực Xuân Sơn vẫn còn có sự biến động lớn (OTC XS01). Điều này chứng tỏ cấu trúc N/D1.3 tại một số OTC cần có sự điều tiết, dẫn dắt đạt tới cấu trúc hợp lý cho tương lai. So sánh cấu trúc N/D1.3 tại hai khu vực nghiên cứu cho thấy: tại khu vực nghiên cứu ít nhiều đã có sự tác động của con người làm thay đổi cấu trúc tự nhiên vốn có của rừng. Đường kính trung bình tại khu vực VQG Xuân Sơn lớn hơn nhiều so với KBT Hang Kia - Pà Cò, do rừng tại khu vực này có thời gian hình thành dài, ít bị tác động của con người. Khu vực Hang Kia - Pà Cò rừng có thời gian phục hồi ngắn nên đường kính trung bình nhỏ hơn, số cây nhiều hơn. Đây cũng là một trong những đặc trưng quan trọng ảnh hưởng đến các chỉ tiêu động thái cấu trúc của rừng. 4.1.3. Phân bố số cây theo cấp chiều cao (N/Hvn) Cấu trúc tầng thứ là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần thực vật trong quần xã thực vật rừng theo chiều thẳng đứng, cả trên mặt đất và trong lòng đất. Bản chất của cấu trúc tầng thứ là cấu trúc không gian quần xã. Đó là kết quả của sự cạnh tranh sinh tồn giữa các cây trong quần xã với nhau và với hoàn cảnh xung quanh trong quá trình tiến hoá của quần xã. Cấu trúc tầng thứ tạo ra tiền đề cho nhiều loài cây khác nhau về mặt sinh thái cùng sống chung với nhau. Cơ sở định lượng để biểu diễn cấu trúc tầng thứ cây gỗ là phân bố số cây theo cấp chiều cao. Kết quả thử nghiệm sử dụng 3 hàm toán học là hàm Meyer, Weibull và Khoảng cách để mô tả phân bố số cây theo cấp chiều cao tại khu vực nghiên cứu cho thấy: không có hàm nào thích hợp để mô tả phân bố N/Hvn tại khu vực Hang Kia - Pà Cò. Khu vực Xuân Sơn có thể dùng hàm Weilbul để mô phỏng phân bố N/Hvn. Phân bố số cây theo cấp chiều cao điển hình tại hai khu vực nghiên cứu được thể hiện trong hình 4.10 và 4.11. Đường cong phân bố số cây theo cấp chiều cao là dạng đường cong có nhiều đỉnh. Phân bố này cũng có sự khác biệt lớn giữa hai khu vực nghiên cứu. Một lần nữa phân bố này nói lên bản chất của rừng tại hai khu vực nghiên cứu. Chiều cao trung bình tại khu vực Xuân Sơn cao hơn rất nhiều so với khu vực Hang Kia - Pà Cò. Đường cong phân bố N/Hvn tại Hang Kia - Pà Cò có sự biến động mạnh hơn do rừng tại khu vực này chịu tác động của con người nhiều hơn. Hàm Weilbul thích hợp để mô phỏng phân bố N/Hvn tại khu vực Xuân Sơn. Cả hai khu 72 vực đều có sự tác động của con người vào rừng với các mức độ khác nhau và không đồng đều trong mỗi khu vực nghiên cứu. Hình 4.10: Phân bố N/Hvn tại Hang Kia - Pà Cò (OTC HB01) Hình 4.11: Phân bố N/Hvn tại khu vực Xuân Sơn (OTC XS02) 0 20 40 60 80 100 120 140 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Hvn N (cây)