Biến đổi cấu trúc không gian của rừng tự nhiên trung bình và giàu tại khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai
Dựa vào dữ liệu điều tra trên 2 ô định vị diện tích 1 ha thuộc trạng thái rừng trung bình và rừng giàu tại Khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai trong năm 2013 và 2018. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành xác định tên loài, đường kính ngang ngực, chiều cao, đường kính tán, vị trí của tất cả các cây gỗ (D> 5 cm). Bài báo sử dụng 4 chỉ tiêu: Độ hỗn loài (M), chỉ số góc (W), mức độ tập trung tán (C) và chỉ số ưu thế (U) để phân tích đặc điểm cấu trúc không gian giữa các cây láng giềng, từ đó làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc và động thái của các trạng thái rừng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng hầu hết các cây trong ô tiêu chuẩn có phân bố ngẫu nhiên (0,52 W 0,55) và các cây phân bố đều ở các tầng tán rừng (U 0,5). Mức độ hỗn loài rất cao (M 0,9), trong đó rừng trung bình có khoảng 60 loài và số lượng loài có xu hướng giảm theo thời gian. Ngược lại, rừng giàu có trên 50 loài và số lượng loài có xu hướng tăng từ năm 2013 đến năm 2018. Trong các ô tiêu chuẩn độ giao tán giữa các cây thưa (0,25 C 0,5) và có xu hướng giảm rõ rệt trong chu kỳ điều tra. Hơn nữa, trạng thái rừng trung bình mức độ giao tán cao hơn so với rừng giàu. Kết quả của nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc định lượng giá trị rừng, điều tiết quá trình sinh trưởng, tái sinh rừng và đa dạng sinh học, nhằm bảo vệ phát triển, nâng cao chất lượng tài nguyên rừng theo hướng bền vững và lâu dài tại khu vực nghiên cứu
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Biến đổi cấu trúc không gian của rừng tự nhiên trung bình và giàu tại khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa Đồng Nai
ảng 2 trị tập trung tại C = 0 giảm xuống chỉ còn 30%, cho thấy trạng thái rừng trung bình mức độ trong khi đó tần suất tập trung tại các giá trị C giao tán ở mức cao hơn so với rừng giàu. Tuy = 0,25 - 0,75 tăng lên (hình 4c,d). Kết quả nhiên mức độ giao tán hay mức độ cạnh tranh kiểm tra theo tiêu chuẩn U của Mann-Whitney không gian dinh dưỡng của cả 2 trạng thái cho thấy giá trị trung bình của C năm 2018 lớn rừng còn ở mức thấp với C nằm trong khoảng hơn C tại năm 2013 và sự sai khác có ý nghĩa ở 0,25 - 0,5. (a) Rừng trung(a) OTC bình 1 -- nămnăm 20132013 (b) Rừng trung bình - năm 2018 0.25 0.25 0.2 0.20 0.15 0.15 0.1 0.10 Tần suất Tần Tần suất 1 1 0.05 0.75 0.05 0.75 0.5 0.5 0.25 Độ hỗn 0.25 0 loài (M) 0.00 0 Độ hỗn 0 0.25 0.5 0.75 1 0 0.25 0.5 0.75 1 loài (M) Độ tập trung tán (C) Độ tập trung tán (C) (c) Rừng giàu - năm 2013 (d) Rừng giàu - năm 2018 0.4 0.3 0.35 0.25 0.3 0.25 0.2 0.2 0.15 Tần Tần suất 0.15 Tần suất 0.1 1 1 0.1 0.75 0.75 0.5 0.05 0.5 0.05 0.25 0.25 Độ hỗn 0 0 Độ hỗn 0 loài (M) 0 0 0.25 0.5 0.75 1 0 0.25 0.5 0.75 1 loài (M) Độ tập trung tán (C) Độ tập trung tán (C) Hình 4. Phân bố các chỉ số C và M Chỉ số góc (W) phản ánh hình dạng phân bố 0,52 đến 0,55, trong đó giá trị trung bình của của cây rừng cho thấy, tần suất các cây điểm W rừng giàu cao hơn của trạng thái rừng trung quan sát tập trung chủ yếu ở giá trị W = 0,5 bình và giữa trong một trạng thái thì giá trị chiếm tới 50% đối với cả 2 trạng thái rừng, tức năm 2018 cao hơn năm 2013, nhưng sự tăng là các cây rừng chủ yếu phân bố ngẫu nhiên, lên là không rõ rệt. trong đó phân bố đều (W = 0,25) và cụm (W = Kết quả cho thấy các trạng thái nghiên cứu 0,75) tần suất tương đương nhau (Hình 5). Kết cây rừng chủ yếu có dạng phân bố ngẫu nhiên quả ở bảng 3 cho thấy cả hai trạng thái rừng bởi lẽ giai đoạn đầu của quá trình phục hồi cây giá trị trung bình của W nằm trong khoảng từ con thường có kiểu phân bố cụm do sự tương TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2020 67 Lâm học đồng về nhu cầu sinh thái hoặc tái sinh dưới (2015) chỉ ra rằng loài thuộc chi Cáng lò tán cây mẹ, các loài cây giống nhau thường tập Betula spp giai đoạn đầu và giữa quá trình trung cụm gần nhau (Malkinson và cộng sự, phục hồi có phân bố cụm, nhưng giai đoạn 2003). Nhưng trong quá trình sinh trưởng và rừng già chuyển sang phân bố ngẫu nhiên. phát triển của cây rừng thì nhu cầu dinh dưỡng Tương đồng với kết quả nghiên cứu, Gu và ngày càng tăng lên, sự cạnh tranh với các cây cộng sự (2019) khi nghiên cứu cấu trúc không xung quanh càng khốc liệt đặc biệt là những gian của rừng thứ sinh tại HuangLong - Tỉnh cây cùng loài do nhu cầu sinh thái tương đồng Thiểm Tây Trung Quốc cũng phát hiện ở giai dẫn đến sự đào thải và tỉa thưa tự nhiên. Vì vậy, đoạn rừng bước qua giai đoạn thành thục phân phân bố không gian của cây rừng chuyển thành bố cụm giảm và dịch chuyển sang phân bố dạng ngẫu nhiên hoặc đều, Kết quả này cũng ngẫu nhiên hoặc đều và sự cạnh tranh không tìm thấy trong các nghiên cứu của Getzin và gian dinh dưỡng là nguyên nhân chính dẫn đến cộng sự, 2006; Balanda, 2013. Cụ thể, Kreutz hiện tượng này. Bảng 2. So sánh chỉ số cấu trúc không gian giữa các trạng thái rừng Rừng trung bình Rừng giàu Tiêu chuẩn U của Mann-Whitney Chỉ số Năm 2013 Năm 2018 Năm 2013 Năm 2018 U1_2 U3_4 U1_3 U2_4 (1) (2) (3) (4) C 0,280 0,345 0,140 0,255 -4,194* -10,357* -11,325* -5,812* M 0,8955 0,9045 0,8965 0,9063 -0,4930 -0,9750 -0,2950 -0,695 U 0,4976 0,4953 0,4977 0,4943 -0,1110 -0,1920 -0,0120 -0,0560 W 0,5245 0,5263 0,5396 0,5408 -0,2080 -0,0380 -1,4870 -1,174 * Sai khác ở mức ý nghĩa = 0,05 Kết quả phân tích độ ưu thế (U) cho thấy, so với trạng thái rừng trung bình, tuy nhiên sự tần suất phân bố đều giữa các khoảng giá trị từ sai khác này không rõ rệt. 0 đến 1 ở tất cả các trạng thái rừng nghiên cứu Trong giai đoạn phát triển của rừng thì cạnh (Hình 5). Điều đó có nghĩa là trong các ô tiêu tranh cùng loài sẽ khốc liệt hơn khác loài nên chuẩn nghiên cứu tỉ lệ các cây ở các tầng tán sự xuất hiện phân bố gần nhau giữa các cây phân bố khá đều. Mặt khác, kết quả ở bảng 3 cùng loài sẽ giảm, trong khi mức độ tập trung còn cho thấy độ ưu thể trung bình các trạng của các cây khác loài sẽ tăng. Tương tự, Chai thái rừng và giữa 2 thời điểm điều tra nằm và cộng sự (2016) đã chỉ ra rằng cùng với sự trong khoảng từ: 0,49 - 0,5 và sự sai khác nhau phát triển của cây rừng thì mức độ cạnh tranh không rõ rệt. Hơn nữa, mức độ hỗn loài (M) ở cùng loài sẽ tăng lên, đó là quan hệ bài xích cả 2 trạng thái rừng trong 2 đợt điều tra, tần trong loài dẫn đến mức độ đồng ưu thế giảm và suất phân bố của M chủ yếu tập trung ở giá trị độ hỗn loài tăng lên. Theo Wan và cộng sự 0,75 - 1 chiếm tới 85% và mức độ hỗn loài của (2019) thì mức độ hỗn loài tỉ lệ thuận với mức cả 2 trạng thái ở mức rất cao với M bình quân độ đa dạng sinh học của quần xã. Do đó, cả 2 gần bằng 0,9. Mặt khác, kết quả ở bảng 2 cho trạng thái rừng đều thể hiện sự đa dạng loài thấy giá trị trung bình của độ hỗn loài tăng cây gỗ với chỉ số hỗn loài rất cao (M 0,9). theo thời gian và trạng thái rừng giàu cao hơn 68 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2020 Lâm học (a) (a)Rừ OTCng trung 1 - năm bình 2013 - năm 2013 (b) Rừng trung bình - năm 2018 0.15 0.15 0.1 0.1 Tần Tần suất 0.05 Tần suất 0.05 1 1 0.75 0.75 0.5 0.5 0.25 0.25 0 0 Độ ưu 0 0 Độ ưu 0.25 0.5 0.75 1 thế (U) 0.25 0.5 0.75 1 thế (U) Hệ số góc (W) Hệ số góc (W) (c) RừngOTC giàu 2 -- nămnăm 20132013 (d) RừngOTC giàu 2 -- năm 20182018 0.15 0.15 0.1 0.1 1 Tần Tần suất Tần Tần suất 0.05 0.75 0.05 0.5 1 0.25 0.75 0.5 0 0 Độ ưu 0.25 0 Độ ưu 0.25 0.5 0.75 1 thế (U) 0 Hệ số góc (W) 0.25 0.5 0.75 1 tế (U) Hệ số góc (W) Hình 5. Phân bố các chỉ số U và W Mặt khác kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra sinh của nhiều loài phát triển và vươn lên tầng rằng đối với tổ thành rừng trạng thái rừng cây cao, do vậy tổ thành tầng cây cao có xu thế trung bình số loài giảm bởi lẽ trong quá trình tăng. Kết quả thu được cho thấy ban đầu cây phục hồi, ban đầu tán rừng thưa sau đó chuyển tái sinh vươn lên tầng cây cao có phân bố cụm, thành dày hơn, số lỗ trống và diện tích các đặc biệt ở trạng thái rừng giàu năm 2018 (hình khoảng lỗ trống trong rừng giảm (hình 1), cạnh 5d) xuất hiện tần suất những điểm có phân bố tranh không gian dinh dưỡng ngày càng tăng, ở cụm mức cao (W = 1). giai đoạn ban đầu các loài cây ưa sáng phát 4. KẾT LUẬN triển mạnh, sau đó trong quá trình phục hồi Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để rừng các loài cây chịu bóng gỗ lớn phát triển miêu tả cấu trúc không gian của cây rừng, hầu nhanh hơn chèn ép và đào thải các cây ưa sáng hết các phương pháp đều dựa vào mối quan hệ như Côm Đồng Nai, Dền, dẫn đến một số loài giữa cây trung tâm và các cây láng giềng cây bị chết và biến mất trong công thức tổ (Gadow và cộng sự, 2012). Trong đó việc xác thành. Ngược lại, đối với trạng thái rừng giàu, định số lượng cây láng giềng có quan hệ với do một số cây đã đạt trạng thái thành quá thành cây trung tâm là vấn đề then chốt, hầu hết các thục, già gãy đổ, trong rừng xuất hiện nhiều nghiên cứu sử dụng cố định số lượng là 4 cây khoảng trống hơn, tạo điều kiện cho cây tái lân cận (Pastorella và Paletto, 2013; Zhang và TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2020 69 Lâm học cộng sự, 2018). Trong nghiên cứu này chúng recruitment enhances seedling diversity in a tropical tôi sử dụng phương pháp 4 cây để tiến hành forest. Nature 404 (6777): 493–495. 8. Harper, K. A., Bergeron, Y., Drapeau, P., Gauthier, nghiên cứu cấu trúc không gian của cây rừng ở S., & De Grandpré L. (2006). Changes in spatial pattern trạng thái rừng giàu và trung bình tại Khu bảo of trees and snags during structural development in tồn thiên nhiên hăn hóa Đồng Nai. Kết quả Picea mariana boreal forests. Journal of Vegetation phân tích cấu trúc không gian cho thấy, các Science, 17(5): 625-636. trạng thái rừng nghiên cứu có phân bố ngẫu 9. Hui, G., Zhang, G., Zhao, Z. & Yang, A.M. (2019). Methods of Forest Structure Research: a nhiên, tán thưa, mức độ hỗn giao rất cao, mức Review. Curr Forestry Rep, (5): 142–154. độ ưu thế trung bình và cây phân bố đều ở các 10. Kreutz, A., Aakala, T., Grenfell, R., & tầng thứ khác nhau, tầng tán đa dạng. Kuuluvainen, T. (2015). Spatial tree community Nghiên cứu đặc điểm và xu hướng biến đổi structure in three stands across a forest succession kết cấu không gian phân bố cây rừng giúp ích gradient in northern boreal Fennoscandia. Silva Fennica, 49(2): 1-14. cho việc hiểu biết về tính ổn định của quần thể, 11. Malkinson, D., Kadmon, R., & Cohen, D. (2003). cơ chế của các loại động thái rừng, đồng thời Pattern analysis in successional communities–an approach cung cấp rất nhiều thông tin ẩn bên trong các for studying shifts in ecological interactions. Journal of quá trình sinh thái. Tuy nhiên, đặc điểm kết Vegetation Science, 14(2): 213-222. cấu không gian của quần xã cây rừng chịu chi 12. Nguyễn Hồng Hải, Phạm Văn Điển, Đỗ Anh Tuân (2015). Mô hình điểm không gian dựa trên đặc phối của rất nhiều yếu tố sinh sinh thái. Vì vậy, trưng khoảng cách và đường kính của cây rừng. Tạp chí những nghiên cứu tiếp theo cần xác định sự Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2): 224-131. ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh như: địa 13. Nguyễn Xuân Quýnh, Ngô Xuân Nam, Trần Anh hình, đất đai đến đặc điểm phân bố không Đức, Nguyễn Anh Diệp (2010). Nghiên cứu ảnh hưởng của gian của cây rừng. chất độc da cam dioxin lên quá trình diễn thế các hệ sinh thái và sự biến đổi cấu trúc gen, protein của một số loài TÀI LIỆU THAM KHẢO sinh vật tại khu vực Mã Đà. Báo cáo tổng kết Đề tài nghiên 1. Balanda, M. (2013). Spatio-temporal structure of cứu khoa học cấp nhà nước. Trường Đại học Khoa học tự natural forest: A structural index approach. nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Beskydy, 5(2): 163-172. 14. Nguyễn Văn Thêm & Nguyễn Tuấn Bình (2016). 2. Chai, Z., Sun, C., Wang, D., & Liu, W. (2016). Chỉ số đa dạng về cấu trúc đối với rừng kín thường xanh Interspecific associations of dominant tree populations ẩm nhiệt đới ở khu vực Mã Đà tỉnh Đồng Nai. Tạp chí in a virgin old-growth oak forest in the Qinling Khoa học Lâm nghiệp (4): 4646-4654. Mountains, China. Botanical studies, 57(1): 1-13. 15. Pastorella, F., & Paletto, A. (2013). Stand 3. Doležal, J., Šrutek, M., Hara, T., Sumida, A., & structure indices as tools to support forest management: Penttilä, T. (2006). Neighborhood interactions an application in Trentino forests (Italy). Journal of influencing tree population dynamics in Forest Science, 59(4): 159-168. nonpyrogenous boreal forest in Northern Finland. 16. Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Nam Bộ Plant Ecology, 185(1): 135-150. (2009). Kết quả điều tra xây dựng danh lục thực vật 4. Gadow, K. V., Zhang, C. Y., Wehenkel, C., rừng - Danh lục thực vật rừng Khu BTTN&DT Vĩnh Pommerening, A., Corral-Rivas, J., Korol, M.,... & Zhao, X. Cửu. Tài liệu lưu hành nội bộ. H. (2012). Forest structure and diversity. In Continuous 17. Phân viện Điều tra quy hoạch rừng Nam Bộ cover forestry. Springer, Dordrecht, 29-83. (2008). Báo cáo kết quả rà soát, quy hoạch lại 3 loại 5. Getzin, S., Dean, C., He, F., A. Trofymow, J., rừng tháng 12/2008. Tài liệu lưu hành nội bộ. Wiegand, K., & Wiegand, T. (2006). Spatial patterns 18. Team, R. C. (2018). R: A language and and competition of tree species in a Douglas‐fir environment for statistical computing. R Foundation for chronosequence on Vancouver Island. Ecography, 29(5): Statistical Computing, Vienna. 671-682. 19. Wan, P., Zhang, G., Wang, H., Zhao, Z., Hu, Y., 6. Gu, L., O'Hara, K. L., Li, W. Z., & Gong, Z. W. Zhang, G.,. & Liu, W. (2019). Impacts of different forest (2019). Spatial patterns and interspecific associations management methods on the stand spatial structure of a among trees at different stand development stages in the natural Quercus aliena var. acuteserrata forest in natural secondary forests on the Loess Plateau, Xiaolongshan, China. Ecological informatics, 50: 86-94. China. Ecology and Evolution, (9): 6410–6421. 20. Zhang, L., Hui, G., Hu, Y., & Zhao, Z. (2018). 7. Harms, K., Wright, S., Calderon, O., Hernández, Spatial structural characteristics of forests dominated by A.& Herre, E.A. (2000) Pervasive density-dependent Pinus tabulaeformis Carr. PloS one, 13(4): 1-14. 70 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2020 Lâm học SPATIAL STRUCTURE CHANGES OF MEDIUM AND RICH FORESTS IN DONG NAI CULTURE AND NATURE RESERVE Nguyen Thanh Tuan1, Tran Thanh Cuong2 1Vietnam National University of Forestry - Dong Nai campus 2Southern Sub-Institute of Forest Inventory and Planning SUMMARY Base on the data of two permanent plots within the medium forest and the rich forest in Dong Nai culture and nature reserve. In all of the plots installed, all trees (> 5 cm in diameter at breast height) were mapped and surveyed in the autumn of 2013 and re-surveyed in 2018 (the survey recorded tree species, diameter at breast height, crown width, tree height and tree postition). Then, we analyzed the spatial structural characteristics within nearest-neighbor relationships using the bivariate distributions of the stand spatial structural parameters: uniform angle index (W), mingling index (M), dominance index (U) and crowding index (C) to understand the structural characteristics and dynamics of forest. Research results have shown that most trees in the forest were randomly distributed (0.52 W 0.55) and regular distribution in the different story levels of forest stands. Two permanent plots exhibited rich species mingling with around 60 species of medium forest and 50 species of rich forest. Moreover, tree species exhibiting significant decreases over the five years whereas rich forest showed a significant increase trend over the period 2013 to 2018, from 50 species to 54 species. Tree crowding was sparse in within plots. Furthermore, the crowding value of medium forest was significantly higher than rich forest. A study of academic achievement not only will enhance evaluating the value of the natural ecosystem, but alsho will be useful for promoting tree growth, regeneration and habitat diversity for optimizing forest management activities, and improving forest quality at a fine scale in the studied stands. Keywords: Crowding index, dominance index, spatial correlation, species mingling index, uniform angle index. Ngày nhận bài : 20/12/2019 Ngày phản biện : 26/02/2020 Ngày quyết định đăng : 04/3/2020 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 1 - 2020 71
File đính kèm:
- bien_doi_cau_truc_khong_gian_cua_rung_tu_nhien_trung_binh_va.pdf