Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành và biến động tính đa dạng loài thực vật rừng theo không gian tại khu bảo tồn thiên nhiên đồng sơn kỳ thượng huyện hoành bồ tỉnh quảng ninh

Nghiên cứu cấu trúc tổ thành và đa dạng loài thực vật rừng tại khu bảo tồn Đồng Sơn Kỳ Thượng, Quảng Ninh. Phân tích biến động không gian.

• Tác giả: Triệu Đức Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Kim Ngũ
• Trường học: Đại học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Cao học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Tổ Thành Và Đa Dạng Loài Thực Vật Tại Khu Bảo Tồn Thiên Nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Trang phụ bìa
• Lời cảm ơn
• Danh mục các từ viết tắt và ký hiệu
• Danh mục các bảng
• Danh mục các hình
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu ở trên thế giới
• 1.1.1. Tiến triển nghiên cứu về cấu trúc tổ thành rừng
• 1.1.2. Nghiên cứu về tính đa dạng loài trong các trạng thái rừng
• 1.1.3. Nghiên cứu về biến động tính đa dạng thực vật theo không gian
• 1.1.4. Về nguyên nhân biến động về phân bố tính đa dạng loài
• 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
• 1.2.2. Nghiên cứu tính đa dạng thực vật trong các trạng thái rừng
• 1.2.3. Biến động tính đa dạng thực vật theo đai độ cao
• 1.2.4. Nghiên cứu về tính đa dạng thực vật trong KBTTN Đồng Sơn – Kỳ Thượng
• 2. Chương 2: MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Phạm vi, giới hạn nghiên cứu
• 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành và tính đa dạng loài thực vật trong các trạng thái rừng của Khu BTTN
• 2.3.2. Nghiên cứu đặc điểm biến động tính đa dạng loài thực vật rừng (theo không gian, theo thời gian phục hồi rừng khác nhau)
• 2.3.3. Bước đầu đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên thực vật trong Khu BTTN Đồng Sơn – Kỳ Thượng, huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp kế thừa tất cả những tài liệu có liên quan đến đề tài
• 2.4.2. Phương pháp điều tra sơ thám và chọn địa điểm lập ÔTC
• 2.4.3. Phương pháp xử lý & tính toán nội nghiệp
• 3. Chương 3: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới
• 3.1.2. Địa hình, địa thế
• 3.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng
• 3.1.4. Tài nguyên rừng
• 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3.2.1. Dân số, dân tộc và phân bố dân cư
• 3.2.2. Cơ sở hạ tầng
• 3.2.3. Thực trạng các ngành kinh tế
• 3.2.4. Đánh giá chung về kinh tế xã hội trong khu vực
• 4. Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành loài thực vật trong các trạng thái rừng
• 4.1.1. Đặc điểm các trạng thái rừng trong khu vực nghiên cứu
• 4.1.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành loài thực vật trong các trạng thái rừng
• 4.2. Đặc điểm tính đa dạng loài thực vật rừng trong KBTTN
• 4.2.1. Hiện trạng loài thực vật qui hiếm ở KBTTN Đồng Sơn - Kỳ Thượng
• 4.3. Đặc điểm biến động tính đa dạng loài thực vật rừng trong KBTTN Đồng Sơn – Kỳ Thượng
• 4.3.1. Đặc điểm biến động tính đa dạng loài thực vật rừng theo đai độ cao
• 4.3.2. Biến đổi tính đa dạng loài thực vật rừng theo thời gian phục hồi
• 4.4. Đề xuất một số giải pháp trong quản lý bảo vệ rừng và tính đa dạng loài vật theo hướng ổn định và bền vững
• 4.4.1. Sách lược duy trì và phục hồi tự nhiên tính đa dạng loài thực vật
• 4.4.2. Về nguyên tắc quản lý KBTTN
• 4.4.3. Về kinh tế
• 4.4.4. Về pháp luật và giáo dục
• 4.4.5. Về kỹ thuật lâm sinh
• KẾT LUẬN TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Tổ Thành

Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc tổ thành và đa dạng loài thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực sinh thái học. Khu vực này không chỉ nổi bật với sự phong phú về loài mà còn có cấu trúc sinh thái đa dạng. Việc hiểu rõ về cấu trúc tổ thành sẽ giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và bảo tồn hệ sinh thái tại đây.

1.1. Đặc Điểm Cấu Trúc Tổ Thành Tại Khu Bảo Tồn

Cấu trúc tổ thành của thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng bao gồm nhiều tầng cây khác nhau, từ cây cao đến cây bụi. Sự phân bố này tạo ra một môi trường sống phong phú cho nhiều loài động thực vật khác nhau.

1.2. Vai Trò Của Đặc Điểm Cấu Trúc Trong Bảo Tồn

Đặc điểm cấu trúc tổ thành không chỉ ảnh hưởng đến sự đa dạng loài mà còn quyết định khả năng phục hồi của hệ sinh thái. Việc bảo tồn cấu trúc này là cần thiết để duy trì tính đa dạng sinh học trong khu vực.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Đặc Điểm Đa Dạng Loài

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về đa dạng loài thực vật, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc thu thập và phân tích dữ liệu. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, tác động của con người và sự thay đổi môi trường tự nhiên đều ảnh hưởng đến tính đa dạng này.

2.1. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu

Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi điều kiện sống của nhiều loài thực vật, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học. Nghiên cứu cần tập trung vào cách thức mà các loài thích nghi với những thay đổi này.

2.2. Ảnh Hưởng Của Con Người Đến Đa Dạng Loài

Hoạt động của con người như khai thác rừng, phát triển đô thị và nông nghiệp đã gây áp lực lớn lên hệ sinh thái. Việc nghiên cứu tác động này là cần thiết để đưa ra các giải pháp bảo tồn hiệu quả.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Tổ Thành

Để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành và đa dạng loài thực vật, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm điều tra hiện trường, phân tích mẫu và sử dụng công nghệ hiện đại.

3.1. Phương Pháp Điều Tra Hiện Trường

Phương pháp điều tra hiện trường giúp thu thập dữ liệu trực tiếp về các loài thực vật và cấu trúc của chúng. Điều này cho phép đánh giá chính xác hơn về tình trạng đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu.

3.2. Sử Dụng Công Nghệ Trong Nghiên Cứu

Công nghệ như GIS và Remote Sensing đã được áp dụng để phân tích không gian và thời gian của sự phân bố loài. Điều này giúp tạo ra cái nhìn tổng quan về sự biến động của đa dạng sinh học.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Đặc Điểm Đa Dạng Loài

Kết quả nghiên cứu cho thấy đa dạng loài thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng rất phong phú. Sự đa dạng này không chỉ thể hiện qua số lượng loài mà còn qua các đặc điểm sinh thái của chúng.

4.1. Đặc Điểm Đa Dạng Loài Trong Khu Vực

Khu vực nghiên cứu có sự hiện diện của nhiều loài thực vật quý hiếm, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái. Việc bảo tồn các loài này là rất cần thiết.

4.2. Tác Động Của Môi Trường Đến Đa Dạng Loài

Các yếu tố môi trường như độ ẩm, ánh sáng và chất dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và phân bố của các loài thực vật. Nghiên cứu cần tiếp tục để hiểu rõ hơn về mối quan hệ này.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Tổ Thành

Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc tổ thành và đa dạng loài thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng đã chỉ ra tầm quan trọng của việc bảo tồn và phát triển bền vững. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho các chính sách bảo tồn trong tương lai.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Bảo Tồn Đa Dạng Sinh Học

Bảo tồn đa dạng sinh học không chỉ giúp duy trì hệ sinh thái mà còn bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên cho thế hệ tương lai. Cần có các biện pháp cụ thể để thực hiện điều này.

5.2. Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu

Nghiên cứu cần tiếp tục mở rộng để bao quát nhiều khía cạnh khác nhau của đa dạng sinh học. Việc hợp tác giữa các nhà khoa học và cộng đồng địa phương là rất quan trọng để đạt được mục tiêu bảo tồn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Rừng mưa nhiệt đới là hệ sinh thái phức tạp và giàu có bậc nhất trên cạn, tuy chỉ chiếm khoảng 6% diện tích bề mặt lục địa nhưng lưu giữ từ 50% đến 67% tổng số loài thực vật trên toàn cầu. Mặc dù đóng vai trò xung yếu trong tuần hoàn carbon và điều hòa sinh thái, nguồn tài nguyên này đang suy giảm nghiêm trọng với tỷ lệ mất rừng hàng năm ước tính từ 0,6% đến 2,0%. Tại Việt Nam, trải qua hơn 50 năm tác động của nạn khai thác và canh tác nương rẫy, diện tích rừng tự nhiên nguyên vẹn đã sụt giảm gần một nửa so với giữa thế kỷ trước, gây ra hiện tượng xói mòn đất, thoái hóa sinh cảnh và đe dọa trực tiếp đến tính đa dạng sinh thái.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là làm thế nào để nắm bắt chính xác quy luật biến động cấu trúc tổ thành và cơ chế duy trì tính đa dạng loài thực vật theo cả chiều thẳng đứng lẫn chiều nằm ngang, từ đó thiết lập các giải pháp lâm sinh thích hợp. Luận văn tập trung giải quyết mục tiêu xác định đặc trưng cấu trúc tầng cây cao, lớp cây tái sinh, định lượng các chỉ số đa dạng sinh học và mô hình hóa sự phân hóa thảm thực vật theo không gian và thời gian phục hồi rừng.

Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi toàn bộ diện tích 16.878,7 ha thuộc Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng, huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng phục vụ bảo tồn nguồn gen của 837 loài thực vật bậc cao có mạch và 30 loài động vật quý hiếm trong Sách Đỏ Việt Nam, đồng thời xây dựng quy trình quản lý bền vững cho 15.547 ha rừng phục hồi sau khai thác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng Lý luận Địa lý sinh vật đảo của MacArthur và Wilson (năm 1967), luận giải mối quan hệ giữa số lượng loài và quy mô không gian thông qua mô hình hàm lũy thừa thể hiện tương quan loài và diện tích. Đồng thời, luận văn kết hợp Lý luận Đồng chất hóa sinh vật nhằm giải thích tốc suất thay thế loài khi các sinh cảnh bị phân cắt hoặc chịu tác động can thiệp từ hoạt động nương rẫy.

Mô hình nghiên cứu ứng dụng hệ thống Mô hình tuyến tính tổng quát (GLM) và Mô hình cộng tính tổng quát (GAM) để mô phỏng tương quan phi tuyến giữa độ phong phú loài với biến động đai độ cao. Các khái niệm học thuật then chốt được vận dụng xuyên suốt gồm:

• Tính đa dạng Alpha ($\alpha$): Đo lường độ phong phú, độ đồng đều và cấu trúc loài nội tại trong từng quần xã rừng.
• Tính đa dạng Beta ($\beta$): Đánh giá mức độ sai khác, tính tương đồng và tốc độ thay thế loài giữa các sinh cảnh khác nhau qua chỉ số Sorensen.
• Chỉ số giá trị quan trọng ($IV%$): Thước đo tổng hợp từ tỷ lệ số cây và tỷ lệ tiết diện ngang để xác định vị thế sinh thái của loài cây gỗ lớn.
• Diễn thế phục hồi rừng: Quá trình vận động, thay thế tự nhiên của các quần xã thực vật từ giai đoạn sau nương rẫy đến trạng thái rừng ổn định.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu ngoại nghiệp được tổng hợp từ 54 ô tiêu chuẩn diện tích 1000 $\text{m}^2$ đại diện cho 4 trạng thái rừng tự nhiên chủ yếu (gồm 45 ô kế thừa từ các dự án điều tra quy hoạch rừng và 9 ô điều tra bổ sung trực tiếp). Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành thiết lập 5 ô dạng bản kích thước 25 $\text{m}^2$ (tổng số 270 ô dạng bản) để đo đếm cây tái sinh, cây bụi và thảm tươi, kết hợp đào 3 phẫu diện đất kích thước 1,0 m tại mỗi đai độ cao.

Phương pháp chọn mẫu điển hình tạm thời phân tầng theo đai độ cao và trạng thái diễn thế được lựa chọn nhằm bảo đảm tính đại diện sinh thái cao nhất, hạn chế tối đa sai số ngoại cảnh. Dữ liệu tầng cây gỗ lớn (đường kính ngang ngực trên 6,0 cm) được thu thập qua thước kẹp kính và thước đo cao chuyên dụng theo hai hướng Đông Tây, Nam Bắc.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích chỉ số giá trị quan trọng $IV%$ của Daniel Marmillod là vì công thức này khắc phục được nhược điểm của việc chỉ đếm số lượng cá thể đơn thuần, phản ánh chính xác vai trò kiến tạo sinh khối của từng loài. Các thuật toán thống kê sinh học và phần mềm chuyên dụng được vận dụng để tính toán các chỉ số Shannon-Wiener, Simpson, Pielou, Margalef và hồi quy phi tuyến đa biến trong khung thời gian hoàn thiện tháng 9 năm 2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, khu hệ thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng có mức độ phong phú cao với 837 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 489 chi, 150 họ của 6 ngành thực vật. Trong đó, trạng thái rừng phục hồi sau khai thác chọn nhẹ (ký hiệu IIIA2) chiếm tỷ lệ diện tích áp đảo với 15.547 ha (tương đương 72,8% diện tích rừng tự nhiên), duy trì cấu trúc 5 tầng hoàn chỉnh, đường kính bình quân đạt 17,68 cm, chiều cao vút ngọn bình quân đạt 14,75 m và trữ lượng gỗ ước tính 80 - 125 $\text{m}^3/\text{ha}$.

Thứ hai, cấu trúc tổ thành loài tầng cây cao có sự phân hóa rõ rệt giữa các trạng thái rừng:

• Trạng thái IIA (rừng non mới phục hồi trên nương rẫy luân canh, diện tích 1.796 ha, chiếm 8,4%): Ưu thế thuộc về các loài cây ưa sáng mọc nhanh như Thành ngạnh ($IV = 8,14%$), Trâm tía ($IV = 7,91%$), Trám trắng ($IV = 7,08%$), Sau sau ($IV = 6,50%$) và Dẻ gai Ấn Độ ($IV = 6,46%$).
• Trạng thái IIB (rừng phục hồi sau nương rẫy bỏ hóa trên 8 năm, diện tích 2.669 ha, chiếm 13,5%): Trám trắng đạt $IV = 6,68%$, Chẹo tía đạt $IV = 6,66%$, Lim xanh chiếm $IV = 5,98%$, cây có đường kính trung bình 14,07 cm và chiều cao 10,75 m.
• Trạng thái IIIA1 (rừng bị tác động khai thác mạnh): Lòng trứng ($IV = 5,72%$), Lim xanh ($IV = 5,71%$), Chẹo tía ($IV = 5,38%$) chiếm vị trí chủ đạo.
• Trạng thái IIIA2: Nhóm loài ưu thế gồm Dẻ gai ($IV = 5,37%$), Sồi xanh ($IV = 4,91%$), Trường hôi ($IV = 4,61%$), trong khi tổ hợp 32 loài phụ khác đóng góp tới 77,69% tổng giá trị tổ thành.

Thứ ba, lớp cây tái sinh sở hữu mật độ dồi dào từ 2.000 đến 3.500 cây/ha. Trạng thái IIB và IIIA2 đạt mật độ tái sinh cao nhất (3.000 - 3.500 cây/ha), tỷ lệ cây tái sinh phẩm chất tốt đạt trên 65%, nguồn gốc tái sinh từ hạt chiếm trên 70%, tạo tiền đề vững chắc cho việc phục hồi thành rừng giàu trong 10 đến 15 năm tới.

Thứ tư, độ phong phú loài biến động tỷ lệ nghịch với đai độ cao: diện tích rừng trên 700m chỉ chiếm 1.137 ha (5,3% diện tích), số lượng loài suy giảm dần khi lên cao nhưng tỷ lệ loài quý hiếm như Trầm hương, Vù hương lại tập trung cao. Hệ số tương đồng Sorensen giảm dần theo cự ly nằm ngang, chứng minh tính phân dị sinh cảnh mạnh mẽ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự phân hóa tổ thành là do cường độ can thiệp lịch sử và chế độ vi khí hậu cục bộ. Tại các trạng thái rừng phục hồi non (IIA, IIB), khoảng trống tán lớn tạo điều kiện cho các loài cây tiên phong ưa sáng sinh trưởng mạnh. Ngược lại, ở trạng thái IIIA2, tán rừng khép kín với độ tàn che 0,5 - 0,7 đã điều tiết ánh sáng tầng dưới, tạo môi trường thuận lợi cho cây con chịu bóng thuộc họ Dẻ, họ Re phát triển liên tục.

Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa thông qua trắc đồ phân tầng rừng trên dải tiêu chuẩn 500 $\text{m}^2$, biểu đồ phân bố mật độ tái sinh theo các cấp chiều cao và đồ thị đường cong quan hệ Loài - Diện tích dạng hàm lũy thừa. So với các nghiên cứu tại Vườn quốc gia Hoàng Liên hay Khu bảo tồn Copia, thảm thực vật Đồng Sơn - Kỳ Thượng thể hiện tính chuyển tiếp rõ nét giữa khu hệ thực vật nhiệt đới gió mùa đồi núi thấp và á nhiệt đới vùng cao Đông Bắc.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Quy hoạch phân khu bảo vệ nghiêm ngặt: Thiết lập ranh giới bảo tồn tuyệt đối cho 1.137 ha rừng tự nhiên trên đai cao 700m nhằm ngăn chặn triệt để tình trạng chặt phá các loài gỗ quý có tên trong Sách Đỏ như Vù hương, Ba kích, Trầm hương. Target metric: Giữ nguyên vẹn 100% diện tích rừng giàu trên cao. Timeline: Hoàn thành cắm mốc trong 12 tháng. Chủ thể: Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng chủ trì.

2. Ứng dụng kỹ thuật khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp làm giàu rừng: Triển khai các giải pháp lâm sinh điều chỉnh độ tàn che đạt mức 0,6 - 0,7 trên 1.796 ha rừng trạng thái IIA và 2.669 ha rừng trạng thái IIB, tiến hành phát dọn dây leo, cỏ dại định kỳ 2 lần mỗi năm để thúc đẩy cây tái sinh mục đích vươn lên tầng ưu thế. Target metric: Nâng tỷ lệ cây tái sinh phẩm chất tốt lên trên 80% sau 5 năm. Timeline: Thực hiện liên tục trong giai đoạn 2026 - 2030. Chủ thể: Hạt Kiểm lâm Hoành Bồ phối hợp các tổ nhận khoán bảo vệ rừng.

3. Chuyển đổi mô hình sinh kế vùng đệm: Hỗ trợ kỹ thuật trồng rừng kinh tế và phát triển cây dược liệu bản địa (Ba kích, Sa nhân) cho 350 hộ gia đình thuộc 9 thôn bản nằm trong và giáp ranh khu bảo tồn. Target metric: Giảm tỷ lệ hộ nghèo từ 45% xuống dưới 20%, giảm 90% số vụ xâm hại rừng tự nhiên. Timeline: Lộ trình 3 năm. Chủ thể: Ủy ban nhân dân huyện Hoành Bồ phối hợp Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ninh.

4. Hiện đại hóa công tác tuần tra bằng công nghệ vi thám: Ứng dụng máy định vị toàn cầu GPS và ảnh vệ tinh giám sát biến động diện tích rừng định kỳ hàng tháng để phát hiện sớm các điểm cháy rừng và khai thác gỗ trái phép trên toàn bộ 16.878,7 ha. Target metric: Rút ngắn thời gian ứng phó vi phạm xuống dưới 2 giờ. Timeline: Triển khai ngay trong quý đầu tiên. Chủ thể: Lực lượng Kiểm lâm cơ động tỉnh Quảng Ninh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia: Cung cấp phương pháp luận chuẩn mực trong việc ứng dụng chỉ số $IV%$ và trắc đồ rừng để kiểm kê tài nguyên, quy hoạch phân khu chức năng và theo dõi diễn thế rừng phục hồi sau khai thác.

2. Cán bộ nghiên cứu, giảng viên và sinh viên ngành Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng hệ thống công thức đa dạng sinh học Alpha, Beta kết hợp mô hình GAM/GLM như một tài liệu tham khảo giàu giá trị học thuật trong nghiên cứu định lượng cấu trúc thực vật nhiệt đới.

3. Cơ quan hoạch định chính sách lâm nghiệp địa phương: Khai thác bức tranh toàn diện về mối tương quan giữa điều kiện kinh tế - xã hội vùng đệm (với 99% đồng bào dân tộc Dao) và hiện trạng tài nguyên rừng để xây dựng các chính sách giao khoán bảo vệ rừng bền vững.

4. Các tổ chức phi chính phủ và chuyên gia bảo tồn sinh thái quốc tế: Sử dụng danh lục 837 loài thực vật có mạch bậc cao và cơ sở dữ liệu về các loài Sách Đỏ để xây dựng các dự án bảo tồn đa dạng sinh học, phục hồi rừng đầu nguồn và tính toán trữ lượng carbon rừng.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Vì sao chỉ số giá trị quan trọng (IV%) lại vượt trội hơn phương pháp đếm số lượng cá thể trong đánh giá cấu trúc rừng? Chỉ số $IV%$ kết hợp đồng thời cả tỷ lệ số cây ($N%$) và tỷ lệ tiết diện ngang ($G%$), phản ánh toàn diện cả mật độ lẫn kích thước sinh khối của loài. Tại trạng thái IIIA2, dù Dẻ gai chỉ chiếm 7,14% về số cá thể nhưng nhờ có đường kính thân lớn nên đạt $IV = 5,37%$, giữ vị trí ưu thế sinh thái vượt trội trong quần xã.

Câu hỏi 2: Mật độ và chất lượng cây tái sinh phản ánh điều gì về xu thế phát triển của rừng tại khu bảo tồn? Mật độ cây tái sinh đạt mức cao từ 2.000 đến 3.500 cây/ha với trên 65% cây phẩm chất tốt và hơn 70% có nguồn gốc từ hạt. Dữ liệu này chứng minh thảm thực vật có tiềm năng tự phục hồi rất lớn, đủ khả năng chuyển hóa từ rừng non IIA, IIB thành rừng trung bình và giàu trong vòng 10 đến 15 năm tới nếu được quản lý nghiêm ngặt.

Câu hỏi 3: Biến động tính đa dạng loài thực vật theo đai độ cao tại khu vực nghiên cứu có đặc điểm gì nổi bật? Độ phong phú loài có xu hướng giảm dần khi độ cao vượt mốc 700m do điều kiện nhiệt độ hạ thấp và địa hình hiểm trở. Tuy nhiên, đai cao trên 700m với diện tích 1.137 ha lại đóng vai trò là nơi cư trú trọng yếu của các loài cây gỗ quý hiếm thuộc họ Re, họ Dẻ, họ Mộc lan cùng các loài dương xỉ thân gỗ cổ xưa.

Câu hỏi 4: Thách thức lớn nhất đối với công tác bảo vệ tài nguyên thực vật tại Đồng Sơn - Kỳ Thượng là gì? Khó khăn lớn nhất xuất phát từ áp lực sinh kế của 350 hộ dân thuộc 9 thôn bản với 2.200 nhân khẩu, trong đó tỷ lệ hộ nghèo lên đến 45% và 99% là người Dao có tập quán đốt nương làm rẫy, khai thác lâm sản tự nhiên, gây nguy cơ suy thoái cục bộ đối với 16.878,7 ha rừng đặc dụng.

Câu hỏi 5: Mô hình hàm lũy thừa quan hệ Loài - Diện tích đóng góp vai trò gì trong quản lý bảo tồn? Mô hình toán học $S = cA^z$ mô phỏng chính xác tốc suất tích lũy loài theo quy mô diện tích điều tra, giúp xác định diện tích tối thiểu cần thiết để bảo tồn toàn vẹn các quần xã thực vật đặc trưng. Đây là căn cứ khoa học then chốt để phân định ranh giới vùng lõi và thiết lập hành lang sinh thái kết nối các mảng rừng phân tán.

Kết luận

• Hệ thống hóa danh lục thực vật phong phú gồm 837 loài bậc cao có mạch thuộc 489 chi, 150 họ và 6 ngành thực vật, ghi nhận nhiều loài quý hiếm trong Sách Đỏ Việt Nam như Trầm hương, Vù hương, Lim xanh.
• Định lượng chi tiết cấu trúc tổ thành tầng cây cao và lớp cây tái sinh trên 54 ô tiêu chuẩn đại diện cho 4 trạng thái rừng (IIA, IIB, IIIA1, IIIA2), xác định trạng thái IIIA2 chiếm 72,8% diện tích rừng tự nhiên.
• Làm sáng tỏ quy luật phân hóa không gian của tính đa dạng loài theo đai cao và khoảng cách địa lý thông qua hệ thống mô hình toán sinh học GLM, GAM và hàm số lũy thừa quan hệ Loài - Diện tích.
• Chỉ ra mối quan hệ mật thiết giữa điều kiện kinh tế - xã hội vùng đệm (tỷ lệ nghèo 45%, người Dao chiếm 99%) với áp lực suy thoái tài nguyên rừng tự nhiên trên địa bàn huyện Hoành Bồ.
• Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh, khoanh nuôi tái sinh, hỗ trợ sinh kế và ứng dụng công nghệ giám sát không gian nhằm quản lý bền vững 16.878,7 ha rừng đặc dụng.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là thiết lập hệ thống dữ liệu định lượng khoa học và toàn diện đầu tiên về cấu trúc và động thái đa dạng thực vật tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng. Để hiện thực hóa các kết quả nghiên cứu, đơn vị quản lý cần xây dựng kế hoạch phân định mốc giới phân khu bảo tồn nghiêm ngặt trong 12 tháng tới và triển khai các dự án phục hồi sinh thái rừng giai đoạn 2026 - 2030. Các cơ quan chuyên môn và nhà khoa học quan tâm có thể khai thác toàn văn tài liệu để ứng dụng vào công tác bảo tồn thực tiễn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu ở trên thế giới 1. Tiến triển nghiên cứu về cấu trúc tổ thành rừng * Về cấu trúc tổ thành tầng cây cao Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận. Theo Schimper (1935) ở rừng Bắc Mỹ, trên diện tích 0,5 ha có đến 25÷30 loài cây gỗ lớn; Brown (1941) cũng cho biết ở rừng mưa châu Âu hoặc Bắc Mỹ trong trường hợp cực đoan, rừng có thể bao gồm 20÷25 loài cây gỗ.W (1952)[33] trong rừng mưa nhiệt đới trong mỗi hecta không có mấy khi ít hơn 40 loài cây gỗ lớn, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài.

Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với nhau theo tỷ lệ khá bằng nhau, nhưng cũng có khi chỉ có một hoặc hai loài chiếm ưu thế. Ở châu Á, trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin - Trung Quốc, Zeng và cộng sự (1998) đã thống kê khoảng 280 loài cây dược liệu, 80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng như một số loài cây gỗ có giá trị khác (dẫn theo Zaizhi Z). * Nghiên cứu về tổ thành lớp cây tái sinh rừng Theo quan điểm của các nhà lâm học, hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Vai trò của tái sinh rừng hết sức quan trọng, nó quyết định sự tồn tại của thảm thực vật, tái sinh rừng là tiền đề cho quá trình diễn thế rừng đảm bảo rừng luôn trong trạng thái vận động.

Do vậy, có thể nói những nghiên cứu về tái sinh rừng đã góp phần làm sáng tỏ các quy luật tồn tại và phát triển của rừng cả trong quá khứ, hiện tại và tương lai. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa 4 thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi. Van Steenis (1956)[59] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng.

Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta nhận thấy tầng cây gỗ và tầng cây bụi qua quá trình sinh trưởng, thu nhận ánh sáng, các chất dinh dưỡng sẽ ảnh hưởng đến cây tái sinh. Những lâm phần thưa bị khai thác nhiều, tạo ra nhiều khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho cây bụi, thảm tươi phát triển mạnh. Trong điều kiện đó chúng là nhân tố cản trở sự phát triển và khả năng sinh tồn của các cây tái sinh. Nếu lâm phần kín, đất khô, nghèo dinh dưỡng cây bụi thảm tươi phát triển chậm tạo điều kiện cho cây tái sinh vươn lên (Xannikow 1967; Vipper 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm (1992))[35].

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. Nghiên cứu về tính đa dạng loài trong các trạng thái rừng Loài là do cơ thể sinh vật tiến hóa mà thành, do nó chiếm được 1 không gian nhất định, quần thể loài có sẵn số lượng cá thể nhất định trong thực tế hoặc bị thay đổi khi cách ly.

Tính đa dạng loài là hình thức biểu hiện của tính đa dạng sinh vật chung, nó là độ lượng về tính phức tạp của cấu trúc và chức năng quần xã, bao gồm những hàm ý sau: 5 Tính đa dạng loài của 1 khu vực địa lý nhất định là tính đa dạng loài nghiên cứu trong phạm vi khu vực đó; Là tổng số loài trong khu vực, chủ yếu theo góc độ phân loại học, hệ thống học và địa lý học đối với việc nghiên cứu tình hình loài động, thực vật trong 1 khu vực. Cũng còn được gọi là tính đa dạng loài khu vực. Tính đa dạng loài động thực vật của quần xã - Là nghiên cứu cấu trúc theo chiều nằm ngang - theo góc độ sinh thái học; Ở đây chú trọng ý nghĩa sinh thái học của tính đa dạng loài; Là chỉ trình độ đồng đều về sự phân bố các loài trên phương diện sinh thái học. Thường được nghiên cứu trên một bộ phận diện tích của quần xã hoặc trên các OTC, ODB .Tính đa dạng loài cũng còn được gọi là tính đa dạng sinh thái hoặc tính đa dạng quần xã.

Từ năm 1943, Wilianms đã đề xuất khái niệm về “Tính đa dạng loài vật” và Fisher đề xuất khái niệm về chỉ số tính đa dạng loài, cho đến nay cũng đã không ngừng được hoàn thiện thêm về phương pháp xác định tính đa dạng loài của quần xã. Đối với phương pháp xác định không chỉ có phương pháp Magurran - được đánh giá là tương đối tỉ mỉ và chính xác, mà còn có phương pháp của Whitaker - Xác định tính đa dạng loài của quần xã hoặc tính đa dạng HST. Theo ông ta thì nên phân ra tính đa dạng α-, tính đa dạng β- , tính đa dạng γ và các chỉ số của nó. Tính đa dạng loài của 1 hệ tiến hóa hoặc của 1 không gian tiến hóa nhất định, từ góc độ diễn hóa của sinh vật để xem xét thì qui luật biến hóa về tính đa dạng loài cũng tùy theo thời gian và không gian khác nhau mà có sự biến hóa không giống nhau, không chỉ bản thân loài vật, mà còn có cả nguồn gốc, sự phát triển, quá trình thoái hóa và tiêu vong.chính là qui luật diễn hóa của một chỉnh thể tính đa dạng loài vật và nó cũng có đặc thù riêng.

Xác định các chỉ số tính đa dạng loài sinh vật cũng tùy theo tính chất mà có thể phân thành 4 loại chỉ số sau: 6 - Chỉ số độ phong phú loài. - Chỉ số tính đa dạng loài. - Chỉ số độ đồng đều. - Chỉ số độ ưu thế sinh thái.

Chỉ số độ phong phú loài chủ yếu là xác định mức độ phong phú về loài sinh vật được biển hiện về mặt số lượng loài vật trong một phạm vi không gian nhất định. Thường sử dụng có các chỉ số như: Chỉ số Patrick, Chỉ số Margalef và Chỉ số Menhinick. Chỉ số tính đa dạng loài sẽ là hàm số của sự kết hợp giữa độ nhiều loài và độ phong phú loài sinh vật mà thành. Trong đó thường sử dụng Chỉ số Shannon- Weinerr, Chỉ số Simpson và chỉ số Pielou.

Chỉ số độ đồng đều loài là sự kết hợp giữa độ phong phú và độ đồng đều mà thành một lượng thống kê đơn nhất. Số loài trong quần xã nghiên cứu và tổng số cá thể, khi số lượng cá thể bình quân của các loài, quần xã có sẵn tính đa dạng cao nhất - cực đại. Chỉ số độ đồng đều thường được dùng là: Chỉ số Hurlrrt, chỉ số Pielou E1, chỉ số Sheldon E2, chỉ số Heip E3, chỉ số Hill E4 và chỉ số Hill E5). Trong đó có chỉ số Pielous và chỉ số Alatalo là ứng dụng có hiệu quả tương đối tốt (theo Alatalo).

Chỉ số độ ưu thế sinh thái là do ứng dụng kết hợp với chỉ số khác mà thành, có người sử dụng bằng cách so sánh tương đối. Hiện nay vấn đề ĐDSH và bảo tồn ĐDSH đã trở thành một chiến lược toàn cầu, có nhiều tổ chức ra đời để giúp đỡ, hướng dẫn và tổ chức đánh giá, bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học trên phạm vi toàn thế giới: Hiệp hội tổ chức Quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), Chương trình môi trường liên hợp quốc (UNEP), Quỹ bảo tồn và bảo vệ thiên nhiên (WWF)…Nhu cầu cơ bản và sự sống còn của chúng ta phụ thuộc vào tài nguyên của trái đất, nếu nguồn tài nguyên đó giảm sút thì cuộc sống của nhân loại sẽ bị đe doạ. Để tránh hiểm họa đó chúng ta phải tôn trọng tài nguyên của trái đất, mọi sự phát triển đều phải 7 theo hướng phát triển bền vững. Theo hội nghị thưởng đỉnh bàn về vấn đề môi trường và đa dạng sinh học tổ chức tại Rio de Janerio (Brazil - 1992)[22], 150 nước đã ký công ước về đa dạng và bảo vệ chúng.

Năm 1990 WWF đã xuất bản cuốn sách nói về tầm quan trọng của ĐDSH, IUCN, UNEP và WWF đưa ra chiến lược bảo tồn thế giới… tất cả các cuốn sách đó đều nhằm hướng dẫn và đề ra các phương pháp bảo tồn ĐDSH, làm nền tảng cho công tác bảo tồn và nền tảng trong tương lai (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn). Ở vùng nhiệt đới, có lẽ Schimper (1918) là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới. Trong hệ thống này Schimper đã phân chia thảm thực vật thành quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi. Trong quần hệ khí hậu lại được phân chia thành 4 kiểu: Rừng thưa, rừng gió mùa, rừng trảng, rừng gai; ngoài ra còn có thêm 2 kiểu là: Thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới (theo Thái Văn Trừng).

Rubel, Ilinski, Burt, Aubreville chỉ căn cứ vào độ tán che trên mặt đất của tầng ưu thế sinh thái để phân biệt các kiểu quần thể thưa thành: Rừng thưa và trảng chuông (dẫn theo Thái Văn Trừng 1978). Theo WWF (1989), đã định nghĩa về ĐDSH: “Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên Trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường”. Việc nghiên cứu các hệ thực vật và thảm thực vật trên thế giới với nhiều bộ thực vật chí của các nước đã hoàn thành, những công trình nghiên cứu có giá trị xuất hiện vào đầu thế kỷ XIX - XX như: Thực vật chí Hồng Kông (1981); Thực vật chí Australia (1866); Thực vật chí Ấn Độ (1872-1897); Thực vật chí Miễn Điện (1877); Thực vật chí Malayxia (1892-1925),. Đây là những đóng góp quan trọng để đánh giá tính đa dạng sinh học của hệ thực vật trên thế giới.