báo cáo đa dạng sinh học điều tra nghiên cứu định lượng đa dạng sinh học thực vật thân gỗ

Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu:
-
VN có hơn 360 loài thực vật và 350 loài động vật
được đưa vào sách đỏ của Việt Nam và thế giới. Vì
vậy, việc tìm kiếm các biện pháp bảo vệ chúng là hết
sức cần thiết và cấp bách.
-
Việt Nam hiện được xếp vào nhóm 15 nước hàng đầu
thế giới về số loài thú, nhóm 20 nước hàng đầu về số
loài chim, nhóm 30 nước hàng đầu về số loài thực vật
và lưỡng cư bị đe dọa tuyệt chủng.
-
Luật ĐDSH đã được Quốc hội Khóa XII thông qua
ngày 13 tháng 11 năm 2008 tại kỳ họp thứ 4
-
Hiện cả nước đã thành lập 126 khu bảo tồn thiên
nhiên với tổng diện tích lên tới 2,5 triệu ha, chiếm
7,6% diện tích tự nhiên và hầu hết tập trung trên đất
liền
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu:
•
Để triển khai thực hiện tốt Luật ĐDSH (có hiệu lực
từ ngày 01/07/2009) với yêu cầu: “Mỗi loài ưu tiên
được bảo vệ, bảo tồn thông qua 1 chương trình
bảo tồn riêng”
•
Để có cơ sở khoa học trong việc quản lý tài
nguyên thiên nhiên và đề xuất biện pháp bảo tồn
đa dạng sinh học trong tương lai.
•

Trong phạm vi giới hạn của báo cáo này là tác giả
giới thiệu cách tiếp cận phương pháp Điều tra
nghiên cứu định lượng đa dạng sinh học thực
vật thân gỗ ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Núi Ông
tỉnh Bình Thuận.
Phần II: TỔNG QUAN
2.1 Trên Thế giới:
•
Thuật ngữ ĐDSH xuất hiện từ giữa những năm
1980, nhằm nhấn mạnh sự cần thiết trong các hoạt
động nghiên cứu về tính đa dạng và phong phú của
sự sống trên trái đất.
•
Nghiên cứu đánh giá tài nguyên đa dạng sinh học là
một hoạt động hết sức cần thiết nhằm tạo nên cơ sở
dữ liệu cho các giải pháp bảo tồn, hoạch định chính
sách và kế hoạch phát triển sử dụng bền vững tài
nguyên.
•
Khái niệm đánh giá đa dạng sinh học có thể hiểu với
2 hoạt động khác nhau, nhưng có liên quan quyết
định lẫn nhau:
2.1 Trên Thế giới:
•
Thứ nhất: là phân tích định lượng các chỉ số đa
dạng sinh học (biodiversity measurement) (IVI-
Importance Value Index; H- Shannon - Weiner’s
Index, Cd- Simpson’s index, vv )
•
Thứ hai: là đánh giá giá trị của tài nguyên đa dạng

sinh học (biodiversity valueing) bao gồm giá trị sử
dụng trực tiếp, gián tiếp và giá trị không sử dụng, giá
trị địa phương và toàn cầu (Vermeulen và Izabella,
2002).
•
Trong phạm vi giới hạn của báo cáo chuyên đề
chúng tôi chỉ xin được đề cập đến một số phương
pháp định lượng trong đa dạng sinh học sau đây:
2.1.1 Nghiên cứu đánh giá thảm thực vật:
•
Hầu hết các nghiên cứu phân tích đánh giá thảm
thực vật đều áp dụng phương pháp Quadrat.
•
Quadrat là một ô mẫu hay một đơn vị lấy mẫu có
kích thước xác định và có thể có nhiều hình dạng
khác nhau như tròn, vuông, chữ nhật.
•
Thông thường ô tiêu chuẩn có kích cỡ (1m x 1m)
được áp dụng cho nghiên cứu thực vật thân thảo
(herbaceous species); ô (5m x 5m) áp dụng cho
nghiên cứu thảm cây bụi (bushes) và ô (10m x 10m)
áp dụng cho nghiên cứu thảm thực vật cây gỗ lớn
(trees).
•
Tuy nhiên, kích thước và số lượng của các ô tiêu
chuẩn sẽ tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của thảm
thực vật ở các khu vực nghiên cứu khác nhau.
•
Trong mỗi ô tiêu chuẩn, các thông tin số liệu cần
thiết được đo đếm và thu thập đó là:

•
(i) Loài và số lượng loài, thu mẫu (speciment) cho
định tên loài nếu cần thiết;
•
(ii) Số lượng cá thể, đường kính của mỗi cá thể
(gốc cho cây bụi và cây thảo, đường kính ngực
cho cây gỗ), và độ tàn che của tổng số các cá thể
tính riêng cho mỗi loài trong mỗi ô tiêu chuẩn;
•
(iii) Các số liệu hiện trường được sử dụng để tính
toán các giá trị tương đối như tần xuất xuất hiện
tương đối (relative frequency), mật độ tương đối
(relative density), độ tàn che tương đối (relative
cover) và tổng diện tích mặt cắt ngang mỗi loài
(basal area), và cuối cùng tính toán được Chỉ số
Giá trị quan trọng IVI (Importance Value Index).
2.1.1.1 Mật độ:
•
Cho biết số lượng cá thể trung bình của
loài nghiên cứu trên mỗi ô tiêu chuẩn, được
tính theo công thức (Oosting, 1958;
Rastogi, 1999; Sharma, 2003):
Tổng số cá thể của loài xuất hiện ở tất cả các ô tiêu chuẩn nghiên cứu
Mật độ =
Tổng số các ô tiêu chuẩn nghiên cứu
Mật độ của loài nghiên cứu
Mật độ tương đối RD (%) = x 100
Tổng số mật độ của tất cả các loài
2.1.1.2 Tần xuất:
•

Tần xuất xuất hiện (Frequency) cho biết số lượng
các ô mẫu nghiên cứu mà trong đó có loài nghiên
cứu xuất hiện, tính theo giá trị phần trăm
(Raunkiaer, 1934 ; Rastogi, 1999 ; Sharma, 2003)

Số lượng các ô tiêu chuẩn có loài xuất hiện
Tần suất (%) = x 100
Tổng số cỏc ô tiêu chuẩn nghiên cứu
Tần suất xuất hiện của một loài nghiên cứu
Tần suất tương đối (RF) (%) = x100
Tổng số tần suất xuất hiện của tất cả các loài
2.1.1.3 Độ phong phú (abundance):
•
Độ phong phú được tính theo công thức của Curtis
and Mclntosh (1950):
Tổng số cá thể xuất hiện trên tất cả các ô tiêu chuẩn
Độ phong phú (A) =
Số lượng các ô tiêu chuẩn có loài nghiên cứu xuất hiện
Độ phong phú của một loài nghiên cứu
Độ phong phú tương đối (A%) = x 100
Tổng độ phong phú của tất cả các loài
2.1.1.4 Tỷ lệ (A/F):
•
Giữa độ phong phú và tần xuất của mỗi loài được
sử dụng để xác định các dạng phân bố không gian
của loài đó trong quần xã thực vật nghiên cứu.
•
Loài có dạng phân bố liên tục (regular pattern) nếu
A/F nhỏ hơn <0.025, thường gặp ở những hiện
trường mà trong đó sự cạnh tranh giữa các loài

xảy ra gay gắt.
•
Loài có dạng phân bố ngẫu nhiên nếu A/F trong
khoảng từ 0.025- 0.05, thường gặp ở những hiện
trường chịu các tác động của điều kiện môi trường
sống không ổn định.
•
Loài có giá trị A/F >0.05 thì có dạng phân bố
Contagious. Dạng phân bố này phổ biến nhất trong
tự nhiên và nó thường gặp ở những hiện trường
ổn định
2.1.1.5 Diện tích tiết diện thân (Basal Area):
•
Diện tích tiết diện thân là đặc điểm quan trọng để
xác định ưu thề loài, nó cho biết diện tích mặt đất
thực tế mà các cá thể của loài chiếm được để sinh
trưởng phát triển trên một hiện trường cụ thể
•
Diện tích tiết diện thân cây (BA) (spm.) = p x r 2
Diện tích tiết diện của loài
Diện tích tiết diện tương đối (RBA) (%) = x 100
Tổng tiết diện thân của tất cả các loài
2.1.1.6 Đo đạc xác định độ tàn che:
2.1.1.7 Chỉ số giá trị quan trọng
•
Độ tàn che được xác định là phần diện tích mặt đất
mà các tán cây che phủ (tính riêng cho từng loài)
tính theo giá trị phần trăm so với toàn bộ diện tích
khu vực nghiên cứu:
Độ tàn che của loài A

Độ tàn che tương đối (RC) (%) = x 100
Tổng số độ tàn che của tất cả các loài
Chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IVI):
để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế
giữa các loài trong một quần thể thực vật.
•
Chỉ số IVI của mỗi loài được tính bằng một trong 2 công
thức sau đây:
1. IVI = RD + RF + RC (Rastogi, 1999 và Sharma, 2003),
2. IVI = RD + RF + RBA (Mishra, 1968)
2.1.2 Định lượng trong nghiên cứu đa dạng sinh học
•
Các nhà ĐDSH sinh thái học đã đề xuất nhiều chỉ
số đa dạng khác nhau để đánh giá hiện trạng đa
dạng sinh học và quan trắc biến động quần xã, so
sánh, đối chiếu tính đa dạng theo thời gian và
không gian dựa trên các mẫu thu ngẫu nhiên từ
quần xã.
•
Những chỉ số thường được sử dụng là chỉ số đa
dạng Fisher và chỉ số phong phú Margalef (thuộc
phân bố thống kê); chỉ số Shannon-Weiner và chỉ
số Simpson (thuộc lý thuyết thông tin).
2.1.3 Công thức đánh giá đa dạng sinh học
2.1.3.1 Chỉ số đa dạng sinh học của Fisher :
•
Các nhà sinh thái học
cho rằng, có thể sử dụng
chỉ số α để so sánh sự
đa dạng ở các khu vực

và thời gian khác nhau.
Chỉ số α chỉ phụ thuộc
vào số loài và số lượng
cá thể có trong mẫu.
•
α thấp khi đa dạng loài
thấp và ngược lại; chỉ số
α không phụ thuộc vào
kích thước mẫu.
•
S : Tổng số loài trong mẫu.
•
N: Tổng số lượng cá thể
trong mẫu
•
α : Chỉ số đa dạng loài
trong quần xã.
2.1.3.2 Chỉ số phong phú loài Margalef
•
Chỉ số này được sử
dụng để xác định tính
đa dạng hay độ phong
phú về loài.
•
Chỉ số Margalef cũng
chỉ cần biết được số
loài và số lượng cá thể
trong mẫu đại diện của
quần xã.
•

Chỉ số d của Margalef
ngoài ra còn được áp
dụng để phân loại mức
độ ô nhiễm các thủy
vực.
•
d : chỉ số đa dạng Margalef
•
S : tổng số loài trong mẫu
•
N : tổng số lượng cá thể
trong mẫu
2.1.3.3 Chỉ số Shannon – Weiner
•
Chỉ số Shannon-
Weiner được sử dụng
phổ biến để tính sự đa
dạng loài trong một
quần xã
•
s = Số lượng loài
•
pi = ni/N (Tỉ lệ cá thể
của loài i so với lượng
cá thể toàn bộ mẫu)
•
N = Tổng cá thể trong
toàn bộ mẫu
•
ni = Số lượng cá thể

loài i
Hay công thức
2.1.3.4 Chỉ số Pielou
•
Chỉ số tương đồng (J’)
của quần xã được tính
bằng công thức:
•
H’ là chỉ số Shannon –
Weiner.
•
S là tổng số loài e biến
thiên từ 0 đến 1
•
(e = 1 khi tất cả các
loài có số lượng cá thể
bằng nhau).
Hay công thức
2.1.3.5 Chỉ số ưu thế Simpson và chỉ số đa
dạng Simpson
•
Chỉ số ưu thế có thể biểu
diễn bởi giá trị % theo số
lượng, sinh vật lượng hoặc
một chỉ số khác của loài
trong quần xã
•
Simpson (1949) đã đề
xướng một chỉ số để tính
độ tập trung

(concentration)
•
C = Chỉ số của loài ưu thế
•
ni = Số lượng cá thể hoặc sinh vật
lượng của loài
•
N = Tổng số lượng hay sinh vật
lượng của các loài trong quần xã
•
Sau đó công thức này đã
được biến đổi để tính sự
đa dạng của quần xã
•
1- D = Chỉ số đa dạng Simpson
•
pi = Tỉ lệ loài trên tổng số các cá
thể (pi = ni/N)
•
S = Tổng số loài
•
1- D : biến thiên từ 0 đến S
2.1.4 Phương pháp phân tích đường cong “ đa
dạng ưu thế”
•
Đường cong “đa dạng ưu thế” (D-D curve) được xây
dựng trên cơ sở giá trị IVI của các loài, để nhằm
phân tích trật tự ưu thế và sự “chia sẻ và cạnh tranh
sử dụng” nguồn tài nguyên “hạn chế” giữa các loài
trong quần thể thực vật.

•
Dạng hình học (geometric distribution series): phân
bố dạng này cho biết rằng trong đó đang có 1 đến 2
loài đang chiếm ưu thế cao, lấn át sinh trưởng các
loài thực vật khác
•
Dạng Logaris- bình thường (log-normal distribution
series): dạng này cho biết trong hiện trường không
có loài nào chiếm ưu thế cao, lấn át các loài khác.
•
Dạng Logaris (log distributionseries): dạng này thì có
rất nhiều yếu tố của môi trường sống tác động quyết
định lên tính đa dạng sinh học.
Phần III: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Mục tiêu:
•
Nắm bắt thành phần loài, những thông tin về đa dạng
thực vật thân gỗ tại nơi nghiên cứu làm cơ sở khoa
học trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên và đề
xuất biện pháp bảo tồn đa dạng sinh học trong tương
lai.
3.2 Nội dung:
•
Điều tra về thành phần loài, họ, một số cá thể thực
vật thân gỗ tại 3 kiểu rừng phân bố theo độ cao thuộc
Khu Bảo tồn thiên nhiên Núi Ông.
•
Phân tích mối quan hệ giữa các loài (Cluster loài)
•

Phân tích mối quan hệ giữa các loài với quần xã
(Cluster loài + MDS)
•
Phân tích mối quan hệ giữa các quần xã (PCA)
•
Biến động về đa dạng sinh học (Caswell).
2.3. Phương pháp nghiên cứu
•
Sử dụng ảnh vệ tinh từ Google Earth để kiểm tra
ranh các trạng thái rừng, để xác định vị trí, tuyến
điều tra và tọa độ các ô tiêu chuẩn (ÔTC);
•
Sử dụng bản đồ hiện trạng rừng của Khu BTTN Núi
Ông, năm 1999, Phân viện ĐTQH-II xây dựng
•
Điều tra chi tiết thực vật thân gỗ trên tổng số 9 ô tiêu
chuẩn, mỗi vùng đại diện một kiểu rừng được đặt 3
ô tiêu chuẩn
•
Kích thước ô tiêu chuẩn: Có kích thước 25m2 (5m x
5m), thống kê số loài có mặt; Mở rộng ô tiêu chuẩn
với kích thước 100m2, 200m2, 400m2, 500m2,đếm
số lượng loài xuất hiện ở mỗi lần mở rộng ô tiêu
chuẩn đến khi số loài không còn xuất hiện loài mới
•
Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm
thống kê PRIMER-VI để xác định các chỉ số sinh học
giữa các quần xã.
Phần IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
•

4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu: Có toạ độ UTM
indian Thái Việt như sau:
4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu:
Hình 1: Vị trí và tuyến bố trí ô đo đếm điều tra thực vật thân gỗ tại Núi Ông
4.2 S h, loi thc vt trong khu vc nghiờn cu:
-
S : Số lo i - N: Số l ợng cá thể - d : a dạng lo i - J: ộ đồng đều.
-
H'(loge): Chỉ số đa dạng Shannon Wiener- Simpson: Chỉ số đa dạng sinh học
Simpson.
Bảng 3: Cỏc ch s DSH c a 9 ụ tiờu chu n ở các hiện trạng rừng
4.3 Số lượng ô đo đếm:
•
Qua đồ thị (hình 2) cho thấy phương trình phù hợp với
chiều hướng biến thiên của loài và số ô đo đếm
•
Đường cong biểu diễn số loài tăng nhanh (từ 20 loài
đến 40 loài) ở trong khoảng 4 ô đo đếm ban đầu sau đó
giảm dần và gần như ổn định ở những ô đo đếm tiếp
theo (từ 45 loài đến 49 loài), do đó ta có thể nói số
lượng ô đo đếm là phù hợp.