Nghiên cứu cấu trúc và đa dạng sinh học tầng cây cao tại xã tân sơn huyện chợ mới tỉnh bắc kạn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA LÂM HỌC
--------------------

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC TẦNG CÂY
CAO TẠI XÃ TÂN SƠN - HUYỆN CHỢ MỚI - TỈNH BẮC KẠN

Ngành

: Lâm sinh

Mã số

: 301

Giáo viên hướng dẫn : TS. Vũ Tiến Hưng
Sinh viên thực hiện

: Hoàng Nguyên Thái

Lớp

: 59C – Lâm sinh

MSV

: 1453012476

Khóa học

: 2014 - 2018

Hà Nội, 2018


i
LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 năm học tập và rèn luyện tại Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp
đến nay khoá học 2014 – 2018 đang bƣớc đến giai đoạn kết thúc. Đƣợc sự
đồng ý của nhà trƣờng, khoa lâm học và bộ môn điều tra quy hoạch rừng, tôi
tiến hành thực hiện khoá luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu cấu trúc và đa dạng
sinh học tầng cây cao tại Xã Tân Sơn - Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn”
Trong quá trình thực hiện khóa luận, ngồi sự nỗ lực của bản thân và sự
giúp đỡ tận tình của thầy cơ giáo và các bạn tại Trƣờng Đại Học Lâm Nghiệp
, đến nay bài khóa luận của tơi đã hồn thành. Nhân dịp này tơi xin bày tỏ
lịng biết ơn sâu sắc đến tồn thể thầy cơ đã dậy dỗ tơi trong suốt thời gian
học tập tại trƣờng. Đặc biệt tôi xin gủi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới
thầy giáo TS. Vũ Tiến Hƣng, đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong bài luận này.
Qua đây, cho tôi gửi lời cảm ơn đến cán bộ tại xã Tân Sơn, huyện Chợ
Mới, tỉnh Bắc Kạn và ngƣời dân tại địa phƣơng đã tận tình giúp đỡ tạo điều
kiện cho tơi trong thời gian thực tập ngoại nghiệp trong địa bàn.
Dù đã có nhiều cố gắng song do lần đầu làm quen với cơng tác nghiên
cứu và trình độ bản thân cịn hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu
sót. Tơi rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cơ giáo và tồn
thể độc giả để bài luận đƣợc hồn thiện tốt hơn
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 24 tháng 5 năm 2018
Sinh Viên

Hoàng Nguyên Thái





ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 2
1.1. Trên thế giới .............................................................................................. 2
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ................................................................... 2
1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ............................................................ 4
1.2. Ở Việt Nam ............................................................................................... 4
1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng................................................ 4
1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ................................................................... 5
1.2.3. Nghiên cứu về đa dạng sinh học ............................................................. 6
CHƢƠNG II. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG - PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................... 8
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................... 8
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 8
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 8
2.3.1. Đặc trƣng cấu trúc tầng cây cao .............................................................. 8
2.3.2 Đặc trƣng về tính đa dạng sinh học loài................................................... 9
2.3.3. Đề xuất một số giải pháp Lâm Sinh. ....................................................... 9
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................ 9

2.4.1. Kế thừa số liệu......................................................................................... 9
2.4.2. Ngoại nghiệp ........................................................................................... 9
2.4.3. Nội nghiệp ............................................................................................. 10
CHƢƠNG III. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU
VỰC NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 16
3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 16


iii
3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 16
3.1.2. Địa hình - Địa thế ................................................................................. 16
3.1.3. Khí hậu, thời tiết.................................................................................... 16
3.1.4. Chế độ thuỷ văn ..................................................................................... 17
3.1.5. Địa chất - thổ nhưỡng ........................................................................... 18
3.1.6. Thảm thực vật ........................................................................................ 18
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ......................................................................... 18
3.2.1. Sản xuất nông lâm nghiệp ..................................................................... 18
3.2.2. Chăn nuôi, thuỷ sản............................................................................... 19
3.2.3. Cơ sở hạ tầng ........................................................................................ 19
3.2.4. Y tế - Giáo dục....................................................................................... 20
3.3. Hiện trạng tài nguyên rừng ...................................................................... 21
3.4. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên ................ 21
3.4.1. Thuận lợi ............................................................................................... 21
3.4.2. Khó khăn ............................................................................................... 22
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................... 23
4.1. Đặc trƣng cấu trúc tầng cây cao ............................................................... 23
4.1.1. Cấu trúc tổ thành loài cây ..................................................................... 23
4.2.2. Quy luật phân bố ................................................................................... 26
4.2. Kết quả nghiên cứu đa dạng loài .............................................................. 43
4.2.1. Mức độ phong phú của loài ................................................................... 43

4.2.2. Mức độ phong phú loài ......................................................................... 44
4.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý rừng tại địa bàn Xã Tân Sơn - Huyện
Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn ................................................................................ 48
KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 53
PHỤ BIỂU



iv


v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ĐDSH

Đa dạng sinh học

CTTT

Công thức tổ thành

VI%

Chỉ số quan trọng (Importance Value Index)

N/D1.3

Phân bố số cây theo đƣờng kính ngang ngực

N/Hvn

Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn

OTC

Ô tiêu chuẩn

TT

Trạng thái, thứ tự

α, β, λ

Các tham số của phƣơng trình

Hvn

Chiều cao vút ngọn (m)

D1.3

Đƣờng kính 1,3 mét (cm)

TXP

Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX phục hồi

TXB

Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX trung bình

RLRTX

Rừng lá rộng thƣờng xánh


vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3. 1. Diện tích các loại đất rừng xã Tân Sơn ......................................... 21
Bảng 4. 1. Công thức tổ thành theo IV% ........................................................ 23
Bảng 4. 2. Công thức tổ thành theo tỷ lệ số cây ............................................ 25
Bảng 4. 3. Thống kê đặc trƣng mẫu cho đƣờng kính D1.3 ............................. 27
Bảng 4. 4. Mô phỏng phân bố N – D1.3 bằng hàm khoảng cách ................... 29
Bảng 4. 5. Mô phỏng phân bố N – D1.3 bằng hàm Weibull ......................... 30
Bảng 4. 6. Kết quả tính tốn các đặc trƣng mẫu về Hvn ................................ 32
Bảng 4. 7. Mô phỏng phân bố N – Hvn bằng hàm Weibull ........................... 33
Bảng 4. 8. Mô phỏng N – Hvn bằng hàm khoảng cách. ................................ 35
Bảng 4. 9 . Kết quả nghiên cứu tƣơng quan Hvn – D1.3 ................................ 37
Bảng 4. 10. Phƣơng trình tƣơng quan Hvn – D1.3 ......................................... 38
Bảng 4. 11. Kết quả phân tích tƣơng quan Hvn – Hdc ................................... 40
Bảng 4. 12. Phƣơng trình tƣơng quan Hvn – Hdc ............................................. 41
Bảng 4. 13. Kết quả tính tốn chỉ số phong phú của lồi ............................... 43
Bảng 4. 14. Kết quả tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon – Wiener .... 44
Bảng 4. 15. Tổng hợp kết quả tính tốn chỉ số Simpson ................................ 45
Bảng 4. 16. Tổng hợp kết quả tính tốn chỉ số hợp lý .................................... 46


vii
DANH MỤC HÌNH

Biểu đồ 4. 1. Phân bố N – D1.3 hai trạng thái rừng........................................... 31
Biểu đồ 4. 2. Phân bố N – Hvn hai trạng thái rừng............................................. 36
Biểu đồ 4. 3. Biểu đồ phân tích tƣơng quan Hvn – D1.3. ................................... 39
Biểu đồ 4. 4. Biểu đồ phân tích tƣơng quan Hvn – Hdc ..................................... 42
Biểu đồ 4. 5. Biểu đồ mức độ phong phú của loài .............................................. 43
Biểu đồ 4. 6. Biểu đồ Chỉ số đa dạng sinh học Shannon – Wiener .................... 45
Biểu đồ 4. 7. Biểu đồ Chỉ số Simpson cho tầng cây cao .................................... 46
Biểu đồ 4. 8. Biểu đồ Chỉ số hợp lý cho tầng cây cao ........................................ 47


1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng là tài nguyên vô giá, sự tồn tại của con ngƣời không tách khỏi môi
trƣờng sống mà rừng là một phần của mơi trƣờng sống đó. Nhƣng ở Việt Nam
ta, trong khoảng những thời gian gần đây tình trạng lạm dụng tài nguyên rừng
vẫn thƣờng xuyên xảy ra và công tác quản lý chƣa chặt chẽ, thêm vào đó là sức
ép về dân số, lƣơng thực, lối sống du canh du cƣ làm cho rừng bị tàn phá nhanh
chóng, suy giảm cả về số lƣợng và chất lƣợng... Mất rừng thì thiệt hại do thiên
tai gây ra sẽ khơng lƣờng hết đƣợc và hậu quả của nó là biến đổi khí hậu tồn
cầu, là đói kém, là bệnh thật, là suy thoái đa dạng sinh học... Do đó, bảo vệ, phát
triển và phục hồi rừng nói riêng và thảm thực vật nói chung là vấn đề vơ cùng
quan trọng cần giải quyết để duy trì, đảm bảo điều kiện sinh tồn cho hiện tại và
tƣơng lai.
Xã Tân Sơn nằm ở phía đơng của huyện Chợ Mới, cách huyện lỵ 50km,
diện tích 62,76 km². Tổng diện tích tự nhiên của xã là 6.292 ha trong đó diện
tích đất lâm nghiêp chiếm 80%. Tiềm năng tài nguyên rừng của xã rất lớn nhƣng
ý thức bảo vệ phát triển rừng của ngƣời dân chƣa cao. Vì vậy, việc nghiên cứu
cấu trúc rừng, tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái rừng tại xã, làm cơ sở để
đƣa ra các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phát triển rừng một cách bền vững

là vấn đề cấp thiết hiện nay.
Xuất phát từ nhận thức đó, để góp phần vào sự nghiệp bảo về đa dạng sinh học
và cấu trúc rừng, làm cơ sở cho việc quản lý rừng hiệu quả hơn, việc thực hiện
đề tài: :“Nghiên cứu cấu trúc và đang dạng sinh học tầng cây cao tại Xã Tân
Sơn - Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn” là hết sức cần thiết góp phần bổ sung
thêm về lý thuyết sinh thái học rừng tự nhiên trên nhằm đề xuất một số giải pháp
chăm sóc và ni dƣỡng rừng tự nhiên phục vụ yêu cầu bảo tồn sinh học có hiệu
quả.




1


2
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.

Trên thế giới
Rừng nhiệt đới ẩm vẫn là một trong những nơi mà tính đa dạng sinh học

cao nhất, chính nhờ sự đa dạng và phong phú đó mà cuốn hút nhiều nhà khoa
học.
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
1.1.1.2. Nghiên cứu định lượng cấu trúc
a. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính (N/D1.3)
Là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản của lâm phần nên đã đƣợc
nhiều nhà khoa học lâm học và điều tra rừng nghiên cứu. Các cơng trình tiêu
biểu phải kể đến đó là:

+ Meyer (1934) (dẫn theo Nguyễn Hải Tuất, 1986) [10] đã mô tả quy luật
phân bố N/D1.3 bằng phƣơng trình tốn học có dạng đƣờng cong giảm liên tục và
đƣợc gọi là phƣơng trình Meyer hay hàm Meyer.
+ Ballell (1973) đã sử dụng hàm Weibull, Schiffel, Naslund (1936, 1937)
xác lập phân bố Charlier cho phân bố N/D1.3 của lâm phần thuần loài đều tuổi
sau khép tán (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [6].
b. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn)
Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng
đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phƣơng pháp đƣợc áp dụng để
nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích
thƣớc khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ mang lại hình ảnh
khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thắng đứng. Từ đó rút
ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Với phƣơng pháp này đƣợc nhiều
nhà nghiên cứu ứng dụng nhƣ: Richards P.W (1952) [16], Rolllet (1979).
c. Nghiên cứu quy luật tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính thân cây (Hvn
/D1.3)
Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tƣơng ứng với mỗi
cỡ đƣờng kính cho trƣớc ln tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sinh
2


3
trƣởng. Trong mỗi cỡ xác định, ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc cấp sinh
trƣởng khác nhau, cấp sinh trƣởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ
Hvn/D1.3 tăng theo tuổi. Từ đó đƣờng cong quan hệ giữa Hvn và D1.3 có thể thay
đổi và ln dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng.
Krauter.G (1958) và Tiourin.A.V (1932) (dẫn theo Phạm Ngọc Giao,
1995) [6] nghiên cứu tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính ngang ngực dựa
trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi.
Naslund. M (1929), Hohenadl. W (1936), Michailov. F (1934, 1952),

Prodan.M (1944), Meyer.H.A (1952) (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [6],
dùng phƣơng pháp giải tích tốn học và đề nghị sử dụng các dạng phƣơng trình
dƣới đây để mơ tả quan hệ H/D.
h = a + b1.d + b2.d2

(1.1)

h = a + b1.d + b2.d2 + b3.d3

(1.2)

h - 1.3 = d2/(a + b.d)2

(1.3)

h = a + b.logd

(1.4)

h = a + b1.d +b2.logd

(1.5)

h = k.db

(1.6)

Nhƣ vậy, để biểu thị tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính thân cây ta
có thể sử dụng nhiều dạng phƣơng trình. Song việc lựa chọn phƣơng trình nào
để biểu thị mối tƣơng quan Hvn - D1.3 thì tùy thuộc vào loài cây trồng cụ thể.

d. Cấu trúc tổ thành
Theo Richard P.W (1952), trong rừng mƣa nhiệt đới, trên mỗi hecta ln
có hơn 40 lồi cây gỗ, có trƣờng hợp cịn trên 100 lồi. Nhiều lồi cây gỗ lớn
sinh trƣởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhƣng cũng có khi có
một hoặc hai lồi chiếm ƣu thế.[16]
Trên thế giới có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu
trúc rừng tiêu biểu là Baru. G. N (1964) và E. P Odum (1971). Hai tác giả này
đã tập trung vào cái vấn đề sinh thái nói chung và các cơ sở sinh thái kinh doanh
rừng mƣa nhiệt đới nói riêng. Qua đó làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng,
3


4
đây cũng là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc rừng đứng trên quan điểm sinh thái
học.[1,12]
1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học
Thuật ngữ đa dạng sinh học là một thuật ngữ mới mẻ đƣợc dùng để chỉ
tính phong phú của sự sống trên trái đất là hàng triệu loài thực vật, động vật, vi
sinh vật, là các gen chứa đựng trong các loài và những hệ sinh thái vô cùng phức
tạp cùng tồn tại trong môi trƣờng sống.
Ý nghĩa của việc nghiên cứu đa dạng sinh học: qua việc nghiên cứu đa
dạng sinh học về loài và đa dạng sinh học về gen đã cho chúng ta thấy đƣợc các
loài, nguồn gen quý hiếm làm cơ sở cho cơng tác nghiên cứu cải thiện giống
lồi, có khả năng chống chịu đƣợc với hoàn cảnh bất lợi và mở rộng đƣợc nơi
sống của loài ngày một nâng cao năng suất, chất lƣợng của chúng.
Các cơng trình nghiên cứu đa dạng sinh học trên thế giới đã có từ lâu:
thực vật chí Đơng Dƣơng (1905 – 1952) 8 quyển, H.humber (1938 -1950). Ở
Nga từ 1928 – 1932 đƣợc xem là thời kỳ mở đầu cho những nghiên cứu hệ thực
vật. Cụ thể Talmachay AI cho rằng “Chỉ cần điều tra trên một diện tích đủ lớn
để có thể bao trùm đƣợc sự phong phú của nơi sống nhƣng khơng có sự phân

hóa về mặt địa lý. Ơng gọi đó là một hệ thực vật cụ thể ở vùng nhiệt đới ẩm
thƣờng là 1500 – 2000 loài.
1.2. Ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng
Mục đích chủ yếu của phân loại trạng thái rừng là nhằm xác định các đối
tƣợng rừng với những đặc trƣng cấu trúc cụ thể, từ đó lựa chọn, đề xuất các biện
pháp lâm sinh thích hợp để điều khiển, dẫn đắt rừng đạt trạng thái chuẩn.
Về phân loại rừng trƣớc hết phải kể đến Loetschau (1966) [11] đƣa ra hệ thống
phân chia kiểu trạng thái cho kinh doanh rừng hỗn giao thƣờng xanh lá rộng nhiệt
đới. Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã dựa trên hệ thống phân loại của Loeschau
cải tiến cho phù hợp với đặc điểm rừng tự nhiên của Việt Nam và cho đến nay
vẫn áp dụng hệ thống phân loại này (QPN 6 – 84).
4


5
Tiếp theo là Thái Văn Trừng (1978) [15] đứng trên quan điểm sinh thái đã
chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật. Đây là cơng trình tổng qt,
đáp ứng đƣợc yêu cầu về quy luật sinh thái. Xuất phát từ tính đa dạng, phong
phú của rừng nhiệt đới, Thái Văn Trừng đƣa ra kết luận: Không thể dùng quần
hợp thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản nhƣ các tác giả kinh điển đã sử dụng ở
vùng ôn đới. Ông đề xuất dùng kiểu thảm thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản
và lấy hình thái, cấu trúc quần thể làm tiêu chuẩn phân loại.
Trần Ngũ Phƣơng (1985 – 1988) [13] đã đƣa ra phƣơng pháp phân chia
rừng nhằm phục vụ công tác điều chế với đơn vị phân chia là lô dựa trên 5 nhân
tố là nhóm nhân tố sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của
rừng, khả năng tái tạo rừng bằng tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình và thổ
nhƣỡng.
Nhƣ vậy, các tác giả đều cho rằng: Việc phân loại trạng thái rừng ở Việt
Nam là rất cần thiết trong công tác nghiên cứu cũng nhƣ sản xuất kinh doanh.

Tùy các mục tiêu cụ thể mà lựa chọn các phƣơng pháp phân loại khác nhau,
nhƣng đều nhằm làm rõ hơn các đặc điểm của đối tƣợng nghiên cứu.
1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
1.2.2.1. Cấu trúc tổ thành
Đây là nhân tố có ảnh hƣởng quyết định đến cấu trúc sinh thái và hình
thái của rừng. Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá mức độ đa
dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Cấu trúc tổ
thành đã đƣợc nhiều nhà khoa học Việt Nam đề cập trong cơng trình nghiên cứu
của mình.
Bảo Huy (1993), Đào Cơng Khanh (1995) khi nghiên cứu tổ thành loài
cây đối với rừng tự nhiên ở Đăklăc và Hƣơng Sơn – Hà Tĩnh đều xác định: Tỷ lệ
tổ thành của các nhóm lồi cây mục đích, nhóm lồi cây hỗ trợ và nhóm lồi cây
phi mục đích cụ thể, từ đó đề xuất biện pháp khai thác thích hợp cho từng đối
tƣợng theo hƣớng điều chỉnh tổ thành hợp lý.[3,18]

5


6
1.2.2.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3)
Thống kê các cơng trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam cho
thấy: Phân bố N/D1.3 của tầng cây cao (D  6cm) có hai dạng chính:
- Dạng giảm liên tục và có nhiều đỉnh phụ hình răng cƣa
- Dạng một đỉnh chữ J
Với mỗi dạng cụ thể, các tác giả đã chọn những mơ hình tốn học thích
hợp để mơ phỏng. Đồng Sỹ Hiền (1974), khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự
nhiên miền Bắc Việt Nam đã đƣa ra kết luận: Dạng tổng quát của phân bố N/D1.3
là phân bố giảm, nhƣng do quá trình khai thác chọn thơ khơng theo quy tắc nên
đƣờng thực nghiệm có dạng hình răng cƣa. Với kiểu phân bố thực nghiệm nhƣ
vậy, tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đƣờng cong Pearson để mô tả. Nguyễn

Hải Tuất (1986) [14] đã sử dụng hàm khoảng cách để mô tả phân bố thực
nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ kính bắt đầu đo.
1.2.2.3. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn)
Những nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy: Phân bố số cây
theo chiều cao (N/Hvn) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng lồi cây thƣờng
có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Thái Văn Trừng
(1978), trong công trình nghiên cứu của mình đã đƣa ra kết quả nghiên cứu cấu
trúc của tầng cây gỗ rừng loại IV.
1.2.2.4. Tương quan giữa chiều cao với đường kính (Hvn - D1.3)
Trong điều tra kinh doanh rừng, việc nghiên cứu mối quan hệ này có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng. Thơng qua tƣơng quan Hvn - D1.3, dựa vào giá trị ở
từng cỡ kính để suy diễn giá trị chiều cao tƣơng ứng mà khơng cần thiết đo cao
tồn bộ, từ đó làm cơ sở xác định trữ lƣợng chung của lâm phần, xác định kiểu
trạng thái rừng, kết cấu rừng…Từ đó, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh để
điều chỉnh kết cấu rừng hiện tại tiến tới một kết cấu rừng mới ổn định hơn.
1.2.3. Nghiên cứu về đa dạng sinh học
Nghiên cứu về thực vật ở Việt Nam trƣớc hết phải kể đến cơng trình: thực
vật chí Nam Bộ của Leureiro, thực vật chí rừng Nam Bộ của Pierrel. Một trong
6


7
những cơng trình lớn nhất về quy mơ cũng nhƣ giá trị là cơng trình nghiên cứu
hệ thực vật Đơng Dƣơng của các tác giả Pháp, kết quả của nó là bộ “ Thực vật
chí đại cƣơng Đơng Dƣơng” bao gồm 7 tập đây là bộ sách có ý nghĩa lớn đối với
nhà thực vật học Việt Nam. Tiếp theo đó là bổ sung của Humbert, đến nay thực
vật chí Lào, Campuchia, Việt Nam đã xuất bản từ năm (1960) và ở nƣớc ta đã có
đến 26 tập, sau này Poct (1965) đã dựa trên bộ thực vật chí đại cƣơng Đơng
Dƣơng thống kê đƣợc 5190 lồi.
Các tác giả Việt Nam đã đƣa ra một số cơng trình về thảm thực vật trong đó tiêu

biểu là 2 cơng trình lớn:
- Thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng (1963 – 1978) .[15]
Tác giả đã tổng kết và công bố cơng trình nghiên cứu của mình với 7004 lồi
thực vật bậc cao có mạch thuộc 1850 họ ở Việt Nam ông nhấn mạnh ƣu thế của
ngành thực vật hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam với 6336 lồi chiếm 99,9%,
17227 chi chiếm 93,5% và 239 họ chiếm 62,7% trong tổng số các taxon mỗi
bậc.
- Bƣớc đầu nghiên cứu rừng Miền Bắc Việt Nam của Trần Ngũ Phƣơng
(1970) [13] đã tiến hành phân loại rừng miền Bắc Việt Nam và chia thành 3 đai
8 kiểu.
Ta có thể thấy những cơng trình trên đánh giá tổng qt cho tồn bộ hệ
thực vật Việt Nam nhƣng đặc biệt là bộ “ cây gỗ rừng Việt Nam” của Viện Điều
tra Quy hoạch rừng xuất bản (1971 - 1988), đây là một nhóm cây quan trọng
nhất quyết định sự tồn tại của hệ sinh thái rừng cũng nhƣ có ý nghĩa quan trọng
trong đời sống của con ngƣời.

7


8
CHƢƠNG II. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG - PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định đƣợc thành phần thực vật rừng xã Tân Sơn - Huyện Chợ Mới Tỉnh Bắc Kạn

- Định lƣợng một số chỉ tiêu cấu trúc rừng thông qua việc mô hình hóa các
quy luật sinh học.

- Thử nghiệm một số chỉ tiêu đánh giá đa dạng sinh học về loài cây thuộc

xã Tân Sơn - Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn.

- Đề xuất một số giải pháp tác động khơi phục lại vốn rừng hạn chế tốc độ
suy thối cả về số lƣợng và chất lƣợng Rừng.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tƣợng nghiên cứu: Đối tƣợng là rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX và
nửa RL trung bình (TXB) và rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX và nửa RL
phục hồi (TXP).

- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu cấu trúc và tính đa dạng sinh học
của hai loại trạng thái rừng TXB và TXP (theo phân loại của Thông tƣ 34)
tại xã Tân Sơn - Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn.
2.3.

Nội dung nghiên cứu

2.3.1. Đặc trưng cấu trúc tầng cây cao
2.3.1.1. Cấu trúc tổ thành

- Xác định CTTT theo số cây.
- Xác định CTTT theo IV%
2.3.1.2. Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) vào theo chiều cao (N/Hvn)

- Phân bố theo hàm Meyer.
- Phân bố theo hàm khoảng cách.
- Phân bố theo hàm Weibull.
8

9
2.3.1.3. Xác đinh quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính (Hvn –
D1.3)
Đề tài tiến hành lựa chọn hàm sau để biểu thì mối quan hệ này. Từ kết quả
thu đƣợc sẽ tiến hành so sánh hệ số bi để xây dựng nên phƣơng trình chung cho
lâm phần.
Hàm Logarithmic:

Hvn = a + b.log D1.3

(2.1)

2.3.2 Đặc trưng về tính đa dạng sinh học loài.

- Margalef (d)
- Simpson (1-lamda)
- Shannon - Wiener (H)
- Sheldon (Es)
- Peilou (J')
2.3.3. Đề xuất một số giải pháp Lâm Sinh.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Kế thừa số liệu
Số liệu về điều kiện tự nhiên: địa hình, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, tài
ngun rừng; điều kiện kinh tế; điều kiện xã hội: dân số, lao động, thành phần
dân tộc.
Báo cáo về thực trạng tài nguyên rừng, công tác quản lý bảo vệ và phát triển
rừng tại Tân Sơn - Huyện Chợ Mới - Tỉnh Bắc Kạn
2.4.2. Ngoại nghiệp

- Lập ơ tiêu chuẩn:

Nhóm nghiên cứu sử dụng bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ
1/25000 để sơ thám xác định các tuyến điều tra, lập các ơ tiêu chuẩn điển hình
cho các kiểu rừng, trạng thái rừng.
Nhóm nghiên cứu tiến hành lập 6 OTC tại 2 trạng thái rừng TXB, TXP
(mỗi trạng thái tiến hành lập 3 OTC).

9


10
Toàn bộ các số liệu đo đếm tầng cây cao đƣợc ghi chép theo mẫu biểu
điều tra tầng cây cao (biểu 01).
Biểu 01. Biểu điều tra tầng cây cao
Địa điểm.........

Độ cao........

Ngày điều tra..........

Trạng thái rừng.........

Độ dốc......

Ngƣời điều tra........

OTC số........

Hƣớng dốc..........

STT

Tên cây

D1.3 (cm)
ĐT

NB

Hvn
(m)

TB

Dt (m)
ĐT

NB

TB

Ghi chú

1
2

2.4.3. Nội nghiệp
2.4.3.1. Xác định công thức tổ thành theo hệ số tổ thành
Cách xác định công thức tổ thành đƣợc tiến hành theo các bƣớc nhƣ sau:
 Bƣớc 1: Trong các OTC, tập hợp số liệu tầng cây cao, loài trong từng
trạng thái và số cá thể của mỗi loài.

 Bƣớc 2: Trong các OTC xác định tổng số loài cây, tổng số cá thể của từng
trạng thái
 Bƣớc 3: Tính số cá thể trung bình của 1 lồi theo cơng thức:
X 

N
m

(2.2)

Trong đó:

X : Số lƣợng cá thể trung bình của mỗi lồi
N: Tổng số lƣợng cá thể của các loài
m: Tổng số loài
 Bƣớc 4: Xác định số loài, tên loài tham gia vào cơng thức tổ thành.
Những lồi nào có số cây  X thì tham gia vào cơng thức tổ thành.
10


11
 Bƣớc 5: Xác định hệ số tổ thành của từng lồi theo cơng thức:
Xi
x10
N

Ki 

(2.3)

Trong đó:
Ki là HSTT lồi i.
Xi là số lƣợng cá thể loài i
N là Σ số cá thể của tất cả các loài
 Bƣớc 6: Viết cơng thức tổ thành: Lồi nào có Ki > 0,5 thì ghi vào cơng
thức tổ thành. Lồi nào có hệ số tổ thành lớn viết trƣớc, nhỏ viết sau.
2.4.3.2. Xác định công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng IV%
Công thức tổ thành theo chỉ số IV % đƣợc tính theo cơng thức sau:
IV % 

N %  G%
2

(2.4)

IV%: Chỉ số mức độ quan trọng của loài trong quần xã

N% 

Ni
.100
N

(2.5)

G% 

Gi
.100
G

(2.6)

N% là mật độ tƣơng đối

G% là tiết diện ngang thân cây tƣơng đối:
Ni và Gi là mật độ và tổng tiết diện ngang của loài i.
Nếu lồi nào có IV% ≥ 5% thì lồi đó có ý nghĩa về mặt sinh thái trong
quần xã (có mặt trong cơng thức tổ thành).
Nếu nhóm có dƣới 10 lồi có ∑IV% ≥ 40% sẽ là lồi nhóm ƣu thế và đƣợc
sử dụng nhóm lồi đó đặt tên cho quần xã.
2.4.3.3. Một số quy luật kết cấu lâm phần
 Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính (N/D1.3). Phân bố số cây, số lƣợt lồi
theo cỡ đƣờng kính: Số lồi và số cây đƣợc tính với cự li về đƣờng kính là
4 cm.
11


12
 Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn). Phân bố số cây theo cỡ chiều
cao: số loài và số cây đƣợc tính với cự li về chiều cao là 2 m.
 Dùng phân bố Weibull 2 tham số, phân bố khoảng cách, phân bố Gamma
và phân bố giảm dạng hàm Meyer để mô phỏng cho các phân bố thực
nghiệm.
a. Mơ hình hố phân bố khoảng cách
Phân bố khoảng cách là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt qng
có dạng tốn học:


P( x )  

x 1
 (1   ).(1   ).
Trong đó

và

x0
x 1

(2.7)

là hai tham số. Đƣờng cong biểu thị phân bố khoảng

cách có dạng một đỉnh ứng với giá trị x = 1 khi

+ <1. Phân bố khoảng cách

đƣợc sử dụng để mô tả phân bố N/D1.3 thực nghiệm có dạng một đỉnh hình chữ j.
Các tham số của phân bố khoảng cách đƣợc ƣớc lƣợng nhƣ sau:



f0
n

  1

(2.8)
n  f0
 ( fi .xi )

(2.9)

Trong đó: f0: là tần số ứng với cỡ đƣờng kính đầu tiên (x = 0).
N: là tổng số cây của các cỡ.
Khi 1-

=

thì phân bố khoảng cách trở về dạng phân bố hình học.
P( x )  (1   ). x

Với x  0

(2.10)

Nếu Di là giá trị giữa của cỡ kính, Dmin là cỡ kính nhỏ nhất, k là cự li tổ thì
xi đƣợc xác định theo công thức sau:

12


13

Xi 

Di  Dmin
K

(2.11)

b. Phân bố Weibull
Phân bố Weibull là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền
giá trị x∈(0,+∞).
+ Hàm mật độ: F( x )   . ( x  xmin )

 1

.exp(  ( x  xmin ) ) (2.12)

+ Hàm phân bố: F(x) = 1 - exp(-λ)

(2.13)

Với xmin: trị số quan sát nhỏ nhất.
x: các giá trị quan sát, nếu xếp theo tổ thì x là giá trị giữa mỗi tổ.
Khi: α <= 1: Phân bố giảm.
1<α<3:Phân bố lệch trái
α=3: Phân bố đối xứng.
α>3: Phân bố lệch phải.
+ Ƣớc lƣợng 2 tham số α và λ :
Tham số α thƣờng đƣợc thăm dị trong một khoảng thích hợp dựa trên các
đặc trƣng mẫu, cho chạy α để tính λ. Sau đó kiểm tra sự phù hợp của phân bố lý
thuyết bằng tiêu chuẩn χ2, chọn cặp tham số có χ2 bé nhất và nhỏ thua χ2 bảng.
Tham số λ đƣợc ƣớc lƣợng bằng phƣơng pháp cực đại hợp lý:

 



n
n

i 1 f i .xi

(2.14)

Xi là giá trị giữa tổ đƣợc tính theo công thức (2.11)
Kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm bằng
tiêu chuẩn khi bình phƣơng x2
m

X 
2
n

1

( ft  fl )2
fl

(2.15)

Trong đó: ft: là tần số thực nghiệm ở từng cỡ kính; fl: là tần số lý thuyết; m:
số tổ sau khi gộp.
Tổ nào có fl< 5 thì ghép với fl tổ trên hoặc tổ dƣới, sao cho fl sau khi gộp ≥5.
13


14

→ Nếu x2n> x20.1(k = m - r - 1) thì giả thuyết bị bác bỏ, nghĩa là phân bố lý
thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm.
→ Nếu x2n≤ x20.1(k = m - r - 1) thì chấp nhận giả thuyết, nghĩa là phân bố lý
thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm.

- Nghiên cứu quy luật tƣơng quan:
+ Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính ngang ngực (HVN D1.3) của tất cả các lồi cây.Dùng dạng hàm tƣơng quan để mô phỏng nhƣ:
logarith, bậc 2, Compund, Power để xác địnhmối liên hệ HVN - D1.3.
+ Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn với chiều cao dƣới cành của tất cả
loài cây. Đề tài dùng hàm tƣơng quan để mô phỏng nhƣ: Linear;
Logarithic; Power để xác đinh mối quan hện Hvn – Hdc.
Phƣơng trình cụ thể nhƣ sau:
 Hàm Linear:

Hvn = a + b.D1.3

(2.16)

 Hàm Logarithmic:

Hvn = a + b.log D1.3

(2.17)

 Hàm Power (Pow):

LogHvn = a + b. LogD1.3

(2.18)

 Hàm Parabol bậc 2 (Quadratic): Hvn = a + b1. D1.3 + b2 . D1.32

(2.19)

 Hàm Compound (COM): Hvn = a *

(2.20)

d) Nghiên cứu tính đa dạng loài tầng cây cao
* Mức độ phong phú của lồi
Đề tài lập các ƠTC điển hình để đo đếm và diện tích điều tra là 1000m2
nên đảm bảo tính đại diện cho khu vực nghiên cứu. Do đó, để xác định mức độ
phong phú của lồi, chúng ta có thể sử dụng cơng thức của Kjayaraman (2000):
R=
Trong đó:

(2.21)

√

n là số cá thể của tất cả các loài
S: là số loài trong OTC

* Mức độ đa dạng loài
◦ Hàm số liên kết Shannon – Wiener
- Hàm số này đƣợc Shannon – Wiener đƣa ra năm 1949 dƣới dạng:
H 

Ni
Ni

.log 2
N
N

14

(2.22)


15
Trong đó:
H = Chỉ số đa dạng sinh học hay chỉ số Shannon- Wiener,
N: Tổng số cây trong ô tiêu chuẩn
ni: Số cây của loài thứ i
◦ Chỉ số Simson
Đây là chỉ tiêu đầu tiên của đa dạng sinh học đƣợc sử dụng trong sinh
thái, đƣợc Simson đề xuất năm 1949. Khi n có số lƣợng khơng q lớn so với ni
thì sử dụng cơng thức này. Cơng thức có dạng:
s

D=1-


1

Trong đó:

ni ni  1
(
)

n n 1

(2.23)

n là số cá thể trong quần xã
ni là số cá thể của loài i
s là số lồi trong quần xã

◦ Phƣơng pháp tính đa dạng bằng lý thuyết thông tin
Brillouin đã đƣa ra công thức sau:
1
n!
H  logb
n
n1 !n2 !..ns

(2.24)

Hoặc:
H

C
(log10 n !
n

s

 log
i 1

10

ni !)

(2.25)

◦ Chỉ số hợp lý
Xuất phát từ hàm lý thuyết thơng tin tính theo cơng thức (2.7) ta có chỉ số hợp lý
tƣơng đối của otc nhƣ sau:
J=

H
H max

Hmax = C.log10S
Trong đó:
H đƣợc tính theo cơng thức Shanon Weiner.
C = 2.302585, S là số lồi trong ơtc

15

(2.25)
(2.26)


16
CHƢƠNG III. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI CỦA KHU
VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý

Xã Tân Sơn nằm ở phía đơng bắc của Huyện Chợ Mới, Tỉnh Bắc kạn có
diện tích 62,72 km² và tổng diện tích tự nhiên là 6.292,17 ha với dân số khoảng
1.276 ngƣời, mật độ dân số đạt 20,3 ngƣời/km², Tân Sơn có tuyến quốc lộ 3B
chạy qua phần phía bắc. Một số phụ lƣu tả ngạn của sơng Cầu chảy qua địa bàn
xã. Xã Tân Sơn gồm các thôn: Nặm Dất, Bản Lù, Nà Khu, Phia Rả, Khuổi
Đeng 1 và khuổi Đeng 2.
Khu vực có ranh hiới hành chính phân chia nhƣ sau:

- Phía bắc giáp xã Mỹ Thanh, huyện Bạch Thơng.
- Phía nam giáp xã Cao Kỳ, huyện Chợ Mới.
- Phía đơng giáp phƣờng Xuất Hố, TP. Bắc Kạn và xã Hồ Mục.
- Phía tây giáp huyện Na Rì, tỉnh Bắc Kạn.
3.1.2. Địa hình - Địa thế
Địa hình xã Tân Sơn có địa hình chủ yếu là các đồi núi cao, rất phức tạp
với các núi đá có độ dốc lớn, địa hình bị chia cắt bởi các khe suối nhỏ, tạo ra
nhiều thung lũng, độ cao tƣơng đối là 600m so với mực nƣớc biển.
3.1.3. Khí hậu, thời tiết
Xã Tân Sơn nằm ở khu vực có khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa với mùa
đơng lạnh, khơ hạn và mùa hạ nóng ẩm, mƣa nhiều và chia làm 2 mùa rõ rệt:
Mùa hè nóng ẩm mƣa nhiều từ tháng 4 đến tháng 9; mùa đông lạnh, khô từ
tháng 10 đến tháng 3 năm sau.
*Nhiệt độ: Nhiệt độ bình nóng và khơ, nhiệt độ bình qn là 21

.

Thƣờng xuất hiện các tiểu vùng khí hậu khác nhau nhiệt độ suống thấp xuất hiện

16

17
sƣơng muối, sƣơng mù, mƣa phùn gió bấc trong các tháng 1 đến tháng 3 hằng
năm.
*Mưa: Lƣợng mƣa trung bình năm từ 1.600 – 2000 mm, số ngày mƣa
trung bình 150 ngày/năm. Mùa mƣa trùng với thời gian mùa hè, trong các tháng
7 và 8 có lƣợng mƣa trung bình thấp nhất, khoảng 16 – 25 mm/ tháng.
*Nắng: Tổng số giờ nắng trung bình khoảng 1.500 giờ/ năm. Trong năm
từ tháng 5 đến tháng 9 là thời gian nhiều nắng nhất, thƣờng có 170 – 190
giờ/tháng; từ tháng 1 đến tháng 3 nắng ít, trung bình chỉ khoảng 50 – 70
giờ/tháng.
*Gió: Hƣớng gió thịnh hành từ thắng 5 đến tháng 8 là hƣớng đông, hƣớng
tây nam và hƣớng nam, tốc độ gió trung bình khoảng 1,4 m/s.
*Độ ẩm khơng khí: Khơng có sự khác biệt rõ rệt theo mùa. Trong năm độ
ẩm thƣờng dao động trong khoảng 85 – 90% ở phía bắc.
3.1.4. Chế độ thuỷ văn
Hệ thống suối nhỏ, lƣu vực hẹp, độ dốc lớn dòng chảy xiết dễ gây ra hiện
tƣợng lũ quét cục bộ vào mùa mƣa, các dịng chảy chính là:
Suối khuổi Hồng bắt đầu từ khu vực Khuổi Hồng chảy vào Xuất Hoá
chiều dài 6 km.
Suối Bản Lù chảy về Khổi Đeng chiều dài 12km với dòng chảy nhỏ hẹp
với nhiều ghềnh đá thác nƣớc nhƣng lƣợng nƣớc khá lớn đáp ứng đƣợc cho sản
xuất và đời sống.
Suối Lũng Kim bắt nguồn từ Phia Rả chảy về Khổi Đeng với chiều dài 8
km.
*Nguồn nước: Địa hình tạo nhiều khe suối, dịng chảy nên thuận lợi cho
việc khai thác nƣớc phụng vụ cho sản xuất và sinh hoạt của ngƣời dân.

17