Tổng quan luận án

Hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi giữ vai trò thiết yếu đối với môi trường sinh thái, cảnh quan và sự phát triển kinh tế - xã hội. Tỉnh Quảng Ninh sở hữu hệ thực vật núi đá vôi phong phú, đa dạng nhưng đang đối mặt với tình trạng suy giảm nghiêm trọng về diện tích và chất lượng do các hoạt động nhân sinh như khai thác gỗ củi, khai thác đá vôi phục vụ công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng và quá trình lấn biển, mở rộng quỹ đất định cư. Khu vực thành phố Cẩm Phả – tiếp giáp với vịnh Bái Tử Long và vùng đệm của vịnh Hạ Long – chịu tác động trực tiếp từ sự suy thoái thảm thực vật, đe dọa đến các giá trị địa chất, địa mạo của di sản thiên nhiên thế giới. Trước thực trạng các công trình trước đây chủ yếu tập trung vào việc định danh loài hoặc phân loại thảm thực vật chung mà thiếu đi các dẫn liệu định lượng chi tiết về cấu trúc lâm phần và động thái sinh trưởng của cây gỗ, luận án "Nghiên cứu một số đặc trưng cơ bản và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi ở khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh" được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống nghiên cứu này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể như sau:

  1. Xác định được những đặc trưng cơ bản của thảm thực vật trên núi đá vôi ở khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
  2. Đề xuất một số giải pháp trong việc sử dụng, bảo vệ hợp lí thảm thực vật trên núi đá vôi ở thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội và môi trường.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thảm thực vật tự nhiên trên núi đá vôi.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ khu vực núi đá vôi thuộc địa giới hành chính thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, bao gồm 87 núi, dãy núi đá vôi trên đất liền (tập trung chủ yếu tại phường Quang Hanh) và khoảng 200 hòn đảo đá vôi trên vùng biển vịnh Bái Tử Long thuộc các phường Quang Hanh, Cẩm Trung, Cẩm Phú, Cẩm Thạch, Cẩm Sơn và Cẩm Thịnh.
  • Phạm vi thời gian và tư liệu: Số liệu khí tượng thủy văn được thu thập từ trạm Bãi Cháy và Cửa Ông giai đoạn 2009–2014; các đợt điều tra thực địa, khảo sát 50 ô tiêu chuẩn và 18 tuyến điều tra được thực hiện nhằm thu thập dữ liệu phục vụ phân tích cấu trúc, tái sinh và sinh trưởng thực vật.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu về thảm thực vật và hệ sinh thái núi đá vôi theo ba cấp độ: thế giới, Việt Nam và khu vực nghiên cứu cụ thể tại tỉnh Quảng Ninh.

Trên thế giới, nghiên cứu thảm thực vật phát triển mạnh từ thế kỷ XVII với Ray (1693) trong công trình Historia plantarum về nơi sinh trưởng và ảnh hưởng của vĩ độ, độ cao; tiếp nối qua các công trình thế kỷ XIX của Heer (1838), Unger (1836), Schnizlein và Frickhinger (1848), Sendtnerr (1854, 1860), Lorenz (1858), Marilaun (1863), Wirtgen (1864), Senft (1865), Goppert (1868), Gradmann (1898). Các khung phân loại thảm thực vật thế giới lần lượt được đề xuất bởi Grisebach (1872), Drude (1890), Warming (1895), Morodov (1904) với Học thuyết về các kiểu rừng, Flao và Srichora tại Hội nghị sinh học Brussels (đưa ra khái niệm Quần hợp), Champion (1936) với 4 đai thảm thực vật theo nhiệt, Sennhicop (1941, 1964), Sukachev (1957), Fosberg (1958), Ellenberg, Museller, Dombois (1967), Utkin và Đưlít (1968), hệ thống của UNESCO / Liên Hợp Quốc (1973) phân chia 5 lớp quần hệ (rừng kín, rừng thưa Woodland, cây bụi, cây bụi lùn, cây thảo), và David cùng cộng sự (1993) về tái sinh rừng nhiệt đới. Đối với hệ sinh thái đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích đất liền, các nghiên cứu chuyên sâu về thực vật ưa vôi (calciphiles) được thực hiện bởi Moss (1911, 1913), White (1912), Pesola (1928, 1937, 1955), Drude (1887), Deppe (1928), Gimingham và Walton (1954), Makino (1983), Chapman và Yin-Zheng (2002).

Tại Việt Nam, nghiên cứu thảm thực vật rừng được ghi nhận từ công trình của Chevalier (1918), Maurand (1953), Dương Hàm Hi (1956), Viện Điều tra Quy hoạch Rừng (1960), Loschau (1960) với khung 4 trạng thái rừng ở Quảng Ninh, Pócs (1965) phân tích 22 yếu tố địa lý, Vũ Đình Huề (1969), Trần Ngũ Phương (1970, 2000) với hệ thống đai rừng miền Bắc và các kiểu phụ rừng Nghiến – Mạy tèo, Nghiến – Trai, Vũ Tự Lập (1976), Thái Văn Trừng (1978, 1998, 2000) phân loại 14 kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, Phạm Hoàng Hộ (1991) với bộ sách Cây cỏ Việt Nam (10.500 loài), Phan Kế Lộc (1985), Nguyễn Vạn Thường (1991, 1995), Vũ Tiến Hinh (1991), Trần Đình Lý và Đỗ Hữu Thư (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999), Phạm Ngọc Thường (2003), Lê Ngọc Công (2004), Ngô Minh Mẫn (2005), Võ Văn Sung (2005), Lê Đồng Tấn cùng cộng sự (2007), Ma Thị Ngọc Mai cùng cộng sự (2007, 2013). Riêng về núi đá vôi (chiếm 1.200.000 ha, tương đương 3,5% diện tích tự nhiên), các nghiên cứu của Trần Hữu Viên (2004) xác định 5 vùng sinh thái rừng núi đá vôi, Hoàng Kim Ngũ (2005), Vũ Tấn Phương cùng cộng sự (2012), Thái Thành Lượm cùng cộng sự (2013), Trung tâm Tài nguyên và Môi trường Lâm nghiệp (2015) tại Cát Bà đã cung cấp nền tảng phân loại quan trọng.

Tại địa bàn tỉnh Quảng Ninh và Cẩm Phả, các nghiên cứu của Gagnepain, Nguyễn Thế Hưng (2010), Địa chí Quảng Ninh (2011) và Nguyễn Tiến Hiệp (2005) đã ghi nhận các luồng di cư thực vật và phân chia 6 kiểu thảm thực vật đặc thù trên đá vôi (bờ cát ven đảo, thung lũng, sườn núi, vách đá, khe đá và cửa hang, đỉnh núi).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án xác định: Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc mô tả thành phần loài, kiểm kê danh mục thực vật, phân chia kiểu thảm và phân tích yếu tố địa lý. Chưa có công trình nào đi sâu định lượng cấu trúc đường kính, cấu trúc chiều cao, mối quan hệ tương quan sinh trưởng ($N-D$, $N-H$, $H-D$), mô hình hóa quy luật sinh trưởng phi tuyến theo tuổi và phân tích toàn diện khả năng tái sinh tự nhiên của cây gỗ trên từng dạng địa hình núi đá vôi (chân núi, sườn vách núi, thung lũng) tại khu vực thành phố Cẩm Phả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp đồng bộ các phương pháp điều tra thực địa truyền thống trong lâm học và phân loại thực vật học với các kỹ thuật mô hình hóa toán học, thống kê sinh học trên máy tính và phương pháp đánh giá xã hội học có sự tham gia.

1. Phương pháp điều tra và phân loại thực vật

  • Kế thừa dữ liệu: Tiếp thu các tư liệu điều tra đa dạng sinh học và thảm thực vật đã công bố tại khu vực Cẩm Phả.
  • Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn và tuyến: Áp dụng theo hướng dẫn của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Đối với sườn vách núi, thiết lập 18 tuyến điều tra ngẫu nhiên (bề rộng tuyến 5 m, cự ly 50–100 m). Đối với địa hình chân núi và thung lũng, thiết lập 50 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích $2.500\text{ m}^2$ ($50\text{ m} \times 50\text{ m}$), phân đều 25 OTC cho chân núi và 25 OTC cho thung lũng, bố trí tại 34 điểm điều tra trên địa bàn thành phố Cẩm Phả.
  • Đo đạc lâm học: Thu thập số liệu đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$) bằng thước dây đối với mọi cá thể cây gỗ có chu vi từ $19\text{ cm}$ trở lên ($D_{1.3} \ge 6\text{ cm}$); đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) bằng thước đo độ.
  • Xử lý mẫu vật và định loại: Thu thập, bảo quản mẫu theo Mary Susan Taylor (1990), The Herb Society of America (2005) và Nguyễn Nghĩa Thìn (2007); định loại hình thái so sánh kết hợp đối chiếu Danh lục các loài thực vật Việt Nam, tài liệu của Phạm Hoàng Hộ (1999, 2003), Trần Đình Lý (1995), Nguyễn Tiến Bân (1997, 2003, 2005), Lê Khả Kế (1976); mẫu tiêu bản lưu giữ tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật.
  • Đánh giá tình trạng bảo tồn và giá trị sử dụng: Xác định loài quý hiếm theo Sách Đỏ Việt Nam (2007), Danh lục Đỏ IUCN (2016 Version 3.1), Nghị định 32/2006/NĐ-CP, Thông tư 40/2013/TT-BNNPTNT, phụ lục CITES; yếu tố địa lý theo Lê Trần Chấn (1999); phổ dạng sống theo thang Raunkiaer (1934); giá trị sử dụng căn cứ vào Đỗ Tất Lợi, Võ Văn Chi, Trần Hợp.
  • Độ che phủ và tầng tán: Xác định tỷ lệ phần trăm hình chiếu tán cây trên mặt đất; mô phỏng cấu trúc tầng tán bằng phần mềm AutoCAD 2007.

2. Phương pháp định lượng cấu trúc và tương quan lâm phần

  • Chỉ số tương đồng Sorensen ($SI$): $$SI = \frac{2c}{a + b}$$ (trong đó $c$ là số loài chung giữa hai khu vực, $a$ và $b$ là số loài riêng của từng khu vực).
  • Xác định tổ thành loài:
    • Khu vực thung lũng: Tính theo chỉ số quan trọng $IVI_i% = \frac{A_i% + D_i%}{2}$ (trong đó $A_i%$ là độ phong phú tương đối qua số cá thể $N_i$, $D_i%$ là độ ưu thế tương đối qua tiết diện thân $G_i = \frac{\pi \cdot D_{1.3}^2}{4}$).
    • Chân núi và sườn vách núi: Tính tỷ lệ tổ thành theo công thức của Trần Hữu Viên (2002); các loài có trị số $\ge 5%$ được đưa vào công thức tổ thành.
  • Mô phỏng quy luật cấu trúc đường kính, chiều cao và tương quan $H_{vn}/D_{1.3}$:
    • Sử dụng phần mềm thống kê của Bùi Mạnh Hưng (2005) với bước tổ $2\text{ cm}$ ($6, 8, 10, 12\dots$).
    • Thử nghiệm các hàm phân bố lý thuyết: Phân bố Weibull, phân bố Khoảng cách, phân bố Giảm.
    • Kiểm định mức độ phù hợp bằng tiêu chuẩn Chi bình phương ($\chi^2$): $$\chi^2 = \sum_{i=1}^{m} \frac{(f_t - f_{lt})^2}{f_{lt}}$$ So sánh với giá trị tra bảng $\chi_{0.05}^2$ ở bậc tự do $k = m - r - 1$.
    • Tương quan $H_{vn}/D_{1.3}$ được đánh giá và lựa chọn phương trình tối ưu dựa trên hệ số xác định $R^2$.

3. Phương pháp đánh giá sinh trưởng phi tuyến

  • Xác định tuổi cây: Đếm vòng tăng trưởng thân hàng năm.
  • Mô hình hóa sinh trưởng phi tuyến: Sử dụng 3 phương trình sinh trưởng phi tuyến dạng toán học trên ngôn ngữ R thông qua hàm nls:
    • Hàm Gompertz: $Y = b_0 \cdot \exp(-b_1 \cdot \exp(-b_2 \cdot a))$
    • Hàm Johnson-Schumacher: $Y = b_0 \cdot \exp\left(-\frac{b_1}{a + b_2}\right)$
    • Hàm Verhulst: $Y = \frac{b_1}{1 + b_3 \cdot \exp(-b_2 \cdot a)}$
  • Kiểm định tham số và tiêu chuẩn chọn hàm: Kiểm định sự tồn tại của các tham số hồi quy $\beta$ bằng tiêu chuẩn $t$ (mức ý nghĩa $\alpha = 0.05$); lựa chọn hàm sinh trưởng tối ưu kết hợp giữa hệ số $R^2$ cao nhất (qua hàm nagelkerke) và tiêu chuẩn thông tin Akaike ($AIC$) nhỏ nhất: $$AIC = n \cdot \ln\left(\frac{RSS}{n}\right) + 2K$$

4. Phương pháp điều tra và đánh giá tái sinh tự nhiên

  • Bố trí mẫu: Thiết lập 5 ô dạng bản (ODB) diện tích $25\text{ m}^2$ ($5\text{ m} \times 5\text{ m}$) trong mỗi OTC (4 ô tại 4 góc và 1 ô ở trung tâm); trên 18 tuyến điều tra lập các phân đoạn $5\text{ m} \times 5\text{ m}$ (5 phân đoạn/tuyến).
  • Chỉ tiêu tái sinh: Mật độ cây tái sinh $N/\text{ha} = \frac{n}{S} \times 10.000$; phân loại 3 cấp phẩm chất (Tốt, Trung bình, Xấu); phân loại 4 cấp chiều cao (Cấp I: $<50\text{ cm}$; Cấp II: $50\text{--}100\text{ cm}$; Cấp III: $100\text{--}150\text{ cm}$; Cấp IV: $>150\text{ cm}$); phân định nguồn gốc (chồi và hạt).
  • Quy luật phân bố mặt bằng cây tái sinh: Áp dụng tiêu chuẩn $U$ của Clark và Evans:
    • $-1,96 < U < 1,96$: Phân bố ngẫu nhiên.
    • $U \ge 1,96$: Phân bố cách đều.
    • $U \le -1,96$: Phân bố cụm.

5. Phương pháp đánh giá thoái hóa và nguy cơ nhân sinh

  • Đánh giá nông thôn có sự tham gia (PRA): Phỏng vấn bán cấu trúc 30 hộ gia đình ven biển/trên biển tại 4 phường (Quang Hanh, Cẩm Thịnh, Cửa Ông, Cẩm Bình); phỏng vấn sâu 30 cán bộ chuyên trách (Ban Quản lý vịnh, Hạt Kiểm lâm, chính quyền xã/phường); phân tích thể chế và thảo luận nhóm SWOT (7 người).
  • Xác định nguy cơ thoái hóa: Áp dụng kỹ thuật nhóm chuyên gia thông tin chủ chốt (KIP) với nhóm thảo luận 9 thành viên.
  • Đánh giá mức độ thoái hóa rừng: Áp dụng phương pháp của Ngô Đình Quế (2011) với bảng 6 tiêu chí tổng hợp:
STT Tiêu chí đánh giá Chỉ số định lượng Trọng số Điểm tiêu chuẩn
1 Độ che phủ $0,7 - 1,0$
$0,5 - 0,7$
$0,3 - 0,5$
$< 0,3$		 2 20
14
8
2
2 Số tầng tán $4 - 5\text{ tầng}$
$3 - 4\text{ tầng}$
$2 - 3\text{ tầng}$
$< 2\text{ tầng}$		 2 20
14
8
2
3 Mức độ khép tán $0,7 - 1,0$
$0,5 - 0,7$
$0,3 - 0,5$
$< 0,3$		 2 20
14
8
2
4 Chất lượng cây gỗ Tốt
Khá
Trung bình
Kém		 1 10
7
4
1
5 Thảm tươi Dày đặc ($> 70%$)
Trung bình ($40 - 70%$)
Thưa ($15 - 40%$)
Rất thưa ($< 15%$)		 1 10
7
4
1
6 Tầng cây tái sinh Dày đặc ($> 70%$)
Trung bình ($40 - 70%$)
Thưa ($15 - 40%$)
Rất thưa ($< 15%$)		 2 20
14
8
2

Thang phân cấp mức độ thoái hóa:

  • Thoái hóa ít: 80 – 100 điểm.
  • Thoái hóa trung bình: 40 – 80 điểm.
  • Thoái hóa nghiêm trọng: 25 – 40 điểm.
  • Thoái hóa rất nghiêm trọng: $< 25$ điểm.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết, mục đích, ý nghĩa lý luận, giá trị thực tiễn và tính mới của luận án trong việc đánh giá định lượng hiện trạng, đặc trưng sinh thái và đề xuất giải pháp bảo tồn thảm thực vật núi đá vôi tại thành phố Cẩm Phả.

Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Hệ thống hóa toàn diện các tài liệu khoa học về thảm thực vật thế giới, thảm thực vật Việt Nam và hệ sinh thái thảm thực vật núi đá vôi. Xác định rõ các cơ sở lý luận về phân loại thực bì, động thái cấu trúc lâm phần, tái sinh tự nhiên và chỉ ra khoảng trống nghiên cứu cụ thể tại địa bàn Cẩm Phả, Quảng Ninh.

Chương 2. Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xây dựng khung phương pháp luận hoàn chỉnh kết hợp giữa điều tra thực địa (50 OTC diện tích $2.500\text{ m}^2$, 18 tuyến ngẫu nhiên), các thuật toán thống kê cấu trúc và tương quan sinh trưởng ($N-D$, $N-H$, $H-D$, kiểm định $\chi^2$), mô hình hóa tăng trưởng phi tuyến trên ngôn ngữ R (Gompertz, Schumacher, Verhulst với tiêu chuẩn $AIC$), đánh giá phân bố không gian cây tái sinh theo Clark và Evans ($U$), cùng bộ công cụ PRA, SWOT, KIP và khung 6 tiêu chí đánh giá mức độ thoái hóa thảm thực vật.

Chương 3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

Thành phố Cẩm Phả nằm ở tọa độ $20^\circ 58'10'' - 21^\circ 12'$ vĩ độ Bắc và $107^\circ 10' - 107^\circ 23'50''$ kinh độ Đông; cách thành phố Hạ Long 30 km; phía Bắc giáp Ba Chẽ, phía Đông giáp Vân Đồn, phía Tây giáp Hoành Bồ và Hạ Long, phía Nam giáp vịnh Bắc Bộ. Cẩm Phả là đô thị loại II gồm 16 đơn vị hành chính (13 phường, 3 xã, 178 thôn/khu phố).

Địa hình đồi núi chiếm 55,4% tổng diện tích tự nhiên $48.600\text{ ha}$ (trong đó đất núi đá chiếm $2.590\text{ ha}$; các đỉnh cao nhất gồm núi Đèo Bụt $452\text{ m}$, núi Khe Sim trên $400\text{ m}$ tại Quang Hanh); vùng trung du chiếm 16,29%; vùng đồng bằng chiếm 15,01%; vùng biển vịnh Bái Tử Long chiếm 13,3% ($6.480\text{ ha}$). Vùng nghiên cứu có tổng cộng 287 núi, dãy núi và đảo đá vôi tuổi Cacbon – Pecmi (C–P), gồm 87 núi đá vôi trên đất liền (tập trung tại phường Quang Hanh, độ cao tuyệt đối $150\text{--}300\text{ m}$) và khoảng 200 hòn đảo đá vôi trên biển với địa hình bờ biển dạng Ri-a.

Khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa: nhiệt độ trung bình năm $23^\circ\text{C}$, độ ẩm trung bình 84,6%, lượng mưa hàng năm $2.307\text{ mm}$, mùa đông thường xuyên có sương mù. Dữ liệu nhiệt độ đo đạc thực tế giai đoạn 2009–2014 tại hai trạm khí tượng thủy văn được tổng hợp như sau:

Trạm Năm Th.1 Th.2 Th.3 Th.4 Th.5 Th.6 Th.7 Th.8 Th.9 Th.10 Th.11 Th.12 TB Năm
Bãi Cháy 2009 15,5 21,5 20,6 23,6 26,4 29,2 29,0 29,3 28,4 25,9 20,8 18,8 24,08
Cửa Ông 2009 14,9 21,0 20,0 23,0 26,1 28,8 28,7 29,1 28,2 25,6 20,4 18,2 23,67
Bãi Cháy 2010 17,4 19,3 20,7 22,6 27,4 29,4 29,9 27,7 27,8 25,1 21,7 19,1 24,01
Cửa Ông 2010 16,6 18,7 20,1 21,9 26,9 28,9 29,7 27,4 27,4 24,5 21,2 18,5 23,48
Bãi Cháy 2011 12,8 16,4 16,4 22,5 26,0 28,9 28,9 28,1 27,2 24,1 23,3 17,0 22,63
Cửa Ông 2011 12,3 15,7 15,8 22,1 25,8 28,4 28,6 28,0 26,7 23,7 22,9 16,4 22,20
Bãi Cháy 2012 14,4 15,5 19,2 24,8 28,4 29,1 28,6 28,3 27,1 25,6 22,7 18,8 23,54
Cửa Ông 2012 13,7 14,8 18,7 24,4 28,0 28,6 28,3 28,2 26,7 25,3 21,9 17,9 23,04
Bãi Cháy 2013 15,6 19,1 22,6 23,8 27,6 28,3 27,8 28,2 26,6 25,1 22,1 15,4 23,52
Cửa Ông 2013 14,8 18,2 21,9 23,2 27,1 28,1 27,4 27,8 26,4 24,7 21,6 15,0 23,02
Bãi Cháy 2014 16,6 16,3 19,4 24,6 28,1 29,3 28,8 28,0 28,2 26,2 22,6 16,4 23,71
Cửa Ông 2014 16,0 15,6 18,6 24,0 27,7 28,9 28,4 27,8 28,0 25,8 22,0 15,8 23,22
TB Bãi Cháy 09–14 15,4 18,0 19,8 23,7 27,3 29,0 28,8 28,3 27,6 25,3 22,2 17,6 23,60
TB Cửa Ông 09–14 14,7 17,3 19,2 23,1 26,9 28,6 28,5 28,1 27,2 24,9 21,7 17,0 23,10

Chương 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung trình bày các kết quả điều tra và kiểm định định lượng:

  • Hiện trạng đa dạng loài: Đã xác định được 608 loài thực vật bậc cao có mạch trên núi đá vôi Cẩm Phả, trong đó có 12 loài đặc hữu hẹp và 27 loài quý hiếm có nguy cơ bị đe dọa.
  • Đặc trưng cấu trúc lâm phần: Phân tích cấu trúc tổ thành loài ($IVI%$, $C_i%$), cấu trúc phân tầng thẳng đứng của tán rừng và độ che phủ tại 3 dạng lập địa: chân núi, sườn vách núi và thung lũng. Kết quả mô hình hóa cấu trúc mật độ theo đường kính ($N-D$) và chiều cao ($N-H$) bằng các hàm phân bố Weibull, hàm Giảm, hàm Khoảng cách; xác lập hàm tương quan tối ưu giữa chiều cao và đường kính ($H_{vn}-D_{1.3}$).
  • Động thái sinh trưởng: Kết quả xác định tuổi cây qua vòng năm và mô hình hóa đường cong sinh trưởng phi tuyến theo 3 hàm Gompertz, Johnson-Schumacher và Verhulst trên phần mềm R; lựa chọn mô hình tối ưu theo tiêu chuẩn $R^2$ và $AIC$.
  • Đánh giá tái sinh tự nhiên: Số liệu về mật độ tái sinh ($N/\text{ha}$), tỷ lệ nguồn gốc (chồi/hạt), cấu trúc chất lượng (Tốt, Trung bình, Xấu), phân cấp chiều cao (4 cấp) và kiểu phân bố không gian mặt bằng của tầng cây con theo chỉ số $U$ của Clark và Evans.
  • Hiện trạng thoái hóa và nguy cơ: Tổng hợp kết quả chấm điểm 6 tiêu chuẩn thoái hóa trên 50 OTC và 18 tuyến; phân tích kết quả phỏng vấn PRA, phân tích SWOT và đánh giá KIP đối với các áp lực khai thác củi gỗ, khai thác khoáng sản đá vôi và phát triển đô thị lấn biển.

Kết luận và khuyến nghị

Tổng kết các phát hiện định lượng cốt lõi của luận án về thảm thực vật núi đá vôi Cẩm Phả và đưa ra các kiến nghị kỹ thuật, cơ chế chính sách phục vụ công tác quản lý bảo tồn.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả và đóng góp mới cụ thể:

1. Về mặt lý luận

  • Cung cấp hệ thống dẫn liệu khoa học định lượng về thảm thực vật trên núi đá vôi tại khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
  • Phát hiện và lượng hóa các đặc trưng cơ bản của thảm thực vật theo các dạng lập địa (chân núi, sườn vách núi, thung lũng) về cấu trúc tổ thành, phân lớp tầng tán, độ che phủ, mật độ cá thể và đặc tính tái sinh tự nhiên của cây gỗ.
  • Ghi nhận và lập danh lục 608 loài thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, trong đó phát hiện 12 loài đặc hữu hẹp và 27 loài thực vật quý hiếm nằm trong các danh mục cần bảo tồn.

2. Về mặt thực tiễn

  • Đánh giá thực trạng thoái hóa thảm thực vật trên cơ sở hệ thống tiêu chí khoa học, xác định các áp lực nhân sinh then chốt gây suy thoái rừng đá vôi ven biển.
  • Đề xuất 5 nhóm giải pháp quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi tại thành phố Cẩm Phả nói riêng và tỉnh Quảng Ninh nói chung, phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn gắn với bảo vệ cảnh quan di sản thiên nhiên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu tập trung trong phạm vi địa giới hành chính thành phố Cẩm Phả; do đặc thù địa hình núi đá vôi và các đảo trên biển có độ dốc lớn, hiểm trở nên việc bố trí ô tiêu chuẩn chủ yếu thực hiện ở chân núi và thung lũng, trong khi địa hình sườn vách núi phải sử dụng phương pháp điều tra theo tuyến.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần mở rộng phạm vi nghiên cứu định lượng cấu trúc và sinh trưởng lâm phần sang các vùng núi đá vôi lân cận thuộc dải bờ biển Đông Bắc; tiếp tục theo dõi diễn thế phục hồi sinh thái định kỳ trên các ô định vị để hoàn thiện chuỗi dữ liệu động thái sinh trưởng dài hạn của các loài cây gỗ bản địa quý hiếm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích đối với:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Lâm học, Sinh thái học, Thực vật học, Quản lý tài nguyên rừng: Có thể tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa điều tra lâm học truyền thống với các mô hình phi tuyến trong R, tiêu chuẩn $AIC$, kiểm định phân bố Clark - Evans và phương pháp phân tích thoái hóa thảm thực vật.
  • Giảng viên và chuyên gia nghiên cứu: Cung cấp số liệu thực tế về danh lục 608 loài thực vật, 12 loài đặc hữu hẹp, 27 loài quý hiếm và các dẫn liệu định lượng về thảm thực vật karst ven biển.
  • Cơ quan quản lý nhà nước, ban quản lý di sản, hạt kiểm lâm và chính quyền địa phương: Trực tiếp sử dụng 5 nhóm giải pháp và bộ tiêu chí đánh giá thoái hóa để xây dựng phương án quy hoạch bảo tồn, phát triển bền vững rừng núi đá vôi gắn với bảo tồn cảnh quan vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã ghi nhận bao nhiêu loài thực vật và có bao nhiêu loài đặc hữu, quý hiếm tại núi đá vôi Cẩm Phả?
Luận án đã ghi nhận 608 loài thực vật bậc cao trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, trong đó xác định được 12 loài đặc hữu hẹp và 27 loài thực vật quý hiếm có nguy cơ bị đe dọa.

2. Phương pháp điều tra thực địa được thiết kế như thế nào trên các dạng địa hình?
Nghiên cứu đã thiết lập 50 ô tiêu chuẩn ($50\text{ m} \times 50\text{ m}$, diện tích $2.500\text{ m}^2$) phân đều cho 2 dạng địa hình thung lũng (25 OTC) và chân núi (25 OTC), kết hợp bố trí 18 tuyến điều tra ngẫu nhiên (rộng 5 m, cự ly 50–100 m) trên sườn vách núi tại 34 điểm khảo sát trên toàn thành phố.

3. Tác giả sử dụng những hàm toán học nào để mô phỏng sinh trưởng của cây gỗ?
Tác giả đã thử nghiệm 3 hàm sinh trưởng phi tuyến gồm hàm Gompertz, hàm Johnson-Schumacher và hàm Verhulst; phân tích trên ngôn ngữ R bằng thuật toán phi tuyến nls và lựa chọn mô hình tối ưu dựa trên hệ số xác định $R^2$ cùng tiêu chuẩn thông tin Akaike ($AIC$).

4. Mức độ thoái hóa của thảm thực vật được đánh giá dựa trên các tiêu chí nào?
Mức độ thoái hóa được đánh giá theo phương pháp của Ngô Đình Quế (2011) với thang điểm 100 dựa trên 6 tiêu chí: Độ che phủ (trọng số 2), Số tầng tán (trọng số 2), Mức độ khép tán (trọng số 2), Chất lượng cây gỗ (trọng số 1), Thảm tươi (trọng số 1) và Tầng cây tái sinh (trọng số 2).

5. Luận án đề xuất bao nhiêu nhóm giải pháp bảo tồn cho khu vực?
Luận án đã đề xuất 5 nhóm giải pháp bảo tồn, sử dụng và phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi tại thành phố Cẩm Phả và tỉnh Quảng Ninh.

Kết luận

Luận án "Nghiên cứu một số đặc trưng cơ bản và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi ở khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh" đã thực hiện đánh giá toàn diện hiện trạng đa dạng thực vật và lượng hóa chi tiết các đặc trưng cấu trúc, sinh trưởng và tái sinh tự nhiên của cây gỗ trên hệ sinh thái núi đá vôi karst ven biển. Thông qua hệ thống 50 ô tiêu chuẩn và 18 tuyến điều tra tại 34 điểm khảo sát, công trình đã xác lập danh lục 608 loài thực vật (trong đó có 12 loài đặc hữu hẹp, 27 loài quý hiếm), mô hình hóa quy luật phân bố lâm phần và xác định mức độ thoái hóa rừng. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học trực tiếp phục vụ 5 nhóm giải pháp quản lý, bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên thực vật gắn với bảo tồn di sản cảnh quan vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long.