Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu quản lý tổng diện tích 10.880,3 ha, trong đó đất có rừng đạt 9.309,81 ha bao gồm 8.017,27 ha rừng tự nhiên và 1.292,54 ha rừng trồng. Trong cơ cấu diện tích rừng trồng phục hồi, các loài cây bản địa thuộc họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae) giữ vai trò chủ lực với tổng diện tích 660,3 ha được đưa vào nghiên cứu trọng điểm, bao gồm Sao đen (372,3 ha), Sến cát (305,3 ha) và Dầu cát (217,4 ha). Thực trạng suy thoái rừng tự nhiên ven biển nhiệt đới đòi hỏi các giải pháp tái thiết hệ sinh thái rừng cây gỗ lớn bản địa bền vững. Tuy nhiên, việc thiếu hụt các dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về sinh trưởng, cấu trúc quần thụ và cơ chế cạnh tranh sinh thái ở các mô hình rừng trồng theo tuổi và phương thức canh tác đang là rào cản lớn trong quản lý lâm sinh.

Mục tiêu cụ thể của công trình là xác định các đặc điểm lâm học cơ bản, đánh giá định lượng biến động mật độ, tỷ lệ sống, phẩm chất cây và quy luật cấu trúc không gian của 3 loài cây họ Sao Dầu tại 2 giai đoạn tuổi 10 - 12 năm và 15 - 17 năm. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên vùng đất cát pha đặc thù ven biển tại huyện Xuyên Mộc trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2018. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc cung cấp hệ thống chỉ số định lượng làm căn cứ khoa học vững chắc giúp nâng tỷ lệ sống trung bình của rừng trồng lên trên 85%, tối ưu hóa tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt trên 80% và xây dựng phác thảo kỹ thuật chuyển hóa rừng trồng thành rừng cây gỗ lớn bản địa có giá trị bảo tồn sinh học cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên 2 nền tảng lý thuyết lâm sinh học hiện đại:

  • Lý thuyết phục hồi sinh thái rừng suy thoái nhiệt đới của Lamb và Gilmour (2003) với 3 cấp độ hành động chính gồm cải tạo rừng, phục hồi rừng và khôi phục rừng trên đất trống đồi núi trọc.
  • Lý thuyết cấu trúc quần xã thực vật và mối quan hệ tương hỗ sinh thái trong các hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978, 1998) và các mô hình sinh trưởng thực nghiệm cây họ Sao Dầu của Nguyễn Hoàng Nghĩa (2005).

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm chuyên ngành then chốt:

  • Rừng trồng phục hồi bản địa theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
  • Cây phụ trợ và cây hỗ trợ lập địa theo Quy chế quản lý rừng ban hành kèm theo Quyết định số 186/2006/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
  • Chỉ số cạnh tranh tán (Crown Competition Index - CCI) nhằm lượng hóa không gian dinh dưỡng và mức độ giao tán giữa các cá thể trong quần thụ.
  • Phân cấp phẩm chất cây rừng theo 3 cấp tiêu chuẩn lâm học: cấp a (cây tốt, thân thẳng đều, tán cân đối), cấp b (cây trung bình, khuyết tật nhẹ) và cấp c (cây xấu, sâu bệnh, cong queo).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua hệ thống 61 ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời có diện tích 1.000 m2 mỗi ô (kích thước 20 m x 50 m hoặc 25 m x 40 m). Tổng dung lượng mẫu đo đếm thực tế đạt 2.095 cây gỗ cá thể thuộc 3 loài Sao đen, Dầu cát và Sến cát. Cỡ mẫu được phân bổ khoa học theo 2 cấp tuổi: giai đoạn 10 - 12 tuổi bố trí 33 OTC trên diện tích 300,4 ha; giai đoạn 15 - 17 tuổi bố trí 28 OTC trên diện tích 400,0 ha.

Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật rút mẫu điển hình theo Quyết định số 689/QĐ-TCLN-KL của Tổng cục Lâm nghiệp, bảo đảm tính đồng nhất nghiêm ngặt về điều kiện lập địa (đất cát pha Feralit) và mật độ ban đầu 417 cây/ha (cự ly thiết kế 6 x 4 m). Việc lựa chọn các phương pháp phân tích thống kê gồm phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA), kiểm định t-Student, kiểm định tính độc lập Chi-square và mô phỏng hàm phân bố cấu trúc (Weibull, Gamma, Lognormal, Normal) thông qua phần mềm Statgraphics Centurion XV và Excel 2010 nhằm bảo đảm độ tin cậy thống kê với mức xác suất ý nghĩa P-value dưới 0,05, giúp phát hiện chính xác các quy luật sinh trưởng mà phương pháp đo đếm giản đơn không thể phản ánh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tỷ lệ sống bình quân của cả 3 loài cây họ Sao Dầu tại khu vực nghiên cứu đạt mức cao, dao động từ 81,1% đến 86,3%. Trong đó, loài Dầu cát có tỷ lệ sống cao nhất đạt 86,3% (hệ số biến động 7,26%), cao hơn hẳn so với Sao đen (81,8%) và Sến cát (81,1%). Khi xem xét theo phương thức canh tác, mô hình rừng trồng thuần loài kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày cho tỷ lệ sống trung bình đạt 83,8%, cao hơn so với mô hình trồng hỗn giao với cây lâu năm đạt 81,7%.

Thứ hai, phẩm chất cây rừng có sự phân hóa rõ rệt giữa các loài và phương thức trồng ở mức ý nghĩa thống kê rất cao (P = 0,000). Mô hình Dầu cát thuần loài đạt tỷ lệ cây tốt phẩm chất a cao nhất với 85,6%, tỷ lệ cây xấu phẩm chất c chỉ chiếm 5,8%. Sao đen thuần loài đạt 80,4% cây phẩm chất a. Ngược lại, ở phương thức trồng hỗn giao với cây nông nghiệp dài ngày, tỷ lệ cây tốt sụt giảm đáng kể: Sao đen hỗn giao chỉ đạt 70,1% cây tốt và Sến cát hỗn giao đạt 66,6% cây tốt, trong khi tỷ lệ cây trung bình phẩm chất b tăng lên mức 21,7% - 25,7%.

Thứ ba, các chỉ tiêu sinh trưởng về đường kính ngang ngực (D1,3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) ở cấp 12 tuổi phản ánh ưu thế sinh học vượt trội của loài Dầu cát với đường kính trung bình đạt 20,8 cm và chiều cao đạt 7,67 m; kế tiếp là Sến cát với đường kính 19,7 cm và chiều cao 7,03 m; Sao đen đạt đường kính 18,6 cm và chiều cao 6,87 m. Phân bố số cây theo cấp đường kính N/D1,3 và cấp chiều cao N/Hvn của cả 3 loài đều tuân theo phân bố một đỉnh lệch trái với hệ số bất đối xứng Sk dương từ 0,20 đến 0,46. Kiểm định Chi-square cho thấy hàm Weibull và Lognormal mô phỏng cấu trúc quần thụ hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm ở mức P-value lớn hơn 0,05.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về phẩm chất cây và tỷ lệ sống giữa mô hình thuần loài và hỗn giao bắt nguồn từ yếu tố sinh thái ánh sáng và chế độ cạnh tranh không gian sống. Trong mô hình trồng kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày (khoai mì), cây nông nghiệp chỉ che bóng và cải tạo đất trong 5 - 6 năm đầu rồi kết thúc canh tác, giúp cây gỗ được giải phóng tán hoàn toàn để vươn tầng tự do. Ngược lại, trong mô hình trồng xen cây nông nghiệp dài ngày (cây Điều), tán Điều phát triển rộng theo chiều ngang tạo áp lực cạnh tranh gay gắt về ánh sáng và không gian dinh dưỡng ngầm, đồng thời việc tỉa cành phục vụ thu hoạch nông sản của người dân đã vô tình làm biến dạng thân cây rừng trồng.

Trên các đồ thị tương quan lâm học, dữ liệu sinh trưởng đường kính và chiều cao có thể được biểu diễn trực quan qua biểu đồ phân bố tần suất hình chuông lệch và đường cong hồi quy phi tuyến tính H/D. Kết quả này hoàn toàn tương thích với các báo cáo thực nghiệm lâm nghiệp tại Đồng Nai và Bình Phước, khẳng định các loài Sao Dầu bản địa có biên độ sinh thái thích nghi mạnh mẽ với vùng đất cát pha khô hạn ven biển Bình Châu - Phước Bửu nếu được điều tiết chế độ tán che kịp thời.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, điều tiết chế độ tàn che và xử lý cây phụ trợ: Đối với các diện tích rừng trồng có cây hỗ trợ hoặc cây nông nghiệp dài ngày, cần thực hiện chặt tỉa cành nhánh hoặc tỉa thưa cây phụ trợ sau 4 - 5 năm đầu; bảo đảm độ tàn che của tầng hỗ trợ giảm từ 0,6 xuống 0,2 - 0,3 để giải phóng không gian ánh sáng tầng trên cho Sao đen và Dầu cát; mục tiêu giữ tỷ lệ che sáng tự nhiên đạt trên 70% không gian vút ngọn; tiến độ hoàn thành trong giai đoạn 2026 - 2028 dưới sự giám sát của Ban quản lý Khu bảo tồn.

Thứ hai, hoàn thiện quy trình chăm sóc lâm sinh định kỳ: Thực hiện chế độ chăm sóc nghiêm ngặt tối thiểu 4 năm liên tục sau khi trồng; tiến hành phát dọn dây leo bụi rậm, xới xáo đất xung quanh gốc cây với đường kính 0,8 - 1,0 m và bón bổ sung 100 - 150 g phân vi sinh/gốc vào đầu mùa mưa (tháng 5 - 6); mục tiêu giảm tỷ lệ cây phẩm chất c xuống dưới 4% trên toàn bộ lâm phần; đơn vị thực hiện là các tổ bảo vệ rừng và cộng đồng nhận khoán.

Thứ ba, ưu tiên phát triển cơ cấu loài và mô hình phục hồi tối ưu: Khuyến khích mở rộng mô hình Dầu cát thuần loài hoặc Dầu cát hỗn giao với các loài cây họ Đậu bản địa (Gõ đỏ, Giáng hương) theo mật độ thiết kế chuẩn 417 cây/ha (cự ly 6 x 4 m); mục tiêu đạt tỷ lệ cây phẩm chất tốt trên 85% và trữ lượng bình quân trên 150 m3/ha ở tuổi 25; lộ trình áp dụng từ năm 2026 do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu chỉ đạo.

Thứ tư, thiết lập hệ thống giám sát và đo đếm cố định: Duy trì định vị mạng lưới 61 ô tiêu chuẩn định kỳ điều tra 2 năm/lần để theo dõi chỉ số cạnh tranh tán (CCI), đường kính thân và trữ lượng rừng thông qua phần mềm thống kê chuyên ngành; giao Phòng Khoa học Kỹ thuật của Khu bảo tồn làm đầu mối chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia ven biển: Tiếp cận các cứ liệu khoa học để hoạch định phương án phục hồi 1.292 ha rừng trồng suy thoái và tối ưu hóa công tác bảo tồn nguồn gen quý hiếm.
  • Cán bộ kỹ thuật và chuyên viên Chi cục Kiểm lâm: Sử dụng các hàm sinh trưởng, mật độ thiết kế 417 cây/ha và định mức kỹ thuật lâm sinh để thẩm định, thiết kế các dự án trồng rừng gỗ lớn bản địa thay thế.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Lâm học: Kế thừa phương pháp luận nghiên cứu 61 ô tiêu chuẩn, ứng dụng các mô hình toán học thống kê ANOVA, Chi-square và kiểm định phân bố Weibull trên dữ liệu lâm sinh thực tế.
  • Các tổ chức phát triển nông thôn và cộng đồng nhận khoán rừng: Áp dụng phương thức kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày trong 5 năm đầu nhằm tạo sinh kế trước mắt mà vẫn bảo đảm tỷ lệ cây rừng sống đạt trên 85%.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao loài Dầu cát lại đạt tỷ lệ sống và tỷ lệ phẩm chất tốt cao nhất trong nghiên cứu? Dầu cát thể hiện đặc tính sinh thái thích nghi vượt trội với điều kiện đất cát pha và khí hậu nắng gió khắc nghiệt tại Bình Châu - Phước Bửu. Dữ liệu thực nghiệm trên 10 ô tiêu chuẩn ghi nhận tỷ lệ sống đạt 86,3% và tỷ lệ cây tốt phẩm chất a đạt 85,6%, cao hơn hẳn so với Sao đen (80,4%) và Sến cát (66,6%).

Phương thức trồng kết hợp cây ngắn ngày mang lại lợi thế gì so với trồng xen cây dài ngày? Cây ngắn ngày như khoai mì chỉ che phủ đất và giữ ẩm trong 5 - 6 năm đầu rồi kết thúc chu kỳ, giúp cây gỗ hoàn toàn thông thoáng tầng tán. Ngược lại, cây dài ngày như Điều cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng liên tục, làm tỷ lệ cây tốt của Sao đen giảm từ 80,4% xuống 70,1%.

Mật độ ban đầu 417 cây/ha có bảo đảm cho sự phát triển của cây họ Sao Dầu không? Mật độ 417 cây/ha với cự ly 6 x 4 m là khoảng cách lý tưởng giúp các loài cây gỗ lớn phát triển cân đối giữa đường kính thân và đường kính tán. Kết quả đo đếm ở tuổi 12 cho thấy đường kính thân đạt 18,6 - 20,8 cm mà chưa xuất hiện hiện tượng cạnh tranh gay gắt.

Quy luật phân bố số cây theo đường kính và chiều cao tuân theo mô hình toán học nào? Cấu trúc số cây theo D1,3 và Hvn của cả 3 loài ở tuổi 12 và 17 đều tuân theo dạng phân bố một đỉnh lệch trái với hệ số Sk dương từ 0,17 đến 0,46. Kiểm định Chi-square xác nhận phân bố thực nghiệm tương thích chặt chẽ với hàm phân bố lý thuyết Weibull và Lognormal với P-value lớn hơn 0,05.

Thời gian thực hiện các biện pháp chăm sóc kỹ thuật lâm sinh sau khi trồng kéo dài bao lâu? Các biện pháp chăm sóc, làm cỏ, vun gốc và tỉa cành cây hỗ trợ bắt buộc phải tiến hành liên tục tối thiểu 4 năm sau khi trồng. Việc tỉa thưa cây che bóng đúng thời điểm ở năm thứ 2 đến năm thứ 4 là yếu tố quyết định để tránh hiện tượng cớm nắng và suy thoái phẩm chất thân cây.

Kết luận

  • Đã xác lập bức tranh toàn diện về đặc điểm lâm học của 3 loài Sao đen, Dầu cát, Sến cát trên 61 ô tiêu chuẩn với 2.095 cây đo đếm tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu.
  • Chứng minh Dầu cát là loài cây bản địa có khả năng thích ứng cao nhất với tỷ lệ sống đạt 86,3% và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt 85,6%.
  • Khẳng định tính ưu việt của phương thức trồng kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày trong giai đoạn đầu so với mô hình trồng xen cây dài ngày liên tục.
  • Xây dựng thành công hệ thống hàm sinh trưởng và mô hình phân bố cấu trúc quần thụ chuẩn xác dựa trên các hàm toán học Weibull và Lognormal.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh từ điều tiết tán che, chăm sóc 4 năm đầu đến quy hoạch mật độ 417 cây/ha.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp luận cứ khoa học định lượng thực chứng, giải quyết triệt để bài toán lựa chọn loài và kỹ thuật nuôi dưỡng rừng trồng gỗ lớn bản địa ven biển nhiệt đới. Trong giai đoạn 2026 - 2030, các đơn vị quản lý cần tiếp tục mở rộng quan trắc sinh trưởng chu kỳ 20 năm và thử nghiệm các công thức hỗn giao Sao Dầu với cây họ Đậu. Hãy liên hệ ngay với cơ quan quản lý chuyên trách để tiếp nhận chuyển giao quy trình kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng bền vững này.