Tổng quan nghiên cứu

Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu có tổng diện tích tự nhiên 10.880 ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên chiếm tới 8.310 ha trên tổng số 9.310 ha đất có rừng. Đây là khu bảo tồn thiên nhiên ven biển duy nhất tại Việt Nam còn lưu giữ kiểu rừng kín thường xanh hơi ẩm nhiệt đới đặc trưng trên nền đất cát. Tuy nhiên, trước các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu và áp lực kinh tế - xã hội, nhiều diện tích rừng tự nhiên đang đứng trước nguy cơ thoái hóa, đòi hỏi phải có các giải pháp bảo tồn cấp thiết. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là làm sáng tỏ những quy luật cấu trúc và động thái nội tại của các quần xã thực vật bản địa quý hiếm, đặc biệt là loài Sến cát (Shorea roxburghii G. Don) thuộc họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae).

Mục tiêu cụ thể của công trình là xác định toàn diện các đặc điểm lâm học của ưu hợp Sến cát, bao gồm kết cấu loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ theo không gian, mức độ đa dạng sinh học và đặc điểm tái sinh tự nhiên. Nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 6/2018 đến tháng 11/2018 trên địa bàn huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Về mặt ý nghĩa, kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chính xác phục vụ công tác quản lý bền vững cho 100% diện tích rừng tự nhiên của khu bảo tồn, giúp duy trì mật độ bình quân 864 cây/ha và bảo tồn trữ lượng gỗ đạt mức 223,8 m3/ha.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết sinh thái phát sinh quần thể thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1999) và lý thuyết cấu trúc phân tầng rừng của Richards (1965). Richards từng khẳng định rằng rừng là một hiện tượng địa lý biến đổi chặt chẽ theo điều kiện sinh cảnh và lập địa. Khung phân tích vận dụng hệ thống phân loại trạng thái rừng giàu và rất giàu theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn với tiêu chuẩn trữ lượng gỗ đạt từ 200 m3/ha đến trên 300 m3/ha.

Các khái niệm chính được vận dụng bao gồm:

  1. Ưu hợp thực vật: Quần xã thực vật có từ 1 đến dưới 10 loài cây ưu thế chiếm tỷ trọng từ 40% đến 50% tổng số cá thể hoặc thể tích lâm phần.
  2. Chỉ số giá trị quan trọng (IVI%): Thước đo vị trí sinh thái tổng hợp của từng loài cây gỗ, tính bằng trung bình cộng của ba tham số gồm mật độ tương đối (N%), tiết diện ngang tương đối (G%) và thể tích thân cây tương đối (V%).
  3. Chỉ số phức tạp cấu trúc (SCI) và chỉ số cạnh tranh tán (CCI): Các đại lượng phản ánh mức độ chiếm lĩnh không gian dinh dưỡng và cạnh tranh ánh sáng giữa các tầng cây gỗ.

Phương pháp nghiên cứu

Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết lập gồm 9 ô tiêu chuẩn điển hình với kích thước mỗi ô là 50 m x 50 m (diện tích 2.500 m2/ô, tương đương 0,25 ha/ô), tổng diện tích thu mẫu thực tế đạt 2,25 ha. Để đánh giá tầng cây tái sinh dưới tán rừng, 90 ô dạng bản với kích thước 4 m x 4 m (diện tích 16 m2/ô) đã được bố trí cách đều trong các ô tiêu chuẩn. Đồng thời, nghiên cứu đo đạc chi tiết 30 cây gỗ giải phẫu có đường kính ngang ngực từ 6 cm đến 60 cm để thiết lập hàm tương quan sinh trưởng tán cây.

Phương pháp rút mẫu điển hình được lựa chọn nhằm bảo đảm tính đại diện cao nhất cho các trạng thái rừng phát triển ổn định ở ba cấp độ ưu thế khác nhau của loài Sến cát. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích quần xã thực vật kết hợp mô hình hóa toán học là nhằm lượng hóa chính xác cấu trúc tầng thứ, giảm thiểu sai số đo đếm thực địa và kiểm định độ tin cậy của các quy luật phân bố. Quá trình xử lý dữ liệu được thực hiện trong mốc thời gian 6 tháng bằng các công cụ chuyên dụng gồm Statgraphic Plus 4.0, SPSS 10.0, Primer 5.0 và Microsoft Excel để tính toán các chỉ số đa dạng Shannon-Weiner, Gini-Simpson, Margalef, Pielou và hệ số tương đồng Sorensen.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa trên 9 ô tiêu chuẩn đã ghi nhận 37 loài cây gỗ thuộc quần xã, với mật độ bình quân đạt 864 cây/ha, tổng tiết diện ngang thân cây đạt 31,9 m2/ha và trữ lượng gỗ bình quân đạt 223,8 m3/ha. Trong đó, 5 loài cây gỗ ưu thế và đồng ưu thế gồm Sến cát, Sao đen, Dầu cát, Cầy và Cám chiếm tới 43,0% về mật độ (371 cây/ha), 57,6% về tiết diện ngang (18,4 m2/ha) và 60,9% về trữ lượng (136,5 m3/ha).

Dựa trên độ ưu thế (IVI%) của Sến cát dao động từ 13,6% đến 40,5%, quần xã được phân chia thành 3 nhóm rõ rệt:

  • Nhóm ưu thế dưới 25%: Có 34 loài cây gỗ, mật độ 897 cây/ha, tiết diện ngang 29,2 m2/ha và trữ lượng 203,9 m3/ha; Sến cát đạt chỉ số IVI = 18,8%.
  • Nhóm ưu thế từ 25% đến 35%: Có 36 loài cây gỗ, mật độ 840 cây/ha, tiết diện ngang 29,6 m2/ha và trữ lượng 215,2 m3/ha; Sến cát đạt chỉ số IVI = 31,2%.
  • Nhóm ưu thế trên 35%: Có 32 loài cây gỗ, mật độ 853 cây/ha, tiết diện ngang 36,9 m2/ha và trữ lượng đạt tới 252,1 m3/ha; Sến cát chiếm chỉ số IVI = 39,7%.

Quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D) của cả 3 nhóm đều tuân theo hàm giảm hình chữ J ngược dạng mũ và hàm phân bố Beta, với nhóm đường kính nhỏ dưới 20 cm chiếm tỷ trọng áp đảo lên tới 73,3% tổng số cây. Phân bố số cây theo cấp chiều cao (N/H) có dạng một đỉnh lệch trái, trong đó mật độ cá thể tập trung cao nhất ở cấp chiều cao 8 m. Tầng tái sinh dưới tán rừng đạt mật độ khá cao, với hơn 85% số cây tái sinh có nguồn gốc từ hạt và đạt chất lượng tốt, song có tới trên 70% cá thể chỉ mới đạt cấp chiều cao dưới 100 cm.

Thảo luận kết quả

Khi mức độ ưu thế của loài Sến cát gia tăng từ 18,8% lên 39,7%, số lượng loài cây gỗ trong quần xã có xu hướng suy giảm từ 36 loài xuống 32 loài, đồng thời kéo theo sự giảm sút của chỉ số hỗn giao và chỉ số phức tạp cấu trúc. Nguyên nhân chủ yếu là do đặc tính sinh thái của Sến cát khi trưởng thành có tán rộng, độ tàn che đạt mức cao 0,8 đã tạo ra sự cạnh tranh gay gắt về ánh sáng và không gian dinh dưỡng đối với các loài cây gỗ đi kèm.

Về mặt biểu diễn dữ liệu, quy luật phân bố cấu trúc được minh họa trực quan qua đồ thị hàm phân bố N/D với độ dốc đứng đặc trưng của rừng nhiệt đới nguyên sinh ổn định. Ma trận hệ số tương đồng Sorensen giữa các nhóm ưu hợp nhận giá trị rất cao từ 90,9% đến 97,1%, được tổng hợp rõ nét qua các bảng đối sánh thành phần loài. Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu sinh thái rừng họ Sao Dầu tại khu vực Đông Nam Á, khẳng định lâm phần Sến cát tại Bình Châu - Phước Bửu đang ở giai đoạn phát triển thành thục, có khả năng tự phục hồi và duy trì tính ổn định sinh thái lâu dài.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thiết lập phân khu bảo vệ nghiêm ngặt đối với 100% diện tích các lâm phần Sến cát có độ ưu thế trên 35%. Mục tiêu nhằm duy trì ổn định trữ lượng gỗ trên 250 m3/ha và bảo tồn các cây mẹ có đường kính trên 60 cm. Lộ trình thực hiện từ năm 2024 đến năm 2026, do Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu chủ trì phối hợp cùng Chi cục Kiểm lâm tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.

  2. Triển khai các biện pháp lâm sinh điều tiết tán rừng và xúc tiến tái sinh tự nhiên cục bộ tại các ô tiêu chuẩn có độ tàn che vượt quá 0,8. Mục tiêu nâng tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng đạt chiều cao trên 200 cm từ mức dưới 15% hiện nay lên trên 35% trong vòng 3 năm. Lộ trình thực hiện giai đoạn 2025 - 2028, do Phòng Kỹ thuật Quản lý Rừng phối hợp với các trạm kiểm lâm phụ trách.

  3. Xây dựng vườn ươm nhân giống cây bản địa và gieo ươm bổ sung nguồn giống Sến cát thu hái từ các cây mẹ ưu trội. Mục tiêu sản xuất 50.000 cây con đạt tiêu chuẩn xuất vườn mỗi năm để phục vụ công tác làm giàu rừng tại các khu vực đất cát nghèo dinh dưỡng. Lộ trình thực hiện giai đoạn 2024 - 2030, do Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp Đông Nam Bộ triển khai.

  4. Xây dựng hệ thống giám sát định kỳ đa dạng sinh học và ứng dụng các hàm toán học dự báo động thái cấu trúc lâm phần. Mục tiêu kiểm soát hệ số biến động đường kính dưới mức 25% và duy trì chỉ số tương đồng loài trên 90% thông qua việc đo đạc lặp lại trên 9 ô định vị mỗi 2 năm một lần. Lộ trình thực hiện định kỳ giai đoạn 2024 - 2030, do các đơn vị nghiên cứu học thuật phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý và kiểm lâm viên tại các ban quản lý rừng đặc dụng, vườn quốc gia: Cung cấp tài liệu thực tiễn và bộ chỉ số lâm học chuẩn xác để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững trên quy mô hơn 10.000 ha thảm thực vật ven biển.

  2. Giảng viên, nhà khoa học và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng: Nguồn tư liệu chuyên sâu về phương pháp luận phân tích quần xã thực vật, kỹ thuật mô hình hóa phân bố đường kính - chiều cao bằng phần mềm Statgraphic Plus và SPSS.

  3. Kỹ sư lâm nghiệp và chuyên viên quy hoạch bảo tồn thiên nhiên: Ứng dụng các phương trình toán học về đường kính tán và chỉ số cạnh tranh tán để thiết kế mật độ trồng rừng làm giàu tối ưu từ 800 đến 900 cây/ha.

  4. Sinh viên đại học các khối ngành Sinh học, Lâm nghiệp và Môi trường: Cẩm nang học tập giá trị về kỹ thuật điều tra thực địa, phương pháp thiết lập 9 ô tiêu chuẩn lớn và 90 ô dạng bản theo đúng quy chuẩn học thuật quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Ưu hợp Sến cát có vai trò sinh thái nổi bật nào trong thảm thực vật rừng Bình Châu - Phước Bửu? Ưu hợp Sến cát giữ vai trò là tầng cây ưu thế sinh thái cốt lõi, đóng góp 30,4% giá trị quan trọng (IVI) và chiếm 60,9% tổng trữ lượng gỗ (136,5 m3/ha) cùng 4 loài đồng ưu thế. Tầng tán ổn định của ưu hợp đóng vai trò xung yếu trong việc chắn gió biển, giữ ẩm và bảo vệ đất cát ven bờ.

Tại sao phân bố số cây theo cấp đường kính của ưu hợp Sến cát lại có dạng hình chữ J ngược? Đường cong phân bố hình chữ J ngược với 73,3% số cây tập trung ở cấp đường kính dưới 20 cm là minh chứng cho thấy rừng phát triển ổn định tự nhiên. Số lượng cá thể dồi dào ở cấp kính nhỏ bảo đảm nguồn cây kế cận liên tục để thay thế lớp cây gỗ già cỗi có đường kính trên 60 cm.

Đặc điểm tái sinh tự nhiên của loài Sến cát dưới tán rừng có điểm gì cần lưu ý trong công tác quản lý? Nghiên cứu trên 90 ô dạng bản 16 m2 cho thấy cây tái sinh Sến cát có nguồn gốc hạt chiếm trên 85% và sinh trưởng tốt. Tuy nhiên, hơn 70% số cây chỉ tập trung ở cấp chiều cao dưới 100 cm, đòi hỏi phải can thiệp tỉa thưa mở tán sáng để cây đạt cấp triển vọng trên 200 cm.

Mức độ ưu thế của loài Sến cát ảnh hưởng như thế nào đến chỉ số đa dạng loài cây gỗ? Khi độ ưu thế của Sến cát tăng từ dưới 25% lên trên 35%, số loài cây gỗ ghi nhận giảm từ 36 loài xuống 32 loài, đồng thời mật độ giảm từ 897 cây/ha xuống 853 cây/ha. Hiện tượng này xuất phát từ sự cạnh tranh sinh dưỡng mạnh mẽ của loài ưu thế đối với các loài đi kèm.

Nghiên cứu căn cứ vào văn bản pháp lý nào để xác định trạng thái rừng ổn định? Nghiên cứu căn cứ trực tiếp vào tiêu chuẩn phân chia trạng thái rừng theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Cả 3 nhóm ưu hợp khảo sát đều đáp ứng tiêu chuẩn rừng giàu và rất giàu với trữ lượng gỗ dao động từ 203,9 m3/ha đến 252,1 m3/ha.

Kết luận

  • Xác định Sến cát là loài ưu thế sinh thái vượt trội trong quần xã rừng kín thường xanh hơi ẩm nhiệt đới với chỉ số IVI trung bình đạt 30,4%.
  • Ghi nhận cấu trúc quần thụ ổn định cao với quy luật phân bố đường kính hình chữ J ngược và phân bố chiều cao đạt đỉnh tại cấp 8 m.
  • Đánh giá toàn diện 37 loài cây gỗ trong quần xã với mật độ bình quân 864 cây/ha và trữ lượng gỗ đạt 223,8 m3/ha.
  • Phát hiện tiềm năng tái sinh từ hạt dồi dào trên 85% nhưng cần giải pháp kỹ thuật lâm sinh để hỗ trợ cây con vượt qua cấp chiều cao 200 cm.
  • Cung cấp bộ hàm toán học mô hình hóa chính xác tương quan tán cây và cấu trúc quần xã phục vụ quy hoạch bảo tồn rừng.

Công trình luận văn là đóng góp học thuật định lượng quan trọng, đặt nền móng khoa học vững chắc cho công tác quản lý hệ sinh thái rừng cát ven biển duy nhất tại Đông Nam Bộ. Các cơ quan quản lý và đơn vị bảo tồn cần sớm triển khai áp dụng đồng bộ các giải pháp lâm sinh và hệ thống giám sát định kỳ trong giai đoạn 2024 - 2030. Quý độc giả và các nhà nghiên cứu hãy kết nối với các thư viện học thuật hoặc đơn vị bảo tồn để khai thác toàn văn tài liệu và ứng dụng vào thực tiễn quản lý rừng ngay hôm nay.