Tổng quan nghiên cứu

Thống kê ngành lâm nghiệp cho thấy diện tích rừng tự nhiên Việt Nam năm 1943 đạt khoảng 14,0 triệu ha với độ che phủ 43%, nhưng đến năm 1993 đã suy giảm nghiêm trọng xuống còn 9,3 triệu ha, tương ứng độ che phủ chỉ còn 28%. Trong vòng 50 năm, hơn 5,0 triệu ha rừng tự nhiên bị mất đi do khai thác quá mức và chuyển đổi mục đích sử dụng. Báo cáo của Cục Kiểm lâm chỉ ra rằng trên 60% diện tích rừng tự nhiên còn lại thuộc trạng thái rừng thứ sinh nghèo kiệt. Nhằm đảo chiều suy thoái, hàng loạt chương trình trọng điểm như Dự án 327, Dự án 661 và Chương trình PAM đã được triển khai. Trong giai đoạn 2000 – 2007, bình quân mỗi năm cả nước đưa trên 2,0 triệu ha rừng vào diện khoanh nuôi phục hồi và khoán bảo vệ, đạt 140% so với kế hoạch đề ra.

Huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang sở hữu tổng diện tích tự nhiên 84.432,4 ha, trong đó đất quy hoạch lâm nghiệp chiếm tới 68.348,29 ha với 58.441,09 ha đất có rừng. Do áp lực sinh kế của cộng đồng dân cư địa phương cùng lịch sử khai thác tự do kéo dài, phần lớn lâm phần tại đây đã biến thành rừng thứ sinh nghèo, suy giảm nghiêm trọng về cấu trúc tầng tán và trữ lượng gỗ. Mặc dù công tác khoanh nuôi đã mở rộng diện tích che phủ, song chất lượng rừng sau phục hồi còn nhiều bất cập do thiếu cơ sở phân loại lập địa và chưa có hướng dẫn kỹ thuật lâm sinh sau khoanh nuôi đồng bộ.

Nghiên cứu được thực hiện tại hai xã trọng điểm Tuấn Đạo và An Châu thuộc huyện Sơn Động nhằm đánh giá toàn diện động thái cấu trúc, mật độ tái sinh và hiệu quả sinh thái của rừng sau khoanh nuôi. Từ kết quả thực chứng, đề tài xây dựng hệ thống phân loại đối tượng và đề xuất các giải pháp kỹ thuật xử lý lâm sinh tối ưu, giúp nâng cao trữ lượng gỗ từ 15% đến 25% trong chu kỳ kế tiếp, chuyển hóa bền vững rừng thứ sinh nghèo sang trạng thái rừng kinh doanh có năng suất và giá trị phòng hộ cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết phục hồi sinh thái rừng nhiệt đới của David Lamb kết hợp cùng khung phân loại suy thoái rừng của Tổ chức Gỗ nhiệt đới Quốc tế. Theo mô hình diễn thế của David Lamb, quá trình phục hồi sinh thái nhân tạo hoặc bán tự nhiên có thể đưa cấu trúc tầng tán và sản lượng sinh khối của lâm phần tiệm cận trạng thái nguyên sinh ban đầu, dù mức độ đa dạng sinh học đòi hỏi thời gian dài hơn để cân bằng. Quá trình này được hỗ trợ đắc lực bởi các biện pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên, trồng bổ sung và nuôi dưỡng rừng theo từng giai đoạn phát triển.

Nghiên cứu tích hợp các khái niệm cốt lõi trong lâm học nhiệt đới gồm:

  • Rừng thứ sinh nghèo: Quần xã thực vật hình thành sau khi chuỗi diễn thế nguyên sinh bị gián đoạn, đặc trưng bởi cấu trúc tầng thứ xáo trộn, mật độ cây mục đích thấp và sự lấn át của dây leo, bụi rậm.
  • Diễn thế phục hồi: Tiến trình biến đổi có định hướng của thảm thực vật từ giai đoạn cây bụi, trảng cỏ sang rừng gỗ thứ sinh khép tán thông qua bảo vệ và điều tiết sinh thái.
  • Chỉ số giá trị quan trọng: Thước đo sinh thái tổng hợp xác định mức độ ưu thế của từng loài cây trong lâm phần dựa trên trung bình cộng giữa tỷ lệ phần trăm mật độ cá thể và tỷ lệ phần trăm tiết diện ngang. Loài có chỉ số vượt trên 5% được đưa vào công thức tổ thành, và loài đạt trên 40% được xem là loài ưu thế tuyệt đối của quần xã.
  • Tiêu chuẩn nghiệm thu rừng sau khoanh nuôi: Khung đánh giá chất lượng lâm sinh căn cứ theo Quyết định số 46/2007/QĐ-BNN và các quy phạm lâm sinh ban hành kèm QPN 14-92 và QPN 21-98.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra lâm học truyền thống kết hợp xử lý dữ liệu sinh trắc học hiện đại. Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua hệ thống 16 ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời, mỗi ô có diện tích 1.000 m2 với kích thước 25 m x 40 m được định vị chính xác bằng thước dây khép góc tam giác vuông. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, bố trí 5 ô dạng bản diện tích 16 m2 với kích thước 4 m x 4 m tại 4 góc và trung tâm để điều tra tầng cây tái sinh, cây bụi và thảm tươi. Đồng thời, đào và mô tả chi tiết 16 phẫu diện đất với kích thước chuẩn 1,2 m x 0,8 m x 1,0 m nhằm xác định độ dày tầng đất, tỷ lệ đá lẫn và thành phần cơ giới.

Cỡ mẫu 16 ô tiêu chuẩn với tổng diện tích 1,6 ha được lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu điển hình đại diện cho các trạng thái rừng phục hồi sau khoanh nuôi từ 5 đến trên 10 năm tại hai xã nghiên cứu. Phương pháp này đảm bảo tính đại diện cao về độ dốc địa hình, vị trí sườn và nguồn gốc phục hồi mà vẫn tối ưu hóa nguồn lực điều tra ngoại nghiệp. Toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực từ 6,0 cm trở lên được đo đếm đường kính hai chiều Đông - Tây và Nam - Bắc bằng thước kẹp kính, đo chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành bằng sào đo khắc vạch.

Dữ liệu được tổng hợp và phân tích trên phần mềm chuyên dụng Excel và SPSS. Cấu trúc không gian và quy luật sinh trưởng tầng cây cao được mô hình hóa qua hàm phân bố giảm Meyer và hàm phân bố Weibull 3 tham số. Cấu trúc phân bố cây tái sinh trên mặt đất được kiểm định thông qua tỷ số phương sai trên số trung bình của phân bố Poisson, cho phép xác định chính xác kiểu phân bố ngẫu nhiên, phân bố đều hay phân bố cụm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa tại 16 ô tiêu chuẩn ở huyện Sơn Động đã ghi nhận các phát hiện then chốt về cấu trúc và hiệu quả phục hồi rừng:

Thứ nhất, mật độ tầng cây cao tại các lâm phần sau khoanh nuôi dao động từ 380 đến 650 cây/ha, trữ lượng bình quân đạt từ 35,6 m3/ha đến 78,2 m3/ha. Trong đó, tỷ lệ cây có phẩm chất tốt và trung bình chiếm ưu thế rõ rệt, đạt từ 68,5% đến 76,2% tổng số cá thể. Các loài cây mục đích bản địa như Kháo, Dẻ, Trám, Re bắt đầu khẳng định vai trò sinh thái trong công thức tổ thành với chỉ số giá trị quan trọng đạt từ 8,4% đến 18,6%.

Thứ hai, tiềm năng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng diễn ra mạnh mẽ nhưng có sự phân hóa cục bộ. Mật độ cây tái sinh đạt từ 1.450 đến 3.800 cây/ha. Tỷ lệ cây tái sinh triển vọng có chiều cao vượt tầng cây bụi thảm tươi và sinh trưởng tốt đạt trung bình 58,4%. Nguồn gốc tái sinh chủ yếu là từ hạt chiếm 72,3%, trong khi tái sinh chồi chỉ chiếm 27,7%, chứng minh khả năng tự phục hồi bền vững của hệ sinh thái rừng tự nhiên khi không bị con người tác động tiêu cực.

Thứ ba, cấu trúc số cây theo cỡ đường kính tuân theo quy luật phân bố giảm liên tục dạng hàm Meyer với hệ số tương quan chặt chẽ r đạt từ 0,86 đến 0,94. Cây gỗ tập trung chủ yếu ở các cấp kính nhỏ từ 6 cm đến 14 cm, chiếm 64,2% tổng số cây điều tra. Cấu trúc phân bố chiều cao vút ngọn phù hợp với dạng hàm phân bố Weibull có đỉnh lệch trái, phản ánh lâm phần đang ở giai đoạn rừng sào và rừng trung niên trẻ tuổi.

Thứ tư, kết quả đánh giá phân loại theo hệ thống 7 tiêu chí lâm sinh cho thấy có 62,5% diện tích đạt tiêu chuẩn khoanh nuôi thành công với tổng điểm từ 16 đến 22 điểm. Khoảng 37,5% diện tích còn lại chưa đạt mục tiêu do lập địa đất mỏng dưới 30 cm, độ dốc trên 30 độ và mật độ cây mục đích đạt dưới 300 cây/ha.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa về chất lượng phục hồi rừng giữa các ô tiêu chuẩn chịu sự chi phối mạnh mẽ của điều kiện vi khí hậu, thổ nhưỡng và lịch sử tác động. Lượng mưa trung bình năm tại huyện Sơn Động đạt 2.239,7 mm tập trung 85% vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 kết hợp nền nhiệt trung bình 23,9°C là động lực thúc đẩy sinh khối thực vật phát triển nhanh chóng. Tuy nhiên, tại các sườn dông đỉnh có tầng đất mỏng bị xói mòn mạnh, sự lấn át của các loài dây leo và cỏ dại như Merremia spp hay Chromolaena spp đã kìm hãm tỷ lệ sống của cây tái sinh mục đích xuống dưới mức 40%.

So chiếu với tiêu chí phân cấp rừng theo Quyết định số 46/2007/QĐ-BNN, các lâm phần khoanh nuôi thành công tại xã Tuấn Đạo và An Châu đều vượt ngưỡng quy định 400 cây mục đích/ha đối với rừng phòng hộ và 500 cây mục đích/ha đối với rừng sản xuất. Các dữ liệu cấu trúc này có thể được mô tả trực quan qua biểu đồ đường cong phân bố thực nghiệm kết hợp lý thuyết Meyer, và bảng ma trận tương quan giữa độ dày tầng đất với mật độ tái sinh triển vọng. Điều này khẳng định khoanh nuôi tự nhiên có hiệu quả sinh thái vượt trội nhưng bắt buộc phải chuyển sang giai đoạn xử lý kỹ thuật lâm sinh can thiệp thì mới phát huy được giá trị kinh tế.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện kỹ thuật xử lý rừng sau khoanh nuôi, bốn nhóm giải pháp trọng tâm cần được thực hiện đồng bộ:

  • Áp dụng biện pháp chặt nuôi dưỡng cho 100% diện tích rừng khoanh nuôi thành công có mật độ cây mục đích đạt trên 400 cây/ha. Thực hiện nguyên tắc lâm sinh ba nhìn và ba chặt bỏ ba giữ lại, loại bỏ các cây sâu bệnh, cây cong queo và dây leo chèn ép; giữ lại các cây mục đích thân thẳng, tán đều nhằm duy trì độ tàn che lâm phần ở mức 0,6 đến 0,7. Thời gian thực hiện vào vụ thu đông hoặc thời kỳ nông nhàn giai đoạn 2024 – 2026 do Ban Quản lý rừng và các chủ rừng cơ sở chủ trì.
  • Triển khai kỹ thuật làm giàu rừng và xúc tiến tái sinh có trồng bổ sung cho 37,5% diện tích rừng khoanh nuôi chưa thành công. Sử dụng các loài cây bản địa gỗ lớn có giá trị kinh tế cao như Lim xanh, Lát hoa, Trám đen với mật độ trồng dặm từ 300 đến 500 cây/ha tại các khoảng trống có diện tích trên 1.000 m2. Thời gian hoàn thành trong vòng 24 tháng dưới sự giám sát kỹ thuật của Hạt Kiểm lâm Sơn Động.
  • Thực hiện cải tạo rừng theo băng và rãnh song song với đường đồng mức tại các khu vực sườn dốc trên 30 độ có nguy cơ xói mòn cao. Bố trí dải chặt tỉa xen kẽ dải giữ lại với chiều rộng mỗi băng từ 10 m đến 15 m, kết hợp trồng bổ sung cây lá kim chịu bóng hoặc cây họ Đậu cải tạo đất, hoàn thành trong chu kỳ 3 năm đầu do các tổ đội lâm nghiệp địa phương thực hiện.
  • Hoàn thiện chính sách hưởng lợi lâm sản và chi trả dịch vụ môi trường rừng, bảo đảm trích tối thiểu 70% nguồn thu từ khai thác tỉa thưa cho hơn 8.500 người dân tham gia nhận khoán tại xã Tuấn Đạo và An Châu. Ủy ban nhân dân huyện Sơn Động phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn bố trí nguồn vốn hỗ trợ kỹ thuật định kỳ hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ quản lý lâm nghiệp và lực lượng kiểm lâm địa bàn: Cung cấp cơ sở khoa học để rà soát, nghiệm thu và lập hồ sơ chuyển tiếp cho hơn 58.400 ha rừng tự nhiên từ giai đoạn khoanh nuôi sang giai đoạn kinh doanh và chăm sóc nuôi dưỡng.
  • Các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học ngành Lâm học: Tham khảo bộ dữ liệu điều tra 16 ô tiêu chuẩn thực tế, ứng dụng mô hình toán thống kê Weibull và Meyer trong phân tích cấu trúc quần xã thực vật nhiệt đới.
  • Ban quản lý các dự án bảo vệ và phát triển rừng cấp tỉnh: Vận dụng thang điểm 7 tiêu chí phân loại đối tượng để xây dựng dự toán ngân sách và lựa chọn giải pháp kỹ thuật phù hợp cho các chương trình phát triển lâm nghiệp bền vững.
  • Cộng đồng cư dân và chủ rừng hộ gia đình: Nắm bắt quy trình kỹ thuật tỉa thưa đơn giản, cách nhận diện cây mục đích triển vọng và phương thức trồng bổ sung cây bản địa để tối ưu hóa nguồn thu nhập dài hạn từ rừng tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

Khoanh nuôi phục hồi rừng là gì và mang lại lợi ích gì cho địa phương?
Khoanh nuôi phục hồi rừng là quá trình con người tác động các biện pháp bảo vệ kết hợp kỹ thuật lâm sinh nhằm thúc đẩy diễn thế tự nhiên của thảm thực vật. Biện pháp này giúp nâng cao độ che phủ đất rừng tại Sơn Động lên trên 65%, chống xói mòn đất và tạo nguồn sinh kế ổn định cho cộng đồng dân cư miền núi.

Tiêu chí nào xác định một khu rừng khoanh nuôi đã thành công?
Theo quy định hiện hành và kết quả luận văn, rừng khoanh nuôi thành công khi đạt mật độ từ 400 đến 500 cây mục đích/ha, chiều cao trung bình từ 4,0 m trở lên, tổng diện tích các khoảng trống dưới 1.000 m2/ha và có mật độ cây tái sinh triển vọng đạt trên 1.500 cây/ha phân bố đều trên lâm phần.

Tại sao cần xử lý lâm sinh đối với rừng sau khi kết thúc khoanh nuôi?
Rừng sau thời gian khoanh nuôi từ 5 đến 8 năm thường có mật độ dày đặc nhưng cấu trúc hỗn tạp, cây phẩm chất xấu chiếm tỷ lệ cao và dây leo phát triển mạnh. Xử lý lâm sinh giúp điều chỉnh mật độ, tạo không gian dinh dưỡng cho cây mục đích sinh trưởng nhanh và nâng cao trữ lượng gỗ thương phẩm.

Quy trình chặt nuôi dưỡng ba nhìn và ba chặt bỏ ba giữ lại được hiểu thế nào?
Nguyên tắc ba nhìn yêu cầu quan sát tán lá, thân cây và loài cây trước khi tác động. Kỹ thuật viên tiến hành chặt bỏ cây sâu bệnh, cây cong queo chèn ép và cây phi mục đích; đồng thời giữ lại cây gỗ lớn có giá trị kinh tế, cây sinh trưởng khỏe mạnh và phân bố không gian hợp lý.

Phương pháp mô hình hóa nào được dùng để đánh giá quy luật cấu trúc rừng?
Luận văn ứng dụng hàm phân bố giảm Meyer để đánh giá phân bố số cây theo đường kính và hàm Weibull để mô tả cấu trúc chiều cao. Sự phù hợp toán học với hệ số tương quan r trên 0,86 giúp dự báo chính xác trữ lượng gỗ và hoạch định chu kỳ khai thác tỉa thưa khoa học.

Kết luận

  • Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng phục hồi của 16 ô tiêu chuẩn rừng thứ sinh sau khoanh nuôi tại huyện Sơn Động, xác nhận mật độ cây gỗ đạt từ 380 đến 650 cây/ha và trữ lượng bình quân đạt tới 78,2 m3/ha.
  • Đóng góp khoa học then chốt là xây dựng hoàn chỉnh hệ thống đánh giá định lượng 7 tiêu chí, phân loại chính xác 62,5% diện tích đạt chuẩn thành công và 37,5% diện tích cần can thiệp cải tạo.
  • Xác lập cơ sở thực tiễn cho việc áp dụng các hàm phân bố toán học Meyer và Weibull trong quản lý lâm phần phục hồi sau suy thoái tại vùng Đông Bắc Việt Nam.
  • Lộ trình 3 năm tiếp theo cần tập trung chuyển giao sổ tay kỹ thuật tỉa thưa nuôi dưỡng và triển khai trồng dặm 500 cây bản địa/ha cho các diện tích khoanh nuôi giai đoạn mới.
  • Các cấp chính quyền địa phương, ban quản lý dự án và chủ rừng cần nhanh chóng áp dụng khung hướng dẫn lâm sinh này vào thực tiễn sản xuất nhằm phát triển tài nguyên rừng bền vững và gia tăng thu nhập cho người dân.