Nghiên cứu cấu trúc và giải pháp bảo vệ rừng thông ba lá tại Tủa Chùa, Điện Biên

Luận văn phân tích thực trạng cấu trúc rừng thông ba lá ở Tủa Chùa, Điện Biên, đề xuất giải pháp khoa học nhằm bảo vệ và phục hồi hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Văn Hải
• Người hướng dẫn: Gs. Vũ Tiến Hinh
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên cứu cấu trúc và đề xuất giải pháp bảo vệ và phục hồi rừng Thông ba lá (Pinus kesiya) tự nhiên ở xã Trung Thu, huyện Tủa Chùa, tỉnh Điện Biên
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Lâm học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về rừng thông ba lá Tủa Chùa

Rừng thông ba lá (Pinus kesiya) là một loài cây gỗ quý giá tự nhiên phân bố ở xã Trung Thu, huyện Tủa Chùa, tỉnh Điện Biên. Đây là tài nguyên rừng quan trọng cần được bảo vệ và phục hồi bền vững. Nghiên cứu cấu trúc và đề xuất giải pháp bảo vệ rừng thông ba lá tự nhiên là nhiệm vụ cấp bách trong bối cảnh biến đổi khí hậu và áp lực sử dụng đất tăng cao. Việc hiểu rõ cấu trúc tổ thành và phân bố số cây theo đường kính giúp xây dựng chiến lược quản lý hiệu quả. Khu vực nghiên cứu có điều kiện tự nhiên đặc thù với khí hậu ôn đới, tài nguyên đất đa dạng, tạo điều kiện phát triển cho loài cây này. Hiện nay, rừng thông ba lá đang chịu áp lực từ khai thác lâm sản, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, do đó cần có giải pháp bảo vệ và phục hồi toàn diện và khoa học.

1.1. Đặc điểm sinh thái của rừng thông ba lá

Rừng thông ba lá là loài cây có khả năng thích nghi cao với điều kiện môi trường khác nhau. Cây thong ba lá thường mọc ở độ cao từ 500-2000m, thích hợp với các khu vực có mưa từ 1200-2500mm/năm. Cấu trúc rừng tự nhiên của loài này tạo nên một hệ sinh thái phong phú với nhiều loài thực vật và động vật kèm theo. Đặc biệt, rừng thông ba lá có vai trò quan trọng trong bảo vệ đất, giữ nước và điều hòa khí hậu địa phương. Những cây thong ba lá lớn tuổi có giá trị gỗ cao, được sử dụng cho công nghiệp xây dựng và sản xuất.

1.2. Hiện trạng và thách thức bảo vệ

Hiện nay, rừng thông ba lá tự nhiên ở Tủa Chùa đang chịu áp lực cao từ nhiều yếu tố. Khai thác lâm sản không bền vững, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, và áp lực từ hoạt động nông nghiệp là những thách thức chính. Mật độ cây tự nhiên giảm, cấu trúc tuổi rừng không cân bằng, với ít cây non tái sinh tự nhiên. Sâu bệnh lâm sản cũng gây thiệt hại đáng kể cho rừng. Công tác quản lý bảo vệ rừng tại địa phương vẫn còn hạn chế về nhân lực, kinh phí và công nghệ.

II. Cấu trúc và đặc tính của rừng thông ba lá

Hiểu rõ cấu trúc cơ bản của tầng cây cao là nền tảng để xây dựng giải pháp bảo vệ và phục hồi hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy rừng thông ba lá tại xã Trung Thu có phân bố số cây theo đường kính theo dạng hình chuông hoặc đường cong lũy thừa âm, đặc trưng của rừng tự nhiên chưa bị khai thác quá mức. Mật độ cây trung bình trên hec ta và tổng tiết diện ngang thân cây cung cấp thông tin quan trọng về năng suất rừng. Mối quan hệ chiều cao với đường kính giúp đánh giá tình trạng sinh trưởng của cây. Các chỉ số sinh lượng rừng như trữ lượng gỗ trên hecta, độ nhọn và hệ số biến động phản ánh tính đa dạng và ổn định của rừng.

2.1. Phân bố số cây theo cỡ đường kính

Phân bố N/D (số cây theo đường kính) là chỉ tiêu quan trọng thể hiện cấu trúc tuổi rừng. Rừng thong ba lá tự nhiên ở Tủa Chùa cho thấy cây nhỏ chiếm tỷ lệ cao, biểu hiện sức tái sinh tự nhiên. Tuy nhiên, số lượng cây trung bình và cây lớn bị hạn chế, cho thấy ảnh hưởng của khai thác quá khứ. Việc phân tích phân bố số cây theo từng cỡ kính giúp nhận diện nhóm cây cần bảo vệ ưu tiên và nhóm cây cần kích thích tái sinh.

2.2. Mối liên hệ chiều cao đường kính

Quan hệ H-D (chiều cao - đường kính) phản ánh tình trạng sinh trưởng và sức khỏe của rừng. Cây thong ba lá với đường kính lớn thường có chiều cao cao tương ứng, cho biết cây sinh trưởng tốt. Những cây có chiều cao thấp hơn so với kỳ vọng có thể cho thấy tình trạng suy thoái hoặc cạnh tranh để lấy ánh sáng mạnh. Phân tích mối liên hệ H-D giúp lập kế hoạch tỉa bỏ, chăm sóc rừng khoa học và dự báo năng suất rừng.

III. Giải pháp bảo vệ rừng thông ba lá

Bảo vệ rừng thông ba lá đòi hỏi triển khai các giải pháp toàn diện từ quản lý, pháp luật đến kỹ thuật lâm sinh. Công tác quản lý bảo vệ rừng tại khu vực nghiên cứu cần được tăng cường với đầu tư về nhân lực, trang thiết bị và công nghệ. Xây dựng các quy định quản lý bảo vệ rừng rõ ràng, phù hợp với điều kiện địa phương là thiết yếu. Hệ thống tuần tra, giám sát rừng cần được hoàn thiện để phát hiện sớm các vi phạm. Giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng địa phương về tầm quan trọng của bảo vệ và phát triển rừng thông ba lá là chìa khóa thành công. Các biện pháp phòng chống cháy rừng, sâu bệnh lâm sản cũng cần được ưu tiên.

3.1. Nâng cấp quản lý và giám sát rừng

Công tác quản lý bảo vệ rừng cần được hiện đại hóa bằng việc ứng dụng công nghệ thông tin, GIS, viễn thám. Thiết lập các trạm kiểm lâm chiến lược, tăng cường đội ngũ bảo vệ rừng và cung cấp trang thiết bị hiện đại. Xây dựng hệ thống giám sát rừng liên tục, sẵn sàng ứng phó với các tình huống khẩn cấp như cháy rừng. Phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng, chính quyền địa phương và cộng đồng để nâng cao hiệu quả bảo vệ.

3.2. Huy động sự tham gia cộng đồng

Cộng đồng địa phương là lực lượng quan trọng trong bảo vệ rừng thông ba lá. Thực hiện chương trình giáo dục môi trường, nâng cao nhận thức về lợi ích kinh tế và sinh thái từ rừng khỏe mạnh. Hỗ trợ hình thành các tổ chức tự quản bảo vệ rừng ở cộng đồng, gắn với lợi ích kinh tế bền vững từ lâm sản không gỗ, du lịch sinh thái. Xây dựng cơ chế chia sẻ lợi ích công bằng giữa nhà nước, doanh nghiệp và cộng đồng địa phương trong khai thác rừng bền vững.

IV. Giải pháp phục hồi và phát triển rừng thông ba lá

Phục hồi rừng thông ba lá tự nhiên cần áp dụng các kỹ thuật lâm sinh khoa học phù hợp với điều kiện tự nhiên địa phương. Đối với những khu vực cây tái sinh tự nhiên yếu, cần thực hiện các biện pháp hỗ trợ tái sinh như tỉa bỏ cây cạnh tranh, cải tạo tầng mục sương. Khai thác lâm sản cần tuân theo nguyên tắc khai thác bền vững, lựa chọn những cây đã chín để khai thác, bảo đảm để lại cây giống tốt cho tái sinh. Trồng mới rừng thông ba lá ở những khu vực thích hợp, sử dụng hạt giống chất lượng cao từ những cây mẹ khỏe mạnh. Nâng cao chất lượng rừng tự nhiên bằng các biện pháp chăm sóc, tỉa chăm sóc từng bước. Phát triển các mô hình lâm sinh bền vững kết hợp với các hoạt động kinh tế khác như du lịch sinh thái, thu hái sản phẩm lâm sản không gỗ.

4.1. Kỹ thuật tái sinh và chăm sóc rừng

Để phục hồi rừng thong ba lá, cần sử dụng các kỹ thuật lâm sinh hiệu quả. Tỉa bỏ các cây cạnh tranh, cây chết, cây ốm để tạo không gian sinh trưởng cho cây thông ba lá. Cải tạo tầng mục sương bằng cách hạt hạ tầng thực vật để thuận lợi cho tái sinh tự nhiên. Áp dụng các hệ thống chăm sóc rừng định kỳ, đặc biệt trong giai đoạn đầu phát triển. Kiểm soát sâu bệnh lâm sản bằng biện pháp phòng trừ tích hợp, tối ưu hóa các điều kiện sống cho cây.

4.2. Mô hình phát triển bền vững

Phát triển rừng thông ba lá cần gắn liền với lợi ích kinh tế bền vững cho cộng đồng địa phương. Khuyến khích nông dân trồng rừng thông ba lá trên đất lâm nghiệp, với hỗ trợ về kinh phí, kỹ thuật và thị trường. Phát triển các sản phẩm lâm sản không gỗ từ rừng thông như mật ong, nấm, dược liệu, du lịch sinh thái. Xây dựng chuỗi giá trị từ sản xuất đến tiêu thụ sản phẩm rừng, tạo việc làm thêm cho cộng đồng và tăng thu nhập.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cho đến nay, đã có nhiều khái niệm về cấu trúc rừng được đề xuất. Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [27], cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Có thể thấy cấu trúc phản ảnh mối quan hệ giữa sinh vật với nhau, giữa sinh vật với môi trường, ở đây là mối quan hệ giữa cây rừng với cây rừng và giữa cây rừng với hoàn cảnh sống. Trong nghiên cứu về cấu trúc rừng người ta chia thành các dạng cấu trúc : Cấu trúc sinh thái (dạng sống, tầng phiến); cấu trúc hình thái tầng tán rừng; cấu trúc đứng; cấu trúc theo mặt phẳng ngang (mật độ và dạng phân bố cây trong quần thể); cấu trúc theo thời gian (theo tuổi).

Các nghiên cứu về cấu trúc rừng đều có chung một hướng là xây dựng cơ sở có tính khoa học và lý luận phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả, đáp ứng mục tiêu ngày càng đa dạng. Để góp phần quản lý rừng bền vững và phục vụ công tác kinh doanh rừng có hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu về kinh tế, xã hội, sinh thái đã có rất nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước. Dưới đây đề tài xin đề cập một cách tổng quát những nghiên cứu có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Trên thế giới 1.

Cơ sở sinh thái cấu trúc rừng Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp, bao gồm nhiều thành phần sinh vật với các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng là kết quả của quá trình chọn lọc, đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật, giữa thực vật với hoàn cảnh sống sảy ra ngoài tự nhiên. Các nhân tố của cấu trúc rừng bao gốm : mật độ, tầng phiến, tầng thứ, mạng hình phân bố, cấu trúc tuổi… Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mỗi quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp.Có nhiều tác giả nghiên cứu và đã thành công trong lĩnh vực này.N (1976) [1] đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Sau đó Catinot (1965) [5] đã nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng.Thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái.Tác giả cho rằng muốn ổn định hệ sinh thái rừng nhất thiết phải nắm vững quy luật vận động, biết cách điều tiết mối quan hệ trong sự phức tạp Trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái của Tanslay A.P (1971) [27] đã hoàn thành học thuyết về hệ sinh thái.

Sau đó khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Những kết quả của các tác giả đã làm sáng tỏ các khái niệm về hệ sinh thái rừng trên quan điểm sinh thái học. Nó chính là nền tảng vững chắc cho các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng hay ứng dụng đề xuất những biện pháp lâm sinh phù hợp. Cấu trúc tổ thành Theo Richards P.W (1952) [35] trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi hecta không mấy khi có ít hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài.

Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với nhau theo tỉ lệ khá bằng nhau, nhưng cũng có khi chỉ có một hoặc hai loài chiếm ưu thế.N (1976)[1] đã thống kê được 36 họ thực vật trên ô tiêu chuẩn diện tích khoảng hai hecta ở khu vực gần Balem trên song Amazôn, và trên ô tiêu chuẩn bốn hecta ở phía bắc New South Wales cũng đã có 31 họ chưa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh. Điều này cho thấy sự phong phú và đa dạng trong rừng mưa nhiệt đới.R (1974) [5] cho rằng trong rừng mưa nhiệt đới Châu Phi có đến vài trăm loài thực vật, và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam Á thường có một nhóm loài ưu thế - nhóm họ dầu, chiếm 50% quần thụ. Các nghiên cứu trên cho thấy sự phong phú và đa dạng trong tổ thành rừng mưa nhiệt đới.Các kết quả đó là tiền đề cho những nghiên cứu sau này 5 và thông qua đó, ta thấy được sự suy thoái mạnh mẽ của rừng bằng việc càng ngày sự đa dạng đó càng giảm.Và cần có nhưng biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm khôi phục lại sự đa dạng của rừng mưa nhiệt đới sau này. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N-D1.3) Việc mô phỏng phân bố số cây theo đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần được nhiều tác giả quan tâm, kiểu phân bố này thường được biểu diễn dưới dạng hàm toán học phong phú.

Meyer (1934) đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer. Pierlot (1966) cho rằng, việc nắn đường thực nghiệm bằng phương trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ kính nhỏ và đề xuất nên dùng hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả. Balley (1973) [51] sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo-Brazin đã dùng hàm Weibull để nắn phân bố số cây theo đường kính và nhận xét rằng: hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này. Nhìn chung, các nghiên cứu về cấu trúc theo hướng định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào phân bố số cây theo đường kính và chiều cao.

Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú, nhưng khi kiểm tra bằng tiêu chuẩn phù hợp của thống kê toán học thường chỉ đạt ở mức trung bình.Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của nhân tố điều tra chủ yếu tập trung vào tìm các hàm toán học thích hợp để mô phỏng. Nghiên cứu về tái sinh rừng Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu lâm học, hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Vai trò của cây con là thay thế cây già cỗi, vì vậy 6 hiểu theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên trên thế giới đã trải qua hàng trăm năm nhưng đối với rừng nhiệt đới mới chỉ đề cập đến từ những năm 1930 trở lại đây.

Kết quả nghiên cứu được tóm tắt như sau: Richards.W (1952) [35] đã nghiên cứu tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới.Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các ô dạng bản, thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hoặc khác biệt cây mẹ. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbread, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubresville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Jones, 1955- 1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969) 55. Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Vansteenis (1956) [55] khi nghiên cứu về rừng mưa đã nhận xét, đặc điểm hỗn loài của rừng mưa nhiệt đới là nguyên nhân dẫn đến đặc điểm tái sinh phân tán liên tục.Ngược lại, tái sinh phân tán liên tục ở rừng mưa lại là tiền đề để tạo thành một rừng mưa hỗn loài khác tuổi.

Tổ thành những loài cây tái sinh mọc ở lỗ trống là những loài cây ưa sáng mọc nhanh, đời sống ngắn, không có mặt trong tổ thành rừng, mà nguồn gốc có thể là do chim, những động vật từ xa mang tới… Tỉ lệ cây ưa sáng tỉ lệ thuận với kích thước lỗ trống, tức là kích thước lỗ trống càng lớn, thì tỉ lệ cây ưa sáng càng nhiều. Đây là loài cây tiên phong làm nhiệm vụ hàn gắn các lỗ trống ở trong rừng. Sau khi các loài cây ưa sáng đã tạo ra bóng, cây tái sinh của những loài cây chịu bóng có trong thành phần của rừng nguyên sinh xuất hiện, vươn lên thay thế các loài cây ưa sáng. Khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Châu Á, tác giả cho thấy có hai đặc điểm tái sinh phổ biến, đó là tái sinh vệt và tái sinh phân tán liên tục.Loeschau (1977) 18 đã đưa ra một số đề nghị để đánh giá một khu rừng có tái sinh đạt yêu cầu hay không phải áp dụng phương pháp điều tra ngẫu nhiên, trừ trường hợp đặc biệt có thể dựa vào những nhận xét tổng quát về mật độ tái sinh như nơi có lượng cây tái sinh rất lớn.

Tóm lại, trên thế giới có nhiều phương pháp nghiên cứu tái sinh, nhưng đều dựa trên cơ sở thu thập số liệu tái sinh trên ô dạng bản để phân tích, đánh giá. Đa số các nhà nghiên cứu đều cho rằng phải dùng cả ba chỉ tiêu: mật độ, sức sống, khả năng sinh trưởng của cây con để đánh giá. Thực chất chỉ tiêu mật độ mới chỉ phản ánh số lượng cây con của các loài ở các tuổi khác nhau tồn tại ở một thời điểm nhất định, mà chưa phản ánh được khả năng tồn tại, sinh trưởng ở giai đoạn tiếp theo. Do vậy, cần kết hợp cả ba chỉ tiêu trong một thể thống nhất, khi phân tích có thể tách riêng.

Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới đã cung cấp các thông tin về phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số vùng.Mặc dù vậy, thảm thực vật rừng nhiệt đới rất đa dạng và phức tạp, đời sống của nó gắn liền với điều kiện tự nhiên ở từng vùng địa lý.Vì thế cần tiếp tục nghiên cứu quy luật tái sinh tự nhiên của hệ sinh thái rừng ở các vùng địa lý khác nhau, làm cơ sở cho việc phân tích và đề xuất các luận điểm khoa học một cách chính xác. Ở Việt Nam Ở nước ta, rừng tự nhiên là đối tượng đã được nhiều tác giả quan tâm và nghiên cứu. Trong đó, đã có nhiều công trình được công bố và có giá trị khoa học cũng như thực tiễn ở mức độ này hay mức độ khác.