Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu diện tích rừng tự nhiên trên 14 triệu ha với độ che phủ thảm thực vật đạt 40,84%, thuộc nhóm 16 quốc gia có tính đa dạng sinh học hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, tại khu vực Đông Nam Bộ, áp lực khai thác gỗ trong quá khứ cùng quá trình gia tăng dân số đã làm suy thoái nghiêm trọng nhiều hệ sinh thái rừng tự nhiên. Tình trạng này khiến nhiều loài cây gỗ lớn bản địa quý hiếm đối mặt với nguy cơ cạn kiệt nguồn gen, trong đó có loài Huỷnh với tên khoa học là Heritiera javanica (Blume) Kosterm. thuộc họ Trôm (Sterculiaceae), loài cây gỗ nhóm III đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam năm 2007.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lâm học tập trung giải quyết vấn đề thiếu hụt dữ liệu định lượng về đặc điểm sinh vật học và cấu trúc sinh thái của loài Huỷnh. Mục tiêu cụ thể là xác định các chỉ tiêu lâm học cơ bản, quy luật cấu trúc tầng cây cao, đặc điểm tái sinh tự nhiên và tổ thành loài đi kèm trong lâm phần. Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi 67.904 ha đất lâm nghiệp thuộc Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai trong mốc thời gian từ tháng 11/2016 đến tháng 4/2017.

Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện ở việc cung cấp luận cứ khoa học để phục hồi 17.670 ha rừng nghèo kiệt trạng thái IIIA1 (chiếm 26% diện tích khu bảo tồn) và các diện tích rừng phục hồi sau khai thác trạng thái IIB. Nghiên cứu xác lập cơ sở kỹ thuật nhằm nâng cao tỷ lệ sống của cây con vượt mức 85% trong các chương trình làm giàu rừng và bảo tồn nguồn gen in-situ tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết sinh thái học cá thể và quần thể của Eugene Odum (1975), kết hợp quan điểm phương pháp luận trung hòa của Thái Văn Trừng (1999) về cấu trúc thảm thực vật rừng nhiệt đới Việt Nam. Cấu trúc không gian rừng được phân định theo 5 tầng tán thẳng đứng bao gồm tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Mô hình cấu trúc mật độ theo cấp đường kính kế thừa lý thuyết đường cong giảm liên tục của Meyer (1952) và hàm phân bố xác suất Weibull của Bailey (1973).

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm:

  • Chỉ số giá trị quan trọng (IVI%): Đại lượng phản ánh vị trí sinh thái của loài thông qua tổng hợp tỷ lệ phần trăm mật độ (N%) và tỷ lệ phần trăm tiết diện ngang (G%).
  • Tổ thành loài ưu thế: Nhóm loài có chỉ số IVI% lớn hơn hoặc bằng 5% và tổng giá trị IVI% tích lũy đạt trên 50%.
  • Cấu trúc không gian lân cận: Mối quan hệ tương tác sinh thái giữa cây mục tiêu và các cá thể phụ trợ xung quanh theo phương pháp 6 cây của Thomasius (1973).
  • Tái sinh tự nhiên: Quá trình xuất hiện, sinh trưởng và phát triển của thế hệ cây con dưới tán rừng có chiều cao từ 30 cm trở lên và đường kính ngang ngực dưới 6 cm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua điều tra thực địa trên 3 tuyến khảo sát với tổng chiều dài 11 km cắt qua các sinh cảnh đặc trưng. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 27 ô tiêu chuẩn tạm thời điển hình có diện tích 2.000 m2 mỗi ô, trong đó thiết lập 16 ô tiêu chuẩn tại trạng thái rừng phục hồi IIB và 11 ô tiêu chuẩn tại trạng thái rừng nghèo IIIA1. Nhằm đánh giá lớp cây tái sinh, 135 ô dạng bản diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) được bố trí tại 4 góc và tâm của mỗi ô tiêu chuẩn. Đồng thời, tác giả thiết lập 42 ô dạng bản quanh 14 cây Huỷnh mẹ và 14 ô điều tra hình tròn 6 cây để xác định loài đi kèm.

Phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp nguyên lý lấy không gian thay thế thời gian được lựa chọn vì tính phù hợp vượt trội đối với cây rừng thân gỗ chu kỳ dài, giúp tiết kiệm thời gian mà vẫn đảm bảo độ tin cậy đại diện. Tại phòng thí nghiệm, 5 phẫu diện đất đại diện ở tầng sâu 0 - 17 cm được phân tích thành phần cơ giới, độ pH và hàm lượng dinh dưỡng N, P, K dễ tiêu. Toàn bộ số liệu được xử lý thống kê toán học lâm nghiệp bằng các phần mềm chuyên dụng như Excel, SPSS 10.0, Statgraphics Plus 4.0 và Primer 6.0 nhằm xây dựng các hàm tương quan hồi quy sinh trưởng trong giai đoạn 6 tháng thực hiện đề tài.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích lập địa cho thấy loài Huỷnh phân bố tự nhiên tập trung ở đai độ cao dưới 300 m so với mực nước biển, độ dốc lập địa phổ biến từ 8 đến 10 độ (cực đại đạt 35 độ). Thổ nhưỡng thích hợp nhất là nhóm đất đỏ vàng trên sa phiến sét và đá bazan (nhóm Fs và Fk chiếm 64,9% diện tích khu bảo tồn) với tầng đất dày trên 40 cm, độ ẩm cao nhưng thoát nước tốt. Về hình thái, cây Huỷnh trưởng thành đạt chiều cao trên 30 m, đường kính ngang ngực vượt 100 cm, thân tròn thẳng có bạnh vè lớn; lá kép hình chân chim có 5 đến 7 lá chét, cuống dài 14 - 18 cm; quả có cánh dài 5,5 - 8,5 cm và rộng 2,5 - 3,4 cm.

Cấu trúc lâm phần tầng cây cao tại trạng thái IIIA1 và IIB ghi nhận mật độ trung bình dao động từ 450 đến 680 cây/ha. Quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D1.3) và chiều cao (N/Hvn) tuân theo hàm phân bố giảm số mũ một đỉnh lệch trái. Các cá thể có đường kính nhỏ từ 6 đến 20 cm chiếm tỷ trọng áp đảo trên 65% tổng số cây, trong khi các cây gỗ lớn đường kính trên 40 cm chỉ chiếm dưới 10%. Mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính ngang ngực (D1.3) thể hiện chặt chẽ qua phương trình logarit với hệ số tương quan R đạt trên 0,75.

Đặc điểm tái sinh tự nhiên dưới tán rừng đạt mật độ bình quân từ 1.500 đến 2.800 cây/ha với hơn 85% cá thể có nguồn gốc từ hạt. Tuy nhiên, sự phân bố cây tái sinh không đồng đều khi chỉ số tần suất xuất hiện RF dưới 70%. Dưới tán 14 cây mẹ, mật độ cây tái sinh triển vọng tập trung cao nhất ở vị trí mép tán và khoảng hở (chiếm 72%), trong khi ở sát gốc cây mẹ mật độ cây con bị suy giảm mạnh do thiếu ánh sáng. Khảo sát 14 ô hình tròn 6 cây xác định các loài cây gỗ thường xuyên đi kèm với Huỷnh có chỉ số IVI% cao gồm Gụ, Trường, Trám, Ràng ràng, Chẹo và Bưởi bung.

Thảo luận kết quả

Thực trạng suy giảm số lượng cây Huỷnh có đường kính lớn tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai bắt nguồn từ việc khai thác chọn kiệt quệ trong các thập niên trước năm 2003. Huỷnh là loài cây ưa sáng ở giai đoạn trưởng thành nhưng chịu bóng nhẹ khi còn non. Khi rừng bước vào trạng thái phục hồi IIB hoặc rừng nghèo IIIA1 với độ tàn che dày trên 0,7, cây con tái sinh bị ức chế quang hợp dẫn đến tỷ lệ thối hạt và chết non cao. Dữ liệu thực nghiệm này tương đồng với các kết luận của nhiều nghiên cứu sinh thái học rừng nhiệt đới tại Đông Nam Á, khẳng định nhu cầu mở tán cục bộ để thúc đẩy tái sinh cây gỗ bản địa.

Trong báo cáo khoa học, cấu trúc tầng tán và động thái sinh thái được minh họa hiệu quả thông qua biểu đồ đám mây tương quan giữa chiều cao thân cây (Hvn) và đường kính tán lá (Dtán). Bảng tổ thành loài cây gỗ được lập theo chỉ số IVI% giúp nhận diện chính xác các loài cộng sinh hỗ trợ dinh dưỡng cho Huỷnh. Việc mô hình hóa toán học các quan hệ sinh trưởng này chứng minh rừng tự nhiên Đồng Nai đang trong quá trình phục hồi tích cực nhưng rất cần các tác động lâm sinh can thiệp đúng quy luật.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực địa, 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh và quản lý được đề xuất nhằm bảo tồn và phát triển bền vững loài cây Huỷnh:

  • Thiết lập phân khu bảo tồn nguồn gen nội vi (in-situ): Khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt 500 ha rừng tự nhiên tại các tiểu khu có mật độ cây Huỷnh mẹ cao, hoàn thành cắm mốc ranh giới trong giai đoạn 2018 - 2020 do Ban Quản lý Khu Bảo tồn chủ trì thực hiện.
  • Áp dụng kỹ thuật điều tiết độ tàn che rừng: Triển khai biện pháp chặt tỉa cây bụi, dây leo và mở tán cục bộ đưa độ tàn che về ngưỡng 0,4 - 0,6 trên diện tích 1.000 ha rừng trạng thái IIIA1 nhằm đạt mục tiêu nâng mật độ cây con tái sinh triển vọng lên trên 2.000 cây/ha từ năm 2018 đến năm 2022 do Phòng Quản lý Bảo tồn phối hợp lực lượng Kiểm lâm địa phương vận hành.
  • Chuẩn hóa quy trình nhân giống và trồng rừng ngoại vi (ex-situ): Xây dựng vườn ươm vệ tinh công suất 50.000 cây con/năm, áp dụng nghiêm ngặt tiêu chuẩn xuất vườn với chiều cao vút ngọn đạt 0,8 - 1,0 m và đường kính cổ rễ từ 1,5 - 1,7 cm sau 12 tháng nuôi dưỡng để phục vụ trồng mới 300 ha rừng hỗn giao giai đoạn 2019 - 2025 do Trung tâm Khoa học Lâm nghiệp phối hợp các hạt kiểm lâm phụ trách.
  • Tăng cường giám sát số hóa và phát triển sinh kế cộng đồng: Ứng dụng công nghệ định vị GPS giám sát tuần tra trên 11 km tuyến rừng trọng điểm, kết hợp tổ chức 20 khóa tập huấn nâng cao nhận thức bảo vệ rừng cho 5.518 nhân khẩu sinh sống tại vùng đệm trước năm 2025 do UBND huyện Vĩnh Cửu và Ban Quản lý triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  • Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng và phương pháp điều tra ô 6 cây của Thomasius để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững và bảo tồn các loài thực vật có tên trong Sách Đỏ.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp nghiên cứu cấu trúc lâm phần, phân tích sinh thái học quần thể và kỹ thuật xử lý dữ liệu lâm nghiệp bằng phần mềm SPSS và Statgraphics.
  • Kỹ sư lâm nghiệp và các doanh nghiệp phát triển rừng giống bản địa: Ứng dụng trực tiếp thông số kỹ thuật tạo cây con tiêu chuẩn (chiều cao 0,8 - 1,0 m, đường kính 1,5 - 1,7 cm) và công thức phối chia loài hỗn giao (Huỷnh đi kèm Gụ, Trám, Ràng ràng) vào các dự án trồng rừng gỗ lớn thương mại.
  • Cơ quan hoạch định chính sách lâm nghiệp và Chi cục Kiểm lâm: Sử dụng bằng chứng khoa học để ban hành quy định hướng dẫn kỹ thuật phục hồi rừng nghèo kiệt và phân bổ ngân sách bảo tồn đa dạng sinh học cấp tỉnh.

Câu hỏi thường gặp

Đặc tính sinh thái nổi bật nhất của loài cây Huỷnh tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai là gì? Cây Huỷnh là loài cây gỗ lớn ưa sáng ở tầng vút ngọn nhưng có khả năng chịu bóng nhẹ ở giai đoạn cây mầm dưới 1 năm tuổi. Loài cây này thích hợp nhất trên đất đỏ vàng có tầng đất dày trên 40 cm, sinh trưởng nhanh trong giai đoạn từ 5 đến 12 tuổi với mức tăng trưởng chiều cao đạt từ 90 đến 130 cm/năm.

Vì sao mật độ cá thể Huỷnh trưởng thành ngoài tự nhiên lại suy giảm nghiêm trọng? Gỗ Huỷnh có phẩm chất tốt, thớ mịn, vân đẹp, giác lõi phân biệt và khả năng chịu mặn cao nên bị khai thác ráo riết trong thời gian dài. Ngoài ra, việc tái sinh tự nhiên bị cản trở bởi tán rừng khép kín trên 0,7 làm cây mạ thiếu sáng đã dẫn đến sự thiếu hụt nghiêm trọng các thế hệ cây kế cận trong tự nhiên.

Tiêu chuẩn cây giống Huỷnh đạt chất lượng để xuất vườn trồng rừng là gì? Cây con nuôi dưỡng trong vườn ươm cần đạt độ tuổi tối thiểu từ 10 đến 12 tháng, chiều cao vút ngọn từ 0,8 đến 1,0 m, đường kính gốc từ 1,5 đến 1,7 cm, thân thẳng tròn, tán lá phân bố đều và có hệ rễ cọc phát triển khỏe mạnh ăn xuyên vỏ bầu.

Phương pháp điều tra hình tròn 6 cây mang lại lợi ích gì cho việc phục hồi rừng? Phương pháp 6 cây của Thomasius giúp xác định chính xác các loài cây gỗ lân cận có mối quan hệ tương hỗ sinh thái tốt nhất với cây Huỷnh như Gụ, Trường, Trám. Đây là căn cứ khoa học trực tiếp để thiết kế công thức trồng rừng hỗn giao bản địa thay thế phương thức trồng thuần loài kém bền vững.

Khả năng tái sinh tự nhiên của Huỷnh phân bố như thế nào quanh gốc cây mẹ? Cây tái sinh tập trung với mật độ cao nhất tại vùng không gian mép tán và khoảng trống ngoài tán cây mẹ (chiếm 72%), nơi có ánh sáng tán xạ thuận lợi. Ngược lại, ngay dưới tâm tán cây mẹ có độ che phủ kín, số lượng cây con sống sót chỉ chiếm dưới 28% do thiếu hụt ánh sáng và cạnh tranh dinh dưỡng.

Kết luận

  • Luận văn làm sáng tỏ toàn diện các đặc tính lâm học, sinh thái học và hình thái học của loài Huỷnh (Heritiera javanica) phân bố tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai.
  • Đề tài xác lập dữ liệu định lượng về cấu trúc mật độ tầng cây cao (450 - 680 cây/ha), quy luật giảm liên tục của phân bố N/D1.3 và xây dựng thành công các hàm tương quan sinh trưởng Hvn - D1.3.
  • Nghiên cứu chứng minh quy luật tái sinh tự nhiên phụ thuộc chặt chẽ vào độ tàn che ánh sáng, với mật độ tái sinh đạt từ 1.500 đến 2.800 cây/ha và xác định được nhóm loài đi kèm ưu thế gồm Gụ, Trường, Trám.
  • Đóng góp chính của luận văn là hoàn thiện gói giải pháp kỹ thuật lâm sinh tích hợp từ bảo tồn in-situ 500 ha đến quy trình ươm tạo cây giống phục hồi 1.000 ha rừng nghèo kiệt giai đoạn 2018 - 2025.
  • Các đơn vị quản lý rừng cần khẩn trương áp dụng ngay giải pháp điều tiết tán rừng và nhân giống xuất vườn để ngăn chặn triệt để nguy cơ suy thoái nguồn gen loài Huỷnh quý hiếm trong thực tiễn.