Tổng quan nghiên cứu

Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà có tổng diện tích rừng đạt 2.742,11 ha với độ che phủ danh định là 58,74%, đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ môi trường, điều hòa khí hậu và an ninh quốc phòng cho thành phố Đà Nẵng. Tuy nhiên, diện tích rừng nghèo và rừng nghèo kiệt hiện chiếm tới 79,89% tổng diện tích có rừng, tương đương 1.975,02 ha, trong đó tập trung cao nhất tại tiểu khu 63 với 696,56 ha rừng nghèo. Tình trạng suy thoái cấu trúc rừng, sự xâm lấn của sinh vật ngoại lai và sự chia cắt sinh cảnh đang đe dọa trực tiếp đến quần thể 1.335 cá thể Voọc chà vá chân nâu phân bố trên diện tích khoảng 30 km².

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu nhằm phân tích, đánh giá toàn diện các nhân tố sinh thái vô sinh, hữu sinh đặc thù tại tiểu khu 63; theo dõi động thái sinh trưởng của các loài cây bản địa trồng thử nghiệm; từ đó xây dựng hệ thống giải pháp lâm sinh và quản lý bảo tồn có tính khả thi cao. Nghiên cứu được thực hiện chuyên sâu trong giai đoạn từ tháng 5 năm 2019 đến tháng 4 năm 2020.

Kết quả đề tài mang ý nghĩa khoa học sâu sắc khi cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu định lượng về điều kiện lập địa khắc nghiệt và quy luật tái sinh tự nhiên. Về mặt thực tiễn, công trình cung cấp cơ sở kỹ thuật chuẩn xác giúp Chi cục Kiểm lâm và Quỹ Bảo vệ và Phát triển rừng thành phố Đà Nẵng lựa chọn các giải pháp phục hồi sinh cảnh tối ưu, nâng cao trữ lượng gỗ từ mức trung bình 80,6 m³/ha lên các mức tiêu chuẩn của rừng phục hồi bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết phát sinh quần thể và cấu trúc thảm thực vật rừng nhiệt đới của giáo sư Thái Văn Trừng, khẳng định thảm thực vật là tấm gương phản chiếu tổng hợp các điều kiện ngoại cảnh và quá trình diễn thế sinh thái. Bên cạnh đó, đề tài kết hợp khung lý thuyết phục hồi sinh thái của Tổ chức Gỗ Nhiệt đới Quốc tế ITTO năm 2002 và nguyên lý ba nhóm hành động cải tạo, khôi phục, phục hồi rừng do Lamb và Gilmour đề xuất năm 2003.

Hệ thống khái niệm nghiên cứu được chuẩn hóa dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật hiện hành. Khái niệm rừng nghèo được định lượng theo Thông tư số 33/2018/TT-BNNPTNT ngày 16 tháng 11 năm 2018 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, xác định rừng gỗ nghèo có trữ lượng cây đứng từ trên 50 đến 100 m³/ha và rừng nghèo kiệt từ trên 10 đến 50 m³/ha. Các tiêu chí phân loại loài ngoại lai xâm hại được căn cứ theo Thông tư số 35/2018/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2018 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Ngoài ra, các khái niệm sinh thái nền tảng như sinh cảnh sống, tầng phiến, dạng sống Raunkiaer và cân bằng động hệ sinh thái được tích hợp để phân tích tương tác cấu trúc.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm số liệu chuỗi thời gian khí tượng 10 năm giai đoạn 2010 - 2019 trích xuất từ Niên giám thống kê thành phố Đà Nẵng, kết hợp dữ liệu kế thừa từ Đề tài nghiên cứu khoa học cấp quốc gia mã số ĐTĐL.CN-26/15 và số liệu thực địa thu thập từ tháng 5 năm 2019 đến tháng 4 năm 2020.

Phương pháp điều tra thực địa được thiết kế theo tuyến khảo sát đại diện cắt ngang các sườn địa hình tiêu biểu tại tiểu khu 63. Trên các tuyến điều tra, tiến hành lập các ô tiêu chuẩn OTC điển hình có diện tích 500 m² (kích thước 25 m x 20 m) để thống kê tầng cây gỗ. Trong mỗi OTC, bố trí 5 ô dạng bản ODB diện tích 25 m² (kích thước 5 m x 5 m) đặt tại 4 góc và vị trí trung tâm nhằm điều tra tầng cây bụi và thảm tươi. Đối với việc theo dõi mô hình trồng thử nghiệm hỗn giao theo băng, cỡ mẫu được lựa chọn tối thiểu là 30 cây cho mỗi loài, tiến hành đo đếm định kỳ 2 tháng một lần vào các tháng 12 năm 2019, tháng 2 năm 2020 và tháng 4 năm 2020.

Để khảo sát thổ nhưỡng, phương pháp đào phẫu diện đất kích thước 0,5 m x 0,5 m x 1,0 m được triển khai để mô tả các tầng phát sinh; đồng thời lấy mẫu đất tại 3 điểm ở hai tầng độ sâu 0 - 40 cm và 40 - 60 cm. Độ ẩm đất được xác định bằng phương pháp sấy khô kiệt ở nhiệt độ 105°C theo tiêu chuẩn TCVN 4048:2011. Thành phần cơ giới đất được phân tích bằng phương pháp pipet và rây theo tiêu chuẩn TCVN 8567:2010 kết hợp đối chiếu tam giác phân loại của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ USDA và FAO-UNESCO. Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này là nhằm định lượng hóa chuẩn xác các chỉ tiêu sinh thái, hạn chế tối đa sai số định tính và đảm bảo khả năng so sánh khoa học. Số liệu sau thu thập được xử lý thống kê sinh học bằng phần mềm Microsoft Excel.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, thực trạng phân bố rừng tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà cho thấy diện tích rừng nghèo và nghèo kiệt chiếm ưu thế tuyệt đối với 1.975,02 ha (chiếm 79,89% diện tích có rừng). Tiểu khu 63 là khu vực có diện tích rừng nghèo lớn nhất với 696,56 ha, chiếm 43,5% diện tích tự nhiên của toàn khu bảo tồn, trữ lượng cây đứng chỉ đạt mức trung bình 80,6 m³/ha.

Thứ hai, các nhân tố sinh thái vô sinh mang tính cực đoan cao. Diễn biến thời tiết năm 2019 ghi nhận tổng lượng mưa thiếu hụt tới 46,52% so với trung bình nhiều năm; lượng mưa 6 tháng đầu năm 2019 rất thấp, chỉ đạt bình quân 61,5 mm/tháng (riêng tháng 4 đạt 0 mm), trong khi nhiệt độ trung bình năm đạt 27,27 °C và số giờ nắng trung bình 193,25 giờ/tháng (đỉnh điểm tháng 6 đạt 280 giờ). Đất thuộc nhóm đất feralit vàng nhạt trên đá cát (Arenic Acrisols), thành phần cơ giới là đất thịt pha cát với tỷ lệ cấp hạt cát dao động từ 31,56% đến 40,15%, địa hình dốc mạnh từ 20 đến 30° ở dải độ cao 55 - 664 m. Độ ẩm đất tầng mặt (0 - 40 cm) trong mùa khô xuống rất thấp, chỉ đạt 10,5% đến 11,2%.

Thứ ba, cấu trúc sinh học tầng cây gỗ nghèo nàn và phẩm chất kém. Điều tra tại tiểu khu 63 chỉ ghi nhận 18 loài thực vật thân gỗ thuộc 15 họ, chủ yếu là các loài cây ưa sáng mọc nhanh thuộc nhóm gỗ nhẹ từ nhóm IV đến nhóm VIII (gỗ nhóm VIII chiếm tỷ lệ cao nhất). Đánh giá phẩm chất cây cho thấy tỷ lệ cây phẩm chất xấu chiếm ưu thế, dao động từ 19,05% đến 68,75% tại các ô tiêu chuẩn, cây phẩm chất tốt chỉ đạt từ 12,5% đến 33,33%. Tầng thảm tươi ghi nhận 29 loài thuộc 12 họ nhưng đang chịu sự lấn át nghiêm trọng của dây leo Bìm bìm hoa trắng (Ipomoea eberhardtii).

Thứ tư, diễn biến sinh trưởng của các loài cây trồng thử nghiệm cho thấy sự suy giảm nghiêm trọng về tỷ lệ sống. Sau 6 tháng theo dõi, tỷ lệ sống của cây trồng biến động giảm dần từ 0,4% đến 6,03%. Tăng trưởng chiều cao vút ngọn chỉ đạt từ 0,17 m đến 0,28 m và tăng trưởng đường kính gốc đạt từ 0,28 cm đến 0,49 cm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tỷ lệ sống của cây trồng thử nghiệm sụt giảm bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa hiện tượng El Nino khô hạn kéo dài và đặc tính lý hóa bất lợi của đất. Đất thịt pha cát có kết cấu rời rạc, khả năng giữ nước và dưỡng chất kém, lại phân bố trên sườn dốc 20 - 30° nên chịu quá trình xói mòn và rửa trôi dữ dội khi bước vào mùa mưa bão tháng 9 - 11. Thêm vào đó, tốc độ sinh trưởng nhanh của dây leo Bìm bìm hoa trắng tạo thành lớp phủ che phủ hoàn toàn ánh sáng tầng dưới, bóp nghẹt các loài cây bản địa mới trồng.

So sánh với các mô hình phục hồi rừng nổi tiếng tại Việt Nam như mô hình Mã Đà hay mô hình Củ Chi, việc đưa cây gỗ bản địa tái định cư thành công trên đất khô cằn bắt buộc phải dựa vào một tầng tán che chắn ban đầu hoặc phải thực hiện kỹ thuật chăm sóc lâm sinh đặc biệt nghiêm ngặt. Sự tương phản rõ nét giữa hướng sườn đón gió mùa Đông Bắc (hướng Đông thảm thực vật phát triển tốt hơn) và hướng sườn khuất gió (hướng Tây chủ yếu là cây bụi cằn cỗi) càng chứng minh tầm quan trọng của tiểu khí hậu đối với diễn thế phục hồi.

Trong các báo cáo phân tích, toàn bộ dữ liệu này có thể được trực quan hóa hiệu quả qua hệ thống biểu đồ và bảng đối chiếu: biểu đồ kết hợp cột - đường thể hiện tương quan nghịch biến giữa nhiệt độ - số giờ nắng và lượng mưa theo 12 tháng; biểu đồ thanh xếp chồng minh họa tỷ lệ % phẩm chất cây tại 6 ô tiêu chuẩn; cùng tam giác phân loại kết cấu đất USDA mô tả trực quan tỷ lệ cát chiếm tới trên 40% ở tầng đất mặt.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phục hồi hiệu quả sinh cảnh rừng nghèo tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà, hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh và quản lý được đề xuất cụ thể như sau:

Thứ nhất, cải tiến quy trình kỹ thuật làm đất và bón phân lót. Tiến hành đào hố trồng với quy cách chuẩn 40 cm x 40 cm x 40 cm trước mùa vụ 1 tháng; thực hiện bón lót phân vi sinh hoặc phân chuồng hoai mục với khối lượng từ 0,5 đến 1,0 kg/hố, kết hợp bổ sung lớp phủ hữu cơ bề mặt dày 5 - 10 cm quanh gốc cây để tăng khả năng giữ nước cho tầng đất pha cát. Thời gian hoàn thành công tác chuẩn bị đất vào tháng 8 hằng năm, do Ban quản lý rừng và các tổ nhận khoán thực hiện.

Thứ hai, lựa chọn cơ cấu cây trồng bản địa chịu hạn và xác định chính xác thời vụ. Tuyệt đối tránh trồng cây vào giai đoạn khô hạn 6 tháng đầu năm; thời vụ trồng rừng tối ưu phải bắt đầu từ tháng 9 đến hết tháng 11 khi độ ẩm đất đạt trên 24,5%. Lựa chọn tập đoàn cây bản địa có sức chống chịu cao như Trường vải, Bời lời, Trâm, Dầu rái và Xoan đào với mật độ trồng bổ sung từ 600 đến 800 cây/ha, phấn đấu đạt mục tiêu nâng tỷ lệ sống sau 1 năm lên trên 75%.

Thứ ba, triển khai chiến dịch xử lý thực bì và triệt phá dây leo xâm hại. Thực hiện phát quang theo băng rộng 1,5 - 2,0 m, đào bỏ toàn bộ rễ củ của loài Bìm bìm hoa trắng định kỳ 2 lần/năm (vào đầu mùa khô và giữa mùa mưa) trên 100% diện tích rừng nghèo trọng điểm tại tiểu khu 63. Lực lượng Kiểm lâm địa bàn phối hợp cùng cộng đồng dân cư địa phương giám sát liên tục từ năm 2020 đến năm 2025.

Thứ tư, thiết lập hành lang đa dạng sinh học và tăng cường giám sát bảo vệ. Quy hoạch dải hành lang xanh liên kết phân khu Đông và Tây của bán đảo Sơn Trà, mở rộng không gian sinh tồn an toàn cho 1.335 cá thể Voọc chà vá chân nâu. Chi cục Kiểm lâm thành phố Đà Nẵng cần duy trì tuần tra 24/7, kết hợp lắp đặt camera cảnh báo sớm cháy rừng trong mùa khô hạn kéo dài từ tháng 2 đến tháng 6.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và thực tiễn cao, đặc biệt phù hợp cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm sau:

Thứ nhất, Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp và Hạt Kiểm lâm liên quận Sơn Trà - Ngũ Hành Sơn. Luận văn cung cấp bản đồ phân bố 696,56 ha rừng nghèo tại tiểu khu 63 cùng hệ thống thông số lập địa chuẩn xác, phục vụ trực tiếp cho công tác lập quy hoạch phục hồi rừng và phê duyệt dự toán các gói thầu lâm sinh hằng năm.

Thứ hai, Các nhà khoa học, giảng viên chuyên ngành Sinh thái học và Lâm học. Tài liệu là nguồn tham khảo giá trị về phương pháp luận đánh giá hệ sinh thái bán đảo ven biển, quy trình bố trí ô tiêu chuẩn OTC diện tích 500 m², ô dạng bản ODB 25 m² và phương pháp phân tích thổ nhưỡng theo tiêu chuẩn TCVN, USDA.

Thứ ba, Học viên cao học và sinh viên các ngành Quản lý tài nguyên rừng, Khoa học môi trường. Đề tài đóng vai trò là một mẫu hình hoàn chỉnh về cấu trúc nghiên cứu thực nghiệm, phân tích sinh thái học định lượng và kỹ năng xử lý số liệu biến động khí hậu bằng Excel.

Thứ tư, Các tổ chức phi chính phủ và quỹ bảo tồn thiên nhiên (như GreenViet, IUCN, WWF). Nghiên cứu cung cấp dữ liệu nền tảng về sinh cảnh thực vật thân gỗ (18 loài) và áp lực xâm hại từ bìm bìm ngoại lai, làm cơ sở xây dựng các dự án tài trợ quốc tế nhằm bảo tồn loài Voọc chà vá chân nâu.

Câu hỏi thường gặp

Rừng nghèo tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà chiếm tỷ lệ bao nhiêu và tập trung ở đâu? Theo kết quả kiểm kê tài nguyên rừng, rừng nghèo và rừng nghèo kiệt tại khu bảo tồn chiếm tỷ lệ áp đảo lên đến 79,89% với tổng diện tích 1.975,02 ha. Trọng điểm tập trung lớn nhất là tại tiểu khu 63 với 696,56 ha rừng nghèo, nơi có trữ lượng gỗ đứng trung bình chỉ đạt khoảng 80,6 m³/ha.

Yếu tố khí hậu nào cản trở lớn nhất đến công tác trồng phục hồi rừng? Trở ngại lớn nhất là sự thiếu hụt nghiêm trọng của lượng mưa và nền nhiệt độ cao trong 6 tháng đầu năm. Điển hình năm 2019, lượng mưa 6 tháng đầu năm chỉ đạt 61,5 mm/tháng, tháng 4 không có mưa trong khi nhiệt độ lên tới 31,37 °C, khiến tỷ lệ cây con chết khô rất cao nếu xuống giống sai thời vụ.

Đặc tính thổ nhưỡng tại tiểu khu 63 ảnh hưởng như thế nào đến cây con? Đất tại đây thuộc loại feralit vàng nhạt trên đá cát với tỷ lệ hạt cát cao chiếm từ 31,56% đến 40,15%, kết cấu đất rời rạc và dễ vỡ vụn. Kết hợp với sườn dốc 20 - 30°, đất bị rửa trôi chất dinh dưỡng rất mạnh và độ ẩm mùa khô tầng mặt chỉ đạt 10,5% đến 11,2%, làm bộ rễ cây non khó hấp thu dưỡng chất.

Loài thực vật ngoại lai nào đang xâm lấn mạnh nhất tại bán đảo Sơn Trà? Loài thực vật ngoại lai nguy hiểm nhất là Bìm bìm hoa trắng (Ipomoea eberhardtii thuộc họ Bìm bìm). Loài dây leo này có tốc độ sinh trưởng cực nhanh, bao phủ toàn bộ tán cây gỗ và thảm tươi trên diện rộng, cắt đứt nguồn ánh sáng khiến cây gỗ bản địa tái sinh bị chết nghẹt.

Thời điểm nào trong năm thích hợp nhất để tiến hành trồng bổ sung rừng? Thời vụ tối ưu để trồng rừng phục hồi tại Sơn Trà là từ tháng 9 đến tháng 11 hằng năm. Đây là thời điểm mùa mưa chính thức bắt đầu, lượng mưa đạt đỉnh (như tháng 10 đạt 638 mm) và độ ẩm đất tăng cao trên 24,5%, tạo môi trường thuận lợi nhất cho cây bản địa bén rễ và thích nghi.

Kết luận

  • Rừng nghèo và nghèo kiệt tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Sơn Trà chiếm tỷ lệ 79,89% với diện tích 1.975,02 ha, phân bố lớn nhất ở tiểu khu 63 (696,56 ha) với trữ lượng bình quân 80,6 m³/ha.
  • Điều kiện lập địa vô cùng khắc nghiệt với đất thịt pha cát (hàm lượng cát 31,56% - 40,15%), độ dốc 20 - 30°, lượng mưa 6 tháng đầu năm chỉ đạt 61,5 mm/tháng và độ ẩm đất mùa khô chỉ từ 10,5% đến 11,2%.
  • Cấu trúc thực vật suy thoái nghiêm trọng với 18 loài cây thân gỗ chủ yếu thuộc nhóm gỗ nhẹ phẩm chất xấu (chiếm tới 68,75%), thảm tươi 29 loài chịu sự lấn át mạnh của dây leo Bìm bìm hoa trắng.
  • Thử nghiệm sinh trưởng ghi nhận tỷ lệ sống của cây con biến động giảm dần từ 0,4% đến 6,03%, đòi hỏi phải có các tác động lâm sinh can thiệp kịp thời.
  • Hệ thống giải pháp đồng bộ gồm: xử lý đất và bón lót phân vi sinh 0,5 - 1,0 kg/hố, trồng cây bản địa vào mùa mưa (tháng 9 - 11), triệt phá bìm bìm 2 lần/năm và quy hoạch hành lang sinh thái bảo vệ Voọc chà vá chân nâu.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã lượng hóa thành công các rào cản sinh thái hạn chế quá trình tái sinh rừng, xác lập cơ sở khoa học cho quy trình kỹ thuật lâm sinh tại vùng đất cát dốc ven biển. Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2021 đến 2025, cần tiếp tục mở rộng mô hình quan trắc định kỳ trên toàn bộ các tiểu khu 62, 63 và 64 nhằm chuẩn hóa bộ tiêu chuẩn phục hồi sinh thái. Các nhà quản lý và nhà tài trợ bảo tồn hãy chung tay ứng dụng ngay kết quả nghiên cứu này vào thực tiễn để hồi sinh hệ sinh thái rừng Sơn Trà một cách bền vững.