Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang thuộc tỉnh Tuyên Quang sở hữu tổng diện tích tự nhiên 37.298 ha, trong đó quy hoạch rừng đặc dụng chiếm tới 22.401,5 ha với hơn 2.000 loài thực vật bậc cao có mạch. Nơi đây được Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên ghi nhận là một trong những hệ sinh thái rừng nhiệt đới trên núi đá vôi có giá trị đa dạng sinh học tiêu biểu của khu vực Đông Bắc Việt Nam. Trong quần xã thực vật đặc trưng này, Đinh hương (Dysoxylum cauliflorum Hiern, 1875), loài cây gỗ lớn thuộc họ Xoan (Meliaceae), giữ vai trò sinh thái quan trọng ở tầng vượt tán và mang giá trị kinh tế đặc biệt cao nhờ chất gỗ thơm, mịn, không bị mối mọt.

Tuy nhiên, do áp lực khai thác lâm sản quá mức trong nhiều thập kỷ cùng với diện tích sinh cảnh suy giảm trên 20%, loài Đinh hương đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam năm 2007 với phân hạng Sẽ nguy cấp (VU A1a,c,d+2d). Tại thực địa Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, số lượng cá thể Đinh hương trưởng thành còn lại rất ít, phân bố rải rác và khả năng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng nguyên sinh lẫn thứ sinh đều bị suy giảm nghiêm trọng.

Trước thực trạng cấp bách đó, đề tài luận văn thạc sĩ lâm học của tác giả Hoàng Thị Lan, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Trần Việt Hà tại Trường Đại học Lâm nghiệp (năm 2018), đã tập trung làm sáng tỏ đặc điểm sinh thái, cấu trúc lâm phần, khả năng tái sinh và xây dựng quy trình nhân giống bằng hạt. Mục tiêu cụ thể là cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng về điều kiện lập địa, tổ thành tầng cây cao và xác định tỷ lệ che sáng, thành phần ruột bầu tối ưu, từ đó đề xuất các giải pháp bảo tồn nguyên vị và chuyển vị bền vững cho loài cây gỗ quý này tại vùng rừng phòng hộ, đặc dụng miền Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống lý luận lâm học hiện đại và sinh thái học quần xã rừng nhiệt đới, kết hợp đồng thời ba khung lý thuyết trọng tâm:

  1. Lý thuyết cấu trúc lâm phần và mô hình hóa không gian rừng: Dựa trên các nguyên lý cấu trúc rừng của Phùng Ngọc Lan (1986) và Rollet (1971), cấu trúc lâm phần phản ánh quy luật tổ hợp không gian và thời gian của các loài thực vật. Nghiên cứu sử dụng chỉ số giá trị quan trọng (IV%) để xác định mức độ ưu thế sinh thái của các loài tham gia công thức tổ thành ở từng trạng thái rừng.
  2. Lý thuyết sinh thái tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới: Vận dụng các luận điểm kinh điển của Richards (1952) và Van Steenis (1956) về đặc điểm phân bố cụm của cây tái sinh và cơ chế tái sinh vệt - phân tán của loài cây gỗ chịu bóng giai đoạn non. Nghiên cứu đồng thời kế thừa quan điểm của Lamprecht (1981) về mối tương quan giữa độ tàn che tối ưu (0,6 - 0,7) đối với sức sống của lớp cây mầm.
  3. Các khái niệm chuyên ngành then chốt: Bao gồm công thức tổ thành tầng cây cao, cấu trúc phân tầng thẳng đứng (tầng vượt tán A1, tán chính A2, dưới tán A3), chất lượng cây sinh trưởng (tốt, trung bình, xấu), và động thái diễn thế rừng phục hồi sau tác động.
       [Quần xã rừng tự nhiên Na Hang]
[Đặc điểm Lâm học]           [Kỹ thuật Nhân giống]
 - Phân bố đai cao & sườn     - Thành phần giá thể bầu
 - Thổ nhưỡng & mùn núi vôi   - Chế độ che sáng tối ưu
 - Tổ thành tầng cây cao      - Theo dõi tỷ lệ nảy mầm
       [Giải pháp Bảo tồn Toàn diện]
        - Bảo tồn nguyên vị (In-situ)
        - Trồng bổ sung & vườn ươm

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu và phạm vi chọn mẫu: Dữ liệu sơ cấp được thu thập từ 3 tuyến điều tra ngoại nghiệp với tổng chiều dài 15 km (5 km/tuyến) đại diện cho 2 trạng thái rừng chính: Rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh giàu (TXG) tại khu vực Tát Còn - Nặm Lù và Bản Dạ thuộc xã Sơn Phú; Rừng hỗn giao tre nứa - gỗ tự nhiên (HG2) tại khu vực Khuân Khu - Thẳm Poong - Bản Bung thuộc xã Thanh Tương.
  • Quy mô và phương pháp điều tra lâm học:
    • Thiết lập 6 ô tiêu chuẩn định vị (OTC) với diện tích 2.500 m² mỗi ô (50 m x 50 m), tổng diện tích điều tra tầng cây cao đạt 1,5 ha. Toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực D1.3 từ 6 cm trở lên đều được đo đếm chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (Dt) và đánh giá phẩm chất.
    • Thiết lập 24 ô dạng bản (ODB) diện tích 16 m² (4 m x 4 m) bố trí tại 4 góc của mỗi OTC nhằm đánh giá mật độ, nguồn gốc (chồi/hạt) và cấp chiều cao của tầng cây tái sinh cùng tầng cây bụi thảm tươi.
    • Sử dụng phương pháp OTC 6 cây quanh 30 cá thể Đinh hương trưởng thành để phân tích khoảng cách và mối quan hệ tương hỗ với các loài cây bạn đi kèm.
  • Phương pháp thực nghiệm nhân giống: Bố trí 2 khối thí nghiệm vườn ươm độc lập theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh gồm 4 công thức giá thể ruột bầu (xử lý khử trùng Benlat C 0,1%) và 4 chế độ che sáng (0%, 25%, 50%, 75% đo bằng máy đo quang năng Lux), mỗi công thức lặp lại 3 lần với dung lượng mẫu 36 hạt/lần lặp (tổng cộng 432 hạt/thí nghiệm).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Dữ liệu điều tra và thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm SPSS và Excel. Kiểm định Levene được áp dụng để kiểm tra tính đồng nhất của phương sai, tiếp nối bằng phân tích phương sai một nhân tố (ANOVA) và kiểm định phân tách giá trị trung bình Duncan ở mức ý nghĩa p < 0,05 để chứng minh tính sai khác sinh trưởng giữa các công thức.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  • Đặc điểm phân bố không gian và địa hình: Trên 15 km tuyến điều tra, chỉ ghi nhận được 11 cá thể Đinh hương. Loài này phân bố tập trung chủ yếu ở đai cao từ 550 m đến 700 m với 8 cá thể (chiếm 72,72%), đai cao 300 - 550 m có 2 cá thể (chiếm 18,18%) và đai 700 - 950 m chỉ bắt gặp 1 cá thể duy nhất (chiếm 9,09%). Về địa hình, 81,82% số cá thể (9 cây) xuất hiện tại các sườn núi đá vôi nơi có tầng đất tích tụ, trong khi chân núi và đỉnh núi chỉ ghi nhận 9,09% mỗi vị trí. Tỷ lệ cây đạt phẩm chất tốt chiếm 81,82% và 18,18% đạt phẩm chất trung bình.
  • Tính chất thổ nhưỡng vùng rễ: Đất dưới tán Đinh hương là đất feralit phong hóa từ đá vôi có tầng đất dày từ 15 cm đến hơn 20 cm, phản ứng đất trung tính đến ít chua với chỉ số pHKCl dao động từ 5,76 đến 6,72. Hàm lượng mùn tổng số rất cao, đạt 4,54% - 5,04% ở tầng A (2 - 20 cm) và 4,72% - 5,10% ở tầng B (> 15 cm). Các chất dinh dưỡng dễ tiêu đều ở mức giàu: Đạm dễ tiêu đạt 5,95 - 6,65 mg/100g đất, Lân dễ tiêu (P2O5) đạt 4,50 - 5,97 mg/100g đất và Kali dễ tiêu (K2O) đạt 15,85 - 28,20 mg/100g đất.
  • Cấu trúc tổ thành tầng cây cao:
    • Tại trạng thái rừng hỗn giao tre nứa - gỗ tự nhiên (HG2), công thức tổ thành gồm: 19,8% Lá nến + 11,5% Muồng đen + 8,1% Sồi phảng + 7,9% Kháo vàng + 6,8% Trám trắng + 6,4% Re hương + 39,5% Cây loài khác. Đinh hương chỉ có 2 cá thể nên không tham gia vào công thức tổ thành.
    • Tại trạng thái rừng lá rộng thường xanh giàu (TXG), công thức tổ thành gồm: 24,6% Kháo vàng + 10,8% Sồi phảng + 9,6% Thừng mực + 7,3% Chân chim + 5,9% Re hương + 41,8% Cây loài khác. Dù ghi nhận 9 cá thể, Đinh hương vẫn chiếm tỷ trọng IV% rất nhỏ, phản ánh mức độ suy giảm trữ lượng nghiêm trọng.
  • Kỹ thuật nhân giống thực nghiệm trong vườn ươm:
    • Hỗn hợp ruột bầu tối ưu: Công thức 2 (89% đất tầng A+B + 10% phân chuồng hoai mục + 1% supe lân) cho tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống của cây con đạt cao nhất (trên 80%), vượt trội rõ rệt so với công thức 1 (100% đất tầng A+B không bổ sung dinh dưỡng).
    • Chế độ che sáng thích hợp: Cây con sinh trưởng mạnh nhất về chiều cao vút ngọn và số lá ở công thức che sáng 50% ánh sáng trực xạ. Khi không che sáng (đối chứng 0%), cây con bị cháy lá và tỷ lệ sống suy giảm mạnh do đặc tính ưa bóng giai đoạn mầm non.
Đai cao (m) Số cá thể bắt gặp Tỷ lệ (%) Trạng thái rừng chủ yếu Sinh trưởng chung
300 - 550 2 18,18 Rừng thường xanh giàu (TXG) Tốt - Trung bình
550 - 700 8 72,72 Rừng thường xanh giàu (TXG) Tốt
700 - 950 1 9,09 Rừng hỗn giao (HG2) Tốt

Thảo luận kết quả

Các phát hiện thực nghiệm khẳng định Đinh hương là loài cây bản địa có biên độ phân bố hẹp, đòi hỏi điều kiện lập địa khắt khe với đất giàu mùn và trung tính đặc trưng của sườn núi đá vôi. Tỷ lệ phân bố 72,72% tại đai 550 - 700 m hoàn toàn tương thích với các mô tả sinh thái của loài trong hệ sinh thái rừng mưa Đông Bắc. Sự vắng mặt của Đinh hương trong nhóm loài ưu thế của công thức tổ thành tầng cây cao (IV% dưới ngưỡng 3%) cho thấy quần thể đã bị chia cắt và suy thoái mạnh mẽ qua các chu kỳ khai thác chọn trong quá khứ.

Về tái sinh, việc mật độ cây con dưới tán rừng tự nhiên ở mức thấp là hệ quả của hai rào cản sinh học: vỏ quả dày nứt muộn khiến khả năng phát tán hạt hạn chế quanh gốc cây mẹ, và tầng thảm tươi cây bụi phát triển che khuất ánh sáng khuếch tán cần thiết cho mầm non. Dữ liệu thực nghiệm vườn ươm đã chứng minh rõ cơ chế sinh lý này: chế độ che sáng 50% giúp cây con phát triển ổn định, mô phỏng chính xác các khoảng trống tán rừng tự nhiên giai đoạn bắt đầu mở tán. Các bảng phân tích phương sai ANOVA và biểu đồ cột so sánh sinh trưởng trong luận văn đã cung cấp bằng chứng thuyết phục về hiệu quả của giá thể có bổ sung chất hữu cơ và lân vi sinh.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Bảo vệ nguyên vị và quản lý định vị nghiêm ngặt quần thể cây mẹ: Thiết lập ngay các trạm giám sát cố định tại 3 khu vực phân bố trọng điểm (Tát Còn - Nặm Lù, Bản Dạ và Bản Bung) thuộc xã Sơn Phú và Thanh Tương. Hạt Kiểm lâm rừng đặc dụng Na Hang cần phối hợp với Ban quản lý Khu bảo tồn ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS để gắn mã số, theo dõi chu kỳ ra hoa tạo quả của 100% cá thể cây mẹ hiện có, hoàn thành trong giai đoạn 2019 - 2021 nhằm loại bỏ hoàn toàn hành vi chặt hạ trái phép.
  2. Xây dựng vườn ươm nhân giống nhân tạo quy mô tập trung: Áp dụng quy trình kỹ thuật đã được kiểm chứng với giá thể ruột bầu gồm 89% đất tầng A+B kết hợp 10% phân chuồng hoai và 1% supe lân dưới hệ thống giàn che sáng 50%. Mục tiêu sản xuất 10.000 cây giống đạt tiêu chuẩn xuất vườn (chiều cao trên 30 cm, đường kính gốc trên 0,4 cm) trong giai đoạn 2020 - 2023 do Trạm thực nghiệm lâm nghiệp huyện Na Hang chủ trì thực hiện.
  3. Triển khai biện pháp kỹ thuật khoanh nuôi xúc tiến tái sinh có trồng bổ sung: Thực hiện xử lý thực bì cục bộ, phát dọn cây bụi thảm tươi lấn át quanh gốc cây mẹ và tiến hành trồng dặm bổ sung cây giống Đinh hương tại các khoảng trống tán rừng ở đai cao 550 - 700 m. Đặt mục tiêu nâng mật độ cây tái sinh triển vọng lên ít nhất 20 cây/ha trên tổng diện tích 200 ha rừng phục hồi tại xã Sơn Phú từ năm 2021 đến 2025.
  4. Tăng cường giao khoán quản lý bảo vệ rừng gắn với sinh kế bền vững: Ban quản lý Khu bảo tồn phối hợp với Ủy ban nhân dân huyện Na Hang mở rộng hợp đồng giao khoán bảo vệ 22.401,5 ha rừng đặc dụng cho 3.916 hộ dân thuộc 52 thôn bản vùng đệm. Tổ chức định kỳ 12 đợt tuyên truyền pháp luật mỗi năm nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng bản địa về giá trị bảo tồn nguồn gen Đinh hương quý hiếm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia: Cán bộ kỹ thuật lâm sinh và kiểm lâm địa bàn có thể ứng dụng trực tiếp phương pháp điều tra tuyến và quy trình bảo vệ cây mẹ phục vụ quản lý hệ sinh thái rừng đặc dụng miền núi.
  • Các nhà nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành Lâm học, Sinh thái học: Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chuẩn xác về chỉ số IV%, tính chất lý hóa đất vùng núi đá vôi và mô hình cấu trúc tổ thành phục vụ giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu.
  • Kỹ sư lâm nghiệp và chủ trang trại vườn ươm giống cây bản địa: Nắm vững công thức phối trộn ruột bầu và kỹ thuật điều tiết ánh sáng giàn che để nhân giống Đinh hương với tỷ lệ sống cao nhất.
  • Các cơ quan hoạch định chính sách bảo tồn tài nguyên sinh vật: Cung cấp luận cứ khoa học để hoàn thiện danh mục thực vật nguy cấp cần ưu tiên bảo tồn nguồn gen theo các chương trình phát triển lâm nghiệp bền vững của tỉnh Tuyên Quang và quốc gia.

Câu hỏi thường gặp

Loài Đinh hương phân bố tối ưu ở điều kiện lập địa và đai cao nào tại Na Hang?
Nghiên cứu chỉ ra Đinh hương phân bố chủ yếu ở đai cao từ 550 m đến 700 m (chiếm 72,72% tổng số cá thể) trên các sườn núi đá vôi có độ dốc trung bình 25 - 30 độ. Đất tại khu vực này có tầng dày trên 15 cm, giàu mùn (hàm lượng mùn 4,54% - 5,10%) và độ chua trao đổi trung tính (pHKCl 5,76 - 6,72).

Tại sao loài Đinh hương không xuất hiện trong công thức tổ thành chính của các trạng thái rừng?
Do bị khai thác chọn lọc nghiêm trọng trong thời gian dài, mật độ cá thể Đinh hương còn lại rất thấp (chỉ ghi nhận 2 cây ở trạng thái HG2 và 9 cây ở trạng thái TXG trên diện tích điều tra 1,5 ha). Chỉ số giá trị quan trọng (IV%) của loài không vượt qua ngưỡng để lọt vào nhóm các loài ưu thế sinh thái như Kháo vàng hay Lá nến.

Công thức ruột bầu nào mang lại hiệu quả sinh trưởng cao nhất cho cây giống trong vườn ươm?
Công thức tối ưu gồm 89% đất tầng A+B đã khử trùng bằng Benlat C 0,1% phối trộn với 10% phân chuồng hoai mục và 1% supe lân Lâm Thao. Hỗn hợp này cung cấp đầy đủ đạm, lân, kali dễ tiêu, giúp tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống của cây giống đạt trên 80%.

Chế độ ánh sáng nào là phù hợp nhất đối với cây con Đinh hương ở giai đoạn vườn ươm?
Cây con Đinh hương sinh trưởng tốt nhất dưới chế độ che 50% ánh sáng trực xạ bằng lưới chuyên dụng. Đây là loài cây chịu bóng trong giai đoạn mầm non non trẻ; nếu để ánh sáng trực xạ 100%, lá non sẽ bị cháy vàng và làm tăng tỷ lệ chết của cây con.

Hiện trạng bảo tồn của loài Đinh hương được quy định như thế nào trong các văn bản pháp lý?
Đinh hương (Dysoxylum cauliflorum) được xếp vào nhóm thực vật Sẽ nguy cấp (VU) trong Sách Đỏ Việt Nam năm 2007 và nằm trong danh mục 61 loài cây ưu tiên bảo tồn nguồn gen thực vật rừng quốc gia cần kiểm soát nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn lâm nghiệp hiện hành.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định toàn diện đặc điểm lâm học của loài Đinh hương tại Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang với phân bố tập trung tại đai cao 550 - 700 m trên các sườn núi đá vôi giàu dinh dưỡng và trung tính.
  • Đánh giá định lượng cấu trúc lâm phần qua 6 ô tiêu chuẩn (1,5 ha) cho thấy quần thể Đinh hương đang bị suy thoái mạnh về số lượng cá thể, hoàn toàn lép vế trước các loài ưu thế như Kháo vàng và Lá nến.
  • Thực nghiệm vườn ươm với dung lượng 432 hạt giống đã xây dựng thành công quy trình nhân giống chuẩn: sử dụng ruột bầu 89% đất + 10% phân chuồng + 1% lân kết hợp giàn che sáng 50%.
  • Hệ thống 4 nhóm giải pháp lâm sinh từ bảo vệ nguyên vị bằng GPS đến giao khoán 22.401,5 ha rừng đặc dụng mang tính khả thi cao, mở ra hướng đi bền vững cho công tác bảo tồn nguồn gen bản địa.
  • Giai đoạn 2020 - 2025 cần nhanh chóng chuyển giao kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất giống và khoanh nuôi phục hồi rừng nhằm ngăn chặn nguy cơ tuyệt chủng của loài cây gỗ quý này tại tỉnh Tuyên Quang.