Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Điện Biên sở hữu tổng diện tích tự nhiên 956.290,37 ha, trong đó đất lâm nghiệp chiếm tới 79,50% và phần lớn phân bố ở các vùng phòng hộ đầu nguồn xung yếu. Mặc dù độ che phủ rừng từng đạt 46,00% vào năm 2008, số liệu kiểm kê giai đoạn 2014 - 2016 cho thấy tỷ lệ này đã sụt giảm xuống còn 38,50%, mức thấp nhất trong khu vực Tây Bắc. Tại huyện Tuần Giáo, tổng diện tích đất lâm nghiệp đạt 55.126,65 ha, bao gồm 51.186,17 ha rừng tự nhiên phòng hộ. Thực trạng suy thoái diễn ra phức tạp do sức ép từ tập quán canh tác nương rẫy, khai thác gỗ trái phép và chăn thả gia súc tự do, khiến phần lớn diện tích chỉ còn ở trạng thái rừng nghèo hoặc phục hồi chậm chạp.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự thiếu hụt các cơ sở dữ liệu định lượng về đặc tính lâm sinh và diễn thế cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên. Nghiên cứu xác định mục tiêu làm sáng tỏ cấu trúc tổ thành tầng cây cao, quy luật phân bố lâm phần, mức độ đa dạng sinh học và đặc điểm tái sinh tự nhiên tại 3 trạng thái rừng: rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh trung bình, phục hồi và nghèo. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn huyện Tuần Giáo trong giai đoạn 2016 - 2017. Luận văn mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống luận cứ lâm học từ mẫu điều tra 4.297 cây đứng, hỗ trợ trực tiếp cho các nhà hoạch định chính sách nâng cao độ che phủ rừng và quản lý bền vững tài nguyên sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết động thái diễn thế thảm thực vật rừng nhiệt đới của Richards và Baur, kết hợp hệ thống phân loại trạng thái rừng Việt Nam quy định tại Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10/06/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng Quy phạm QPN 6-84. Ba tiêu chí cốt lõi được sử dụng để phân định trạng thái bao gồm tổ thành loài, điều kiện lập địa và trữ lượng tầng cây đứng, trong đó trạng thái rừng trung bình có trữ lượng từ 101 m3/ha đến 200 m3/ha, rừng nghèo từ 10 m3/ha đến 100 m3/ha.

Các khái niệm chính được xây dựng bao gồm: Hệ số tổ thành loài theo số cây, Chỉ số giá trị quan trọng (IVI%) theo công thức của Daniel Marmillod với ngưỡng loài ưu thế sinh thái lớn hơn 5,00%, Quy luật phân bố mật độ theo đường kính (N/D1.3) và chiều cao (N/Hvn), cùng 5 chỉ số đa dạng sinh học định lượng (Shannon-Weiner, Simpson, Pielou, Margalef, Kjayaraman). Mô hình toán học xác suất được ứng dụng để mô phỏng chính xác kết cấu lâm phần đa tầng và cấu trúc tái sinh tự nhiên.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập ngoại nghiệp trực tiếp từ năm 2016 đến năm 2017 kết hợp kế thừa số liệu khí tượng thủy văn trạm Tuần Giáo với lượng mưa bình quân 1.805 mm/năm và nhiệt độ trung bình 21,10 độ C. Phương pháp chọn mẫu điển hình đại diện được triển khai với cỡ mẫu 12 ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích 1.000 m2/ô (kích thước 20m x 50m), chia đều 4 ô cho mỗi trạng thái rừng. Toàn bộ 4.297 cá thể cây gỗ có đường kính ngang ngực D1.3 từ 6,0 cm trở lên được đo đếm chi tiết về đường kính và chiều cao vút ngọn Hvn. Đồng thời, 60 ô dạng bản (ODB) diện tích 16 m2/ô (kích thước 4m x 4m) được bố trí tại 4 góc và tâm các OTC để thu thập mẫu tầng cây tái sinh.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích toán học là nhằm loại bỏ tính chủ quan, định lượng hóa chính xác quy luật sinh thái rừng. Đề tài sử dụng kiểm định Chi bình phương của Pearson ở mức ý nghĩa 0,05 để đánh giá mức độ tương thích giữa phân bố thực nghiệm và các hàm lý thuyết (Weibull, Meyer, Khoảng cách), kết hợp xử lý tương quan Hvn - D1.3 trên phần mềm SPSS 15.0 và Microsoft Excel.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, có sự phân hóa rõ rệt về trữ lượng và mật độ cây đứng giữa các trạng thái rừng. Trạng thái rừng trung bình (TXB) ghi nhận trữ lượng bình quân đạt 134,80 m3/ha với mật độ dao động từ 240 đến 1.251 cây/OTC (tổng số 2.154 cây). Trong khi đó, trạng thái phục hồi (TXP) đạt trữ lượng 66,20 m3/ha (tổng số 1.122 cây) và trạng thái rừng nghèo (TXN) chỉ đạt 38,50 m3/ha (tổng số 1.021 cây). Trữ lượng của trạng thái TXB cao hơn trạng thái TXN tới 250,13%.

Thứ hai, kích thước lâm phần có xu hướng giảm dần theo mức độ suy thoái. Đường kính D1.3 bình quân đạt 15,10 cm đến 22,20 cm ở trạng thái TXB, 15,00 cm đến 17,09 cm ở trạng thái TXP và giảm xuống 13,30 cm ở trạng thái TXN. Tương tự, chiều cao Hvn bình quân đạt 14,09 m ở TXB, giảm còn 12,26 m ở TXP và đạt mức thấp nhất 11,40 m ở TXN.

Thứ ba, cấu trúc tổ thành tầng cây cao thể hiện tính đa dạng cao với 54 đến 67 loài bắt gặp trong các OTC thuộc trạng thái TXB, trong đó các loài chiếm ưu thế sinh thái nổi bật gồm Giẻ, Chò xót, Bời lời, Kháo. Ngược lại, trạng thái TXN bị chi phối bởi các loài tiên phong ưa sáng như Thành ngạnh, Chẹo tía, Chân chim với hệ số tổ thành dao động từ 1,14 đến 1,41.

Thứ tư, mật độ tái sinh tự nhiên đạt mức khá nhưng phân bố không đồng đều giữa các cấp chiều cao. Tỷ lệ cây tái sinh có nguồn gốc từ hạt chiếm áp đảo trên 70,00%, tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao dưới 1,0 m và sụt giảm mạnh trên 60,00% khi bước vào cấp chiều cao từ 2,0 m đến 5,0 m.

Thảo luận kết quả

Sự suy thoái của trạng thái TXN xuất phát từ vị trí phân bố ở đai cao dưới 400 m gần khu dân cư, nơi chịu áp lực chăn thả gia súc và khai thác củi thường xuyên. Ngược lại, trạng thái TXB phân bố ở độ cao từ 800 m đến 1.200 m với địa hình dốc hiểm trở, ít bị tác động nhân tác trong 5 đến 10 năm qua nên duy trì được cấu trúc ổn định.

Khi so sánh với các công bố khoa học tại Đồng Nai và Hà Tĩnh, quy luật phân bố số cây theo đường kính N/D1.3 tại Tuần Giáo đều tuân theo đường cong giảm một đỉnh dạng chữ J hoặc dạng răng cưa do khai thác chọn trước đây. Hàm phân bố Weibull và phân bố Khoảng cách thể hiện độ phù hợp vượt trội nhất qua kiểm định Chi bình phương.

Để trực quan hóa các phát hiện, dữ liệu lâm phần có thể được trình bày thông qua biểu đồ phân bố thực nghiệm và lý thuyết N/D1.3, đường cong hồi quy tương quan Hvn - D1.3 dạng logarit và bảng ma trận tổng hợp các chỉ số đa dạng loài sinh học. Cách tiếp cận này giúp minh họa sinh động sự suy giảm cấu trúc giữa các cấp đai cao và trạng thái rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, áp dụng biện pháp nuôi dưỡng và tỉa thưa vệ sinh rừng. Chi cục Kiểm lâm tỉnh Điện Biên cùng Ban Quản lý rừng phòng hộ Tuần Giáo cần chủ động chặt bỏ những cây cong queo, sâu bệnh, phát dọn dây leo xâm lấn với cường độ tỉa thưa 15% đến 20% tiết diện ngang tại trạng thái TXB trong giai đoạn 2018 - 2022, nhằm nâng trữ lượng rừng lên trên 180 m3/ha.

Thứ hai, đẩy mạnh khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp làm giàu rừng. Ủy ban nhân dân huyện Tuần Giáo chỉ đạo các chủ rừng tiến hành trồng bổ sung cây bản địa có giá trị cao như Giổi, Re, Pơ mu với mật độ 400 đến 600 cây/ha tại trạng thái TXP và TXN trong lộ trình 5 năm, hướng tới mục tiêu nâng tỷ lệ cây tái sinh triển vọng đạt trên 55,00%.

Thứ ba, thiết lập hành lang kiểm soát chăn thả và phòng cháy chữa cháy rừng. Hạt Kiểm lâm Tuần Giáo phối hợp với chính quyền các xã xây dựng quy ước thôn bản, nghiêm cấm 100% hoạt động thả rông gia súc tại các khu vực tái sinh trọng điểm ở đai cao dưới 600 m trước năm 2020, giảm thiểu tổn thất cây non.

Thứ tư, kiện toàn cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng và giao đất khoán rừng. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Điện Biên cần hoàn thành thủ tục cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất lâm nghiệp cho 100% hộ dân vùng đệm, bảo đảm mức chi trả dịch vụ môi trường rừng bình quân 400.000 đến 500.000 đồng/ha/năm giai đoạn 2018 - 2025 nhằm tạo sinh kế bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cán bộ quản lý lâm nghiệp và lực lượng kiểm lâm địa phương. Nhóm này có thể ứng dụng cơ sở dữ liệu về 3 trạng thái rừng và công thức tổ thành loài để xây dựng phương án kiểm kê, phân loại rừng và hoạch định chính sách lâm sinh tại Điện Biên.

Thứ hai, các nhà khoa học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Lâm học, Sinh thái thực vật. Luận văn cung cấp hệ thống dẫn liệu thực nghiệm về 5 chỉ số đa dạng sinh học và các mô hình phân bố toán học, làm nguồn tài liệu tham khảo giá trị cho các công trình nghiên cứu diễn thế rừng thứ sinh nhiệt đới.

Thứ ba, ban quản lý các khu rừng phòng hộ và đặc dụng khu vực Tây Bắc. Dữ liệu định lượng về mật độ và chất lượng cây tái sinh hỗ trợ thiết kế chuẩn xác các hồ sơ kỹ thuật phục hồi rừng đầu nguồn và bảo tồn nguồn gen quý hiếm.

Thứ tư, giảng viên và sinh viên các trường đại học khối nông lâm nghiệp. Phương pháp luận nghiên cứu thực địa trên 12 ô tiêu chuẩn và quy trình phân tích số liệu trên SPSS là giáo trình trực quan phục vụ công tác giảng dạy môn Điều tra rừng và Đo đạc lâm năng.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn đã tiến hành nghiên cứu trên những trạng thái rừng nào? Công trình tập trung khảo sát 3 trạng thái rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT: rừng trung bình (TXB) có trữ lượng từ 101 m3/ha đến 200 m3/ha ở đai cao 800 m đến 1.200 m; rừng phục hồi (TXP) có trữ lượng từ 10 m3/ha đến 100 m3/ha ở đai cao 600 m đến 800 m; và rừng nghèo (TXN) có trữ lượng dưới 100 m3/ha ở đai cao dưới 400 m.

Quy mô và phương pháp thu thập mẫu thực địa được tiến hành ra sao? Tác giả đã lập 12 ô tiêu chuẩn điển hình diện tích 1.000 m2/ô để đo đếm toàn diện 4.297 cây đứng có đường kính D1.3 từ 6,0 cm trở lên. Bên cạnh đó, 60 ô dạng bản diện tích 16 m2/ô được thiết lập để đánh giá số lượng, nguồn gốc và phẩm chất cây tái sinh.

Mô hình toán học nào phản ánh tốt nhất quy luật cấu trúc lâm phần? Kiểm định Chi bình phương ở mức ý nghĩa 0,05 chỉ ra rằng hàm phân bố xác suất Weibull và phân bố Khoảng cách mô phỏng chuẩn xác nhất quy luật phân bố số cây theo đường kính N/D1.3 và chiều cao N/Hvn, thể hiện kết cấu giảm liên tục đặc trưng của rừng tự nhiên sau khai thác chọn.

Thực trạng tầng cây tái sinh tự nhiên tại Tuần Giáo diễn ra như thế nào? Tầng cây con có nguồn gốc từ hạt chiếm tỷ lệ vượt trội trên 70,00%, phản ánh tiềm năng tự phục hồi tốt. Tuy nhiên, mật độ cây con suy giảm mạnh trên 60,00% ở các cấp chiều cao trên 2,0 m do chịu sự cạnh tranh ánh sáng gay gắt và tác động từ gia súc chăn thả.

Giá trị ứng dụng thực tiễn lớn nhất của đề tài là gì? Luận văn đã cung cấp bộ thông số lâm học định lượng hoàn chỉnh đầu tiên cho huyện Tuần Giáo, đưa ra 4 giải pháp lâm sinh đột phá giúp địa phương nâng độ che phủ rừng từ 38,50% lên các ngưỡng an toàn sinh thái, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế hộ gia đình vùng cao.

Kết luận

  • Hoàn thành xuất sắc việc điều tra và định lượng hóa các chỉ tiêu lâm sinh của 4.297 cá thể cây gỗ thuộc 3 trạng thái rừng tự nhiên tại huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện Biên.
  • Xác định chi tiết công thức tổ thành loài theo hệ số Ki và chỉ số quan trọng IVI%, ghi nhận nhóm loài chiếm ưu thế bản địa gồm Giẻ, Chò xót, Bời lời và Kháo.
  • Khẳng định tính tương thích cao của mô hình phân bố Weibull và phương trình tương quan Hvn - D1.3 phục vụ công tác lập biểu đo đếm trữ lượng lâm phần.
  • Đánh giá thực trạng tái sinh với trên 70,00% cây có nguồn gốc từ hạt, đồng thời chỉ ra điểm nghẽn sinh trưởng ở cấp chiều cao trên 2,0 m cần tác động lâm sinh.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật tích hợp với lộ trình 5 năm (2018 - 2022) nhằm khôi phục và phát triển tài nguyên rừng bền vững.

Đóng góp chính của luận văn là bổ sung cơ sở khoa học định lượng vững chắc cho lý luận cấu trúc và đa dạng sinh học rừng tự nhiên Tây Bắc. Các cơ quan quản lý lâm nghiệp và chủ rừng cần khẩn trương áp dụng khung kỹ thuật nuôi dưỡng và khoanh nuôi xúc tiến tái sinh này vào quy hoạch thực tế, góp phần bảo vệ môi trường sinh thái đầu nguồn bền vững.