Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Lâm Phần và Sinh Khối của Loài Chò Chỉ (Parashoera chinensis H.Wang) Tại Vườn Quốc Gia Cúc Phương

• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Lâm Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Lâm Phần và Sinh Khối của Loài Chò Chỉ Tại Vườn Quốc Gia Cúc Phương
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ninh Bình

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Trên thế giới
• 2.2. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc lâm phần
• 2.3. Nghiên cứu về đặc điểm sinh khối
• 2.4. Nghiên cứu về loài chò chỉ
• 2.5. Tại Việt Nam
• 2.6. Nhận xét đánh giá chung
• 3. MỤC TIÊU, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 3.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 3.2. Mục tiêu chung
• 3.3. Mục tiêu cụ thể
• 3.4. Đối tượng, phạm vi
• 3.5. Phương pháp nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 4.1. Điều kiện tự nhiên
• 4.2. Vị trí địa lý, địa hình, địa chất, khí hậu thủy văn
• 4.3. Các quần xã thực vật chủ yếu
• 4.4. Đa dạng sinh học
• 4.5. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 4.6. Dân số và lao động
• 4.7. Kinh tế xã hội
• 4.8. Nhận xét chung
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Đặc điểm cấu trúc lâm phần tự nhiên nơi có tổ thành Chò chỉ phân bố
• 5.2. Đặc điểm cấu trúc tầng thứ
• 5.3. Mối quan hệ giữa Chò chỉ và sinh khối
• 5.4. Nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh khối với một số nhân tố điều tra
• 5.5. Đề xuất một số biện pháp bảo tồn phát triển loài Chò chỉ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ
• 6.1. Kết luận
• 6.2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ

I. Khám phá loài Chò Chỉ Giá trị và cấu trúc tại Cúc Phương

Vườn Quốc gia Cúc Phương là đơn vị bảo tồn thiên nhiên đầu tiên của Việt Nam, nổi bật với hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới đa dạng. Trong đó, loài Chò Chỉ (Parashorea chinensis) đóng một vai trò quan trọng, không chỉ về giá trị kinh tế cao mà còn là thành tố cốt lõi trong cấu trúc rừng. Chò Chỉ, thuộc họ Dầu, là loài cây gỗ lớn, sinh trưởng nhanh, thân thẳng, góp phần tạo nên tầng vượt tán và duy trì sự ổn định của hệ sinh thái. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc lâm phần và sinh khối rừng của loài này là vô cùng cần thiết. Nó cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững. Các thông tin về tổ thành loài cây gỗ, mật độ và sự phân bố không gian giúp hiểu rõ hơn về quần thể, từ đó xây dựng chiến lược bảo vệ hiệu quả. Việc đánh giá chính xác sinh khối không chỉ phản ánh sức khỏe của lâm phần mà còn là tiền đề để tính toán trữ lượng carbon, một chỉ số quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Do đó, việc nghiên cứu sâu về loài Chò Chỉ tại hệ sinh thái rừng Cúc Phương mang ý nghĩa thực tiễn to lớn.

1.1. Giới thiệu về loài Parashorea chinensis và vai trò then chốt

Parashorea chinensis, hay còn gọi là Chò Chỉ, là một loài cây gỗ lớn có giá trị kinh tế cao, gỗ cứng, bền và được ưa chuộng trong xây dựng. Về mặt sinh thái, loài này có vai trò kiến tạo, thường chiếm lĩnh tầng vượt tán trong các khu rừng rậm nhiệt đới thường xanh. Thân cây thẳng và phân cành cao tạo điều kiện cho các loài cây tầng dưới phát triển. Vai trò của cây Chò Chỉ không chỉ dừng lại ở việc cung cấp gỗ mà còn góp phần quan trọng vào việc duy trì cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái rừng Cúc Phương, là nơi trú ngụ và cung cấp thức ăn cho nhiều loài động vật hoang dã. Sự hiện diện của Chò Chỉ là một chỉ thị cho thấy sức khỏe và sự ổn định của quần xã thực vật.

1.2. Vườn Quốc gia Cúc Phương Bối cảnh nghiên cứu độc đáo

Vườn Quốc gia Cúc Phương, với đặc trưng là rừng trên núi đá vôi, tạo ra một môi trường sống đặc thù cho hệ thực vật. Địa hình karst phức tạp cùng với lịch sử bảo tồn lâu dài đã giúp nơi đây trở thành một trung tâm đa dạng sinh học. Đây là bối cảnh lý tưởng để nghiên cứu các đặc điểm sinh thái Chò Chỉ và quá trình thích nghi của loài. Việc nghiên cứu tại đây cho phép các nhà khoa học đánh giá quần thể trong một môi trường được bảo vệ tương đối nghiêm ngặt, cung cấp những dữ liệu nền tảng quý giá về tái sinh tự nhiên và các quy luật phát triển của lâm phần mà không bị tác động nhiều bởi con người.

II. Thách thức bảo tồn Chò Chỉ và đánh giá trữ lượng carbon

Mặc dù có vai trò quan trọng, quần thể Chò Chỉ tại Vườn Quốc gia Cúc Phương đang đối mặt với nhiều thách thức. Áp lực từ các hoạt động khai thác gỗ trái phép trong quá khứ và sự thay đổi môi trường đang đe dọa sự phát triển bền vững của loài. Một trong những khó khăn lớn nhất là việc thiếu hụt dữ liệu khoa học chi tiết về cấu trúc lâm phần và sinh khối của loài. Việc ước tính không chính xác sinh khối rừng sẽ dẫn đến đánh giá sai lệch về khả năng hấp thụ và lưu trữ carbon của hệ sinh thái. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến các chiến lược ứng phó với biến đổi khí hậu và các cơ hội tham gia thị trường tín chỉ carbon. Nghiên cứu này ra đời nhằm giải quyết những thách thức đó. Mục tiêu là cung cấp một bộ dữ liệu đáng tin cậy về mật độ lâm phần, phân bố đường kính D1.3, và tổng sinh khối, làm cơ sở khoa học cho các quyết định quản lý và bảo tồn. Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa các chỉ số sinh trưởng và sinh khối trên mặt đất (AGB) là chìa khóa để xây dựng các mô hình dự báo hiệu quả.

2.1. Hiện trạng và áp lực lên quần thể Chò Chỉ tại Cúc Phương

Theo tài liệu gốc, dù công tác bảo vệ rừng tại VQG Cúc Phương được tăng cường, các loài gỗ quý hiếm, trong đó có Chò Chỉ, vẫn là mục tiêu của các hoạt động khai thác trái phép. Điều này dẫn đến số lượng cá thể trưởng thành còn lại không nhiều. Bên cạnh đó, quá trình tái sinh tự nhiên của loài cũng gặp nhiều khó khăn do đặc tính sinh thái hẹp và sự cạnh tranh từ các loài cây khác. Việc thiếu vắng các thế hệ cây kế cận sẽ làm suy giảm quần thể trong tương lai, ảnh hưởng nghiêm trọng đến bảo tồn đa dạng sinh học.

2.2. Khó khăn trong việc xác định chính xác trữ lượng carbon

Xác định trữ lượng carbon của một khu rừng đòi hỏi phải có các ước tính chính xác về sinh khối. Tuy nhiên, việc đo lường sinh khối trực tiếp, đặc biệt là sinh khối dưới mặt đất (BGB), là một công việc tốn kém và phức tạp. Hầu hết các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam thường tập trung vào rừng trồng hoặc một số loài phổ biến, trong khi dữ liệu về các loài cây gỗ quý hiếm trong rừng tự nhiên như Chò Chỉ còn rất hạn chế. Sự thiếu hụt các phương trình dị lượng (allometric equations) chuyên biệt cho loài này tại Cúc Phương là một rào cản lớn, dẫn đến các ước tính carbon thiếu độ tin cậy.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc lâm phần Chò Chỉ hiệu quả

Để đánh giá chính xác cấu trúc lâm phần nơi có loài Chò Chỉ phân bố, nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp điều tra lâm học hiện đại. Phương pháp cốt lõi là thiết lập các ô tiêu chuẩn (ô định vị) với diện tích 2500 m² mỗi ô. Trong các ô này, tất cả các cá thể cây gỗ có đường kính tại vị trí 1.3m (D1.3) lớn hơn 6cm đều được định danh loài, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng cơ bản như đường kính và chiều cao vút ngọn (Hvn). Dữ liệu thu thập được sử dụng để phân tích các đặc điểm quan trọng của lâm phần. Các chỉ số như tổ thành loài cây gỗ, mật độ lâm phần, và cấu trúc tầng tán được tính toán chi tiết. Đặc biệt, việc phân tích biểu đồ phân bố đường kính D1.3 và phân bố chiều cao Hvn đã cho thấy một bức tranh rõ nét về sự phân hóa của các cá thể trong quần thể, quy luật sinh trưởng và trạng thái phát triển của rừng. Phương pháp này không chỉ cung cấp dữ liệu định lượng mà còn là cơ sở để so sánh và đánh giá vai trò của Chò Chỉ so với các loài cây khác trong cùng một hệ sinh thái.

3.1. Kỹ thuật lập ô tiêu chuẩn và thu thập dữ liệu thực địa

Nghiên cứu sử dụng các ô định vị có sẵn của 'Chương trình điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc'. Trong mỗi ô định vị 1 ha, 4 ô tiêu chuẩn điển hình (50m x 50m) được lập. Toàn bộ cây gỗ trong ô được xác định tên khoa học, đo chu vi thân, chiều cao vút ngọn bằng các thiết bị chuyên dụng như thước dây và máy đo cao Vertex. Vị trí của từng cây cũng được xác định tọa độ X, Y để phân tích dạng phân bố không gian. Cách tiếp cận này đảm bảo tính đại diện và độ chính xác cao cho dữ liệu thu thập.

3.2. Phân tích cấu trúc tổ thành loài và vai trò của Chò Chỉ

Dựa trên số liệu từ các ô tiêu chuẩn, cấu trúc tổ thành loài cây gỗ được phân tích qua ba chỉ số: hệ số tổ thành theo số cây, theo tiết diện ngang, và chỉ số mức độ quan trọng (IV%). Kết quả cho thấy, mặc dù không phải là loài chiếm ưu thế tuyệt đối về số lượng, Chò Chỉ (Parashorea chinensis) luôn nằm trong nhóm các loài quan trọng, đặc biệt là về tiết diện ngang và chỉ số IV%, khẳng định vai trò trụ cột của nó trong lâm phần. Cụ thể, nghiên cứu chỉ ra Chò Chỉ đứng thứ 5 về chỉ số IV% với hệ số 5,21%.

IV. Hướng dẫn tính toán sinh khối của loài Chò Chỉ chính xác

Xác định sinh khối của loài Chò Chỉ là một nhiệm vụ trọng tâm của nghiên cứu, cung cấp dữ liệu đầu vào để ước tính khả năng lưu trữ carbon. Do không thể khai thác trong khu vực bảo vệ nghiêm ngặt, nghiên cứu đã tiến hành tại khu vực rừng trồng Chò Chỉ thuần loài. Phương pháp được áp dụng là chọn cây tiêu chuẩn đại diện cho các cấp đường kính khác nhau (nhỏ, trung bình, lớn). Các cây mẫu sau đó được chặt hạ và phân tách thành các bộ phận chính: thân, cành, và lá. Từng bộ phận được cân đo khối lượng tươi ngay tại thực địa để xác định sinh khối trên mặt đất (AGB). Một bước đột phá của nghiên cứu là xây dựng các phương trình dị lượng. Các phương trình này mô tả mối quan hệ toán học giữa các chỉ số sinh trưởng dễ đo đạc (như D1.3 và Hvn) với sinh khối của từng bộ phận và toàn bộ cây. Nhờ đó, trong tương lai, các nhà khoa học có thể ước tính sinh khối rừng một cách nhanh chóng, không cần chặt hạ cây, giúp tiết kiệm thời gian và bảo vệ tài nguyên.

4.1. Quy trình chọn và xử lý cây mẫu để xác định sinh khối

Quy trình bắt đầu bằng việc lập một ô tiêu chuẩn 1000 m² trong rừng trồng, đo đếm toàn bộ cây để xác định đường kính trung bình. Dựa trên đó, các cây được phân thành 3 cấp kính. 10 cây tiêu chuẩn đại diện cho các cấp này đã được lựa chọn để chặt hạ. Sau khi chặt, cây được cắt thành các khúc dài 2m, mỗi khúc được cân tổng khối lượng tươi, sau đó tách riêng thân, cành, lá để cân lại. Quy trình này đảm bảo thu thập dữ liệu sinh khối chi tiết và chính xác theo từng bộ phận của cây.

4.2. Xây dựng phương trình dị lượng để ước tính sinh khối Chò Chỉ

Từ dữ liệu sinh khối của 10 cây mẫu, nghiên cứu đã sử dụng phương pháp hồi quy phi tuyến để xây dựng các phương trình dị lượng. Kết quả cho thấy mối tương quan rất chặt chẽ giữa tổng sinh khối trên mặt đất (AGB) với chỉ số tổng hợp D²H (R = 0,989). Cụ thể, phương trình SKtmd = 0,142*(D²H)^0,802 được xác định là mô hình tốt nhất. Phương trình này là một công cụ khoa học mạnh mẽ, cho phép ước tính sinh khối của cá thể Chò Chỉ chỉ bằng việc đo đường kính và chiều cao, có ý nghĩa lớn cho công tác kiểm kê rừng và giám sát trữ lượng carbon.

V. Kết quả Sinh khối Chò Chỉ và vai trò như một bể chứa carbon

Kết quả nghiên cứu đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc về đặc điểm sinh khối và khả năng lưu trữ carbon của Chò Chỉ. Phân tích cho thấy, thân cây là bộ phận tích lũy sinh khối lớn nhất, chiếm trung bình 85,58% tổng sinh khối trên mặt đất (AGB). Điều này phản ánh đặc tính của một loài cây gỗ lớn, ưu tiên phát triển chiều cao và đường kính thân. Sinh khối của cành và lá chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ (khoảng 15%), cho thấy Chò Chỉ là loài có tán lá tương đối hẹp và phân cành cao. Về sự phân bố sinh khối theo chiều dọc, lượng sinh khối lớn nhất tập trung ở phần gốc và giảm dần về phía ngọn. Những phát hiện này không chỉ quan trọng đối với ngành lâm học mà còn khẳng định vai trò của Chò Chỉ như một bể chứa carbon hiệu quả. Với lượng sinh khối lớn tập trung ở thân gỗ, carbon được lưu trữ một cách ổn định và lâu dài, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Dữ liệu này là bằng chứng thuyết phục cho việc cần ưu tiên bảo tồn và phát triển loài cây này.

5.1. Phân bố sinh khối trên mặt đất AGB theo các bộ phận

Dữ liệu từ bảng 5.8 của nghiên cứu gốc cho thấy sự phân bổ sinh khối rất rõ rệt. Thân cây chiếm tỷ trọng vượt trội (85,58%), tiếp theo là cành (9,48%) và cuối cùng là lá (4,94%). Cấu trúc này cho thấy phần lớn carbon được cố định trong gỗ, một dạng lưu trữ bền vững. Sự chênh lệch lớn về sinh khối giữa các cây mẫu (từ 57 kg đến 489 kg) cũng phản ánh sự khác biệt về điều kiện sinh trưởng và tiềm năng tích lũy carbon của từng cá thể.

5.2. Mối quan hệ giữa cấu trúc lâm phần và khả năng tích lũy carbon

Nghiên cứu chỉ ra rằng Chò Chỉ thường chiếm lĩnh tầng vượt tán, với chiều cao và đường kính trung bình vượt trội so với toàn lâm phần (chiều cao lớn hơn 53,72%). Đặc điểm này giúp cây tiếp cận nguồn ánh sáng tối đa, tối ưu hóa quá trình quang hợp và tích lũy sinh khối. Do đó, việc bảo vệ những cây Chò Chỉ cổ thụ không chỉ là bảo vệ nguồn gen quý mà còn là bảo vệ những 'kho' trữ lượng carbon khổng lồ, đóng góp trực tiếp vào mục tiêu cân bằng carbon của hệ sinh thái rừng Cúc Phương.

VI. Giải pháp bảo tồn và phát triển bền vững rừng Chò Chỉ

Từ các kết quả nghiên cứu, nhiều giải pháp khả thi được đề xuất để bảo tồn và phát triển bền vững quần thể Chò Chỉ tại Vườn Quốc gia Cúc Phương. Ưu tiên hàng đầu là tăng cường bảo vệ các cá thể trưởng thành hiện có, đặc biệt tại các khu vực có mật độ cao, nhằm bảo vệ nguồn giống và các bể chứa carbon quan trọng. Đồng thời, cần triển khai các biện pháp lâm học để thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên, như phát quang dây leo, làm đất cục bộ quanh cây mẹ để tạo điều kiện cho hạt nảy mầm. Đối với các khu vực rừng nghèo kiệt, có thể áp dụng kỹ thuật trồng bổ sung cây con Chò Chỉ theo đám, kết hợp với các loài cây bạn như Sâng, Sấu, Vàng anh để mô phỏng cấu trúc rừng tự nhiên. Bên cạnh đó, việc áp dụng các phương trình dị lượng đã xây dựng vào công tác kiểm kê rừng định kỳ sẽ giúp theo dõi động thái tăng trưởng và trữ lượng carbon một cách hiệu quả. Về lâu dài, các dữ liệu này có thể là cơ sở để xây dựng các dự án tín chỉ carbon, tạo nguồn tài chính bền vững cho công tác bảo tồn.

6.1. Đề xuất các biện pháp lâm học can thiệp hiệu quả

Các biện pháp can thiệp cần tập trung vào việc cải thiện điều kiện cho thế hệ kế cận. Nghiên cứu khuyến nghị cần xúc tiến quá trình tái sinh tự nhiên và trồng bổ sung để tạo sự cân bằng giữa các thế hệ. Khi gây trồng, cần chú ý đến việc lựa chọn các loài cây đi kèm phù hợp (Cà lồ, Vàng anh, Sâng, Sấu) để tạo môi trường tương tác hỗ trợ, giúp Chò Chỉ sinh trưởng tốt hơn. Mật độ trồng cũng cần được tính toán để tối ưu hóa không gian dinh dưỡng và ánh sáng.

6.2. Hướng đi tương lai Nâng cao giá trị thương mại carbon cho VQG

Các phương trình dị lượng đã được xây dựng là công cụ quan trọng để lượng hóa dịch vụ hệ sinh thái mà rừng Chò Chỉ cung cấp, cụ thể là khả năng hấp thụ và lưu trữ carbon. Hướng đi tương lai là sử dụng các mô hình này để xây dựng các báo cáo khoa học phục vụ cho Cơ chế phát triển sạch (CDM) hoặc các cơ chế tương tự. Việc này không chỉ nâng cao giá trị của hệ sinh thái rừng Cúc Phương mà còn mở ra cơ hội huy động nguồn lực quốc tế cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học tại Việt Nam.