I. Tổng Quan Nghiên Cứu Cấu Trúc và Sinh Khối Loài Sâng
Nghiên cứu về loài Sâng (Pometia pinnata) tại Vườn Quốc Gia Cúc Phương đóng vai trò nền tảng trong lĩnh vực lâm học và bảo tồn đa dạng sinh học. Việc hiểu rõ đặc điểm cấu trúc lâm phần và ước tính chính xác sinh khối rừng không chỉ cung cấp dữ liệu khoa học quý giá mà còn là cơ sở để hoạch định chiến lược quản lý tài nguyên rừng bền vững. Bài viết này sẽ đi sâu vào các khía cạnh cốt lõi của loài cây này, từ đặc điểm sinh thái, vai trò trong hệ sinh thái, đến tầm quan trọng của việc lượng hóa sinh khối và trữ lượng carbon mà chúng tích lũy.
1.1. Giới thiệu loài Sâng Pometia pinnata và vai trò
Pometia pinnata, hay còn gọi là cây Sâng, là loài cây gỗ lớn, có thể đạt chiều cao 30-40m và đường kính 70-120cm. Theo nghiên cứu của Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên (2000), thân cây thường có u bướu, gốc có bạnh vè, vỏ màu nâu hồng. Gỗ Sâng cứng, lõi màu nâu đỏ, khó bị mối mọt, có giá trị cao trong xây dựng và làm đồ mỹ nghệ. Trong hệ sinh thái rừng Cúc Phương, loài Sâng chiếm tầng cao của rừng (tầng A1, A2), đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc tầng tán, tạo môi trường sống cho các loài khác và góp phần vào sự ổn định của quần xã thực vật. Cây ưa sáng, đất sâu ẩm, thường phân bố ở chân núi đá vôi.
1.2. Vị thế của Vườn Quốc Gia Cúc Phương trong bảo tồn
Vườn Quốc Gia Cúc Phương là vườn quốc gia đầu tiên của Việt Nam, một khu bảo tồn thiên nhiên có hệ động thực vật mang đặc trưng rừng mưa nhiệt đới. Nơi đây là môi trường sống lý tưởng cho nhiều loài cây gỗ lớn, trong đó loài Sâng phân bố nhiều, sinh trưởng và phát triển tốt. Việc thực hiện nghiên cứu tại đây mang lại ý nghĩa to lớn, bởi nó phản ánh đặc điểm của một lâm phần được bảo vệ lâu dài, ít bị tác động bởi con người. Dữ liệu thu thập tại Cúc Phương là nguồn tham chiếu tin cậy cho các hoạt động bảo tồn đa dạng sinh học và phục hồi rừng ở các khu vực khác.
1.3. Tầm quan trọng của việc phân tích sinh khối rừng
Phân tích sinh khối rừng là một trong những nội dung cốt lõi của sinh thái học rừng. Sinh khối đại diện cho lượng vật chất hữu cơ tích lũy, phản ánh trực tiếp năng suất của hệ sinh thái. Theo Phạm Văn Điển (2004), việc xác định sinh khối là cơ sở để ước tính trữ lượng carbon mà rừng hấp thụ, góp phần vào các chương trình giảm thiểu biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu về sinh khối, đặc biệt là sinh khối trên mặt đất (AGB) và sinh khối dưới mặt đất (BGB), giúp lượng hóa vai trò của rừng trong chu trình carbon toàn cầu, cung cấp luận cứ khoa học cho các chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng.
II. Thách Thức Khi Nghiên Cứu Cấu Trúc Lâm Phần Loài Sâng
Mặc dù có tầm quan trọng lớn, các công trình nghiên cứu về loài Sâng tại Việt Nam vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế. Các nghiên cứu trước đây thường tản mạn, chưa có tính hệ thống, đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu về sinh khối của loài Sâng gần như chưa được thực hiện. Thực tế này tạo ra một khoảng trống kiến thức, gây khó khăn cho công tác bảo tồn và phát triển loài cây có giá trị này. Việc thiếu hụt dữ liệu về trữ lượng carbon và cấu trúc chi tiết của lâm phần là một thách thức lớn, đòi hỏi cần có những nghiên cứu chuyên sâu và toàn diện hơn.
2.1. Hạn chế trong các công trình nghiên cứu trước đây
Tài liệu gốc chỉ ra rằng, các nghiên cứu về đặc điểm sinh thái loài Sâng tuy đã được thực hiện nhưng chỉ ở những góc độ khác nhau và còn 'rất hạn chế và tản mạn'. Đặc biệt, 'nghiên cứu về đặc điểm sinh khối của loài Sâng là hầu như chưa có'. Các công trình trước đây chủ yếu tập trung vào đặc điểm lâm học chung, mô tả hình thái, nhưng chưa đi sâu vào phân tích định lượng về cấu trúc rừng một cách hệ thống, cũng như chưa xây dựng được các phương trình sinh khối đặc thù cho loài này tại Việt Nam. Sự thiếu hụt này làm giảm tính chính xác khi đánh giá tiềm năng của loài.
2.2. Sự cần thiết của việc xác định trữ lượng carbon
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, việc xác định trữ lượng carbon của các hệ sinh thái rừng trở nên cấp thiết. Loài Sâng, với kích thước gỗ lớn và chiếm ưu thế trong tầng tán, có tiềm năng tích lũy một lượng carbon đáng kể. Tuy nhiên, nếu không có các nghiên cứu cụ thể về sinh khối, mọi ước tính về khả năng hấp thụ carbon chỉ mang tính phỏng đoán. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu lấp đầy khoảng trống đó, cung cấp cơ sở khoa học để 'xác định khả năng hấp thụ và giá trị thương mại carbon' của loài Sâng, từ đó thúc đẩy các cơ chế phát triển sạch trong lâm nghiệp.
III. Phương Pháp Luận Nghiên Cứu Cấu Trúc Lâm Phần Sâng
Để có được kết quả chính xác và mang tính đại diện, nghiên cứu đã áp dụng một hệ thống phương pháp nghiên cứu thực địa chặt chẽ. Trọng tâm của phương pháp luận là việc thiết lập các ô tiêu chuẩn để thu thập dữ liệu về cấu trúc rừng. Từ đó, các chỉ số quan trọng như cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, và dạng phân bố không gian của cây rừng được phân tích. Cách tiếp cận này đảm bảo các kết luận rút ra có độ tin cậy cao, phản ánh đúng bản chất của lâm phần tự nhiên có loài Sâng phân bố tại Vườn Quốc Gia Cúc Phương.
3.1. Kỹ thuật lập ô tiêu chuẩn OTC trong điều tra
Nghiên cứu đã tiến hành lập 4 ô tiêu chuẩn (OTC), mỗi ô có diện tích 2400m² (40x60m) tại các vị trí điển hình trong rừng tự nhiên. Trên các OTC, toàn bộ cây có đường kính ngang ngực (D1.3) lớn hơn 6cm đều được đo đếm các chỉ tiêu như D1.3, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc) và tên loài. Phương pháp này cho phép thu thập một bộ dữ liệu lớn và chi tiết, làm cơ sở để phân tích mật độ cây và các đặc điểm khác của lâm phần.
3.2. Phân tích tổ thành loài và chỉ số quan trọng IV
Cấu trúc tổ thành được phân tích dựa trên hai tiêu chí: số lượng cây và chỉ số mức độ quan trọng (IV%). Chỉ số IV% được tính toán dựa trên tổng tỷ lệ phần trăm về mật độ (N%) và tiết diện ngang (G%), phản ánh vai trò sinh thái của mỗi loài trong quần xã. Theo kết quả nghiên cứu, loài Sâng có chỉ số IV% là 5.41%, thuộc nhóm loài cây chiếm ưu thế trong quần thể. Các loài ưu thế khác bao gồm Cà lồ (20.06%), Nhò vàng (13.78%) và Vàng anh (11.99%).
3.3. Xác định dạng phân bố cây gỗ theo Clark và Evans
Để nghiên cứu dạng phân bố không gian của cây rừng, phương pháp của Clark và Evans đã được áp dụng. Phương pháp này dựa trên việc so sánh khoảng cách trung bình thực tế giữa các cây với khoảng cách trung bình lý thuyết. Kết quả tính toán cho thấy giá trị U dao động từ 28.423 đến 41.503, đều lớn hơn 1.96. Điều này chứng tỏ cây rừng trong các lâm phần nghiên cứu có dạng 'phân bố đều'. Dạng phân bố này cho thấy quần thể cây rừng đã đạt trạng thái ổn định, sự cạnh tranh về không gian dinh dưỡng được điều tiết một cách tự nhiên.
IV. Hướng Dẫn Xác Định Sinh Khối Của Loài Sâng Pometia pinnata
Việc xác định sinh khối của loài Sâng đòi hỏi một quy trình khoa học và tỉ mỉ, từ việc lựa chọn cây mẫu đến phân tích dữ liệu. Nghiên cứu này đã tiên phong áp dụng phương pháp chặt hạ toàn bộ cây tiêu chuẩn để đo lường sinh khối tươi trên mặt đất (AGB). Phương pháp này tuy tốn nhiều công sức nhưng mang lại độ chính xác cao nhất. Dữ liệu thu thập được không chỉ dùng để tính toán tổng sinh khối mà còn để xây dựng các phương trình sinh khối, một công cụ hữu ích cho việc ước tính nhanh sinh khối trong thực tiễn mà không cần phá hủy mẫu.
4.1. Quy trình chọn và chặt hạ cây tiêu chuẩn
Để đảm bảo tính đại diện, nghiên cứu đã tiến hành phân chia quần thể cây Sâng trồng thuần loài thành 3 cấp đường kính khác nhau. Trong mỗi cấp kính, 3 cây có đường kính và chiều cao xấp xỉ giá trị trung bình của cấp đó được lựa chọn làm cây tiêu chuẩn. Tổng cộng có 9 cây tiêu chuẩn đã được chặt hạ sát gốc. Sau khi chặt hạ, mỗi cây được phân chia thành các khúc dài 2m để tiện cho việc cân đo và phân tích. Quy trình này đảm bảo mẫu nghiên cứu bao quát được sự biến động về kích thước trong lâm phần.
4.2. Kỹ thuật cân đo sinh khối tươi trên mặt đất AGB
Toàn bộ sinh khối tươi trên mặt đất (AGB) của từng khúc gỗ (bao gồm thân, cành, lá) được cân ngay sau khi chặt hạ để tránh sự sai lệch do mất nước. Sau đó, các bộ phận thân, cành, lá được tách riêng để cân lại, nhằm xác định tỷ lệ sinh khối của từng bộ phận. Kết quả cho thấy sinh khối chủ yếu tập trung ở thân cây (trung bình 86.10%), tiếp đến là cành (10.60%) và cuối cùng là lá (3.30%). Tổng sinh khối tươi trung bình của một cây Sâng trong mẫu nghiên cứu là 222.19 kg.
4.3. Xây dựng phương trình sinh khối tương quan
Một trong những kết quả quan trọng nhất là việc xây dựng các phương trình sinh khối dạng hàm lũy thừa (Y = a*X^b) để thể hiện mối quan hệ giữa sinh khối với các nhân tố dễ đo đếm như đường kính ngang ngực (D1.3) và chiều cao (Hvn). Kết quả phân tích cho thấy mối tương quan rất chặt chẽ giữa tổng sinh khối và sinh khối thân với D1.3 (R² > 0.95). Các phương trình này là công cụ mạnh mẽ, cho phép các nhà lâm học ước tính nhanh sinh khối rừng và trữ lượng carbon chỉ bằng cách đo đường kính cây, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian.
V. Ứng Dụng Thực Tiễn Từ Nghiên Cứu Sinh Khối Loài Sâng
Những kết quả từ nghiên cứu này không chỉ mang giá trị học thuật mà còn có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn to lớn. Dữ liệu về cấu trúc lâm phần và sinh khối của loài Sâng cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc cho việc xây dựng các mô hình quản lý tài nguyên rừng hiệu quả tại Vườn Quốc Gia Cúc Phương và các khu vực tương tự. Các phát hiện này hỗ trợ trực tiếp cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học, đánh giá tiềm năng dịch vụ môi trường rừng và đề xuất các giải pháp lâm sinh phù hợp để phát triển bền vững loài cây bản địa có giá trị này.
5.1. Ý nghĩa trong quản lý tài nguyên rừng bền vững
Việc hiểu rõ cấu trúc tầng tán và mối quan hệ giữa loài Sâng với các loài cây bạn (như Vàng anh, Nhò vàng) là cơ sở để đề xuất các biện pháp lâm sinh tác động hợp lý. Ví dụ, khi trồng rừng hỗn loài, có thể lựa chọn các loài cây đi kèm phù hợp để tối ưu hóa việc sử dụng không gian và dinh dưỡng, thúc đẩy tái sinh tự nhiên. Các phương trình sinh khối giúp theo dõi và đánh giá tăng trưởng của rừng một cách nhanh chóng, hỗ trợ việc lập kế hoạch khai thác và nuôi dưỡng rừng bền vững, đảm bảo cân bằng giữa mục tiêu kinh tế và bảo tồn.
5.2. Cơ sở khoa học cho việc bảo tồn đa dạng sinh học
Loài Sâng là một loài cây ưu thế, đóng vai trò kiến tạo trong hệ sinh thái rừng Cúc Phương. Việc bảo tồn và phát triển loài này đồng nghĩa với việc bảo vệ cả một quần xã sinh vật phụ thuộc vào nó. Dữ liệu nghiên cứu cung cấp thông tin chi tiết về điều kiện sinh thái phù hợp cho sự phát triển của Sâng, từ đó có thể khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt hoặc xúc tiến trồng bổ sung tại các khu vực phù hợp. Hơn nữa, việc lượng hóa được trữ lượng carbon mà lâm phần Sâng đang lưu giữ càng làm nổi bật giá trị của công tác bảo tồn, thu hút sự quan tâm và đầu tư từ các tổ chức trong và ngoài nước.
