Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu đa dạng hệ sinh thái rừng với khoảng 3/4 diện tích lãnh thổ là rừng và đất rừng, trải dài từ vùng nhiệt đới ẩm đến ôn hòa. Tuy nhiên, sau ba mươi năm chiến tranh và khai thác không hợp lý, diện tích rừng tự nhiên đã giảm nghiêm trọng, từ 11,5 triệu ha năm 1943 xuống còn khoảng 9,3 triệu ha năm 1995, với độ che phủ chỉ còn 28,8%. Tình trạng mất rừng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng như xói mòn đất, lũ lụt, hạn hán và suy giảm đa dạng sinh học. Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi là rất cần thiết để đề xuất các biện pháp bảo vệ và phục hồi bền vững.

Luận văn tập trung nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIa và IIb tại xã Đôn Phong, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn, khu vực có địa hình đồi núi phức tạp với diện tích đất lâm nghiệp chiếm 84,41% diện tích tự nhiên. Mục tiêu chính là mô phỏng các quy luật cấu trúc rừng phục hồi, làm cơ sở khoa học cho việc khoanh nuôi bảo vệ và phục hồi rừng tự nhiên bền vững. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2013-2015, với số liệu thu thập trực tiếp tại hiện trường trên diện tích 20 ô tiêu chuẩn, mỗi ô 1000m2.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hoàn thiện cơ sở khoa học cho quản lý rừng phòng hộ tại địa phương, đồng thời cung cấp tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu và giảng dạy trong lĩnh vực lâm nghiệp. Qua đó, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ và phát triển rừng, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và đa dạng sinh học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh thái rừng, trong đó nổi bật là cơ sở sinh thái học của cấu trúc rừng do P. Odum (1971) và các mô hình phân bố số cây theo đường kính và chiều cao như hàm Meyer (1934) và hàm Weibull. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Trạng thái rừng IIa, IIb: Phân loại dựa trên đường kính bình quân, tổng tiết diện ngang và độ tàn che, phản ánh mức độ phục hồi sau khai thác và nương rẫy.
  • Cấu trúc tổ thành loài cây: Đánh giá tỷ lệ quan trọng của từng loài trong quần xã dựa trên chỉ số IV% (Important Value).
  • Phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính và chiều cao: Mô phỏng bằng các hàm toán học để xác định quy luật phân bố và phát triển rừng.
  • Tương quan chiều cao với đường kính ngang ngực (H/D) và đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1.3): Các mối quan hệ này giúp dự đoán các chỉ tiêu sinh trưởng và không gian dinh dưỡng của cây.

Ngoài ra, nghiên cứu tái sinh rừng được xem xét qua các đặc điểm như mật độ, tổ thành loài, chất lượng cây con và ảnh hưởng của cấu trúc rừng đến quá trình tái sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra điển hình kết hợp định lượng và định tính, với cỡ mẫu gồm 20 ô tiêu chuẩn (8 ô trạng thái IIa, 12 ô trạng thái IIb), mỗi ô có diện tích 1000m2, bố trí theo đường đồng mức và vuông góc. Các chỉ tiêu đo đạc bao gồm:

  • Đường kính ngang ngực (D1.3) của cây ≥ 6 cm.
  • Chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc).
  • Đường kính tán (Dt).
  • Đặc điểm tái sinh: tên loài, chiều cao, nguồn gốc (hạt hoặc chồi), phẩm chất (tốt, trung bình, xấu).

Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel, SPSS và phần mềm mô hình hóa các quy luật kết cấu lâm phần. Phân loại trạng thái rừng dựa trên tiêu chuẩn của Loeschau (1960) và Viện Điều tra - Quy hoạch rừng, với trạng thái IIa là rừng non có D1.3 < 10 cm, tổng tiết diện ngang < 10 m2/ha, độ tàn che < 0,3; trạng thái IIb là rừng phục hồi có D1.3 > 10 cm, tổng tiết diện ngang > 10 m2/ha, độ tàn che > 0,3.

Phân tích mô hình phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính và chiều cao sử dụng hàm Meyer và Weibull, kiểm định sự phù hợp bằng tiêu chuẩn chi bình phương (X2). Mối quan hệ H/D và Dt/D1.3 được mô phỏng bằng các phương trình hồi quy tuyến tính và phi tuyến, kiểm tra mức độ tồn tại bằng tiêu chuẩn F.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân loại trạng thái rừng:

    • Trạng thái IIa có đường kính bình quân 11,4 cm, tổng tiết diện ngang trung bình 7,26 m2/ha, độ tàn che 0,26%, mật độ cây 260-550 cây/ha.
    • Trạng thái IIb có đường kính bình quân 11,12 cm, tổng tiết diện ngang > 10 m2/ha, độ tàn che 0,33%, mật độ cây 380-960 cây/ha.

  2. Tổ thành loài cây:

    • Khu vực nghiên cứu có 35 loài cây, trong đó giẻ trắng chiếm tỷ lệ tổ thành cao nhất (15,9% ở IIa, 16% ở IIb).
    • Trạng thái IIa có 28 loài, 13 loài chiếm tổ thành >1%, chủ yếu là cây tiên phong ưa sáng, giá trị kinh tế thấp.
    • Trạng thái IIb có 31 loài, 22 loài chiếm tổ thành >1%, với 5 loài chiếm >5%, trong đó giẻ trắng là loài ưu thế.

  3. Phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính:

    • 90% các ô nghiên cứu có phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính dạng giảm liên tục, tập trung ở các cỡ kính nhỏ.
    • Hàm Meyer được chọn để mô phỏng phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính với tỷ lệ chấp nhận 55%.

  4. Tương quan chiều cao và đường kính tán với đường kính ngang ngực:

    • Mối quan hệ H/D và Dt/D1.3 được mô phỏng bằng phương trình hồi quy tuyến tính phù hợp, cho phép dự đoán chiều cao và diện tích tán từ đường kính thân cây.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy rừng tự nhiên phục hồi tại xã Đôn Phong đang trong giai đoạn non trẻ, chưa ổn định với thành phần loài đơn giản, chủ yếu là các loài cây gỗ tạp và cây tiên phong ưa sáng. Mật độ cây và độ tàn che tăng dần từ trạng thái IIa đến IIb phản ánh quá trình phục hồi sinh thái theo thời gian. Phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính giảm dần phù hợp với quy luật sinh trưởng tự nhiên của rừng phục hồi, tương tự các nghiên cứu trong và ngoài nước.

Mối tương quan giữa chiều cao, đường kính tán và đường kính thân cây giúp đơn giản hóa việc đánh giá cấu trúc rừng, hỗ trợ quản lý và dự báo phát triển rừng. Tuy nhiên, tính đa dạng sinh học thấp và tỷ lệ loài có giá trị kinh tế nhỏ cho thấy cần có biện pháp kỹ thuật lâm sinh để thúc đẩy sự phát triển của các loài mục đích, nâng cao giá trị và tính bền vững của rừng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố số lượng loài theo cỡ kính, bảng tổ thành loài và biểu đồ tương quan H/D, Dt/D1.3 để minh họa rõ ràng các quy luật cấu trúc rừng phục hồi.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Khoanh nuôi bảo vệ rừng tự nhiên: Thực hiện khoanh nuôi các diện tích rừng trạng thái IIa, IIb nhằm bảo vệ cây tái sinh và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phục hồi tự nhiên, mục tiêu tăng mật độ cây tái sinh lên ít nhất 20% trong vòng 3 năm, do UBND xã và Ban quản lý rừng thực hiện.

  2. Chặt lọc và tạo khoảng trống sinh trưởng: Thực hiện chặt lọc các loài cây kém giá trị, tạo khoảng trống để các loài cây mục đích phát triển, nâng cao tỷ lệ nhóm gỗ tốt và trung bình lên trên 30% trong 5 năm, do cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp phối hợp với người dân địa phương thực hiện.

  3. Trồng bổ sung các loài cây mục đích: Kết hợp trồng bổ sung các loài cây gỗ có giá trị kinh tế và sinh thái phù hợp với điều kiện địa phương nhằm đa dạng hóa thành phần loài, tăng độ che phủ và giá trị rừng, thực hiện trong vòng 2 năm, do các dự án phát triển lâm nghiệp và cộng đồng dân cư triển khai.

  4. Giám sát và đánh giá định kỳ: Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ cấu trúc rừng và tái sinh để đánh giá hiệu quả các biện pháp phục hồi, điều chỉnh kịp thời các giải pháp kỹ thuật, thực hiện hàng năm, do các cơ quan quản lý rừng và viện nghiên cứu phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý rừng địa phương: Có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng kế hoạch khoanh nuôi bảo vệ và phục hồi rừng phù hợp với điều kiện thực tế, nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng.

  2. Các nhà nghiên cứu và giảng viên lâm nghiệp: Tài liệu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng phục hồi, phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu chuyên sâu.

  3. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phát triển nông lâm: Tham khảo để áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm cải thiện sinh kế bền vững dựa trên tài nguyên rừng tự nhiên.

  4. Các dự án bảo tồn và phát triển bền vững: Sử dụng dữ liệu và đề xuất để thiết kế các chương trình phục hồi rừng, bảo vệ đa dạng sinh học và ứng phó biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần phân loại trạng thái rừng IIa và IIb?
    Phân loại giúp đánh giá mức độ phục hồi và đặc điểm cấu trúc rừng, từ đó đề xuất biện pháp quản lý phù hợp nhằm thúc đẩy quá trình phục hồi bền vững.

  2. Phương pháp thu thập số liệu được thực hiện như thế nào?
    Số liệu được thu thập trên 20 ô tiêu chuẩn 1000m2, đo đạc các chỉ tiêu sinh trưởng cây và tái sinh, đảm bảo tính đại diện và chính xác cho khu vực nghiên cứu.

  3. Hàm Meyer và Weibull được sử dụng để làm gì?
    Hai hàm này dùng để mô phỏng phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính và chiều cao, giúp xác định quy luật cấu trúc rừng phục hồi.

  4. Tại sao thành phần loài cây chủ yếu là cây gỗ tạp và cây tiên phong?
    Do rừng đang trong giai đoạn phục hồi sau khai thác và nương rẫy, các loài này mọc nhanh, tạo hoàn cảnh cho các loài cây mục đích phát triển sau này.

  5. Làm thế nào để nâng cao giá trị kinh tế và sinh thái của rừng phục hồi?
    Cần thực hiện chặt lọc cây kém giá trị, trồng bổ sung loài mục đích, khoanh nuôi bảo vệ tái sinh và giám sát định kỳ để điều chỉnh biện pháp kỹ thuật phù hợp.

Kết luận

  • Rừng tự nhiên phục hồi tại xã Đôn Phong chủ yếu ở trạng thái IIa và IIb, với đặc điểm cấu trúc và mật độ cây khác nhau phản ánh quá trình phục hồi sinh thái.
  • Thành phần loài cây đơn giản, chủ yếu là cây gỗ tạp và cây tiên phong ưa sáng, giá trị kinh tế thấp, đa dạng sinh học chưa cao.
  • Phân bố số lượng loài cây theo cỡ kính và chiều cao phù hợp với các mô hình hàm Meyer và Weibull, cho thấy quy luật phát triển tự nhiên của rừng phục hồi.
  • Mối tương quan giữa chiều cao, đường kính tán và đường kính thân cây được mô phỏng chính xác, hỗ trợ đánh giá cấu trúc rừng hiệu quả.
  • Đề xuất các biện pháp khoanh nuôi bảo vệ, chặt lọc, trồng bổ sung và giám sát định kỳ nhằm thúc đẩy phục hồi rừng bền vững.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp kỹ thuật lâm sinh đã đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu để đánh giá hiệu quả và điều chỉnh phù hợp. Các nhà quản lý và nghiên cứu được khuyến khích áp dụng kết quả này để nâng cao hiệu quả bảo vệ và phát triển rừng tự nhiên tại địa phương.