Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Tà Kóu thuộc tỉnh Bình Thuận sở hữu hệ sinh thái rừng đặc dụng phong phú với độ cao dao động từ 30 m đến 697 m so với mực nước biển, được thành lập theo Quyết định số 791/TTg của Thủ tướng Chính phủ. Tại đây, hệ sinh thái rừng rụng lá và bán rụng lá cây họ Dầu (Dipterocarpaceae) chiếm trên 50% tổng diện tích tự nhiên, tạo nên sinh cảnh đặc trưng cho vùng cát ven biển cực Nam Trung Bộ. Trong quần xã thực vật này, cây Dầu cát (Dipterocarpus chartaceus Sym) giữ vai trò là loài ưu thế sinh thái và là nguồn gen bản địa có giá trị bảo tồn cao. Tuy nhiên, áp lực từ các hoạt động nhân sinh ven rừng cùng sự biến đổi khí hậu khắc nghiệt với lượng bốc hơi bình quân 1.425,6 mm/năm vượt lượng mưa 1.115,7 mm/năm đang đe dọa trực tiếp đến cấu trúc quần thể loài.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề suy giảm mật độ và thiếu hụt cơ sở dữ liệu lâm học định lượng về cây Dầu cát. Mục tiêu cụ thể là xác định các đặc trưng hình thái, nhịp điệu vật hậu, cấu trúc tổ thành tầng cây cao, mối quan hệ sinh thái với lập địa đất cát ven biển và quy luật tái sinh tự nhiên dưới tán rừng. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trên các trạng thái rừng tự nhiên IIA, IIB và IIIA1 tại huyện Hàm Thuận Nam trong thời gian từ tháng 2 năm 2015 đến tháng 5 năm 2016. Kết quả nghiên cứu cung cấp hệ thống chỉ số định lượng về cấu trúc mật độ, trữ lượng lâm phần và động thái tầng cây tái sinh, làm căn cứ khoa học thiết lập các biện pháp kỹ thuật lâm sinh và phục hồi rừng bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết động thái hệ sinh thái rừng nhiệt đới của Eugene Odum và học thuyết phân chia tổ thành thực vật rừng của Paul W. Richards, kết hợp quan điểm phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng. Cấu trúc không gian rừng được mô hình hóa theo cấu trúc 5 tầng thẳng đứng bao gồm: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng thảm tươi cỏ quyết (C).

Ba khái niệm học thuật cốt lõi được định lượng hóa trong nghiên cứu gồm:

  1. Chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IV%), phản ánh mức độ ưu thế sinh thái của loài thông qua trung bình cộng của mật độ tương đối (N%) và tiết diện ngang tương đối (G%).
  2. Quy luật cấu trúc lâm phần, biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa số cây và cấp đường kính (N/D1.3) cũng như chiều cao vút ngọn (N/Hvn).
  3. Động thái tái sinh tự nhiên, đo lường khả năng duy trì thế hệ kế cận dựa trên mật độ cây con (N/ha), tỷ lệ phẩm chất sinh trưởng và nguồn gốc hình thành (hạt hoặc chồi).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu được thu thập thông qua phương pháp điều tra điển hình tạm thời trên thực địa kết hợp phân tích mẫu phòng thí nghiệm. Cỡ mẫu điều tra bao gồm 9 ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích 1.000 m² (kích thước 40 m x 25 m), bố trí đều trên 3 trạng thái rừng tự nhiên (IIA, IIB, IIIA1) với 3 ô cho mỗi trạng thái, đạt tổng diện tích khảo sát tầng cây cao 9.000 m². Phương pháp chọn mẫu điển hình được áp dụng nhằm phản ánh chính xác tính chất đại diện của quần xã có cây Dầu cát phân bố trên các điều kiện địa hình và độ dốc khác nhau.

Trong mỗi OTC, 4 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m² (5 m x 5 m) được thiết lập tại 4 góc để đo đếm tầng cây tái sinh, hình thành hệ thống 36 ODB với tổng diện tích 900 m². Đo đạc đường kính ngang ngực D1.3 (cho cây có D1.3 ≥ 8 cm) bằng thước dây chính xác 1 cm và đo chiều cao Hvn bằng thước đo cao HAGA với sai số dưới 0,5 m. Dữ liệu đất được lấy từ 3 phẫu diện đất đại diện theo tiêu chuẩn TCVN 9487-2012 và phân tích tại Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam. Các thuật toán thống kê mô tả, kiểm định phân bố và mô hình hóa hàm tương quan sinh trưởng Quadratic giữa Hvn và D1.3 được xử lý thông qua phần mềm Excel và Statgraphics Centurion V15 trong khung thời gian từ tháng 2 năm 2015 đến tháng 5 năm 2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã làm sáng tỏ 4 nhóm đặc trưng lâm học cơ bản của cây Dầu cát tại Khu bảo tồn thiên nhiên Tà Kóu:

  1. Đặc điểm hình thái và vật hậu: Dầu cát là cây gỗ lớn, chiều cao vút ngọn đạt 25 m đến 45 m, đường kính thân đạt 1,2 m đến 1,6 m, tán lá xòe rộng hình tròn và rụng lá vào mùa khô. Quả Dầu cát có hình cầu nhẵn, đường kính 2 cm đến 3 cm, không có 5 cạnh như Dầu rái, mang 2 cánh phát triển dài 9 cm đến 11 cm, rộng 2,5 cm đến 3 cm. Chu kỳ vật hậu ghi nhận mùa rụng lá từ tháng 9 đến tháng 11, ra hoa rộ từ tháng 11 đến tháng 12 và quả chín tập trung từ tháng 3 đến tháng 5 hàng năm.

  2. Cấu trúc tổ thành và độ ưu thế: Trong trạng thái rừng IIA, 10 loài cây ưu thế chiếm tới 66,20% tổng số cá thể (762 cây) trong khi 46 loài đi kèm chỉ chiếm 33,80% (389 cây). Cây Dầu cát luôn giữ vị trí chủ chốt trong tầng vượt tán (A1) và tầng tán chính (A2), cùng với các loài ưu hợp như Sến mủ (Shorea roxburghii) và Dầu trà beng (Dipterocarpus intricatus), đạt chỉ số IV% vượt ngưỡng sinh thái 5%.

  3. Tính chất đất và lập địa: Cây Dầu cát phân bố chủ yếu trên hai đơn vị đất chính là đất phù sa có tầng loang lổ và đất nâu thẫm phát triển trên đá bọt bazan. Tại tầng mặt (0 - 10 cm), đất có độ chua trao đổi pH_KCl dao động từ 4,05 đến 5,10, hàm lượng mùn đạt từ 3,65% đến 4,93%, đạm tổng số đạt 0,21% đến 0,28% và độ no bazơ biến động mạnh từ 24,5% đến 61,3%.

  4. Đặc trưng tầng cây tái sinh: Mật độ cây tái sinh dưới tán rừng đạt mức khá, dao động từ 2.000 đến trên 10.000 cây/ha. Nguồn gốc tái sinh từ hạt chiếm ưu thế vượt trội với trên 70% tổng số cây điều tra. Cấu trúc chiều cao cây con tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao dưới 1 m (chiếm trên 65%), trong khi cấp cây có triển vọng chiều cao trên 3 m chỉ chiếm dưới 12%.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa cấu trúc tầng tán và khả năng duy trì quần thể Dầu cát chịu sự chi phối chặt chẽ của nhân tố ánh sáng và chế độ ẩm độ đất. Giai đoạn cây mầm và cây con dưới 1 m thể hiện tính chất chịu bóng nhẹ, sinh trưởng thuận lợi dưới tán rừng có độ tàn che từ 0,6 đến 0,7. Khi cây đạt chiều cao trên 1,5 m, nhu cầu ánh sáng tăng mạnh, nếu gặp hiện tượng ứ đọng tán của các loài cây gỗ tầng trên, tỷ lệ chết tự nhiên tăng cao khiến số lượng cá thể suy giảm rõ rệt ở các cấp chiều cao lớn hơn.

Dữ liệu phân bố thực nghiệm được biểu diễn trực quan qua biểu đồ đường cong tần số N/D1.3 dạng hàm giảm (hyperbolic hoặc Weibull lệch trái), thể hiện số lượng cây cá thể giảm dần khi cấp đường kính tăng lên, phản ánh quy luật đào thải tự nhiên bình thường của rừng nguyên sinh. Đồ thị quan hệ tương quan Hvn - D1.3 biểu diễn tối ưu dưới dạng phương trình Quadratic, chứng minh tốc độ tăng trưởng chiều cao diễn ra nhanh ở giai đoạn non và chậm dần khi cây đạt độ thành thục công nghệ. Các bảng tổng hợp phẫu diện đất cho thấy hàm lượng sét vật lý tầng sâu đạt 51,6% đến 64,8%, giúp giữ ẩm hiệu quả trong mùa khô hạn kéo dài 6 tháng tại Bình Thuận, tạo tiền đề sinh thái vững chắc cho bộ rễ cọc của Dầu cát phát triển.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thực hiện biện pháp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên có tác động lâm sinh: Ban Quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Tà Kóu chủ trì tổ chức phát dọn dây leo, cây bụi lấn át và mở tán cục bộ với diện tích lỗ trống 300 m² đến 500 m² xung quanh các cây mẹ gieo giống. Mục tiêu nâng tỷ lệ sống của cây tái sinh triển vọng (chiều cao trên 1,5 m) lên trên 45% trong giai đoạn 2026 - 2028.

  2. Xây dựng quy trình thu hái hạt giống và nhân giống quy mô lớn: Hạt Dầu cát cần được thu hái trực tiếp trên cây mẹ có phẩm chất tốt (thân thẳng, D1.3 trên 40 cm, không sâu bệnh) vào đúng thời kỳ quả chín từ tháng 3 đến tháng 5. Trung tâm Giống lâm nghiệp phối hợp với Ban Quản lý Khu bảo tồn thực hiện gieo ươm ngay sau khi thu hoạch để đảm bảo tỷ lệ nảy mầm đạt trên 80%, kết hợp nghiên cứu giâm hom mô tế bào trong giai đoạn 2026 - 2027.

  3. Ứng dụng Dầu cát vào các dự án trồng rừng phục hồi cảnh quan và phòng hộ ven biển: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Bình Thuận đưa loài Dầu cát vào danh mục cây trồng rừng bản địa chủ lực, triển khai trồng bổ sung làm giàu rừng với mật độ 1.100 đến 1.600 cây/ha trên diện tích 300 ha đất cát thoái hóa ven biển trước năm 2030.

  4. Tăng cường kiểm soát lâm sản và giảm thiểu áp lực sinh kế vùng đệm: Chi cục Kiểm lâm Bình Thuận phối hợp chặt chẽ với chính quyền 5 xã vùng đệm (Hàm Minh, Hàm Cường, Tân Thành, Tân Thuận, Thuận Quý) chấm dứt hoàn toàn hoạt động khoan đẽo thân cây Dầu cát để khai thác dầu nhựa trái phép và chăn thả gia súc trong phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, giữ vững tỷ lệ bảo tồn 100% diện tích rừng tự nhiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban quản lý các khu rừng đặc dụng và khu bảo tồn thiên nhiên duyên hải: Ứng dụng trực tiếp hệ thống dữ liệu sinh thái, tổ thành loài và quy luật phân bố để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững và thiết kế các tuyến tuần tra bảo vệ nguồn gen họ Dầu.

  2. Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Lâm học: Sử dụng tài liệu như một công trình tham khảo chuẩn mực về phương pháp lập ô tiêu chuẩn định lượng, kỹ thuật tính toán chỉ số IV% theo Daniel Marmillod và kỹ thuật mô hình hóa sinh trưởng cây rừng.

  3. Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp và phát triển nông thôn: Cung cấp luận cứ khoa học để Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Nam Trung Bộ hoạch định chính sách bảo tồn đa dạng sinh học và phê duyệt các dự án trồng rừng phòng hộ ven biển.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và doanh nghiệp phát triển dự án phục hồi sinh thái: Tham khảo các thông số trữ lượng gỗ, mật độ sinh thái và khả năng thích nghi lập địa cát để thiết kế các dự án phục hồi rừng bản địa kết hợp tạo tín chỉ carbon.

Câu hỏi thường gặp

Dầu cát có những đặc điểm nhận dạng bên ngoài nào khác biệt so với cây Dầu rái? Dầu cát (Dipterocarpus chartaceus) sở hữu vỏ quả hình cầu nhẵn bóng hoàn toàn, không có các gờ cạnh dọc thân quả. Ngược lại, quả Dầu rái (Dipterocarpus alatus) có 5 cạnh lồi dạng cánh nhỏ chạy dọc thân quả. Về kích thước, quả Dầu cát nhỏ gọn hơn với đường kính 2 cm đến 3 cm và mang hai cánh đài lớn dài 9 cm đến 11 cm.

Loại đất nào tại Khu bảo tồn thiên nhiên Tà Kóu thích hợp nhất cho cây Dầu cát phát triển? Cây Dầu cát sinh trưởng tối ưu trên đất phù sa cổ có tầng loang lổ và đất nâu thẫm phát triển trên đá bọt bazan. Các mẫu đất này có độ pH_KCl từ 5,10 đến 5,45, hàm lượng mùn tầng mặt đạt trên 4,9%, thành phần cơ giới nặng với tỷ lệ hạt sét vật lý từ 51,6% đến 64,8%, giúp duy trì độ ẩm ổn định trong mùa khô.

Tại sao mật độ cây Dầu cát tái sinh lại giảm mạnh ở cấp chiều cao trên 1,5 mét? Cây Dầu cát chuyển hóa từ đặc tính chịu bóng nhẹ ở giai đoạn mầm non sang ưa sáng mạnh khi trưởng thành. Dưới tán rừng khép tán có độ tàn che lớn, ánh sáng bị ứ đọng không đủ cung cấp cho quá trình quang hợp của cây con vượt cấp, dẫn đến hiện tượng đào thải tự nhiên gay gắt khiến mật độ cây cao trên 1,5 m suy giảm rõ rệt.

Thời điểm tối ưu để thu hái hạt giống Dầu cát phục vụ gieo ươm nhân tạo là khi nào? Mùa thu hái quả Dầu cát đạt chất lượng sinh học cao nhất là từ tháng 3 đến tháng 5 hàng năm khi vỏ quả chuyển sang màu đen bóng và cánh quả khô đều. Do hạt cây họ Dầu mất sức nảy mầm rất nhanh sau khi rụng, quả cần được thu hái trực tiếp trên cây mẹ và tiến hành xử lý gieo ươm ngay trong vòng 3 đến 5 ngày.

Gỗ và các sản phẩm phụ của cây Dầu cát có giá trị kinh tế như thế nào trong thực tế? Gỗ Dầu cát thuộc nhóm gỗ cứng và nặng với tỷ trọng từ 740 kg/m³ đến 970 kg/m³ ở độ ẩm tiêu chuẩn 15%, rất bền trong xây dựng và đóng tàu thuyền. Nhựa dầu khai thác từ thân cây chứa hàm lượng tinh dầu cao, được ứng dụng làm dầu bóng, vật liệu xảm trét thuyền buồm và dung môi kỹ thuật.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập đầy đủ hệ thống dẫn liệu khoa học về đặc điểm hình thái, nhịp điệu sinh vật học và phân bố lập địa của cây Dầu cát tại Khu bảo tồn thiên nhiên Tà Kóu.
  • Định lượng hóa cấu trúc tổ thành tầng cây cao với 10 loài ưu thế chiếm 66,20% mật độ trong trạng thái IIA và xác định công thức toán học mô phỏng quan hệ Hvn - D1.3 theo hàm Quadratic.
  • Đánh giá hiện trạng tái sinh tự nhiên đạt mật độ trên 2.000 cây/ha với trên 70% bắt nguồn từ hạt, chỉ ra nút thắt sinh thái tại cấp chiều cao trên 1,5 m do cạnh tranh ánh sáng.
  • Cung cấp gói 4 giải pháp kỹ thuật lâm sinh toàn diện từ mở tán xúc tiến tái sinh, gieo ươm nhân giống đến trồng rừng phòng hộ đất cát ven biển định hướng 2026 - 2030.
  • Đây là tài liệu tham khảo giá trị cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý lâm nghiệp và sinh viên trong công tác bảo tồn gen thực vật bản địa quý hiếm.