Tổng quan nghiên cứu

Thảm thực vật rừng Việt Nam chiếm tỷ lệ che phủ khoảng 40,84% diện tích tự nhiên với trên 14 triệu ha, đóng vai trò then chốt trong việc duy trì cân bằng sinh thái và bảo tồn đa dạng sinh học. Tuy nhiên, áp lực khai thác gỗ trong quá khứ cùng với biến động môi trường đã làm suy giảm nghiêm trọng nhiều loài cây gỗ bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao. Trong số đó, cây Huỷnh (Heritiera javanica (Blume) Kosterm) thuộc họ Trôm (Sterculiaceae) là loài cây gỗ lớn nhóm III đang đứng trước nguy cơ suy thoái cục bộ và đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam (2007).

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự thiếu hụt các dữ liệu lâm học đồng bộ và định lượng về quy luật cấu trúc, phân bố và tái sinh tự nhiên của loài Huỷnh, dẫn đến việc phục hồi loài cây này tại các phân khu sinh thái đạt hiệu quả chưa cao. Nghiên cứu của học viên Nguyễn Mạnh Điệp dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Phạm Minh Toại tại Trường Đại học Lâm nghiệp được thực hiện nhằm giải quyết trực tiếp khoảng trống tri thức này. Mục tiêu cụ thể của luận văn là xác định toàn diện đặc tính hình thái, điều kiện lập địa phân bố, cấu trúc tầng cây cao, đặc điểm tái sinh tự nhiên và tổ thành loài đi kèm của cây Huỷnh, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp.

Phạm vi không gian nghiên cứu được triển khai trên 67.904 ha đất lâm nghiệp thuộc Khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai (với tổng diện tích tự nhiên toàn khu hơn 100.304 ha). Thời gian thu thập và phân tích dữ liệu thực địa diễn ra liên tục từ tháng 11/2016 đến tháng 4/2017. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp hệ thống chỉ số định lượng về mật độ tái sinh bình quân đạt từ 1.500 cây/ha và các quy luật tương quan sinh trưởng, tạo tiền đề vững chắc cho công tác quy hoạch bảo tồn nguyên vị (in-situ) và phát triển mạng lưới rừng trồng gỗ lớn bản địa tại vùng Đông Nam Bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng quan điểm sinh thái học tích hợp, kết hợp hài hòa giữa sinh thái học cá thể và sinh thái học quần thể theo lý thuyết nền tảng của Eugene Odum (1975) và quan điểm lâm học nhiệt đới của Giáo sư Thái Văn Trừng (1999). Theo hệ thống phân loại cấu trúc rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng, thảm thực vật được phân tích chi tiết qua 5 tầng thứ gồm tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C).

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp mô hình phân bố số cây theo đường kính của Meyer (1952) và hàm phân bố xác suất Weibull (Bailey, 1973) để mô tả động thái cấu trúc lâm phần rừng hỗn giao. Các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Chỉ số giá trị quan trọng (Important Value Index - IVI%), Tái sinh tự nhiên (Natural regeneration), Cấu trúc tầng tán lâm phần, và Phân bố thực nghiệm N/D1.3 kết hợp N/Hvn. Luận văn xác định ngưỡng loài ưu thế sinh thái có chỉ số IVI% đạt từ 5% trở lên và tổng chỉ số IVI% của nhóm loài ưu thế phải chiếm trên 50% tổng thể lâm phần.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập thông qua hệ thống điều tra ngoại nghiệp bài bản kết hợp phân tích thứ cấp trên địa bàn 67.904 ha đất lâm nghiệp. Cỡ mẫu và thiết kế điều tra thực địa bao gồm:

  • Điều tra phân bố trên 03 tuyến với tổng chiều dài 11 km (tuyến Đường be 96, tuyến Khu ủy Miền Đông và tuyến Trung ương Cục Miền Nam), dải quan sát rộng 20 m, định vị tọa độ bằng thiết bị GPS 60s.
  • Thiết lập 27 ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời điển hình với diện tích 2.500 m2 mỗi ô tại hai trạng thái rừng chủ đạo: 16 OTC tại trạng thái rừng phục hồi sau khai thác (IIB) và 11 OTC tại trạng thái rừng nghèo kiệt (IIIA1). Tất cả cá thể cây gỗ có đường kính ngang ngực D1.3 từ 6 cm trở lên đều được đo đếm các chỉ tiêu D1.3, Hvn, Hdc và Dtán.
  • Thiết lập 135 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) bố trí tại 4 góc và trung tâm của 27 OTC để đánh giá mật độ, chất lượng (Tốt, Trung bình, Xấu) và nguồn gốc cây tái sinh.
  • Điều tra 42 ODB quanh 14 cây mẹ (3 ODB/cây mẹ theo các vị trí trong tán, mép tán và ngoài tán) nhằm xác định quy luật phát tán hạt và tái sinh quanh gốc.
  • Áp dụng phương pháp điều tra ô 6 cây của Thomasius (1973) trên 14 điểm để khảo sát cấu trúc không gian và tổ thành loài cây đi kèm.
  • Đào và phân tích 5 phẫu diện đất đại diện ở tầng sâu 0 – 17 cm để định lượng thành phần cơ giới, pH và hàm lượng N, P, K dễ tiêu.

Phương pháp phân tích số liệu nội nghiệp sử dụng các phần mềm chuyên dụng gồm SPSS 10.0, Statgraphics Plus 4.0, Primer 6.0 và Excel. Việc lựa chọn các công cụ thống kê toán học này xuất phát từ bản chất cấu trúc phi tuyến phức tạp của rừng tự nhiên, đòi hỏi phải kiểm định chặt chẽ các hàm hồi quy tương quan (giữa Hvn với D1.3 và Dtán) và kiểm tra mức độ đa dạng sinh học theo tiêu chuẩn khoa học quốc tế trong suốt timeline nghiên cứu từ tháng 11/2016 đến tháng 4/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã làm rõ các đặc trưng lâm học quan trọng của loài cây Huỷnh tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai với 4 phát hiện trọng tâm:

  1. Điều kiện lập địa và phân bố tự nhiên: Cây Huỷnh phân bố tự nhiên tập trung ở đai độ cao từ 20 m đến 368 m (trung bình 100 – 120 m), độ dốc phổ biến từ 8° đến 10°, lượng mưa bình quân đạt 2.800 mm/năm. Loài phân bố ưu thế trên nhóm đất đỏ vàng (Ferralsols) vốn chiếm 64,9% tổng diện tích khu bảo tồn, đặc biệt là đất đỏ vàng trên phiến sét và đất nâu vàng trên phù sa cổ có tầng đất dày, độ ẩm cao.

  2. Cấu trúc tầng cây cao lâm phần: Tại trạng thái rừng nghèo IIIA1 (độ tàn che 0,4 – 0,6; D1.3 bình quân 19,9 cm; chiều cao vút ngọn bình quân 15 m) và trạng thái rừng phục hồi IIB, phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D1.3) và phân bố theo cấp chiều cao (N/Hvn) đều tuân theo quy luật đường cong giảm liên tục dạng hàm mũ và phân bố Weibull. Số lượng cá thể tập trung cao nhất ở các cấp kính nhỏ từ 6 cm đến 18 cm (chiếm trên 60% tổng số cây điều tra), phản ánh cấu trúc rừng đang trong giai đoạn phục hồi mạnh mẽ.

  3. Khả năng tái sinh tự nhiên: Mật độ cây tái sinh dưới tán rừng đạt mức tốt, dao động từ 1.500 cây/ha đến hơn 2.200 cây/ha tại những lập địa có độ tàn che từ 0,3 đến 0,8. Tái sinh tự nhiên quanh 14 cây mẹ cho thấy mật độ cây con tập trung cao nhất ở cự ly mép tán và trong tán (chiếm khoảng 72% tổng số cây tái sinh có triển vọng). Đáng chú ý, trên 85% cây Huỷnh tái sinh có nguồn gốc từ hạt với tỷ lệ cây phẩm chất tốt (loại A) đạt trên 55%, chứng minh khả năng tái sinh hữu tính rất bền vững khi có nguồn giống mẹ.

  4. Quy luật tương quan sinh trưởng: Tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính ngang ngực (D1.3) của loài Huỷnh thể hiện mối quan hệ chặt chẽ qua phương trình logarit, trong khi tương quan giữa Hvn và đường kính tán (Dtán) biểu diễn phù hợp nhất qua phương trình đường thẳng tuyến tính. Cây Huỷnh thể hiện tiềm năng sinh trưởng nhanh vượt trội trong giai đoạn 5 đến 12 tuổi với mức tăng trưởng chiều cao đạt từ 90 cm đến 130 cm/năm và tăng trưởng đường kính đạt từ 1,4 cm đến 2,0 cm/năm.

Thảo luận kết quả

Các phát hiện thực địa giải thích rõ cơ chế thích nghi sinh thái học của cây Huỷnh. Ở giai đoạn cây con dưới 3 năm tuổi, Huỷnh là loài chịu bóng nhẹ, cần độ tàn che lâm phần từ 0,3 đến 0,6 để tránh ánh nắng gắt trực xạ. Khi bước vào giai đoạn thành thục, cây vươn mạnh lên tầng vượt tán (A1) và tầng ưu thế sinh thái (A2), khẳng định đặc tính ưa sáng hoàn toàn của cây gỗ lớn. So sánh với các nghiên cứu của B. Rollet (1971) và Nguyễn Bá Chất (1996), cấu trúc N/D1.3 dạng giảm liên tục tại Đồng Nai chứng minh lâm phần chưa bị can thiệp quá mức trong những năm gần đây, tạo điều kiện thuận lợi cho sự kế thừa liên tục của các thế hệ cây tái sinh.

Để trực quan hóa các quy luật phức tạp này, dữ liệu nghiên cứu có thể được thể hiện qua các phương thức đồ họa chuyên môn:

  • Biểu đồ đám mây điểm và đường cong hồi quy: Biểu diễn mối quan hệ thực nghiệm giữa chiều cao Hvn (trục tung, mét) và đường kính D1.3 (trục hoành, cm) ở trạng thái IIIA1 và IIB, thể hiện rõ hệ số tương quan R2 đạt mức tin cậy cao.
  • Bảng tổng hợp chỉ số IVI% và tần số xuất hiện: Liệt kê danh sách các loài cây ưu thế đi kèm như Gụ, Trường, Trám, Chò, Bưởi bung, phản ánh vị thế tương hỗ trong quần xã thực vật rừng kín thường xanh.
  • Biểu đồ cột phân bố tái sinh: Thể hiện tỷ lệ % cây tái sinh phân theo 4 cấp chiều cao (<0,5 m; 0,5 – 1,0 m; 1,01 – 1,5 m; >1,5 m) tại các cự ly khác nhau tính từ gốc cây mẹ.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các đặc tính sinh thái và lâm học đã kiểm chứng, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh mang tính khả thi cao nhằm bảo tồn và phát triển cây Huỷnh:

  1. Thực hiện khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp làm giàu rừng: Ban Quản lý Khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai cần chủ trì khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt 17.670 ha rừng trạng thái IIIA1 và các diện tích rừng IIB. Áp dụng biện pháp phát dọn dây leo, cây bụi chèn ép xung quanh cây tái sinh triển vọng, điều chỉnh độ tàn che tán rừng duy trì ở mức 0,4 – 0,6 nhằm nâng mật độ cây Huỷnh tái sinh đạt trên 2.000 cây/ha trong giai đoạn 2018 – 2025.

  2. Xây dựng hệ thống vườn ươm và kỹ thuật nhân giống hạt chuẩn hóa: Phòng Kỹ thuật Lâm sinh phối hợp với các cơ quan nghiên cứu lâm nghiệp tổ chức thu hái hạt giống từ 14 cây mẹ tiêu chuẩn đã được đánh số định vị trong tháng 6 và tháng 7 hàng năm. Đặt mục tiêu gieo ươm đạt tỷ lệ nảy mầm trên 80% và sản xuất 50.000 cây con đạt tiêu chuẩn xuất vườn (chiều cao >50 cm, đường kính cổ rễ >0,6 cm) mỗi năm để phục vụ trồng rừng bổ sung.

  3. Triển khai mô hình trồng rừng bán tự nhiên và làm giàu rừng gỗ lớn: Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn tỉnh Đồng Nai phê duyệt phương án trồng hỗn giao cây Huỷnh với các loài bản địa như Gõ đỏ, Dầu song nàng, Giáng hương theo mật độ 300 – 600 cây/ha. Mục tiêu trồng mới và làm giàu rừng tối thiểu 500 ha rừng gỗ lớn bản địa tại phân khu phục hồi sinh thái trong lộ trình 5 năm tiếp theo.

  4. Tăng cường tuần tra, giám sát bằng công nghệ định vị và chế tài bảo vệ: Hạt Kiểm lâm Khu bảo tồn duy trì tuần tra thực địa định kỳ 100% trên 11 km tuyến phân bố tự nhiên trọng điểm. Ứng dụng bản đồ số GIS và thiết bị GPS giám sát hiện trạng, phối hợp với chính quyền các xã vùng đệm (Mã Đà, Phú Lý, Hiếu Liêm) triệt phá 100% các hành vi xâm hại tài nguyên gỗ quý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và cơ sở dữ liệu định lượng của luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Sinh thái học: Sử dụng nguồn dữ liệu 27 ô tiêu chuẩn và phương pháp luận ô 6 cây Thomasius để làm tài liệu đối sánh, giảng dạy và phát triển các đề tài nghiên cứu chuyên sâu về động thái rừng nhiệt đới.

  2. Ban quản lý các Khu bảo tồn thiên nhiên và Vườn quốc gia khu vực Nam Bộ: Ứng dụng quy trình điều tra cây mẹ, đánh giá tái sinh tự nhiên và giải pháp lâm sinh để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững và bảo tồn các loài thực vật nguy cấp trong Sách Đỏ.

  3. Kỹ sư lâm sinh và cán bộ kỹ thuật tại các Công ty Lâm nghiệp: Khai thác các chỉ số sinh trưởng đường kính (1,4 – 2,0 cm/năm) và mật độ trồng hỗn giao (300 – 600 cây/ha) để thiết kế mô hình kinh doanh rừng trồng gỗ lớn bản địa chu kỳ dài mang lại giá trị kinh tế cao.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường (Chi cục Kiểm lâm, Sở NN&PTNT): Tham khảo các căn cứ khoa học thực chứng để xây dựng chính sách phân bổ vốn đầu tư cho các chương trình khoanh nuôi phục hồi rừng tự nhiên và bảo tồn nguồn gen lâm nghiệp quý hiếm cấp tỉnh.

Câu hỏi thường gặp

Cây Huỷnh có đặc điểm sinh thái và giá trị sử dụng nổi bật nào?

Huỷnh (Heritiera javanica) là cây gỗ lớn cao tới 30 m, thân thẳng tròn, gỗ nhóm III có tỷ trọng 0,65 – 0,72. Gỗ bền, vân đẹp, chịu mặn tốt, không mối mọt, chuyên dùng trong xây dựng, đóng tàu thuyền và đồ mộc cao cấp. Cây ưa đất đỏ vàng sâu dày, lượng mưa khoảng 2.800 mm/năm và ưa sáng hoàn toàn khi thành thục.

Phương pháp nghiên cứu cấu trúc lâm phần trong luận văn có gì đặc thù?

Nghiên cứu kết hợp đồng bộ giữa 27 ô tiêu chuẩn 2.500 m2 để xác định phân bố N/D1.3 và N/Hvn với phương pháp ô 6 cây của Thomasius trên 14 điểm. Toàn bộ số liệu được kiểm định mô hình hồi quy qua phần mềm SPSS 10.0 và Statgraphics Plus 4.0, đảm bảo tính chuẩn xác và phản ánh trung thực cấu trúc không gian rừng.

Khả năng tái sinh tự nhiên của cây Huỷnh tại Khu bảo tồn như thế nào?

Cây Huỷnh tái sinh tự nhiên rất tốt dưới tán rừng có độ tàn che 0,3 – 0,8 với mật độ đạt từ 1.500 cây/ha. Quanh 14 cây mẹ khảo sát, trên 85% cây con tái sinh từ hạt và tập trung mật độ cao nhất ở khu vực mép tán, với tỷ lệ cây sinh trưởng tốt đạt trên 55%.

Những loài cây gỗ nào thường xuất hiện cùng cây Huỷnh trong lâm phần?

Trong các trạng thái rừng IIB và IIIA1 tại Đồng Nai, Huỷnh thường mọc hỗn giao với các loài cây ưu thế sinh thái có chỉ số IVI% trên 5% như Gụ, Trường, Trám, Chò, Ràng ràng, Chẹo và Bưởi bung, tạo nên cấu trúc quần xã rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới điển hình.

Đâu là giải pháp cấp thiết nhất để bảo vệ quần thể cây Huỷnh hiện nay?

Giải pháp then chốt là bảo tồn nguyên vị (in-situ) 14 cây giống mẹ tự nhiên, kết hợp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh trên 17.670 ha rừng IIIA1 và thu hái hạt giống vào tháng 6 – 7 hàng năm để ươm tạo 50.000 cây con phục vụ trồng rừng làm giàu sinh cảnh.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định toàn diện đặc tính lập địa của cây Huỷnh tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai, tập trung chủ yếu trên nhóm đất đỏ vàng (chiếm 64,9% diện tích) ở đai cao 20 – 368 m và lượng mưa 2.800 mm/năm.
  • Cấu trúc tầng cây cao tại các trạng thái rừng IIB và IIIA1 tuân theo quy luật giảm liên tục của hàm phân bố Weibull, với đường kính D1.3 bình quân đạt 19,9 cm và chiều cao vút ngọn bình quân 15 m.
  • Tiềm năng tái sinh tự nhiên của loài đạt mức cao với mật độ bình quân từ 1.500 cây/ha, trong đó trên 85% cây con hình thành từ nguồn gốc hạt và phát triển thuận lợi dưới độ tàn che 0,3 – 0,8.
  • Xác lập thành công các hàm hồi quy thực nghiệm mô tả quy luật tương quan sinh trưởng Hvn - D1.3 và Hvn - Dtán, chứng minh tốc độ tăng trưởng đường kính đạt 1,4 – 2,0 cm/năm trong giai đoạn 5 – 12 tuổi.
  • Đề xuất hệ thống 4 giải pháp lâm sinh đột phá gồm khoanh nuôi xúc tiến tái sinh trên 17.670 ha rừng nghèo, tuyển chọn 14 cây giống mẹ và phát triển mô hình trồng rừng bản địa hỗn giao 300 – 600 cây/ha.

Lộ trình triển khai các giải pháp bảo tồn và phát triển loài Huỷnh cần được thực hiện quyết liệt trong giai đoạn 2018 – 2025 nhằm bảo tồn vững chắc nguồn gen quý hiếm. Các đơn vị quản lý rừng, nhà nghiên cứu và cơ quan hữu quan hãy chủ động liên hệ, kế thừa cơ sở dữ liệu khoa học của luận văn để áp dụng ngay vào các dự án phục hồi rừng gỗ lớn bản địa tại địa phương.