Tổng quan nghiên cứu

Khu vực núi Minh Đạm thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu sở hữu kiểu rừng kín thường xanh hơi ẩm nhiệt đới với diện tích 617,15 ha, chiếm tỷ lệ che phủ khoảng 2,32% diện tích tự nhiên của huyện Đất Đỏ. Đây là hệ sinh thái rừng tự nhiên ven biển mang giá trị to lớn về phòng hộ môi trường, bảo tồn nguồn gen bản địa và an ninh quốc phòng. Sau giai đoạn chịu tác động khai thác với cường độ cao vào thập niên 1980–1990, diện tích rừng nguyên sinh bị suy thoái mạnh và hiện tồn tại phổ biến ở hai trạng thái rừng phục hồi là IIA (rừng phục hồi kiệt) và IIB (rừng phục hồi trung bình) theo hệ thống phân loại của Loeschau.

Vấn đề đặt ra cho công tác quản lý tài nguyên rừng tại Ban Quản lý Rừng phòng hộ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu là sự thiếu hụt các dữ liệu định lượng chuẩn xác về kết cấu loài cây gỗ, quy luật cấu trúc quần thụ và tiềm năng tái sinh tự nhiên dưới tán. Luận văn thạc sĩ lâm nghiệp của tác giả Lê Trung Kiên, thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Văn Thêm tại Trường Đại học Lâm nghiệp, tập trung giải quyết mục tiêu xác định toàn diện các đặc điểm lâm học cốt lõi của hai trạng thái rừng IIA và IIB tại khu vực núi Minh Đạm (tập trung tại tiểu khu 6 và tiểu khu 13).

Nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 7/2018 đến tháng 11/2018 trên 6 ô tiêu chuẩn định lượng (tổng diện tích 1,2 ha) và 30 ô dạng bản tái sinh (tổng diện tích 480 m2). Kết quả ghi nhận tổng số 52 loài cây gỗ thuộc 29 họ, phản ánh sự phục hồi trữ lượng từ 42,8 m3/ha ở trạng thái IIA lên 94,2 m3/ha ở trạng thái IIB, cung cấp luận cứ khoa học thực chứng để xây dựng các giải pháp kỹ thuật nuôi dưỡng và bảo tồn rừng hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng hệ thống lý thuyết diễn thế sinh thái rừng nhiệt đới kết hợp với khung phân loại trạng thái rừng phục hồi sau khai thác của Loeschau (1966). Theo đó, trạng thái rừng IIA là giai đoạn rừng phục hồi sau nương rẫy hoặc khai thác kiệt với tầng cây gỗ nhỏ chiếm ưu thế, trong khi trạng thái IIB là giai đoạn phục hồi tiến bộ hơn với sự xuất hiện của các cá thể cây gỗ trung bình và tầng tán bắt đầu khép lại.

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích quần xã thực vật của Thái Văn Trừng (1999) thông qua chỉ số giá trị quan trọng (IVI%), được tính bằng trung bình cộng của mật độ tương đối (N%), tiết diện ngang tương đối (G%) và thể tích thân cây tương đối (V%). Cấu trúc không gian và mức độ phức tạp của lâm phần được lượng hóa qua chỉ số cấu trúc quần thụ (SCI) theo mô hình của Holdridge kết hợp chỉ số cạnh tranh tán (CCI) và chỉ số hỗn giao (HG) do Nguyễn Văn Trương (1983) đề xuất. Lý thuyết đa dạng sinh học được lượng hóa qua ba chiều kích: độ giàu loài (chỉ số Margalef), độ đa dạng alpha (chỉ số Shannon-Wiener H', chỉ số ưu thế Simpson 1 - λ), và độ đồng đều (chỉ số Pielou J').

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực chứng được thu thập thông qua hệ thống 6 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời có diện tích 0,20 ha/ô (kích thước 40m x 50m, tương đương 2.000 m2/ô), phân bố đều cho 2 trạng thái rừng (3 OTC cho trạng thái IIA và 3 OTC cho trạng thái IIB) trên các tuyến điều tra song song cách nhau 200–300m. Để đánh giá lớp cây tái sinh mục đích, tác giả bố trí 30 ô dạng bản (ODB) có kích thước 16 m2 (4m x 4m) tại 4 góc và vị trí trung tâm của mỗi OTC.

Toàn bộ cây gỗ tầng cao có đường kính ngang ngực D ≥ 6,0 cm được đo đếm chu vi bằng thước dây (độ chính xác 0,1 cm) và đo chiều cao vút ngọn (H) bằng thước đo cao Blume-Leise (độ chính xác 0,5 m). Đường kính tán (DT) được đo theo 4 hướng chính. Cây tái sinh có chiều cao từ 10 cm đến D < 6,0 cm được phân cấp theo 6 cấp chiều cao và đánh giá chất lượng (tốt, trung bình, xấu).

Phương pháp phân tích mô hình hóa toán học sử dụng hàm phân bố số mũ Meyer và hàm phân bố Beta để nắn đường cong phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D), hàm phân bố khoảng cách một đỉnh cho phân bố chiều cao (N/H). Việc lựa chọn phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp các mô hình thống kê phi tuyến (sử dụng phần mềm Statgraphics Plus 4.0, Primer 5.0 và Excel) đảm bảo phản ánh chính xác cấu trúc phi đối xứng của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài không đều tuổi. Tiêu chuẩn đánh giá độ phù hợp của mô hình dựa trên sai số tuyệt đối trung bình (MAE), sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) và tổng bình phương sai lệch nhỏ nhất (SSRmin).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về thành phần và kết cấu loài cây gỗ, toàn khu vực điều tra ghi nhận 52 loài cây gỗ thuộc 43 chi và 29 họ thực vật. Trạng thái IIA ghi nhận 51 loài thuộc 32 họ, trong khi trạng thái IIB có 49 loài thuộc 27 họ. Họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae) giữ vai trò ưu thế tuyệt đối ở cả hai trạng thái với chỉ số IVI đạt 41,4% ở IIA (mật độ 260 cây/ha, tiết diện ngang 3,0 m2/ha, trữ lượng 21,8 m3/ha) và đạt 38,3% ở IIB (mật độ 258 cây/ha, tiết diện ngang 6,6 m2/ha, trữ lượng 40,7 m3/ha). Loài Dầu cát (Dipterocarpus costatus) chiếm vị trí ưu thế số 1 với IVI lần lượt là 16,5% ở IIA và 20,7% ở IIB.

Thứ hai, về động thái cấu trúc lâm phần và trữ lượng gỗ, có sự chuyển biến rõ rệt giữa hai trạng thái. Mật độ cây gỗ giảm từ 895 cây/ha (trạng thái IIA) xuống 802 cây/ha (trạng thái IIB), tương ứng mức giảm 10,4%. Tuy nhiên, tổng tiết diện ngang (G) tăng từ 6,8 m2/ha lên 16,6 m2/ha (tăng 144,1%) và tổng trữ lượng gỗ (M) tăng từ 42,8 m3/ha lên 94,2 m3/ha (tăng 120,1%). Ở trạng thái IIA, có tới 84,4% số cây (755 cây/ha) tập trung ở nhóm đường kính nhỏ D < 10 cm; trong khi ở trạng thái IIB, nhóm cây có đường kính D > 20 cm chiếm 18,9% mật độ nhưng đóng góp tới 69,3% tổng trữ lượng (65,2 m3/ha).

Thứ ba, về chỉ số cấu trúc không gian và tán rừng, chỉ số cấu trúc quần thụ (SCI) ở trạng thái IIA đạt 0,9 và tăng mạnh lên 1,6 ở trạng thái IIB (tăng 77,8%). Chỉ số cạnh tranh tán (CCI) tăng từ 0,739 ở IIA lên 0,932 ở IIB, phản ánh mức độ khép tán ngày càng dày đặc. Phân bố N/D của cả hai trạng thái đều tuân theo quy luật phân bố giảm dạng hàm mũ, trong khi phân bố N/H có dạng một đỉnh lệch trái với số cây tập trung cao nhất tại cấp chiều cao H = 8 m.

Thứ tư, về đặc điểm tái sinh tự nhiên và đa dạng loài, mật độ cây tái sinh ở trạng thái IIA đạt 3.667 cây/ha, cao hơn trạng thái IIB với 3.208 cây/ha. Đa số cây tái sinh tập trung ở cấp chiều cao nhỏ H < 100 cm (chiếm trên 70%). Hệ số tương đồng Sorensen (CS) giữa tầng cây tái sinh và tầng cây mẹ vượt trên 50%, minh chứng tính ổn định của chu trình tái sinh tự nhiên. Chỉ số đa dạng loài Shannon-Wiener (H') đạt 2,87 ở trạng thái IIA và tăng lên 2,99 ở trạng thái IIB.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội về tiết diện ngang và trữ lượng ở trạng thái IIB so với IIA phản ánh quá trình tích lũy sinh khối và sinh trưởng đường kính của các loài cây ưu thế bản địa qua thời gian phục hồi tự nhiên. Mật độ cá thể ở nhóm D < 10 cm giảm dần từ IIA (84,4%) sang IIB (58,2%) là kết quả của quy luật tỉa thưa tự nhiên khốc liệt, khi các loài cây ưa sáng chiếm tầng ưu thế và chèn ép các cá thể yếu hơn. Dữ liệu này được thể hiện trực quan qua các bảng cấu trúc trữ lượng phân theo 3 nhóm đường kính và đồ thị hồi quy phân bố N/D dạng hàm số mũ giảm đều.

Việc họ Sao Dầu chiếm ưu thế trên 38% chỉ số IVI ở cả hai trạng thái rừng chứng minh tính chất đặc trưng của kiểu phụ thổ nhưỡng rừng kín thường xanh hơi ẩm nhiệt đới vùng Đông Nam Bộ, tương đồng với các công bố của Thái Văn Trừng và các nghiên cứu tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu. Việc chỉ số đa dạng Shannon-Wiener (H' đạt xấp xỉ 2,99) và chỉ số đồng đều Pielou duy trì ở mức cao cho thấy thảm thực vật núi Minh Đạm có khả năng tự phục hồi mạnh mẽ sau chấn động khai thác nếu được bảo vệ nghiêm ngặt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thực hiện các biện pháp điều chỉnh mật độ và nuôi dưỡng rừng: Ban Quản lý Rừng phòng hộ tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cần áp dụng biện pháp phát dọn dây leo, cây bụi chèn ép và tỉa thưa vệ sinh cục bộ tại trạng thái IIA, tập trung vào nhóm cá thể có D < 10 cm nhằm nâng cao chỉ số cạnh tranh tán CCI và thúc đẩy tốc độ tăng trưởng đường kính bình quân đạt trên 0,8 cm/năm trong giai đoạn 2020–2025.
  2. Triển khai xúc tiến tái sinh kết hợp làm giàu rừng bổ sung: Đơn vị quản lý cần khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên tại trạng thái IIB, đồng thời trồng bổ sung các loài cây gỗ bản địa có giá trị kinh tế và bảo tồn cao như Cẩm lai Bà Rịa (Dalbergia bariaensis), Gụ mật (Sindora siamensis), Sao đen và Dầu rái; đặt mục tiêu nâng tỷ lệ cây tái sinh có chiều cao H > 200 cm từ mức dưới 25% hiện tại lên trên 50% trong vòng 3 đến 5 năm tới.
  3. Thiết lập mạng lưới ô định vị giám sát diễn thế sinh thái: Chi cục Kiểm lâm tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu phối hợp cùng các viện nghiên cứu lâm nghiệp chuyển hóa 6 ô tiêu chuẩn điều tra thành các ô định vị cố định, thực hiện đo đạc định kỳ chu kỳ 3 năm một lần để theo dõi biến động chỉ số cấu trúc SCI và phấn đấu duy trì chỉ số Shannon-Wiener H' trên mức 3,00 cho toàn bộ khu vực.
  4. Tăng cường kiểm soát cháy rừng và bảo vệ nghiêm ngặt diện tích rừng ven biển: Chính quyền địa phương huyện Đất Đỏ và lực lượng kiểm lâm chuyên trách cần xây dựng các đường băng cản lửa xanh, nâng cao năng lực tuần tra bảo vệ 617,15 ha rừng kín thường xanh núi Minh Đạm, kiên quyết ngăn chặn các hoạt động khai thác trộm và xâm lấn đất rừng làm nương rẫy, bảo đảm tỷ lệ che phủ rừng duy trì ổn định trên 2,32% diện tích tự nhiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ quản lý tại các Ban quản lý rừng phòng hộ và vườn quốc gia: Cung cấp bộ chỉ số thực chứng (SCI = 1,6; CCI = 0,932; trữ lượng 94,2 m3/ha) để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững, quy hoạch phân khu chức năng và thiết kế các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới ven biển.
  • Giảng viên và nhà nghiên cứu lâm học, sinh thái học: Cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng chuẩn xác về 52 loài cây gỗ, ứng dụng mô hình hàm mũ Meyer và hàm Beta trong phân tích cấu trúc N/D, phục vụ công tác giảng dạy môn Lâm học đại cương và viết các công trình khoa học chuyên ngành.
  • Học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Nắm vững phương pháp bố trí ô tiêu chuẩn 0,20 ha, quy trình đo đếm tán cây 4 hướng, kỹ thuật điều tra tái sinh trên ô dạng bản 16 m2 và phương pháp xử lý số liệu bằng các phần mềm chuyên dụng như Statgraphics Plus và Primer.
  • Các tổ chức bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững: Sử dụng các số liệu về mức độ phong phú loài họ Sao Dầu và hiện trạng bảo tồn cây gỗ quý hiếm để xây dựng hồ sơ tài trợ các dự án phục hồi cảnh quan rừng tự nhiên và thích ứng với biến đổi khí hậu khu vực Nam Bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Trạng thái rừng IIA và IIB tại núi Minh Đạm khác biệt thế nào về mật độ và trữ lượng? Trạng thái IIA có mật độ cá thể cao hơn với 895 cây/ha nhưng trữ lượng chỉ đạt 42,8 m3/ha do 84,4% số cây tập trung ở cấp đường kính D < 10 cm. Ngược lại, trạng thái IIB có mật độ giảm còn 802 cây/ha nhưng trữ lượng đạt 94,2 m3/ha (gấp hơn 2,2 lần) nhờ nhóm cây D > 20 cm đóng góp tới 69,3% tổng thể tích thân gỗ.

2. Vì sao họ Sao Dầu chiếm vai trò thống trị trong cấu trúc thảm thực vật nghiên cứu? Họ Sao Dầu chiếm ưu thế cao nhất về chỉ số giá trị quan trọng với IVI đạt 41,4% ở IIA và 38,3% ở IIB. Các loài như Dầu cát (Dipterocarpus costatus) và Làu táu (Vatica odorata) thể hiện khả năng thích nghi vượt trội với điều kiện đất xói mòn trên đá macma axit và đóng góp tới 82,1% trữ lượng ở nhóm cây lớn.

3. Quy luật phân bố chiều cao cây gỗ (N/H) tại khu vực nghiên cứu có đặc điểm gì? Cả hai trạng thái rừng đều tuân theo dạng phân bố một đỉnh lệch trái được mô phỏng chính xác qua hàm phân bố khoảng cách. Đỉnh số cây tập trung cao nhất ở cấp chiều cao H = 8 m, phản ánh đặc trưng của quần xã rừng đang trong giai đoạn phục hồi mạnh với tầng tán chính chưa phân hóa đa tầng phức tạp.

4. Khả năng tái sinh tự nhiên của rừng kín thường xanh núi Minh Đạm có khả quan không? Tiềm năng tái sinh rất khả quan với mật độ đạt 3.667 cây/ha ở IIA và 3.208 cây/ha ở IIB. Hệ số tương đồng Sorensen giữa cây tái sinh và cây mẹ đạt trên 50%, bảo đảm tính liên tục của thế hệ kế cận. Tuy nhiên, do phần lớn cây con có H < 100 cm nên cần can thiệp dọn thực bì mở tán.

5. Mô hình toán học nào nắn đường cong phân bố đường kính (N/D) tối ưu nhất? Hàm phân bố số mũ Meyer là mô hình tối ưu nhất để mô tả phân bố N/D cho cả hai trạng thái rừng. Mô hình đạt tiêu chuẩn tổng bình phương sai lệch nhỏ nhất (SSRmin) và sai số tuyệt đối trung bình (MAE) thấp, phản ánh chính xác quy luật giảm số cây theo cấp kính tăng dần của rừng nhiệt đới tự nhiên.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định toàn diện cấu trúc lâm học của 52 loài cây gỗ thuộc 29 họ tại núi Minh Đạm, khẳng định vai trò ưu thế cốt lõi của họ Sao Dầu với chỉ số IVI trên 38%.
  • Quá trình phục hồi từ trạng thái IIA sang IIB ghi nhận sự gia tăng vượt bậc về trữ lượng gỗ từ 42,8 m3/ha lên 94,2 m3/ha và chỉ số cấu trúc quần thụ SCI tăng từ 0,9 lên 1,6.
  • Quy luật cấu trúc lâm phần được định lượng chính xác qua mô hình hàm số mũ đối với phân bố đường kính N/D và hàm khoảng cách một đỉnh đối với phân bố chiều cao N/H.
  • Tiềm năng tái sinh tự nhiên đạt mật độ cao (trên 3.200 cây/ha) với hệ số tương đồng thành phần loài trên 50%, bảo đảm triển vọng tự phục hồi bền vững nếu có biện pháp hỗ trợ mở tán.
  • Trong giai đoạn 2020–2030, các đơn vị quản lý cần khẩn trương áp dụng quy trình nuôi dưỡng rừng kết hợp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh để phục hồi toàn diện 617,15 ha rừng phòng hộ ven biển Bà Rịa – Vũng Tàu.