Tổng quan nghiên cứu

Huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La, với diện tích rừng phòng hộ gần 43.000 ha, đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ tài nguyên đất, điều hòa khí hậu và sinh kế người dân địa phương. Tuy nhiên, địa hình chia cắt mạnh, dân cư sống xen kẽ trong vùng lõi và vùng đệm, cùng với biến đổi khí hậu gây nắng nóng kéo dài, cháy rừng đã làm suy giảm trữ lượng, diện tích và chất lượng rừng, đặc biệt là tầng cây gỗ. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến tính đa dạng sinh học và khả năng phòng hộ của rừng. Mục tiêu nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở khoa học về đặc điểm lâm học của quần xã thực vật rừng phòng hộ tại ba xã Huổi Một, Mường Cai và Nậm Mằn, từ đó đề xuất các giải pháp phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 10/2020 đến tháng 4/2021, tập trung vào các chỉ tiêu sinh trưởng tầng cây cao, cấu trúc tổ thành, đa dạng sinh học và đặc điểm tái sinh tự nhiên dưới tán rừng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ tại khu vực miền núi Tây Bắc Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cấu trúc rừng, tái sinh rừng và đa dạng sinh học quần xã thực vật. Cấu trúc rừng được hiểu là quy luật sắp xếp các thành phần quần xã theo không gian và thời gian, bao gồm các chỉ tiêu như mật độ, đường kính thân cây, chiều cao vút ngọn và tổ thành loài. Mô hình phân bố số cây theo đường kính (N/D) và chiều cao (N/H) được mô phỏng bằng các hàm toán học như hàm Weibull, Meyer và phân bố khoảng cách nhằm phản ánh quy luật kết cấu lâm phần. Tái sinh rừng được đánh giá qua mật độ, tổ thành, chất lượng và phân bố cây tái sinh, đồng thời xem xét ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái như độ tàn che, cây bụi và thảm tươi. Đa dạng sinh học được đo lường bằng các chỉ số Margalef, Shannon-Wiener, Simpson và Pielou, nhằm đánh giá mức độ phong phú, đồng đều và đa dạng loài trong quần xã.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ điều tra thực địa tại 9 ô tiêu chuẩn (mỗi ô 1000 m²) phân bố tại ba xã nghiên cứu. Mỗi ô tiêu chuẩn được chia thành 5 ô dạng bản (25 m²) để khảo sát cây tái sinh. Cỡ mẫu gồm toàn bộ cây có đường kính ngang ngực từ 6 cm trở lên trong các ô tiêu chuẩn, với tổng số cây khảo sát khoảng 2.000 cá thể. Phương pháp chọn mẫu là ngẫu nhiên có hệ thống, đảm bảo đại diện cho các trạng thái rừng khác nhau. Các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính, chiều cao, tiết diện ngang, mật độ và trữ lượng được đo đạc chính xác bằng thước dây, thước kẹp kính và thước Blumeleiss. Độ tàn che và độ che phủ được xác định bằng phần mềm GLAMA. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm SPSS 26 và Excel 2013, áp dụng các mô hình toán học để mô phỏng phân bố N/D, N/H và tương quan Hvn-D1.3. Các chỉ số đa dạng sinh học được tính toán theo công thức chuẩn, đồng thời kiểm định sự khác biệt bằng tiêu chuẩn t-Student với mức ý nghĩa 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm sinh trưởng tầng cây cao:

    • Trạng thái rừng IIB (xã Huổi Một) có mật độ trung bình 699 cây/ha, đường kính trung bình 12,3 cm, chiều cao vút ngọn 9,2 m, tổng tiết diện ngang 11,05 m²/ha và trữ lượng 58,28 m³/ha.
    • Trạng thái rừng IIIA1 (xã Mường Cai) có mật độ 585 cây/ha, đường kính 14,8 cm, chiều cao 12,4 m, tiết diện ngang 11,33 m²/ha và trữ lượng 68,98 m³/ha.
    • Trạng thái rừng IIIA3 (xã Nậm Mằn) có mật độ thấp nhất 520 cây/ha nhưng đường kính lớn nhất 19,1 cm, chiều cao 13,9 m, tiết diện ngang 17,97 m²/ha và trữ lượng 129,76 m³/ha.
      Sự khác biệt về các chỉ tiêu sinh trưởng giữa các trạng thái rừng có ý nghĩa thống kê với Sig. < 0,05.

  2. Cấu trúc tổ thành quần xã:

    • Loài Dẻ gai đỏ chiếm ưu thế trong tất cả các trạng thái rừng, với tỷ lệ tiết diện ngang (G%) từ 22,89% đến trên 55%.
    • Trạng thái rừng IIIA3 có tổ thành loài đa dạng hơn, với nhiều loài như Nghiến, Vối thuốc, Bồ đề trắng, Sồi xanh tham gia công thức tổ thành.
    • Mật độ loài và số lượng loài tham gia công thức tổ thành tăng dần từ trạng thái IIB đến IIIA3, phản ánh sự phát triển và ổn định của quần xã.

  3. Quy luật phân bố số cây:

    • Phân bố số cây theo đường kính (N/D) và chiều cao (N/H) mô phỏng tốt bằng hàm Weibull với các tham số α cho thấy dạng phân bố giảm hoặc lệch trái tùy trạng thái rừng.
    • Mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn-D1.3) được mô hình hóa bằng hàm Power với hệ số xác định cao, phản ánh sự phát triển đồng bộ của cây theo tuổi và kích thước.

  4. Đặc điểm tái sinh tự nhiên:

    • Mật độ cây tái sinh dao động từ khoảng 4.400 đến 6.300 cây/ha tùy trạng thái rừng, với tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng chiếm từ 20% đến gần 38%.
    • Chất lượng cây tái sinh chủ yếu ở mức trung bình, cây tốt chiếm tỷ lệ thấp hơn, ảnh hưởng bởi độ tàn che và thảm tươi dưới tán rừng.
    • Phân bố cây tái sinh theo chiều cao tập trung chủ yếu ở nhóm 0,5-1,5 m, giảm dần ở các nhóm cao hơn, cho thấy quá trình phát triển còn hạn chế.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy trạng thái rừng IIIA3 có cấu trúc rừng phát triển tốt nhất với mật độ loài cao, kích thước cây lớn và trữ lượng gỗ vượt trội, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về rừng nhiệt đới có cấu trúc phức tạp và đa tầng. Sự ưu thế của loài Dẻ gai đỏ phản ánh vai trò quan trọng của loài này trong việc duy trì ổn định quần xã và cung cấp nguồn nguyên liệu gỗ. Mô hình phân bố Weibull và mối quan hệ Hvn-D1.3 phù hợp với các nghiên cứu quốc tế, cho thấy tính ứng dụng cao trong đánh giá cấu trúc rừng tự nhiên. Tái sinh tự nhiên tuy có mật độ tương đối tốt nhưng chất lượng và sự phân bố chưa đồng đều, chịu ảnh hưởng bởi các nhân tố sinh thái như độ tàn che và thảm tươi, tương tự các nghiên cứu tại các khu vực rừng nhiệt đới khác. Biểu đồ phân bố số cây theo đường kính và chiều cao có thể minh họa rõ sự khác biệt giữa các trạng thái rừng, hỗ trợ việc đánh giá và quản lý rừng hiệu quả hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và bảo vệ rừng:

    • Thực hiện kiểm tra, giám sát chặt chẽ các hoạt động khai thác và sử dụng đất lâm nghiệp nhằm hạn chế phá rừng trái phép.
    • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý rừng phòng hộ huyện Sông Mã, trong vòng 1-2 năm.

  2. Áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh:

    • Thực hiện mở tán hợp lý để tăng cường ánh sáng cho cây tái sinh phát triển, kết hợp phát dọn dây leo, cây bụi và thảm tươi dưới tán rừng.
    • Chủ thể: Các đơn vị quản lý rừng và cộng đồng dân cư, trong 3 năm tới.

  3. Phục hồi và phát triển đa dạng sinh học:

    • Bảo tồn các loài ưu thế và quý hiếm, đồng thời trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái nhằm tăng tính đa dạng và ổn định quần xã.
    • Chủ thể: Các tổ chức bảo tồn, Ban quản lý rừng, trong 5 năm.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng:

    • Tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật bảo vệ rừng và phát triển bền vững cho người dân địa phương, đặc biệt là các dân tộc thiểu số.
    • Chủ thể: UBND huyện, các tổ chức xã hội, liên tục trong các năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý rừng và cơ quan chức năng:

    • Hỗ trợ xây dựng chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ dựa trên cơ sở khoa học về cấu trúc và tái sinh rừng.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm nghiệp:

    • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích mô hình cấu trúc rừng, tái sinh và đa dạng sinh học phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.

  3. Cộng đồng dân cư địa phương và các tổ chức phi chính phủ:

    • Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng phòng hộ, hướng dẫn kỹ thuật bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

  4. Các nhà hoạch định chính sách phát triển nông-lâm nghiệp:

    • Tham khảo để cân đối giữa phát triển kinh tế và bảo vệ tài nguyên rừng, đặc biệt trong vùng núi có địa hình phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao nghiên cứu cấu trúc rừng lại quan trọng?
    Cấu trúc rừng phản ánh sự phân bố và tổ hợp các loài cây, giúp đánh giá sức khỏe, khả năng tái sinh và giá trị kinh tế của rừng. Ví dụ, mật độ và kích thước cây ảnh hưởng trực tiếp đến trữ lượng gỗ và đa dạng sinh học.

  2. Phân bố số cây theo đường kính và chiều cao được mô phỏng như thế nào?
    Phân bố này thường được mô phỏng bằng hàm Weibull hoặc Meyer, giúp dự đoán số lượng cây ở các kích thước khác nhau, từ đó hỗ trợ quản lý và khai thác hợp lý.

  3. Các nhân tố sinh thái nào ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên?
    Độ tàn che của tầng cây cao, độ che phủ của cây bụi và thảm tươi là các nhân tố chính ảnh hưởng đến mật độ và chất lượng cây tái sinh, do chúng điều chỉnh ánh sáng và cạnh tranh dinh dưỡng.

  4. Làm thế nào để nâng cao chất lượng tái sinh rừng?
    Mở tán rừng hợp lý, phát dọn cây bụi và thảm tươi, kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có khả năng sinh trưởng tốt dưới tán rừng.

  5. Chỉ số đa dạng sinh học nào được sử dụng trong nghiên cứu?
    Các chỉ số Margalef, Shannon-Wiener, Simpson và Pielou được sử dụng để đánh giá mức độ phong phú, đồng đều và đa dạng loài trong quần xã thực vật.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định rõ đặc điểm sinh trưởng, cấu trúc tổ thành và đa dạng sinh học của quần xã thực vật rừng phòng hộ tại huyện Sông Mã, Sơn La.
  • Trạng thái rừng IIIA3 có giá trị sinh trưởng và đa dạng sinh học cao nhất, trong khi trạng thái IIB có mật độ cây cao nhưng kích thước và trữ lượng thấp hơn.
  • Mô hình phân bố số cây theo đường kính và chiều cao phù hợp với hàm Weibull, mối quan hệ Hvn-D1.3 được mô phỏng chính xác bằng hàm Power.
  • Tái sinh tự nhiên có mật độ tương đối tốt nhưng chất lượng và phân bố còn hạn chế, chịu ảnh hưởng bởi các nhân tố sinh thái dưới tán rừng.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, quản lý bảo vệ rừng và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng phòng hộ tại khu vực nghiên cứu.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp kỹ thuật và quản lý trong vòng 1-5 năm, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá tác động và hiệu quả các biện pháp đã áp dụng. Các nhà quản lý và nghiên cứu được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả bảo tồn và phát triển rừng phòng hộ.