Tổng quan nghiên cứu
Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé thuộc tỉnh Điện Biên được thành lập theo Quyết định số 1019/QĐ-UBND ngày 03/10/2005 của Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên nhằm quản lý và bảo vệ 45.581 ha rừng tự nhiên. Phạm vi khu bảo tồn trải dài trên địa bàn 5 xã biên giới gồm Sín Thầu, Leng Su Sìn, Chung Chải, Nậm Kè và Mường Nhé. Nơi đây sở hữu hệ sinh thái rừng nhiệt đới và á nhiệt đới núi cao đặc trưng của vùng Tây Bắc với nguồn tài nguyên sinh vật phong phú gồm 740 loài thực vật bậc cao có mạch và 133 loài động vật rừng, trong đó có 55 loài quý hiếm thuộc danh mục ưu tiên bảo tồn.
Tuy nhiên, do tập quán canh tác đốt nương làm rẫy của cộng đồng dân cư địa phương, kết hợp với việc khai thác lâm sản tự do và mở rộng các tuyến giao thông, diện tích rừng nguyên sinh đã bị thu hẹp nghiêm trọng. Thay vào đó, thảm thực vật chủ yếu là các trạng thái rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy như IIA, IIB và IIIA1. Thực trạng này khiến cấu trúc tầng tán bị xáo trộn, trữ lượng cây gỗ suy giảm và nguy cơ xói mòn đất tăng cao tại khu vực đầu nguồn sông Đà.
Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá định lượng các đặc trưng cấu trúc tầng cây cao, xác định quy luật kết cấu lâm phần và quy luật tái sinh tự nhiên tại 3 tiểu khu trọng điểm 83, 84, 95 thuộc hai xã Leng Su Sìn và Chung Chải. Nghiên cứu thực địa được triển khai từ tháng 5/2016 đến tháng 7/2016. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp hệ số chỉ số quan trọng sinh thái cùng các tham số phân bố thực nghiệm giúp đơn vị quản lý thiết lập các giải pháp lâm sinh chính xác nhằm phục hồi hệ sinh thái rừng đặc dụng Tây Bắc.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết diễn thế sinh thái rừng nhiệt đới của Richards và hệ thống phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng. Nghiên cứu vận dụng bảng phân chia các trạng thái rừng thứ sinh phục hồi của Loetschau, tập trung vào 3 trạng thái: trạng thái IIA (rừng phục hồi có cây gỗ rải rác), trạng thái IIB (rừng phục hồi cây gỗ mật độ trung bình) và trạng thái IIIA1 (rừng nghèo sau khai thác kiệt hoặc nương rẫy bỏ hóa).
Mô hình nghiên cứu phân tích mối quan hệ tương tác giữa 4 nhóm khái niệm then chốt trong lâm học:
- Chỉ số giá trị quan trọng của loài (IV%): Đánh giá vai trò sinh thái của từng loài cây gỗ dựa trên mật độ tương đối (N%) và tiết diện ngang tương đối (G%).
- Cấu trúc hình thái không gian: Phản ánh qua độ tàn che của tán rừng và cấu trúc phân tầng thẳng đứng của lâm phần.
- Quy luật kết cấu lâm phần: Phân tích sự biến thiên mật độ cây đứng theo cấp đường kính (N/D) và cấp chiều cao (N/H).
- Quá trình tái sinh tự nhiên: Khảo sát mật độ, tổ thành loài, chất lượng cây mạ, cây con và hình thái phân bố không gian trên mặt đất.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập thông qua điều tra thực địa trên 9 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời, mỗi ô có diện tích 2.000 m2 (kích thước chuẩn 40m x 50m), tổng diện tích điều tra mẫu đạt 1,8 ha trải đều trên 3 trạng thái rừng IIA, IIB và IIIA1. Phương pháp chọn mẫu điển hình được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cao nhất về điều kiện lập địa, độ dốc và cấu trúc lâm phần đặc trưng của từng trạng thái rừng.
Trong mỗi OTC, toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực từ 6 cm trở lên được đo đếm đường kính D1.3 bằng thước kẹp kính chuyên dụng với độ chính xác 0,5 cm, đo chiều cao vút ngọn Hvn bằng thước đo cao Blume-Leiss với độ chính xác 0,5 m, và đo đường kính tán theo hai hướng trực giao Đông - Tây, Nam - Bắc. Độ tàn che của lâm phần được lượng hóa thông qua phương pháp ngắm điểm với lưới 100 điểm đo trên diện tích 2.000 m2 theo cự ly 5m x 5m.
Để đánh giá lớp cây tái sinh dưới tán, mỗi OTC được bố trí 9 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m2 (5m x 5m), tổng số gồm 81 ODB trên toàn bộ 9 OTC. Các ODB được phân bố đều theo 3 cấp độ tàn che: che kín hoàn toàn, che phủ trung bình và nơi trống tán. Cây tái sinh được phân loại theo 4 cấp chiều cao và 3 cấp chất lượng sinh trưởng.
Phương pháp phân tích thống kê toán học ứng dụng 3 mô hình lý thuyết: hàm phân bố Weibull 2 tham số, mô hình phân bố khoảng cách và hàm số mũ Meyer. Lý do lựa chọn các mô hình này xuất phát từ khả năng mô phỏng linh hoạt cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loài nhiều tầng. Mức độ phù hợp của mô hình lý thuyết với số liệu thực nghiệm được kiểm định nghiêm ngặt qua tiêu chuẩn Chi bình phương ở mức ý nghĩa 5% (độ tin cậy 95%). Cấu trúc phân bố không gian cây tái sinh được xác định thông qua hệ số phân tán K của phân bố Poisson. Toàn bộ tiến trình thu thập và xử lý số liệu được hoàn thiện trong giai đoạn từ tháng 5/2016 đến tháng 10/2016.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Mật độ và trữ lượng lâm phần tăng trưởng rõ rệt theo tiến trình phục hồi sinh thái. Trạng thái rừng IIA có mật độ trung bình đạt 551 cây/ha, tổng tiết diện ngang G đạt 4,74 m2/ha và trữ lượng thân cây đạt 15,71 m3/ha với 19 loài cây gỗ xuất hiện. Sang trạng thái IIB, mật độ tăng lên 663 cây/ha (tăng 20,3%), tổng tiết diện ngang đạt 13,34 m2/ha (tăng 181,4%) và trữ lượng tăng vọt lên 72,03 m3/ha (tăng 358,5%) với 29 loài cây gỗ. Trạng thái IIIA1 duy trì mật độ ổn định ở mức 580 cây/ha với tổng tiết diện ngang vượt 18,50 m2/ha và trữ lượng đạt trên 115,00 m3/ha.
Tổ thành loài ghi nhận sự chuyển dịch sâu sắc từ nhóm loài tiên phong sang nhóm loài bản địa có đời sống dài. Ở trạng thái IIA, loài Ba soi chiếm ưu thế áp đảo với chỉ số quan trọng IV% đạt 53,83% và tỷ lệ mật độ chiếm 56,66% (312 cây/ha), theo sau là Thẩu tấu (IV% = 9,67%), Vối thuốc (IV% = 8,16%) và Cọ khiết (IV% = 5,20%). Ở trạng thái IIB, tính đa dạng tăng cao khi chỉ số IV% của Ba soi giảm xuống còn 25,08% (157 cây/ha), nhường bước cho các loài cây gỗ trung tính và chịu bóng như Chẹo tía (IV% = 10,48%), Bọt ếch (IV% = 9,00%), Dẻ gai Trung Quốc (IV% = 6,54%) và Dẻ lá bạc (IV% = 5,48%).
Quy luật kết cấu lâm phần N/D và N/H tuân thủ quy luật phân bố của rừng tự nhiên. Phân bố số cây theo cấp đường kính N/D ở cả 3 trạng thái rừng đều tương thích cao nhất với hàm phân bố Weibull và phân bố khoảng cách khi giá trị Chi bình phương tính toán đều nhỏ hơn giá trị giới hạn tra bảng ở mức xác suất 95%. Cấu trúc đường kính có dạng phân bố giảm một đỉnh lệch trái, trong đó nhóm cây đường kính nhỏ từ 6 cm đến 12 cm chiếm trên 65% tổng số cây điều tra.
Tiềm năng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng duy trì ở mức cao nhưng phân hóa mạnh theo ánh sáng. Mật độ cây tái sinh dao động từ 4.200 cây/ha đến 6.500 cây/ha, trong đó trên 75% cá thể có nguồn gốc tái sinh từ hạt. Tỷ lệ cây tái sinh có phẩm chất tốt và trung bình đạt trên 70%. Hình thái phân bố cây tái sinh trên mặt đất cho hệ số K lớn hơn 1 tại đa số các ô tiêu chuẩn, phản ánh dạng phân bố cụm đặc trưng.
Thảo luận kết quả
Khi mô tả cấu trúc lâm phần qua biểu đồ trắc diện đứng (phẫu đồ rừng) và bảng phân tích phân tầng tán, dữ liệu cho thấy sự khác biệt rõ nét giữa các trạng thái. Trạng thái IIA chỉ hình thành 2 tầng tán đơn giản gồm tầng tán chính A2 (chiều cao 10 - 12m) và tầng dưới tán A3, trong khi trạng thái IIB và IIIA1 đã phân hóa thành 3 tầng rõ rệt gồm tầng vượt tán A1 (chiều cao 16 - 21m), tầng tán chính A2 (12 - 16m) và tầng dưới tán A3 (7 - 10m).
Sự suy giảm chỉ số IV% của Ba soi từ 53,83% (ở trạng thái IIA) xuống 25,08% (ở trạng thái IIB) là minh chứng điển hình cho quy luật đào thải tự nhiên của nhóm loài tiên phong ưa sáng khi độ tàn che tăng từ 0,45 lên 0,55. Các loài cây gỗ thuộc họ Dẻ (Fagaceae) và họ Re (Lauraceae) bắt đầu chiếm lĩnh tầng ưu thế sinh thái. Kết quả này hoàn toàn nhất quán với các quy luật diễn thế phục hồi rừng thứ sinh nhiệt đới được ghi nhận trong các công trình nghiên cứu lâm học tại vùng núi phía Bắc.
Hiện tượng phân bố cây tái sinh dạng cụm (K > 1) được lý giải do sự không đồng đều của vi khí hậu dưới tán và sự phân bố rải rác của các lỗ trống tán rừng. Tại những nơi có độ tàn che quá dày (độ tàn che đạt 1,0), mật độ cây bụi thảm tươi phát triển kém nhưng cây tái sinh cũng bị ức chế sinh trưởng do thiếu hụt bức xạ mặt trời. Ngược lại, tại những khoảng trống có độ tàn che từ 0,5 đến 0,6, mật độ cây tái sinh triển vọng đạt giá trị cao nhất.
Đề xuất và khuyến nghị
Thực hiện khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng dặm làm giàu rừng tại các tiểu khu 83 và 84 thuộc trạng thái IIA và IIB. Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé cần chỉ đạo phát dọn dây leo, cây bụi chèn ép và trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao như Dẻ gai Trung Quốc, Dẻ lá bạc, Giổi găng và Vối thuốc với mật độ trồng bổ sung từ 300 đến 400 cây/ha, triển khai tập trung trong giai đoạn 2026 - 2028 nhằm rút ngắn chu kỳ diễn thế phục hồi.
Áp dụng kỹ thuật điều tiết tầng tán và tỉa thưa nuôi dưỡng lâm phần định kỳ 3 năm một lần. Đơn vị quản lý cần tiến hành chặt nuôi dưỡng, loại bỏ những cây Ba soi, Thẩu tấu đã già cỗi, cụt ngọn hoặc sâu bệnh đang cạnh tranh không gian dinh dưỡng với cây mục đích. Biện pháp này giúp duy trì độ tàn che tối ưu trong khoảng 0,5 đến 0,6, tạo điều kiện cho tầng cây con hấp thụ đủ ánh sáng tán xạ, phấn đấu nâng tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng lên trên 50% trước năm 2030.
Nâng cấp hệ thống giám sát và bảo vệ rừng vùng biên giới. Chi cục Kiểm lâm tỉnh Điện Biên cần phối hợp với Hạt Kiểm lâm Mường Nhé lắp đặt 5 trạm quan trắc cảnh báo cháy rừng tự động, đồng thời kiện toàn 21 tổ tuần tra bảo vệ rừng tại các bản giáp ranh thuộc xã Leng Su Sìn và Chung Chải. Mục tiêu đề ra là giảm thiểu 90% số vụ lấn chiếm đất rừng làm nương rẫy và ngăn chặn triệt để tình trạng khai thác gỗ trái phép trong giai đoạn 2026 - 2030.
Mở rộng chính sách giao khoán quản lý bảo vệ rừng gắn liền với chi trả dịch vụ môi trường rừng. Ủy ban nhân dân huyện Mường Nhé và Quỹ Bảo vệ Phát triển rừng tỉnh Điện Biên cần đẩy mạnh giao khoán toàn bộ 45.581 ha đất rừng cho các hộ gia đình người dân tộc H'Mông, Hà Nhì và Thái với mức chi trả bình quân từ 400.000 đến 600.000 đồng/ha/năm, kết hợp chuyển đổi 15% diện tích đất nương rẫy bạc màu sang mô hình nông lâm kết hợp trong lộ trình 5 năm tới.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nhóm học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng và Sinh thái học môi trường. Tài liệu cung cấp cơ sở phương pháp luận bài bản về quy trình lập 9 ô tiêu chuẩn 2.000 m2, phương pháp giải toán thống kê ứng dụng hàm Weibull và quy trình điều tra 81 ô dạng bản cây tái sinh theo tiêu chuẩn nghiên cứu học thuật.
Đội ngũ cán bộ quản lý và chuyên viên kỹ thuật tại Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé cùng Chi cục Kiểm lâm tỉnh Điện Biên. Luận văn cung cấp bộ cơ sở dữ liệu định lượng chính xác về cấu trúc tầng tán, chỉ số IV% và hiện trạng 740 loài thực vật, hỗ trợ trực tiếp cho công tác xây dựng Phương án Quản lý rừng bền vững và Đề án bảo tồn đa dạng sinh học giai đoạn 2026 - 2030.
Các kỹ sư quy hoạch lâm nghiệp và chuyên gia thiết kế biện pháp kỹ thuật tại các viện quy hoạch, doanh nghiệp lâm nghiệp. Dữ liệu thực nghiệm về mật độ 551 đến 663 cây/ha và quy luật tái sinh 4.200 đến 6.500 cây/ha là căn cứ kỹ thuật chuẩn xác để lập hồ sơ thiết kế khoanh nuôi, làm giàu rừng thứ sinh cho toàn vùng Tây Bắc.
Các tổ chức phi chính phủ và các cơ quan tài trợ dự án bảo tồn thiên nhiên quốc tế. Nghiên cứu mang lại góc nhìn sâu sắc về mối liên hệ giữa điều kiện kinh tế xã hội của 10 dân tộc bản địa với hiện trạng suy thoái tài nguyên rừng, làm cơ sở khoa học để thẩm định và tài trợ các dự án sinh kế giảm nghèo gắn với bảo vệ rừng đặc dụng.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao hàm Weibull lại là mô hình phù hợp nhất để mô phỏng phân bố số cây theo đường kính tại rừng Mường Nhé?
Kết quả kiểm định Chi bình phương trên toàn bộ 9 ô tiêu chuẩn thực nghiệm cho thấy hàm Weibull đạt độ tương thích cao nhất với giá trị tính toán luôn nhỏ hơn giá trị tra bảng ở mức ý nghĩa 5%. Phân bố đường kính của rừng thứ sinh phục hồi tại Mường Nhé có dạng giảm lệch trái với hơn 65% số cây tập trung ở cỡ kính nhỏ 6 - 12 cm, điều mà hàm số mũ Meyer không thể mô phỏng chính xác.
Sự suy giảm vai trò của loài Ba soi từ trạng thái IIA sang IIB có ý nghĩa sinh thái như thế nào?
Chỉ số quan trọng IV% của Ba soi giảm mạnh từ 53,83% (mật độ 312 cây/ha) ở trạng thái IIA xuống còn 25,08% (157 cây/ha) ở trạng thái IIB. Đây là quy luật diễn thế tự nhiên tất yếu khi loài cây tiên phong ưa sáng hoàn thành vai trò cải tạo đất và che bóng ban đầu, sau đó dần bị thay thế bởi các loài cây gỗ bản địa có tuổi thọ cao như Chẹo tía và Dẻ gai.
Tình trạng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng tại Khu bảo tồn Mường Nhé có đáp ứng yêu cầu phục hồi rừng không?
Mật độ cây tái sinh tự nhiên đạt mức dồi dào từ 4.200 đến 6.500 cây/ha, trong đó hơn 75% có nguồn gốc từ hạt và tỷ lệ cây có phẩm chất tốt đạt trên 35%. Tiềm năng phục hồi tự nhiên của thảm thực vật là rất khả quan, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn lâm sinh để tự phục hồi thành rừng giàu mà không cần trồng mới hoàn toàn.
Độ tàn che của tán rừng tác động như thế nào đến sự phân bố của lớp cây tái sinh?
Khảo sát trên 81 ô dạng bản cho thấy cây tái sinh phân bố theo dạng cụm với hệ số K lớn hơn 1. Tại những vị trí có độ tàn che trung bình từ 0,5 đến 0,6, cây tái sinh đạt mật độ và chất lượng sinh trưởng tốt nhất. Ngược lại, tại những điểm có độ tàn che tuyệt đối bằng 1,0 hoặc nơi trống tán hoàn toàn, tỷ lệ cây tái sinh bị suy giảm đáng kể do thiếu ánh sáng hoặc bị cỏ dại lấn át.
Cần ưu tiên những loài cây nào khi thực hiện biện pháp làm giàu rừng tại khu vực này?
Các loài cây gỗ bản địa có giá trị bảo tồn và sinh thái cao thuộc tầng ưu thế sinh thái cần được ưu tiên đưa vào cơ cấu cây trồng dặm gồm Dẻ gai Trung Quốc, Dẻ lá bạc, Giổi găng và Vối thuốc. Việc đưa các loài này vào trồng bổ sung với mật độ 300 - 400 cây/ha sẽ thúc đẩy nhanh quá trình hình thành tán rừng ổn định đa tầng.
Kết luận
- Thảm thực vật rừng tự nhiên thứ sinh tại Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé sở hữu tính đa dạng loài phong phú với mật độ cây gỗ dao động từ 551 cây/ha (trạng thái IIA) đến 663 cây/ha (trạng thái IIB), trữ lượng lâm phần tăng trưởng mạnh từ 15,71 m3/ha lên 72,03 m3/ha.
- Tổ thành loài phản ánh quy luật diễn thế sinh thái rõ rệt khi nhóm loài tiên phong ưa sáng như Ba soi (IV% = 53,83% ở trạng thái IIA) dần nhường tầng ưu thế cho nhóm cây gỗ bản địa bền vững thuộc họ Dẻ và họ Re ở trạng thái IIB (IV% Ba soi giảm còn 25,08%).
- Cấu trúc lâm phần theo đường kính N/D và chiều cao N/H được mô phỏng tối ưu bằng hàm phân bố Weibull và phân bố khoảng cách với mức ý nghĩa 5%, thể hiện kết cấu nhiều tầng tán đang trong chu kỳ phục hồi mạnh mẽ.
- Lớp cây tái sinh dưới tán có tiềm năng lớn với mật độ đạt từ 4.200 đến 6.500 cây/ha, trên 75% có nguồn gốc từ hạt, phân bố không gian dạng cụm chịu sự chi phối chặt chẽ của độ tàn che lâm phần.
- Đề xuất hệ thống 4 giải pháp đồng bộ gồm khoanh nuôi làm giàu rừng, điều tiết tán rừng định kỳ, nâng cao hiệu quả tuần tra phòng cháy và mở rộng chính sách giao khoán bảo vệ 45.581 ha rừng gắn với chi trả dịch vụ môi trường rừng.
Luận văn đã đóng góp cơ sở khoa học thực nghiệm vững chắc và chuẩn xác về đặc điểm lâm học của rừng đặc dụng Mường Nhé, tạo tiền đề kỹ thuật then chốt cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học vùng Tây Bắc. Các cơ quan quản lý và đơn vị nghiên cứu cần áp dụng ngay quy trình kỹ thuật lâm sinh này vào kế hoạch phát triển lâm nghiệp giai đoạn 2026 - 2030 để bảo vệ bền vững lá phổi xanh nơi biên cương Tổ quốc.