Tổng quan nghiên cứu

Khu vực miền Đông Nam Bộ sở hữu hệ sinh thái rừng tự nhiên phong phú với nhiều loài cây họ Dầu và các loài gỗ quý có giá trị bảo tồn cao. Theo số liệu thống kê năm 2021, tổng diện tích đất quy hoạch lâm nghiệp do Hạt Kiểm lâm huyện Đồng Phú quản lý là 13.551,16 ha, trong đó diện tích đất có rừng đạt 12.729,84 ha (chiếm 93,94%). Tuy nhiên, do tác động của quá trình khai thác chọn không hợp lý trong quá khứ, tài nguyên rừng tự nhiên tại đây đã bị suy giảm đáng kể về trữ lượng và cấu trúc, với xấp xỉ 30% diện tích là rừng thứ sinh đang trong quá trình phục hồi.

Vấn đề đặt ra là cần có những đánh giá định lượng chính xác về quy luật cấu trúc lâm phần và khả năng tái sinh tự nhiên để làm cơ sở khoa học cho công tác phục hồi rừng. Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu xác định đặc điểm lâm học tầng cây cao, đánh giá đa dạng sinh học và cấu trúc tầng cây tái sinh của hai trạng thái rừng thường xanh nghèo (TXN) và rừng thường xanh trung bình (TXB) thuộc kiểu rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới.

Phạm vi nghiên cứu được triển khai tại Tiểu khu 379, xã Tân Hòa, huyện Đồng Phú, tỉnh Bình Phước (tọa độ từ 11°19'57" đến 11°20'34" vĩ độ Bắc và 106°58'43" đến 106°59'21" kinh độ Đông) trong mốc thời gian từ tháng 12/2021 đến tháng 06/2022. Khu vực này giữ vai trò vùng đệm tiếp giáp với Vườn quốc gia Cát Tiên và Khu bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp luận cứ kỹ thuật phục hồi 1.412,14 ha rừng TXN (trữ lượng hiện tại 74,8 m3/ha) và nuôi dưỡng 1.265,06 ha rừng TXB (trữ lượng hiện tại 166,7 m3/ha), hướng tới mục tiêu phục hồi trữ lượng quần thụ đạt trên 300 m3/ha theo hướng quản lý rừng bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết phát sinh thảm thực vật nhiệt đới của Thái Văn Trừng kết hợp mô hình cấu trúc phân tầng rừng mưa nhiệt đới của Richards và Rollet. Hệ thống phân loại trạng thái rừng dựa trên khung phân loại của Loeschau (1962) và Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng ban hành năm 1984 của Bộ Lâm nghiệp.

Các khái niệm chuyên ngành cốt lõi bao gồm:

  1. Tầng cây gỗ lớn: Các cá thể cây thân gỗ có đường kính ngang ngực DBH từ 8,0 cm trở lên.
  2. Chỉ số giá trị quan trọng (IVI%): Đại lượng tổng hợp từ mật độ tương đối (N%), tiết diện ngang tương đối (G%) và thể tích thân cây tương đối (V%) nhằm xác định vai trò sinh thái của từng loài.
  3. Độ tương đồng thực vật Sorensen (K): Chỉ số đo lường mức độ đồng nhất về thành phần loài giữa hai quần xã.
  4. Chỉ số đa dạng sinh học: Chỉ số phong phú Margalef (d) đại diện cho phân bố thống kê và chỉ số Shannon - Weiner (H') đo lường độ đa dạng dựa trên lý thuyết thông tin.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp trên thực địa kết hợp dữ liệu khí tượng thủy văn giai đoạn 2019 - 2021 tại Trạm Đồng Xoài với lượng mưa trung bình năm 2.615,6 mm và nhiệt độ bình quân 27,42°C.

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Đề tài áp dụng phương pháp lập ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời đại diện cho hai trạng thái rừng. Dung lượng mẫu gồm 10 OTC diện tích 1.000 m2 (kích thước 25 m x 40 m), bố trí 5 OTC trên trạng thái TXN và 5 OTC trên trạng thái TXB. Đối với tầng cây tái sinh, nghiên cứu thiết lập 50 ô dạng bản diện tích 25 m2 (5 m x 5 m), bố trí tại 4 góc và 1 tâm của mỗi OTC (25 ô dạng bản cho mỗi trạng thái).

Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn: Số liệu điều tra cây gỗ lớn (D1.3, Hvn, Dt) và cây tái sinh (Hvn > 10 cm, D1.3 < 8 cm) được phân tích thống kê định lượng trên phần mềm Excel 2013, Statgraphics Centurion XV.II và Primer 6.0. Các hàm phân bố lý thuyết gồm Meyer, Weibull và phân bố khoảng cách được lựa chọn để mô phỏng phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D) và cấp chiều cao (N/H). Việc sử dụng hàm Weibull và Meyer giúp phản ánh chính xác quy luật giảm tự nhiên của rừng nhiệt đới không đều tuổi, trong khi phương trình hồi quy phi tuyến dạng logarit và đa thức giúp ước lượng tin cậy mối tương quan H/D với sai số tiêu chuẩn SEE nhỏ nhất và hệ số tương quan R đạt mức ý nghĩa cao (P < 0,05). Toàn bộ quá trình thu thập và xử lý dữ liệu hoàn thành trong 7 tháng nghiên cứu thực địa và nội nghiệp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, các đặc trưng định lượng lâm phần có sự phân hóa vượt trội giữa hai trạng thái. Trạng thái TXB đạt mật độ bình quân 936 ± 81 cây/ha, đường kính bình quân 15,5 ± 0,6 cm, chiều cao vút ngọn 12,1 ± 0,3 m, tổng tiết diện ngang 23,0 ± 0,5 m2/ha và trữ lượng gỗ 166,7 ± 5,1 m3/ha. Trong khi đó, trạng thái TXN có mật độ 706 ± 54 cây/ha, đường kính 14,2 ± 0,4 cm, chiều cao 10,9 ± 0,5 m, tiết diện ngang 12,8 ± 0,7 m2/ha và trữ lượng 74,8 ± 4,2 m3/ha. Như vậy, trữ lượng của rừng TXB cao hơn 122,8% và tiết diện ngang cao hơn 79,7% so với rừng TXN.

Thứ hai, cấu trúc tổ thành loài phản ánh rõ nét đặc trưng của từng giai đoạn phục hồi sinh thái. Tại trạng thái TXN, qua đo đếm 353 cây đã xác định được 44 loài, trong đó 4 loài ưu thế chiếm 42,9% IVI gồm: Thành ngạnh (15,5%), Cò ke (10,5%), Trâm (10,3%) và Chò chai (6,6%). Ngược lại, tại trạng thái TXB với 468 cây đo đếm thuộc 43 loài, nhóm 5 loài ưu thế chiếm 46,2% IVI gồm: Chò chai (22,8%), Dầu rái (6,6%), Trường (6,0%), Thành ngạnh (5,5%) và Bằng lăng (5,2%). Các loài cây gỗ quý nhóm I và II như Gõ mật, Sao đen, Sến mật chỉ chiếm từ 2,3% đến 3,0% tổ thành.

Thứ ba, mức độ đa dạng sinh học tầng cây gỗ duy trì ở mức khá cao nhưng độ tương đồng giữa hai trạng thái ở mức thấp. Trạng thái TXN đạt chỉ số Margalef d = 7,33 và Shannon - Weiner H' = 3,03. Giữa hai trạng thái chỉ có 21 loài xuất hiện chung trên tổng số 44 loài ở TXN và 43 loài ở TXB, dẫn đến hệ số tương đồng Sorensen chỉ đạt K = 0,48.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về cấu trúc lâm phần giữa TXN và TXB bắt nguồn từ cường độ khai thác trong quá khứ. Rừng TXN chịu tác động nặng nề hơn khiến tầng tán bị phá vỡ, tạo điều kiện cho các loài cây tiên phong ưa sáng như Thành ngạnh và Cò ke chiếm ưu thế sinh khẩn cấp. Ở trạng thái TXB, lâm phần đã bước vào giai đoạn phục hồi ổn định, các loài cây bản địa họ Dầu như Chò chai và Dầu rái vươn lên chiếm lĩnh tầng vượt tán và tầng ưu thế sinh thái, tương đồng với các kết luận của Richards và Thái Văn Trừng về diễn thế rừng nhiệt đới.

Trong các báo cáo lâm học, hệ thống dữ liệu này được trực quan hóa tối ưu thông qua bảng ma trận IVI% đa biến và biểu đồ phân bố thực nghiệm N/D kết hợp đường cong lý thuyết Weibull. Phân bố N/D thực nghiệm ở cả hai trạng thái đều có dạng hàm giảm hình chữ J ngược, chứng minh lâm phần có tính chất rừng tự nhiên khác tuổi với số lượng cây đường kính nhỏ chiếm ưu thế tuyệt đối, tạo nguồn bổ sung liên tục cho các tầng tán phía trên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các đặc trưng cấu trúc định lượng và khả năng tái sinh của từng trạng thái, đề tài đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh trọng tâm:

  1. Áp dụng giải pháp khoanh nuôi phục hồi kết hợp làm giàu rừng cho 1.412,14 ha rừng TXN: Hạt Kiểm lâm huyện Đồng Phú chủ trì thực hiện trồng bổ sung các loài cây gỗ bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao như Dầu rái, Sao đen, Chò chai với mật độ 300 - 400 cây/ha. Mục tiêu kỹ thuật là nâng trữ lượng quần thụ từ 74,8 m3/ha lên trên 110 m3/ha trong giai đoạn 2023 - 2028.

  2. Triển khai biện pháp nuôi dưỡng và điều chỉnh tầng tán cho 1.265,06 ha rừng TXB: Tiến hành chặt tỉa cây cong queo, sâu bệnh, phát dọn dây leo cạnh tranh dinh dưỡng và mở tán cục bộ nhằm duy trì độ tàn che tối ưu ở mức 0,6 - 0,7. Động thái này giúp thúc đẩy sinh trưởng đường kính của nhóm cây mục đích đạt mức tăng trưởng DBH bình quân trên 0,8 cm/năm trong giai đoạn 2023 - 2026.

  3. Thiết lập mạng lưới 10 ô định vị giám sát diễn thế sinh thái dài hạn tại Tiểu khu 379: Định kỳ 2 năm một lần, lực lượng kiểm lâm phối hợp cơ quan nghiên cứu đo đếm lại các chỉ số H', G, mật độ cây tái sinh triển vọng (chiều cao H ≥ 1 m) để kịp thời điều chỉnh các can thiệp lâm sinh.

  4. Xã hội hóa nghề rừng và mở rộng chính sách giao khoán quản lý bảo vệ: Ban quản lý rừng huyện Đồng Phú tăng cường ký hợp đồng bảo vệ rừng với 13.888 hộ dân tại 5 xã giáp ranh (Tân Hòa, Tân Lợi, Tân Hưng, Tân Phước, Đồng Tiến), gắn nguồn thu từ dịch vụ môi trường rừng với mức thu nhập bình quân 38 - 54 triệu đồng/người/năm nhằm ngăn chặn triệt để tình trạng chặt phá rừng trái phép.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý lâm nghiệp và lực lượng kiểm lâm địa bàn: Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu thực chứng và quy trình kỹ thuật lâm sinh phục vụ trực tiếp công tác lập phương án quản lý rừng bền vững trên 12.729,84 ha rừng tại Bình Phước.
  2. Giảng viên và nhà nghiên cứu chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Vận dụng phương pháp mô hình hóa toán học (Weibull, Meyer, tương quan H/D) và chỉ số đa dạng sinh học làm học liệu giảng dạy, tài liệu tham khảo cho các đề tài sinh thái học thực vật Đông Nam Bộ.
  3. Học viên cao học và sinh viên ngành Lâm sinh, Quản lý tài nguyên môi trường: Tham khảo cấu trúc đề cương chuẩn mực, phương pháp lập 10 ô tiêu chuẩn 1.000 m2 và kỹ năng xử lý thống kê chuyên sâu bằng phần mềm Primer 6 và Statgraphics.
  4. Các chủ rừng và tổ chức phát triển lâm nghiệp bền vững: Sử dụng các chỉ số về trữ lượng (74,8 - 166,7 m3/ha) và tổ thành loài bản địa để xây dựng hồ sơ đánh giá chứng chỉ rừng quốc tế (FSC) cho các vùng rừng tự nhiên phục hồi.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt cơ bản nhất về cấu trúc giữa trạng thái rừng TXN và TXB tại Đồng Phú là gì?

Rừng TXB có mật độ (936 cây/ha), tiết diện ngang (23,0 m2/ha) và trữ lượng (166,7 m3/ha) vượt trội hoàn toàn so với rừng TXN (lần lượt là 706 cây/ha, 12,8 m2/ha và 74,8 m3/ha). Về sinh thái, TXB đã định hình tầng ưu thế bởi cây họ Dầu bản địa, trong khi TXN vẫn bị chiếm lĩnh bởi cây tiên phong.

Những loài cây nào giữ vai trò ưu thế sinh thái trong công thức tổ thành của hai trạng thái rừng?

Tại trạng thái TXN, 4 loài chiếm ưu thế gồm Thành ngạnh (15,5%), Cò ke (10,5%), Trâm (10,3%) và Chò chai (6,6%). Tại trạng thái TXB, 5 loài ưu thế gồm Chò chai (22,8%), Dầu rái (6,6%), Trường (6,0%), Thành ngạnh (5,5%) và Bằng lăng (5,2%).

Tại sao hệ số tương đồng loài Sorensen giữa hai trạng thái rừng chỉ đạt K = 0,48?

Mặc dù số lượng loài ghi nhận ở hai trạng thái gần tương đương (44 loài ở TXN và 43 loài ở TXB), nhưng số loài chung chỉ có 21 loài. Điều này chứng minh tác động khai thác ở các mức độ khác nhau đã làm thay đổi căn bản cấu trúc vi khí hậu và tổ thành loài thực vật.

Các mô hình toán học nào phản ánh tốt nhất cấu trúc không gian của lâm phần nghiên cứu?

Hàm phân bố Weibull và phân bố Meyer mô tả chính xác nhất quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính N/D và cấp chiều cao N/H. Mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính (H/D) tuân theo phương trình hồi quy phi tuyến dạng logarit với độ tin cậy P < 0,05.

Độ tàn che của tán rừng ảnh hưởng như thế nào đến mật độ và chất lượng cây tái sinh?

Trong thực tế điều tra tại 50 ô dạng bản, độ tàn che tối ưu cho quá trình tái sinh và sinh trưởng của cây con họ Dầu dao động từ 0,6 đến 0,7. Tán rừng quá dày (độ tàn che > 0,8) gây thiếu ánh sáng, trong khi tán rừng quá thưa (độ tàn che < 0,4) khiến thảm cỏ bụi phát triển lấn át cây tái sinh mục đích.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập đầy đủ hệ thống dữ liệu định lượng về lâm phần tại Đồng Phú: Rừng TXN đạt trữ lượng 74,8 m3/ha (mật độ 706 cây/ha) và rừng TXB đạt 166,7 m3/ha (mật độ 936 cây/ha).
  • Khẳng định quy luật chuyển hóa tổ thành từ ưu thế cây tiên phong ưa sáng (Thành ngạnh 15,5% ở TXN) sang ưu thế cây gỗ lớn bản địa (Chò chai 22,8% ở TXB).
  • Đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học cao với 44 loài ở TXN (H' = 3,03) và 43 loài ở TXB, độ tương đồng loài đạt K = 0,48.
  • Ứng dụng thành công các hàm phân bố Weibull và tương quan H/D làm công cụ toán học mô phỏng cấu trúc lâm phần phục vụ điều chế rừng.
  • Đề xuất đồng bộ 4 giải pháp lâm sinh can thiệp cho 2.677,20 ha rừng tự nhiên giai đoạn 2023 - 2030 gắn với sinh kế của 13.888 hộ dân địa phương.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp luận cứ khoa học thực chứng cho chiến lược phục hồi hệ sinh thái rừng Đông Nam Bộ. Độc giả và các đơn vị quản lý lâm nghiệp quan tâm có thể ứng dụng trực tiếp mô hình xử lý số liệu và các giải pháp kỹ thuật của luận văn để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng bền vững.