Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Rừng tự nhiên tại Việt Nam trải qua quá trình suy giảm nghiêm trọng về cả diện tích lẫn chất lượng dưới tác động của hai phương thức khai thác chủ yếu: khai thác chọn tự do (lấy gỗ làm nhà, củi) và khai thác trắng (đốt nương làm rẫy, chuyển đổi đất sang trồng cây nông - công nghiệp). Diện tích che phủ rừng toàn quốc từ 43% năm 1943 đã giảm xuống còn 26% vào năm 1993. Trong đó, đất rừng sau nương rẫy tuy bị phá vỡ kết cấu và nghèo kiệt về trữ lượng, nhưng vẫn duy trì tính chất đất rừng và có khả năng phục hồi sinh thái nếu được khoanh nuôi, quản lý hợp lý.

Huyện Văn Chấn (tỉnh Yên Bái) nằm ở vị trí cửa ngõ vùng Tây Bắc, nơi diện tích rừng tự nhiên từng bị thoái hóa sâu sắc. Những năm gần đây, chính sách giao đất giao rừng cho hộ gia đình đã tạo điều kiện mở rộng diện tích và nâng cao chất lượng rừng phục hồi. Để xây dựng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh có cơ sở khoa học nhằm thúc đẩy quá trình diễn thế đi lên của hệ sinh thái, việc nghiên cứu quy luật cấu trúc và khả năng tái sinh tự nhiên là yêu cầu cấp thiết.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Văn Đông tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Đánh giá đặc điểm cấu trúc tầng cây cao (tổ thành, mật độ, độ tàn che) của trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (trạng thái IIa).
  2. Đánh giá đặc điểm và quy luật tái sinh tự nhiên (tổ thành loài, mật độ, tỷ lệ cây triển vọng, chất lượng, nguồn gốc xuất hiện, phân bố theo chiều cao và phân bố không gian mặt phẳng ngang) trong trạng thái rừng IIa.
  3. Phân tích ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái (địa hình, độ tàn che, thực bì cây bụi thảm tươi, con người, lập địa) đến khả năng tái sinh.
  4. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm đẩy nhanh tiến trình phục hồi rừng tại địa bàn nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

  • Đối tượng nghiên cứu: Trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (ký hiệu trạng thái: IIa).
  • Phạm vi không gian: Xã Gia Hội, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái (khảo sát thực địa đại diện trên 3 dạng vị trí địa hình: chân đồi, sườn đồi và đỉnh đồi).
  • Phạm vi thời gian: Thu thập số liệu thực địa và phân tích từ tháng 1 năm 2015 đến tháng 5 năm 2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978), xem thảm thực vật là tấm gương phản chiếu tổng hợp các điều kiện hoàn cảnh tự nhiên. Do quá trình diễn thế phục hồi rừng kéo dài nhiều năm, đề tài áp dụng phương pháp dãy phát triển tự nhiên (lấy không gian thay thế thời gian) để đánh giá cấu trúc lâm phần và động thái tái sinh. Cơ sở lý luận kế thừa các công trình nghiên cứu về cấu trúc, độ tàn che và tái sinh rừng nhiệt đới của Richards (1952), Yurkevich (1960), Lamprecht (1989), Trần Ngũ Phương (1970), Vũ Đình Huề (1969), Vũ Tiến Hinh (1991), Đào Công Khanh (1996), Đặng Kim Vui (2002).

Hệ thống phương pháp điều tra thực địa và xử lý số liệu được tiến hành như sau:

Hạng mục điều tra Phương pháp và dung lượng mẫu Chỉ tiêu và công thức xác định
Tầng cây cao Lập 9 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình diện tích 2.000 m² (40m x 50m), phân bổ 3 OTC/vị trí địa hình (Chân, Sườn, Đỉnh). - Đo đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$, cm) bằng thước kẹp kính 2 hướng Đông - Tây và Nam - Bắc.
- Đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$, m), chiều cao dưới cành ($H_{dc}$, m) bằng thước đo cao.
- Đo đường kính tán lá ($D_t$, m) bằng thước dây.
- Tính chỉ số quan trọng tổ thành theo Daniel Marmillod: $IV_i% = \frac{N_i% + G_i%}{2}$ (loài có $IV% \ge 5%$ tham gia công thức tổ thành).
- Tính mật độ tầng cây gỗ: $N/\text{ha} = \frac{n}{S} \times 10.000$.
Cây tái sinh Lập 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m² (5m x 5m) bố trí đều trong mỗi OTC (tổng số 45 ODB). - Thống kê tên loài, đo chiều cao bằng thước sào.
- Xác định công thức tổ thành tái sinh ($n_i% \ge 5%$).
- Phân cấp chất lượng: Tốt (thân thẳng, không cụt ngọn, không sâu bệnh), Trung bình, Xấu (cong queo, cụt ngọn, sâu bệnh).
- Xác định nguồn gốc: Tái sinh hạt hoặc tái sinh chồi.
- Phân cấp chiều cao: 6 cấp (<0,5m; 0,6-1,0m; 1,1-1,5m; 1,6-2,0m; 2,1-3,0m; >3,0m).
- Phân bố mặt phẳng ngang theo tiêu chuẩn $U$ của Clark và Evans: $-1,96 < U < 1,96$ (ngẫu nhiên), $U > 1,96$ (đều), $U < -1,96$ (cụm).
Cây bụi, thảm tươi Lập 5 ODB (25 m²) bố trí trên 2 đường chéo của OTC. Đo chiều dài che phủ của tán cây bụi, thảm tươi dọc 2 đường chéo bằng thước dây để tính độ che phủ trung bình ($CP%$).
Độ tàn che Sử dụng máy đo độ tàn che đo tại 3 điểm/OTC. Công thức: $TC% = \frac{\text{Tổng số ô bị tán che}}{96 \times k} \times 100$ (với hệ số hiệu chỉnh $k = 1,04$).

Nguồn dữ liệu của khóa luận gồm số liệu điều tra đo đếm trực tiếp tại thực địa 9 OTC ở xã Gia Hội, kết hợp tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội từ Báo cáo tổng kết năm 2013 của UBND xã Gia Hội và Phòng Địa chính huyện Văn Chấn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này nêu rõ vai trò bảo vệ môi trường, phòng hộ và cung cấp lâm sản của rừng tự nhiên, phân tích thực trạng suy thoái rừng tại Việt Nam và tính cấp thiết của việc nghiên cứu rừng phục hồi sau nương rẫy tại huyện Văn Chấn. Tác giả xác định mục tiêu tổng quát là đánh giá cấu trúc tầng cây cao, đặc điểm tái sinh tự nhiên trạng thái IIa để làm căn cứ đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh; đồng thời xác định đối tượng nghiên cứu, phạm vi thời gian (tháng 1 - 5/2015), ý nghĩa học tập và thực tiễn của đề tài.

Chương 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 2 tổng hợp các khái niệm cơ bản về tái sinh rừng, phục hồi rừng, cấu trúc rừng và loài ưu thế; hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trên thế giới về cấu trúc tầng thứ, độ tàn che tối ưu (Yurkevich: 0,6 - 0,7) và nhu cầu ánh sáng của cây rừng (Lamprecht). Phần nghiên cứu trong nước tổng thuật các công trình của Trần Ngũ Phương, Thái Văn Trừng, Vũ Tiến Hinh, Lâm Phúc Cố, Đặng Kim Vui về phân loại thảm thực vật, mối liên hệ giữa tổ thành tầng cây cao và tầng tái sinh, quy luật diễn thế phục hồi sau nương rẫy.

Chương này cũng giới thiệu tổng quan khu vực nghiên cứu: Xã Gia Hội có diện tích 37,89 km², địa hình đồi núi dốc, đất chủ yếu là đất thịt nhẹ phát triển trên đá mẹ có tầng mùn; khí hậu nhiệt đới gió mùa mát mẻ (nhiệt độ thấp hơn Nghĩa Lộ 8 - 9°C, lượng mưa trung bình 1.200 - 1.400 mm/năm). Dân số gồm 4 dân tộc chính (Thái chiếm 53%, Dáy 26%, Kinh 13%, khác 8%); cơ cấu kinh tế chủ yếu là sản xuất nông nghiệp (lúa nước 274,5 ha, chè 249,8 ha) và quản lý bảo vệ 1.933,26 ha đất có rừng.

Chương 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết đối tượng khảo sát là trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (IIa); phạm vi nội dung gồm nghiên cứu hiện trạng phân bố, cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây gỗ, các đặc tính của tầng cây tái sinh và các nhân tố sinh thái ảnh hưởng. Phương pháp luận dựa trên quan điểm sinh thái phát sinh quần thể và phương pháp không gian thay thế thời gian. Chương này mô tả cụ thể quy cách lập 9 OTC (diện tích 2.000 m²/OTC) tại chân, sườn, đỉnh đồi; bố trí 5 ODB (25 m²/ODB) trong mỗi OTC; quy trình đo đạc đường kính $D_{1.3}$, chiều cao, đường kính tán; phương pháp tính tỷ lệ tổ thành $IV%$ của Daniel Marmillod, công thức tổ thành cây tái sinh, phân loại chất lượng - nguồn gốc và kiểm định phân bố mặt phẳng ngang Clark - Evans.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm trọng tâm, cung cấp toàn bộ số liệu đo đếm và phân tích:

  • Hiện trạng phân bố rừng: Tổng diện tích tự nhiên của xã Gia Hội năm 2013 là 3.804,51 ha. Diện tích đất có rừng đạt 1.933,26 ha, trong đó rừng tự nhiên chiếm 1.454,31 ha (rừng gỗ 1.377,12 ha, rừng tre nứa 77,19 ha; toàn bộ 1.377,12 ha rừng gỗ tự nhiên thuộc trạng thái phục hồi IIa). Rừng trồng chiếm 478,95 ha và đất trống đồi núi trọc (Ia, Ib) chiếm 298,94 ha.
  • Cấu trúc tầng cây gỗ: Số loài bắt gặp dao động từ 8 đến 13 loài/OTC, số loài tham gia vào công thức tổ thành từ 7 đến 10 loài. Các loài chiếm ưu thế sinh thái gồm Kháo, Re, Giẻ, Sồi, Táu muối, Trâm sừng, Vạng trứng, Xoan nhừ. Mật độ tầng cây gỗ trung bình đạt 118 cây/ha (vị trí Chân: 127 cây/ha, Sườn: 117 cây/ha, Đỉnh: 112 cây/ha), mức độ chênh lệch mật độ giữa các vị trí địa hình không lớn.
  • Tổ thành và mật độ cây tái sinh: Tầng tái sinh có số loài dao động từ 6 đến 10 loài/OTC, số loài tham gia công thức tổ thành từ 5 đến 10 loài. Thành phần loài tái sinh tương đồng chặt chẽ với tầng cây cao (Re, Giẻ, Kháo, Sồi, Táu mật, Táu muối, Trâm sừng). Mật độ cây tái sinh trung bình đạt 1.724 cây/ha (Chân: 1.760 cây/ha, Sườn: 1.813 cây/ha, Đỉnh: 1.600 cây/ha).
  • Mật độ cây triển vọng: Mật độ cây tái sinh có triển vọng trung bình là 853 cây/ha, chiếm tỷ lệ 48,80% tổng số cây tái sinh (Chân: 906 cây/ha - 49,70%; Sườn: 853 cây/ha - 46,69%; Đỉnh: 800 cây/ha - 50,00%).
  • Chất lượng và nguồn gốc tái sinh: Cây chất lượng tốt chiếm tỷ lệ ưu thế với 67,55% (giảm dần từ Chân: 77,17%, Sườn: 72,17% xuống Đỉnh: 53,33%); chất lượng trung bình chiếm 19,52% (đoạn văn tổng hợp nêu 19,02%); chất lượng xấu chiếm 13,35% (đoạn văn nêu 13,58%). Nguồn gốc tái sinh chủ yếu từ hạt chiếm 83,42% (mật độ 1.440 cây/ha), tái sinh từ chồi chiếm 16,57% (mật độ 244 cây/ha).
  • Phân bố theo chiều cao: Số lượng cá thể và số loài cây tái sinh giảm dần khi chiều cao tăng lên. Tỷ lệ số cây tập trung cao nhất ở cấp $<0,5\text{ m}$ (28,34% số cây, 75% số loài), giảm dần qua các cấp 0,6 - 1,0 m (21,13%), 1,1 - 1,5 m (16,49%), 1,6 - 2,0 m (15,00%), 2,1 - 3,0 m (11,84%) và thấp nhất ở cấp $>3,0\text{ m}$ (7,20% số cây, 12,5% số loài).
  • Phân bố không gian mặt phẳng ngang: Giá trị tiêu chuẩn $U_{\text{tính}}$ tại 9 OTC dao động từ 0,56 đến 1,77, tất cả đều thỏa mãn điều kiện $-1,96 < U_{\text{tính}} < 1,96$, khẳng định cây tái sinh phân bố ngẫu nhiên trên toàn bộ các dạng địa hình.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương tổng kết các phát hiện về mật độ, tổ thành, chất lượng và phân bố tái sinh của trạng thái IIa; khẳng định tiềm năng phục hồi tự nhiên của lâm phần tại xã Gia Hội; đồng thời đề xuất kiến nghị áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh (khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp làm giàu rừng) và tăng cường biện pháp quản lý bảo vệ rừng tại cơ sở.

Kết quả và đóng góp

Tổng hợp số liệu điều tra thực địa

Bảng tổng hợp dưới đây phản ánh các chỉ tiêu định lượng chính của trạng thái rừng IIa tại 3 dạng vị trí địa hình ở xã Gia Hội:

Chỉ tiêu điều tra lâm học Vị trí Chân Vị trí Sườn Vị trí Đỉnh Trung bình chung
Mật độ tầng cây gỗ (cây/ha) 127 117 112 118
Số loài cây gỗ bắt gặp (loài/OTC) 11 - 13 8 - 12 8 - 12 8 - 13
Mật độ cây tái sinh (cây/ha) 1.760 1.813 1.600 1.724
Mật độ cây triển vọng (cây/ha) 906 853 800 853
Tỷ lệ cây triển vọng (%) 49,70 46,69 50,00 48,80
Tỷ lệ cây tái sinh phẩm chất Tốt (%) 77,17 72,17 53,33 67,55
Tỷ lệ cây tái sinh phẩm chất TB (%) 13,83 14,75 30,00 19,52
Tỷ lệ cây tái sinh phẩm chất Xấu (%) 10,03 13,37 16,67 13,35
Tỷ lệ tái sinh nguồn gốc Hạt (%) 85,88 79,37 85,00 83,42
Tỷ lệ tái sinh nguồn gốc Chồi (%) 14,11 20,61 15,00 16,57
Dạng phân bố mặt phẳng ngang ($U$) Ngẫu nhiên ($0,78 - 0,86$) Ngẫu nhiên ($0,56 - 1,77$) Ngẫu nhiên ($1,02 - 1,53$) Ngẫu nhiên

Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh của tác giả

Dựa trên kết quả điều tra thực nghiệm, tác giả đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động:

  • Áp dụng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung: Do mật độ tái sinh tự nhiên đạt 1.724 cây/ha nhưng thành phần loài chủ yếu là các cây tiên phong ưa sáng mọc nhanh, giá trị kinh tế thấp (Kháo, Re, Xoan nhừ), cần tiến hành trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và phòng hộ cao dưới tán hoặc tại các khoảng trống.
  • Nuôi dưỡng và điều tiết không gian sinh dưỡng: Tiến hành phát dọn dây leo, cây bụi chèn ép cây tái sinh mục đích; chặt tỉa các cây tái sinh cong queo, sâu bệnh (chiếm 13,35% - 13,58%); điều tiết độ tàn che tầng cây cao hợp lý để tạo điều kiện ánh sáng cho lớp cây con sinh trưởng vượt tầng thảm tươi.
  • Biện pháp quản lý bảo vệ: Phối hợp chặt chẽ giữa chính quyền địa phương, Hạt Kiểm lâm và các hộ gia đình nhận khoán; xây dựng phương án phòng cháy chữa cháy rừng trong mùa khô (tháng 2 - 4 khi có gió Lào); hạn chế chăn thả gia súc tự do vào các khu vực rừng đang phục hồi.

Đóng góp của đề tài

Công trình đóng góp bộ dẫn liệu thực địa chi tiết về cấu trúc tổ thành, mật độ và đặc điểm tái sinh của trạng thái rừng IIa tại huyện Văn Chấn (Yên Bái). Kết quả nghiên cứu chứng minh mối quan hệ kế thừa tổ thành giữa tầng cây mẹ và tầng cây con dưới tán, đồng thời khẳng định khả năng tự phục hồi của rừng thứ sinh sau nương rẫy khi có nguồn giống từ hạt chiếm trên 83% và tỷ lệ cây chất lượng tốt đạt trên 67%.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có một số giới hạn xuất phát từ phạm vi nghiên cứu thực địa:

  • Giới hạn thời gian và không gian: Nghiên cứu được thực hiện trong thời gian ngắn (từ tháng 1/2015 đến tháng 5/2015) trên phạm vi một xã (Gia Hội), chưa theo dõi được biến động số lượng và động thái tăng trưởng của cây tái sinh qua các mùa sinh trưởng khác nhau trong nhiều năm.
  • Phân tích định tính các nhân tố sinh thái: Ảnh hưởng của động vật, hoạt động dân sinh và tính chất phẫu diện đất chủ yếu được đánh giá qua khảo sát mô tả định tính và bảng tổng hợp, chưa lượng hóa bằng các mô hình tương quan thống kê đa biến.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được xác định:

  • Thiết lập các ô định vị cố định để theo dõi lâu dài tỷ lệ sống sót, tốc độ tăng trưởng đường kính - chiều cao và quy luật phân hóa tự nhiên của các loài cây tái sinh mục đích.
  • Thử nghiệm các công thức trồng bổ sung cây bản địa có giá trị kinh tế cao với mật độ và phương thức xử lý thực bì khác nhau trên trạng thái IIa.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên ngành Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên rừng, Sinh thái học: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về thiết kế ô tiêu chuẩn (OTC 2.000 m²), ô dạng bản (ODB 25 m²), quy trình tính toán chỉ số giá trị quan trọng $IV%$ theo Daniel Marmillod và kiểm định phân bố không gian Clark - Evans ($U$-test).
  • Cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp và cơ quan quản lý tại địa phương: Cung cấp số liệu hiện trạng thực tế về cơ cấu rừng, mật độ tầng cây cao và tiềm năng tái sinh của trạng thái IIa tại huyện Văn Chấn, hỗ trợ lập quy hoạch khoanh nuôi phục hồi và làm giàu rừng tại khu vực vùng cao Tây Bắc.

Câu hỏi thường gặp

1. Trạng thái rừng phục hồi IIa tại xã Gia Hội có diện tích bao nhiêu và chiếm tỷ lệ như thế nào trong cơ cấu rừng tự nhiên của xã?
Theo số liệu thống kê năm 2013 của xã Gia Hội, trạng thái rừng IIa có diện tích 1.377,12 ha, chiếm toàn bộ 100% diện tích rừng gỗ tự nhiên (1.377,12 ha) và chiếm 94,69% tổng diện tích rừng tự nhiên toàn xã (1.454,31 ha, bao gồm cả 77,19 ha rừng tre nứa).

2. Mật độ tầng cây cao và mật độ cây tái sinh trạng thái IIa tại khu vực nghiên cứu đạt bao nhiêu?
Mật độ tầng cây gỗ trung bình đạt 118 cây/ha (dao động từ 112 cây/ha ở vị trí Đỉnh đến 127 cây/ha ở vị trí Chân). Mật độ cây tái sinh trung bình đạt 1.724 cây/ha (dao động từ 1.600 cây/ha ở Đỉnh đến 1.813 cây/ha ở Sườn).

3. Tỷ lệ phẩm chất và nguồn gốc xuất hiện của cây tái sinh trong rừng IIa tại Gia Hội được ghi nhận như thế nào?
Cây tái sinh có phẩm chất Tốt chiếm 67,55%, phẩm chất Trung bình chiếm 19,52% (hoặc 19,02% theo mô tả phân tích), phẩm chất Xấu chiếm 13,35% (hoặc 13,58%). Về nguồn gốc, cây tái sinh từ hạt chiếm ưu thế tuyệt đối với 83,42% (1.440 cây/ha), cây tái sinh từ chồi chiếm 16,57% (244 cây/ha).

4. Phân bố mặt phẳng ngang của cây tái sinh tại khu vực nghiên cứu tuân theo dạng phân bố nào theo tiêu chuẩn Clark và Evans?
Cây tái sinh phân bố theo dạng ngẫu nhiên trên toàn bộ các vị trí điều tra. Giá trị kiểm định $U_{\text{tính}}$ tại 9 OTC dao động từ 0,56 đến 1,77, đều nằm trong khoảng giới hạn tin cậy $-1,96 < U < 1,96$.

5. Những loài cây gỗ nào chiếm ưu thế chính trong công thức tổ thành của lâm phần tại khu vực nghiên cứu?
Các loài cây gỗ chiếm ưu thế trong công thức tổ thành ở cả tầng cây cao và tầng cây tái sinh gồm có Kháo, Re, Giẻ, Sồi, Táu muối, Trâm sừng, Táu mật, Vạng trứng, Xoan nhừ; đây phần lớn là các loài cây tiên phong ưa sáng mọc nhanh.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Hoàng Văn Đông đã phân tích hệ thống các đặc trưng cấu trúc tầng cây cao và quy luật tái sinh tự nhiên của trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (IIa) tại xã Gia Hội, huyện Văn Chấn, tỉnh Yên Bái. Với mật độ tái sinh đạt 1.724 cây/ha, trong đó 83,42% bắt nguồn từ hạt và 67,55% đạt chất lượng tốt, lâm phần thể hiện năng lực phục hồi tự nhiên thuận lợi. Kết quả nghiên cứu là căn cứ thực nghiệm xác đáng để áp dụng biện pháp kỹ thuật khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế cao tại địa phương.