Tổng quan nghiên cứu
Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu với tổng diện tích quản lý 10.880,3 ha, bao gồm 8.017,27 ha rừng tự nhiên và 1.292,54 ha rừng trồng, là dải rừng kín thường xanh ven biển duy nhất còn sót lại tại vùng Đông Nam Bộ. Trước áp lực suy thoái tài nguyên rừng và biến đổi khí hậu, việc phục hồi các hệ sinh thái rừng nhiệt đới bằng cây gỗ lớn bản địa đóng vai trò cấp thiết trong chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học và phòng hộ môi trường sinh thái. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu trước đây tại khu bảo tồn chủ yếu tập trung vào đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng của rừng tự nhiên, trong khi các cơ sở dữ liệu định lượng về đặc tính lâm học, khả năng sinh trưởng và cấu trúc của rừng trồng phục hồi vẫn còn nhiều khoảng trống.
Nghiên cứu được triển khai nhằm xác định các đặc trưng lâm học cơ bản, đánh giá biến động mật độ, phẩm chất cây trồng và quy luật cấu trúc của 3 loài cây họ Sao Dầu chủ lực gồm Sao đen, Dầu cát và Sến cát trên tổng diện tích khảo sát 700,4 ha. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 2 giai đoạn tuổi sinh trưởng quan trọng là 10 - 12 tuổi và 15 - 17 tuổi trên nền đất cát pha với mật độ thiết kế ban đầu 417 cây/ha (cự ly 6 x 4 m), so sánh giữa 2 phương thức trồng thuần loài và trồng hỗn giao. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp luận cứ khoa học chuẩn xác để tối ưu hóa tỷ lệ cây sống đạt trên 80% và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt trên 70%, đồng thời định hình các can thiệp lâm sinh giúp chuyển hóa thành công rừng trồng thành rừng gỗ lớn bền vững.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết phục hồi hệ sinh thái rừng thoái hóa theo khung tiếp cận 3 cấp độ của các chuyên gia lâm nghiệp quốc tế gồm cải tạo, phục hồi và khôi phục rừng trên đất trống thoái hóa. Bên cạnh đó, đề tài kế thừa lý thuyết phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Việt Nam và các kết quả nghiên cứu về ưu hợp thực vật họ Sao Dầu tại vùng Đông Nam Bộ. Để đánh giá mức độ tương tác sinh thái, mô hình nghiên cứu tích hợp chỉ số cạnh tranh tán nhằm lượng hóa sự giao thoa không gian dinh dưỡng và ánh sáng giữa các cá thể cây gỗ trong lâm phần.
Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa và vận dụng xuyên suốt bao gồm:
- Rừng trồng: Rừng hình thành do con người tạo lập trên đất chưa có rừng hoặc đất sau khai thác theo quy định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tại Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT.
- Phục hồi rừng: Các hoạt động lâm sinh có chủ đích nhằm đảo ngược quá trình suy thoái và tái thiết cấu trúc hệ sinh thái rừng.
- Cây họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae): Nhóm loài cây gỗ lớn bản địa đóng vai trò ưu thế tầng tán trong rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới.
- Cây hỗ trợ: Cây trồng xen trong một giai đoạn nhất định nhằm cải tạo đất, che bóng và thúc đẩy cây trồng chính sinh trưởng theo Quyết định số 186/2006/QĐ-TTg.
- Chỉ số cạnh tranh tán: Thước đo định lượng mức độ cạnh tranh không gian sống dựa trên diện tích tán lá của từng cá thể cây rừng so với diện tích ô tiêu chuẩn.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm số liệu thứ cấp về lập địa, thổ nhưỡng, khí hậu từ Phòng Khoa học Khu bảo tồn và dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp tại thực địa. Hệ thống mẫu được bố trí trên 61 ô tiêu chuẩn tạm thời hình chữ nhật diện tích 1.000 m2 (kích thước 20 x 50 m hoặc 25 x 40 m) theo hướng hàng cây, sử dụng thiết bị định vị GPS để xác định tọa độ chính xác. Dung lượng điều tra bao gồm 33 ô tiêu chuẩn ở giai đoạn 10 - 12 tuổi (diện tích 300,4 ha) và 28 ô tiêu chuẩn ở giai đoạn 15 - 17 tuổi (diện tích 400,0 ha), thực hiện đo đếm tổng cộng 2.095 cây gỗ (Sao đen: 1.160 cây, Sến cát: 575 cây, Dầu cát: 360 cây).
Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật rút mẫu điển hình theo quy định tại Quyết định số 689/QĐ-TCLN-KL của Tổng cục Lâm nghiệp, đảm bảo mỗi tổ hợp loài cây và cấp tuổi có từ 2 đến 3 ô tiêu chuẩn đại diện với dung lượng tối thiểu 30 cây/mẫu. Các chỉ tiêu đo đếm bao gồm đường kính ngang ngực ở vị trí 1,3 m (thước dây, độ chính xác 0,1 cm), chiều cao vút ngọn (thước đo cao Blume-Leiss, độ chính xác 0,5 m), đường kính tán và phân loại phẩm chất cây thành 3 cấp (a: tốt, b: trung bình, c: xấu).
Phương pháp phân tích số liệu sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion XV và Microsoft Excel. Phân tích phương sai một yếu tố kết hợp kiểm định LSD và trắc nghiệm Student's t-test được áp dụng để so sánh sự sai khác giữa các trung bình mẫu ở mức ý nghĩa p < 0,05 và p < 0,01. Kiểm định Chi-square được thực hiện để phân tích mối quan hệ định tính của phẩm chất cây. Quy luật phân bố số cây theo cấp kính và chiều cao được mô phỏng qua 4 hàm toán học lý thuyết gồm Normal, Lognormal, Weibull và Gamma. Lý do lựa chọn các công cụ này là nhằm đảm bảo tính thuần nhất về phương sai, kiểm soát sai số thực nghiệm và mô hình hóa chính xác các quy luật sinh thái rừng. Quá trình thu thập và xử lý số liệu hoàn thành trong giai đoạn 2017 - 2018.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Thứ nhất, tỷ lệ sống của các loài cây họ Sao Dầu sau 10 đến 17 năm trồng đạt mức rất cao, dao động từ 81,1% đến 86,3%. Trong đó, loài Dầu cát đạt tỷ lệ sống bình quân cao nhất với 86,3% (hệ số biến động 7,26%), Sao đen đạt 81,8% và Sến cát đạt 81,1%. Rừng trồng thuần loài có tỷ lệ sống cao hơn rừng trồng hỗn giao từ 1,2% đến 5,2%.
Thứ hai, chất lượng lâm phần đạt mức vượt trội với tỷ lệ cây phẩm chất tốt (loại a) chiếm từ 66,6% đến 85,6%. Mô hình Dầu cát thuần loài đạt tỷ lệ cây tốt cao nhất là 85,6% và tỷ lệ cây xấu (loại c) chỉ chiếm 5,8%. Mô hình Sao đen thuần loài đạt 80,4% cây loại a, trong khi Sao đen hỗn giao đạt 70,1% và Sến cát hỗn giao đạt 66,6% cây loại a (tỷ lệ cây loại b là 25,7% và loại c là 7,7%). Kiểm định Chi-square khẳng định sự sai khác về phẩm chất giữa các mô hình có ý nghĩa thống kê rất cao (p = 0,000).
Thứ ba, mật độ lâm phần diễn biến ổn định qua các giai đoạn tuổi. Xuất phát từ mật độ trồng ban đầu 417 cây/ha, ở giai đoạn 10 - 12 tuổi mật độ thực tế duy trì ở mức 310 - 377 cây/ha; đến giai đoạn 15 - 17 tuổi mật độ dao động từ 315 - 380 cây/ha. Hiện tượng tỉa thưa tự nhiên diễn ra chậm và không làm suy giảm cấu trúc lâm phần.
Thứ tư, cấu trúc phân bố số cây theo đường kính và chiều cao ở tuổi 12 phản ánh quy luật phân bố một đỉnh lệch trái với hệ số bất đối xứng dương (Sk từ 0,20 đến 0,46). Đường kính trung bình của Dầu cát đạt 20,8 cm (chiều cao 7,67 m), Sến cát đạt 19,7 cm (chiều cao 7,03 m) và Sao đen đạt 18,6 cm (chiều cao 6,87 m). Số cây tập trung chủ yếu ở cấp kính 18 - 22 cm, chiếm tỷ trọng từ 15% đến 40% tổng số cây trong lâm phần.
Thảo luận kết quả
Sự vượt trội về tỷ lệ sống và phẩm chất cây ở mô hình thuần loài bắt nguồn từ quy trình quản lý cây nông nghiệp kết hợp. Trong mô hình trồng kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày (khoai mì), đất được làm cỏ, xới xáo và bón phân liên tục trong 5 - 6 năm đầu, giúp cây gỗ sinh trưởng nhanh mà không bị che bóng sau khi rừng khép tán. Ngược lại, trong mô hình trồng hỗn giao với cây nông nghiệp dài ngày (cây Điều), tán cây Điều phát triển rộng đã cạnh tranh gay gắt không gian dinh dưỡng; đồng thời người dân có xu hướng tỉa mạnh cành dưới của cây lấy gỗ để tập trung ánh sáng cho cây Điều ra quả, khiến tỷ lệ cây phẩm chất a bị giảm sút từ 10,3% đến 13,8%.
So sánh với các nghiên cứu lâm học tại Đồng Nai, Bình Phước và Tây Ninh, tốc độ tăng trưởng đường kính bình quân của Sao đen và Dầu cát tại Bình Châu - Phước Bửu đạt mức khả quan từ 1,3 đến 1,7 cm/năm, tương đương các mô hình trồng thưa được chăm sóc tốt và cao hơn rõ rệt so với các mô hình trồng theo rạch dưới tán rừng tự nhiên nghèo kiệt tại Bình Thuận do không bị hạn chế bởi tàn che kín.
Về phương thức biểu diễn dữ liệu, toàn bộ quy luật cấu trúc lâm phần có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ đường cong phân bố tần số thực nghiệm kết hợp hàm phân bố lý thuyết Weibull trên hệ trục tọa độ N (%) - D1,3 (cm). Đồng thời, mức độ sai khác giữa các nghiệm thức được tổng hợp rõ nét qua bảng phân tích phương sai một yếu tố kèm giá trị p-value và trắc nghiệm LSD.
Đề xuất và khuyến nghị
- Thực hiện tỉa thưa nuôi dưỡng lâm phần định kỳ: Tiến hành bài cây và chặt bỏ các cây cong queo, sâu bệnh thuộc phẩm chất c nhằm giảm mật độ từ 350 - 380 cây/ha xuống mức tối ưu 250 - 280 cây/ha đối với rừng tuổi 15 - 17, tạo không gian dinh dưỡng tối đa cho cây phẩm chất tốt sinh trưởng; thời gian hoàn thành trong giai đoạn 2024 - 2026 do Ban Quản lý Khu bảo tồn chủ trì thực hiện.
- Điều chỉnh kỹ thuật xử lý cây che bóng và cây phù trợ: Phát quang, tỉa cành hoặc hạ độ cao tán cây hỗ trợ mọc nhanh và cây nông nghiệp dài ngày (cây Điều) nhằm đảm bảo độ mở tàn che đạt 60% đến 75% lượng ánh sáng trực tiếp cho cây Sao đen và Sến cát; thực hiện nghiêm ngặt sau 1 - 2 năm đầu sau trồng với tần suất 6 tháng/lần do các hộ nhận khoán và cán bộ kỹ thuật phụ trách.
- Tăng cường các biện pháp chăm sóc và bảo vệ rừng giai đoạn đầu: Thực hiện xới đất, vun gốc đường kính 1 m quanh gốc và làm đường băng cản lửa phòng chống cháy rừng trong mùa khô kéo dài 6 tháng nhằm duy trì tỷ lệ cây sống đạt trên 90% và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt trên 80%; áp dụng liên tục trong 4 năm đầu do lực lượng kiểm lâm và đội bảo vệ rừng chuyên trách đảm nhiệm.
- Quy hoạch phân vùng mô hình trồng theo đặc điểm lập địa: Bố trí mở rộng diện tích trồng thuần loài Dầu cát trên lập địa đất cát nghèo dinh dưỡng ven biển và trồng Sao đen trên đất Feralit thoát nước tốt với quy mô 200 - 300 ha; thời gian triển khai theo kế hoạch 2025 - 2030 dưới sự chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
- Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và rừng đặc dụng:
- Lợi ích: Tiếp cận hệ thống cứ liệu thực chứng về tỷ lệ sống 81% - 86% và các mô hình kỹ thuật phục hồi rừng cây gỗ lớn trên đất cát ven biển.
- Tình huống sử dụng: Xây dựng phương án quản lý rừng bền vững và thiết kế các chương trình phục hồi sinh thái rừng tại vùng duyên hải Đông Nam Bộ và Nam Trung Bộ.
- Cán bộ kỹ thuật và chuyên gia quản lý lâm nghiệp tại các Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn:
- Lợi ích: Nắm bắt các định mức kinh tế - kỹ thuật về mật độ trồng 417 cây/ha, cự ly 6 x 4 m và quy trình tỉa thưa cây phù trợ sau 1 - 2 năm.
- Tình huống sử dụng: Thẩm định hồ sơ thiết kế dự án trồng rừng bản địa và xây dựng quy chuẩn kỹ thuật lâm sinh cho địa phương.
- Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng:
- Lợi ích: Kế thừa phương pháp điều tra trên 61 ô tiêu chuẩn, cách ứng dụng chỉ số cạnh tranh tán và mô hình hóa phân bố qua phần mềm chuyên dụng.
- Tình huống sử dụng: Làm tài liệu tham khảo giảng dạy, nghiên cứu động thái sinh trưởng lâm phần và sinh thái phục hồi rừng nhiệt đới.
- Doanh nghiệp lâm nghiệp và các chủ rừng trồng quy mô trang trại:
- Lợi ích: Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của mô hình nông lâm kết hợp ngắn ngày nhằm tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu.
- Tình huống sử dụng: Ứng dụng mô hình lấy ngắn nuôi dài, kết hợp cây nông nghiệp trong 5 năm đầu để tạo nguồn thu trước khi khai thác gỗ lớn.
Câu hỏi thường gặp
Mô hình trồng thuần Dầu cát có ưu thế gì vượt trội so với mô hình trồng hỗn giao?
Theo số liệu điều tra trên 10 ô tiêu chuẩn, mô hình Dầu cát thuần loài đạt tỷ lệ sống cao nhất 86,3% và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt 85,6%. Do cây nông nghiệp ngắn ngày chỉ tồn tại trong 5 năm đầu, cây Dầu cát tận dụng tối đa lượng phân bón và độ ẩm đất xới xáo mà không bị cạnh tranh ánh sáng khi bước vào giai đoạn 10 - 17 tuổi.
Sự hiện diện của cây nông nghiệp dài ngày như cây Điều ảnh hưởng thế nào đến cây lấy gỗ?
Trong mô hình hỗn giao với cây Điều, tỷ lệ cây Sao đen phẩm chất tốt loại a chỉ đạt 70,1%, thấp hơn 10,3% so với mô hình thuần loài (80,4%). Tán cây Điều che phủ không gian dinh dưỡng và việc người dân tỉa cành dưới quá mức của cây lấy gỗ để lấy ánh sáng cho Điều đã làm giảm sút chất lượng thân cây rừng.
Mật độ trồng 417 cây/ha với cự ly 6 x 4 m có đảm bảo khả năng thành rừng không?
Quy cách 6 x 4 m hoàn toàn phù hợp cho cây gỗ lớn họ Sao Dầu. Ở tuổi 12, đường kính tán trung bình đạt 3,5 đến 5,0 m, tạo độ khép tán lý tưởng mà không gây cạnh tranh gay gắt. Đến giai đoạn 15 - 17 tuổi, mật độ vẫn duy trì ổn định 315 - 380 cây/ha, giúp tiết kiệm chi phí tỉa thưa giai đoạn non.
Quy luật phân bố đường kính của rừng trồng họ Sao Dầu có gì đặc biệt?
Phân bố số cây theo đường kính ngang ngực ở tuổi 12 tuân theo quy luật phân bố một đỉnh lệch trái với hệ số bất đối xứng Sk từ 0,26 đến 0,46. Số cây tập trung chủ đạo ở cấp kính 18 - 22 cm, chiếm tỷ lệ từ 15% đến 40% tổng số cây điều tra, phù hợp cao với hàm phân bố lý thuyết Weibull ở mức ý nghĩa p > 0,05.
Thời điểm nào là thích hợp nhất để xử lý cây che bóng và cây hỗ trợ?
Thời điểm xử lý tối ưu là sau 1 đến 2 năm đầu sau khi trồng, khi cây họ Sao Dầu đã bén rễ và bước vào giai đoạn đòi hỏi nhiều ánh sáng trực xạ. Nếu chậm trễ trong việc tỉa cành hoặc chặt hạ cây che bóng, tốc độ tăng trưởng đường kính của cây họ Sao Dầu có thể bị suy giảm từ 20% đến 30% mỗi năm.
Kết luận
- Đã xác lập toàn diện đặc tính lâm học và cấu trúc của 3 loài Sao đen, Dầu cát và Sến cát trên 61 ô tiêu chuẩn với tổng diện tích 700,4 ha tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu.
- Tỷ lệ sống của các loài đạt mức cao từ 81,1% đến 86,3%, trong đó Dầu cát thuần đạt tỷ lệ cao nhất và mật độ lâm phần duy trì ổn định ở mức 315 - 380 cây/ha sau 15 - 17 năm.
- Chất lượng rừng đạt mức vượt trội với tỷ lệ cây phẩm chất tốt chiếm 66,6% đến 85,6%, trong đó mô hình trồng thuần kết hợp cây ngắn ngày cho phẩm chất thân cây vượt trội so với mô hình xen cây lâu năm.
- Mô hình hóa thành công quy luật phân bố số cây theo cấp kính và chiều cao ở tuổi 12, khẳng định sự tập trung sinh trưởng ở cấp kính chủ đạo 18 - 22 cm và chiều cao 6,87 - 7,67 m.
- Đề xuất hệ thống 4 giải pháp lâm sinh đồng bộ gồm tỉa thưa điều chỉnh mật độ, kiểm soát cây phù trợ sau 1 - 2 năm, chăm sóc 4 năm đầu và quy hoạch phân vùng lập địa.
Luận văn đóng góp hệ thống dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho lĩnh vực lâm học phục hồi rừng ven biển thoái hóa tại Việt Nam. Trong giai đoạn 2024 - 2026, các cơ quan quản lý cần triển khai ngay việc ban hành hướng dẫn tỉa thưa nuôi dưỡng và tiếp tục theo dõi động thái sinh trưởng ở giai đoạn tuổi 20 - 25. Các đơn vị lâm nghiệp, chủ rừng và nhà nghiên cứu hãy chủ động áp dụng các giải pháp kỹ thuật trên vào thực tiễn để kiến tạo những cánh rừng gỗ lớn bản địa xanh tươi và bền vững.