Tổng quan nghiên cứu

Quả Ươi là nguồn dược liệu quý có giá trị thương mại vượt trội trên thị trường với mức giá dao động từ 400.000 đến 500.000 đồng/kg quả khô, mỗi cây trưởng thành có thể cho năng suất thu hoạch bình quân từ 50 đến 100 kg quả mỗi vụ. Tuy nhiên, áp lực kinh tế to lớn đã thúc đẩy người dân địa phương áp dụng các biện pháp khai thác triệt để mang tính hủy diệt, điển hình là việc chặt hạ toàn bộ thân cây gỗ lớn cao 20 đến 25 m để thu hái quả. Thực trạng này khiến các quần thể Ươi tự nhiên (Scaphium macropodum (Miq.) Pierre thuộc họ Trôm - Sterculiaceae) suy thoái nghiêm trọng về số lượng cá thể, suy giảm diện tích phân bố và đứng trước nguy cơ bị đe dọa cao trong Sách Đỏ Việt Nam.

Trước yêu cầu cấp thiết về bảo tồn nguồn gen lâm sản quý hiếm, công trình nghiên cứu tập trung giải quyết hai mục tiêu trọng tâm: xác định các đặc điểm lâm học cơ bản của loài Ươi tại khu vực phía Nam Vườn Quốc gia Cát Tiên và xây dựng hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh cùng phương án quản lý bền vững nhằm bảo tồn, phát triển loài trong hệ sinh thái tự nhiên.

Phạm vi không gian nghiên cứu được xác lập tại khu vực phía Nam thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt của Vườn Quốc gia Cát Tiên, tỉnh Đồng Nai với tổng diện tích tự nhiên của phân khu là 40.963,46 ha. Thời gian triển khai thu thập số liệu thực địa diễn ra liên tục từ tháng 05/2016 đến tháng 11/2016. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu định lượng về phân bố sinh thái, cấu trúc thảm thực vật và khả năng tái sinh tự nhiên. Đây là căn cứ khoa học trực tiếp phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn của Vườn Quốc gia, đồng thời mở ra định hướng phát triển mô hình nông lâm kết hợp, tạo sinh kế bền vững cho hơn 7.074 hộ dân tại các xã vùng đệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết hệ sinh thái rừng nhiệt đới của Odum (1978) và Baur (1962), tiếp cận rừng như một quần xã sinh vật hoàn chỉnh có mối quan hệ tương tác hữu cơ chặt chẽ giữa các loài thực vật với môi trường lập địa và các yếu tố khí hậu, thổ nhưỡng. Khung phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng (1978, 1999) được ứng dụng nhằm xác định các kiểu rừng và đánh giá chỉ số giá trị quan trọng (IV%) của từng loài trong cấu trúc tầng tán.

Bên cạnh đó, đề tài tích hợp lý thuyết diễn thế và quy luật tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới theo quan điểm của Richards (1965), khẳng định quá trình chuyển tiếp từ cây mạ sang cây con chịu bóng và vươn lên tầng cây cao phụ thuộc trực tiếp vào chế độ ánh sáng và sự cạnh tranh dinh dưỡng. Mô hình cấu trúc không gian ba chiều thông qua trắc đồ đứng của Richards và David (1934) được kế thừa để phân tích kiến trúc tầng thứ. Nghiên cứu vận dụng 4 khái niệm lâm học cốt lõi bao gồm: tổ thành loài theo hệ số Ki, chỉ số giá trị quan trọng IVi%, mật độ cá thể trên một đơn vị diện tích (N/ha) và độ tàn che của tán rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu ngoại nghiệp được thu thập thông qua quá trình điều tra toàn diện trên tổng số 2.942 cá thể cây Ươi phân bố tự nhiên trong khu vực nghiên cứu. Đề tài áp dụng phương pháp chọn mẫu điển hình tạm thời, tiến hành thiết lập 3 ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích 2.000 m2 mỗi ô (tổng diện tích mẫu 6.000 m2) tại các vùng có loài Ươi phân bố tập trung. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, toàn bộ cây thân gỗ có đường kính ngang ngực D1.3 ≥ 6 cm đều được đo đếm chi tiết về đường kính D1.3, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính tán (Dt) và đánh giá cấp phẩm chất (tốt, trung bình, xấu).

Để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ, dải rừng mẫu kích thước 10 m x 50 m (diện tích 500 m2) trên mỗi ô tiêu chuẩn được thiết lập nhằm lập trắc đồ ngang và dọc theo tỷ lệ 1/200. Đối với tầng cây tái sinh, trên mỗi ô tiêu chuẩn bố trí 3 tuyến song song cách nhau 10 m, mỗi tuyến gồm 3 ô dạng bản (ODB) kích thước 5 m x 5 m (diện tích 25 m2/ô), tạo thành hệ thống 27 ô dạng bản với tổng diện tích khảo sát tái sinh là 675 m2. Ngoài ra, phương pháp ô tiêu chuẩn 6 cây liền kề với tâm là cây Ươi được áp dụng nhằm xác định các loài mọc kèm tối ưu.

Mẫu đất được lấy tại phẫu diện đất đại diện sâu từ 1,5 đến 2,0 m và phân tích các chỉ tiêu lý hóa tại phòng thí nghiệm chuyên ngành. Phương pháp phân tích số liệu nội nghiệp sử dụng các công thức toán học lâm sinh để tính toán chỉ số quan trọng IVi%, hệ số tổ thành Ki, mật độ N/ha và kiểm tra bằng phần mềm SPSS, Excel. Lý do lựa chọn hệ thống phương pháp này là nhằm đảm bảo tính chuẩn hóa cao của ngành điều tra quy hoạch rừng, lượng hóa chính xác cấu trúc sinh thái và tích hợp công nghệ GIS thông qua phần mềm MapInfo để trực quan hóa bản đồ phân bố không gian. Toàn bộ chu trình nghiên cứu được triển khai chặt chẽ từ tháng 05/2016 đến tháng 11/2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa trên 2.942 cá thể cây Ươi đã làm sáng tỏ các quy luật phân bố sinh thái và đặc điểm lâm học quan trọng:

  • Phân bố theo đai độ cao mang tính chọn lọc mạnh mẽ: Loài Ươi tại phía Nam Vườn Quốc gia Cát Tiên xuất hiện ở dải độ cao từ 84 m đến 334 m so với mực nước biển, trong đó đai độ cao từ 200 m đến dưới 300 m là vùng sinh thái tối thích tuyệt đối với 2.201 cá thể, chiếm tỷ trọng áp đảo 74,81% tổng số cây điều tra. Đai cao từ 100 m đến dưới 200 m xếp thứ hai với 441 cá thể (chiếm 14,99%), đai trên 300 m ghi nhận 277 cá thể (chiếm 9,42%), trong khi đai dưới 100 m chỉ phát hiện 23 cá thể (chiếm tỷ lệ rất nhỏ 0,78%). Xét theo khu vực địa lý, tiểu khu Đất Đỏ là trung tâm phân bố lớn nhất với 1.725 cá thể (chiếm 58,63%), riêng tại đai 200 - 300 m của Đất Đỏ đã tập trung 1.613 cá thể.
  • Phân bố ưu thế theo trạng thái rừng: Sự hiện diện của loài Ươi gắn liền với 2 trạng thái rừng chính. Rừng hỗn giao gỗ - tre nứa chiếm tỷ lệ cao nhất với 1.550 cá thể (đạt 52,68%), tiếp theo là rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh nửa rụng lá với 1.326 cá thể (đạt 45,07%). Hai trạng thái này gộp lại chiếm tới 97,75% tổng số cá thể. Ngược lại, trạng thái rừng lồ ô tự nhiên chỉ có 63 cá thể (chiếm 2,14%) và rừng gỗ lá rộng thường xanh phục hồi chỉ có 3 cá thể (chiếm 0,10%).
  • Đặc điểm tầng cây cao và thành phần loài ưu thế: Trong các quần xã có loài Ươi phân bố, Ươi luôn đóng vai trò là một trong những loài chiếm ưu thế sinh thái cao với chỉ số IVi% vượt ngưỡng 5%. Cấu trúc tầng tán có độ tàn che dao động từ 0,6 đến 0,8, mật độ tầng cây cao đạt từ 500 đến 650 cây/ha. Các loài cây thường xuyên mọc kèm có tần số xuất hiện cao gồm Bằng lăng, Râm, Thành ngạnh, Côm, Dầu lông và Tre nứa.
  • Quy luật tái sinh tự nhiên và tỷ lệ sống sót: Quá trình nảy mầm của hạt Ươi dưới tán rừng đạt mật độ rất cao ngay sau mùa quả chín, tập trung chủ yếu ở cấp chiều cao dưới 0,5 m. Tuy nhiên, số lượng cây tái sinh suy giảm nhanh chóng ở các cấp chiều cao trên 1,0 m và trên 1,5 m. Nguồn gốc tái sinh 100% từ hạt, trong đó tỷ lệ cây tái sinh đạt phẩm chất tốt và có triển vọng vươn lên tầng cây cao chỉ chiếm khoảng 25% đến 30% do sự đào thải tự nhiên dưới tán rừng dày đặc.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa rõ nét về mặt không gian và mật độ của loài Ươi tại khu vực nghiên cứu bắt nguồn từ các nhân tố sinh thái tổng hợp:

Nguyên nhân cốt lõi khiến loài Ươi phát triển mạnh mẽ nhất ở đai cao 200 - 300 m và khu vực Đất Đỏ là do nền địa chất bazan hình thành nên loại đất Feralit nâu đỏ màu mỡ, chiếm gần 60% diện tích Vườn. Đất có tầng dày từ 1,5 đến 2,0 m, giàu mùn, khả năng giữ ẩm vượt trội và thoát nước tốt trong mùa mưa, rất phù hợp với đặc tính sinh học của rễ cọc cây Ươi. Tại đai dưới 100 m, địa hình trũng thấp, đất phù sa cổ nghèo dinh dưỡng hoặc dễ bị ngập úng cục bộ vào mùa mưa khiến hạt Ươi bị thối rỗng, tỷ lệ nảy mầm và sống sót kém.

Khi so sánh với các nghiên cứu của Yamada và Suzuki (1997, 2000) tại Thái Lan cũng như nghiên cứu của Lê Quốc Huy (2012) tại Vườn Quốc gia Bạch Mã, kết quả của luận văn thể hiện sự tương đồng sâu sắc về tính chất sinh thái học cá thể. Ở giai đoạn cây con dưới 20 tháng tuổi, cây Ươi có tính chịu bóng cao, sinh trưởng tối ưu dưới độ tàn che 50%. Khi bước vào giai đoạn cây nhỡ và thành thục, cây đòi hỏi ánh sáng trực xạ hoàn toàn để vươn lên tầng vượt tán cao trên 20 m. Sự hiện diện áp đảo trong rừng hỗn giao gỗ - tre nứa phản ánh khả năng tận dụng các khoảng trống tán rừng của loài Ươi khi tre nứa thoái trào hoặc đổ gãy.

Về mặt trình bày học thuật, toàn bộ cấu trúc tầng thứ không gian ba chiều được thể hiện rõ ràng qua các trắc đồ đứng và trắc đồ ngang tỷ lệ 1/200, phản ánh sự phân tầng rõ rệt của tán cây cao, tầng cây nhỡ và tầng thảm tươi. Biểu đồ hình cột chồng phân bố số lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao và phẩm chất cây con đã mô tả trực quan quy luật giảm dần số lượng cá thể theo chiều cao, chứng minh hiện tượng đào thải tự nhiên khốc liệt do thiếu ánh sáng dưới tán rừng khép tán.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn hiệu quả nguồn gen và phát triển bền vững loài Ươi tại Vườn Quốc gia Cát Tiên, bốn nhóm giải pháp hành động cụ thể được đề xuất:

  1. Khoanh vùng bảo tồn nghiêm ngặt và xúc tiến tái sinh tự nhiên: Xác lập ranh giới bảo tồn ưu tiên trên diện tích 1.725 ha tập trung tại khu vực Đất Đỏ và Sa Mách ở đai cao 200 - 300 m. Triển khai các biện pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên có hỗ trợ, phấn đấu nâng tỷ lệ sống của cây tái sinh triển vọng từ 25% lên trên 80% trong giai đoạn 2017 - 2022. Chủ thể thực hiện là Ban Quản lý Vườn Quốc gia Cát Tiên phối hợp cùng chính quyền địa phương.
  2. Áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh điều tiết tán che: Thực hiện phát dọn dây leo, cây bụi xâm lấn và tỉa thưa cây phi mục đích nhằm duy trì độ tàn che tối ưu khoảng 0,5 (tương đương 50% ánh sáng) tại các dải rừng tái sinh có chiều rộng 4 m. Mục tiêu thúc đẩy tăng trưởng chiều cao vút ngọn của cây con đạt trên 1,0 m/năm. Hoạt động do Phòng Khoa học và Bảo tồn Quốc tế chủ trì triển khai định kỳ hàng quý.
  3. Phát triển mô hình nông lâm kết hợp tại vùng đệm: Chuyển giao quy trình nhân giống từ hạt và kỹ thuật ghép chồi cây Ươi thân lùn cho 7.074 hộ dân tại 6 xã sống ven Vườn Quốc gia (đặc biệt là xã Đăng Hà và Phước Cát 2). Thúc đẩy trồng xen cây Ươi vào vườn Điều và nương rẫy, hướng tới nâng cao thu nhập cho các hộ gia đình thêm 20 - 30% sau 5 năm, hoàn thành mở rộng quy mô vào năm 2025 dưới sự chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh Đồng Nai, Lâm Đồng và Bình Phước.
  4. Hiện đại hóa công tác tuần tra và số hóa dữ liệu GIS: Ứng dụng bản đồ số hóa MapInfo và tọa độ GPS của 2.942 cây Ươi để xây dựng hệ thống giám sát thời gian thực. Tăng cường tuần tra khép kín 250 km đường ranh giới Vườn, đặt mục tiêu ngăn chặn 100% các hành vi chặt cây triệt hạ lấy quả trong mùa thu hoạch từ tháng 6 đến tháng 8 hàng năm. Đơn vị phụ trách chính là Hạt Kiểm lâm Vườn Quốc gia Cát Tiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

  • Ban quản lý các Vườn Quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên: Cung cấp phương pháp luận thực chứng và hệ thống dữ liệu số hóa GIS để lập quy hoạch bảo tồn các loài thực vật nguy cấp, đặc biệt là việc phân vùng bảo tồn theo đai độ cao và trạng thái rừng.
  • Nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học ngành Lâm học, Sinh thái học: Cung cấp khung phương pháp điều tra định lượng chuẩn mực, phương pháp lập trắc đồ rừng, tính toán chỉ số quan trọng IVi% và phân tích động thái cấu trúc lâm phần nhiệt đới.
  • Kỹ sư lâm nghiệp và cán bộ khuyến nông vùng đồng bào dân tộc thiểu số: Ứng dụng quy trình kỹ thuật gieo ươm, xử lý hạt giống đạt tỷ lệ nảy mầm trên 90% và kỹ thuật trồng xen cây lâm sản ngoài gỗ vào hệ thống canh tác nông nghiệp nhằm cải thiện sinh kế.
  • Cơ quan hoạch định chính sách nông nghiệp và phát triển nông thôn: Tham khảo căn cứ thực tiễn để xây dựng các chính sách bảo vệ tài nguyên rừng gắn với xóa đói giảm nghèo và cơ chế đồng quản lý rừng đặc dụng với cộng đồng dân cư địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Đai độ cao nào thích hợp nhất cho sự phát triển của cây Ươi tại Vườn Quốc gia Cát Tiên? Kết quả điều tra thực nghiệm trên 2.942 cá thể khẳng định đai độ cao từ 200 m đến dưới 300 m là môi trường sống tối ưu của loài Ươi với 2.201 cá thể, chiếm 74,81% tổng số lượng. Tại đai cao này, điều kiện vi khí hậu mát mẻ cùng nền đất Feralit bazan sâu dày giúp cây sinh trưởng vượt trội so với các đai cao khác.

Trạng thái rừng nào có mật độ phân bố cây Ươi cao nhất? Loài Ươi phân bố tập trung nhiều nhất ở trạng thái Rừng hỗn giao gỗ - tre nứa với 1.550 cá thể (chiếm 52,68%) và Rừng gỗ tự nhiên lá rộng thường xanh nửa rụng lá với 1.326 cá thể (chiếm 45,07%). Hai kiểu thảm thực vật này cung cấp tổ thành loài đi kèm và chế độ ánh sáng thích hợp cho cả cây mẹ và cây con tái sinh.

Tại sao không nên áp dụng biện pháp trồng bổ sung loài Ươi ở đai độ cao dưới 100 m? Ở đai độ cao dưới 100 m, số lượng điều tra chỉ đạt 23 cá thể (chiếm 0,78%), chứng tỏ loài Ươi không thích nghi với điều kiện thổ nhưỡng phù sa cổ nghèo dinh dưỡng và nguy cơ ngập úng mùa mưa. Việc đầu tư kỹ thuật lâm sinh tại đai cao này sẽ dẫn đến tỷ lệ sống thấp và lãng phí nguồn lực bảo tồn.

Nhu cầu ánh sáng của cây Ươi thay đổi như thế nào qua các giai đoạn sinh trưởng? Cây Ươi có đặc tính sinh thái biến đổi rõ rệt theo độ tuổi: trong giai đoạn cây con dưới 20 tháng tuổi, cây có tính chịu bóng cao và sinh trưởng tốt nhất dưới độ tàn che 50%; khi cây bước vào giai đoạn phát triển cành tán và trưởng thành, cây chuyển sang trạng thái ưa sáng hoàn toàn để đạt chiều cao từ 20 đến 25 m.

Khai thác quả Ươi bằng cách chặt hạ cây gây ra những hệ lụy sinh thái gì? Phương thức chặt hạ cả cây đại thụ để lấy quả làm suy giảm nghiêm trọng số lượng cây mẹ cho hạt giống, phá vỡ cấu trúc tầng tán của lâm phần và làm mất hoàn toàn nguồn vật liệu tái sinh tự nhiên. Hành vi này đẩy loài Ươi đến nguy cơ tuyệt chủng cục bộ và làm suy thoái đa dạng sinh học rừng đặc dụng.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập cơ sở dữ liệu thực chứng toàn diện trên 2.942 cá thể cây Ươi tại phía Nam Vườn Quốc gia Cát Tiên, làm sáng tỏ các quy luật phân bố sinh thái theo đai cao và trạng thái rừng.
  • Xác định đai độ cao 200 - 300 m (chiếm 74,81% cá thể) và trạng thái rừng hỗn giao gỗ - tre nứa (chiếm 52,68%) là môi trường sinh thái tối thích cho sự phát triển của loài.
  • Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng về đặc tính tái sinh tự nhiên chịu bóng giai đoạn đầu, đặt nền móng cho việc điều tiết độ tàn che 50% trong các can thiệp lâm sinh.
  • Đề xuất hệ thống 4 giải pháp đồng bộ kết hợp giữa bảo tồn nghiêm ngặt bằng công nghệ GIS với phát triển mô hình nông lâm kết hợp cho cộng đồng vùng đệm đến năm 2025.
  • Kêu gọi các nhà khoa học và cơ quan quản lý đẩy mạnh nghiên cứu tuyển chọn cây trội, nhân giống vô tính cây Ươi thân lùn nhằm bảo tồn nguồn gen quý hiếm và nâng cao giá trị kinh tế lâm sản ngoài gỗ.