Tổng quan nghiên cứu

Khu vực Tây Nguyên sở hữu tiềm năng to lớn về phát triển lâm nghiệp nhiệt đới, trong đó Thông ba lá (Pinus kesiya) giữ vai trò là loài cây bản địa mũi nhọn phục vụ mục tiêu sản xuất gỗ lớn và phòng hộ đầu nguồn. Tại huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng, Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Lâm nghiệp Di Linh hiện quản lý tổng diện tích tự nhiên 26.882,90 ha, trong đó diện tích rừng trồng Thông ba lá chiếm 2.248,72 ha với mật độ ban đầu 3.300 cây/ha trải dài trên 18 tiểu khu. Dù vậy, thực trạng canh tác rừng trồng tại địa phương vẫn đối mặt với nhiều rào cản do chất lượng nguồn giống chưa đồng đều và các giải pháp kỹ thuật lâm sinh chưa được chuẩn hóa theo từng cấp tuổi. Rừng thành thục trên 25 tuổi chỉ chiếm khoảng 30% tổng diện tích (tương đương 672,31 ha), đòi hỏi phải có những đánh giá định lượng chuẩn xác về động thái sinh trưởng để xây dựng phương án kinh doanh bền vững.

Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng trồng thuần loài Thông ba lá ở các giai đoạn 5 tuổi, 10 tuổi và 15 tuổi, phân tích các yếu tố sinh thái lập địa tác động trực tiếp đến năng suất lâm phần. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại lâm phần do Công ty Lâm nghiệp Di Linh quản lý trong khung thời gian từ tháng 01/2018 đến tháng 10/2018. Kết quả nghiên cứu cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về tỷ lệ sống, đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn và trữ lượng lâm phần, làm tiền đề khoa học cho việc ban hành các hướng dẫn tỉa thưa, nuôi dưỡng rừng gỗ lớn, tối ưu hóa giá trị kinh tế và nâng cao năng lực hấp thụ carbon của hệ sinh thái rừng vùng cao nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết sinh trưởng động thái rừng của Lâm Xuân Sanh và Giang Văn Thắng, phân chia chu kỳ sinh trưởng của cây gỗ thành 3 giai đoạn: hình thành phát triển, sinh trưởng mạnh, và thành thục già cỗi. Lý thuyết chỉ rõ sự sinh trưởng của quần thể cây rừng là quá trình tích lũy kích thước và sinh khối không đảo nghịch, chịu sự chi phối chặt chẽ bởi các quy luật nội tại và điều kiện tiểu hoàn cảnh. Để lượng hóa mối tương quan này, mô hình tăng trưởng tiệm cận của Schumacher và hàm phân bố Pearson được ứng dụng để mô tả động thái đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (Dt) và trữ lượng thân cây (M).

Bên cạnh đó, đề tài tích hợp lý thuyết quản lý lập địa bền vững của Nambiar và Brown, nhấn mạnh mối quan hệ tương hỗ giữa đặc tính lý hóa học đất, tầng thảm mục rơi rụng và năng suất rừng trồng qua các chu kỳ kinh doanh. Nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm trung tâm: đường kính ngang ngực đo tại vị trí 1,3 m, chiều cao vút ngọn tính từ gốc đến đỉnh sinh trưởng cao nhất, trữ lượng lâm phần tính bằng mét khối trên hecta, và cấp đất lập địa dựa trên độ dày tầng đất cũng như dung trọng đất.

Phương pháp nghiên cứu

Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết lập với 18 ô tiêu chuẩn tạm thời (OTC) có diện tích 500 m2 (kích thước 25 m x 20 m), bố trí đại diện cho 3 cấp tuổi (5 tuổi, 10 tuổi, 15 tuổi) qua 2 dạng điều kiện lập địa và địa hình đặc trưng tại các tiểu khu lâm nghiệp. Phương pháp lấy mẫu phân tầng điển hình được lựa chọn nhằm bảo đảm tính đại diện cao cho các trạng thái rừng trồng trên địa bàn Di Linh. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành bố trí 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 4 m2 để thu thập dữ liệu cây bụi thảm tươi và cân khối lượng vật rơi rụng tươi tại hiện trường.

Khảo sát đất đai thực hiện thông qua 10 phẫu diện đất theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9487-2012. Mẫu đất được phân tích hàm lượng mùn theo phương pháp Tiurin, đạm dễ tiêu theo phương pháp Kononova-Tiurin, lân dễ tiêu theo phương pháp Oniani, kali dễ tiêu qua quang kế ngọn lửa, và thành phần cơ giới theo phương pháp ống hút Robinson. Toàn bộ số liệu đo đếm cây rừng được xử lý thống kê sinh học, kiểm tra sai khác phi tham số Kruskal-Wallis và phân tích hồi quy tương quan tuyến tính cũng như phi tuyến tính thông qua phần mềm SPSS 20.0 và Microsoft Excel trong suốt giai đoạn 10 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Tại giai đoạn 5 tuổi, rừng Thông ba lá đạt tỷ lệ sống trung bình từ 84% đến 85% với mật độ thực tế còn lại khoảng 2.780 cây/ha. Đường kính thân cây trung bình đạt 5,52 cm với mức tăng trưởng bình quân 1,104 cm/năm, chiều cao vút ngọn trung bình đạt 4,91 m với mức tăng trưởng 0,981 m/năm. Trữ lượng lâm phần ở tuổi 5 đạt 17,20 m3/ha (tăng trưởng bình quân 3,349 m3/ha/năm), trong đó phân loại phẩm chất ghi nhận 72% cây tốt, 22% cây trung bình và 6% cây xấu.

Tại giai đoạn 10 tuổi, đường kính thân cây trung bình tăng lên 10,70 cm với tốc độ tăng trưởng ổn định ở mức 1,07 cm/năm. Chiều cao vút ngọn đạt 6,30 m với tốc độ tăng trưởng 0,63 m/năm, và đường kính tán đạt trung bình 2,62 m. Trữ lượng lâm phần tuổi 10 ghi nhận bước nhảy vọt đạt 77,67 m3/ha với mức tăng trưởng 7,767 m3/ha/năm, tăng gấp 4,51 lần (tương đương mức tăng 351,5%) so với giai đoạn 5 tuổi.

Tại giai đoạn 15 tuổi, các chỉ tiêu sinh trưởng tiếp tục duy trì đà tích lũy sinh khối lớn. Đường kính thân cây đạt khoảng 15,20 cm, chiều cao vút ngọn đạt khoảng 9,85 m và trữ lượng ước đạt trên 140,50 m3/ha. Phẩm chất lâm phần có sự phân hóa mạnh mẽ, tỷ lệ cây đạt phẩm chất loại A và B chiếm trên 88%, phản ánh quá trình tỉa cành tự nhiên và đào thải tự nhiên diễn ra rõ nét.

Thảo luận kết quả

Dữ liệu thực nghiệm chứng minh quy luật sinh trưởng của Thông ba lá tại Di Linh có sự phân hóa rõ rệt theo thời gian: tăng trưởng chiều cao diễn ra mạnh mẽ nhất trong 5 năm đầu (0,981 m/năm) sau đó giảm dần ở giai đoạn 10 tuổi (0,63 m/năm), trong khi tăng trưởng đường kính duy trì mức ổn định trên 1,0 cm/năm trong suốt 10 đến 15 năm đầu. Kết quả kiểm định Kruskal-Wallis cho thấy sự sai khác có ý nghĩa thống kê cao giữa các ô tiêu chuẩn về đường kính và chiều cao với mức ý nghĩa p dưới 0,05, bắt nguồn từ vi địa hình sườn dốc và độ dày tầng đất biến động từ 50 cm đến trên 100 cm.

Khi so sánh với các nghiên cứu tại Đơn Dương và Đà Lạt, sinh trưởng đường kính của Thông ba lá tại Di Linh ở tuổi 5 thấp hơn khoảng 1,34 lần, song sinh trưởng chiều cao tương đương (chỉ chênh lệch 1,04 lần). Nguyên nhân do Di Linh có nền nhiệt độ trung bình 22,2°C, độ ẩm 84% và lượng mưa hàng năm đạt 2.978 mm rất thuận lợi, nhưng đất Feralit nâu đỏ và vàng đỏ có thành phần cơ giới nặng hơn. Mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực được mô hình hóa tối ưu qua đồ thị tương quan phi tuyến tính dạng hàm mũ, cung cấp cơ sở tin cậy để lập biểu thể tích và biểu sản lượng phục vụ điều tra lâm nghiệp địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa công tác chọn tạo giống và sản xuất cây con chất lượng cao. Đơn vị cần áp dụng nghiêm ngặt Tiêu chuẩn ngành 04-TCN-41-2001, chỉ thu hái hạt giống từ rừng giống chuyển hóa đã được cấp chứng chỉ tại Lâm Đồng với khối lượng 60.000 đến 70.000 hạt/kg. Mục tiêu đạt tỷ lệ nảy mầm trên 85% và nâng tỷ lệ sống sau khi trồng rừng 1 năm lên trên 90%. Thời gian thực hiện liên tục trong giai đoạn 2019-2022 do Ban quản lý Vườn ươm thuộc Công ty Lâm nghiệp Di Linh chủ trì.

Thứ hai, triển khai quy trình tỉa thưa nuôi dưỡng rừng theo hướng kinh doanh gỗ lớn. Thực hiện bài cây tỉa thưa lần đầu ở tuổi 7 đến 8 và tỉa thưa lần hai ở tuổi 12 đến 14, điều chỉnh mật độ lâm phần từ 2.780 cây/ha giảm xuống còn 1.100 đến 1.200 cây/ha nhằm tập trung không gian dinh dưỡng cho các cây có phẩm chất loại A. Mục tiêu đưa tốc độ tăng trưởng trữ lượng hàng năm đạt trên 10 m3/ha/năm trong giai đoạn 2020-2025 do Phòng Kỹ thuật Lâm sinh tổ chức thi công.

Thứ ba, bảo tồn lập địa và quản lý thảm mục hữu cơ. Duy trì khối lượng rơi rụng từ 3 đến 14,2 tấn/ha trên mặt đất để bảo vệ độ ẩm và cải thiện độ xốp đất tầng mặt trên 55%, tuyệt đối không áp dụng biện pháp đốt dọn thực bì toàn diện trên các sườn dốc trên 15 độ nhằm hạn chế xói mòn rửa trôi đạm và lân dễ tiêu. Nhiệm vụ này do các Đội sản xuất lâm nghiệp cơ sở thực hiện thường xuyên.

Thứ tư, hoàn thiện hệ thống đường băng cản lửa và kiểm soát dịch hại. Xây dựng và duy trì mạng lưới băng trắng cản lửa rộng 10 đến 15 m kết hợp dọn thực bì trước mùa khô theo Tiêu chuẩn ngành 04TCN 89-2006, đồng thời giám sát sâu róm thông và bệnh đốm lá theo Quyết định số 2181/QĐ-BNN-KHCN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Mục tiêu giảm thiểu 100% nguy cơ cháy lớn và giữ tỷ lệ sâu bệnh dưới 3% diện tích do Lực lượng Bảo vệ rừng chuyên trách phối hợp cùng chính quyền xã thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Cán bộ quản lý và kỹ sư lâm nghiệp tại các công ty lâm nghiệp, ban quản lý rừng phòng hộ trên địa bàn Tây Nguyên có thể sử dụng số liệu thực nghiệm để lập kế hoạch thiết kế trồng rừng, xác định mật độ trồng tối ưu và xây dựng lịch biểu tỉa thưa nuôi dưỡng rừng Thông ba lá.

Các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng tìm thấy trong tài liệu nguồn tham khảo giá trị về phương pháp bố trí ô tiêu chuẩn, kỹ thuật giải đoán sinh trưởng toán học và các hàm tương quan sinh thái lập địa.

Cơ quan quản lý nhà nước như Chi cục Kiểm lâm, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Lâm Đồng có thêm cơ sở định lượng để thẩm định các phương án quản lý rừng bền vững, quy hoạch phân vùng lập địa trồng rừng gỗ lớn và định giá dịch vụ môi trường rừng.

Các chủ rừng hộ gia đình và doanh nghiệp đầu tư trồng rừng kinh tế có thể ứng dụng các thông số kỹ thuật về xử lý đất, mùa vụ gieo ươm từ tháng 6 đến tháng 8, và kỹ thuật chăm sóc 5 năm đầu nhằm tối ưu hóa chi phí đầu tư và nâng cao năng suất gỗ thương phẩm.

Câu hỏi thường gặp

Tốc độ tăng trưởng đường kính bình quân hàng năm của Thông ba lá tại Di Linh đạt mức bao nhiêu? Theo kết quả điều tra thực nghiệm, tốc độ tăng trưởng đường kính ngang ngực bình quân đạt 1,104 cm/năm ở giai đoạn 5 tuổi và đạt 1,07 cm/năm ở giai đoạn 10 tuổi. Sự ổn định này khẳng định loài cây thích nghi rất tốt với điều kiện khí hậu ẩm mát và đất Feralit tại vùng cao nguyên Di Linh.

Mật độ trồng Thông ba lá ban đầu bao nhiêu là phù hợp và tỷ lệ sống sau 5 năm đạt mức nào? Mật độ thiết kế ban đầu phổ biến là 3.300 cây/ha. Sau 5 năm trồng và chăm sóc đúng quy chuẩn, tỷ lệ sống trung bình đạt từ 84% đến 85%, tương ứng mật độ thực tế còn lại khoảng 2.780 cây/ha trước khi bước vào giai đoạn khép tán và cạnh tranh dinh dưỡng mạnh.

Tại sao tốc độ tăng trưởng chiều cao của Thông ba lá lại giảm dần sau giai đoạn 5 tuổi? Trong 5 năm đầu, cây non tập trung vươn cao để chiếm lĩnh tầng tán với tốc độ 0,981 m/năm. Khi bước vào giai đoạn 10 tuổi, tán rừng khép lại, cây chuyển dịch năng lượng đồng hóa sang phát triển đường kính thân, cành nhánh và tích lũy trữ lượng gỗ, khiến tăng trưởng chiều cao giảm xuống mức 0,63 m/năm.

Điều kiện thổ nhưỡng tại huyện Di Linh tác động như thế nào đến phẩm chất gỗ Thông ba lá? Địa bàn nghiên cứu sở hữu đất Feralit nâu đỏ và vàng đỏ phát triển trên đá Granit và Bazan với tầng dày trên 50 cm, độ ẩm cao và hàm lượng mùn tích lũy tốt. Điều kiện này giúp trên 72% cây đạt phẩm chất loại A ở tuổi 5 và tăng dần độ thon thẳng của thân cây ở các cấp tuổi lớn hơn.

Thời điểm nào thích hợp nhất để bắt đầu thực hiện tỉa thưa rừng trồng Thông ba lá thuần loài? Giai đoạn từ 7 đến 10 tuổi là thời điểm tối ưu để thực hiện tỉa thưa lần đầu. Lúc này trữ lượng rừng đã đạt 77,67 m3/ha và mật độ 2.780 cây/ha bắt đầu xuất hiện sự chèn ép tán, việc tỉa bỏ 30% đến 40% số cây xấu sẽ kích thích tăng trưởng đường kính cây giữ lại.

Kết luận

Luận văn đã cung cấp hệ thống dẫn liệu thực nghiệm khoa học và định lượng chuẩn xác về động thái sinh trưởng của rừng trồng Thông ba lá qua các cấp tuổi 5, 10 và 15 tại huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng.

Nghiên cứu xác định rõ các mốc sinh trưởng then chốt: trữ lượng tăng từ 17,20 m3/ha ở tuổi 5 lên 77,67 m3/ha ở tuổi 10, đồng thời chỉ ra mối tương quan phi tuyến tính chặt chẽ giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực.

Đề tài đã làm sáng tỏ ảnh hưởng tương hỗ giữa điều kiện lập địa, thành phần cơ giới đất Feralit và lớp vật rơi rụng đến năng suất sinh khối của lâm phần thuần loài.

Hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh được đề xuất đồng bộ từ khâu tuyển chọn hạt giống đạt chuẩn 04-TCN-41-2001, kỹ thuật tỉa thưa điều chỉnh mật độ, đến phòng chống cháy rừng theo Tiêu chuẩn ngành 04TCN 89-2006.

Để phát huy tối đa giá trị kinh tế và môi trường của rừng Thông ba lá, các đơn vị quản lý rừng tại Tây Nguyên cần nhanh chóng áp dụng quy trình chuyển hóa rừng gỗ nhỏ sang rừng gỗ lớn giai đoạn 2020-2030, kết hợp đẩy mạnh theo dõi diễn thế lập địa định kỳ nhằm bảo đảm phát triển lâm nghiệp bền vững.