Tổng quan nghiên cứu

Diện tích rừng tại Việt Nam trải qua nhiều biến động lớn trong lịch sử, từ 14,3 triệu ha năm 1943 giảm mạnh xuống còn 9,3 triệu ha vào năm 1993, trước khi phục hồi lên mức 13.506 nghìn ha vào năm 2014 với độ che phủ bình quân 39%. Mặc dù tổng diện tích tăng, chất lượng rừng tự nhiên vẫn suy giảm nghiêm trọng và năng suất rừng trồng còn thấp. Tại huyện Đông Giang, tỉnh Quảng Nam, tổng diện tích đất lâm nghiệp đạt 65.329,26 ha, chiếm tới 80,39% diện tích tự nhiên với độ che phủ 58%. Tuy nhiên, nguồn thu nhập từ rừng tự nhiên của người dân địa phương còn rất hạn chế, chủ yếu dựa vào tiền khoanh nuôi bảo vệ rừng với mức bình quân chỉ 200.000 đồng/ha/năm.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là sự thiếu hụt cơ sở khoa học định lượng về đặc tính tái sinh tự nhiên của các loài cây bản địa có giá trị kinh tế cao, khiến công tác xúc tiến tái sinh và làm giàu rừng gặp nhiều lúng túng. Đề tài tập trung nghiên cứu loài Trám trắng (Canarium album Lour. Raeusch) – một loài cây gỗ lớn đa tác dụng cung cấp đồng thời quả, nhựa thơm và gỗ chất lượng cao. Mục tiêu cụ thể là xác định các quy luật cấu trúc lâm phần, đánh giá thực trạng tái sinh tự nhiên và lượng hóa ảnh hưởng của các yếu tố hoàn cảnh đến sinh trưởng chiều cao cây tái sinh.

Nghiên cứu được triển khai tại Ban quản lý rừng phòng hộ A Vương, huyện Đông Giang, tỉnh Quảng Nam trong thời gian từ tháng 7 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016. Đề tài mang ý nghĩa khoa học sâu sắc khi bổ sung phương pháp định lượng sinh thái học lâm nghiệp, đồng thời cung cấp giải pháp thực tiễn nâng cao tỷ lệ sống của cây tái sinh mục đích lên trên 35-40%, mở ra hướng phát triển sinh kế bền vững cho hơn 71,80% đồng bào dân tộc thiểu số Cơ Tu trên địa bàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết cấu trúc quần xã rừng nhiệt đới của Richards và Baur, khẳng định rừng tự nhiên là một hệ sinh thái phức tạp với sự phân hóa tầng tán rõ rệt và chịu sự chi phối chặt chẽ của các yếu tố sinh thái lập địa. Cùng với đó, lý thuyết diễn thế thứ sinh và phục hồi thảm thực vật của Thái Văn Trừng được sử dụng làm nền tảng giải thích quá trình phục hồi sau nương rẫy và khai thác chọn.

Mô hình nghiên cứu kết hợp các quy luật thống kê toán học thực nghiệm trong lâm nghiệp, bao gồm mô hình phân bố Weibull, phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D), phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H) và hàm phân bố Meyer. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Chỉ số giá trị quan trọng (IV%): Đại lượng phản ánh vị trí sinh thái của loài dựa trên tổng tỷ lệ phần trăm số cá thể (N%) và phần trăm tiết diện ngang (G%). Loài có IV% lớn hơn 5% có ý nghĩa sinh thái, và nhóm loài có tổng IV% vượt 50% được xác định là nhóm loài ưu thế.
  • Độ tàn che tán rừng (Canopy cover): Tỷ lệ diện tích bề mặt đất rừng được che phủ bởi tán cây thẳng đứng, dao động từ 0,0 đến 1,0.
  • Trữ lượng lâm phần (M/ha) và mật độ cá thể (N/ha): Các thông số định lượng cấu trúc sinh khối của tầng cây gỗ.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu ngoại nghiệp được thu thập qua hệ thống 3 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình đại diện cho trạng thái rừng tự nhiên phục hồi, mỗi ô có diện tích 2.000 m2 (40m x 50m), tổng diện tích điều tra 6.000 m2 với sai số khép góc kỹ thuật 1/200. Trong mỗi OTC, bố trí 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m2 (5m x 5m) tại 4 góc và tâm ô để đo đếm tầng cây tái sinh có đường kính dưới 6 cm và thảm tươi cây bụi, tổng cộng 15 ODB. Để lượng hóa ảnh hưởng của hoàn cảnh, 3 tuyến điều tra song song đường đồng mức với tổng chiều dài 3.750 m (tuyến 1 dài 1.400 m, tuyến 2 dài 1.100 m, tuyến 3 dài 1.250 m) đã được thiết lập, thu thập dữ liệu sinh thái tại 200 đến 300 điểm đo đếm ngẫu nhiên hệ thống.

Phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp ngẫu nhiên hệ thống được lựa chọn nhằm phản ánh chính xác cấu trúc lâm phần trên địa hình chia cắt mạnh vùng núi cao. Dữ liệu được xử lý bằng kiểm định phi tham số Kruskal-Wallis để kiểm tra tính thuần nhất của mẫu quan sát, kiểm định Chi bình phương để lựa chọn hàm phân bố lý thuyết tối ưu, và phân tích tương quan hồi quy đa biến bằng phần mềm SPSS kết hợp bộ chương trình thống kê thực nghiệm Lâm - Nông nghiệp của Nguyễn Hải Tuất và Ngô Kim Khôi.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích tổ thành tầng cây cao chỉ ra Trám trắng là loài cây chiếm ưu thế sinh thái vượt trội với chỉ số giá trị quan trọng IV% cao nhất trong lâm phần. Loài cây này xuất hiện liên tục ở cả 3 tầng cấu trúc từ tầng vượt tán, tầng tán chính đến tầng dưới tán. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D) và cỡ chiều cao (N/H) đều có dạng phân bố một đỉnh lệch phải, được mô phỏng phù hợp nhất qua hàm phân bố Weibull. Tương quan giữa đường kính tán (Dt) và đường kính ngang ngực (D1.3), cũng như chiều cao vút ngọn (Hvn) và D1.3 tuân theo quy luật hồi quy tuyến tính một lớp chặt chẽ.

Thứ hai, cấu trúc tầng tái sinh ghi nhận sự hiện diện của 17 loài cây gỗ bản địa, trong đó Trám trắng đạt tỷ lệ tổ thành cao nhất là 26,9%, vượt trội so với các loài đi kèm như Lim xanh, Re, Kháo, Dẻ và Sau sau. Phân bố mật độ cây tái sinh theo các cấp chiều cao tuân theo quy luật phân bố giảm rõ rệt, số lượng cây tập trung nhiều nhất ở các cấp chiều cao thấp dưới 1,0 m.

Thứ ba, về chất lượng sinh trưởng, cây tái sinh Trám trắng có phẩm chất tốt chiếm tỷ lệ cao nhất với 39,81%, kế tiếp là cấp trung bình và cấp xấu. Xét về nguồn gốc phát sinh, số lượng cây tái sinh chồi chiếm tỷ lệ áp đảo so với cây tái sinh từ hạt, phản ánh khả năng đâm chồi gốc mạnh mẽ của loài sau các tác động ngoại cảnh.

Thứ tư, phân tích tương quan sinh thái xác định độ tàn che thích hợp nhất cho sự tăng trưởng chiều cao cây tái sinh nằm trong khoảng 0,6 đến 0,7. Độ chua đất lý tưởng dao động ở mức pH(KCl) từ 4,0 đến 5,0. Chiều cao cây tái sinh tỷ lệ thuận với độ sâu tầng đất, hàm lượng mùn hữu cơ và hàm lượng đạm tổng số, trong khi độ cao tuyệt đối so với mực nước biển không thể hiện ảnh hưởng rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phản ánh bản chất sinh học chuyển hóa của Trám trắng: Cây con có khả năng chịu bóng nhẹ trong giai đoạn đầu nhưng nhanh chóng chuyển sang ưa sáng hoàn toàn khi bước vào giai đoạn phát triển chiều cao vút ngọn. Nếu độ tàn che vượt quá 0,7, cường độ ánh sáng dưới tán rừng suy giảm mạnh làm cây non còi cọc; ngược lại, nếu độ tàn che dưới 0,6, sự bùng phát của thảm cỏ và cây bụi tạo ra áp lực cạnh tranh dinh dưỡng gay gắt. Tỷ lệ tái sinh hạt thấp được giải thích bởi lớp thảm mục dày ngăn cản hạt tiếp xúc đất khoáng và sự thu hái quả của người dân cùng động vật hoang dã.

So sánh với các công trình của Triệu Văn Hùng, tỷ lệ Trám trắng trong rừng tự nhiên thường chỉ đạt 3,87% về số cây và 6,84% về trữ lượng, kết quả nghiên cứu tại Đông Giang chứng minh tiềm năng phục hồi mật độ loài này cao hơn hẳn khi có các giải pháp lâm sinh thích hợp. Dữ liệu thực nghiệm được trực quan hóa tối ưu thông qua các biểu đồ đường cong hồi quy phi tuyến giữa chiều cao và độ tàn che, biểu đồ cột biểu diễn phân bố tần suất cây tái sinh theo cấp chiều cao, và bảng ma trận phương trình hồi quy đa biến tích hợp 5 nhân tố môi trường then chốt (độ tàn che, hàm lượng mùn, độ sâu tầng đất, hàm lượng đạm và độ pH).

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao chất lượng rừng tự nhiên và xúc tiến tái sinh loài Trám trắng tại huyện Đông Giang, 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh đồng bộ được đề xuất:

  1. Điều tiết độ tàn che tầng tán: Tiến hành chặt nuôi dưỡng, chặt vệ sinh loại bỏ cây sâu bệnh, cây cong queo và cây phi mục đích để đưa độ tàn che tầng cây cao về ngưỡng tối ưu từ 0,6 đến 0,7. Giải pháp này giúp tăng tỷ lệ cây tái sinh đạt phẩm chất tốt lên trên 50%, thực hiện định kỳ 1 lần/năm trong giai đoạn 2016-2020 do Ban quản lý rừng phòng hộ A Vương trực tiếp tổ chức.
  2. Phát dọn thảm tươi cây bụi cục bộ: Thực hiện phát dọn dây leo, cỏ dại xung quanh gốc cây tái sinh trong bán kính 1,0 m nhằm giảm độ che phủ của thảm tươi xuống dưới 30%, giải phóng không gian dinh dưỡng và ánh sáng. Thời gian can thiệp vào đầu mùa mưa (tháng 8 đến tháng 9), giao cho các hộ gia đình nhận khoán bảo vệ rừng triển khai.
  3. Trồng bổ sung và làm giàu rừng có chọn lọc: Tuyển chọn cây con Trám trắng đủ tiêu chuẩn xuất vườn (chiều cao trên 0,5 m, đường kính cổ rễ trên 0,6 cm) để trồng dặm vào các lỗ trống có độ sâu tầng đất trên 50 cm. Bón lót phân vi sinh hữu cơ và NPK với khối lượng 100-150 g/hố nhằm bổ sung độ phì, đạm và mùn đất, hướng tới mục tiêu tăng trưởng chiều cao bình quân trên 0,5 m/năm.
  4. Quản lý bảo vệ nghiêm ngặt nguồn giống: Xây dựng hương ước thôn bản cấm chăn thả gia súc tự do (bảo vệ khu vực trước đàn trâu 1.886 con và đàn lợn 7.472 con của huyện) và kiểm soát việc khai thác quả Trám trắng tự nhiên để duy trì nguồn hạt giống tái sinh. Hạt Kiểm lâm Đông Giang phối hợp với chính quyền 11 xã, thị trấn giám sát thực thi trên toàn bộ 65.329,26 ha đất lâm nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

  • Cán bộ quản lý và kỹ thuật viên lâm nghiệp: Trực tiếp ứng dụng các chỉ số kỹ thuật về độ tàn che 0,6 - 0,7 và quy trình điều chỉnh mật độ tầng tán vào phương án quản lý rừng bền vững tại Ban quản lý rừng phòng hộ A Vương và các ban quản lý rừng khu vực miền Trung.
  • Nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học: Khai thác phương pháp luận định lượng sinh thái, quy trình khảo sát trên tuyến và ứng dụng hàm Weibull cùng mô hình hồi quy đa biến làm tài liệu giảng dạy và nghiên cứu mở rộng cho các loài cây bản địa khác.
  • Doanh nghiệp lâm nghiệp và chủ rừng trang trại: Sử dụng số liệu tăng trưởng đường kính (0,93 cm/năm) và trữ lượng (9,13 m3/ha/năm) của Trám trắng để xây dựng dự án đầu tư trồng rừng gỗ lớn kết hợp thu hoạch lâm sản ngoài gỗ (quả, nhựa) đạt hiệu quả kinh tế cao.
  • Cộng đồng dân cư và tổ đội nhận khoán đất rừng: Hơn 1.272 hộ gia đình tại 6 xã thuộc huyện Đông Giang có thể nắm bắt kỹ thuật chăm sóc cây chồi, bón phân cải tạo đất và tỉa thưa cây che bóng để gia tăng thu nhập trên diện tích 3.673,44 ha đất rừng được giao.

Câu hỏi thường gặp

Độ tàn che tầng cây cao ảnh hưởng như thế nào đến sự sinh trưởng của Trám trắng tái sinh?
Độ tàn che quyết định lượng quang năng và độ ẩm dưới tán rừng. Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh độ tàn che từ 0,6 đến 0,7 là tối ưu cho sinh trưởng chiều cao cây non. Khi độ tàn che vượt quá 0,8, cây bị cớm bóng và suy thoái phẩm chất, trong khi độ tàn che dưới 0,5 khiến thảm tươi cạnh tranh mạnh.

Tại sao cây tái sinh Trám trắng từ chồi lại chiếm ưu thế hơn tái sinh từ hạt?
Trong điều kiện tự nhiên tại Đông Giang, phần lớn hạt Trám trắng bị người dân thu hái hoặc động vật ăn hạt tiêu thụ khi chín vào tháng 9-10. Lớp thảm mục dày cũng cản trở hạt tiếp xúc đất khoáng, trong khi gốc cây mẹ có sức tái sinh chồi rất mạnh mẽ, hình thành thế hệ cây con khỏe mạnh.

Đặc điểm thổ nhưỡng nào thích hợp nhất cho việc gây trồng Trám trắng?
Trám trắng sinh trưởng lý tưởng trên đất feralit vàng đỏ có tầng đất dày trên 50 cm, độ ẩm đất dồi dào, giàu hàm lượng mùn và đạm tổng số, với phản ứng chua dao động trong khoảng pH(KCl) từ 4,0 đến 5,0. Đất quá nông hoặc khô cằn sẽ làm giảm rõ rệt tốc độ tăng trưởng của rễ và thân.

Hàm toán học nào mô phỏng cấu trúc lâm phần Trám trắng chính xác nhất?
Hàm phân bố xác suất Weibull là mô hình tối ưu nhất để mô phỏng phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D) và cấp chiều cao (N/H). Kết quả kiểm định Chi bình phương ở mức ý nghĩa 0,05 cho thấy hàm Weibull đạt độ tương thích cao nhất so với phân bố khoảng cách và phân bố Meyer.

Xúc tiến tái sinh Trám trắng mang lại lợi ích kinh tế gì cho người dân địa phương?
Trám trắng cung cấp gỗ nhẹ, mịn dùng cho công nghiệp ván dán và bột giấy, quả ăn và làm dược liệu giải độc viêm họng, cùng nhựa thơm cất tinh dầu làm hương. Phát triển loài cây này giúp chuyển đổi mô hình lâm nghiệp từ hỗ trợ 200.000 đồng/ha/năm sang sản xuất hàng hóa bền vững.

Kết luận

  • Trám trắng (Canarium album) giữ vai trò ưu thế sinh thái cốt lõi trong lâm phần tự nhiên tại Đông Giang với chỉ số quan trọng IV% cao nhất và chiếm 26,9% tổ thành tái sinh.
  • Cấu trúc lâm phần tuân theo quy luật phân bố Weibull một đỉnh lệch phải, tỷ lệ cây tái sinh có chất lượng tốt đạt 39,81% và nguồn gốc tái sinh chồi chiếm ưu thế.
  • Xác định được dải sinh thái tối ưu cho tái sinh Trám trắng: Độ tàn che từ 0,6 đến 0,7, độ chua đất pH(KCl) từ 4,0 đến 5,0, cùng độ sâu tầng đất trên 50 cm giàu mùn và đạm.
  • Đóng góp cơ sở khoa học định lượng vững chắc cho việc xây dựng quy trình kỹ thuật lâm sinh xúc tiến tái sinh tự nhiên và làm giàu 65.329,26 ha rừng phòng hộ.
  • Đề ra lộ trình can thiệp kỹ thuật trong giai đoạn tiếp theo nhằm nâng cao chất lượng rừng, cải thiện thu nhập cho 14.588 lao động địa phương và thúc đẩy bảo tồn nguồn gen lâm nghiệp quý hiếm.

Các đơn vị quản lý rừng và chính quyền địa phương cần khẩn trương đưa các chỉ số kỹ thuật về độ tàn che và thổ nhưỡng của luận văn vào quy trình tác nghiệp thực địa, biến tiềm năng sinh thái của cây Trám trắng thành đòn bẩy phát triển kinh tế bền vững cho vùng cao Quảng Nam.