Tổng quan nghiên cứu

Rừng giữ vai trò cốt lõi trong việc duy trì an ninh sinh thái, điều hòa nguồn nước, bảo vệ thổ nhưỡng và giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo báo cáo từ Ngân hàng Thế giới, diện tích rừng tự nhiên trên toàn cầu đã suy giảm hơn 1,3 triệu km2 kể từ năm 1990 do áp lực phát triển kinh tế và khai thác quá mức. Tại Việt Nam, tỷ lệ che phủ rừng từng sụt giảm nghiêm trọng từ 43,8% vào năm 1945 xuống mức 28,2% vào năm 1995, trước khi phục hồi lên mức 40,8% vào năm 2015 nhờ những nỗ lực tái sinh và trồng rừng. Tuy nhiên, chất lượng rừng tự nhiên vẫn đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt tại các vùng núi cao có tính đa dạng sinh học nhạy cảm.

Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng được thành lập theo Quyết định số 2041/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh với tổng diện tích 16.878,7 ha. Trong đó, xã Kỳ Thượng sở hữu 3.279,6 ha rừng tự nhiên, tương đương 33,53% diện tích đất tự nhiên toàn xã (9.780,16 ha). Địa bàn này lưu giữ hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới núi thấp với nhiều nguồn gen thực vật quý hiếm. Dù vậy, đời sống của 146 hộ dân với 674 nhân khẩu (100% là đồng bào dân tộc Dao) còn nhiều khó khăn, sinh kế phụ thuộc lớn vào việc khai thác lâm sản và nương rẫy, khiến thảm thực vật bị chia cắt và suy thoái.

Đề tài nghiên cứu được thực hiện từ tháng 6/2018 đến tháng 1/2019 nhằm xác định toàn diện đặc điểm cấu trúc, thành phần loài, dạng sống và khả năng tái sinh của các kiểu thảm thực vật thứ sinh chính. Công trình mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng, cung cấp hệ thống số liệu định lượng làm cơ sở hoạch định chiến lược bảo tồn, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh và phát triển bền vững tài nguyên thực vật cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Đề tài vận dụng hệ thống lý thuyết sinh thái học rừng nhiệt đới và quy luật diễn thế sinh thái của thảm thực vật. Các khái niệm cốt lõi về thảm thực vật, thảm thực vật thứ sinh và cấu trúc sinh thái được kế thừa có chọn lọc từ các công trình khoa học của Schmithusen (1959), Thái Văn Trừng (1978) và Trần Đình Lý (1998). Thảm thực vật được định nghĩa là lớp phủ hữu cơ phản ánh mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và hoàn cảnh môi trường, trong khi thảm thực vật thứ sinh biểu thị các giai đoạn phục hồi tự nhiên sau tác động ngoại cảnh.

Nghiên cứu áp dụng khung phân loại thảm thực vật quốc tế của UNESCO (1973) với cấu trúc phân cấp gồm 4 bậc: Lớp quần hệ, Phân lớp quần hệ, Nhóm quần hệ và Phân quần hệ. Về phân loại dạng sống, luận văn vận dụng thang 5 bậc của Raunkiaer (1934), dựa trên vị trí chồi sinh dưỡng trong mùa bất lợi, đối chiếu với phổ sinh học chuẩn SB = 46Ph + 9Ch + 26He + 6Cr + 13Th. Bên cạnh đó, các mô hình cấu trúc lâm phần và quy luật tái sinh tự nhiên của Sukhatrep (1964) cùng Phùng Ngọc Lan (1986) được sử dụng để luận giải động thái phục hồi của tầng cây gỗ.

Phương pháp nghiên cứu

Công trình sử dụng nguồn dữ liệu thực địa thu thập từ tháng 6/2018 đến tháng 1/2019 tại xã Kỳ Thượng, kết hợp dữ liệu khí tượng thủy văn và hồ sơ quản lý rừng của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh. Hệ thống mẫu được bố trí khoa học thông qua 7 tuyến điều tra thực địa có tổng chiều dài từ 1.350m đến 3.000m, bề rộng tuyến 4m, cắt vuông góc với đường đồng mức từ độ cao 150m lên đến 1.096m của đỉnh Thiên Sơn.

Phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp ngẫu nhiên được triển khai trên 15 ô tiêu chuẩn: ô 1m2 (1m x 1m) dành cho thảm cỏ thấp; ô 16m2 (4m x 4m) cho thảm cây bụi; và ô 400m2 (20m x 20m) cho rừng thứ sinh. Trong mỗi ô tiêu chuẩn rừng thứ sinh, 5 ô dạng bản diện tích 25m2 (5m x 5m) được lập tại trung tâm và 4 góc để điều tra tầng cây tái sinh. Cây gỗ được đo đếm chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước Blumeleiss và đường kính ngang ngực (D1.3) bằng thước kẹp chuyên dụng. Quy luật phân bố không gian cây tái sinh được kiểm định bằng phương pháp ô 6 cây của Thomasius và tiêu chuẩn U của Clark và Evans trong phân bố Poisson. Độ nhiều thảm tươi được xác định theo thang Drude, công thức tổ thành loài xác định qua hệ số Ni% (loài đạt Ni từ 5% trở lên tham gia tổ thành). Việc lựa chọn phương pháp này bảo đảm tính đại diện cao cho địa hình đồi núi dốc từ 12 đến 35 độ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã phân loại và xác lập hiện trạng 3 kiểu thảm thực vật tự nhiên chính. Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới thứ sinh phân bố ở đai cao từ 700m đến 1.090m với diện tích 1.137 ha, giữ được cấu trúc gần với rừng nguyên sinh. Rừng thưa thường xanh mưa ẩm phục hồi sau khai thác chọn phân bố ở đai thấp dưới 700m chiếm diện tích 1.278,5 ha, trong khi phân quần hệ rừng tre nứa thuần loài chiếm 114,2 ha.

Thứ hai, cấu trúc hình thái của rừng thứ sinh phân hóa rõ rệt thành 4 tầng thẳng đứng: Tầng cây ưu thế sinh thái đạt chiều cao bình quân 14 - 16m, đường kính 30 - 40cm, độ che phủ 55% với sự ưu thế của các loài thuộc họ Dẻ (Fagaceae), họ Re (Lauraceae); tầng dưới tán cao 8 - 10m, độ che phủ 50%; tầng cây bụi cao dưới 6m, độ che phủ 40%; tầng thảm tươi cao dưới 2m với độ che phủ 20%. Trữ lượng gỗ của kiểu rừng kín đạt mức 110 - 125 m3/ha, vượt trội hơn so với mức 80 - 100 m3/ha của kiểu rừng thưa.

Thứ ba, phổ dạng sống thực vật tại khu vực nghiên cứu thể hiện sự chiếm ưu thế vượt trội của nhóm cây chồi trên mặt đất (Phanerophytes - Ph), chiếm tỷ lệ trên 60% tổng số loài, phản ánh rõ nét tính chất nhiệt đới gió mùa ẩm.

Thứ tư, mật độ cây gỗ tái sinh có sự phân hóa mạnh theo cấp chiều cao. Cây con tập trung mật độ cao nhất ở cấp chiều cao I (dưới 50cm), đạt trên 2.500 cây/ha, sau đó giảm dần qua các cấp và đạt mức thấp nhất ở cấp V (trên 250cm). Cây tái sinh phẩm chất tốt chiếm trên 65%, cây có nguồn gốc từ hạt chiếm hơn 75%. Giá trị kiểm định tiêu chuẩn U của Clark và Evans đều nhỏ hơn -1,96, khẳng định quần thể cây tái sinh phân bố theo dạng cụm điển hình quanh cây mẹ gieo giống.

Thảo luận kết quả

Sự phục hồi tích cực của các kiểu thảm thực vật tại xã Kỳ Thượng bắt nguồn từ điều kiện tự nhiên thuận lợi với lượng mưa trung bình 2.400 mm/năm, độ ẩm không khí 80% và tầng đất feralit giàu dinh dưỡng. Việc thành lập Khu Bảo tồn thiên nhiên năm 2013 đã giảm thiểu đáng kể tình trạng chặt phá rừng tự nhiên.

Tuy nhiên, tốc độ khép tán ở các đai thấp vẫn bị cản trở bởi tập quán thả rông 154 con trâu bò và hoạt động thu hái dược liệu. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn Quốc gia Yên Tử của Phan Thanh Lâm (2016) và nghiên cứu tại Hoành Bồ của Nguyễn Thế Hưng (2003), tổ thành thảm thực vật Kỳ Thượng có mức độ đa dạng tương đồng và đang diễn thế tiến hóa tích cực hướng tới trạng thái rừng ổn định.

Về phương thức trực quan hóa dữ liệu, các tham số cấu trúc đường kính N/D1.3 và chiều cao N/Hvn có thể được biểu diễn trực quan qua đường cong phân bố giảm của hàm Meyer, trong khi mật độ và khoảng cách tái sinh được mô phỏng sinh động qua biểu đồ phân bố không gian 3 chiều và bảng ma trận tổ thành loài.

Đề xuất và khuyến nghị

Trên cơ sở kết quả phân tích thực địa, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

Thứ nhất, tổ chức khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp làm giàu rừng. Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng phối hợp với Hạt Kiểm lâm tiến hành khoanh định ranh giới bảo vệ nghiêm ngặt 1.137 ha rừng thứ sinh đai cao và 1.278,5 ha rừng phục hồi đai thấp. Triển khai trồng dặm bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao như Vù hương, Dẻ đỏ, Trám trắng với mật độ 300 - 500 cây/ha, phấn đấu nâng độ che phủ tầng cây gỗ từ 55% lên 75% trong giai đoạn 2020 - 2025.

Thứ hai, quy hoạch vùng chăn thả gia súc tập trung và chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông lâm nghiệp. Ủy ban nhân dân xã Kỳ Thượng cần quy hoạch dứt điểm 50 - 80 ha bãi chăn thả có kiểm soát ngoài phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, chấm dứt hoàn toàn tập quán thả rông 154 con trâu bò trong rừng tự nhiên trước năm 2023. Đồng thời hỗ trợ 146 hộ dân tộc Dao phát triển mô hình trồng 30 - 50 ha cây dược liệu dưới tán rừng như Sa nhân, Ba kích, Chè dây nhằm tạo sinh kế bền vững thay thế khai thác gỗ.

Thứ ba, thiết lập mạng lưới tuần tra giám sát và phòng cháy chữa cháy rừng hiện đại. Lực lượng kiểm lâm địa bàn xây dựng 5 chốt kiểm soát lưu động tại các trục đường liên thôn, kiểm soát 100% hoạt động ra vào rừng, hướng tới mục tiêu giảm 95% các vụ xâm hại lâm sản trái phép trong giai đoạn 2020 - 2024.

Thứ tư, thực thi hiệu quả chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng gắn với truyền thông cộng đồng. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ninh chủ trì điều tiết nguồn thu từ các công trình cấp nước sạch (tiêu biểu như Hồ Cao Vân với dung tích 5.000.000 m3) để chi trả tiền khoán bảo vệ rừng cho người dân, bảo đảm 100% hộ dân ký cam kết bảo vệ thảm thực vật rừng hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị học thuật và ứng dụng sâu rộng, là nguồn tài liệu hữu ích cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Thứ nhất, Ban Quản lý các Khu bảo tồn thiên nhiên và lực lượng Kiểm lâm. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chính xác về hiện trạng 1.137 ha rừng thứ sinh và cấu trúc tái sinh, giúp thiết lập bản đồ quản lý, xây dựng phương án phòng cháy rừng và kế hoạch khoanh nuôi bảo vệ rừng đầu nguồn chuẩn xác.

Thứ hai, các nhà khoa học, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Sinh thái học, Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật theo UNESCO (1973), ứng dụng thang phân loại dạng sống Raunkiaer và kỹ thuật thống kê toán học (tiêu chuẩn U của Clark và Evans, phân bố Poisson) trong phân tích lâm phần.

Thứ ba, cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh. Kết quả nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học để xây dựng quy hoạch sử dụng 9.169,69 ha đất lâm nghiệp, kết hợp hài hòa mục tiêu bảo tồn đa dạng sinh học với chính sách phát triển sinh kế cho đồng bào dân tộc thiểu số.

Thứ tư, các tổ chức phi chính phủ và đơn vị điều phối dự án môi trường. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu nền tảng phục vụ việc thiết kế các dự án trồng rừng bản địa, bảo tồn nguồn gen nguy cấp và phát triển các mô hình hấp thụ carbon bền vững tại vùng Đông Bắc.

Câu hỏi thường gặp

Thảm thực vật tại xã Kỳ Thượng có những kiểu thảm chính nào theo phân loại quốc tế? Theo khung phân loại UNESCO (1973), khu vực có 3 kiểu thảm chính: Rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới thứ sinh (1.137 ha), Rừng thưa thường xanh mưa ẩm nhiệt đới (1.278,5 ha), và Phân quần hệ rừng tre nứa thuần loài (114,2 ha) xen kẽ các thảm cây bụi và thảm cỏ thứ sinh hình thành sau canh tác nương rẫy.

Quy luật phân bố không gian của cây gỗ tái sinh tại khu vực nghiên cứu có đặc điểm gì? Qua việc ứng dụng phương pháp ô 6 cây Thomasius và kiểm định tiêu chuẩn U của Clark và Evans, các giá trị thu được đều nhỏ hơn -1,96. Điều này khẳng định cây gỗ tái sinh phân bố theo dạng cụm điển hình quanh các cây mẹ gieo giống, phản ánh quy luật tái sinh tự nhiên chưa chịu xáo trộn lớn.

Cấu trúc tầng tán của rừng thứ sinh xã Kỳ Thượng được phân chia như thế nào? Rừng thứ sinh tại đây phân hóa thành 4 tầng rõ rệt: Tầng ưu thế sinh thái cao 14 - 16m (độ che phủ 55%), Tầng dưới tán cao 8 - 10m (độ che phủ 50%), Tầng cây bụi cao dưới 6m (độ che phủ 40%) và Tầng thảm tươi dưới 2m (độ che phủ 20%), không có tầng vượt tán do rừng từng bị khai thác chọn.

Các yếu tố khí hậu tự nhiên ảnh hưởng như thế nào đến khả năng phục hồi thảm thực vật? Với lượng mưa bình quân 2.400 mm/năm, độ ẩm trung bình 80% và tổng tích ôn năm đạt 8.400 độ C, điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm tạo động lực mạnh mẽ cho hạt giống nảy mầm và thúc đẩy tỷ lệ cây tái sinh chất lượng tốt đạt trên 65%.

Đâu là rào cản lớn nhất đối với công tác bảo tồn thảm thực vật tại địa phương? Thách thức lớn nhất là tập quán thả rông 154 con trâu bò tự do trong rừng và sinh kế của 146 hộ dân tộc Dao phụ thuộc lớn vào việc thu hái lâm sản phụ. Điều này đòi hỏi phải có giải pháp đồng bộ giữa quy hoạch chăn thả và hỗ trợ chuyển đổi sinh kế dưới tán rừng.

Kết luận

Luận văn đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu với 5 kết luận cốt lõi:

  • Xác định và phân loại chi tiết 3 kiểu thảm thực vật tự nhiên chính trên tổng diện tích 9.780,16 ha của xã Kỳ Thượng, nổi bật là 1.137 ha rừng kín thường xanh đai cao.
  • Làm rõ cấu trúc hình thái 4 tầng tán thẳng đứng của rừng thứ sinh với độ che phủ tầng ưu thế 55% và trữ lượng gỗ đạt 110 - 125 m3/ha.
  • Xác lập phổ sinh học với ưu thế vượt trội của nhóm cây chồi trên mặt đất (Phanerophytes - Ph), phản ánh tính chất nhiệt đới gió mùa ẩm đặc trưng.
  • Đánh giá định lượng mật độ cây tái sinh đạt trên 2.500 cây/ha ở cấp chiều cao I và phân bố theo dạng cụm (tiêu chuẩn U nhỏ hơn -1,96).
  • Đề xuất hệ thống 4 giải pháp lâm sinh và sinh kế đồng bộ cho lộ trình 2020 - 2025 nhằm bảo vệ bền vững Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng.

Đóng góp nổi bật của đề tài là cung cấp hệ thống dữ liệu thực địa định lượng đầu tiên về thảm thực vật xã Kỳ Thượng, lấp đầy khoảng trống dữ liệu sinh thái học tại vùng đệm khu bảo tồn. Kế hoạch tiếp theo giai đoạn 2020 - 2025 cần tập trung xây dựng mô hình phục hồi rừng mẫu và ứng dụng hệ thống GIS giám sát biến động thảm phủ. Hãy tiếp cận và ứng dụng các kết quả nghiên cứu này để nâng cao hiệu quả bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững tài nguyên rừng Việt Nam.