Tổng quan nghiên cứu

Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu quản lý tổng diện tích 10.880,3 ha rừng và đất rừng, trong đó diện tích đất có rừng đạt 9.309,81 ha bao gồm 8.017,27 ha rừng tự nhiên và 1.292,54 ha rừng trồng. Trong khi phần lớn các công trình khoa học trước đây chỉ tập trung vào hệ sinh thái rừng tự nhiên, đối tượng rừng trồng phục hồi bằng các loài cây gỗ lớn bản địa họ Sao Dầu với quy mô 660,3 ha vẫn chưa được đánh giá đầy đủ và có hệ thống. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là xác định cấu trúc lâm học, biến động mật độ, phẩm chất cây và quy luật sinh trưởng của các loài cây bản địa nhằm giải quyết tình trạng thiếu hụt căn cứ khoa học trong quản lý rừng phục hồi.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là làm rõ đặc điểm lâm học của 3 loài cây trồng chính gồm Sao đen (372,3 ha), Sến cát (305,3 ha) và Dầu cát (217,4 ha) ở 2 giai đoạn tuổi 10 – 12 năm và 15 – 17 năm; đánh giá tác động của phương thức trồng thuần loài kết hợp cây ngắn ngày so với trồng hỗn giao cây dài ngày; từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật nuôi dưỡng phù hợp. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp hệ thống chỉ báo định lượng, hướng tới mục tiêu nâng tỷ lệ sống của rừng trồng vượt mức 85%, tỷ lệ cây đạt phẩm chất tốt trên 80%, tối ưu hóa trữ lượng gỗ lớn và bảo tồn nguồn gen quý hiếm cho hệ sinh thái rừng ven biển nhiệt đới.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng thuyết diễn thế sinh thái phục hồi rừng nhiệt đới của Lamb và Gilmour, phân định 3 cấp độ can thiệp gồm cải tạo, phục hồi và khôi phục hệ sinh thái suy thoái. Đồng thời, đề tài kế thừa lý thuyết về cấu trúc quần xã thực vật rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới và các công trình phân loại thực vật 46 loài cây họ Dầu tại Việt Nam của các nhà khoa học lâm nghiệp đầu ngành.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ tương quan phi tuyến giữa đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn và đường kính tán, kết hợp phân tích chỉ số cạnh tranh tán cây nhằm xác định mức độ giao tán và cạnh tranh không gian dinh dưỡng. Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa bao gồm: cây phụ trợ lâm sinh theo quy định pháp lý lâm nghiệp, cấu trúc không gian tầng tán, quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính và phân cấp phẩm chất cây rừng theo 3 mức độ tốt, trung bình, xấu. Quy chuẩn mật độ thiết kế ban đầu dao động từ 417 cây/ha (cự ly 6 x 4 m) đến 475 cây/ha (cự ly 6 x 3,5 m) trên nền đất cát pha đồng nhất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn kết hợp giữa tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, hồ sơ trồng rừng lưu trữ tại Khu bảo tồn và dữ liệu sơ cấp thu thập trực tiếp ngoài thực địa. Quy mô điều tra gồm 61 ô tiêu chuẩn tạm thời có diện tích 1.000 m2 mỗi ô (kích thước 20 x 50 m hoặc 25 x 40 m) được bố trí đại diện trên tổng diện tích 700,4 ha rừng trồng. Tổng cỡ mẫu đo đếm chi tiết đạt 2.095 cây cá thể, bao gồm 542 cây Sao đen thuần, 360 cây Dầu cát thuần, 618 cây Sao đen hỗn giao và 575 cây Sến cát hỗn giao.

Phương pháp chọn mẫu là rút mẫu điển hình phân tầng theo loài cây và 2 cấp tuổi (33 ô tiêu chuẩn ở giai đoạn 10 – 12 tuổi và 28 ô tiêu chuẩn ở giai đoạn 15 – 17 tuổi) nhằm đảm bảo tính đại diện và đồng nhất điều kiện lập địa. Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm chuyên ngành Statgraphics Centurion XV và Microsoft Excel. Phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) kết hợp kiểm định t-Student được lựa chọn nhờ khả năng kiểm soát sai số và so sánh chính xác giá trị trung bình giữa các mô hình độc lập. Kiểm định Chi-squared được áp dụng để đánh giá biến động phẩm chất, cùng các hàm phân bố lý thuyết Weibull, Gamma, Lognormal để mô phỏng cấu trúc lâm phần ở mức ý nghĩa thống kê P-value dưới 0,05 qua quá trình theo dõi kéo dài từ năm thứ 10 đến năm thứ 17.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tỷ lệ cây sống duy trì ở mức cao và tương đối ổn định giữa các loài, dao động từ 81,1% đến 86,3%. Trong đó, loài Dầu cát đạt tỷ lệ sống cao nhất là 86,3% với hệ số biến động 7,26%, tiếp theo là Sao đen đạt 81,8% với hệ số biến động 4,23% và Sến cát đạt 81,1% với hệ số biến động 6,22%. Phương thức trồng thuần loài cho tỷ lệ sống vượt trội hơn trồng hỗn giao (Dầu cát thuần đạt 86,3% so với Sến cát hỗn giao đạt 81,1%).

Thứ hai, chất lượng lâm phần có sự phân hóa rõ rệt theo loài và mô hình canh tác. Tỷ lệ cây đạt phẩm chất tốt (loại a) chiếm 85,6% ở Dầu cát, 74,9% ở Sao đen và 66,6% ở Sến cát. Tỷ lệ cây phẩm chất xấu (loại c) được khống chế ở mức thấp từ 5,8% đến 8,3%. Mô hình Dầu cát thuần và Sao đen thuần sở hữu tỷ lệ cây tốt cao nhất (lần lượt đạt 85,6% và 80,4%), trong khi các mô hình hỗn giao với cây nông nghiệp dài ngày chỉ đạt từ 66,6% đến 70,1%.

Thứ ba, tốc độ tăng trưởng kích thước cá thể thể hiện sự khác biệt sinh thái. Ở giai đoạn 10 – 12 tuổi, Dầu cát dẫn đầu với đường kính ngang ngực bình quân đạt 20,8 cm và chiều cao vút ngọn đạt 7,67 m; Sến cát đạt đường kính 19,7 cm và chiều cao 7,03 m; Sao đen đạt đường kính 18,6 cm và chiều cao 6,87 m.

Thứ tư, cấu trúc lâm phần tuân theo quy luật sinh thái ổn định. Phân bố số cây theo cấp đường kính và chiều cao của cả 3 loài đều mang dạng đường cong một đỉnh lệch trái với hệ số bất đối xứng dương từ 0,17 đến 0,46. Số cây tập trung mật độ cao nhất ở cấp đường kính 18 – 22 cm, chiếm tỷ trọng từ 35% đến gần 40% tổng số cá thể trong lâm phần.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa về sinh trưởng và phẩm chất bắt nguồn từ phương thức kết hợp cây trồng. Ở các mô hình trồng thuần kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày (khoai mì, sắn), cây họ Dầu được giải phóng không gian ánh sáng sau 5 – 6 năm đầu khi cây nông nghiệp ngừng canh tác, tạo điều kiện cho thân cây phát triển thẳng đều và tán cân đối. Ngược lại, tại các mô hình hỗn giao với cây nông nghiệp dài ngày (cây Điều), tán cây Điều che phủ kéo dài suốt hơn 10 năm tạo ra sự cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng gay gắt, làm giảm từ 10% đến 15% tỷ lệ cây phẩm chất tốt của Sao đen và Sến cát.

Kết quả này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu thực nghiệm tại Bình Phước và Đồng Nai, khẳng định các loài cây họ Sao Dầu có biên độ thích nghi rộng trên đất cát pha ven biển nhưng đặc biệt mẫn cảm với chế độ ánh sáng ở giai đoạn khép tán. Trong thực tế, toàn bộ dữ liệu phân bố thực nghiệm được mô tả trực quan qua hệ thống biểu đồ cột kết hợp đường cong mô phỏng Weibull và bảng ma trận tương quan giữa chiều cao và đường kính thân. Cách trình bày này giúp các nhà quản lý rừng dễ dàng nhận diện cấu trúc tầng tán, xác định độ lệch phân bố và dự báo chính xác trữ lượng gỗ của từng khoảnh rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa kỹ thuật gieo trồng và mật độ ban đầu. Ban Quản lý Khu bảo tồn và các đơn vị lâm nghiệp cần áp dụng mật độ trồng chuẩn 417 cây/ha (cự ly hàng cách hàng 6 m, cây cách cây 4 m) cho các dự án trồng mới thuần loài hoặc hỗn giao giữa Dầu cát và Sến cát. Mục tiêu là duy trì tỷ lệ sống đạt trên 85% trong 3 năm đầu; thời gian triển khai tập trung vào quý I và quý II hằng năm ngay trước mùa mưa.

Thứ hai, thực hiện tỉa thưa và điều chỉnh tầng tán kịp thời. Đội ngũ kỹ thuật lâm sinh phải tiến hành chặt tỉa cây che bóng, cây phụ trợ nông nghiệp dài ngày (cây Điều) và cây bụi lấn át khi rừng bước vào giai đoạn 4 – 6 tuổi. Mục tiêu kỹ thuật là nâng tỷ lệ cây phẩm chất tốt lên trên 80% và giảm tỷ lệ cây xấu xuống dưới 5%; định kỳ thực hiện 2 năm một lần dưới sự giám sát của Hạt Kiểm lâm địa phương.

Thứ ba, áp dụng quy trình chăm sóc đất và bón phân nuôi dưỡng. Lực lượng nhận khoán bảo vệ rừng cần thực hiện xới xáo, vun gốc đường kính 1,0 – 1,2 m và bón bổ sung phân vi sinh với liều lượng 200 – 300g/cây trong 4 năm liên tục sau khi trồng. Biện pháp này hướng tới mục tiêu duy trì tốc độ tăng trưởng đường kính đạt trên 1,5 cm/năm và chiều cao đạt trên 0,9 m/năm; tiến hành vào đầu mùa mưa (tháng 5 – 6).

Thứ tư, thiết lập mạng lưới quan trắc và chuyển hóa rừng gỗ lớn. Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp cùng Ban Quản lý Khu bảo tồn xây dựng hệ thống giám sát cố định dựa trên 61 ô tiêu chuẩn để theo dõi chỉ số cạnh tranh tán và sinh khối định kỳ. Lộ trình đặt ra là hoàn thiện chuyển hóa 660,3 ha rừng trồng hiện có thành rừng cây gỗ lớn bản địa bền vững trong giai đoạn 2026 – 2035.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là cán bộ quản lý và kỹ sư lâm nghiệp tại các Ban Quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên và Vườn quốc gia. Nghiên cứu cung cấp hệ thống chỉ tiêu định lượng và quy trình lâm sinh chuẩn xác, hỗ trợ trực tiếp cho công tác lập quy hoạch, chăm sóc và làm giàu 1.292 ha rừng trồng trên vùng đất cát ven biển.

Nhóm thứ hai là các nhà khoa học, giảng viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng và Sinh thái học. Luận văn cung cấp tập dữ liệu thực nghiệm phong phú gồm 2.095 cá thể đo đếm cùng hệ thống phương trình hồi quy sinh trưởng, phục vụ giảng dạy và phát triển các công trình nghiên cứu chuyên sâu về phục hồi rừng nhiệt đới.

Nhóm thứ ba là sinh viên đại học và học viên cao học khối ngành nông lâm nghiệp. Tài liệu đóng vai trò như một cẩm nang phương pháp luận hoàn chỉnh về kỹ thuật bố trí ô tiêu chuẩn thực địa, phân tích phương sai ANOVA và ứng dụng phần mềm Statgraphics trong xử lý dữ liệu lâm nghiệp.

Nhóm thứ tư là các tổ chức phi chính phủ, doanh nghiệp phát triển dự án tín chỉ carbon và trồng rừng bền vững. Các mô hình sinh thái và tốc độ tăng trưởng sinh khối của Sao đen, Dầu cát là căn cứ then chốt để tính toán trữ lượng hấp thụ CO2, xây dựng hồ sơ chứng chỉ rừng FSC và tối ưu hóa hiệu quả đầu tư dài hạn.

Câu hỏi thường gặp

Trong 3 loài nghiên cứu, loài cây nào có khả năng sinh trưởng và tỷ lệ sống tốt nhất tại khu vực ven biển? Dầu cát là loài thể hiện khả năng thích ứng xuất sắc nhất với tỷ lệ sống đạt 86,3% và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt 85,6%. Tại giai đoạn 12 tuổi, Dầu cát đạt đường kính bình quân 20,8 cm và chiều cao 7,67 m, vượt trội hơn Sao đen và Sến cát trên nền đất cát pha khô hạn.

Mô hình trồng kết hợp cây nông nghiệp ngắn ngày mang lại lợi ích gì cho rừng phục hồi? Trồng xen cây ngắn ngày như khoai mì trong 5 – 6 năm đầu giúp cải tạo độ phì nhiêu của đất và tận dụng công chăm sóc xới cỏ. Kết quả thực nghiệm chứng minh mô hình này giúp cây Sao đen đạt 80,4% phẩm chất tốt, cao hơn hẳn mức 70,1% của mô hình trồng xen cây dài ngày.

Tại sao sự hiện diện kéo dài của cây Điều lại ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cây họ Sao Dầu? Cây Điều có tán lá rậm rạp và phân cành thấp, tạo độ che bóng lớn khiến cây gỗ bản địa thiếu ánh sáng trực xạ để vươn cao. Cạnh tranh không gian dinh dưỡng kéo dài sau 10 năm làm tỷ lệ cây Sến cát phẩm chất tốt suy giảm xuống mức 66,6%.

Mật độ và cự ly trồng ban đầu nào được xem là tối ưu nhất cho cây gỗ lớn bản địa? Mật độ ban đầu tối ưu là 417 cây/ha tương ứng với cự ly 6 x 4 m. Quy cách này đảm bảo không gian dinh dưỡng hợp lý cho bộ rễ, duy trì đường kính tán phát triển cân đối và giảm thiểu chi phí tỉa thưa nhân tạo trong 10 năm đầu tiên.

Việc ứng dụng các hàm toán học như Weibull hay Gamma mang lại giá trị gì trong quản lý rừng? Các hàm phân bố lý thuyết cho phép mô phỏng chính xác cấu trúc lâm phần và mức độ phân hóa đường kính với độ tin cậy thống kê cao. Đây là công cụ đắc lực giúp dự báo sản lượng gỗ và xác định thời điểm tỉa thưa tối ưu mà không cần điều tra toàn diện.

Kết luận

  • Luận văn khẳng định 3 loài cây bản địa Sao đen, Dầu cát, Sến cát có khả năng phục hồi rừng gỗ lớn rất cao tại vùng cát ven biển với tỷ lệ sống duy trì từ 81,1% đến 86,3%.
  • Nghiên cứu chứng minh phương thức trồng thuần kết hợp cây ngắn ngày mang lại chất lượng lâm phần vượt trội với tỷ lệ cây tốt đạt 80,4% – 85,6%.
  • Đề tài đã xây dựng thành công hệ thống hàm phân bố toán học và mô hình tương quan sinh trưởng phi tuyến phục vụ dự báo động thái rừng trồng.
  • Đề xuất hoàn chỉnh quy trình kỹ thuật lâm sinh 4 bước từ chọn mật độ 417 cây/ha đến tỉa thưa định kỳ nhằm nâng cao giá trị rừng.
  • Định hình khung giải pháp quản lý bền vững cho 660,3 ha rừng phục hồi tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu – Phước Bửu đến năm 2035.

Đóng góp then chốt của công trình là cung cấp hệ thống luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc và phương pháp luận chuẩn mực về phục hồi rừng gỗ lớn bản địa trên lập địa cát ven biển suy thoái. Trong 6 tháng tới, quy trình kỹ thuật cần được chuẩn hóa để chuyển giao cho các đơn vị cơ sở, hướng tới giai đoạn 2026 – 2030 triển khai đồng bộ hệ thống giám sát sinh khối tự động. Các cơ quan quản lý nhà nước, viện nghiên cứu và chủ rừng cần tăng cường liên kết, huy động nguồn lực đầu tư nhân rộng các mô hình phục hồi rừng bản địa, góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế xanh bền vững cho đất nước.