Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh, với diện tích đất lâm nghiệp chiếm khoảng 64% tổng diện tích tự nhiên, là vùng có tiềm năng lớn cho phát triển lâm nghiệp. Tuy nhiên, diện tích rừng tự nhiên đã giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 4.285 ha vào năm 2010, trong đó rừng thứ sinh nghèo chiếm trên 80%. Sự suy giảm này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cung cấp lâm sản và chức năng phòng hộ, bảo vệ môi trường. Nghiên cứu tập trung vào đặc điểm cấu trúc và tái sinh của rừng thứ sinh nghèo tại hai phường Bắc Sơn và Vàng Danh nhằm đánh giá tiềm năng phục hồi và đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở độ cao dưới 500m, với các cấp độ dốc từ 150 đến 350, trong bối cảnh địa hình đồi núi dốc và khí hậu đa dạng. Mục tiêu chính là xác định các đặc điểm lâm học quan trọng của rừng thứ sinh nghèo, đánh giá khả năng phục hồi tự nhiên và đề xuất các biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và phát triển bền vững rừng tại địa phương. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng tài nguyên rừng ở Uông Bí.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về cấu trúc rừng và tái sinh rừng nhiệt đới, trong đó có mô hình phân tầng thực vật của Richards và Davit (1934) và các chỉ số đa dạng sinh học như Shannon-Wiener và Simpson. Cấu trúc rừng được mô tả qua tổ thành loài, mật độ, phân bố kích thước cây và độ tàn che tầng tán. Tái sinh rừng được phân tích dựa trên mật độ, tổ thành loài, chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh, cũng như phân bố theo chiều cao và mặt phẳng ngang. Lý thuyết về ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái như ánh sáng, đất, thảm thực vật và địa hình đến quá trình tái sinh được vận dụng để giải thích các biến động mật độ cây tái sinh có triển vọng. Phương pháp hệ số đường ảnh hưởng được sử dụng để xác định mức độ tác động của các nhân tố sinh thái đến mật độ cây tái sinh có triển vọng. Ngoài ra, các quy phạm kỹ thuật lâm sinh hiện hành như QPN 14-92, QPN 21-98 và các quyết định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn được áp dụng làm cơ sở xây dựng giải pháp kỹ thuật tác động vào rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập tại 18 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 1.000 m², phân bố tại hai phường Bắc Sơn và Vàng Danh, với 6 OTC cho mỗi trạng thái rừng thứ sinh nghèo (IIA, IIB, IIIA1). Mỗi OTC được bố trí ở hai cấp độ dốc 150–250 và 260–350. Trong mỗi OTC, 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m² được lập để điều tra cây tái sinh, cây bụi và thảm tươi. Các chỉ tiêu địa hình như độ cao, độ dốc, hướng phơi được đo đạc trực tiếp hoặc lấy từ bản đồ địa hình. Đo đạc các đặc trưng tầng cây cao gồm đường kính thân (D1.3), chiều cao cây (Hvn), diện tích tán, mật độ cây và phẩm chất cây. Phân tích số liệu sử dụng các công thức tính tổ thành loài, chỉ số đa dạng sinh học, phân bố Poisson để xác định kiểu phân bố cây, và mô hình toán học để mô phỏng cấu trúc rừng. Phương pháp hệ số đường ảnh hưởng được áp dụng để đánh giá tác động của các nhân tố sinh thái đến mật độ cây tái sinh có triển vọng. Thời gian nghiên cứu kéo dài gần một năm, từ thu thập số liệu thực địa đến xử lý và phân tích dữ liệu bằng phần mềm Excel 2007.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm địa hình và thổ nhưỡng: Địa hình khu vực nghiên cứu chủ yếu là đồi núi dốc, với 2/3 diện tích có độ dốc từ 150 đến trên 250, phân bố thành ba vùng cao, trung bình và thung lũng. Độ cao tuyệt đối của các trạng thái rừng thứ sinh nghèo dao động từ 150 đến trên 800 m, trong đó trạng thái IIIA1 chiếm 67,1% diện tích, thường ở độ cao trên 300 m. Đất chủ yếu là loại feralit trên đá mẹ sạn kết, có độ dày tầng đất trung bình từ 78 đến 121 cm, tỉ trọng đất từ 2,59 đến 2,68 g/cm³, độ xốp từ 57,29% đến 65,98%. Độ pH đất dao động từ 5,2 đến 6,2, hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng như đạm, lân, kali dễ tiêu ở mức trung bình đến thấp, phù hợp với đặc điểm rừng thứ sinh nghèo.

  2. Cấu trúc quần xã thực vật rừng: Tổ thành loài tầng cây cao phức tạp với 7-10 loài ưu thế như Lim xanh, dẻ, Trám chim, Xoan đào, Táu duối, Kháo vàng, Trám trắng. Mật độ cây cao trung bình dao động từ khoảng 1.500 đến 2.000 cây/ha, với phân bố số cây theo cấp kính có dạng giảm dần, lệch trái. Độ tàn che tầng tán rừng dao động trong khoảng 0,5 đến 0,6, phù hợp với điều kiện tái sinh tự nhiên. Các chỉ số đa dạng sinh học như Shannon-Wiener đạt khoảng 2,1-2,5, chỉ số Simpson từ 0,7 đến 0,85, cho thấy mức độ đa dạng loài trung bình.

  3. Đặc điểm tái sinh rừng: Mật độ cây tái sinh dao động từ 3.457 đến 8.985 cây/ha tùy trạng thái rừng, trong đó trạng thái IIB có mật độ tái sinh cao nhất. Cây tái sinh chủ yếu là tái sinh tự nhiên từ hạt, với tỷ lệ cây chất lượng tốt chiếm trên 60%. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao cho thấy đa số cây con có chiều cao dưới 2 m, tập trung ở cấp chiều cao dưới 0,5 m chiếm khoảng 50-60%. Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang có xu hướng phân bố cụm (hệ số Poisson W > 1). Hệ số tương đồng giữa tổ thành cây cao và cây tái sinh (chỉ số BC) đạt trên 0,75, chứng tỏ mối liên hệ chặt chẽ giữa tầng cây cao và tái sinh.

  4. Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái: Phân tích hệ số đường ảnh hưởng cho thấy độ tàn che tầng cây cao và mật độ các loài cây mục đích có ảnh hưởng trực tiếp và mạnh nhất đến mật độ cây tái sinh có triển vọng. Độ che phủ và chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi cũng có tác động đáng kể, trong khi độ dốc và độ dày tầng đất có ảnh hưởng gián tiếp nhưng không kém phần quan trọng. Các nhân tố này tương tác phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng phục hồi và phát triển của rừng thứ sinh nghèo.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí có đặc điểm cấu trúc và tái sinh phù hợp với các mô hình rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi đã được nghiên cứu ở các vùng tương tự. Mật độ tái sinh và đa dạng loài ở mức trung bình, phản ánh khả năng phục hồi tự nhiên còn hạn chế do ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái và tác động của con người như khai thác trái phép. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn quốc gia Bạch Mã và vùng Đông Bắc, mật độ tái sinh tại Uông Bí thấp hơn khoảng 20-30%, cho thấy cần có các biện pháp kỹ thuật tác động để thúc đẩy quá trình phục hồi. Việc áp dụng các chỉ số đa dạng sinh học và phân bố Poisson giúp minh họa rõ ràng sự phân bố không đồng đều của cây tái sinh, có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố mật độ theo chiều cao và mặt phẳng ngang. Kết quả phân tích hệ số đường ảnh hưởng cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn các nhân tố ưu tiên trong quản lý và phục hồi rừng. Những phát hiện này phù hợp với các quy phạm kỹ thuật lâm sinh hiện hành và các nghiên cứu trước đây, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp các yếu tố sinh thái trong đề xuất giải pháp kỹ thuật.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thực hiện chặt nuôi dưỡng rừng theo phương pháp khoa học: Áp dụng các phương án chặt nuôi dưỡng với cường độ từ 10-25%, số lần chặt từ 1 đến 6 lần, kỳ giãn cách 8-16 năm nhằm tăng tỷ lệ cây tốt và nâng cao trữ lượng rừng. Thời gian thực hiện đề xuất trong vòng 10 năm, do các đơn vị quản lý rừng và công ty lâm nghiệp địa phương chịu trách nhiệm.

  2. Tăng cường quản lý và bảo vệ rừng: Kiểm soát chặt chẽ hoạt động khai thác trái phép, phối hợp với chính quyền địa phương và lực lượng bảo vệ rừng để giảm thiểu tác động tiêu cực, bảo vệ diện tích rừng khoanh nuôi. Thực hiện ngay và duy trì liên tục.

  3. Cải thiện điều kiện sinh thái cho tái sinh: Thực hiện các biện pháp xử lý thảm thực vật cạnh tranh như cắt tỉa cây bụi, thảm tươi để tăng cường ánh sáng và dinh dưỡng cho cây tái sinh. Thời gian thực hiện trong 3-5 năm đầu, do các cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp và người dân địa phương phối hợp thực hiện.

  4. Phát triển nguồn giống và trồng bổ sung: Tăng cường thu thập, bảo quản hạt giống các loài ưu thế, kết hợp trồng bổ sung các loài cây mục đích có giá trị kinh tế và sinh thái nhằm đa dạng hóa thành phần loài và nâng cao chất lượng rừng. Thực hiện trong vòng 5 năm, do các trung tâm nghiên cứu và đơn vị quản lý rừng phối hợp triển khai.

  5. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo về bảo vệ rừng và phát triển bền vững cho người dân địa phương, đặc biệt là các nhóm dân tộc thiểu số. Thời gian thực hiện liên tục, do các tổ chức chính quyền và phi chính phủ đảm nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách lâm nghiệp: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chính sách quản lý, bảo vệ và phục hồi rừng thứ sinh nghèo phù hợp với điều kiện địa phương, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên rừng.

  2. Các chuyên gia và cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp: Tham khảo các phương pháp điều tra, phân tích cấu trúc và tái sinh rừng, cũng như các giải pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhằm áp dụng trong công tác quản lý và phục hồi rừng tự nhiên.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm học, Sinh thái học: Luận văn cung cấp dữ liệu thực địa, mô hình phân tích và kết quả nghiên cứu chi tiết về đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng nhiệt đới thứ sinh nghèo, phục vụ cho các nghiên cứu chuyên sâu và học thuật.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ môi trường: Hiểu rõ hơn về vai trò của rừng thứ sinh nghèo, các nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh và các biện pháp phục hồi, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng thứ sinh nghèo là gì và tại sao cần nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của nó?
    Rừng thứ sinh nghèo là rừng tự nhiên đã bị suy thoái về số lượng và chất lượng, thường có thành phần loài và mật độ cây thấp. Nghiên cứu cấu trúc giúp hiểu rõ tổ thành loài, mật độ và phân bố cây, từ đó đánh giá khả năng phục hồi và đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả.

  2. Các nhân tố sinh thái nào ảnh hưởng mạnh nhất đến tái sinh rừng?
    Độ tàn che tầng cây cao và mật độ các loài cây mục đích là hai nhân tố ảnh hưởng trực tiếp và mạnh nhất. Ngoài ra, độ che phủ và chiều cao của cây bụi thảm tươi, độ dốc và độ dày tầng đất cũng có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh mật độ và chất lượng cây tái sinh.

  3. Phương pháp điều tra tái sinh rừng được sử dụng như thế nào?
    Sử dụng ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m² trong các ô tiêu chuẩn (OTC) 1.000 m² để điều tra mật độ, loài, chiều cao, phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh. Phân tích dữ liệu bằng các chỉ số tổ thành, phân bố Poisson và các chỉ số đa dạng sinh học để đánh giá hiệu quả tái sinh.

  4. Giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để phục hồi rừng thứ sinh nghèo?
    Các giải pháp bao gồm chặt nuôi dưỡng rừng với cường độ và số lần phù hợp, quản lý bảo vệ rừng nghiêm ngặt, xử lý thảm thực vật cạnh tranh, phát triển nguồn giống và trồng bổ sung, cùng với nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ rừng.

  5. Thời gian cần thiết để rừng thứ sinh nghèo phục hồi đạt tiêu chuẩn khai thác là bao lâu?
    Theo mô hình tính toán, thời gian nuôi dưỡng rừng để đạt trữ lượng khai thác chính khoảng từ 10 đến 20 năm, tùy thuộc vào cường độ chặt nuôi dưỡng, số lần chặt và điều kiện sinh thái cụ thể của từng lô rừng.

Kết luận

  • Rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí có đặc điểm cấu trúc và tái sinh phù hợp với mô hình rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi, nhưng mật độ tái sinh và đa dạng loài còn hạn chế.
  • Địa hình đồi núi dốc, đất feralit với độ dày tầng đất trung bình và các yếu tố sinh thái như độ tàn che, cây bụi thảm tươi ảnh hưởng mạnh đến khả năng phục hồi rừng.
  • Phân tích hệ số đường ảnh hưởng giúp xác định các nhân tố ưu tiên trong quản lý và phục hồi rừng, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp.
  • Các giải pháp kỹ thuật bao gồm chặt nuôi dưỡng, quản lý bảo vệ, xử lý thảm thực vật cạnh tranh, phát triển nguồn giống và nâng cao nhận thức cộng đồng được đề xuất nhằm thúc đẩy phục hồi rừng bền vững.
  • Nghiên cứu cung cấp dữ liệu và phương pháp luận quan trọng cho các nhà quản lý, chuyên gia lâm nghiệp và cộng đồng trong việc phát triển và bảo vệ rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí và các vùng tương tự.

Hành động tiếp theo: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật đề xuất trong kế hoạch quản lý rừng địa phương, đồng thời tiếp tục theo dõi, đánh giá hiệu quả phục hồi để điều chỉnh phù hợp. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp triển khai và nhân rộng mô hình phục hồi rừng bền vững.