Phục hồi rừng nhiệt đới

Liệu có khả năng phục hồi các khu rừng mưa có tính đa dạng sinh học cao không? Phục hồi rừng mưa có nhiều triển vọng trong việc giúp bảo tồn đa dạng sinh học và các dịch vụ hệ sinh thái, nhưng không thể thay thế cho việc bảo tồn rừng nguyên sinh.

Rừng nhiệt đới là những hệ sinh thái có tính đa dạng cao nằm trong phạm vi 23,5º Bắc hoặc Nam của đường xích đạo ở Châu Á, Châu Đại Dương, Châu Phi, Trung và Nam Mỹ. Chúng tồn tại ở những khu vực có nhiệt độ tương đối ấm và ổn định, từ mực nước biển lên đến độ cao 3.000 m. Rừng mưa nhận được lượng mưa mỗi năm trên 1.500 mm, trong khi đó rừng khô nhiệt đới hoặc rừng mưa mùa nhiệt đới  nhận được lượng mưa ít hơn và có mùa khô rõ rệt. Nhiều diện tích rừng nhiệt đới đã bị chặt phá do nhiều nguyên nhân phức tạp và khác nhau giữa các vùng; chúng bao gồm phát quang rừng làm đồng cỏ để chăn thả gia súc, khai thác gỗ xuất khẩu, làm củi, nông nghiệp, thương mại và tự cung tự cấp, trồng cây làm nhiên liệu sinh học, hỏa hoạn do con người gây ra. Hơn một nửa diện tích rừng ẩm nhiệt đới được che phủ trên toàn thế giới đã bị chặt hạ và phần lớn diện tích rừng còn lại bị ảnh hưởng bởi việc săn bắn quá mức các loài động vật lớn. Những điều này đã góp phần làm suy giảm đa dạng sinh học trên diện rộng và tăng hơn 12% lượng khí thải carbon dioxit toàn cầu hằng năm.

Mặc dù phần lớn diện tích rừng nhiệt đới đã bị chặt phá trong 20 năm qua và nạn phá rừng trên diện rộng vẫn tiếp diễn ở một số vùng, nhưng rừng thứ sinh nhiệt đới ngày càng gia tăng chủ yếu bởi quá trình phục hồi thụ động (tái sinh tự nhiên), cũng như do phục hồi chủ động. Mối quan tâm đến việc khôi phục rừng nhiệt đới đã tăng lên đáng kể trong hai thập kỷ qua với những nỗ lực ngày càng tăng nhằm giảm lượng phát thải carbon do con người gây ra bởi chặt rừng và suy thoái rừng, cũng như tăng trữ lượng carbon bằng cách phục hồi và quản lý rừng tốt hơn. Các nỗ lực bảo tồn rừng nhiệt đới trước tiên cần tập trung vào việc bảo tồn các khu rừng nhiệt đới tương đối nguyên vẹn để duy trì các dịch vụ hệ sinh thái (đa dạng sinh học, hấp thụ carbon, kiểm soát xói mòn) do những khu rừng này cung cấp, bởi phục hồi rừng không thể thay thế cho việc bảo tồn. Tại những nơi có diện tích lớn của rừng đã bị chặt phá, việc khôi phục các khu vực bị suy thoái có thể giúp phục hồi cả các dịch vụ hệ sinh thái và đa dạng sinh học.

Sinh thái học của phục hồi rừng

Việc lựa chọn chiến lược phục hồi, đối với rừng nhiệt đới hoặc bất kỳ hệ sinh thái nào, phải dựa trên sự hiểu biết thấu đáo về sinh thái học của hệ thống. Tốc độ và hướng phục hồi hệ sinh thái sau sự xáo trộn do con người rất khác nhau giữa các hệ thống rừng nhiệt đới. Thực vật rừng nhiệt đới tái sinh bởi các nguồn từ bên trong khu vực (hạt giống, tái sinh từ rễ và thân, hoặc thảm thực vật còn sót lại) hoặc bởi các hạt phát tán từ bên ngoài khu vực. Sự phục hồi sẽ chậm hơn nhiều ở những khu vực mà hạt giống phải đến từ bên ngoài, vì sự phát tán hạt thông qua động vật là cơ chế phát tán chính của cây nhiệt đới và hầu hết các động vật phát tán hạt (đặc biệt là chim) không có khả năng di chuyển từ rừng vào các vùng đất nông nghiệp bỏ hoang. Một khi hạt giống đến địa điểm, chúng cần điều kiện để nảy mầm, tồn tại và phát triển. Một số yếu tố hạn chế sự hình thành cây con, bao gồm thảm cỏ xâm lấn, điều kiện vi khí hậu khắc nghiệt (ánh sáng, nhiệt độ cao và độ ẩm thấp), chất dinh dưỡng trong đất hạn chế, động vật ăn hạt, ăn cây con nhiều.

Mức độ quan trọng của các quá trình khác nhau này trong việc hạn chế phục hồi rừng ở những vùng đất nông nghiệp trước đây với vùng nhiệt đới cũng khác nhau giữa các địa điểm và phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm khả năng phục hồi tự nhiên và khả năng thích ứng của hệ thống với sự xáo trộn, lịch sử sử dụng đất trong quá khứ, và  cảnh quan vùng lân cận. Một số hệ thống rừng nhiệt đới phục hồi tự nhiên nhanh hơn. Ví dụ, các hệ thống trong đó nhiều loài có thể phục hồi  từ rễ và các loài  chủ yếu do gió phát tán có xu hướng phục hồi nhanh hơn so với các hệ thống dựa nhiều vào sự phát tán hạt giống bởi động vật từ các nguồn bên ngoài. Hơn nữa, sự phát triển của cây con có xu hướng nhanh hơn ở những nơi  thấp hơn, ấm hơn và có lượng mưa cao hơn.

Hình 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến phục hồi rừng nhiệt đới trên các vùng đất nông nghiệp.

Lịch sử sử dụng đất trong quá khứ ảnh hưởng mạnh đến tốc độ phục hồi. Các khu vực đã được sử dụng để làm đồng cỏ hoặc nông trường trong nhiều năm phục hồi chậm hơn so với các khu vực chuyển đổi làm nông nghiệp và  thời gian ngắn hơn. Ở những địa điểm được sử dụng nhiều hơn, rất ít hoặc không có hạt cây rừng nào còn sót lại trong đất và  sự nảy mầm nhìn chung thấp hơn, cả hai điều này đều hạn chế khả năng tái sinh từ bên trong khu vực. Hơn nữa, đất chặt và nghèo dinh dưỡng, điều kiện vi khí hậu khắc nghiệt hạn chế sự hình thành và phát triển của cây con. Ở những nơi trước đây là đồng cỏ, cỏ xâm lấn thường ức chế nghiêm trọng sự tồn tại và phát triển của cây rừng.

Hình 2: Sự khác biệt về tỷ lệ tái sinh tự nhiên của rừng nhiệt đới.

Cuối cùng, ma trận sử dụng đất vùng lân cận ảnh hưởng đến sự sẵn có của hạt giống. Không chỉ sự tiếp giáp với khu rừng còn sót lại quan trọng đối với việc phục hồi như một nguồn cung cấp nguồn giống thực vật và động vật, mà việc duy trì một số cây che phủ trên đất nông nghiệp thông qua các hệ thống nông lâm kết hợp, hoặc các cây xanh cung cấp hạt giống của một số loài cây, tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của động vật. Do đó, việc quản lý các vùng đất nông nghiệp lân cận ảnh hưởng mạnh mẽ đến tốc độ phục hồi trong một khu vực nhất định. Ở một mức độ thấp hơn, việc sử dụng đất vùng lân cận có thể ảnh hưởng đến các loài sinh vật thông qua sự di chuyển của các chất dinh dưỡng và hóa chất nông nghiệp vào khu vực, cũng như các loài động vật ăn cỏ và mầm bệnh.

Lựa chọn chiến lược phục hồi

Do diện tích rừng nhiệt đới đã bị chặt phá rộng lớn và nguồn tài nguyên phục hồi hạn chế, điều quan trọng là phải xác định tốc độ và hướng phục hồi rừng và đánh giá các yếu tố hạn chế khả năng phục hồi để lựa chọn chiến lược phục hồi hiệu quả nhất. Hơn nữa, điều quan trọng là phải xem xét các mục tiêu của dự án phục hồi, có thể là mục tiêu từ việc tối đa hóa quá trình hấp thụ carbon,   khôi phục thành phần đầy đủ của các loài đến cung cấp môi trường sống cho một loài động vật cụ thể.

Ở những địa điểm mà quá trình tái tạo tự nhiên diễn ra nhanh chóng, việc phục hồi thụ động (tức là để hệ thống tái sinh tự nhiên) có thể đủ để khôi phục phần lớn các loài có mặt như trước khi bị xáo trộn. Ở những khu vực như vậy, thông thường các loài hạt lớn và các loài diễn thế sau  chúng là những loài chậm xâm nhập nhất. Vì vậy, các nỗ lực phục hồi rừng nên tập trung vào việc trồng cây con hoặc gieo hạt giống của những loài này, đặc biệt khi chúng là đối tượng được bảo tồn.

Ở những địa điểm mà sự phục hồi ban đầu chậm, cách tiếp cận khác là xác định xem liệu có thể loại bỏ các yếu tố cản trở quá trình phục hồi, đây là cách tiếp cận thường được gọi là tái tạo tự nhiên được hỗ trợ. Một ví dụ của cách tiếp cận này là kiểm soát lửa trong mùa khô khi mà lửa hạn chế mạnh mẽ sự hình thành cây con trong các khu rừng nhiệt đới. Một phương pháp khác là đánh dấu tất cả các cây con của những loài thân gỗ tái sinh tự nhiên và sau đó dọn sạch cỏ xung quanh để giảm bớt sự cạnh tranh và nguy cơ hoả hoạn. Những nỗ lực ít tốn kém này không chỉ nhằm loại bỏ những trở ngại đối với tái sinh tự nhiên, đồng thời không cần phải trồng thêm cây rừng. Phương pháp này ít để lại dấu vết của con người tronh thành phần loài của rừng tái sinh.

Ở những khu vực sự phục hồi còn chậm hơn nữa và bị chi phối bởi đồng cỏ hoặc các loại cỏ nông nghiệp khác, thì chiến lược phục hồi phổ biến nhất là trồng cây con. Sau khi trưởng thành, những cây này thu hút những đối tượng phát tán hạt giống, che bóng cho đồng cỏ và cải thiện điều kiện đất và điều kiện vi khí hậu, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc phục hồi (Hình 3, Holl 2002). Trong quá khứ, hầu hết các hoạt động tái trồng rừng ở vùng nhiệt đới đều sử dụng một vài chi cây ngoại lai (ví dụ: thông, bạch đàn, tếch), nhưng trong hai, ba thập kỷ qua, đã có nhiều nghiên cứu về cả sàng lọc và phát triển các phương pháp nhân giống cho các loài bản địa thích hợp để trồng phục hồi rừng. Các chiến lược trồng những loài cây bản địa rất khác nhau, tùy thuộc thành phần,  sự đa dạng loài và phương pháp trồng (ví dụ: trồng cây con, giâm cành hoặc trồng cây với cọc đỡ), và phân bố theo không gian của rừng trồng.

Hình 3: Tái sinh cây con trong tầng sát mặt đất của rừng trồng 5 năm tuổi ở Costa Rica. 

Nhiều nỗ lực phục hồi trồng một số lượng nhỏ (dưới 10) loài cây nhiệt đới để tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâm chiếm và thiết lập nên một hệ thực vật và động vật bản địa có tính đa dạng cao (Hình 3), trong khi ở nơi khác lại trồng nhiều hơn (20–30) loài cây có tốc độ sinh trưởng khác nhau và các loài phát tán. Việc trồng trên 30 loài ít phổ biến hơn nhiều nhưng vẫn có thể nếu có đủ nguồn lực và kiến ​​thức cần thiết để nhân giống.

Cũng đã có nỗ lực phục hồi nhằm tạo ra các rừng trồng có tính đa dạng (ví dụ: Hình 4, trồng từ 60-80 loài) bao gồm cả dây leo và cây bụi. Thông thường nhất là trồng cây con, nhưng một số loài có thể được nhân giống bằng cách giâm cành hoặc gieo hạt trực tiếp, ít tốn kém hơn và không yêu cầu nhà lưới  để ươm cây. Lúc đầu, cây con được trồng thành hàng dài 2-4 m, thường trồng xen kẽ các cây có tốc độ phát triển khác nhau, sau đó tỉa thưa khi cây trưởng thành. Nghiên cứu hiện nay đang khám phá ý tưởng trồng  cây thành từng mảng với chi phí rẻ hơn, mô phỏng tốt hơn quá trình phục hồi tự nhiên và tạo ra tính hỗn tạp  của rừng cao hơn.

Hình 4: Khu phục hồi hai năm tuổi trong khu rừng Đại Tây Dương của Brazil được trồng với tính đa dạng cao của các loài cây gỗ.

Hỗ trợ tái sinh tự nhiên bằng cách loại bỏ những yếu tố bất lợi hoặc bằng cách trồng cây giống bản địa là những chiến lược phổ biến nhất để phục hồi rừng nhiệt đới. Một số cách tiếp cận khác để phục hồi đã được thử nghiệm trong các thí nghiệm khoa học, nhưng những cách tiếp cận này hiếm khi được áp dụng ở quy mô lớn hơn và cũng có mức độ thành công khác nhau. Một số trong đó bao gồm lắp đặt các giàn đậu để khuyến khích chim phát tán hạt giống, sử dụng tổ dơi nhân tạo (bat box) hoặc một số loại mùi nhất định để thu hút dơi và đặt các đống mảnh gỗ vụn để tạo điều kiện cho hình thành cây con và cung cấp nơi che chở cho các  loài thú nhỏ.

Xem xét mở rộng vấn đề

Có triển vọng rằng một số khu rừng nhiệt đới sẽ phục hồi nhanh chóng sau khi bị xáo trộn, và một loạt các phương pháp phục hồi đã được chứng minh có tác dụng đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng nhiệt đới. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, những khu rừng nhiệt đới thứ sinh này vẫn có sự phong phú về loài và sinh khối (trên mặt đất và dưới mặt đất) thấp hơn so với rừng nhiệt đới nguyên sinh. Do đó, ưu tiên hàng đầu là bảo tồn các khu rừng nhiệt đới còn tương đối nguyên vẹn. Khi rừng nhiệt đới bị tàn phá, việc xác định rõ ràng các mục tiêu phục hồi và hiểu rõ về sinh thái học của hệ thống sẽ giúp lựa chọn chiến lược phục hồi phù hợp nhất và hiệu quả về chi phí, điều đó có thể chỉ đơn giản là để rừng phục hồi tự nhiên.

Điều quan trọng cần lưu ý là các nỗ lực phục hồi rừng như trước khi bị xáo trộn cho đến nay đã tập trung vào việc khôi phục lại diện mạo của chúng. Nhưng biến đổi khí hậu do con người gây ra, bao gồm sự thay đổi về nhiệt độ, lượng mưa và mây che phủ, chắc chắn sẽ ảnh hưởng mạnh mẽ đến các khu rừng nhiệt đới. Điều này có nghĩa là ở vùng nhiệt đới, cũng như những nơi khác, yêu cầu đặt ra là  phải lựa chọn loài để trồng, xem xét cả khả năng chịu đựng về mặt sinh lý của thực vật,  động vật đối với sự thay đổi khí hậu  và cách thức này  cùng với khả năng phát tán hạt giống hạn chế, sẽ ảnh hưởng đến các quá trình của hệ sinh thái, chẳng hạn như như sự hấp thụ carbon và các tương tác sinh học trong tương lai.

Tác giả: Karen D. Holl (Khoa Nghiên cứu Môi trường, Đại học California Santa Cruz, CA)

Người dịch: Phạm Thị Thu (P.TTKHQS)