Tổng quan nghiên cứu

Vườn quốc gia Pù Mát thuộc tỉnh Nghệ An sở hữu tổng diện tích tự nhiên 94.072,2 ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên đạt 92.406,2 ha với độ che phủ lên tới 97,87%. Khu bảo tồn này lưu giữ hệ thực vật vô cùng phong phú với 2.494 loài thuộc 931 chi và 202 họ thực vật bậc cao có mạch. Đáng chú ý, có hơn 50 loài được ghi danh trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ thế giới, biến nơi đây thành trung tâm bảo tồn đa dạng sinh học trọng điểm quốc gia.

Trong hệ thống thực vật quý hiếm tại Pù Mát, ngành Hạt trần (Gymnospermae) giữ vị trí đặc biệt quan trọng về mặt tiến hóa cổ thực vật học lẫn giá trị kinh tế lâm sản. Tuy nhiên, các loài cây lá kim quý như Sa mu dầu (Cunninghamia konishii) và Pơ mu (Fokienia hodginsii) đang đối mặt với nguy cơ suy thoái nghiêm trọng. Số lượng cá thể trưởng thành còn rất ít, phân bố cục bộ trên các dốc núi hiểm trở, chịu áp lực khai thác gỗ lén lút và khả năng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng suy giảm rõ rệt.

Luận văn thạc sĩ lâm học thực hiện mục tiêu khảo sát toàn diện thành phần loài, quy luật phân bố theo đai cao và sinh cảnh, cấu trúc quần thể cùng đặc tính tái sinh tự nhiên của các loài hạt trần; từ đó xây dựng hệ thống giải pháp bảo tồn thực tiễn. Nghiên cứu được triển khai tại vùng lõi VQG Pù Mát trải dài trên địa bàn 3 huyện Anh Sơn, Con Cuông và Tương Dương dọc 61 km đường biên giới Việt - Lào, tổng hợp dữ liệu thực địa từ năm 2010 đến 2017. Kết quả nghiên cứu là luận cứ khoa học xác thực giúp bảo vệ nguyên vẹn 10 loài hạt trần nguy cấp và phát triển bền vững nguồn gen cây rừng bản địa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978) để phân định các kiểu rừng đặc trưng tại Pù Mát, tiêu biểu là kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới (chiếm 46,5% diện tích) và rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng, lá kim á nhiệt đới (chiếm 29% diện tích). Bên cạnh đó, đề tài áp dụng mô hình toán sinh thái chỉ số cạnh tranh Hegyi (1974) nhằm định lượng mức độ cạnh tranh không gian sinh dưỡng giữa cây hạt trần trung tâm và 6 cây gỗ lân cận.

Hệ thống khái niệm nền tảng bao gồm:

  • Thực vật Hạt trần (Gymnospermae): Nhóm thực vật hạt trần cổ sinh có noãn không được bao bọc trong bầu nhụy, đóng vai trò chỉ thị sinh thái vùng cao.
  • Bảo tồn tại chỗ (In-situ): Duy trì và bảo vệ quần thể loài ngay trong sinh cảnh rừng tự nhiên nguyên vẹn.
  • Bảo tồn chuyển vị (Ex-situ): Di chuyển nguồn gen ra ngoài sinh cảnh tự nhiên để lưu giữ qua vườn thực vật hoặc nhân giống nhân tạo.
  • Tái sinh tự nhiên: Quá trình phục hồi số lượng cá thể con thông qua phát tán hạt hoặc nảy chồi sinh dưỡng.
  • Tiêu chuẩn đe dọa tuyệt chủng: Khung phân hạng nguy cấp dựa theo quy chuẩn IUCN và Sách đỏ Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu khảo sát trên 6 tuyến điều tra thực địa chính gồm Khe Thơi, Khe Ca - Khe Tun, Khe Kèm, Tam Đình - Tam Hợp, Cao Vều, Khe Bu cùng 2 tuyến phụ với tổng chiều dài hàng chục km cắt ngang các dạng địa hình phức tạp. Phương pháp điều tra theo tuyến kết hợp bố trí 100 ô dạng bản đo đếm cây tái sinh triển vọng giúp thu thập dữ liệu khách quan tại những khu vực vách đá hiểm trở.

Nguồn dữ liệu sơ cấp được xác lập qua máy định vị GPS cầm tay, đo đếm đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn và thu thập tiêu bản thực vật. Dữ liệu thứ cấp kế thừa từ bản đồ kiểm kê tài nguyên rừng năm 2015 và diễn biến rừng năm 2016. Dữ liệu không gian được xử lý bằng phần mềm MapInfo và ArcGIS để số hóa bản đồ phân bố đai cao, kết hợp phần mềm Excel phân tích thống kê sinh trắc học. Hiện trạng bảo tồn được đánh giá nghiêm ngặt theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP và Quyết định số 74/2008/QĐ-BNN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã định danh chính xác 10 loài thực vật hạt trần phân bố tại VQG Pù Mát thuộc 6 họ thực vật. Tuyến điều tra Khe Thơi đạt mức độ đa dạng cao nhất khi ghi nhận 7 trên tổng số 10 loài (chiếm tỷ lệ 70%), tuyến Khe Kèm phát hiện 3 loài, trong khi tuyến Cao Vều chỉ ghi nhận duy nhất loài Pơ mu.

Sự phân bố của các loài hạt trần thể hiện tính phân tầng rõ rệt theo đai cao địa hình:

  • Đai dưới 500m: Ghi nhận sự xuất hiện của loài Tuế (Cycas sp.) và Gắm (Gnetum latifolium).
  • Đai từ 500m đến 700m: Phân bố rải rác của Kim giao (Nageia fleuryi), Thông nàng (Dacrycarpus imbricatus) và Tuế.
  • Đai từ 700m đến 1.000m: Sinh cảnh của Phỉ ba mũi (Cephalotaxus mannii), Thông tre (Podocarpus neriifolius), Dẻ tùng (Amentotaxus poilanei) và Dẻ tùng Vân Nam (Amentotaxus yunnanensis).
  • Đai từ 1.000m đến trên 1.500m: Chiếm ưu thế bởi Pơ mu (Fokienia hodginsii) và Sa mu dầu (Cunninghamia konishii), chiếm hơn 80% tổng trữ lượng cá thể hạt trần.

Tại khu vực Khe Tun - Khe Ca, nghiên cứu phát hiện quần thể Sa mu dầu thuần loài cổ thụ gồm 70 cá thể ở đai cao 960 - 1.300m, đường kính thân đạt tới 250 cm và chiều cao vượt tán từ 50 đến 60 m. Ngược lại, loài Đỉnh tùng chỉ phát hiện duy nhất 13 cá thể trên vách đá Khe Bu ở độ cao trên 900m. Khả năng tái sinh tự nhiên có sự chênh lệch lớn: Dẻ tùng ghi nhận 18 cây con tái sinh (cao 10 - 100 cm), Kim giao có 8 cây con tại Khe Kèm, trong khi loài Tuế và Đỉnh tùng hoàn toàn không phát hiện cây con dưới tán.

Thảo luận kết quả

Quy luật phân bố tập trung của Sa mu dầu và Pơ mu ở đai cao trên 1.000m được giải thích bởi điều kiện vi khí hậu nhiệt đới núi cao đặc thù với nhiệt độ bình quân năm 16 - 19 độ C, độ ẩm không khí thường xuyên trên 75% và lượng sương mù bao phủ lớn. Hiện tượng nhiều cây Sa mu dầu cổ thụ bị rỗng ruột và mục gốc chứng minh quần thể đã bước vào giai đoạn thành thục tự nhiên, làm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt giống do thảm mục dày và tán rừng che phủ kín.

Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công bố của Nguyễn Nghĩa Thìn (2004) và Nguyễn Tiến Hiệp (2004), khẳng định Việt Nam là trung tâm đa dạng chi hạt trần khi chiếm tới 27% số chi toàn cầu dù chỉ chiếm dưới 5% tổng số loài. Toàn bộ cấu trúc không gian và mật độ cá thể được trực quan hóa qua biểu đồ phẫu diện rừng 3 tầng tại đỉnh Phu Đón Cắn (độ cao 1.149m) và bản đồ số hóa tỷ lệ 1:50.000 thể hiện chi tiết tọa độ UTM từng điểm xuất hiện của loài.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn bền vững các loài hạt trần quý hiếm tại VQG Pù Mát, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý trọng tâm:

Thứ nhất, tăng cường tuần tra bảo vệ nghiêm ngặt quần thể nguyên vẹn. Thành lập 6 chốt trạm cơ động tại các khu vực nhạy cảm gồm Khe Thơi, Khe Bu và Cao Vều; mục tiêu kiểm soát và ngăn chặn 100% các hành vi khai thác trộm Pơ mu và Sa mu dầu trong giai đoạn 2018 - 2020; lực lượng nòng cốt là Đội Kiểm lâm cơ động phối hợp cùng các Trạm Quản lý bảo vệ rừng.

Thứ hai, thực hiện các biện pháp lâm sinh xúc tiến tái sinh tự nhiên. Tiến hành phát dọn dây leo, tỉa thưa cục bộ các loài cây bụi chèn ép và xới đất thảm mục xung quanh gốc cây mẹ Sa mu dầu và Dẻ tùng trên diện tích 1.670,2 ha đất phục hồi; mục tiêu đạt mật độ cây con tái sinh triển vọng trên 1.000 cây/ha trong giai đoạn 2018 - 2022; giao Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế VQG chủ trì.

Thứ ba, thiết lập chương trình bảo tồn chuyển vị đối với các loài có nguy cơ tuyệt chủng cao. Xây dựng vườn ươm nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm cành và ghép chồi cho 13 cá thể Đỉnh tùng cùng các cá thể Tuế; mục tiêu sản xuất 500 cây giống đạt chuẩn mỗi năm trong giai đoạn 2019 - 2025; phối hợp thực hiện cùng Trường Đại học Lâm nghiệp.

Thứ tư, nâng cao đời sống dân sinh vùng đệm để giảm sức ép lên tài nguyên rừng. Mở rộng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và giao khoán bảo vệ rừng cho 100% hộ đồng dân tộc thiểu số tại 17 xã vùng đệm (huyện Con Cuông, Tương Dương, Anh Sơn); phấn đấu giảm 80% áp lực xâm lấn rừng tự nhiên trước năm 2025; do UBND các huyện phối hợp với Ban Quản lý VQG điều hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và hệ thống dữ liệu định lượng của luận văn mang giá trị ứng dụng cao cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Ban Quản lý các Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên: Ứng dụng quy trình điều tra theo tuyến và mô hình phân bố đai cao để xây dựng phương án quản lý rừng đặc dụng và khoanh vùng bảo tồn các loài thực vật nguy cấp.
  • Các nhà khoa học, giảng viên chuyên ngành Lâm sinh và Thực vật học: Sử dụng nguồn tư liệu mô tả chi tiết về sinh thái, đặc điểm hình thái và phẫu diện tầng tán của 10 loài hạt trần cổ phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu tiến hóa thực vật.
  • Học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Tham khảo phương pháp luận khoa học, cách tích hợp công nghệ GIS, máy định vị GPS và mô hình chỉ số cạnh tranh Hegyi trong nghiên cứu thực địa lâm nghiệp.
  • Cán bộ hoạch định chính sách lâm nghiệp và các tổ chức bảo tồn quốc tế: Khai thác số liệu thực chứng để xây dựng báo cáo hiện trạng đa dạng sinh học và lập dự án tài trợ bảo tồn nguồn gen quý hiếm cấp quốc gia.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao Vườn quốc gia Pù Mát được xem là điểm nóng bảo tồn thực vật hạt trần? VQG Pù Mát lưu giữ 10 loài hạt trần cổ sinh trên diện tích 92.789,6 ha rừng tự nhiên. Nơi đây sở hữu quần thể Sa mu dầu thuần loài độc nhất vô nhị gồm 70 cây cổ thụ có đường kính tới 250 cm cùng các loài đặc hữu hẹp như Đỉnh tùng, có ý nghĩa khoa học toàn cầu về tiến hóa thực vật.

Loài hạt trần nào phân bố phổ biến và có số lượng lớn nhất tại khu vực nghiên cứu? Pơ mu (Fokienia hodginsii) là loài chiếm ưu thế nhất, phân bố liên tục ở độ cao từ 1.000m đến trên 1.500m dọc đỉnh dông biên giới Việt - Lào. Loài này sinh trưởng tốt trên đất mùn alit, tạo thành các dải rừng hẹp hỗn giao với cây lá rộng và có giá trị bảo tồn nguồn gen rất cao.

Thực trạng tái sinh tự nhiên của loài Sa mu dầu và Đỉnh tùng hiện nay như thế nào? Quần thể Sa mu dầu 70 cây tại Khe Tun đã bước vào giai đoạn già cỗi, cây mẹ bị rỗng ruột khiến khả năng sinh hạt suy giảm. Trong khi đó, Đỉnh tùng chỉ còn 13 cây trên vách đá Khe Bu và hoàn toàn không có cây con tái sinh, đòi hỏi phải áp dụng ngay kỹ thuật nhân giống chuyển vị.

Chỉ số cạnh tranh Hegyi được áp dụng như thế nào trong đánh giá sinh thái cây hạt trần? Nghiên cứu chọn cây hạt trần làm tâm điểm và đo đạc khoảng cách cùng đường kính ngang ngực của 6 cây lân cận. Công thức Hegyi cho phép lượng hóa chính xác áp lực cạnh tranh về không gian dinh dưỡng và ánh sáng, làm căn cứ đề xuất các giải pháp tỉa thưa lâm sinh hợp lý.

Luận văn đã ứng dụng những công cụ công nghệ nào trong quản lý dữ liệu bảo tồn? Nghiên cứu sử dụng thiết bị định vị vệ tinh GPS để ghi nhận tọa độ UTM của từng cá thể cây gỗ, kết hợp phần mềm MapInfo và ArcGIS để số hóa bản đồ phân bố theo 5 đai cao. Toàn bộ thông số sinh trắc học và mật độ tái sinh được xử lý định lượng trên phần mềm Excel.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định và định danh chính xác 10 loài thực vật hạt trần thuộc 6 họ thực vật phân bố tại VQG Pù Mát.
  • Xác lập quy luật phân tầng sinh thái theo 5 đai cao, chỉ ra đai trên 1.000m là khu vực phân bố tập trung của Sa mu dầu và Pơ mu.
  • Đánh giá hiện trạng thành thục tự nhiên của 70 cây Sa mu dầu cổ thụ và cảnh báo nguy cơ tuyệt chủng của 13 cá thể Đỉnh tùng do thiếu hụt cây tái sinh.
  • Ứng dụng thành công hệ thống bản đồ số GIS và chỉ số cạnh tranh Hegyi trong quản lý không gian sinh thái thực vật rừng đặc dụng.
  • Đề xuất hệ thống 4 giải pháp đồng bộ kết hợp bảo tồn tại chỗ, bảo tồn chuyển vị và phát triển sinh kế cộng đồng vùng đệm đến năm 2025.

Công trình là đóng góp học thuật và thực tiễn giá trị, cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng vững chắc cho chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học giai đoạn 2020 - 2030 tại tỉnh Nghệ An. Quý độc giả, các nhà nghiên cứu và nhà quản lý lâm nghiệp hãy tham khảo tài liệu toàn văn để cùng chung tay bảo tồn nguồn gen thực vật quý giá của Việt Nam.