Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông thuộc tỉnh Thanh Hóa có tổng diện tích vùng lõi gồm 17.320 ha phân khu bảo vệ nghiêm ngặt và 4.343 ha phân khu phục hồi sinh thái. Nơi đây sở hữu hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi độc đáo cùng hệ động thực vật phong phú với 1.109 loài thực vật bậc cao và 598 loài động vật có xương sống. Trong quần xã sinh vật rừng, bộ Cánh nửa cứng (Hemiptera) giữ vị trí mắt xích sinh thái trọng yếu, vừa đóng vai trò thiên địch kiểm soát sâu hại, vừa là nhóm côn trùng chỉ thị chất lượng môi trường và có giá trị kinh tế.

Tuy nhiên, nguồn dữ liệu khoa học về cấu trúc thành phần loài và đặc tính sinh thái của bộ Cánh nửa cứng tại khu vực này trước đây còn phân tán và thiếu tính hệ thống. Nghiên cứu được triển khai nhằm mục tiêu xác định chính xác danh lục thành phần loài, đánh giá mức độ đa dạng theo từng dạng sinh cảnh và đề xuất giải pháp quản lý bền vững tài nguyên côn trùng. Phạm vi khảo sát tập trung tại địa bàn 3 xã trọng điểm là Lũng Cao, Cổ Lũng và Thành Sơn trong khoảng thời gian từ tháng 4 năm 2015 đến tháng 9 năm 2015.

Ý nghĩa khoa học của đề tài thể hiện qua việc bổ sung bộ cơ sở dữ liệu định lượng gồm 51 loài ghi nhận thực tế trên 18 điểm điều tra. Về mặt thực tiễn, công trình cung cấp luận cứ sinh học vững chắc giúp Ban quản lý khu bảo tồn quy hoạch các biện pháp phòng trừ sâu hại rừng, bảo vệ vùng rừng đầu nguồn sông Mã và hỗ trợ cải thiện sinh kế cho hơn 4.000 lao động tại vùng đệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết tiến hóa và sinh thái học côn trùng học hiện đại, tập trung vào đặc điểm biến thái không hoàn toàn (Hemimetabolism) của bộ Hemiptera. Khung phân loại học dựa trên nguyên lý giải phẫu hình thái học cánh nửa cứng đặc trưng: phần gốc cánh trước hóa sừng bằng chitin dày và phần ngọn dạng màng trong suốt.

Bên cạnh đó, đề tài khai thác mô hình mạng lưới dinh dưỡng quần xã (Food Web Theory) để phân tích vai trò chức năng sinh thái của hai nhóm chính: nhóm bọ xít bắt mồi ăn thịt (thiên địch có ích thuộc họ Reduviidae và phân họ Asopinae) và nhóm bọ xít chích hút dịch cây (thuộc họ Coreidae, Pentatomidae). Nghiên cứu định nghĩa và áp dụng 3 khái niệm nền tảng bao gồm: độ phong phú phân loại taxon, tần suất bắt gặp tương đối (P%) và tính đặc trưng sinh cảnh của quần thể côn trùng nhiệt đới.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua quá trình khảo sát thực địa trên 3 tuyến điều tra đại diện, bố trí qua 18 điểm khảo sát cố định tại 4 dạng sinh cảnh đặc trưng. Nghiên cứu áp dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng kết hợp hệ thống ô tiêu chuẩn (OTC) có kích thước 500 m2 (20 m x 25 m). Lý do lựa chọn kích thước này nhằm đảm bảo tính đại diện cao cho cấu trúc tầng tán rừng nhiệt đới gió mùa.

Tại mỗi ô tiêu chuẩn, đề tài triển khai đồng bộ 4 kỹ thuật thu mẫu chuyên dụng:

  • Điều tra cây đứng theo phương pháp 5 mốc với cỡ mẫu 10 cây tiêu chuẩn/ô (khảo sát 5 cành/cây).
  • Điều tra thảm mục và tầng cây cỏ trên các ô dạng bản 1 m2 (1 m x 1 m).
  • Sử dụng vợt bắt côn trùng bằng vải màn chuyên dụng khung sắt đường kính 30 cm, cán dài 1,5 m với tần suất vợt 20-30 phút/điểm.
  • Đặt bẫy ánh sáng cố định thu bắt nhóm côn trùng có tính xu quang dương trong khung giờ từ 20h đến 22h.

Mẫu vật sau khi thu thập được cố định bằng dung dịch cồn 70 độ hoặc formol 5-10%, sau đó làm tiêu bản kim cắm chuẩn quy cách bảo tàng. Dữ liệu được xử lý bằng phương pháp toán thống kê sinh học lâm nghiệp để tính toán tỷ lệ bắt gặp P% = (n/N) * 100, phân loại thành 3 cấp độ: ngẫu nhiên gặp (P ≤ 25%), ít gặp (25% < P ≤ 50%) và thường gặp (P ≥ 50%).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa đã ghi nhận tổng cộng 51 loài côn trùng bộ Cánh nửa cứng thuộc 40 giống và 10 họ khác nhau tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông:

  • Cấu trúc họ chiếm ưu thế: Họ Bọ xít năm cạnh (Pentatomidae) chiếm tỷ lệ cao nhất với 14 loài (đạt 27,45% tổng số loài và 13 giống, tương đương 32,5% tổng số giống). Tiếp theo là họ Bọ xít mép (Coreidae) với 10 loài (chiếm 19,61%), họ Bọ xít ăn sâu (Reduviidae) có 8 loài (chiếm 15,69%) và họ Bọ xít đỏ (Pyrrhocoridae) với 6 loài (chiếm 11,76%). Các họ có độ phong phú thấp chỉ ghi nhận 1 loài duy nhất (chiếm 1,96%/họ) bao gồm Cydnidae, Gelastocoridae, Dinidoridae và Rhyparochromidae.
  • Cấu trúc mức độ bắt gặp: Quần thể côn trùng tại khu vực mang tính phân tán cao với 24 loài thuộc nhóm hiếm gặp (chiếm 47,06%), 20 loài thuộc nhóm ít gặp (chiếm 39,22%) và chỉ có 7 loài thuộc nhóm thường gặp (chiếm 13,72%). Hai loài có tần suất xuất hiện cao nhất là Dindymus rubiginosus (P = 88,89%) và Physopelta cincticollis (P = 83,33%).
  • Phân bố theo sinh cảnh: Rừng tự nhiên (SC1) có mức độ đa dạng cao nhất với 43 loài (chiếm 84,31%), rừng phục hồi sau nương rẫy (SC2) có 37 loài (chiếm 72,55%), rừng phục hồi sau khai thác chọn (SC3) có 33 loài (chiếm 64,71%) và thấp nhất là sinh cảnh làng bản, nương rẫy (SC4) với 18 loài (chiếm 35,29%).
  • Đa dạng kích thước hình thái: Chiều dài cơ thể dao động mạnh từ 4,5 mm ở loài Eysarcoris guttiger đến 38,0 mm ở loài Tessaratoma papilosa.

Thảo luận kết quả

Nhiệt độ trung bình năm 23 độ C cùng nền nhiệt lý tưởng từ 20 đến 28 độ C kết hợp độ ẩm cao từ thảm thực vật đa dạng 152 họ thực vật là nguyên nhân trực tiếp tạo điều kiện thuận lợi cho các loài biến nhiệt Hemiptera sinh trưởng. Khi đối chiếu với các nghiên cứu côn trùng học tại các vùng lân cận như trục đường Hồ Chí Minh và Tây Nguyên, cấu trúc họ Pentatomidae và Reduviidae tại Pù Luông có tỷ lệ áp đảo tương đồng nhưng sở hữu tính đặc hữu sinh cảnh cao hơn nhờ địa hình núi đá vôi karst chiếm 60% diện tích tự nhiên.

Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa rất hiệu quả thông qua biểu đồ cột thể hiện sự suy giảm số lượng loài từ rừng tự nhiên (43 loài) xuống nương rẫy nông nghiệp (18 loài), phản ánh mức độ tác động tiêu cực của hoạt động nhân sinh lên vi khí hậu. Đồng thời, biểu đồ tròn phân chia tỷ lệ bắt gặp cho thấy sự tồn tại của các loài thiên địch chủ chốt như bọ xít cổ ngỗng Sycanus croceovittatus (P = 16,67%) và Eocanthecona concinna (P = 66,67%) đóng vai trò cân bằng quần thể tự nhiên, hạn chế bùng phát sâu hại mà không cần can thiệp hóa chất.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn tính đa dạng sinh học và phát huy giá trị của bộ Cánh nửa cứng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, 4 nhóm giải pháp trọng tâm được kiến nghị thực hiện:

  1. Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ đa dạng sinh thái côn trùng: Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông chủ trì thiết lập 18 trạm quan trắc cố định trên các sinh cảnh rừng tự nhiên và rừng phục hồi; thực hiện thu mẫu định kỳ 6 tháng/lần giai đoạn 2024-2026 nhằm kiểm soát biến động mật độ của 51 loài côn trùng.
  2. Ứng dụng nhân nuôi và bảo vệ các loài thiên địch sinh học: Chi cục Kiểm lâm phối hợp Trung tâm Khuyến nông địa phương triển khai mô hình bảo vệ các loài bọ xít ăn sâu như Rhynocoris fuscipes và Eocanthecona concinna; đặt mục tiêu giảm thiểu 40% việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học tại các vùng đệm canh tác nông nghiệp trong vòng 24 tháng.
  3. Quy hoạch vùng khai thác và phát triển kinh tế từ loài côn trùng bản địa: Ủy ban nhân dân các huyện Bá Thước và Quan Hóa hướng dẫn người dân kỹ thuật thu bắt hợp lý loài bọ xít Tessaratoma papilosa làm thực phẩm truyền thống với sản lượng giới hạn, kết hợp bảo vệ vườn nhãn vải, hoàn thành quy chế quản lý trước quý 4 năm 2025.
  4. Nâng cao năng lực cộng đồng và ổn định sinh kế vùng đệm: Ban quản lý khu bảo tồn tổ chức các lớp tập huấn nhận biết côn trùng có ích cho 4.067 lao động tại 48 thôn bản, gắn công tác tuần tra bảo vệ 17.320 ha rừng đặc dụng với các chương trình chi trả dịch vụ môi trường rừng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

  • Cán bộ quản lý khu bảo tồn thiên nhiên và lực lượng kiểm lâm: Cung cấp danh lục 51 loài côn trùng làm cơ sở xây dựng phương án quản lý rừng bền vững và bảo tồn đa dạng sinh học khu hệ động vật chân khớp.
  • Nhà khoa học, chuyên gia sinh thái học và côn trùng học: Dữ liệu phân bố theo 4 sinh cảnh và tần suất bắt gặp P% là nguồn tài liệu sơ cấp phục vụ nghiên cứu so sánh khu hệ Hemiptera tại vùng nhiệt đới Đông Nam Á.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Bảo vệ thực vật: Cung cấp quy trình chuẩn mực về phương pháp điều tra 5 mốc, lập ô tiêu chuẩn 500 m2 và kỹ thuật bảo quản tiêu bản côn trùng rừng.
  • Cán bộ khuyến nông và kỹ sư bảo vệ thực vật tại các địa phương: Ứng dụng thông tin sinh học của các loài thiên địch bắt mồi để xây dựng các mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trên cây trồng nông lâm nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn đã ghi nhận bao nhiêu loài côn trùng thuộc bộ Cánh nửa cứng tại Pù Luông? Nghiên cứu đã ghi nhận chính xác 51 loài côn trùng bộ Cánh nửa cứng thuộc 40 giống và 10 họ khác nhau. Trong đó, họ Bọ xít năm cạnh (Pentatomidae) chiếm ưu thế lớn nhất với 14 loài (27,45%), tiếp theo là họ Bọ xít mép (Coreidae) với 10 loài (19,61%).

Sinh cảnh nào có mức độ phong phú loài cao nhất và nguyên nhân do đâu? Sinh cảnh rừng tự nhiên ghi nhận số lượng loài cao nhất với 43 loài, chiếm 84,31% tổng số loài. Nguyên nhân do rừng tự nhiên có độ tàn che đạt khoảng 80%, cấu trúc thảm thực vật nhiều tầng phong phú với 1.109 loài thực vật, cung cấp nguồn thức ăn dồi dào và vi khí hậu ổn định.

Những loài côn trùng nào thuộc nhóm thiên địch có ích được phát hiện? Các loài thiên địch bắt mồi tiêu biểu được ghi nhận gồm bọ xít ăn sâu cổ ngỗng Sycanus croceovittatus, bọ xít bắt mồi Eocanthecona concinna (P = 66,67%), Rhynocoris fuscipes (P = 61,11%) và Dindymus rubiginosus (P = 88,89%). Nhóm này chuyên săn bắt ấu trùng sâu hại cánh vảy trong rừng.

Loài côn trùng nào vừa có ý nghĩa kinh tế vừa gây hại cây trồng trong khu vực? Loài bọ xít Tessaratoma papilosa thuộc họ Pentatomidae là loài đa chức năng: chúng gây hại chích hút nhựa trên cây nhãn, vải nhưng đồng thời là nguồn thực phẩm đặc sản có giá trị thương mại cao đối với người dân địa phương tại vùng đệm Pù Luông.

Phương pháp điều tra thực địa nào được áp dụng chủ đạo trong nghiên cứu? Tác giả áp dụng kết hợp phương pháp điều tra theo tuyến với 18 điểm khảo sát, lập ô tiêu chuẩn 500 m2 kết hợp điều tra cây đứng 5 mốc (10 cây/ô), điều tra thảm mục 1 m2, vợt bắt thủ công và bẫy đèn xu quang từ 20h đến 22h.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định toàn diện danh lục 51 loài côn trùng bộ Cánh nửa cứng thuộc 40 giống và 10 họ tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông.
  • Đánh giá định lượng cấu trúc quần xã với 47,06% loài hiếm gặp, 39,22% loài ít gặp và 13,72% loài thường gặp; trong đó Dindymus rubiginosus đạt tần suất cao nhất (88,89%).
  • Chứng minh sinh cảnh rừng tự nhiên lưu giữ độ đa dạng cao nhất (84,31%), vượt trội so với sinh cảnh làng bản nương rẫy (35,29%).
  • Phân nhóm rõ ràng các loài ưu tiên quản lý gồm nhóm thiên địch bắt mồi, nhóm chích hút gây hại và nhóm có giá trị thực phẩm.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý đồng bộ gắn bảo tồn tài nguyên rừng với sinh kế của 48 thôn bản vùng đệm.

Các đơn vị nghiên cứu và ban quản lý rừng cần tiếp tục mở rộng điều tra theo mùa trong giai đoạn 2024-2026 để hoàn thiện cơ sở dữ liệu số hóa. Hãy liên hệ các cơ quan chuyên môn lâm nghiệp để cùng ứng dụng các giải pháp kiểm soát sinh học từ côn trùng bản địa vào thực tiễn sản xuất.