Tổng quan nghiên cứu

Sự bùng nổ của các loài sinh vật ngoại lai xâm hại (SVNLXH) đang trở thành một trong những mối đe dọa sinh thái nghiêm trọng nhất trên phạm vi toàn cầu, đe dọa trực tiếp tới hơn 22.000 loài thực vật trong tổng số 250.000 loài thực vật trên thế giới (chiếm tỷ lệ trên 11%). Tại Việt Nam, thống kê của Cục Bảo tồn Đa dạng sinh học chỉ ra có đến 94 loài thực vật và 48 loài động vật thủy sinh ngoại lai xâm hại đang hiện diện. Áp lực từ các loài xâm lấn cùng các tác động nhân sinh đã khiến danh lục đỏ Việt Nam năm 2007 ghi nhận tới 882 loài động, thực vật hoang dã bị đe dọa, tăng thêm 161 loài so với giai đoạn 1992 - 1996.

Huyện Văn Quan, tỉnh Lạng Sơn là địa bàn miền núi có tổng diện tích tự nhiên đạt 54.951,3 ha, trong đó đất có rừng chiếm tới 36.759,1 ha (tương đương 67,13% diện tích tự nhiên) với tỷ lệ che phủ rừng đạt mức cao. Nơi đây sở hữu nhiều thảm thực vật đặc trưng của vùng núi đá Đông Bắc cùng các loại lâm sản giá trị cao, tiêu biểu như diện tích cây Hồi đạt 12.527 ha với sản lượng quả tươi đạt trên 22.000 tấn mỗi năm. Tuy nhiên, sự phát tán không kiểm soát của các loài thực vật ngoại lai xâm hại trong những năm gần đây đã và đang cạnh tranh sinh thái gay gắt, chèn ép các thảm thực vật bản địa, làm biến đổi cấu trúc rừng tự nhiên và gây suy giảm nghiêm trọng giá trị đa dạng sinh học địa phương.

Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi toàn bộ 24 đơn vị hành chính của huyện Văn Quan trong giai đoạn 2015 - 2018 nhằm giải quyết các mục tiêu trọng tâm: xác định chính xác thành phần loài và phân bố sinh cảnh của thực vật xâm hại; làm rõ các đặc tính sinh vật học, khả năng sinh trưởng, phát triển và tái sinh; phân tích hình thức, mức độ xâm hại tới hệ sinh thái bản địa; từ đó xây dựng hệ thống giải pháp quản lý đồng bộ, khoa học, góp phần nâng cao hiệu quả bảo tồn đa dạng sinh học và thúc đẩy phát triển kinh tế lâm nghiệp bền vững tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai lý thuyết sinh thái học kinh điển kết hợp các khung pháp lý chuyên ngành:

  • Lý thuyết giải phóng sinh thái (Enemy Release Hypothesis): Giải thích hiện tượng các loài thực vật khi di thực tới môi trường sống mới không bị kìm hãm bởi các loài thiên địch tự nhiên bản địa (như sâu bệnh, động vật ăn cỏ chuyên biệt), tạo điều kiện cho chúng bùng nổ sinh khối và chiếm lĩnh nơi ở vượt trội so với vùng phân bố gốc.
  • Lý thuyết xáo động hệ sinh thái (Disturbance Hypothesis): Phân tích mối quan hệ giữa mức độ can thiệp nhân sinh (như làm đường giao thông, khai thác gỗ, canh tác nương rẫy) với khả năng xâm nhập của các loài ngoại lai, cho thấy các hệ sinh thái bị phân mảnh luôn có độ mẫn cảm sinh thái cao hơn.

Các khái niệm then chốt được chuẩn hóa theo quy định tại Điều 50 đến 54 của Luật Đa dạng sinh học năm 2008 và Công ước Đa dạng sinh học (CBD), bao gồm: Loài ngoại lai (Alien species), Thực vật ngoại lai xâm hại (Invasive Alien Plant Species), Sức chống chịu của hệ sinh thái (Ecosystem Resilience) và Vật hậu học thực vật (Plant Phenology).

[Các tác nhân gây xáo động nhân sinh & tự nhiên] 
[Cơ hội xâm nhập & Phát tán của Thực vật ngoại lai]
[Tạo lập quần thể qua Giải phóng sinh thái] 
[Suy thoái thảm thực vật bản địa & Giảm đa dạng sinh học]

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa thu thập số liệu thứ cấp và điều tra thực địa sơ cấp với quy trình khoa học chuẩn mực:

  • Phương pháp chọn mẫu và cỡ mẫu: Áp dụng phương pháp điều tra tuyến của Nguyễn Nghĩa Thìn kết hợp lập ô tiêu chuẩn (OTC) theo tiêu chuẩn lâm nghiệp của Vũ Tiến Hinh. Thiết lập 4 tuyến điều tra trọng điểm có dải quan sát rộng 10m về mỗi phía, cắt ngang qua các sinh cảnh đặc trưng (rừng trồng, ven khe suối, vườn cây ăn quả, đất ven đường giao thông và trảng cỏ cây bụi). Trên các tuyến, lập 20 ô tiêu chuẩn hình vuông diện tích 400 m² (20m x 20m) để định danh và đo đếm chỉ tiêu tầng cây gỗ. Trong mỗi OTC, bố trí 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 4 m² (2m x 2m) tại 4 góc và vị trí trung tâm để điều tra mật độ cây con tái sinh từ hạt và chồi của các loài cây bụi, trinh nữ thân gỗ.
  • Lý do lựa chọn phương pháp: Mô hình kết hợp tuyến điều tra và OTC phân tầng đảm bảo tính đại diện thống kê cao trên địa hình đồi núi dốc phức tạp của huyện Văn Quan (độ cao trung bình 400m so với mực nước biển), giúp phản ánh trung thực mức độ phân bố theo sinh cảnh.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp giám định hình thái học so sánh đối chiếu mẫu vật thực địa với tài liệu thực vật chí; theo dõi chỉ tiêu vật hậu (lá non, chồi hoa, quả non, hạt chín); ứng dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA) kết hợp phát phiếu phỏng vấn cán bộ lâm nghiệp, kiểm lâm và cộng đồng dân cư địa phương.
  • Thời gian thực hiện: Toàn bộ dữ liệu thực địa được điều tra, chuẩn hóa và tổng hợp trong năm 2018 trên nền tảng chuỗi số liệu theo dõi diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2015 - 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa tại huyện Văn Quan đã ghi nhận những kết quả nổi bật về thực trạng xâm lấn của thảm thực vật ngoại lai:

  • Ghi nhận 12 loài thực vật xâm hại chủ đạo: Các loài này thuộc 6 bộ thực vật khác nhau. Trong đó, bộ Cúc (Asterales) chiếm ưu thế lớn nhất với 4 loài (chiếm 33,3% tổng số loài xâm hại, gồm Cỏ lào, Cúc liên chi, Xuyến chi, Cỏ hôi); bộ Đậu (Fabales) gồm 3 loài (chiếm 25,0%, tiêu biểu là Mai dương, Keo gai, Vuốt hùm); bộ Lúa (Poaceae) gồm 2 loài (chiếm 16,7%, gồm Cỏ tranh và Lau); các bộ còn lại như Hoa môi (Lamiales - cây Ngũ sắc), Cà (Solanales - Bìm bôi hoa vàng) và Nho (Vitales - Nho dại) mỗi bộ đóng góp 1 loài (chiếm 8,3%).
  • Tốc độ sinh trưởng vô tính và phát tán áp đảo: Điển hình như loài Cỏ lào (Chromolaena odorata) có khả năng tái sinh chồi cực mạnh, thân nhánh bị bẻ trụi lá có thể ra rễ mới chỉ sau khoảng 7 ngày tiếp xúc đất ẩm, cây trưởng thành cao trên 2m tạo thành các vành đai khép tán cản trở tuyệt đối sự nảy mầm của các loài cây gỗ bản địa.
  • Mật độ xâm hại phân hóa theo sinh cảnh: Tại các sinh cảnh bị xáo động mạnh như ven các trục đường giao thông (Quốc lộ 1B, Quốc lộ 279) và ven hệ thống sông Kỳ Cùng, sông Môpya, tần suất bắt gặp các loài nguy hại lên tới trên 75%. Trong các ô dạng bản 4 m² tại khu vực đất bán ngập, mật độ cây con tái sinh của loài Mai dương (Mimosa pigra) và Keo gai ghi nhận mật độ dày đặc, lấn át hoàn toàn các loài cỏ tự nhiên.
  • Tác động tiêu cực của các loài dây leo che phủ tán: Loài Bìm bôi hoa vàng (Merremia boisiana) và Nho dại phân bố nhiều ở các bìa rừng tự nhiên và rừng trồng thoái hóa, tạo thành các thảm dây leo chằng chịt phủ kín tầng tán của cây gỗ cao từ 5 - 10m, làm giảm tới 60 - 80% lượng bức xạ quang hợp của tầng cây dưới, khiến cây gỗ bản địa sinh trưởng còi cọc và chết khô từng phần.
Tỷ lệ thành phần loài thực vật xâm hại theo Bộ thực vật tại Văn Quan:

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự bùng phát của 12 loài thực vật xâm hại tại huyện Văn Quan xuất phát từ sự tương tác giữa điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi (lượng mưa bình quân tháng mùa mưa đạt 212 mm, nhiệt độ và số giờ nắng hàng năm đạt 1.466 giờ) với các hoạt động phát triển hạ tầng và tập quán canh tác. Mạng lưới giao thông với 95,95 km đường ô tô liên xã được cứng hóa (đạt tỷ lệ 75,34%) cùng các hoạt động vận tải hàng hóa liên vùng qua Quốc lộ 1B đã trở thành con đường phát tán thụ động cực kỳ hiệu quả cho các loại quả và hạt thực vật xâm hại có móc bám hoặc lông tơ.

So sánh với các nghiên cứu tương tự tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (như công trình nghiên cứu về loài Mai dương của các nhà khoa học lâm nghiệp), nếu như ở vùng đất ngập nước phía Nam loài Mai dương chủ yếu xâm lấn theo dòng chảy thủy văn, thì tại địa bàn vùng núi cao Văn Quan, các loài cây bụi họ Cúc và dây leo nhiệt đới lại chiếm ưu thế xâm lấn trên các sườn đồi, nương rẫy bỏ hoang và rừng trồng kinh tế. Đặc biệt, việc người dân mở rộng canh tác nương rẫy và chuyển đổi cơ cấu cây lâm nghiệp (với diện tích rừng sản xuất chiếm tới 27.825,3 ha) nhưng thiếu các biện pháp bảo vệ đất đã tạo ra các "khoảng trống sinh thái" lý tưởng cho các loài ưa sáng như Cỏ lào và Xuyến chi độc chiếm sinh cảnh.

Dữ liệu nghiên cứu về sự phân bố của 12 loài thực vật xâm lấn trên các dạng sinh cảnh có thể được cấu trúc thành bảng ma trận rủi ro sinh thái và biểu đồ phân cấp mật độ xâm hại. Việc phân cấp thành các mức độ xâm lấn (từ mức 1: xuất hiện đơn lẻ đến mức 3: tạo thành quần thụ thuần loại chiếm ưu thế) giúp các cơ quan quản lý dễ dàng nhận diện và ưu tiên nguồn lực dập dịch tại các vùng đệm rừng phòng hộ và lưu vực đầu nguồn sông Kỳ Cùng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên cơ sở khoa học và thực trạng xâm hại tại huyện Văn Quan, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể:

  • Thiết lập mạng lưới quan trắc và hệ sinh thái cảnh báo sớm: Ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS kết hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) để số hóa bản đồ phân bố 12 loài thực vật xâm hại trên toàn bộ 24 xã, thị trấn. Mục tiêu đặt ra là kiểm soát và rà soát định kỳ 100% diện tích rừng phòng hộ (7.844,65 ha) và đất lâm nghiệp trọng điểm; tiến độ thực hiện từ năm 2020 đến 2022; cơ quan chủ trì là Hạt Kiểm lâm huyện Văn Quan phối hợp với Phòng Tài nguyên và Môi trường.
  • Triển khai quy trình kỹ thuật cơ - sinh học tổng hợp để loại trừ sinh khối: Áp dụng triệt để biện pháp cắt gốc, đào rễ củ và thu gom tiêu hủy hạt đối với các loài dây leo nguy hại (Bìm bôi hoa vàng, Nho dại) và cây bụi phân tán mạnh (Cỏ lào, Mai dương) trước thời điểm ra hoa kết hạt (khoảng tháng 10 - 12 hàng năm). Mục tiêu giảm thiểu ít nhất 40 - 50% mật độ che phủ của các loài này trên diện tích đất nương rẫy và rừng sản xuất; hoàn thành giai đoạn 1 trong vòng 24 tháng; chủ thể thực hiện là UBND cấp xã, các chủ rừng và tổ đội bảo vệ rừng thôn bản.
  • Thực hiện giải pháp lâm sinh phục hồi rừng bằng các loài cây bản địa: Tiến hành trồng dặm, làm giàu rừng sau khi dọn sạch thực vật xâm hại bằng các loài cây bản địa có ưu thế tầng tán cao, chịu bóng tốt giai đoạn đầu như Sau sau, Dẻ, Lát, Kháo. Mục tiêu phục hồi thảm thực vật bản địa khép tán trên 300 ha rừng thoái hóa hàng năm, triệt tiêu nguồn sáng tự nhiên nhằm ngăn chặn sự nảy mầm của hạt cỏ dại ngoại lai; thời gian triển khai liên tục từ 2021 đến 2025; đơn vị đầu mối là Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các ban quản lý rừng địa phương.
  • Tăng cường năng lực quản lý và phổ biến pháp luật đa dạng sinh học: Tổ chức tối thiểu 15 lớp tập huấn chuyên đề cho trên 1.000 lượt cán bộ kiểm lâm cơ sở, trưởng thôn và hộ gia đình nhận khoán rừng; tuyên truyền sâu rộng các quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo tồn sinh thái theo Luật Đa dạng sinh học 2008 và các Thông tư liên tịch của Bộ Tài nguyên & Môi trường, Bộ Nông nghiệp & PTNT; lộ trình duy trì hàng quý trong suốt chu kỳ quản lý lâm nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp hệ thống dẫn liệu thực chứng phong phú, có giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng trọng điểm:

  • Cơ quan quản lý nhà nước (Chi cục Kiểm lâm tỉnh Lạng Sơn, Sở TN&MT, UBND huyện Văn Quan): Khai thác danh mục phân loại, đặc điểm sinh cảnh và bản đồ phân bố 12 loài thực vật xâm hại làm căn cứ thực tiễn để xây dựng kế hoạch hành động đa dạng sinh học cấp tỉnh, quy chế quản lý thực bì và phân bổ ngân sách phòng trừ dịch hại rừng hàng năm.
  • Nhà khoa học, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Sinh thái và Môi trường: Kế thừa phương pháp luận kết hợp điều tra tuyến, ô tiêu chuẩn (OTC) và ô dạng bản (ODB) trong nghiên cứu sinh thái học thực vật vùng núi đá vôi Đông Bắc; làm tài liệu tham khảo để phát triển các mô hình dự báo lan truyền sinh vật ngoại lai dưới tác động của biến đổi khí hậu.
  • Ban quản lý rừng phòng hộ, công ty lâm nghiệp và các chủ rừng quy mô lớn: Áp dụng trực tiếp hướng dẫn nhận dạng thực vật và chu kỳ vật hậu học của từng loài để xác định chính xác "thời điểm vàng" xử lý thực bì cơ học, hạn chế tối đa chi phí nhân công và ngăn chặn nguy cơ xâm lấn phá hoại cây trồng chính như cây Hồi hay Thông.
  • Các tổ chức phi chính phủ (NGOs) và tổ chức bảo tồn quốc tế hoạt động tại Việt Nam: Sử dụng số liệu nghiên cứu tại Văn Quan như một nghiên cứu điển hình (case study) về tác động của sinh vật ngoại lai đối với sinh kế của đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao, từ đó thiết kế các chương trình tài trợ phục hồi cảnh quan rừng và phát triển sinh kế bền vững.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao địa bàn huyện Văn Quan lại có nguy cơ cao bùng phát các loài thực vật xâm hại?

Huyện Văn Quan có địa hình đồi núi chia cắt phức tạp với tỷ lệ che phủ rừng đạt 67,13% diện tích tự nhiên, kết hợp điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa có lượng mưa tập trung đạt 212 mm/tháng vào mùa mưa. Đồng thời, mạng lưới giao thông đường bộ với Quốc lộ 1B, Quốc lộ 279 chạy qua tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát tán cơ học của hạt giống ngoại lai từ các phương tiện vận tải và hoạt động giao thương.

Những loài thực vật xâm hại nào đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng nhất tới thảm thực vật bản địa tại Văn Quan?

Nghiên cứu xác định có 12 loài thực vật xâm hại, trong đó nguy hiểm nhất là Cỏ lào (Chromolaena odorata), Mai dương (Mimosa pigra), Cúc liên chi (Parthenium hysterophorus) và Bìm bôi hoa vàng (Merremia boisiana). Những loài này sở hữu khả năng tái sinh chồi vượt trội, phát tán hạt qua gió hoặc tiết độc tố ức chế sinh trưởng của các loài cây gỗ bản địa như Đinh, Nghiến, Lát.

Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn và ô dạng bản trong luận văn được tiến hành cụ thể ra sao?

Tác giả đã thiết lập 4 tuyến điều tra thực địa cắt ngang các dạng địa hình, bố trí 20 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 400 m² đại diện cho 5 kiểu sinh cảnh chính. Trong mỗi OTC, thiết lập tiếp 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 4 m² tại 4 góc và tâm ô để đo đếm chính xác mật độ, tỷ lệ tái sinh chồi và hạt của các loài cây trinh nữ thân gỗ và cây bụi xâm lấn.

Thực vật xâm hại gây ra những thiệt hại kinh tế cụ thể nào đối với sản xuất nông lâm nghiệp của huyện?

Thực vật xâm hại lấn chiếm đất canh tác nương rẫy, làm tăng 25 - 35% chi phí công lao động dọn cỏ và xử lý thực bì cho các hộ trồng cây ăn quả và cây Hồi (vốn đạt sản lượng 22.000 tấn tươi/năm). Ngoài ra, các thảm dây leo như Bìm bôi hoa vàng bao phủ làm gãy đổ, nghẹt thở cây gỗ non tái sinh, làm suy thoái chất lượng 36.759,1 ha đất có rừng của huyện.

Có nên áp dụng đại trà biện pháp hóa học để diệt trừ các loài thực vật xâm hại này không?

Không nên áp dụng đại trà thuốc hóa học trừ cỏ vì địa hình Văn Quan có mạng lưới sông Môpya và sông Kỳ Cùng dày đặc, đất feralit dễ bị xói mòn rửa trôi gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu khuyến nghị ưu tiên biện pháp cơ học thủ công kết hợp các giải pháp lâm sinh sinh thái như trồng cây bản địa che bóng để triệt tiêu nguồn sáng của cỏ dại.

Kết luận

  • Luận văn đã định danh và lập danh lục chi tiết 12 loài thực vật ngoại lai xâm hại thuộc 6 bộ thực vật tại địa bàn huyện Văn Quan, trong đó họ Cúc (Asteraceae) chiếm tỷ lệ cao nhất với 33,3% tổng số loài.
  • Làm rõ đặc tính sinh học, quy luật vật hậu và cơ chế lấn chiếm của các loài nguy hại hàng đầu như Cỏ lào, Mai dương, Bìm bôi hoa vàng trong việc làm suy thoái cấu trúc rừng tự nhiên và đất canh tác.
  • Đánh giá toàn diện mối tương quan giữa sự phân mảnh sinh thái, các trục giao thông huyết mạch và tập quán canh tác nông lâm nghiệp với tốc độ phát tán của thực vật ngoại lai.
  • Đề xuất đồng bộ hệ thống 4 nhóm giải pháp khả thi từ quan trắc số hóa, xử lý cơ học - sinh thái học đến phục hồi rừng bằng cây bản địa, có sự tham gia tích cực của cộng đồng.
  • Cung cấp cơ sở khoa học thực tiễn vững chắc, đóng góp trực tiếp vào công tác bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên rừng bền vững cho tỉnh Lạng Sơn và khu vực Đông Bắc.

Trong giai đoạn 2021 - 2025, các cơ quan chức năng và ban quản lý rừng cần sớm đưa bộ tiêu chí nhận dạng và hướng dẫn xử lý thực vật ngoại lai của luận văn vào thực tế quản lý lâm phận. Việc chủ động phòng ngừa, phát hiện sớm và loại bỏ triệt để các loài xâm hại ngay từ giai đoạn bùng phát ban đầu chính là giải pháp kinh tế và bền vững nhất để bảo vệ nguồn tài nguyên rừng quý giá của huyện Văn Quan.