Tổng quan nghiên cứu

Hệ sinh thái núi đá vôi tại Việt Nam chiếm khoảng 6,1% tổng diện tích đất lâm nghiệp (tương đương 1.100.000 ha), tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc và Bắc Trung Bộ. Trong đó, Vườn Quốc gia Pù Mát (tỉnh Nghệ An) sở hữu diện tích vùng bảo vệ lên tới 91.110 ha, là một trong những khu rừng đặc dụng có quy mô lớn nhất miền Bắc và giữ vị trí chiến lược trong hành lang đa dạng sinh học dãy Trường Sơn. Tuy nhiên, hệ thực vật đặc trưng trên núi đá vôi tại đây đang phải đối mặt với nguy cơ suy thoái nghiêm trọng do các áp lực nhân sinh từ hơn 18.387 hộ dân sinh sống ở vùng đệm với mức thu nhập bình quân chỉ đạt từ 3,05 đến 3,10 triệu đồng/người/năm. Tình trạng chặt phá rừng, khai thác gỗ, thu hái lâm sản ngoài gỗ quá mức và đốt nương làm rẫy đã làm biến đổi sâu sắc cấu trúc sinh thái khu vực.

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xây dựng bảng danh mục đầy đủ hệ thực vật bậc cao có mạch trên núi đá vôi tại Vườn Quốc gia Pù Mát, đánh giá toàn diện tính đa dạng về phân loại học, phổ dạng sống, yếu tố địa lý và giá trị tài nguyên nguồn gen. Đồng thời, đề tài tiến hành phân tích các nguyên nhân trực tiếp lẫn gián tiếp gây suy giảm đa dạng sinh học, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý, bảo tồn thích hợp. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc định lượng hóa cấu trúc của 494 loài thực vật và xác lập cơ sở khoa học để bảo vệ 17 loài quý hiếm có nguy cơ bị đe dọa tuyệt chủng theo tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống phân loại thực vật hiện đại của Brummitt (1992) để chuẩn hóa danh pháp khoa học từ bậc ngành đến bậc loài, kết hợp đối chiếu với hệ thống phân loại thảm thực vật nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978) và Nguyễn Nghĩa Thìn (1997). Hệ sinh thái núi đá vôi được tiếp cận dưới góc độ sinh thái cảnh quan đặc thù với các khái niệm cốt lõi: quần xã thực vật karst, phổ dạng sống (life-form spectrum), yếu tố địa lý thực vật và tính tương đồng sinh thái.

Thang phân loại dạng sống của Raunkiaer (1934) được áp dụng nhằm phản ánh khả năng thích nghi của thực vật với điều kiện khắc nghiệt trên núi đá vôi thông qua 5 nhóm chính: cây chồi trên đất (Phanerophytes - Ph), cây chồi sát đất (Chamaephytes - Ch), cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes - Hm), cây chồi ẩn (Cryptophytes - Cr) và cây chồi một năm (Therophytes - Th). Về mặt địa lý thực vật, nghiên cứu sử dụng khung 14 yếu tố địa lý của Nguyễn Nghĩa Thìn (1999) để xác định nguồn gốc phát sinh và mối quan hệ di cư của các taxon. Ngoài ra, chỉ số tương đồng sinh thái Sorenson ($S = \frac{2c}{a + b}$) được áp dụng để đánh giá mức độ gần gũi giữa quần xã thực vật núi đá vôi Pù Mát với các hệ thực vật lân cận.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa công tác ngoại nghiệp thực địa và công tác nội nghiệp trong phòng thí nghiệm:

  • Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu: Thu thập tổng cộng 1.700 mẫu tiêu bản thực vật thực địa trong giai đoạn từ năm 2001 đến năm 2006. Dữ liệu khí hậu được kế thừa từ chuỗi số liệu quan trắc 10 năm (1996 - 2005) của 4 trạm khí tượng thủy văn trong vùng (Tương Dương, Con Cuông, Đô Lương, Vinh), cùng số liệu dân sinh kinh tế từ niên giám thống kê năm 2004 của tỉnh Nghệ An.
  • Phương pháp chọn mẫu và khảo sát thực địa: Do địa hình karst chia cắt phức tạp, phương pháp điều tra theo tuyến kết hợp lập ô tiêu chuẩn được lựa chọn nhằm tối ưu hóa độ bao phủ sinh cảnh. Tác giả thiết lập 4 tuyến khảo sát chính (Khe Kèm, Khe Khặng, Khe Thơi, Khe Bu) theo đường dông chính; từ tuyến chính mở các tuyến phụ hình xương cá sang hai phía với độ rộng quan sát 10 m (cứ 1.000 m tuyến chính mở 2 tuyến phụ). Trên các tuyến, tiến hành lập 4 ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên đại diện với diện tích 2.000 m² mỗi ô (40 m x 50 m), tổng diện tích điều tra ô tiêu chuẩn đạt 8.000 m². Trong mỗi ô, thiết lập dải đo vẽ phẫu đồ 500 m² (10 m x 50 m) để đo đếm đường kính ngang ngực ($D_{1.3} \ge 6$ cm), chiều cao dưới cành, chiều cao vút ngọn và đường kính tán.
  • Phương pháp phân tích nội nghiệp: Mẫu tiêu bản được xử lý ẩm tại chỗ, sau đó sấy khô và ngâm tẩm cồn chứa hóa chất 5% $\text{HgCl}_2$ để khử trùng, chống côn trùng phá hoại trước khi khâu định hình trên giấy Croki kích thước 28 cm x 42 cm. Tên khoa học được thẩm định bằng phương pháp hình thái so sánh qua các khóa lưỡng phân trong các bộ thực vật chí kinh điển và tra cứu cơ sở dữ liệu quốc tế từ Vườn thực vật nhiệt đới Missouri.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra và giám định 1.700 mẫu tiêu bản đã xác lập danh lục hệ thực vật trên núi đá vôi Vườn Quốc gia Pù Mát gồm 494 loài thuộc 323 chi và 112 họ của 4 ngành thực vật bậc cao có mạch:

  • Ngành Thông đất (Lycopodiophyta) có 2 họ (1,78%), 2 chi (0,62%) và 3 loài (0,61%).
  • Ngành Dương xỉ (Polypodiophyta) có 12 họ (10,72%), 16 chi (4,95%) và 28 loài (5,67%).
  • Ngành Hạt trần (Gymnospermae) có 2 họ (1,78%), 2 chi (0,62%) và 2 loài (0,40%).
  • Ngành Hạt kín (Angiospermae) chiếm ưu thế vượt trội với 96 họ (85,72%), 303 chi (93,81%) và 461 loài (93,32%). Trong đó, lớp Hai lá mầm (Dicotyledoneae) chiếm 83,51% số loài (385 loài) và 82,51% số chi (250 chi), gấp khoảng 5 lần so với lớp Một lá mầm (Monocotyledoneae) với 76 loài (16,49%) và 53 chi (17,49%).

Cấu trúc phân loại dưới ngành ghi nhận 10 họ giàu loài nhất chiếm tới 38,46% tổng số loài toàn hệ (190 loài), tiêu biểu gồm họ Thầu dầu (Euphorbiaceae - 34 loài), họ Lan (Orchidaceae - 31 loài), họ Cà phê (Rubiaceae - 22 loài), họ Dâu tằm (Moraceae - 20 loài) và họ Cúc (Asteraceae - 18 loài). Ở cấp chi, 8 chi đa dạng nhất chiếm 11,54% tổng số loài (57 loài), dẫn đầu là chi Ficus (14 loài) và chi Lithocarpus (11 loài).

Về giá trị sử dụng, nghiên cứu ghi nhận 361 loài cây có ích (chiếm 73,07% tổng số loài), trong đó nhóm cây làm thuốc chiếm tỷ trọng lớn nhất với 278 loài (tương đương 25,00% tổng số cây thuốc của toàn Vườn Quốc gia), nhóm làm lương thực và thực phẩm có 94 loài (25,61%), nhóm làm cảnh có 70 loài (42,68%) và nhóm lấy gỗ có 60 loài (14,08%). Đáng chú ý, có 17 loài nguy cấp, quý hiếm (chiếm 3,44% hệ thực vật núi đá vôi), gồm 1 loài Cực kỳ nguy cấp (CR) theo IUCN là Sao Trung Hoa (Hopea chinensis), 4 loài Sắp nguy cấp (VU), 6 loài trong Sách Đỏ Việt Nam 1996 và 3 loài thuộc Nhóm IIA theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP như Tuế (Cycas sp.).

Thảo luận kết quả

Khi biểu diễn dữ liệu phân loại dưới dạng biểu đồ hình tròn và biểu đồ cột so sánh với toàn bộ hệ thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát (gồm 2.492 loài, 927 chi, 202 họ), thảm thực vật núi đá vôi chiếm 19,82% về số loài nhưng chiếm tới 55,45% về số họ. Điều này chứng minh tính đa dạng cao ở cấp độ taxon bậc cao trên một diện tích sinh cảnh đặc thù.

Cấu trúc thảm thực vật phản ánh sự thích nghi mạnh mẽ với nền đá vôi phong hóa có tầng đất mỏng, độ dốc lớn và chế độ nhiệt ẩm gió mùa khắc nghiệt (nhiệt độ tối cao lên tới 42,7°C vào mùa hè và độ ẩm mùa khô có thời điểm xuống dưới 30%). Phổ dạng sống ưu thế bởi nhóm cây chồi trên đất (Phanerophytes) chỉ ra rằng nhiều khu vực rừng kín thường xanh nhiệt đới trên sườn đá vẫn duy trì được tính nguyên sinh tương đối tốt.

Tuy nhiên, sự suy giảm tính đa dạng thực vật diễn ra rõ nét ở các vành đai tiếp giáp khu dân cư. Nguyên nhân trực tiếp là tình trạng khai thác ráo riết các loài có giá trị thương mại cao như Vằng đắng (Coscinium fenestratum), Ba gạc (Rauvolfia verticillata), Rau sắng (Meliantha suavis) và các loài Phong lan cảnh. Nguyên nhân sâu xa gắn liền với áp lực sinh kế của cộng đồng 7 dân tộc thiểu số vùng đệm (trong đó người Thái chiếm 66,5% và người Khơ Mú chiếm 14,8%), kết hợp hoạt động khai khoáng sản xuất xi măng và hạ tầng giao thông chưa được quy hoạch đồng bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận rút ra từ thực địa, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm nhằm quản lý và bảo tồn bền vững hệ thực vật núi đá vôi:

  • Thiết lập phân vùng bảo tồn nghiêm ngặt và cắm mốc ranh giới: Ban Quản lý Vườn Quốc gia Pù Mát cần chủ trì khoanh định 100% diện tích các phân khu có sự hiện diện của các loài cực kỳ nguy cấp như Sao Trung Hoa (Hopea chinensis) và các loài Nhóm IIA trong giai đoạn 2006 - 2010, giảm tối thiểu 80% tác động xâm hại sinh cảnh.
  • Nhân rộng mô hình sinh kế nông lâm kết hợp: Hạt Kiểm lâm phối hợp với Trung tâm Khuyến nông địa phương triển khai 5 mô hình vườn ươm nhân giống cây bản địa có giá trị kinh tế cao như Rau sắng (Meliantha suavis), Ba gạc và cây ăn quả, hướng tới mục tiêu nâng thu nhập bình quân của các hộ dân vùng đệm thêm 30 - 40% trong lộ trình 3 năm (2007 - 2009).
  • Tăng cường tuần tra kiểm soát và thực thi pháp luật: Lực lượng Kiểm lâm Vườn Quốc gia phối hợp chính quyền 3 huyện Con Cuông, Anh Sơn, Tương Dương lập chốt kiểm soát cố định tại 5 tuyến đường mòn xung yếu (đặc biệt khu vực Khe Kèm, Khe Bù), đặt mục tiêu kéo giảm trên 60% số vụ vi phạm Luật Bảo vệ và Phát triển Rừng mỗi năm.
  • Đẩy mạnh truyền thông giáo dục môi trường dựa vào cộng đồng: Ủy ban nhân dân 8 xã vùng đệm triển khai các đợt tập huấn nâng cao nhận thức pháp luật bảo vệ rừng cho trên 18.000 hộ dân, kết hợp bảo tồn và phát huy tri thức y học dân gian của đồng bào Thái và Đan Lai trong việc sử dụng hợp lý nguồn dược liệu tự nhiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ quản lý Vườn Quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên: Sử dụng danh mục 494 loài thực vật và bản đồ phân bố các điểm nguy cấp để xây dựng kế hoạch tuần tra, kiểm soát tài nguyên rừng và quy hoạch phân khu chức năng.
  • Nhà nghiên cứu thực vật học, lâm học và sinh thái học: Khai thác hệ thống dữ liệu 1.700 mẫu tiêu bản, các chỉ số phân tích cấu trúc ô tiêu chuẩn 2.000 m² và phổ dạng sống để phục vụ các công trình nghiên cứu so sánh khu hệ thực vật karst nhiệt đới.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên rừng: Tham khảo quy trình phương pháp luận điều tra tuyến xương cá, kỹ thuật thu mẫu, xử lý tiêu bản và phương pháp định danh thực vật theo hệ thống Brummitt.
  • Các tổ chức phi chính phủ và cơ quan hoạch định chính sách phát triển: Ứng dụng số liệu về 361 loài cây có ích để thiết kế các dự án xóa đói giảm nghèo, phát triển chuỗi giá trị lâm sản ngoài gỗ gắn liền với bảo tồn đa dạng sinh học tại vùng Bắc Trung Bộ.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thực vật trên núi đá vôi Vườn Quốc gia Pù Mát có quy mô và cấu trúc phân loại như thế nào?
Nghiên cứu đã xác định được 494 loài thuộc 323 chi và 112 họ của 4 ngành thực vật bậc cao có mạch. Trong đó, ngành Hạt kín chiếm ưu thế tuyệt đối với 461 loài (93,32%), với tỷ lệ loài giữa lớp Hai lá mầm và lớp Một lá mầm đạt xấp xỉ 5:1.

Nhóm cây có ích nào chiếm tỷ trọng lớn nhất trong hệ thực vật núi đá vôi tại đây?
Trong tổng số 361 loài cây có ích (chiếm 73,07% toàn hệ), nhóm cây làm thuốc chiếm số lượng vượt trội với 278 loài (chiếm 25,00% tổng số cây thuốc của toàn Vườn Quốc gia), tiếp theo là nhóm cây làm lương thực, thực phẩm với 94 loài và nhóm cây cảnh với 70 loài.

Có bao nhiêu loài thực vật nguy cấp được ghi nhận cần ưu tiên bảo tồn?
Nghiên cứu ghi nhận 17 loài thực vật nguy cấp (chiếm 3,44% hệ thực vật núi đá vôi), gồm 1 loài Cực kỳ nguy cấp theo IUCN là Sao Trung Hoa (Hopea chinensis), 6 loài trong Sách Đỏ Việt Nam 1996 và 3 loài thuộc Nhóm IIA theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP.

Phương pháp điều tra thực địa trong luận văn được tiến hành với quy mô mẫu ra sao?
Tác giả đã khảo sát 4 tuyến chính kết hợp các tuyến phụ xương cá mở rộng 10 m, thiết lập 4 ô tiêu chuẩn với tổng diện tích 8.000 m² (mỗi ô 2.000 m²) và thu thập, xử lý chuẩn hóa 1.700 mẫu tiêu bản thực vật.

Đâu là nguyên nhân chính khiến tài nguyên thực vật núi đá vôi Pù Mát bị đe dọa?
Nguyên nhân chủ yếu do khai thác quá mức lâm sản ngoài gỗ, cây thuốc, cây cảnh, kết hợp phá rừng làm rẫy, khai khoáng và áp lực sinh kế từ hơn 18.000 hộ dân vùng đệm với mức thu nhập bình quân chỉ khoảng 3,1 triệu đồng/người/năm tại thời điểm nghiên cứu.

Kết luận

  • Xây dựng thành công danh lục 494 loài thực vật bậc cao có mạch trên núi đá vôi Vườn Quốc gia Pù Mát, thuộc 323 chi, 112 họ và 4 ngành thực vật.
  • Xác định ưu thế tuyệt đối của ngành Hạt kín (chiếm 93,32% số loài) và 10 họ giàu loài nhất chiếm 38,46% tổng số loài của toàn hệ thực vật.
  • Đánh giá tiềm năng kinh tế to lớn với 361 loài cây có ích (73,07%), nổi bật là 278 loài cây dược liệu quý và 70 loài cây cảnh sinh thái.
  • Định danh và phân loại tình trạng bảo tồn của 17 loài thực vật quý hiếm nguy cấp theo tiêu chuẩn Sách Đỏ IUCN, Sách Đỏ Việt Nam và Nghị định 32/2006/NĐ-CP.
  • Hoạch định đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh và chuyển đổi sinh kế bền vững nhằm bảo vệ toàn diện hệ sinh thái núi đá vôi.

Công trình là nguồn tài liệu khoa học nền tảng cho chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học tại Nghệ An và khu vực Bắc Trường Sơn. Độc giả và các nhà quản lý hãy ứng dụng ngay cơ sở dữ liệu này vào thực tiễn quy hoạch lâm nghiệp và phát triển tài nguyên bền vững.