Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo vệ cảnh quan rừng tràm Trà Sư thuộc huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang sở hữu tổng diện tích tự nhiên 845 ha cùng vùng đệm 645 ha, đóng vai trò là một trong những hệ sinh thái ngập nước ngọt nội địa tiêu biểu nhất vùng Tây sông Hậu tại Đồng bằng sông Cửu Long. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và áp lực từ các hoạt động nhân sinh gia tăng, việc bảo tồn thảm thực vật đặc trưng vùng ngập lũ đang đứng trước nhiều thách thức lớn. Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự thiếu hụt một hệ thống dữ liệu số hóa hoàn chỉnh và cập nhật chuẩn xác về cấu trúc phân loại học, hiện trạng phân bố không gian và mức độ nguy cấp của các taxon thực vật bậc cao tại khu bảo tồn.

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đạt mục tiêu tổng quát là khảo sát toàn diện thành phần loài, lập danh lục khoa học và xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa kết hợp bản đồ chuyên đề đa dạng sinh học bằng công nghệ GIS. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 845 ha rừng Trà Sư qua 3 phân khu chức năng gồm khu bảo vệ nghiêm ngặt diện tích 441 ha, khu phục hồi sinh thái 245 ha và khu dịch vụ hành chính 159 ha trong giai đoạn khảo sát từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2016. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc lượng hóa được 131 loài thực vật bậc cao, xác lập giá trị sử dụng của 120 loài hữu ích và xây dựng bản đồ số phân bố không gian theo tọa độ chuẩn quốc gia. Kết quả này cung cấp luận cứ định lượng giúp nâng cao hơn 30% hiệu quả quản trị tài nguyên thực vật và hỗ trợ định hướng phát triển du lịch sinh thái bền vững cho địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống phân loại thực vật học hiện đại của Brummitt năm 1992 kết hợp tài liệu phân loại của Takhtajan nhằm chuẩn hóa danh pháp khoa học cho các taxon từ bậc họ, chi đến loài. Bên cạnh đó, lý thuyết sinh thái học quần xã đất ngập nước được áp dụng để phân tích cấu trúc thích nghi và mối tương tác sinh thái giữa các dạng sống thực vật trong môi trường ngập lũ chu kỳ. Khung nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm khoa học chủ đạo bao gồm: thực vật bậc cao có mạch (Tracheophyta) với cấu tạo mô dẫn thích nghi môi trường cạn và ngập nước định kỳ; chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener đánh giá độ đồng đều và mức phong phú loài; chỉ số ưu thế Simpson đo lường độ tập trung của các loài vượt trội trong quần xã; và hệ sinh thái rừng ngập nước nội địa đặc thù vùng Tứ giác Long Xuyên.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được tích hợp đa tầng từ số liệu thứ cấp của các cơ quan lâm nghiệp, Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, kết hợp nguồn dữ liệu sơ cấp thực địa thu thập từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2016. Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật điều tra theo tuyến kết hợp thiết lập 20 ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên có phân tầng đại diện trên 3 sinh cảnh chính là rừng tràm, đầm sen và đồng cỏ năng. Cỡ mẫu nghiên cứu cho cây thân gỗ được khoanh vùng ở quy mô 100 m2 (kích thước 10 m x 10 m) với khoảng cách giữa các ô tối thiểu 30 m, đồng thời bố trí lồng ghép 3 ô phụ kích thước 1 m2 (1 m x 1 m) để định lượng tầng cỏ và cây thân thảo. Lý do lựa chọn phương pháp ô tiêu chuẩn kết hợp tuyến khảo sát ven rừng nhằm bao quát đầy đủ sự biến thiên sinh thái từ vùng ngập nước sâu 2,4 đến 3 mét đến các đê bao cao ráo.

Phương pháp phân tích mẫu được thực hiện qua việc tra cứu hình thái so sánh theo bộ sách Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ và Danh lục các loài thực vật Việt Nam. Toàn bộ cơ sở dữ liệu thuộc tính và tọa độ định vị GPS được xử lý trên phần mềm Microsoft Excel và ArcGIS 10.3 để phân tích thống kê tần suất xuất hiện C theo Sharma, chỉ số Shannon-Wiener H' và chỉ số Simpson D, từ đó trực quan hóa các lớp bản đồ phân bố chuyên đề.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa đã định danh được 131 loài thực vật bậc cao thuộc 105 chi và 58 họ trong 3 ngành thực vật chính. Trong đó, ngành Hạt kín (Magnoliophyta) giữ vai trò thống trị tuyệt đối với 122 loài (chiếm 93,2% tổng số loài), 96 chi (91,4%) và 49 họ (84,6%). Ngành Dương xỉ (Pteridophyta) ghi nhận 8 loài (6,1%), 8 chi và 8 họ, trong khi ngành Dây gắm (Gnetophyta) chỉ phát hiện 1 loài duy nhất là ma hoàng (chiếm 0,7%). Cấu trúc họ thực vật ghi nhận 2 họ giàu loài nhất là họ Hòa thảo Poaceae với 19 loài (14,2%) và họ Đậu Fabaceae với 13 loài (9,7%). Chi đa dạng nhất là chi Ficus thuộc họ Dâu tằm Moraceae với 5 loài (3,8%).

Về dạng sống, nhóm thân cỏ chiếm ưu thế cao nhất với 58 loài (44,27%), tiếp theo là thân gỗ với 24 loài (18,32%), thân bụi có 23 loài (17,55%), thân leo gồm 16 loài (12,21%) và thủy sinh có 7 loài (5,34%). Đáng chú ý, có 120 loài có giá trị sử dụng (91,7%), trong đó nhóm cây làm thuốc chiếm tỷ lệ lớn nhất với 88 loài (67,1%), và 1 loài nguy cấp có tên trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007 là Lúa ma Oryza rufipogon ở mức sắp nguy cấp.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa đa dạng sinh học phản ánh rõ nét tính đặc thù của chế độ thủy văn ngập lũ sâu 2,4 đến 3 m vào mùa mưa và tình trạng hạn hán gay gắt cấp 5 trong mùa khô. Kết quả đo lường chỉ số sinh thái cho thấy sự chênh lệch sâu sắc: chỉ số đa dạng Shannon-Wiener tại tuyến ven rừng đạt mức rất cao là 4,55 cùng chỉ số ưu thế Simpson chỉ 0,01. Ngược lại, tại 20 ô tiêu chuẩn nội đồng, có tới 15 ô đạt chỉ số đa dạng H' bằng 0 và chỉ số ưu thế D bằng 1 do sự độc tôn tuyệt đối của cây tràm Melaleuca cajuputi.

Khi so sánh liên vùng, dù diện tích 845 ha của Trà Sư chỉ bằng khoảng một nửa Khu bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng (1.818 ha, 189 loài) và một phần sáu Khu bảo tồn Láng Sen (5.030 ha, 152 loài), Trà Sư vẫn duy trì độ phong phú vượt trội với 7 dạng sống và 4 nhóm công dụng tương đương. Dữ liệu nghiên cứu được trực quan hóa sinh động qua hệ thống biểu đồ cột thể hiện tương quan 7 dạng sống, biểu đồ tròn cơ cấu taxon ngành và các bảng ma trận so sánh chỉ số đa dạng sinh học, kết hợp bản đồ GIS 5 lớp không gian phục vụ giám sát sinh cảnh.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp và chuyển đổi số hệ thống quản lý dữ liệu bằng cách ứng dụng toàn diện bộ cơ sở dữ liệu GIS 10.3 và bản đồ phân bố 131 loài thực vật bậc cao vào công tác tuần tra lâm nghiệp. Ban Quản lý Khu bảo vệ cảnh quan Trà Sư cần chủ trì thực hiện nhằm mục tiêu số hóa 100% tọa độ các loài thực vật quý hiếm và cây dược liệu trong lộ trình 12 tháng từ quý 1 năm 2017 đến quý 1 năm 2018.

Thứ hai, thiết lập chương trình bảo tồn nguyên vị khẩn cấp đối với nguồn gen loài Lúa ma Oryza rufipogon tại phân khu hành chính và các vùng đất ngập nước tự nhiên. Chi cục Kiểm lâm An Giang phối hợp với Viện Nghiên cứu Phát triển Đồng bằng sông Cửu Long thực hiện khoanh vùng bảo vệ tối thiểu 10 ha sinh cảnh tự nhiên, duy trì mực nước ổn định quanh năm nhằm nâng tỷ lệ tái sinh tự nhiên của loài lên thêm 25% trước năm 2020.

Thứ ba, triển khai mô hình khai thác bền vững và nhân giống 88 loài cây thuốc bản địa có giá trị thương mại như cỏ mực, chó đẻ, rau dừa nước. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang kết hợp với chính quyền địa phương xã Văn Giáo và Ô Long Vĩ tổ chức tập huấn kỹ thuật cho 58 hộ dân vùng đệm trong giai đoạn 2017 đến 2019, giúp nâng mức thu nhập của cộng đồng vượt ngưỡng 15 triệu đồng trên hộ mỗi năm và giảm 50% áp lực khai thác tài nguyên trái phép.

Thứ tư, hoàn thiện quy trình điều tiết thủy văn thông qua hệ thống cống đập Trà Sư và Tha La để cân bằng độ ẩm mùa khô và kiểm soát ngập úng mùa lũ. Công ty Khai thác Thủy lợi An Giang cần phối hợp vận hành nhằm giảm thiểu 80% nguy cơ cháy rừng cấp cực kỳ nguy hiểm trong giai đoạn từ tháng 12 đến tháng 4 hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm cán bộ quản lý rừng đặc dụng và kiểm lâm địa phương: Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu GIS số hóa cùng 4 bản đồ chuyên đề chi tiết về phân bố 131 loài thực vật, giúp tối ưu hóa công tác tuần tra, phòng cháy chữa cháy rừng trên 845 ha và giám sát chính xác 15 phân khu rừng tràm độc canh.

Nhóm nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên ngành Quản lý Tài nguyên Môi trường, Lâm nghiệp và Thực vật học: Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp lập ô tiêu chuẩn phân tầng 100 m2, xử lý chỉ số Shannon-Wiener H' và Simpson D, phục vụ trực tiếp cho các đề tài nghiên cứu so sánh sinh thái đất ngập nước nội địa vùng Mê Kông.

Nhóm doanh nghiệp du lịch sinh thái và ban quản lý khu du lịch: Cung cấp danh mục 41 loài cây cảnh quan, 53 loài cây thực phẩm và 88 loài cây thuốc bản địa, làm cơ sở xây dựng các tuyến du lịch trải nghiệm học thuật và diễn giải môi trường hấp dẫn cho hàng chục nghìn lượt khách tham quan mỗi năm.

Nhóm tổ chức phi chính phủ và các quỹ bảo tồn thiên nhiên quốc tế: Nguồn dữ liệu thực chứng về loài lúa hoang nguy cấp Oryza rufipogon và sự đa dạng của 58 họ thực vật cung cấp luận cứ vững chắc để thẩm định, tài trợ các dự án phục hồi đất ngập nước và phát triển sinh kế cho 58 hộ dân vùng đệm.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thực vật bậc cao tại Rừng tràm Trà Sư có đặc điểm phân loại học nổi bật nào?

Thực vật tại đây ghi nhận 131 loài thuộc 105 chi và 58 họ, phân bố trong 3 ngành chính. Ngành Hạt kín chiếm ưu thế vượt trội với 122 loài (93,2%), trong đó họ Hòa thảo Poaceae giàu nhất với 19 loài (14,2%) và họ Đậu Fabaceae có 13 loài (9,7%), thể hiện tính đa dạng cao của thảm thực vật chịu phèn ngập nước.

Tại sao chỉ số đa dạng Shannon-Wiener trong các ô tiêu chuẩn rừng tràm lại rất thấp so với tuyến ven rừng?

Chỉ số đa dạng trong 20 ô tiêu chuẩn chỉ dao động từ 0 đến 1,06, có 15 ô đạt H' bằng 0 và chỉ số ưu thế D bằng 1 do rừng tràm độc canh khép tán kết hợp chế độ ngập lũ sâu. Ngược lại, tuyến ven rừng nhận đủ ánh sáng và địa hình đê bao cao ráo nên chỉ số H' đạt tới 4,55 với 131 loài cùng hiện diện.

Loài thực vật nào tại khu bảo tồn có giá trị bảo tồn nguy cấp nhất theo Sách đỏ?

Loài duy nhất được ghi nhận trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007 là Lúa ma Oryza rufipogon ở cấp độ sắp nguy cấp. Loài này chỉ phân bố cục bộ tại vùng đầm ngập nước thuộc phân khu hành chính, nơi có nguồn nước ngọt tự nhiên duy trì ổn định và ít chịu xáo trộn từ hoạt động của con người.

Giá trị sử dụng thực tiễn của hệ thực vật Trà Sư được phân bổ như thế nào?

Có tới 120 loài có giá trị sử dụng, chiếm 91,7% tổng số loài. Trong đó, nhóm cây làm thuốc chiếm số lượng áp đảo với 88 loài (67,1%) như cỏ mực, ngải cứu; nhóm cây làm thức ăn có 53 loài (40,4%); cây làm cảnh có 41 loài (31,3%); và nhóm cây lấy gỗ gồm 14 loài (10,5%).

Công nghệ GIS và phần mềm ArcGIS 10.3 đóng vai trò gì trong đề tài này?

ArcGIS 10.3 được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa liên kết tọa độ địa lý với các trường thuộc tính taxon, dạng sống và công dụng. Hệ thống đã tạo lập thành công 4 bản đồ chuyên đề và dữ liệu tuyến tràm, giúp các nhà quản lý tra cứu nhanh chóng và trực quan hóa không gian phân bố loài.

Kết luận

  • Khảo sát và định danh thành công 131 loài thực vật bậc cao thuộc 105 chi, 58 họ trong 3 ngành, khẳng định vai trò thống trị của ngành Hạt kín chiếm 93,2% số loài.
  • Xác định cấu trúc dạng sống chiếm ưu thế của nhóm thân cỏ với 44,27% và giá trị tài nguyên thực vật cao với 88 loài cây thuốc chiếm 67,1% tổng hệ thực vật.
  • Ghi nhận và định vị sinh cảnh phân bố của 1 loài thực vật quý hiếm nằm trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007 là Lúa ma Oryza rufipogon ở mức sắp nguy cấp.
  • Lượng hóa sự biến thiên sinh thái qua chỉ số Shannon-Wiener H' đạt 4,55 ở ven rừng và chỉ rõ tính độc canh tràm cao độ với 15 ô tiêu chuẩn có chỉ số ưu thế D bằng 1.
  • Xây dựng thành công bộ cơ sở dữ liệu không gian và 4 bản đồ chuyên đề trên phần mềm ArcGIS 10.3 theo tọa độ chuẩn xác.

Đóng góp quan trọng nhất của luận văn là cung cấp bức tranh khoa học định lượng và hệ thống cơ sở dữ liệu số hóa hoàn chỉnh phục vụ bảo tồn đa dạng sinh học đất ngập nước. Trong giai đoạn 2017 đến 2020, các nhà nghiên cứu cần tiếp tục mở rộng khảo sát bổ sung vào mùa nước nổi để cập nhật đầy đủ biến động quần xã. Hãy cùng chung tay bảo vệ và phát huy bền vững giá trị sinh thái vô giá của rừng tràm Trà Sư ngay hôm nay!