Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam được tổ chức bảo tồn quốc tế xác định là một trong những trọng điểm về đa dạng sinh học thuộc khu vực Indo-Burma với hơn 13.766 loài thực vật đã ghi nhận. Nằm tại điểm giao thoa sinh thái đặc biệt giữa khu hệ Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, Khu bảo tồn các loài hạt trần quý, hiếm Nam Động thuộc huyện Quan Hóa, tỉnh Thanh Hóa sở hữu diện tích 646,95 ha với độ che phủ rừng tự nhiên đạt 99,65% (tương đương 644,71 ha). Địa hình núi đá vôi hiểm trở tại độ cao 700 - 1.600m tạo nên sinh cảnh biệt lập, lưu giữ nhiều nguồn gen thực vật thân gỗ cổ sơ và các loài hạt trần nguy cấp có nguy cơ tuyệt chủng cao trên quy mô toàn cầu.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng suy thoái sinh cảnh rừng nguyên sinh do biến đổi khí hậu và áp lực kinh tế - xã hội cục bộ. Khu vực vùng đệm rộng 3.315,53 ha bao gồm 12 thôn bản với 947 hộ dân (4.333 nhân khẩu), tỷ lệ hộ nghèo chiếm 34,3% và tập quán chăn nuôi thả rông hơn 1.900 con đại gia súc đang tạo ra những xung đột gay gắt đối với mục tiêu bảo tồn nguyên vẹn 502,84 ha rừng núi đá vôi thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt.

Đề tài được thực hiện từ tháng 10/2016 đến tháng 4/2017 với mục tiêu tổng quát là đánh giá hiện trạng cấu trúc taxon, phổ dạng sống, giá trị tài nguyên sử dụng và đặc điểm phân bố không gian của hệ thực vật thân gỗ; đồng thời phân tích các mối đe dọa trực tiếp lẫn gián tiếp để xây dựng hệ thống giải pháp bảo tồn bền vững. Luận văn đã cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng với 371 loài thân gỗ được lập danh lục chi tiết, bổ sung 176 loài mới cho khu bảo tồn, xác lập nền tảng khoa học vững chắc phục vụ công tác quy hoạch lâm nghiệp và bảo vệ nguồn gen đặc hữu quý hiếm tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết sinh thái đảo và cân bằng sinh học của Robert MacArthur và Edward O. Wilson (1967), luận giải cơ chế duy trì mật độ loài trên các khối núi đá vôi cô lập (karst ecosystems) như những "đảo sinh thái trên cạn". Theo nguyên lý này, sự phân mảnh sinh cảnh hoặc suy giảm diện tích rừng sẽ làm tăng tốc độ tuyệt chủng cục bộ của các loài có kích thước quần thể nhỏ.

Bên cạnh đó, đề tài tích hợp lý thuyết phân loại thảm thực vật nhiệt đới gió mùa của Thái Văn Trừng (1999) cùng hệ thống phân loại phổ dạng sống Raunkiaer (1934) nhằm phân tích cấu trúc thích nghi hình thái học của thực vật rừng. Khung nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm then chốt:

  • Đa dạng thực vật thân gỗ: Nhóm thực vật bậc cao có mạch, có thân hóa gỗ phát triển thứ cấp, chiếm ưu thế sinh khối và định hình tầng tán của hệ sinh thái rừng.
  • Phân khu chức năng bảo tồn: Cấu trúc quản lý không gian gồm vùng lõi nghiêm ngặt (502,84 ha), vùng phục hồi sinh thái (144,11 ha) và hành lang vùng đệm (3.315,53 ha).
  • Taxon hạt trần cổ nguy cấp: Các đại diện ngành Thông (Pinophyta) có vùng phân bố hẹp và giá trị tiến hóa cổ sinh học.
  • Đa dạng giá trị sử dụng: Hệ thống phân loại tài nguyên lâm sản ngoài gỗ và gỗ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều tra ngoại nghiệp kết hợp phân tích nội nghiệp theo quy chuẩn định lượng của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997). Cỡ mẫu thực địa được thiết lập gồm 7 tuyến điều tra với tổng chiều dài 17,74 km (tuyến ngắn nhất 0,95 km, tuyến dài nhất 6,32 km) cắt ngang các đai cao từ dưới 700m đến trên 1.600m và đi qua 2 kiểu thảm thực vật chính.

Phương pháp chọn mẫu sử dụng kỹ thuật lập ô tiêu chuẩn cố định (OTC) có diện tích 500 m2/ô (kích thước 20m x 25m), bố trí tổng cộng 20 ô tiêu chuẩn đại diện trên toàn bộ diện tích 646,95 ha của khu bảo tồn. Ranh giới điều tra dọc tuyến được quy định với tầm nhìn quan sát 10m mỗi bên. Lý do lựa chọn phương pháp này là đảm bảo tính đại diện sinh cảnh tối ưu cho địa hình núi đá vôi chia cắt phức tạp, hạn chế tối đa sai số mẫu trong điều kiện tiếp cận khó khăn.

Mỗi loài thực vật bắt gặp đều được thu từ 3 đến 5 mẫu cành, lá, hoa hoặc quả theo đúng quy trình bảo quản mẫu thực vật học. Dữ liệu sau đó được xử lý tại Trung tâm Đa dạng sinh học thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp. Các chuyên gia đã giám định hình thái, so sánh với các tài liệu chuẩn mực như Thực vật chí Việt Nam, Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ và Danh lục các loài thực vật Việt Nam. Tình trạng bảo tồn được tra cứu đối chiếu theo Nghị định 32/2006/NĐ-CP, Nghị định 160/2013/NĐ-CP, Sách Đỏ Việt Nam (2007) và Danh lục Đỏ Thế giới IUCN (2017). Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA) được triển khai tại 12 thôn bản vùng giáp ranh để thu thập số liệu kinh tế - xã hội. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu kéo dài liên tục trong 7 tháng từ tháng 10/2016 đến tháng 4/2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa và giám định mẫu tiêu bản đã xác định được 371 loài thực vật thân gỗ thuộc 217 chi, 71 họ của 2 ngành thực vật bậc cao có mạch tại Khu bảo tồn Nam Động. Cấu trúc phân loại thể hiện tính tập trung cao với ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) chiếm ưu thế áp đảo gồm 69 họ (chiếm 97,18% tổng số họ), 214 chi (chiếm 98,62% tổng số chi) và 363 loài (chiếm 97,84% tổng số loài). Ngành Thông (Pinophyta) tuy chỉ có 2 họ và 3 chi nhưng đại diện cho 8 loài hạt trần quý hiếm có giá trị bảo tồn đặc biệt.

Đóng góp nổi bật của luận văn là đã phát hiện và bổ sung 176 loài, 82 chi và 11 họ thực vật thân gỗ mới cho danh lục khu bảo tồn, làm tăng 47,44% số lượng loài so với các báo cáo điều tra sơ bộ trước năm 2014. Một số họ mới bổ sung đáng chú ý bao gồm họ Dương đào (Actinidiaceae), họ Thích (Aceraceae) và họ Xoài (Anacardiaceae).

Nghiên cứu đã ghi nhận 40 loài thực vật thân gỗ quý hiếm nằm trong danh mục ưu tiên bảo tồn quốc gia và quốc tế. Trong đó, có 6 loài hạt trần nguy cấp điển hình là: Dẻ tùng sọc rộng (Amentotaxus yunnanensis - cấp EN theo IUCN), Dẻ tùng sọc hẹp (Amentotaxus argotaenia - cấp VU theo Sách Đỏ Việt Nam), Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii - cấp VU), Thông pà cò (Pinus kwangtungensis - cấp VU), Thông đỏ đá vôi (Taxus chinensis - cấp VU) và Thông tre lá dài (Podocarpus neriifolius).

Về phổ dạng sống theo hệ thống Raunkiaer, nhóm cây chồi trên chiếm 100% với cấu trúc phân tầng rõ nét: cây gỗ nhỏ (Microphanerophytes) chiếm 42,32%, cây gỗ vừa (Mesophanerophytes) chiếm 35,58%, cây gỗ lớn (Megaphanerophytes) chiếm 14,02% và dây leo gỗ (Liannes) chiếm 8,08%. Về công dụng, hệ thực vật thân gỗ sở hữu tiềm năng tài nguyên to lớn với 242 loài cho gỗ (chiếm 65,23%), 108 loài làm thuốc chữa bệnh (chiếm 29,11%), 76 loài cho quả ăn được (chiếm 20,48%) và 45 loài dùng làm cây cảnh bóng mát (chiếm 12,13%).

Thảo luận kết quả

Sự đa dạng vượt trội của hệ thực vật thân gỗ tại Nam Động bắt nguồn từ điều kiện địa chất - thổ nhưỡng đặc thù. Vùng núi đá vôi Pha Phanh có độ dốc trung bình từ 25 đến 45 độ, tầng đất feralit mùn dày phát triển trên đá phiến sét và đá vôi, kết hợp nền nhiệt độ 23 - 25°C cùng lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.600 - 1.900 mm tạo thành bồn trũng vi khí hậu ẩm nhiệt đới quanh năm. Đây là điều kiện lý tưởng cho các loài hạt trần và cây lá rộng thường xanh sinh trưởng mà không bị tác động bởi gió mùa khô nóng.

Khi so sánh với các khu bảo tồn thiên nhiên khác trên cùng dạng lập địa núi đá vôi ở miền Bắc, tỷ suất đa dạng loài trên diện tích của Nam Động đạt giá trị rất cao. Mặc dù diện tích chỉ có 646,95 ha, số lượng 371 loài thân gỗ tại Nam Động xấp xỉ bằng Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên (362 loài trên 27.000 ha), Khu bảo tồn Đồng Sơn - Kỳ Thượng (375 loài trên 15.000 ha) và tương đương 60,72% so với Khu bảo tồn Thần Sa - Phượng Hoàng (611 loài trên 19.000 ha). Chỉ số bình quân đạt 5,22 loài/họ và 1,71 loài/chi, chứng minh tính phong phú cao trong các bậc taxon bậc thấp.

Để minh họa trực quan các kết quả phân tích, dữ liệu nghiên cứu có thể được trình bày thông qua biểu đồ tròn biểu diễn tỷ lệ phần trăm các nhóm công dụng của thực vật thân gỗ và biểu đồ cột ghép so sánh cơ cấu taxon (ngành, họ, chi, loài) giữa Nam Động với các khu rừng đặc dụng lân cận. Bản đồ phân bố không gian số hóa giúp thể hiện rõ các điểm tọa độ quần thể của 6 loài hạt trần nguy cấp tập trung chủ yếu ở đai cao từ 700m đến 1.200m tại sườn dốc hiểm trở phía Bắc và Đông Bắc.

Tuy nhiên, tính đa dạng này đang chịu áp lực lớn từ 2 nhóm nguyên nhân: suy giảm sinh cảnh do chăn thả 1.938 con gia súc vào rừng tái sinh và tình trạng khai thác trộm lâm sản gỗ quý. Sinh kế của 947 hộ dân vùng đệm với mức thu nhập bình quân chỉ 5,8 triệu đồng/người/năm là nguyên nhân gián tiếp làm tăng tính phụ thuộc vào nguồn tài nguyên rừng tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá hiện trạng tài nguyên và các mối đe dọa sinh thái, luận văn xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ nhằm bảo vệ bền vững hệ thực vật thân gỗ:

  • Tăng cường tuần tra bảo vệ nghiêm ngặt vùng lõi: Thiết lập hệ thống giám sát rừng thông minh ứng dụng máy định vị GPS và phần mềm tuần tra SMART, mục tiêu giảm 100% các vụ vi phạm chặt phá cây gỗ quý trên toàn bộ 502,84 ha phân khu bảo vệ nghiêm ngặt. Ban quản lý Khu bảo tồn Nam Động chủ trì phối hợp với Hạt Kiểm lâm Quan Hóa thực hiện tuần tra định kỳ 12 đợt/tháng trong giai đoạn 2017 - 2020.
  • Nhân giống phục hồi ngoại vi các loài nguy cấp: Xây dựng vườn ươm thực nghiệm rộng 1.000 m2 tại Trạm Kiểm lâm Bản Bâu, ứng dụng kỹ thuật giâm nguồn hom và gieo ươm hạt giống bản địa nhằm sản xuất 15.000 cây giống Thông đỏ đá vôi (Taxus chinensis) và Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii). Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thanh Hóa cấp kinh phí và chỉ đạo kỹ thuật để trồng phục hồi 144,11 ha phân khu phục hồi sinh thái trong lộ trình 2018 - 2022.
  • Phát triển sinh kế bền vững và đồng quản lý vùng đệm: Triển khai các gói hỗ trợ kỹ thuật thâm canh 102,5 ha lúa nương và chuyển đổi cơ cấu cây trồng nông lâm kết hợp cho 947 hộ dân thuộc 12 bản giáp ranh. Mục tiêu nâng thu nhập bình quân đầu người từ 5,8 triệu đồng lên 12 triệu đồng/năm, giảm tỷ lệ hộ nghèo từ 34,3% xuống dưới 15% vào năm 2025. Ủy ban nhân dân hai huyện Quan Hóa và Quan Sơn đóng vai trò chủ thể quản lý và giải ngân chính sách Nghị quyết 30a.
  • Hoàn thiện ranh giới và nâng cao năng lực nghiên cứu: Cắm mốc ranh giới cố định trên thực địa dọc 3.315,53 ha vùng đệm, ngăn chặn dứt điểm tình trạng thả rông gia súc xâm lấn vùng phục hồi. Ban quản lý khu bảo tồn ký kết hợp tác nghiên cứu dài hạn với Trường Đại học Lâm nghiệp giai đoạn 2018 - 2023 nhằm giám sát động thái diễn thế thảm thực vật định kỳ 2 năm một lần.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp khối lượng dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác và có giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  • Cán bộ quản lý lâm nghiệp và Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên: Tài liệu tham khảo hữu ích để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững, quy hoạch phân khu chức năng và thiết lập danh mục loài ưu tiên bảo vệ tại các hệ sinh thái núi đá vôi miền Bắc.
  • Các nhà nghiên cứu thực vật học và bảo tồn đa dạng sinh học: Nguồn dữ liệu thứ cấp chuẩn xác về hình thái, khóa định loại, phân bố địa lý của 371 loài cây gỗ và đặc điểm sinh thái của 6 loài hạt trần cổ sơ phục vụ các công trình nghiên cứu tiến hóa và thực vật chí.
  • Cơ quan hoạch định chính sách và chính quyền địa phương: Cung cấp cơ sở khoa học để Hội đồng nhân dân, Ủy ban nhân dân tỉnh Thanh Hóa và các huyện miền núi xây dựng các chương trình mục tiêu phát triển sinh kế gắn liền với chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Lâm nghiệp: Luận văn mẫu mực về phương pháp điều tra thực địa trên địa hình karst hiểm trở, kỹ thuật thu mẫu tiêu bản chuẩn và phương pháp phân tích chỉ số đa dạng taxon trong quản lý tài nguyên rừng.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao Khu bảo tồn Nam Động có diện tích nhỏ nhưng lại có tính đa dạng thực vật thân gỗ rất cao?

Mặc dù chỉ có diện tích 646,95 ha, khu bảo tồn nằm ở vị trí chuyển tiếp giữa 2 vùng sinh thái Tây Bắc và Bắc Trung Bộ với địa hình núi đá vôi cao từ 700 - 1.600m. Nơi đây tạo ra các tiểu vùng vi khí hậu mát ẩm quanh năm, duy trì độ che phủ rừng tới 99,65% và lưu giữ 371 loài thân gỗ thuộc 71 họ thực vật khác nhau.

Nghiên cứu đã bổ sung bao nhiêu taxon mới cho hệ thực vật thân gỗ tại khu vực?

Qua quá trình điều tra 7 tuyến ngoại nghiệp và 20 ô tiêu chuẩn, đề tài đã bổ sung 176 loài, 82 chi và 11 họ mới cho danh lục thực vật thân gỗ của khu bảo tồn. Tỷ lệ bổ sung này làm tăng tổng số loài lên 47,44% so với các số liệu thống kê sơ bộ trước đó.

Những loài thực vật hạt trần nguy cấp nào được ghi nhận tại Khu bảo tồn Nam Động?

Khu bảo tồn hiện lưu giữ 6 loài hạt trần quý hiếm bị đe dọa tuyệt chủng gồm: Dẻ tùng sọc rộng (Amentotaxus yunnanensis - cấp EN), Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii - cấp VU), Thông pà cò (Pinus kwangtungensis - cấp VU), Thông đỏ đá vôi (Taxus chinensis - cấp VU), Dẻ tùng sọc hẹp (Amentotaxus argotaenia - cấp VU) và Thông tre lá dài (Podocarpus neriifolius).

Các mối đe dọa chính đối với tài nguyên thực vật thân gỗ tại địa bàn là gì?

Áp lực sinh kế của 4.333 người dân vùng đệm với tỷ lệ hộ nghèo 34,3% dẫn đến tập quán chăn thả rông hơn 1.900 con trâu bò vào rừng và nguy cơ khai thác gỗ trái phép. Ngoài ra, địa hình dốc đứng từ 25 - 45 độ làm gia tăng nguy cơ xói mòn và sạt lở đất tại các vùng rừng bị suy thoái.

Quy mô và phương pháp điều tra thực địa của luận văn được tiến hành như thế nào?

Tác giả đã khảo sát 7 tuyến điều tra với tổng chiều dài 17,74 km kết hợp thiết lập 20 ô tiêu chuẩn định lượng (500 m2/ô, tổng diện tích mẫu 10.000 m2) đại diện cho các đai độ cao và sinh cảnh rừng tự nhiên. Phương pháp này đảm bảo thu thập đầy đủ mẫu vật phục vụ giám định hình thái chuẩn xác.

Kết luận

  • Hệ thực vật thân gỗ tại Khu bảo tồn Nam Động có tính đa dạng phong phú với 371 loài, 217 chi thuộc 71 họ của 2 ngành thực vật bậc cao có mạch.
  • Luận văn đã có đóng góp khoa học lớn khi phát hiện và bổ sung 176 loài, 82 chi và 11 họ mới vào danh mục thực vật của khu bảo tồn.
  • Xác định được 40 loài thân gỗ quý hiếm, đặc biệt bảo tồn thành công quần thể tự nhiên của 6 loài hạt trần có giá trị sinh học và kinh tế cao.
  • Khẳng định giá trị sử dụng to lớn của hệ thực vật với hơn 65% số loài cho gỗ và gần 30% số loài có công dụng làm dược liệu quý.
  • Hệ thống giải pháp quản lý kết hợp giữa tuần tra bảo vệ nghiêm ngặt 502,84 ha vùng lõi và hỗ trợ sinh kế cho 947 hộ vùng đệm mở ra hướng phát triển bền vững cho lâm nghiệp địa phương.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp cơ sở dữ liệu số hóa hoàn chỉnh và cập nhật nhất về tài nguyên thực vật thân gỗ núi đá vôi tại miền Tây Thanh Hóa. Lộ trình tiếp theo trong giai đoạn 2018 - 2025 cần tập trung nhân rộng mô hình ươm tạo giống bản địa, hoàn thành cắm mốc ranh giới 3.315,53 ha vùng đệm và xúc tiến các dự án chi trả dịch vụ môi trường rừng. Các nhà khoa học, cơ quan quản lý và địa phương hãy cùng chung tay áp dụng các phát hiện của luận văn vào thực tiễn để bảo vệ vẹn nguyên di sản thiên nhiên độc đáo này.