Tổng quan nghiên cứu
Thực vật ngoại lai xâm hại hiện đang là một trong những hiểm họa sinh thái hàng đầu làm suy thoái đa dạng sinh học và gây tổn thất kinh tế nặng nề trên quy mô toàn cầu. Thống kê của các tổ chức bảo tồn quốc tế cho thấy thế giới có khoảng 22.000 loài thực vật xâm hại trên tổng số hơn 200.000 loài thực vật đã biết, chiếm tỷ lệ hơn 11%. Tại Việt Nam, sự bùng phát của các loài thực vật ngoại lai xâm lấn đe dọa trực tiếp đến cấu trúc quần xã rừng bản địa, đặc biệt tại các khu bảo tồn thiên nhiên có tính đa dạng sinh học cao.
Khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà - Núi Chúa sở hữu tổng diện tích rừng đặc dụng lên đến 26.758,9 ha, tọa lạc tại vị trí chuyển tiếp khí hậu đặc biệt và là nơi cư ngụ của 793 loài thực vật bậc cao cùng 445 loài động vật có xương sống. Tuy nhiên, sự xuất hiện và lan rộng nhanh chóng của nhiều thảm dây leo cùng cây bụi ngoại lai đang làm biến đổi sâu sắc thảm thực vật tự nhiên tại đây. Trước thực trạng đó, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh thái học được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến sinh trưởng, phát triển của thực vật ngoại lai xâm hại, đồng thời xác định mức độ tác động của chúng đối với hệ sinh thái rừng.
Nghiên cứu được triển khai từ tháng 5/2018 đến tháng 12/2018 trên địa bàn 3 xã vùng đệm gồm Hòa Ninh, Hòa Phú và Hòa Bắc thuộc huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng. Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận 13 loài thực vật ngoại lai xâm hại, làm rõ đặc tính thích nghi thổ nhưỡng chua và đai cao phân bố của 3 loài nguy hại nhất. Đây là luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc giúp Ban quản lý rừng và chính quyền địa phương xây dựng phương án kiểm soát sinh học, hạn chế nguy cơ xâm lấn trên diện rộng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết xâm lấn sinh học hiện đại, phân định quá trình xâm nhập của thực vật qua 3 pha liên tiếp: pha nhập nội, pha phát tán mở rộng phạm vi phân bố và pha trưởng thành thiết lập quần thể ổn định. Khả năng xâm lấn thành công phụ thuộc vào sự tương tác giữa điều kiện môi trường sống và đặc tính sinh học ưu thế của loài, đặc biệt là hiệu suất quang hợp cao, biên độ sinh thái rộng và khả năng tái sinh chồi vô tính mạnh mẽ.
Bên cạnh đó, đề tài áp dụng hệ thống tiêu chí phân loại loài ngoại lai theo Luật Đa dạng sinh học năm 2008, Thông tư liên tịch số 27/2013/TTLT-BTNMT-BNNPTNT và Thông tư số 35/2018/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các khái niệm then chốt gồm loài ngoại lai, loài ngoại lai xâm hại và loài có nguy cơ xâm hại được chuẩn hóa để làm căn cứ nhận diện. Nghiên cứu cũng ứng dụng khung đánh giá tác động sinh học của Morse (2004) với thang điểm 100 gồm 20 chỉ tiêu thành phần chia làm 4 nhóm: tác động sinh thái, phân bố và độ phong phú hiện tại, xu hướng phân bố tương lai và mức độ khó khăn trong quản lý kiểm soát.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp khảo sát thực địa kết hợp điều tra theo tuyến và lập ô tiêu chuẩn (OTC) theo quy chuẩn sinh thái học rừng. Cỡ mẫu khảo sát gồm 6 tuyến điều tra thực địa với tổng chiều dài 42,106 km cắt qua các dạng sinh cảnh rừng tự nhiên, rừng trồng, đất trống, vườn nhà và ven suối. Trên mỗi tuyến, các ô tiêu chuẩn diện tích 4 m² và 25 m² được thiết lập với tần suất từ 2 đến 5 ô/tuyến tại các vùng phân bố tập trung thực vật ngoại lai.
Phương pháp chọn mẫu có chủ đích kết hợp phân tầng theo đai độ cao từ 8 m đến 1030 m được áp dụng nhằm phản ánh chính xác sự phân hóa sinh thái. Dữ liệu xã hội học được thu thập qua 150 phiếu phỏng vấn, bao gồm 100 phiếu điều tra người dân địa phương tại 3 xã vùng đệm và 50 phiếu khảo sát cán bộ kiểm lâm, bảo vệ rừng. Phân tích thổ nhưỡng được thực hiện trên 5 mẫu đất đại diện (mỗi ô lấy 5 điểm ở tầng 0 - 20 cm) theo các tiêu chuẩn quốc gia TCVN để xác định pH_KCl, thành phần cơ giới và hàm lượng dinh dưỡng NPK. Lý do lựa chọn hệ thống phương pháp này là nhằm tích hợp dữ liệu lý hóa môi trường với công nghệ GIS MapInfo 12.0 trên nền tọa độ VN-2000, tạo ra bức tranh định lượng rõ nét về hiện trạng xâm lấn.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Quá trình điều tra thực địa đã ghi nhận 13 loài thực vật ngoại lai xâm hại tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà - Núi Chúa. Trong đó, có 6 loài thuộc danh mục loài ngoại lai xâm hại theo quy định pháp luật gồm Bèo tây, Cây lược vàng, Mai dương, Trinh nữ móc, Cỏ lào và Ngũ sắc; 2 loài có nguy cơ xâm hại gồm Keo giậu, Cỏ cứt lợn; cùng 2 loài dây leo nguy hiểm bậc nhất thế giới là Bìm bìm hoa vàng và Bìm bìm hoa trắng.
Phân tích sinh thái không gian ghi nhận cây Mai dương (Mimosa pigra) xuất hiện trên 5/6 tuyến điều tra với tổng diện tích ghi nhận 900 m², tập trung tại đai độ cao từ 8 m đến 89 m ở các sinh cảnh đầm lầy, đất trống ven đường xã Hòa Ninh và Hòa Phú. Mật độ cây đạt 20 - 25 cây/4 m², chiều cao trung bình 2,1 m nhưng hoàn toàn vắng mặt ở đai cao trên 100 m thuộc rừng tự nhiên kín tán.
Loài Bìm bìm hoa vàng (Merremia boisiana) xuất hiện trên 4/6 tuyến với tổng diện tích lên đến 3.315 m², phân bố trải dài từ độ cao 9 m đến 1030 m. Loài này bùng phát mạnh nhất ở đai cao 100 m - 300 m dọc tuyến số 2 và số 5, tạo thảm che phủ từ 60% đến 70% tán rừng. Thân cây đạt chiều dài 4 - 12 m, đường kính 0,8 - 1,5 cm và có khả năng phát sinh 10 chồi nhánh mới từ một đoạn gốc dài 1 m. Trong khi đó, Bìm bìm hoa trắng (Ipomoea eberhardtii) xuất hiện cục bộ tại tuyến số 3 ở độ cao 36 m với diện tích 100 m².
Phân tích thổ nhưỡng chỉ ra đất tại các điểm xâm lấn có phản ứng rất chua với pH_KCl trung bình đạt 4,22 (dao động từ 3,95 đến 4,46). Hàm lượng Nitơ dễ tiêu ở mức giàu, dao động từ 17,64 đến 27,55 mg/100g đất, trong khi Photpho dễ tiêu rất nghèo (1,25 - 2,07 mg/100g) và Kali dễ tiêu ở mức thấp (3,29 - 4,85 mg/100g).
Thảo luận kết quả
Kết quả phân tích cho thấy các loài thực vật ngoại lai xâm hại có khả năng chống chịu và thích nghi vượt trội với môi trường đất chua nghèo dinh dưỡng. Sự tích lũy Nitơ dễ tiêu cao phản ánh quá trình khoáng hóa chất hữu cơ diễn ra mạnh, hỗ trợ sinh khối dây leo phát triển vượt bậc ngay cả khi hàm lượng lân và kali bị cố định bởi ion nhôm và sắt trong đất feralit.
So sánh với các nghiên cứu tại Bán đảo Sơn Trà (nơi Bìm bìm hoa trắng chiếm ưu thế với tần suất xuất hiện 79,07% ở độ cao dưới 200 m) và Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng (ghi nhận 14 loài ngoại lai), khu hệ Bà Nà - Núi Chúa chịu sức ép nghiêm trọng nhất từ Bìm bìm hoa vàng và Mai dương. Hiện tượng mở tán rừng do làm đường giao thông và hoạt động du lịch đã tạo điều kiện ánh sáng tối ưu cho các loài ưa sáng này lan tràn. Dữ liệu tương quan dinh dưỡng đất có thể được biểu diễn trực quan thông qua biểu đồ cột phân nhóm 5 mẫu đất, kết hợp bảng tổng hợp phân bố đai cao để làm rõ ngưỡng giới hạn sinh thái của từng loài.
Đề xuất và khuyến nghị
Dựa trên các bằng chứng thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý đồng bộ:
- Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ và bản đồ số hóa GIS trên toàn bộ 42,1 km tuyến đệm. Chi cục Kiểm lâm thành phố Đà Nẵng phối hợp cùng Ban quản lý Khu bảo tồn triển khai tuần tra mỗi quý một lần, hướng tới mục tiêu phát hiện sớm và giảm 80% diện tích bùng phát điểm nóng mới trong giai đoạn 2020 - 2025.
- Triển khai quy trình xử lý cơ giới kết hợp xử lý sinh thái đối với cây Mai dương tại xã Hòa Ninh và Hòa Phú. Tiến hành chặt sát gốc, đào sâu hệ rễ từ 1 đến 2 m trước mùa hoa quả chín (tháng 2 - 5 và tháng 9 - 11), thu gom và tiêu hủy 100% tàn dư hạt để ngăn chặn hạt rơi vào trạng thái ngủ nghỉ trong đất kéo dài hơn 20 năm.
- Áp dụng biện pháp khoanh vùng triệt phá gốc chồi và phủ xanh phục hồi tán rừng đối với diện tích 3.315 m² Bìm bìm hoa vàng ở đai cao 100 m - 300 m. Ban quản lý rừng cần trồng bổ sung các loài cây gỗ bản địa mọc nhanh có tán rậm nhằm triệt tiêu nguồn sáng, xử lý dứt điểm các vạt dây leo trong khung thời gian 12 - 18 tháng.
- Tổ chức các chương trình tập huấn nâng cao nhận thức cộng đồng và chuyển giao kỹ thuật diệt trừ cho 100% hộ dân tại 3 xã Hòa Ninh, Hòa Phú, Hòa Bắc theo định kỳ 6 tháng một lần, ngăn chặn việc phát quang ven đường vô tình làm phát tán hạt giống.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Nội dung và dữ liệu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:
- Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia khu vực miền Trung: Cung cấp quy trình điều tra tuyến, phương pháp đánh giá định lượng theo khung Morse và mô hình quản lý loài dây leo xâm hại tán rừng.
- Cán bộ nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Sinh thái học, Quản lý tài nguyên rừng: Kế thừa bộ cơ sở dữ liệu thực địa gồm 6 tuyến khảo sát 42,106 km, phương pháp phân tích thổ nhưỡng TCVN và dẫn liệu thích nghi của thực vật ngoại lai trên đất feralit chua.
- Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và Chi cục Kiểm lâm: Cung cấp cơ sở thực tiễn để rà soát, đề xuất cập nhật danh mục loài ngoại lai xâm hại bổ sung cho Thông tư số 35/2018/TT-BTNMT.
- Các đơn vị phát triển du lịch sinh thái và hạ tầng giao thông vùng đệm: Giúp nhận diện rủi ro phát tán loài xâm lấn từ hoạt động san ủi mở đường, từ đó xây dựng kế hoạch phục hồi sinh thái rừng bền vững.
Câu hỏi thường gặp
Những loài thực vật ngoại lai nào đang gây nguy hại lớn nhất tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà - Núi Chúa?
Kết quả điều tra xác định 3 loài nguy hại ở mức tác động cao nhất là Bìm bìm hoa vàng, Bìm bìm hoa trắng và Mai dương. Trong đó, Bìm bìm hoa vàng chiếm diện tích lớn nhất với 3.315 m² làm che phủ 60% đến 70% tán cây gỗ bản địa, còn Mai dương chiếm 900 m² tại vùng đất thấp ven suối.
Đặc tính thổ nhưỡng tại khu vực nghiên cứu có ảnh hưởng ra sao đến sự phát triển của loài ngoại lai?
Đất tại khu vực nghiên cứu có tính axit cao với pH_KCl trung bình 4,22 và rất nghèo lân dễ tiêu (chỉ 1,25 - 2,07 mg/100g). Tuy nhiên, hàm lượng Nitơ dễ tiêu đạt mức giàu (17,64 - 27,55 mg/100g), tạo điều kiện cho các loài ngoại lai phát triển rễ mạnh và sinh trưởng sinh khối nhanh chóng.
Tại sao cây Mai dương hầu như không xuất hiện ở đai độ cao trên 100 m?
Mai dương là loài đặc thù ưa ẩm và ưa sáng tuyệt đối, thích hợp phát triển ở vùng đầm lầy, đất ngập nước theo mùa và đất trống ven đường ở độ cao từ 8 m đến 89 m. Ở độ cao trên 100 m với sinh cảnh rừng tự nhiên có độ che phủ tán kín, loài này hoàn toàn không thể cạnh tranh ánh sáng.
Phương pháp khảo sát thực địa của đề tài được tiến hành với quy mô như thế nào?
Nghiên cứu đã thiết lập 6 tuyến khảo sát với tổng chiều dài 42,106 km, thu thập số liệu trên hàng chục ô tiêu chuẩn 4 m² và 25 m², lấy 5 mẫu đất tầng mặt phân tích lý hóa và thực hiện 150 phiếu phỏng vấn cộng đồng cùng cán bộ kiểm lâm địa phương.
Biện pháp nào được xem là tối ưu để xử lý triệt để dây leo Bìm bìm hoa vàng?
Biện pháp hiệu quả nhất là kết hợp chặt thu gom gốc thân ngầm trước mùa ra hoa tháng 4 - 6, đào bỏ rễ củ và nhanh chóng trồng dặm cây gỗ bản địa để khép tán rừng. Việc phát quang đơn thuần không mang lại hiệu quả do một đoạn thân 1 m có thể tái sinh tới 10 chồi non mới.
Kết luận
- Đề tài đã điều tra và lập danh mục 13 loài thực vật ngoại lai xâm hại tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà - Núi Chúa, trong đó phân loại rõ các nhóm loài xâm hại và có nguy cơ xâm hại.
- Xác lập bản đồ phân bố không gian trên 6 tuyến khảo sát dài 42,106 km, chứng minh Bìm bìm hoa vàng phân bố rộng từ 9 m đến 1030 m (diện tích 3.315 m²), trong khi Mai dương tập trung dưới đai cao 100 m (diện tích 900 m²).
- Làm sáng tỏ khả năng thích ứng sinh thái vượt trội của thực vật ngoại lai trên nền đất feralit có tính axit cao (pH_KCl từ 3,95 đến 4,46) và hàm lượng Nitơ dễ tiêu giàu.
- Đánh giá định lượng tác động sinh thái theo thang điểm chuẩn quốc tế, chỉ rõ 3 loài xâm lấn nguy hiểm cần ưu tiên kiểm soát gồm Mai dương, Bìm bìm hoa vàng và Bìm bìm hoa trắng.
- Đóng góp hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh và quản lý cộng đồng khả thi, tạo tiền đề để các cơ quan chức năng triển khai kế hoạch hành động kiểm soát sinh học giai đoạn 2020 - 2025, góp phần bảo vệ bền vững hệ sinh thái rừng đặc dụng Bà Nà - Núi Chúa.