Tổng quan nghiên cứu

Quần đảo Cát Bà sở hữu tổng diện tích tự nhiên 16.196,8 ha với 1.588 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 850 chi và 187 họ, trong đó có 81 loài thực vật nguy cấp ghi nhận trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ thế giới. Trong số các loài dược liệu quý hiếm phân bố tại hệ sinh thái núi đá vôi Karst nhiệt đới này, Tắc kè đá (Drynaria bonii H. Christ) thuộc họ Dương xỉ (Polypodiaceae) giữ vai trò lâm sản ngoài gỗ có giá trị trị liệu cao về xương khớp và bổ thận. Tuy nhiên, trước sức ép từ tình trạng khai thác tận diệt thương mại và sự thu hẹp sinh cảnh rừng nguyên sinh, loài thực vật không hạt này đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng cao, được xếp vào phân hạng Sẽ nguy cấp (VU A1a,c,d) trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên Rừng và Môi trường của tác giả Cao Thị Tơ, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Vương Duy Hưng tại Trường Đại học Lâm nghiệp, đã tập trung giải quyết bài toán cấp bách về cơ sở sinh học và kỹ thuật bảo tồn loài dược liệu này. Nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 3/2016 đến tháng 4/2017 trên toàn bộ phạm vi Vườn Quốc gia Cát Bà, thành phố Hải Phòng. Mục tiêu cốt lõi của đề tài là xác định đặc tính phân bố, cấu trúc sinh thái học quần thể, thử nghiệm các giải pháp nhân giống sinh sản vô tính và hữu tính, từ đó thiết lập hệ thống giải pháp bảo tồn nguyên vị và chuyển vị đồng bộ. Đóng góp của công trình mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng phục vụ công tác quy hoạch bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển nguồn dược liệu bền vững cho huyện đảo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết bảo tồn đa dạng sinh học nhiệt đới tích hợp giữa hai phương thức bảo tồn nguyên vị (In-situ) và bảo tồn chuyển vị (Ex-situ). Khung phân tích quần thể thực vật dựa trên mô hình cấu trúc phân tầng rừng mưa nhiệt đới trên núi đá vôi Karst, phản ánh mối tương tác giữa loài phụ sinh với cây giá thể và điều kiện vi khí hậu. Trong nghiên cứu lâm học, cấu trúc cấp tuổi và tổ thành tầng tán là các chỉ số định lượng then chốt nhằm dự báo xu hướng động thái của thảm thực vật tự nhiên.

Về phương diện dược lý học lâm sản, các công trình hóa thực vật hiện đại xác định thân rễ Tắc kè đá chứa hàm lượng hoạt chất quý gồm Terpenoid và Anthraquinon. Thử nghiệm dược lý trên mô hình gây phù thực nghiệm ở chuột cống trắng chứng minh dịch chiết thân rễ có hoạt tính kháng viêm cấp tính với liều ức chế 50% phù nề (ID50) đạt mức 118 g/kg, cùng công năng chỉ định trong y học cổ truyền với liều dùng khuyến nghị từ 6 đến 12 g/ngày. Các khái niệm cốt lõi được chuẩn hóa trong luận văn gồm: thực vật phụ sinh (epiphytes), lá hứng mùn bất thụ, lá quang hợp hữu thụ mang ổ túi bào tử, và hệ số sinh trưởng sinh khối rễ.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua hệ thống 10 tuyến điều tra đại diện cắt ngang các dạng địa hình, đai cao và sinh cảnh đặc trưng tại Vườn Quốc gia Cát Bà. Cỡ mẫu nghiên cứu chuyên sâu bao gồm 10 ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích 500 m2 mỗi ô (tổng diện tích khảo sát chi tiết 5.000 m2), kết hợp bố trí 5 ô dạng bản (ODB) diện tích 25 m2 tại 4 góc và trung tâm mỗi OTC để đo đếm tầng tái sinh và cây bụi thảm tươi. Việc áp dụng phương pháp chọn mẫu điển hình vạch tuyến có kiểm soát đai cao là tối ưu đối với địa hình núi đá vôi dốc đứng, hiểm trở.

Nghiên cứu lấy 15 phẫu diện đất ở các độ cao khác nhau để phân tích hàm lượng đạm, lân, kali, dung trọng và độ chua tại phòng thí nghiệm chuyên ngành. Về thực nghiệm nhân giống, tác giả bố trí 15 mẫu lá mang bào tử chín trong cốc thủy tinh chứa giá thể than bùn mùn, đồng thời thực hiện thí nghiệm giâm 30 hom thân rễ (chiều dài 10 đến 15 cm) trên 3 dạng giá thể tự nhiên (hốc đá, thân cây sống như Ban tím, Lim xanh và thân cây gỗ mục). Nghiên cứu thử nghiệm chất điều hòa sinh trưởng Indole-3-butyric acid (IBA) ở hai mức nồng độ 500 ppm và 1000 ppm sau khi khử trùng bằng dung dịch Benlate 15%. Toàn bộ dữ liệu tọa độ không gian được xử lý trên hệ thống phần mềm MapInfo và MapSource, kết hợp phần mềm thống kê toán học để phân tích các chỉ tiêu sinh trưởng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực địa ghi nhận Tắc kè đá phân bố không đồng đều, phụ sinh chủ yếu trên vách đá vôi có tích lũy mùn và trên thân các loài cây gỗ lớn như Đa bắp bè, Ban tím ở đai cao từ 50 m đến trên 200 m, tập trung mật độ cao nhất tại đai cao 100 đến 200 m với độ tàn che tán rừng dao động từ 0,6 đến 0,8. Thảm thực vật rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi đá vôi (chiếm 9,27% diện tích vườn) và kiểu phụ rừng thứ sinh phục hồi là môi trường sống thuận lợi nhất của loài.

Về cấu trúc quần thể, tỷ lệ cây trưởng thành có khả năng sinh sản chiếm ưu thế trên 55%, trong khi nhóm cây mạ và cây con tái sinh chỉ chiếm khoảng 20% đến 25% tổng số cá thể điều tra. Sự chênh lệch này cho thấy áp lực tái sinh tự nhiên trong quần thể đang gặp nhiều trở ngại do điều kiện khô hạn theo mùa trên núi đá vôi. Thân rễ cây phát triển phân nhánh lệch quanh năm, mọc từ 3 đến 5 cặp lá hứng mùn áp sát giá thể để giữ ẩm và tích tụ chất dinh dưỡng.

Thử nghiệm nhân giống sinh dưỡng bằng hom thân rễ mang lại kết quả vượt bậc so với phương pháp gieo bào tử tự nhiên. Khi xử lý chất kích thích ra rễ IBA ở nồng độ 500 ppm và 1000 ppm, tỷ lệ hom sống và bật chồi đạt trên 75%, thời gian hình thành rễ bám mới rút ngắn rõ rệt so với đối chứng không sử dụng hóa chất. Trên các giá thể tự nhiên, hom giâm đặt tại hốc đá ẩm có bổ sung mùn hữu cơ và trên thân cây sống cho tỷ lệ sống sót cao hơn 30% so với giá thể thân cây gỗ mục dễ bị nấm hoại sinh xâm nhiễm.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố chọn lọc của Tắc kè đá tại các đai cao trên 100 m bắt nguồn từ đặc tính sinh thái ưa ẩm, chịu bóng nhưng đòi hỏi độ thông thoáng không khí cao của thực vật phụ sinh. Cấu trúc địa hình Karst ngập nước biển tạo nên các áng, thung lũng ẩm ướt cục bộ, nơi lớp mùn Feralit dốc tụ tích lũy nhiều dưỡng chất, tạo bệ đỡ cho rễ cây bám chắc.

Dữ liệu về cấu trúc quần thể có thể được mô tả trực quan qua biểu đồ tháp tuổi thể hiện tương quan 4 cấp tuổi (cây mạ, cây con, cây trưởng thành, cây già cỗi), đồng thời bảng tổ thành tầng cây cao chỉ ra mối liên hệ mật thiết giữa chỉ số giá trị quan trọng (IV%) của các loài cây ưu thế với mật độ phân bố Tắc kè đá. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn Quốc gia Cúc Phương và Tam Đảo, quần thể Tắc kè đá tại Cát Bà chịu tác động mạnh hơn từ biến động biên độ nhiệt mùa đông (nhiệt độ xuống thấp 10°C) và lượng bốc hơi mùa khô lên tới 700 mm. Phỏng vấn xã hội học cho thấy hơn 70% người dân địa phương nhận thức được giá trị dược liệu của cây, dẫn đến tình trạng khai thác tự phát không chừa lại phần ngọn thân rễ để tái sinh, trực tiếp làm suy thoái trữ lượng tự nhiên.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm phục hồi và phát triển bền vững quần thể Tắc kè đá tại Cát Bà, hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược cần được triển khai đồng bộ:

  1. Thiết lập phân khu bảo tồn nguyên vị nghiêm ngặt: Khoanh vùng bảo vệ tuyệt đối các vách đá và diện tích rừng nguyên sinh có mật độ cá thể cao tại các tiểu khu trọng điểm, cắm mốc ranh giới sinh cảnh nhằm giảm 100% các hoạt động xâm hại do con người trong giai đoạn 2018 - 2022 dưới sự quản lý trực tiếp của Ban Quản lý Vườn Quốc gia Cát Bà.
  2. Xây dựng vườn ươm nhân giống chuyển vị công nghệ cao: Ứng dụng quy trình giâm hom thân rễ kích thước 10 - 15 cm kết hợp xử lý dung dịch Benlate 15% và kích thích sinh trưởng IBA nồng độ 500 ppm, hướng tới chỉ tiêu sản xuất 5.000 đến 10.000 cá thể cây giống đạt tiêu chuẩn xuất vườn mỗi năm trong giai đoạn 2018 - 2020 do Trung tâm Cứu hộ và Phát triển sinh vật thực hiện.
  3. Phát triển mô hình sinh kế gắn kết cộng đồng vùng đệm: Chuyển giao quy trình kỹ thuật gây trồng Tắc kè đá dưới tán rừng trồng (như keo, bạch đàn, vườn cây ăn quả) cho 100% hộ dân đăng ký tham gia tại xã Trân Châu và xã Việt Hải, mục tiêu nâng mức thu nhập kinh tế hộ thêm 15% đến 20% vào năm 2025 thông qua việc thương mại hóa hợp pháp nguồn dược liệu gây trồng.
  4. Tăng cường năng lực quản lý và tuần tra thực thi pháp luật: Tổ chức các đợt tuần tra liên ngành định kỳ tối thiểu 2 lần mỗi tháng, kết hợp xử phạt nghiêm minh các hành vi thu hái lâm sản ngoài gỗ trái phép theo quy định lâm nghiệp hiện hành do lực lượng Kiểm lâm phối hợp với chính quyền địa phương đảm trách từ năm 2018 trở đi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và dữ liệu thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng chuyên sâu cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Ban Quản lý các Vườn Quốc gia và Khu Bảo tồn Thiên nhiên: Cung cấp tài liệu quy chuẩn về phương pháp điều tra loài thực vật phụ sinh, kỹ thuật khoanh nuôi bảo vệ và tái lập quần thể các loài dược liệu nguy cấp có đặc tính sinh thái tương đồng.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Sinh thái học, Dược liệu học: Sử dụng công trình như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận nghiên cứu cấu trúc quần thể thực vật núi đá vôi và quy trình khảo sát lâm sinh học ngoài thực địa.
  • Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và các trang trại nông lâm kết hợp: Ứng dụng quy trình công nghệ nhân giống vô tính bằng hom thân rễ xử lý chất điều hòa sinh trưởng để phát triển vùng trồng dược liệu chuyên canh, chủ động nguồn nguyên liệu sản xuất thuốc điều trị xương khớp.
  • Cơ quan hoạch định chính sách và các tổ chức bảo tồn đa dạng sinh học (NGOs): Tham chiếu các số liệu thực chứng để xây dựng khung chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng, quy hoạch chiến lược bảo tồn loài ưu tiên bảo vệ ở cấp độ quốc gia và quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Tắc kè đá có những đặc điểm nhận dạng hình thái nổi bật nào ngoài tự nhiên? Loài này có thân rễ mọng nước, phủ dày vảy lông màu nâu vàng hoặc nâu đen, mang hai loại lá riêng biệt. Lá hứng mùn màu nâu, không cuống, dài 5 đến 8 cm ôm sát thân rễ để tích trữ dưỡng chất mùn; lá quang hợp hữu thụ màu xanh bóng, có cuống dài, xẻ thùy lông chim sâu với chiều dài từ 20 đến 45 cm mang các ổ túi bào tử màu vàng nâu ở mặt dưới.

Bộ phận nào của Tắc kè đá được ứng dụng làm thuốc và có công dụng gì? Bộ phận dùng làm dược liệu là thân rễ già được thu hái quanh năm, cạo sạch lớp lông vảy ngoài, rửa sạch rồi thái lát phơi hoặc sấy khô. Theo y học, vị thuốc có tính ấm, vị đắng chát, chứa hoạt chất Terpenoid và Anthraquinon giúp bổ thận, mạnh gân xương, tán ứ huyết, giảm đau nhức và hỗ trợ điều trị gãy xương với liều sắc uống thông thường từ 6 đến 12 g mỗi ngày.

Tại sao quần thể Tắc kè đá tại Cát Bà bị suy giảm nghiêm trọng? Trữ lượng loài suy giảm nhanh do hai áp lực đồng thời: nạn khai thác tận diệt không kiểm soát để bán thương phẩm và tác động thu hẹp sinh cảnh do cháy rừng, mở rộng hạ tầng du lịch. Đặc tính sinh trưởng tự nhiên của loài rất chậm, khả năng tái sinh hạt qua bào tử gặp khó khăn do thời tiết khô hạn kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 tại vùng đảo Karst.

Kỹ thuật nhân giống nào mang lại hiệu quả cao nhất cho loài này? Phương pháp nhân giống vô tính bằng hom đoạn thân rễ khỏe mạnh dài 10 đến 15 cm mang lại tỷ lệ thành công cao nhất. Sau khi xử lý sát khuẩn nấm bằng dung dịch Benlate 15% và chấm chất kích thích ra rễ IBA nồng độ 500 đến 1000 ppm, hom giâm trên giá thể cát ẩm hoặc hốc đá bổ sung mùn đạt tỷ lệ sống và ra chồi rễ mới vượt trên 75%.

Người dân địa phương có thể phát triển kinh tế từ loài cây này như thế nào? Thay vì khai thác tự nhiên trái phép, người dân vùng đệm có thể tiếp nhận chuyển giao kỹ thuật nhân giống giâm hom để trồng bán tự nhiên trên các vách đá, thân cây ăn quả hoặc dưới tán rừng kinh tế. Mô hình này vừa giúp bảo vệ quần thể hoang dã, vừa tạo nguồn thu nhập ổn định từ 15% đến 20% cho mỗi hộ gia đình thông qua cung ứng dược liệu đạt chuẩn.

Kết luận

  • Luận văn đã làm sáng tỏ toàn diện hiện trạng phân bố, đặc điểm sinh học và cấu trúc sinh thái của loài Tắc kè đá (Drynaria bonii H. Christ) trên hệ sinh thái núi đá vôi Vườn Quốc gia Cát Bà với 10 tuyến điều tra và 10 ô tiêu chuẩn đại diện.
  • Xác định môi trường sống ưu thích của loài là rừng kín thường xanh mưa ẩm ở đai cao 100 đến 200 m, độ tàn che 0,6 đến 0,8, sống phụ sinh trên thân cây gỗ lớn và hốc đá chứa mùn tích tụ.
  • Làm rõ thực trạng báo động về cấu trúc quần thể khi cây con tái sinh chỉ chiếm 20% đến 25%, đặt ra yêu cầu cấp bách phải chấm dứt tình trạng thu hái tự nhiên bừa bãi.
  • Hoàn thiện quy trình kỹ thuật nhân giống vô tính bằng hom thân rễ kết hợp chất điều hòa IBA nồng độ 500 đến 1000 ppm, đạt tỷ lệ sống trên 75%, mở ra hướng đi khả thi cho việc gây trồng quy mô lớn.
  • Đề xuất đồng bộ hệ thống 4 nhóm giải pháp kết hợp bảo tồn nguyên vị, bảo tồn chuyển vị và phát triển sinh kế cộng đồng bền vững cho giai đoạn 2018 - 2025.

Công trình là đóng góp học thuật và thực tiễn quan trọng, đặt nền móng khoa học vững chắc cho công tác quản lý tài nguyên thực vật rừng quý hiếm tại các khu bảo tồn thiên nhiên Karst Việt Nam. Các cấp quản lý, viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược liệu cần chủ động liên kết triển khai chuyển giao các giải pháp kỹ thuật của đề tài vào thực tế sản xuất nhằm bảo tồn bền vững nguồn gen dược liệu quý giá này.