Tổng quan nghiên cứu

Thực vật Hạt trần trên thế giới hiện có khoảng 1.000 loài thuộc 85 chi và 15 họ, đóng vai trò như những tiêu bản hóa thạch sống với giá trị sinh thái, kinh tế và nguồn gen vô cùng quý báu. Tại Việt Nam, hệ thực vật Hạt trần ghi nhận khoảng 73 loài bản địa, tập trung nhiều loài đặc hữu quý hiếm. Tuy nhiên, dưới áp lực bùng nổ dân số, khai thác gỗ thương mại và biến đổi khí hậu, sinh cảnh tự nhiên của nhóm loài này đang bị suy thoái nghiêm trọng. Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt với tổng diện tích tự nhiên 90.741 ha trải dài trên địa bàn 9 xã thuộc huyện Quế Phong, tỉnh Nghệ An là một trong những trung tâm đa dạng sinh học trọng điểm của vùng Bắc Trung Bộ nhưng đang đối mặt với tình trạng khai thác trái phép làm suy giảm các quần thể thực vật nguy cấp.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện về thành phần loài, hiện trạng phân bố không gian, đặc tính sinh học và sinh thái học của các loài thực vật Hạt trần tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt. Phạm vi nghiên cứu được triển khai từ tháng 05 năm 2018 đến tháng 11 năm 2018 trên các đai độ cao biến động từ 130m đến trên 1.650m so với mực nước biển. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học sâu sắc khi bổ sung 03 loài mới cho danh lục thực vật khu bảo tồn, đồng thời cung cấp căn cứ thực tiễn giúp ban quản lý xây dựng chiến lược bảo tồn nội vi, phục hồi sinh cảnh và giám sát nguồn gen thực vật nguy cấp trên toàn bộ diện tích 90.741 ha.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của ba nền tảng lý thuyết chính: Lý thuyết bảo tồn sinh thái học quần xã nhiệt đới, Lý thuyết động thái tái sinh rừng tự nhiên và Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá mức độ nguy cấp theo Danh lục đỏ IUCN kết hợp Nghị định 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ Việt Nam. Quá trình phân tích tập trung vào các khái niệm học thuật cốt lõi bao gồm: quần xã rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và lá kim, công thức tổ thành tầng cây gỗ, tầng thảm mục hữu cơ, và diễn thế sinh thái dưới tác động nhân sinh. Khung lý thuyết này cho phép đánh giá cấu trúc quần thể thực vật Hạt trần không chỉ ở góc độ phân loại học đơn thuần mà đặt trong mối quan hệ tương tác hữu cơ với lập địa, độ tàn che tán rừng và các loài cây đồng hành như họ Dẻ và họ Long não.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn kết hợp giữa dữ liệu thứ cấp từ các công trình công bố trước đây và dữ liệu điều tra thực địa sơ cấp. Phương pháp điều tra thực địa áp dụng kỹ thuật điều tra theo tuyến vạch sẵn trên bản đồ địa hình kết hợp máy định vị GPS. Tổng cộng 21 tuyến điều tra với chiều dài từ 5 km đến 10 km mỗi tuyến đã được thiết lập, đảm bảo cắt qua toàn bộ các sinh cảnh đại diện và các đai độ cao trọng yếu.

Tại các khu vực phát hiện thực vật Hạt trần tập trung thành quần thể, phương pháp chọn mẫu điển hình đại diện được áp dụng để lập 30 ô tiêu chuẩn với kích thước 20m x 25m, tương đương diện tích 500 m² mỗi ô tiêu chuẩn. Tổng diện tích điều tra ô tiêu chuẩn đạt 15.000 m². Trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành đo đếm toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực từ 6 cm trở lên, đồng thời bố trí 5 ô dạng bản kích thước 2m x 4m (diện tích 8 m² mỗi ô dạng bản, tổng cộng 150 ô dạng bản) tại 4 góc và trung tâm để đánh giá thảm tươi, cây bụi và cây tái sinh. Cỡ mẫu này được lựa chọn nhằm tối ưu hóa khả năng thu thập số liệu trên địa hình hiểm trở có độ dốc từ 25 độ đến hơn 40 độ, nơi các loài Hạt trần cổ phân bố phân tán và ngắt quãng. Dữ liệu không gian được xử lý qua phần mềm MapSource và MapInfo để số hóa bản đồ phân bố. Cấu trúc tổ thành được tính toán qua hệ số tổ thành, mật độ cá thể trên một hecta và tỷ lệ phẩm chất cây tái sinh. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu hoàn thành trong 7 tháng từ tháng 05/2018 đến tháng 11/2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã xác định được 10 loài thực vật Hạt trần bản địa thuộc 7 họ tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt. Kết quả đã bổ sung 03 loài mới chưa từng có trong các danh lục trước đây của khu bảo tồn, gồm Tuế lá dài, Du sam núi đất và Dẻ tùng vân nam. Toàn bộ 10 loài đều mang giá trị bảo tồn đặc biệt cao: 4 loài chiếm 40% nằm trong Sách đỏ Việt Nam 2007 (Pơ mu, Bách xanh, Sa mộc dầu, Du sam núi đất); 5 loài chiếm 50% thuộc Danh mục thực vật rừng nguy cấp, quý, hiếm ban hành theo Nghị định 32/2006/NĐ-CP nhóm IIA; 100% các loài có tên trong Danh lục đỏ IUCN với 1 loài cực kỳ nguy cấp (Sa mộc dầu - cấp EN), 3 loài nguy cấp (Pơ mu, Du sam núi đất, Dẻ tùng vân nam - cấp VU), 3 loài sắp bị đe dọa (cấp NT) và 3 loài ít quan tâm (cấp LC); 1 loài thuộc Phụ lục II CITES là Tuế lá dài.

Về phân bố và cấu trúc quần thể, thực vật Hạt trần phân bố chủ yếu ở phía Tây và Tây Bắc khu bảo tồn, giáp ranh biên giới Việt - Lào ở độ cao trên 700m. Quần thể Du sam núi đất ghi nhận tại tiểu khu 95 xã Tri Lễ ở độ cao 1.500m đến 1.650m với 13 cá thể trưởng thành đạt chiều cao trung bình 33,8m và đường kính ngang ngực trung bình 113 cm. Quần thể Thông nàng có mật độ tương đối lớn với 36 cây trưởng thành đạt chiều cao trung bình 26,19m và đường kính 54,6 cm. Quần thể Kim giao phát hiện 49 cá thể tập trung chủ yếu ở xã Cắm Muộn trên sườn núi đá dốc từ 20 độ đến 40 độ. Đáng chú ý, động thái tái sinh tự nhiên của nhóm loài nguy cấp gặp rào cản lớn: Pơ mu chỉ ghi nhận 12 cây tái sinh và 100% đều có chiều cao trên 1m, thiếu hụt hoàn toàn tầng cây tái sinh kế cận dưới 1m; Du sam núi đất ghi nhận 22 cây tái sinh nhưng chỉ có 6 cây đạt chiều cao trên 1m.

Thảo luận kết quả

Thực trạng suy giảm mật độ cá thể và tái sinh kém của các loài Hạt trần bắt nguồn từ sự kết hợp giữa điều kiện lập địa khắc nghiệt và tác động nhân sinh. Về mặt sinh thái tự nhiên, tại các sinh cảnh rừng đỉnh núi có độ cao trên 1.500m, tầng thảm mục khô tích tụ rất dày, nhiều nơi đo được độ dày lên tới 0,2m (20 cm). Lớp thảm khô này ngăn cản rễ mầm của hạt sau khi nảy mầm tiếp xúc với tầng đất khoáng dinh dưỡng, dẫn đến hiện tượng cây mạ bị chết hàng loạt trong mùa khô hanh khi chịu ảnh hưởng của gió Tây Nam khô nóng.

Về mặt nhân sinh, hoạt động chăn thả gia súc tự do với hơn 55.000 con lợn và hàng trăm nghìn gia cầm trong khu vực 9 xã vùng đệm cùng tình trạng khai thác gỗ Pơ mu và Bách xanh trong quá khứ đã làm vỡ tán rừng, biến đổi tiểu khí hậu dưới tán. Dữ liệu nghiên cứu về cấu trúc mật độ tầng cây cao và phân lớp chiều cao cây tái sinh khi được mô tả qua biểu đồ phân bố tần số đường kính sẽ thể hiện rõ nét dạng đường cong lệch, phản ánh sự thiếu hụt các thế hệ cây con triển vọng. So sánh với các khu vực bảo tồn khác tại dãy Hoàng Liên Sơn, tính đa dạng thực vật Hạt trần Pù Hoạt có tính hỗn giao cao hơn với các loài cây lá rộng bản địa, đòi hỏi các can thiệp lâm sinh phải duy trì độ tàn che tán rừng ở mức 0,5 đến 0,7 để đảm bảo sinh trưởng tối ưu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm và đánh giá sinh thái, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể nhằm bảo tồn bền vững nguồn gen thực vật Hạt trần:

  1. Thiết lập cơ chế bảo tồn tại chỗ nghiêm ngặt: Khoanh vùng bảo vệ trọng điểm 5 tiểu khu xung yếu (tiểu khu 95, 59, 61, 112 và 135) thuộc các xã Tri Lễ, Hạnh Dịch, Nậm Giải và Cắm Muộn. Duy trì tần suất tuần tra định kỳ trên 21 tuyến điều tra trọng điểm, mục tiêu kéo giảm 95% các vụ khai thác trộm gỗ quý hiếm trước năm 2020. Chủ thể thực hiện là Ban Quản lý Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt phối hợp Hạt Kiểm lâm Quế Phong và các Đồn Biên phòng 515, 517, 519.
  2. Ứng dụng biện pháp lâm sinh xúc tiến tái sinh tự nhiên: Tiến hành xới dọn thảm mục cục bộ, giảm độ dày thảm khô từ 0,2m xuống dưới 0,05m trong bán kính 15m quanh gốc các cây mẹ Du sam núi đất và Sa mộc dầu vào tháng 8 đến tháng 9 hàng năm trước thời điểm quả rụng. Mục tiêu nâng tỷ lệ cây tái sinh sống sót qua năm thứ nhất thêm 40% trong giai đoạn 2019–2022. Chủ thể thực hiện là Phòng Khoa học và Hợp tác Quốc tế của Khu bảo tồn.
  3. Triển khai chiến lược bảo tồn chuyển chỗ và nhân giống nhân tạo: Thu thập mẫu hạt và cành hom của 10 loài Hạt trần bản địa để xây dựng vườn thực nghiệm nhân giống quy mô 2 ha tại vùng đệm. Mục tiêu sản xuất 15.000 cây giống đạt chuẩn mỗi năm nhằm phục vụ công tác làm giàu rừng và di thực bảo tồn nguồn gen giai đoạn 2019–2023. Chủ thể chủ trì là Khu bảo tồn liên kết cùng Trường Đại học Lâm nghiệp.
  4. Phát triển sinh kế gắn với giao khoán quản lý rừng: Đẩy mạnh chi trả dịch vụ môi trường rừng trên tổng diện tích 90.741 ha cho 1.483 hộ dân nhận khoán bảo vệ rừng; hỗ trợ chuyển đổi phương thức chăn thả tự do sang mô hình nuôi nhốt tập trung tại 9 xã. Mục tiêu nâng thu nhập bình quân của đồng bào vùng đệm thêm 25% và triệt tiêu áp lực chăn thả vào vùng lõi trước năm 2022. Chủ thể thực hiện là Ủy ban nhân dân huyện Quế Phong và Ban Quản lý Khu bảo tồn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý khu bảo tồn và lực lượng kiểm lâm: Sử dụng hệ thống bản đồ số hóa MapInfo và tọa độ GPS của 10 loài Hạt trần để tối ưu hóa tuyến tuần tra thực địa và thiết lập phương án bảo vệ chuyên đề cho các tiểu khu rừng giáp biên giới.
  2. Chuyên gia nghiên cứu thực vật học và sinh thái rừng: Khai thác kho dữ liệu định lượng từ 30 ô tiêu chuẩn và 150 ô dạng bản về đặc tính sinh học, công thức tổ thành và cấu trúc tái sinh để phục vụ các đề tài phân tích di truyền, sinh thái cá thể và mô hình hóa biến đổi thảm thực vật.
  3. Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Lâm nghiệp: Tiếp cận một công trình nghiên cứu chuẩn mực về quy trình điều tra thực địa 21 tuyến lâm học, phương pháp lập ô tiêu chuẩn điều tra thảm tươi tái sinh và kỹ thuật xử lý dữ liệu cấu trúc rừng.
  4. Cơ quan quản lý nhà nước và các tổ chức bảo tồn quốc tế: Căn cứ vào các chỉ số kinh tế - xã hội của 9 xã và hiện trạng 4 loài Sách đỏ để xây dựng chính sách phân bổ nguồn vốn đầu tư lâm nghiệp bền vững, các chương trình tài trợ bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế vùng đệm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Luận văn đã có những phát hiện mới nào về thành phần loài Hạt trần tại Pù Hoạt? Luận văn đã ghi nhận chính xác 10 loài Hạt trần bản địa thuộc 7 họ, trong đó bổ sung 03 loài mới cho danh lục khu bảo tồn gồm Tuế lá dài, Du sam núi đất và Dẻ tùng vân nam. Nghiên cứu cũng loại bỏ 3 loài cây cảnh du nhập không phải bản địa khỏi danh lục tự nhiên.

  2. Tại sao khả năng tái sinh tự nhiên của Du sam núi đất tại Pù Hoạt lại đạt mức rất thấp? Khảo sát tại tiểu khu 95 cho thấy tầng thảm mục khô dày tới 0,2m ngăn cản hạt nảy mầm chạm tới tầng đất khoáng. Dù ghi nhận 22 cây tái sinh nhưng chỉ có 6 cây đạt chiều cao trên 1m do cây mạ bị khô héo và chết trong điều kiện tiểu khí hậu khắc nghiệt.

  3. Tình trạng nguy cấp của các loài Hạt trần tại khu vực nghiên cứu được xếp hạng ra sao? Cả 10 loài đều thuộc danh lục bảo tồn ưu tiên. Cụ thể có 4 loài trong Sách đỏ Việt Nam 2007, 5 loài thuộc Nghị định 32/2006/NĐ-CP nhóm IIA, 10 loài trong Danh lục đỏ IUCN với 1 loài cực kỳ nguy cấp là Sa mộc dầu và 1 loài thuộc Phụ lục II CITES.

  4. Quy mô và phương pháp điều tra thực địa được thiết lập như thế nào để đảm bảo tính đại diện? Tác giả đã thực hiện điều tra trên 21 tuyến với chiều dài từ 5 km đến 10 km mỗi tuyến và lập 30 ô tiêu chuẩn diện tích 500 m² cùng 150 ô dạng bản 8 m², bao quát toàn bộ các đai độ cao từ 130m đến trên 1.650m trên diện tích 90.741 ha.

  5. Giải pháp lâm sinh nào mang tính đột phá để hỗ trợ phục hồi quần thể cây Hạt trần quý hiếm? Biện pháp dọn xới thảm mục cục bộ nhằm hạ độ dày thảm khô xuống dưới 0,05m quanh gốc cây mẹ Du sam núi đất và Sa mộc dầu vào mùa rụng hạt là giải pháp kỹ thuật cốt lõi giúp tăng tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng của cây con thêm 40%.

Kết luận

  • Luận văn xác định 10 loài thực vật Hạt trần bản địa quý hiếm thuộc 7 họ tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt, bổ sung thành công 03 loài mới cho danh lục thực vật khu vực.
  • 100% các loài nghiên cứu đều thuộc diện bảo tồn ưu tiên cấp quốc gia và quốc tế, trong đó 4 loài thuộc Sách đỏ Việt Nam, 5 loài thuộc Nghị định 32/2006/NĐ-CP và 10 loài nằm trong Danh lục đỏ IUCN.
  • Thiết lập hệ thống dữ liệu không gian và định vị tọa độ GPS chính xác qua 21 tuyến khảo sát và 30 ô tiêu chuẩn đại diện trên diện tích 90.741 ha.
  • Xác định nguyên nhân tái sinh suy giảm do lớp thảm mục dày 0,2m cùng áp lực chăn thả và khai thác gỗ trong quá khứ.
  • Đề xuất khung 4 giải pháp đồng bộ kết hợp quản lý bảo tồn tại chỗ, kỹ thuật lâm sinh xới thảm mục, nhân giống bảo tồn ngoại vi và giao khoán nâng cao sinh kế vùng đệm.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp bức tranh hoàn chỉnh về sinh thái học và phân bố của các loài Hạt trần cổ tại Bắc Trung Bộ. Trong giai đoạn 2019–2023, Ban quản lý khu bảo tồn cần ưu tiên triển khai vườn ươm 2 ha và ứng dụng công nghệ giám sát số hóa định kỳ. Các nhà khoa học, tổ chức phi chính phủ và cơ quan quản lý được khuyến khích tiếp tục hợp tác, tài trợ nguồn lực nhằm nhân rộng các mô hình bảo tồn gen thực vật Hạt trần quý hiếm tại Pù Hoạt.