Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hệ thực vật nhiệt đới gió mùa vô cùng phong phú với 10.257 chi và 305 họ, đóng góp khoảng 4% tổng số loài và 15% tổng số chi của toàn thế giới. Tuy nhiên, trước áp lực khai thác tài nguyên và phương thức canh tác nương rẫy kéo dài qua nhiều thập kỷ, diện tích rừng tự nhiên tại nhiều địa phương miền núi phía Bắc đang bị suy thoái nghiêm trọng. Tại xã Thanh Định, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên, tổng diện tích đất tự nhiên là 1.933 ha, trong đó đất lâm nghiệp chiếm tới 1.190,9 ha. Địa bàn là nơi cư trú của 4.292 nhân khẩu thuộc 5 dân tộc anh em gồm Kinh, Tày, Dao, Nùng và Sán Chỉ, tạo nên áp lực dân sinh đáng kể lên nguồn tài nguyên thực vật bản địa.

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu điều tra toàn diện, định lượng cấu trúc phân loại học, xác định phổ dạng sống và phân tích đặc điểm cấu trúc không gian của các trạng thái thảm thực vật chính. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực địa liên tục trong 14 tháng, từ tháng 4 năm 2014 đến tháng 5 năm 2015 trên địa bàn toàn xã Thanh Định. Công trình cung cấp bộ dữ liệu thực chứng gồm 337 loài thực vật có mạch, làm cơ sở khoa học tin cậy để chính quyền địa phương và các cơ quan quản lý lâm nghiệp đánh giá mức độ suy thoái, từ đó hoạch định phương án khoanh nuôi tái sinh trên 1.190,9 ha đất rừng, đồng thời bảo tồn các nguồn gen thực vật quý hiếm đang bị đe dọa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống phân loại thảm thực vật toàn cầu của UNESCO (1973) kết hợp quan điểm phân loại sinh thái học thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng (1978). Phổ dạng sống của thực vật được xác định dựa trên lý thuyết thích nghi sinh thái của Raunkiaer (1934), sau đó được chuẩn hóa theo các nghiên cứu thực vật nhiệt đới của Hoàng Chung (2008). Khung lý thuyết tập trung vào 4 khái niệm nền tảng:

  • Thảm thực vật (Vegetation): Toàn bộ lớp phủ thực vật bao gồm các quần xã thực vật sinh sống trong một không gian lập địa cụ thể.
  • Thực vật có mạch (Vascular plants): Nhóm thực vật bậc cao có hệ thống mạch dẫn phát triển gồm các ngành Quyết, Hạt trần và Hạt kín.
  • Dạng sống (Life form): Hình thái thích nghi sinh thái của thực vật trước các yếu tố bất lợi của môi trường, đặc trưng bởi vị trí của chồi sinh dưỡng qua đông hoặc qua mùa khô hạn (gồm 5 nhóm: Ph, Ch, He, Cr, Th).
  • Diễn thế sinh thái rừng thứ sinh: Quá trình biến đổi có quy luật của cấu trúc và tổ thành loài thực vật sau các tác động can thiệp của con người như chặt phá, đốt nương rẫy.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập thông qua điều tra thực địa kết hợp phỏng vấn cộng đồng dân cư tại 18 xóm của xã Thanh Định. Phương pháp chọn mẫu điển hình nhiều tầng kết hợp ngẫu nhiên có hệ thống được triển khai trên 3 trạng thái thảm thực vật: thảm cỏ, thảm cây bụi và rừng thứ sinh. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 18 ô tiêu chuẩn (OTC) cố định, phân bố đều tại 3 vị trí địa hình khác nhau gồm 6 ô ở đỉnh đồi, 6 ô ở sườn đồi và 6 ô ở chân đồi:

  • Kích thước ô tiêu chuẩn: 400 m² (20m x 20m) đối với trạng thái rừng thứ sinh; 100 m² (10m x 10m) đối với thảm cây bụi; 1 m² (1m x 1m) đối với thảm cỏ.
  • Bố trí ô dạng bản (ODB): Trong mỗi OTC rừng và cây bụi, thiết lập từ 5 đến 9 ô dạng bản có diện tích từ 4 m² đến 25 m² theo sơ đồ hình gọng vó hoặc chữ thập để điều tra tầng tái sinh và thảm tươi.
  • Phương pháp phân tích: Định lượng độ nhiều của từng loài theo thang phân cấp Drude gồm 6 mức (Soc: trên 90%, Cop3: 70-90%, Cop2: 50-70%, Cop1: 30-50%, Sp: 10-30%, Sol: dưới 10%). Định danh mẫu thực vật theo phương pháp hình thái học so sánh dựa trên các bộ tài liệu phân loại chuẩn của Nguyễn Tiến Bân (1997) và Phạm Hoàng Hộ (1991). Đánh giá mức độ đe dọa theo Sách đỏ Việt Nam (2007), Danh lục đỏ IUCN (2006) và Nghị định 32/2006/NĐ-CP.

Lý do lựa chọn phương pháp này là nhằm bảo đảm tính đại diện cao cho toàn bộ dải địa hình phức tạp của vùng núi Định Hóa, giảm thiểu sai số trong việc định lượng mức độ phong phú loài và phản ánh chính xác cấu trúc phục hồi của thảm thực vật theo thời gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực địa tại xã Thanh Định đã ghi nhận những kết quả định lượng cụ thể về mặt phân loại học và cấu trúc sinh thái:

  • Hệ thực vật có mạch ghi nhận 337 loài thuộc 263 chi và 99 họ của 5 ngành thực vật khác nhau. Ngành Hạt kín (Angiospermatophyta) chiếm ưu thế áp đảo với 89 họ (89,90%), 246 chi (93,54%) và 317 loài (94,07%). Trong đó, lớp Mộc lan (Magnoliopsida) chiếm ưu thế vượt trội với 266 loài (78,93%), còn lớp Hành (Liliopsida) có 51 loài (15,13%). Các ngành còn lại chiếm tỷ lệ khiêm tốn: Dương xỉ có 15 loài (4,45%), Thông có 2 loài (0,59%), Thông đất có 2 loài (0,59%) và Mộc tặc có 1 loài (0,30%).
  • Cấu trúc họ có mức độ tập trung cao khi 55 họ đa dạng nhất chứa 206 chi (78,33%) và 273 loài (81,01%). Họ phong phú nhất là họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 33 loài (12,09%) và 20 chi, tiếp đến là họ Cà phê (Rubiaceae) và họ Hòa thảo (Poaceae) cùng đạt 16 loài (5,86%), họ Đậu (Fabaceae) với 13 loài (4,76%), họ Long não (Lauraceae) có 8 loài (2,93%).
  • Mức độ đa dạng loài phân hóa rõ rệt giữa 3 trạng thái thảm thực vật: Thảm cây bụi đạt số lượng loài cao nhất với 254 loài (75,37%), 235 chi và 77 họ; trạng thái rừng thứ sinh xếp thứ hai với 224 loài (66,47%), 222 chi và 78 họ; trạng thái thảm cỏ có 170 loài (50,45%), 200 chi và 55 họ.
  • Về cấu trúc chi, có 63 chi ghi nhận từ 2 loài trở lên (chiếm 23,95% tổng số chi), quy tụ 149 loài (chiếm 44,21% tổng số loài toàn khu vực). Các chi đa dạng nhất bao gồm chi Ficus (họ Dâu tằm) với 5 loài, chi Smilax (họ Khúc khắc) với 4 loài, các chi Begonia, Rubus và Hedyotis cùng có 3 loài.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của ngành Hạt kín (94,07%) phản ánh tính chất điển hình của hệ thực vật nhiệt đới gió mùa vùng đồi núi thấp Đông Bắc Việt Nam. Hiện tượng thảm cây bụi có số lượng loài (254 loài) cao hơn rừng thứ sinh (224 loài) được giải thích bởi quá trình diễn thế thứ sinh đang diễn ra mạnh mẽ. Giai đoạn cây bụi là giai đoạn chuyển tiếp có sự pha trộn giữa các loài ưa sáng tiên phong thuộc thảm cỏ và các loài cây gỗ non ưa bóng thuộc tầng dưới của rừng, tạo nên sự phong phú tối đa về mặt tổ thành.

Ngược lại, rừng thứ sinh tại xã Thanh Định đã bước vào giai đoạn khép tán, điều kiện ánh sáng dưới tán suy giảm khiến các loài cỏ ưa sáng bị đào thải tự nhiên, chỉ còn lại các loài cây chịu bóng và cây gỗ tái sinh. So sánh với các nghiên cứu lân cận tại huyện Đồng Hỷ của Đặng Kim Vui (2002) hay xã Thần Sa (Võ Nhai) của Hoàng Thị Thanh Thủy (2009), tổ thành các họ ưu thế như Thầu dầu, Hòa thảo, Cà phê và Đậu có sự tương đồng rất cao về mặt phân bố sinh thái học. Toàn bộ các tương quan phân loại học này được minh họa chi tiết qua biểu đồ cột phân bố tỷ lệ taxon và ma trận bảng số liệu đa dạng dạng sống, làm nổi bật tính quy luật của quá trình phục hồi thảm thực vật sau tác động nhân tác.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn tính đa dạng sinh học và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại xã Thanh Định, 4 nhóm giải pháp cụ thể được đề xuất:

  • Ban hành quy chế khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao như Lim, Dẻ, Trám trên toàn bộ 1.190,9 ha đất lâm nghiệp. Mục tiêu nâng độ che phủ rừng lên trên 65% trong giai đoạn 2016-2020, do Ban Quản lý rừng phòng hộ Định Hóa phối hợp cùng Hạt Kiểm lâm huyện Định Hóa chủ trì thực hiện.
  • Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ 2 lần/năm đối với các quần thể thực vật nguy cấp, quý hiếm thuộc Nghị định 32/2006/NĐ-CP và Sách đỏ Việt Nam hiện diện tại các vùng rừng giáp ranh với tỉnh Tuyên Quang. Trách nhiệm thực hiện thuộc về Ủy ban nhân dân xã Thanh Định và Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên, bắt đầu từ quý I năm 2016.
  • Xây dựng và nhân rộng 3 mô hình nông lâm kết hợp bền vững (trồng chè hữu cơ xen cây lâm nghiệp cải tạo đất, trồng cây ăn quả dưới tán rừng) cho 4.292 người dân tại 18 xóm, nhằm tạo sinh kế ổn định và giảm thiểu 80% tình trạng khai thác gỗ củi trái phép trong thời hạn 3 năm.
  • Tổ chức 12 khóa tập huấn kỹ thuật lâm sinh và tuyên truyền Luật Bảo vệ và Phát triển Rừng cho 100% các hộ gia đình nhận khoán bảo vệ rừng, do Hội Nông dân xã Thanh Định phối hợp với Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Định Hóa triển khai từ năm 2016 đến 2018.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Học viên cao học và sinh viên ngành Sinh thái học, Lâm sinh, Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp phương pháp luận thực nghiệm chuẩn mực về quy trình thiết lập tuyến điều tra, ô tiêu chuẩn nhiều tầng và kỹ thuật phân tích phổ dạng sống thực vật nhiệt đới.
  • Cán bộ quản lý tại Chi cục Kiểm lâm và các Ban quản lý rừng: Sử dụng danh lục 337 loài thực vật có mạch và 63 chi đa dạng làm cơ sở dữ liệu tra cứu trong công tác tuần tra, kiểm kê tài nguyên và quy hoạch phân khu bảo tồn sinh thái.
  • Lãnh đạo chính quyền địa phương và cán bộ khuyến nông huyện Định Hóa: Vận dụng các phát hiện về cấu trúc 3 trạng thái thảm thực vật để xây dựng đề án tái cơ cấu ngành lâm nghiệp, phân bổ 1.190,9 ha đất rừng hợp lý và phát triển kinh tế nông thôn gắn với bảo vệ môi trường.
  • Các nhà nghiên cứu và tổ chức phi chính phủ về môi trường: Tiếp cận nguồn dữ liệu thực địa tin cậy làm cơ sở so sánh diễn thế sinh thái và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thực vật vùng Đông Bắc Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thực vật có mạch tại xã Thanh Định ghi nhận bao nhiêu loài và thuộc những ngành nào? Nghiên cứu đã ghi nhận 337 loài thuộc 263 chi và 99 họ của 5 ngành thực vật bậc cao. Ngành Hạt kín chiếm ưu thế tuyệt đối với 317 loài (94,07%), tiếp theo là ngành Dương xỉ có 15 loài (4,45%), ngành Thông có 2 loài (0,59%), ngành Thông đất có 2 loài (0,59%) và ngành Mộc tặc có 1 loài (0,30%).

Vì sao trạng thái thảm cây bụi lại có số lượng loài cao hơn trạng thái rừng thứ sinh? Thảm cây bụi ghi nhận 254 loài (75,37%), cao hơn rừng thứ sinh có 224 loài (66,47%). Đây là trạng thái trung gian trong quá trình diễn thế, có cấu trúc tán mở nên tập trung đồng thời các loài ưa sáng của thảm cỏ và các loài cây gỗ non ưa bóng thuộc tầng dưới của rừng, dẫn đến độ giàu loài cao nhất.

Họ thực vật nào chiếm ưu thế lớn nhất trong khu vực nghiên cứu? Họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) là họ đa dạng nhất với 33 loài (12,09%) thuộc 20 chi. Xếp sau đó là họ Cà phê (Rubiaceae) và họ Hòa thảo (Poaceae) cùng đạt 16 loài (5,86%), họ Đậu (Fabaceae) có 13 loài (4,76%) và họ Long não (Lauraceae) có 8 loài (2,93%). Tổng cộng 55 họ đa dạng nhất đã chiếm tới 81,01% tổng số loài toàn khu vực.

Thang phân cấp Drude được ứng dụng như thế nào trong phương pháp nghiên cứu? Thang Drude gồm 6 cấp độ định lượng được sử dụng trong các ô tiêu chuẩn để đánh giá độ nhiều của thực bì. Các mức độ gồm: Soc (trên 90%), Cop3 (70-90%), Cop2 (50-70%), Cop1 (30-50%), Sp (10-30%) và Sol (dưới 10%), giúp xác định chính xác vai trò sinh thái và mức độ ưu thế của từng loài trong quần xã.

Luận văn đóng góp gì cho công tác quy hoạch lâm nghiệp tại huyện Định Hóa? Luận văn cung cấp bức tranh định lượng hoàn chỉnh về hiện trạng cấu trúc 1.190,9 ha đất lâm nghiệp tại xã Thanh Định. Các số liệu về 3 trạng thái thảm thực vật là căn cứ khoa học trực tiếp giúp địa phương phân loại đất rừng, lựa chọn đúng các loài cây bản địa để phục hồi rừng và bảo tồn nguồn tài nguyên cây thuốc quý hiếm.

Kết luận

  • Đã lập danh lục chi tiết và đánh giá định lượng 337 loài thực vật có mạch thuộc 263 chi, 99 họ của 5 ngành thực vật tại xã Thanh Định, chứng minh sự ưu thế của ngành Hạt kín (94,07%).
  • Xác định họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) là họ giàu loài nhất với 33 loài, đồng thời chỉ ra 55 họ đa dạng chiếm 81,01% tổng số loài thực vật của khu vực nghiên cứu.
  • Làm rõ quy luật phân bố loài qua 3 trạng thái thảm thực vật, trong đó thảm cây bụi đạt độ giàu loài cao nhất (254 loài), tiếp đến là rừng thứ sinh (224 loài) và thảm cỏ (170 loài).
  • Đóng góp luận cứ khoa học thực chứng về cấu trúc diễn thế phục hồi thảm thực vật sau nương rẫy, làm tiền đề bảo tồn các loài nguy cấp theo Sách đỏ Việt Nam và Nghị định 32/2006/NĐ-CP.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh và chính sách sinh kế với lộ trình triển khai cụ thể trong giai đoạn 2016-2020 nhằm quản lý bền vững 1.190,9 ha đất lâm nghiệp địa phương.

Chính quyền địa phương và các cơ quan quản lý lâm nghiệp cần sớm tích hợp bộ dữ liệu thực địa này vào kế hoạch hành động đa dạng sinh học cấp huyện, đồng thời đẩy mạnh liên kết giữa nghiên cứu khoa học với công tác giao khoán bảo vệ rừng tại cộng đồng.