Tổng quan nghiên cứu

Lớp côn trùng chiếm hơn một nửa tổng số sinh vật sống đã biết với hơn 1 triệu loài đã được mô tả và ước tính thực tế có thể lên đến 30 triệu loài. Trong đó, bộ Cánh cứng (Coleoptera) là bộ có mức độ đa dạng cao nhất, chiếm tới 40% tổng số loài côn trùng trên hành tinh. Tại Việt Nam, Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt thuộc tỉnh Nghệ An có tổng diện tích tự nhiên 90.741 ha, trong đó diện tích rừng quản lý trực tiếp đạt 85.761,43 ha, nằm trong vùng lõi của Khu dự trữ sinh quyển miền Tây Nghệ An được UNESCO công nhận năm 2007. Mặc dù sở hữu hệ sinh thái rừng nhiệt đới gió mùa phong phú, các nghiên cứu chuyên sâu về nhóm côn trùng cánh cứng tại đây trước năm 2018 gần như chưa được thực hiện bài bản.

Nghiên cứu được triển khai từ tháng 8 năm 2018 đến tháng 5 năm 2019 nhằm giải quyết khoảng trống dữ liệu sinh học tại khu vực. Mục tiêu cụ thể là xác định thành phần loài, cấu trúc phân loại, đặc tính hình thái, tập tính sinh thái và sự phân bố theo các dạng sinh cảnh của bộ Cánh cứng. Đồng thời, đề tài đánh giá vai trò sinh thái hai mặt của nhóm côn trùng này để đề xuất các giải pháp quản lý, bảo tồn bền vững tài nguyên rừng. Kết quả nghiên cứu là căn cứ khoa học quan trọng giúp nâng cao hiệu quả quản trị 34.589,89 ha rừng đặc dụng và 51.171,54 ha rừng phòng hộ, hỗ trợ cân bằng mạng lưới sinh thái tự nhiên tại địa bàn 9 xã vùng đệm huyện Quế Phong.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết sinh thái học côn trùng rừng và nguyên lý động thái đa dạng sinh học trong hệ sinh thái nhiệt đới. Quy luật sinh thái nhiệt độ Bakhmentiev được áp dụng để phân tích hoạt động sống của côn trùng biến nhiệt, chỉ ra rằng côn trùng cánh cứng hoạt động tích cực trong ngưỡng nhiệt 10 đến 40 độ C và đạt điều kiện sinh trưởng tối ưu ở mức 20 đến 28 độ C. Mô hình phân tầng sinh thái rừng tự nhiên cũng được vận dụng để làm rõ mối quan hệ giữa độ ẩm bình quân 84%, lượng mưa trung bình 1.750 mm và cấu trúc thảm mục với sự thích nghi của các nhóm côn trùng.

Khung lý thuyết của luận văn tập trung vào 4 khái niệm trung tâm:

  • Bộ Cánh cứng (Coleoptera): Nhóm côn trùng có cánh trước hóa sừng bảo vệ cánh màng và cơ thể, đóng vai trò then chốt trong chu trình phân hủy vật chất hữu cơ.
  • Tần suất bắt gặp (Pi%): Tỷ lệ phần trăm số điểm điều tra ghi nhận sự xuất hiện của một loài so với tổng số điểm khảo sát.
  • Sinh cảnh sống: Không gian sinh thái cụ thể nơi loài tìm kiếm thức ăn, trú ẩn và sinh sản.
  • Thiên địch: Nhóm sinh vật có ích đóng vai trò khống chế mật độ quần thể của các loài sâu hại lá và mầm non trong rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập thông qua quá trình điều tra thực địa kết hợp xử lý mẫu vật trong phòng thí nghiệm. Hệ thống điều tra thực địa được bố trí trên 4 tuyến điển hình tại 4 xã đại diện gồm Thông Thụ, Tiền Phong, Nậm Giải và Đồng Văn với tổng chiều dài khảo sát hơn 27 km. Phương pháp chọn mẫu điển hình có chủ đích được áp dụng để bao quát 7 dạng sinh cảnh chính, từ rừng tự nhiên phục hồi đến đất nông nghiệp và nương rẫy.

Quy mô mẫu điều tra gồm 12 ô tiêu chuẩn có kích thước 1.000 m2 (40 m x 25 m) và 7 điểm đặt bẫy đèn đêm. Tại mỗi ô tiêu chuẩn, người nghiên cứu thiết lập 5 mốc phân bố (1 mốc trung tâm và 4 mốc theo 4 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc) để chọn ngẫu nhiên 10 cây tiêu chuẩn điều tra tán lá và thân cây. Các phương pháp thu thập mẫu chuyên biệt bao gồm:

  • Điều tra cây đứng: Khảo sát 5 cành trên mỗi cây tiêu chuẩn để bắt côn trùng ăn lá và đục cành.
  • Vợt bắt thủ công: Thu thập các loài hoạt động ban ngày, bay nhanh trên tầng thảm tươi và cây bụi.
  • Bẫy đèn: Sử dụng bóng sợi đốt 100W và bóng neon màu thắp sáng từ 19h đến 23h tại 7 điểm trạm để khai thác tính xu quang dương của các loài bọ hung, đom đóm và bổ củi.

Các mẫu vật sau khi thu thập được cố định bằng dung dịch cồn 90 độ, chế tác thành tiêu bản cắm kim theo tiêu chuẩn bảo tàng học lâm nghiệp và giám định hình thái dưới kính hiển vi quang học tại Trường Đại học Lâm nghiệp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra đã xác định được 51 loài côn trùng bộ Cánh cứng thuộc 42 giống và 15 họ khác nhau tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt. Thành phần loài có sự phân hóa rõ rệt giữa các đơn vị phân loại:

  • Họ Bọ hung (Scarabaeidae) chiếm ưu thế lớn nhất với 15 loài (chiếm 29,41% tổng số loài) và 13 giống (chiếm 25,00% tổng số giống), tiêu biểu là các loài Kiến vương hai sừng, Bọ hung nâu lớn và Cánh cam xanh.
  • Họ Xén tóc (Cerambycidae) xếp thứ hai với 8 loài (chiếm 15,69% tổng số loài) và 7 giống, bao gồm các loài đục thân nguy hiểm như Batocera rubus và Paraphrus granulosus.
  • Họ Vòi voi (Curculionidae) ghi nhận 5 loài (chiếm 9,80%), họ Ánh kim (Chrysomelidae) có 4 loài (chiếm 7,84%), trong khi các họ như Đom đóm, Chân chạy, Hổ trùng chỉ ghi nhận 1 loài duy nhất cho mỗi họ (chiếm 1,96%).

Về tần suất bắt gặp, nghiên cứu chỉ ra có 44 loài thuộc nhóm ngẫu nhiên gặp (chỉ số Pi dưới 25%, chiếm 86,27% tổng số loài) và 7 loài thuộc nhóm ít gặp (chỉ số Pi từ 25% đến 50%, chiếm 13,73%). Không ghi nhận loài nào thuộc nhóm thường gặp (Pi trên 50%), cho thấy mật độ cá thể phân tán tự nhiên và chịu ảnh hưởng của tính mùa vụ.

Về phân bố không gian, sinh cảnh rừng phục hồi sau khai thác có độ phong phú cao nhất với 36 loài (chiếm 70,59%), bẫy đèn thu được 28 loài (chiếm 54,90%), rừng phục hồi sau nương rẫy đạt 20 loài (chiếm 39,22%). Ngược lại, các sinh cảnh chịu tác động mạnh của con người như rừng trồng keo và đất canh tác nông nghiệp chỉ ghi nhận lần lượt 3 loài (chiếm 5,88%) và 1 loài (chiếm 1,96%).

Thảo luận kết quả

Sự chênh lệch về độ phong phú loài giữa các sinh cảnh phản ánh trực tiếp chất lượng thảm thực vật và độ che phủ rừng. Sinh cảnh rừng phục hồi sau khai thác duy trì được tầng tán đa dạng, thảm mục dày và độ ẩm đất ổn định, cung cấp nguồn thức ăn dồi dào từ thân gỗ mục cho sâu non họ Xén tóc và chất hữu cơ cho ấu trùng họ Bọ hung. Ngược lại, rừng trồng keo thuần loài có kết cấu tầng đơn điệu, độ chua của đất cao và lượng thảm mục nghèo nàn, dẫn đến số lượng loài cánh cứng giảm tới hơn 90% so với rừng tự nhiên.

Kết quả này có sự tương đồng với các nghiên cứu sinh thái tại Vườn Quốc gia Bạch Mã (nơi ghi nhận 178 loài cánh cứng) và Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông (ghi nhận 36 loài), khẳng định tính quy luật về sự suy giảm đa dạng côn trùng tại các sinh cảnh nhân tạo. Về mặt trình bày trực quan, dữ liệu đa dạng họ có thể được biểu diễn qua biểu đồ hình quạt để làm nổi bật tỷ trọng 29,41% của họ Bọ hung, kết hợp cùng bảng thống kê đối chiếu tần suất Pi% và biểu đồ cột ghép thể hiện số lượng loài phân bố qua 7 sinh cảnh khảo sát.

Về vai trò sinh thái, nhóm côn trùng có ích như bọ rùa (chiếm gần 6% số loài) đóng vai trò thiên địch khống chế rệp cây, bọ hung hỗ trợ đào xới cải tạo độ xốp cho đất. Nhóm gây hại lá và đục thân tuy chiếm số lượng loài đáng kể nhưng hiện tại mật độ quần thể vẫn duy trì ở ngưỡng cân bằng sinh thái, chưa phát triển thành dịch hại lâm nghiệp nghiêm trọng.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn tính đa dạng sinh học và phát huy vai trò sinh thái của côn trùng bộ Cánh cứng, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp cụ thể:

  1. Thiết lập mạng lưới giám sát định kỳ đa dạng sinh học côn trùng: Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt cần chủ trì duy trì chế độ điều tra 2 đợt mỗi năm tại 12 ô tiêu chuẩn cố định. Mục tiêu là theo dõi biến động số lượng của 51 loài đã ghi nhận và phát hiện sớm nguy cơ bùng phát của các loài đục thân họ Xén tóc trong giai đoạn 2020 đến 2025.
  2. Tăng cường tuần tra và bảo vệ nghiêm ngặt diện tích rừng tự nhiên: Hạt Kiểm lâm Pù Hoạt phối hợp với các trạm bảo vệ rừng Thông Thụ, Tiền Phong, Nậm Giải đẩy mạnh tuần tra, phấn đấu giảm thiểu 80% tình trạng chặt phá gỗ và cháy rừng tại 34.589,89 ha rừng đặc dụng, giữ nguyên vẹn thảm mục tự nhiên cho các loài bọ hung và bọ chân chạy cư trú.
  3. Ứng dụng quản lý dịch hại tổng hợp bằng biện pháp sinh học: Phòng Kỹ thuật của khu bảo tồn cần chuyển giao kỹ thuật bảo vệ các loài bọ rùa ăn rệp cho các hộ nhận khoán rừng, đặt mục tiêu giảm 60% việc lạm dụng hóa chất bảo vệ thực vật tại các nương rẫy vùng đệm trước năm 2024.
  4. Triển khai chương trình truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng: Ủy ban nhân dân 9 xã vùng đệm cùng Ban quản lý khu bảo tồn tổ chức tối thiểu 15 lớp tập huấn hàng năm cho hơn 2.000 hộ dân bản địa về vai trò cải tạo đất của côn trùng rừng và kỹ năng phòng cháy chữa cháy rừng bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ quản lý tại các Ban quản lý rừng đặc dụng và phòng hộ: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực địa gồm 51 loài côn trùng để tích hợp vào phương án quản lý rừng bền vững giai đoạn 5 năm và 10 năm.
  • Giảng viên và nhà nghiên cứu chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học: Sử dụng số liệu về cấu trúc họ và chỉ số bắt gặp Pi% làm tài liệu tham khảo cho các bài giảng về bảo vệ thực vật rừng và côn trùng học ứng dụng.
  • Học viên cao học và sinh viên ngành Sinh thái học, Bảo tồn đa dạng sinh học: Tham khảo khung phương pháp luận về thiết lập ô tiêu chuẩn 1.000 m2, kỹ thuật đặt bẫy đèn đêm và quy trình chế tác tiêu bản côn trùng cắm kim chuẩn quy cách.
  • Cán bộ khuyến nông, khuyến lâm tại các huyện miền núi: Ứng dụng các dẫn liệu về vai trò thiên địch của họ Bọ rùa và bọ chân chạy để xây dựng mô hình nông lâm kết hợp sinh thái, hạn chế sâu bệnh cho cây lâm nghiệp vùng đệm.

Câu hỏi thường gặp

  • Luận văn ghi nhận bao nhiêu loài côn trùng cánh cứng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt? Nghiên cứu đã phát hiện và phân loại được 51 loài côn trùng thuộc 42 giống và 15 họ khác nhau, trong đó họ Bọ hung (Scarabaeidae) chiếm ưu thế cao nhất với 15 loài, tương đương 29,41% tổng số loài.

  • Phương pháp bẫy đèn ban đêm đạt hiệu quả thu mẫu như thế nào? Phương pháp bẫy đèn sử dụng bóng 100W và neon từ 19h đến 23h tại 7 điểm đã thu thập được 28 loài (chiếm 54,90% tổng số loài), đặc biệt hiệu quả với các loài có tính xu quang dương mạnh như bọ hung, bổ củi và đom đóm.

  • Tại sao rừng phục hồi sau khai thác lại có độ đa dạng côn trùng cao nhất? Sinh cảnh này ghi nhận 36 loài (chiếm 70,59%) nhờ cấu trúc tán cây nhiều tầng, độ ẩm không khí 84% và lớp thảm mục hữu cơ dồi dào, cung cấp nguồn dinh dưỡng phong phú cho ấu trùng ăn gỗ mục và rễ cây.

  • Các loài côn trùng cánh cứng tại Pù Hoạt hiện có gây hại rừng nghiêm trọng không? Mặc dù có một số loài sâu đục thân họ Cerambycidae và ăn lá họ Scarabaeidae, nhưng 86,27% số loài thuộc diện bắt gặp ngẫu nhiên, mật độ quần thể ở mức cân bằng tự nhiên nên chưa gây nguy cơ dịch hại.

  • Nghiên cứu đề xuất những giải pháp trọng tâm nào để bảo tồn côn trùng? Luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp: duy trì giám sát tại 12 ô tiêu chuẩn định kỳ 2 đợt mỗi năm, bảo vệ 34.589,89 ha rừng đặc dụng, ứng dụng thiên địch kiểm soát sinh học và tập huấn cho hơn 2.000 hộ dân vùng đệm.

Kết luận

  • Đề tài đã xây dựng danh lục hoàn chỉnh gồm 51 loài côn trùng bộ Cánh cứng thuộc 42 giống và 15 họ tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt.
  • Họ Bọ hung và họ Xén tóc là hai họ chiếm ưu thế tuyệt đối, chiếm lần lượt 29,41% và 15,69% tổng số loài khảo sát.
  • Phân tích sinh cảnh chỉ ra rừng phục hồi sau khai thác có độ phong phú cao nhất với 36 loài, trong khi rừng trồng keo chỉ ghi nhận 3 loài.
  • Cấu trúc độ bắt gặp phản ánh tính chất ổn định tự nhiên với 44 loài ngẫu nhiên gặp và 7 loài ít gặp, không có loài phát triển thành dịch hại.
  • Đã xây dựng 4 nhóm giải pháp khả thi gắn liền giữa bảo vệ rừng đặc dụng và nâng cao sinh kế cho cộng đồng 9 xã vùng đệm.

Công trình là đóng góp học thuật quan trọng cho chuyên ngành Quản lý Tài nguyên Rừng tại Việt Nam. Kế hoạch tiếp theo giai đoạn 2025 đến 2030 cần tiếp tục mở rộng tuyến điều tra lên đai cao trên 1.500 m và ứng dụng công nghệ giám sát sinh học tự động. Các đơn vị lâm nghiệp và nhà khoa học quan tâm có thể ứng dụng ngay bộ dữ liệu và quy trình điều tra này vào công tác quản trị tài nguyên rừng tại địa phương.