Tổng quan nghiên cứu

Khu vực đề xuất Khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu - Khe Nước Trong tại huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình sở hữu tổng diện tích quy hoạch 22.128,06 ha, bao gồm 13.674,96 ha thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, 8.437,8 ha thuộc phân khu phục hồi sinh thái và 15,30 ha thuộc phân khu hành chính dịch vụ. Nơi đây lưu giữ gần 14.000 ha rừng kín thường xanh vùng núi đất thấp đặc trưng của dải Trung Trường Sơn, tạo nên môi trường sống lý tưởng cho 1.030 loài thực vật bậc cao có mạch và 357 loài động vật có xương sống trên cạn. Dù bộ Cánh cứng (Coleoptera) chiếm khoảng 40% tổng số loài của lớp Côn trùng trên toàn cầu và đóng vai trò mắt xích trọng yếu trong chuỗi chuyển hóa vật chất rừng nhiệt đới, các công trình nghiên cứu hệ thống về nhóm sinh vật này tại khu vực hầu như chưa từng được thực hiện trước năm 2019.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng của học viên Phan Văn Chức được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống dữ liệu khoa học này. Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc xác định thành phần loài, đặc điểm phân bố, phân tích vai trò sinh thái và mô tả đặc điểm hình thái của một số đại diện Cánh cứng tiêu biểu, từ đó xây dựng hệ thống giải pháp quản lý bền vững tài nguyên côn trùng.

Phạm vi không gian của đề tài bao quát các trạng thái rừng trọng điểm tại xã Kim Thủy, huyện Lệ Thủy, với thời gian điều tra thực địa liên tục từ tháng 6 năm 2019 đến tháng 11 năm 2019. Kết quả nghiên cứu không chỉ bổ sung cơ sở dữ liệu sinh học đầu tiên cho khu vực mà còn phục vụ trực tiếp cho đề án chuyển đổi khu bảo vệ thành Khu Dự trữ thiên nhiên cấp quốc gia, đóng góp thiết thực vào việc bảo vệ 51 loài thực vật và 40 loài động vật quý hiếm nằm trong Sách Đỏ Việt Nam cũng như Nghị định 06/2019/NĐ-CP.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết đa dạng sinh thái học của Whittaker thiết lập năm 1972, phân tách đa dạng sinh học thành ba cấp độ gồm đa dạng alpha (đánh giá trong nội bộ quần xã), đa dạng beta (đo lường sự thay đổi thành phần loài giữa các sinh cảnh) và đa dạng gamma (đo lường mức độ phong phú loài trên toàn bộ cảnh quan địa lý). Khung lý thuyết này kết hợp chặt chẽ với hệ thống phân loại học bộ Cánh cứng (Coleoptera) hiện đại theo Bouchard và Slipinski, phân chia hơn 380.000 loài Cánh cứng đã công bố trên thế giới thành 5 phân bộ chính, trong đó phân bộ Đa thực (Polyphaga) giữ vai trò chủ đạo với 7 phân nhóm tiến hóa.

Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp lý thuyết sinh thái chức năng côn trùng nhằm xác định vai trò của bộ Cánh cứng trong việc mùn hóa tàn dư thực vật, đào xới đất giữ ẩm và điều hòa quần thể sâu hại rừng. Khung pháp lý và tiêu chuẩn đánh giá bảo tồn của luận văn dựa trên Luật Đa dạng sinh học 2008, các tiêu chí phân hạng bảo tồn của Sách Đỏ Việt Nam 2007, Danh lục Đỏ Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) và Nghị định 06/2019/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý thực vật, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu ngoại nghiệp được thu thập thông qua phương pháp điều tra theo tuyến và lập ô tiêu chuẩn định vị bằng GPS. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 21 điểm điều tra (mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 1.000 m2) được bố trí khoa học trên 3 tuyến khảo sát có tổng chiều dài 11,9 km, đại diện cho 6 dạng sinh cảnh chính:

  • Tuyến 1: Dài 2,5 km dọc Cầu Khỉ đi Khe Nước Trong, cao độ trung bình 183 m, bố trí 5 điểm điều tra tại sinh cảnh cây gỗ đổ và ven khe suối.
  • Tuyến 2: Dài 4,7 km từ Trạm bảo vệ rừng số 3 đến tiểu khu 534, cao độ trung bình 375 m, bố trí 8 điểm điều tra qua sinh cảnh trảng cỏ, cây bụi, rừng tre nứa và rừng phục hồi núi đất.
  • Tuyến 3: Dài 4,7 km từ tiểu khu 520 đến tiểu khu 529, cao độ trung bình 556,5 m, bố trí 8 điểm điều tra qua sinh cảnh rừng tự nhiên núi đất và rừng hỗn giao núi đá vôi.

Kỹ thuật thu mẫu được chuẩn hóa theo từng tầng sinh thái: điều tra tầng tán cây đứng trên 10 cây tiêu chuẩn mỗi điểm (khảo sát 5 cành mỗi cây); điều tra thân gỗ mục; bẫy đèn sử dụng bóng công suất 75W thắp sáng từ 19h00 đến 23h00; bẫy hố mồi cám rang đặt miệng nhô cao 1 cm; đào 21 ô dạng bản diện tích 1 m2 bóc tách từng lớp đất dày 10 cm; và sử dụng vợt chuyên dụng đường kính 30 cm. Mẫu côn trùng thu được bảo quản trong cồn 90 độ, xử lý cắm kim định hình tiêu bản và chuyển về giám định hình thái tại Bộ môn Bảo vệ thực vật thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp. Mức độ bắt gặp của từng loài được lượng hóa qua công thức xác suất P% trên tổng số 21 điểm điều tra, phân loại thành ba nhóm: thường gặp (P% lớn hơn 50%), ít gặp (P% từ 25% đến 50%) và ngẫu nhiên (P% nhỏ hơn 25%).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận sự hiện diện phong phú của bộ Cánh cứng tại Động Châu - Khe Nước Trong, tập trung ở các họ chủ chốt như họ Bọ hung (Scarabaeidae), họ Xén tóc (Cerambycidae), họ Bọ lá (Chrysomelidae), họ Vòi voi (Curculionidae), họ Bổ củi giả (Buprestidae) và họ Kẹp kìm (Lucanidae). Sự phân bố của các loài có mối tương quan chặt chẽ với cấu trúc thảm thực vật và độ cao địa hình:

  • Mức độ bắt gặp: Số loài thuộc nhóm thường gặp chiếm khoảng 28% tổng thành phần thu thập, phân bố rộng tại các sinh cảnh ẩm ướt ven suối và rừng phục hồi. Nhóm ít gặp chiếm khoảng 45%, trong khi nhóm ngẫu nhiên gặp chiếm khoảng 27%, phần lớn là các loài có kích thước cơ thể lớn hoặc hoạt động chuyên biệt về đêm.
  • Đặc tính hình thái các loài tiêu biểu: Luận văn đã giám định và mô tả chi tiết hình thái của 6 loài đại diện có giá trị sinh học cao: Bọ cánh cam (Anomala cupripes), Kiến vương 2 sừng (Xylotrupes gideon), Bọ hung 3 sừng (Chalcosoma atlas), Xén tóc gỗ khô (Stromatium longicorne), Vòi voi chân dài (Cyrtotrachelus longimanus) và Bổ củi ánh kim (Chrysochroa buqueti rugicollis).
  • Phân bố theo sinh cảnh: Dạng sinh cảnh rừng tự nhiên núi đất và ven khe suối ghi nhận số lượng loài vượt trội, chiếm hơn 60% tổng số cá thể thu bắt, trong khi sinh cảnh rừng hỗn giao núi đá vôi ở độ cao trên 700 m có thành phần loài giảm xuống rõ rệt, chỉ chiếm khoảng 15%.

Thảo luận kết quả

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu tại khu vực lân cận như Vườn quốc gia Bạch Mã (178 loài Cánh cứng thuộc 17 họ) hay Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Nha (129 loài Cánh cứng thuộc 11 họ), thành phần loài Cánh cứng tại Động Châu - Khe Nước Trong thể hiện tính đa dạng cao và mang nét đặc trưng của vùng sinh thái chuyển tiếp Bắc Trường Sơn. Họ Bọ hung (Scarabaeidae) và họ Xén tóc (Cerambycidae) chiếm ưu thế tuyệt đối về mật độ cá thể nhờ thảm mục rừng dày và nguồn sinh khối gỗ mục dồi dào. Khí hậu nhiệt đới gió mùa có lượng mưa trung bình năm đạt 2.079 mm kết hợp nhiệt độ bình quân 24,5°C tạo điều kiện lý tưởng cho ấu trùng cánh cứng đất và gỗ phát triển.

Dữ liệu nghiên cứu được đề xuất trực quan hóa thông qua biểu đồ tròn phản ánh tỷ lệ nhóm chức năng sinh thái (khoảng 52% nhóm ăn thực vật và mùn bã, 31% nhóm ăn thịt/thiên địch, 17% nhóm thụ phấn và phân hủy đặc thù) cùng bảng tổng hợp phân bố tần suất P% theo 6 dạng sinh cảnh. Đáng chú ý, các loài ăn lá và đục thân gỗ tuy có khả năng gây hại tiềm ẩn cho lâm sản nhưng lại là nguồn thức ăn chính cho 214 loài chim và 76 loài thú trong khu vực, khẳng định vai trò cân bằng sinh thái không thể thay thế của khu hệ côn trùng bản địa.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phát hiện thực địa, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể nhằm quản lý và bảo tồn tài nguyên côn trùng Cánh cứng tại khu vực:

  1. Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ: Ban quản lý rừng cần duy trì điều tra giám sát 6 tháng/lần tại 21 điểm ô tiêu chuẩn cố định, ưu tiên theo dõi biến động số lượng của các loài chỉ thị như Chalcosoma atlasChrysochroa buqueti rugicollis trong phạm vi 13.674,96 ha phân khu bảo vệ nghiêm ngặt.
  2. Ứng dụng quản lý dịch hại tổng hợp (IPM): Thay thế hoàn toàn việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật bằng bẫy đèn sinh học 75W và bẫy bả pheromone tại các diện tích rừng trồng ven vùng đệm, bảo vệ 100% các loài bọ rùa và bọ cánh cứng ăn thịt có ích.
  3. Tăng cường sinh kế và nâng cao nhận thức cộng đồng: Xây dựng các chương trình truyền thông môi trường cho người dân tại xã Kim Thủy và xã Lâm Thủy, nơi đồng bào Vân Kiều chiếm 73,6% số hộ; ngăn chặn triệt để hành vi săn bắt bọ cánh cứng cảnh và khai thác gỗ mục trái phép, hướng tới giảm thiểu ít nhất 40% các tác động tiêu cực từ con người.
  4. Hoàn thiện thể chế quản lý rừng đặc dụng: Chi cục Kiểm lâm Quảng Bình cần phối hợp chặt chẽ với 5 trạm bảo vệ rừng cơ sở, hoàn thiện quy chế phối hợp tuần tra liên ngành trong giai đoạn 2020-2025, tích hợp cơ sở dữ liệu côn trùng vào đề án quản lý bảo tồn đa dạng sinh học tổng thể.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban quản lý các Khu bảo tồn thiên nhiên và Vườn quốc gia: Cung cấp tài liệu tham chiếu về phương pháp lập tuyến điều tra sinh học, quy trình đặt bẫy và giải pháp khoanh vùng bảo vệ các loài côn trùng bản địa quý hiếm.
  • Cán bộ Chi cục Kiểm lâm và cơ quan quản lý môi trường: Cung cấp cơ sở khoa học và số liệu thực địa hỗ trợ công tác quy hoạch phân khu chức năng, quản lý dịch hại lâm nghiệp và thực thi Nghị định 06/2019/NĐ-CP.
  • Nghiên cứu viên và giảng viên ngành Lâm nghiệp - Sinh học: Cung cấp nguồn tư liệu học thuật giá trị về phân loại học Côn trùng, sinh thái học quần xã và chỉ số đa dạng loài tại khu vực Bắc Trung Bộ.
  • Học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp khung phương pháp luận mẫu mực về xử lý số liệu điều tra côn trùng, kỹ thuật làm tiêu bản cắm kim và phương pháp viết báo cáo khoa học đạt chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

Đề tài áp dụng phương pháp nào để thu thập mẫu cánh cứng tầng đất và thảm mục đạt độ chính xác cao?
Nghiên cứu kết hợp đào 21 ô dạng bản diện tích 1 m2 bóc tách đất sâu từng lớp 10 cm với việc đặt bẫy hố dùng mồi cám rang thơm. Miệng bẫy được thiết kế nhô cao 1 cm nhằm ngăn nước mưa chảy tràn, giúp thu thập trọn vẹn các loài bọ hung và bổ củi ẩn nấp dưới mặt đất.

Khu vực Động Châu - Khe Nước Trong có vai trò sinh thái thế nào đối với bộ Cánh cứng?
Với gần 14.000 ha rừng thường xanh nguyên sinh và lượng mưa 2.079 mm/năm, khu vực cung cấp thảm mục phong phú và nguồn thức ăn dồi dào. Sinh cảnh ẩm ướt này giúp duy trì sự sống cho hàng trăm loài cánh cứng phân giải hữu cơ, đóng vai trò nền tảng cho mạng lưới thức ăn của 357 loài động vật có xương sống.

Tiêu chí phân loại tần suất bắt gặp các loài Cánh cứng trong nghiên cứu được tính toán ra sao?
Tần suất bắt gặp P% được tính bằng tỷ lệ số điểm điều tra xuất hiện loài chia cho tổng số 21 điểm khảo sát nhân với 100. Tỷ lệ P% lớn hơn 50% là loài thường gặp, từ 25% đến 50% là loài ít gặp, và dưới 25% là nhóm xuất hiện ngẫu nhiên.

Các loài cánh cứng đục gỗ có nguy cơ làm suy thoái tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu không?
Một số loài xén tóc như Stromatium longicorne có hoạt tính ăn gỗ khô nhưng mật độ hiện tại vẫn nằm trong ngưỡng cân bằng sinh thái tự nhiên. Quần thể thiên địch đa dạng gồm bọ cánh cứng ăn thịt và chim rừng giúp kiểm soát số lượng sâu đục thân mà không cần can thiệp hóa chất.

Làm thế nào để kết hợp bảo tồn đa dạng côn trùng với phát triển sinh kế cho cộng đồng địa phương?
Luận văn khuyến nghị thu hút đồng bào dân tộc Vân Kiều (chiếm 78,9% dân số vùng đệm) tham gia vào các tổ tuần tra bảo vệ rừng có chi trả dịch vụ môi trường rừng, kết hợp phát triển du lịch sinh thái khám phá thiên nhiên thay vì săn bắt côn trùng thương mại.

Kết luận

  • Thiết lập danh lục khoa học đầu tiên: Cung cấp bộ dữ liệu hoàn chỉnh về thành phần loài, hình thái và đặc tính sinh thái của bộ Cánh cứng tại khu vực đề xuất Khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu - Khe Nước Trong.
  • Lượng hóa mối quan hệ sinh cảnh: Chứng minh sinh cảnh rừng tự nhiên núi đất thấp dưới 500 m sở hữu độ đa dạng cánh cứng cao nhất, chiếm hơn 60% tổng lượng cá thể ghi nhận tại 21 điểm điều tra.
  • Định hình hệ thống giải pháp thực tiễn: Đề xuất 4 nhóm giải pháp quản lý dịch hại kết hợp bảo tồn thiên địch, áp dụng công nghệ sinh học và gắn kết sinh kế cộng đồng địa phương.
  • Lộ trình hành động giai đoạn 2020-2025: Khuyến nghị các cơ quan kiểm lâm và Ban quản lý rừng triển khai ngay quy chế giám sát định kỳ 6 tháng/lần trên 13.674,96 ha phân khu bảo vệ nghiêm ngặt.
  • Kêu gọi phối hợp đa ngành: Các nhà khoa học, cơ quan quản lý và tổ chức quốc tế cần tiếp tục đầu tư nguồn lực nghiên cứu sâu rộng, biến Động Châu - Khe Nước Trong thành trung tâm bảo tồn đa dạng sinh học tiêu biểu của khu vực Trung Trường Sơn.