Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Vân Long được thành lập chính thức theo Quyết định số 2888/QĐ-UB ngày 18/12/2001 của Ủy ban nhân dân tỉnh Ninh Bình với tổng diện tích tự nhiên đạt 2.736 ha. Đây là vùng đất ngập nước nội địa lớn nhất khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, sở hữu giá trị sinh thái đặc biệt khi kết hợp hài hòa giữa hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi ngập nước (karst) và thủy vực đầm lầy tự nhiên. Khu vực này còn là sinh cảnh sống quan trọng của quần thể Voọc mông trắng (Trachypthecus delacouri) – loài linh trưởng đặc hữu của Việt Nam nằm trong danh sách 25 loài có nguy cơ tuyệt chủng cao nhất toàn cầu.

Tuy nhiên, áp lực nhân sinh từ 412 hộ gia đình với 2.504 nhân khẩu sinh sống bên trong vùng lõi cùng cộng đồng dân tộc tại 7 xã vùng đệm thuộc huyện Gia Viễn đã tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên. Tình trạng khai thác gỗ, chăn thả gia súc tự do và mở rộng canh tác nông nghiệp khiến thảm rừng tự nhiên trên núi đá vôi bị suy thoái nghiêm trọng, nhiều vách núi chỉ còn lại thảm cây bụi thứ sinh và đá trọc nghèo kiệt dinh dưỡng.

Nghiên cứu được triển khai nhằm mục tiêu xác lập cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện về hệ thực vật và thảm thực vật tại Vân Long. Phạm vi thực địa được thực hiện tập trung trong năm 2014, trải rộng trên toàn bộ 2.736 ha thuộc địa bàn 7 xã ven khu bảo tồn. Luận văn đã ghi nhận thành công 746 loài thực vật bậc cao có mạch, xác định 105 loài thực vật thủy sinh đặc trưng, đồng thời phân tích chi tiết phổ dạng sống và nguồn gốc địa lý thực vật. Kết quả này cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp cho các nhà quản lý trong việc hoạch định chính sách bảo tồn nội vi, khoanh nuôi phục hồi 1.934 ha đất có rừng và phát triển du lịch sinh thái bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết sinh thái học quần xã và thực vật học chuyên sâu. Khung phân loại phổ dạng sống của Christen Christensen Raunkiær (năm 1934) kết hợp các hiệu chỉnh cho rừng nhiệt đới của giáo sư Thái Văn Trừng được sử dụng làm nền tảng định lượng cấu trúc thích nghi của hệ thực vật trước các biến đổi môi trường. Về phương diện địa lý thực vật, tác giả ứng dụng nguyên tắc phân tích yếu tố phát sinh chủng loại của Pócs Tamás và thang phân loại hệ thực vật Việt Nam của các nhà thực vật học trong nước nhằm xác định các luồng di cư thực vật và mức độ đặc hữu bản địa.

Nghiên cứu làm rõ 4 khái niệm trung tâm:

  1. Hệ thực vật (Flora): Toàn bộ thành phần loài, chi, họ thực vật cùng phân bố trong một không gian địa lý cụ thể tại một thời kỳ lịch sử xác định.
  2. Thảm thực vật (Vegetation): Tập hợp không gian của các quần xã thực vật cấu thành nên lớp phủ sinh thái trên bề mặt địa hình.
  3. Đất ngập nước (Wetlands): Vùng đầm lầy, than bùn hoặc thủy vực tự nhiên/nhân tạo theo định nghĩa chuẩn của Công ước Ramsar năm 1971.
  4. Bảo tồn nội vi (In-situ) và Bảo tồn ngoại vi (Ex-situ): Hai phương thức bảo tồn nguồn gen trực tiếp tại sinh cảnh tự nhiên hoặc di dời sang các vườn thực vật chuyên khảo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập từ 2 đợt điều tra thực địa quy mô vào tháng 6/2014 và tháng 9/2014, bao quát toàn bộ các dạng sinh cảnh núi đá, thung lũng karst và vùng trũng ngập nước quanh năm. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hàng trăm mẫu tiêu bản thực vật bậc cao có mạch được thu thập theo phương pháp lập tuyến điều tra sinh thái chuẩn của Nguyễn Nghĩa Thìn. Phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp thu mẫu ngẫu nhiên dọc theo các tuyến địa hình có sự hỗ trợ của thiết bị định vị vệ tinh GPS và bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, đảm bảo thu đầy đủ cả cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản của cây. Mẫu thực vật sau khi cắt được xử lý cố định sơ bộ bằng cồn 70 độ ngay tại thực địa trước khi đưa về phòng thí nghiệm.

Tại phòng thí nghiệm, phương pháp hình thái học so sánh được lựa chọn làm phương pháp phân tích chủ đạo. Tác giả đối chiếu trực tiếp các cấu trúc hoa, quả, lá dưới kính lúp với các bộ mẫu chuẩn tại phòng tiêu bản thực vật và tra cứu hệ thống khóa phân loại uy tín như bộ sách Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ, Thực vật chí Đông Dương của H. Lecomte và Tài nguyên cây gỗ Việt Nam của Trần Hợp. Lý do lựa chọn phương pháp này là tính chuẩn xác cao trong định danh taxon bậc loài và chi. Bên cạnh đó, luận văn ứng dụng quy trình 3 bước của Küchler (năm 1967) kết hợp phần mềm MapInfo 9.0 để giải đoán ảnh viễn thám và số hóa bản đồ thảm thực vật độ phân giải cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Hệ thực vật bậc cao có mạch tại Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Vân Long ghi nhận sự hiện diện của 746 loài, thuộc 458 chi và 161 họ thuộc 6 ngành thực vật bậc cao có mạch của Việt Nam:

+-------------------+---------+----------+----------+
| Ngành thực vật    | Số họ   | Số chi   | Số loài  |
+-------------------+---------+----------+----------+
| Psilotophyta      | 1       | 1        | 1        |
| Lycopodiophyta    | 3       | 5        | 7        |
| Equisetophyta     | 1       | 1        | 1        |
| Polypodiophyta    | 18      | 36       | 52       |
| Pinophyta         | 2       | 2        | 6        |
| Magnoliophyta     | 136     | 413      | 679      |
+-------------------+---------+----------+----------+
| Tổng cộng         | 161     | 458      | 746      |
+-------------------+---------+----------+----------+

Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) chiếm ưu thế tuyệt đối với 679 loài (chiếm 91,02% tổng số loài), 413 chi (chiếm 90,62%) và 136 họ (chiếm 84,47%). Trong đó, lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) áp đảo với 545 loài (chiếm 80,27% ngành), gấp 4,07 lần so với lớp Hành (Liliopsida) chỉ có 134 loài (chiếm 19,73%). Hệ sinh thái thủy sinh ghi nhận 105 loài thực vật chuyên biệt cho vùng đất ngập nước, tương đương 14,07% tổng số loài toàn khu.

Phổ dạng sống của hệ thực vật Vân Long được xác lập theo công thức: SB = 51,08 Ph + 7,74 Cha + 17,80 He + 13,31 Cry + 10,06 The

Trong nhóm cây chồi trên (Phanerophytes - Ph) chiếm 51,08% (330 loài), nhóm cây chồi trên nhỏ (Microphanerophytes - R.Mi) chiếm tỷ lệ cao nhất với 118 loài (18,27%), theo sau là nhóm cây chồi trên trung bình (Mesophanerophytes - R.Meso) với 87 loài (13,47%) và dây leo (Liannes - Li) với 50 loài (7,74%). Các nhóm cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes - He) đạt 115 loài (17,80%) và cây chồi ẩn (Cryptophytes - Cry) đạt 86 loài (13,31%).

Về mặt địa lý thực vật, các loài thuộc yếu tố nhiệt đới châu Á chiếm ưu thế cao nhất với 144 loài (19,44%), yếu tố Đông Dương đạt 110 loài (14,75%), yếu tố Ấn Độ đạt 87 loài (11,66%), yếu tố đặc hữu Bắc Bộ đạt 57 loài (7,64%) và đặc hữu Việt Nam đạt 33 loài (4,42%).

Thảo luận kết quả

Khi đối chiếu với Vườn quốc gia Cúc Phương – khu vực rừng núi đá vôi lân cận có mức độ bảo tồn nguyên sinh tốt hơn với 1.807 loài và 835 chi – số loài tại Vân Long chỉ bằng khoảng 41,3% và số chi giảm gần 50%. Chỉ số loài trung bình trong một họ tại Vân Long đạt 4,63 loài/họ, hệ số họ đạt 2,85 chi/họ và hệ số chi đạt 1,63 loài/chi. Các chỉ số này thấp hơn đáng kể so với mức bình quân của hệ thực vật miền Bắc Việt Nam (6,9 loài/họ và 3,4 loài/chi).

Sự suy giảm tỷ trọng cây chồi trên (Ph) từ 57,78% ở Cúc Phương xuống 51,08% ở Vân Long, kết hợp với sự gia tăng mạnh mẽ của nhóm cây chồi nửa ẩn (17,80% so với 12,38%) và cây chồi ẩn (13,31% so với 8,37%), phản ánh rõ nét tình trạng thoái hóa sinh thái. Nguyên nhân xuất phát từ lịch sử khai thác gỗ quá mức trong quá khứ và việc chăn thả gia súc tự do làm suy thoái thảm phủ đỉnh núi, tạo điều kiện cho các loài cây bụi ưa sáng, cây thảo chịu dẫm đạp và cháy xâm nhập.

Để truyền tải trực quan các kết quả này trên báo cáo và các ấn phẩm khoa học, dữ liệu nên được hiển thị qua hai hình thức: biểu đồ cột chồng so sánh cơ cấu phân bố loài - chi - họ giữa các ngành thực vật; và biểu đồ tròn phân đoạn thể hiện tỷ lệ phần trăm các yếu tố địa lý thực vật cùng 5 nhóm phổ dạng sống cơ bản. Cách trực quan hóa này giúp làm nổi bật tức thì tỷ trọng 91,02% của ngành Ngọc lan và tỷ lệ 51,08% của nhóm cây chồi trên.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thiết lập và phân định ranh giới bảo vệ nghiêm ngặt: Ủy ban nhân dân tỉnh Ninh Bình phối hợp cùng Ban Quản lý Khu bảo tồn hoàn thành việc cắm mốc ranh giới bảo vệ tuyệt đối cho 2.736 ha diện tích, trong đó ưu tiên kiểm soát chặt chẽ 1.934 ha đất có rừng và 412 ha vùng đất ngập nước tự nhiên trong giai đoạn 2015–2018.
  2. Quy hoạch chuyển đổi sinh kế và giảm tải áp lực chăn thả: Ban Quản lý Khu bảo tồn và Ủy ban nhân dân huyện Gia Viễn triển khai chính sách giao khoán 2.046 ha đất lâm nghiệp cho 412 hộ dân vùng lõi gắn với quyền lợi bảo vệ rừng, đặt mục tiêu giảm 80% tình trạng chăn thả dê và gia súc tự do trên các sườn núi đá vôi trước năm 2020.
  3. Triển khai chương trình bảo tồn nội vi kết hợp nhân giống ngoại vi: Chi cục Kiểm lâm Ninh Bình cùng các viện nghiên cứu thực hiện kiểm kê định kỳ 2 năm một lần đối với 33 loài đặc hữu Việt Nam và các loài có tên trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007, đồng thời xây dựng vườn ươm giống cây bản địa để phục hồi các mảng rừng nghèo kiệt.
  4. Hiện đại hóa công tác giám sát thảm thực vật bằng viễn thám và GIS: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình cấp kinh phí định kỳ 12 tháng/lần để cập nhật biến động thảm thực vật dựa trên ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý MapInfo, hoàn thiện cơ sở dữ liệu số hóa tài nguyên thực vật trước năm 2017.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Môi trường, Sinh thái học: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp điều tra thực địa, phân tích hệ số họ/chi, phân loại phổ dạng sống Raunkiær và danh lục 746 loài thực vật bậc cao.
  2. Ban Quản lý các Khu bảo tồn thiên nhiên và Vườn quốc gia vùng núi đá: Vận dụng trực tiếp mô hình đánh giá suy thoái thảm thực vật qua tỷ lệ phổ dạng sống và kỹ thuật xây dựng bản đồ thảm thực vật bằng MapInfo để quản lý hệ sinh thái đất ngập nước karst.
  3. Cán bộ quản lý Nhà nước tại Chi cục Kiểm lâm và Sở Tài nguyên và Môi trường: Khai thác các số liệu định lượng về 2.736 ha diện tích tự nhiên và cơ cấu 6 ngành thực vật để xây dựng quy hoạch phân khu chức năng và chính sách giao khoán đất lâm nghiệp.
  4. Các tổ chức bảo tồn thiên nhiên trong nước và quốc tế: Sử dụng hệ thống dữ liệu sinh cảnh của 105 loài thực vật thủy sinh để thiết kế các dự án phục hồi môi trường sống liên kết cho quần thể linh trưởng Voọc mông trắng quý hiếm.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn đã ghi nhận bao nhiêu loài thực vật có mạch tại Khu bảo tồn Vân Long?
Luận văn đã thống kê chính xác 746 loài thuộc 458 chi và 161 họ, phân bố trong toàn bộ 6 ngành thực vật bậc cao có mạch của Việt Nam, trong đó ngành Ngọc lan chiếm ưu thế tuyệt đối với 679 loài (91,02%).

Đặc điểm nổi bật nhất của phổ dạng sống thực vật tại Vân Long là gì?
Phổ dạng sống có công thức SB = 51,08 Ph + 7,74 Cha + 17,80 He + 13,31 Cry + 10,06 The. Nhóm cây chồi trên chiếm 51,08%, nhưng ưu thế thuộc về cây chồi nhỏ (18,27%) và cây chồi nửa ẩn (17,80%), phản ánh thảm rừng đang trong giai đoạn tái sinh sau thời gian dài bị xáo trộn.

Yếu tố địa lý thực vật nào chiếm tỷ lệ cao nhất tại khu bảo tồn?
Yếu tố nhiệt đới châu Á chiếm tỷ lệ cao nhất với 19,44% (144 loài), tiếp theo là yếu tố Đông Dương với 14,75% (110 loài) và yếu tố Ấn Độ với 11,66% (87 loài). Các loài đặc hữu Bắc Bộ và Việt Nam chiếm tổng cộng 12,06% (90 loài).

Tại sao hệ số chi và họ tại Vân Long lại phản ánh sự suy thoái so với Cúc Phương?
Vân Long có hệ số chi chỉ đạt 1,63 loài/chi và số loài chỉ bằng 41,3% so với Cúc Phương (746 loài so với 1.807 loài). Điều này cho thấy tính đa dạng taxon phân hóa kém hơn, nhiều loài cây gỗ lớn đã bị triệt hạ, nhường chỗ cho cây bụi thứ sinh.

Công nghệ nào đã được ứng dụng để xây dựng bản đồ thảm thực vật trong nghiên cứu?
Tác giả đã ứng dụng quy trình 3 bước của Küchler (1967) kết hợp ảnh viễn thám vệ tinh và phần mềm MapInfo 9.0 để giải đoán, kiểm chứng thực địa và số hóa ranh giới thảm thực vật trên nền dữ liệu không gian chuẩn.

Kết luận

  • Hệ thực vật bậc cao có mạch tại Khu bảo tồn thiên nhiên đất ngập nước Vân Long đa dạng với 746 loài, 458 chi và 161 họ thuộc 6 ngành thực vật.
  • Ngành Ngọc lan đóng vai trò thống trị tuyệt đối trong cấu trúc thành phần loài với 679 loài, chiếm tỷ lệ 91,02% tổng số loài toàn khu.
  • Phổ dạng sống SB = 51,08 Ph + 7,74 Cha + 17,80 He + 13,31 Cry + 10,06 The ghi nhận sự chiếm ưu thế của cây chồi nhỏ tái sinh (18,27%) và sự gia tăng của nhóm cây chịu dẫm đạp.
  • Nghiên cứu xác lập dữ liệu quan trọng về 105 loài thủy sinh vùng đất ngập nước và 90 loài thực vật mang tính đặc hữu bản địa.
  • Đã ứng dụng thành công công nghệ GIS và MapInfo 9.0 để thành lập bản đồ thảm thực vật, tạo cơ sở khoa học để quản lý 2.736 ha đất bảo tồn.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2015 đến năm 2020, các cơ quan ban ngành cần nhanh chóng triển khai đồng bộ 4 nhóm giải pháp về cắm mốc ranh giới, hỗ trợ sinh kế cho 412 hộ dân vùng lõi và thiết lập chương trình giám sát định kỳ. Hãy chủ động liên hệ và hợp tác cùng các cơ quan nghiên cứu để chuyển giao kết quả luận văn này vào các dự án bảo tồn thực địa ngay hôm nay.