Tổng quan nghiên cứu

Vườn Quốc gia Xuân Sơn được thành lập theo Quyết định số 49/2002/QĐ-TTg ngày 17 tháng 4 năm 2002 của Thủ tướng Chính phủ với tổng diện tích tự nhiên đạt 15.048 ha. Trong đó, phân khu bảo vệ nghiêm ngặt có quy mô 9.077,25 ha, chiếm khoảng 60,3% diện tích toàn vườn, giữ vai trò hạt nhân trong công tác duy trì sự cân bằng sinh thái vùng chuyển tiếp giữa cánh cung Sông Đà và dãy Hoàng Liên Sơn. Vấn đề nghiên cứu then chốt xuất phát từ áp lực nhân sinh gia tăng mạnh mẽ khi có khoảng 3.000 người thuộc 10 thôn bản sinh sống xen kẽ trong khu vực, tạo nên sức ép lớn từ các hoạt động canh tác nương rẫy và khai thác lâm sản trái phép lên 6.306 ha rừng tự nhiên nguyên sinh còn lại.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là xây dựng bản danh lục phân loại thực vật thân gỗ đầy đủ, xác định cấu trúc phổ dạng sống, phân tích sự đa dạng về đặc điểm hình thái lá và trạng thái mùa, đồng thời đánh giá vai trò sinh thái của thực vật thân gỗ theo 4 kiểu rừng chính tại phân khu bảo vệ nghiêm ngặt. Nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn huyện Thanh Sơn (nay là huyện Tân Sơn), tỉnh Phú Thọ, với chuỗi dữ liệu thực địa tập trung từ tháng 1 năm 2004 đến tháng 9 năm 2005 kết hợp số liệu quan trắc khí tượng 35 năm từ trạm Minh Đài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc lượng hóa mức độ đa dạng của 301 loài cây gỗ, đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác bảo tồn nguồn gen 24 loài thực vật quý hiếm nằm trong Sách Đỏ Việt Nam và nâng cao hiệu lực quản lý hệ sinh thái rừng núi đá vôi miền Bắc.

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 phân loại học thực vật nhiệt đới với các trụ cột lý thuyết vững chắc:

  • Lý thuyết phổ dạng sống của Raunkiaer (1934): Phân loại thực vật dựa trên vị trí chồi ngủ thích ứng với điều kiện bất lợi của môi trường, bao gồm nhóm cây gỗ lớn và vừa có chồi trên mặt đất cao trên 8m, cây gỗ nhỏ có chồi từ 3 đến 8m, cây gỗ thấp có chồi dưới 3m, dây leo thân gỗ và thực vật bán ký sinh thân gỗ.
  • Lý thuyết phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978, 2000): Ứng dụng mô hình phân tích cấu trúc tầng tán thẳng đứng và quy luật diễn thế phục hồi của hệ sinh thái rừng mưa ẩm nhiệt đới gió mùa tại Việt Nam.
  • Hệ thống phân loại thực vật của Brummitt (1992) và thang bậc đánh giá tình trạng đe dọa theo tiêu chuẩn IUCN (1994): Chuẩn hóa danh pháp khoa học và xác định thứ cấp phân loại từ bậc họ, chi đến loài.

Bên cạnh đó, các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa bao gồm: tổ thành loài cây gỗ, diện tích bề mặt phiến lá theo 6 cấp Raunkiaer (từ Leptophyll nhỏ hơn 25 mm² đến Megaphyll lớn hơn 164.025 mm²), tính thích nghi của loài ưu thế và cơ chế tự phục hồi sau tác động nhân sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập từ điều tra thực địa sơ cấp kết hợp kế thừa có chọn lọc các tài liệu điều tra tài nguyên rừng từ Chi cục Kiểm lâm Phú Thọ và Viện Điều tra Quy hoạch Rừng. Về phương pháp chọn mẫu, tác giả áp dụng phương pháp điều tra theo tuyến kết hợp lập ô tiêu chuẩn điển hình có chủ đích nhằm đại diện trọn vẹn cho các đai độ cao từ 200m đến 1.386m và các dạng lập địa đất phiến sét lẫn núi đá vôi.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 5 tuyến khảo sát thực địa cắt ngang qua các sườn núi hiểm trở như núi Ten, núi Cẩn, xóm Dù, xóm Lạng, xóm Cỏi và 40 ô tiêu chuẩn được thiết lập cố định. Mỗi ô tiêu chuẩn có kích thước chuẩn 40m x 10m (diện tích 400 m²/ô), nâng tổng diện tích lấy mẫu định lượng lên 16.000 m² (1,6 ha), tương đương khoảng 0,045% diện tích phân khu bảo vệ nghiêm ngặt. Lý do lựa chọn kích thước ô dạng dải 40m x 10m xuất phát từ đặc trưng địa hình đồi núi dốc bình quân từ 20 đến 35 độ bị chia cắt sâu; dạng ô kéo dài giúp cắt ngang các vi địa hình, giảm thiểu sai số ngoại vi và phản ánh chuẩn xác độ tàn che cùng mật độ các tầng cây A1, A2, A3, B và C. Phương pháp xử lý dữ liệu sử dụng kỹ thuật định loại hình thái so sánh tiêu bản với mẫu chuẩn tại phòng tiêu bản Trường Đại học Lâm nghiệp, Vườn Quốc gia Cúc Phương và Vườn Quốc gia Ba Vì trong thời gian 20 tháng liên tục.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã mang lại 4 nhóm phát hiện cốt lõi có giá trị khoa học cao:

Thứ nhất, về thành phần loài, khu bảo vệ nghiêm ngặt Vườn Quốc gia Xuân Sơn sở hữu 301 loài thực vật thân gỗ thuộc 197 chi và 76 họ thực vật bậc cao có mạch. Trong đó, ngành Ngọc lan chiếm ưu thế tuyệt đối với 296 loài (chiếm 98,34% tổng số loài), phân bố ở 192 chi và 73 họ; ngành Thông ghi nhận 5 loài (chiếm 1,66%), phân bố ở 5 chi và 3 họ. Đáng chú ý, nghiên cứu đã bổ sung 4 họ mới gồm họ Hoa Nhài (Oleaceae), họ Cuống vàng (Icacinaceae), họ Hà nữ (Ixonanthaceae), họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) và 16 loài cây thân gỗ mới cho danh lục Vườn Quốc gia Xuân Sơn.

Thứ hai, về cấu trúc họ ưu thế, 10 họ giàu loài nhất tập hợp 132 loài, chiếm 43,82% tổng số loài cây gỗ toàn khu vực. Đứng đầu là họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 24 loài (chiếm 7,97%), họ Đậu (Fabaceae) với 21 loài (chiếm 6,98%), họ Re (Lauraceae) với 20 loài (chiếm 6,64%), họ Dâu tằm (Moraceae) với 14 loài (chiếm 4,65%), họ Dẻ (Fagaceae) với 11 loài (chiếm 3,65%) và họ Xoan (Meliaceae) với 9 loài (chiếm 2,99%).

Thứ ba, về phổ dạng sống, nhóm cây gỗ lớn và vừa có chồi trên mặt đất cao trên 8m đạt 112 loài (chiếm 37,21%), nhóm cây gỗ nhỏ cao từ 3 đến 8m đạt 96 loài (chiếm 31,89%), nhóm cây gỗ thấp dưới 3m có 63 loài (chiếm 20,93%), nhóm dây leo thân gỗ có 28 loài (chiếm 9,30%) và nhóm cây thân gỗ bán ký sinh ghi nhận 2 loài thuộc họ Tầm gửi (chiếm 0,67%).

Thứ tư, về hình thái lá và trạng thái mùa, nhóm thực vật có cỡ lá vừa (Mesophyll) chiếm tỷ lệ vượt trội với 75,41% (227 loài), lá nhỏ (Microphyll) chiếm 13,62% (41 loài), lá lớn (Macrophyll) chiếm 5,65% (17 loài) và lá bé chiếm 5,32%. Số loài rụng lá theo mùa chỉ có 14 loài, chiếm tỷ lệ 4,65%, khẳng định tính chất thường xanh nhiệt đới ẩm bền vững.

Thảo luận kết quả

Khi phân tích tương quan sinh thái, sự phân bố của các họ nhiệt đới như Euphorbiaceae, Fabaceae và Lauraceae phản ánh khí hậu nóng ẩm với lượng mưa bình quân 1.826 mm/năm và độ ẩm 85%. So sánh với Vườn Quốc gia Cúc Phương, tỷ lệ các nhóm cây gỗ lớn, vừa và nhỏ tại Xuân Sơn cao hơn, nhưng tỷ lệ dây leo thân gỗ lại thấp hơn (9,30% so với tỷ lệ cao hơn ở Cúc Phương). Hiện tượng này được giải thích bởi tầng tán rừng Xuân Sơn có chiều cao bình quân từ 19m đến 28m, thấp hơn tầng cây vượt tán trên 40m của Cúc Phương do chịu tác động khai thác gỗ trong lịch sử và hiện đang trong giai đoạn diễn thế phục hồi mạnh mẽ.

Sự xuất hiện phổ biến của các loài cây tiên phong ưa sáng như Rẫm, Chẹo tía, Hu đay lá hẹp, Ngoại đỏ, Dướng, Vàng trăng giữ vai trò che bóng quan trọng, tạo tiểu khí hậu mát ẩm để các loài cây gỗ quý ưa bóng như Chò nâu, Sến mật, Nghiến tái sinh tự nhiên. Về mặt trình bày dữ liệu, các phát hiện này được mô tả sinh động thông qua biểu đồ cột kép so sánh tỷ lệ phổ dạng sống giữa Xuân Sơn và Cúc Phương, kết hợp với các trắc đồ cắt đứng tỷ lệ 1/200 thể hiện cấu trúc 4 tầng phân bố không gian và bảng ma trận thống kê tổ thành loài theo từng đai lập địa đất và đá vôi.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn bền vững nguồn tài nguyên thực vật thân gỗ tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể:

  • Tăng cường tuần tra và cắm mốc ranh giới bảo vệ nghiêm ngặt: Thiết lập hệ thống bảo vệ toàn diện trên diện tích 9.077,25 ha vùng lõi, triển khai cắm mốc ranh giới 100% diện tích phân khu trong giai đoạn 2006-2008 nhằm mục tiêu giảm thiểu 90% số vụ xâm nhập khai thác gỗ quý trái phép do Ban quản lý Vườn Quốc gia và Hạt Kiểm lâm chủ trì thực hiện.
  • Triển khai mô hình đồng quản lý rừng và sinh kế cộng đồng: Thực hiện ký hợp đồng khoán bảo vệ rừng gắn với giao đất lâm nghiệp cho khoảng 600 hộ gia đình thuộc cộng đồng người Dao (chiếm 64%) và người Mường (chiếm 34,4%), hướng tới mục tiêu nâng cao 25% đến 30% thu nhập hộ gia đình từ lâm sản ngoài gỗ trong lộ trình từ năm 2006 đến năm 2010 do Ủy ban nhân dân huyện Tân Sơn phối hợp cùng các đơn vị quản lý rừng địa phương.
  • Xây dựng vườn ươm nhân giống và bảo tồn ngoại vi (ex-situ): Thành lập khu vườn ươm diện tích 2 ha để lưu giữ nguồn gen và nhân giống 10 loài cây gỗ nguy cấp bản địa như Chò nâu, Lát hoa, Nghiến, Trai lý, đạt sản lượng cung ứng 50.000 cây giống đạt tiêu chuẩn phục vụ trồng rừng phục hồi mỗi năm trong giai đoạn 2007-2012 do Trung tâm Cứu hộ và Phát triển sinh vật phụ trách.
  • Thiết lập hệ thống ô định vị giám sát sinh thái dài hạn: Xây dựng mạng lưới 10 ô tiêu chuẩn định vị cố định (kích thước 1 ha/ô) nhằm thu thập dữ liệu định kỳ 5 năm một lần về diễn thế tái sinh rừng và trữ lượng hấp thụ carbon giai đoạn 2006-2020 do Trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì nghiên cứu khoa học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị tham khảo chuyên môn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  • Ban quản lý các khu rừng đặc dụng và lực lượng Kiểm lâm: Ứng dụng bản danh lục 301 loài cây gỗ và dữ liệu phân bố không gian để xây dựng phương án tuần tra chuyên biệt, khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt 24 loài thực vật quý hiếm trong Sách Đỏ.
  • Giảng viên, sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Lâm học, Sinh thái thực vật: Khai thác bộ số liệu thực nghiệm từ 40 ô tiêu chuẩn (diện tích 1,6 ha) làm học liệu chuẩn mực cho phương pháp nghiên cứu phổ dạng sống Raunkiaer và phân tích cấu trúc quần xã rừng nhiệt đới.
  • Các nhà hoạch định chính sách và tổ chức phát triển nông thôn: Vận dụng các phân tích kinh tế - xã hội tại 10 thôn bản để thiết kế chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng, chương trình giảm nghèo dựa vào rừng phù hợp với tập quán đồng bào thiểu số.
  • Các tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế và phi chính phủ: Sử dụng hệ thống chỉ số sinh học định lượng làm căn cứ tài trợ và xây dựng các dự án bảo tồn đa dạng sinh học cảnh quan karst kết nối liên tỉnh Phú Thọ, Hòa Bình và Sơn La.

Câu hỏi thường gặp

Khu hệ thực vật thân gỗ tại khu bảo vệ nghiêm ngặt Vườn Quốc gia Xuân Sơn có bao nhiêu loài và những họ nào chiếm ưu thế? Nghiên cứu ghi nhận 301 loài cây gỗ thuộc 197 chi và 76 họ thực vật có mạch. Trong đó, 10 họ ưu thế nhất chiếm 43,82% tổng số loài, dẫn đầu là họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 24 loài (7,97%), họ Đậu (Fabaceae) với 21 loài (6,98%) và họ Re (Lauraceae) với 20 loài (6,64%), phản ánh đặc trưng đa dạng của hệ thực vật nhiệt đới.

Luận văn đã có những đóng góp mới nào về mặt phân loại học thực vật cho Vườn Quốc gia Xuân Sơn? Tác giả đã phát hiện và bổ sung 4 họ thực vật mới bao gồm họ Hoa Nhài (Oleaceae), họ Cuống vàng (Icacinaceae), họ Hà nữ (Ixonanthaceae), họ Cơm cháy (Caprifoliaceae) cùng 16 loài cây thân gỗ mới vào danh lục thực vật chính thức của vườn quốc gia, nâng cao độ chính xác của cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học địa phương.

Đặc điểm cấu trúc phổ dạng sống thực vật thân gỗ tại khu vực nghiên cứu thể hiện điều gì? Phổ dạng sống ghi nhận ưu thế của nhóm cây gỗ lớn và vừa với 112 loài (37,21%) cùng nhóm cây gỗ nhỏ với 96 loài (31,89%), trong khi dây leo thân gỗ chỉ chiếm 9,30%. Cấu trúc này cho thấy thảm thực vật rừng Xuân Sơn có chiều cao tán vừa phải và đang trong giai đoạn diễn thế phục hồi mạnh mẽ sau thời gian bị khai thác.

Có bao nhiêu kiểu rừng chính được xác định tại phân khu bảo vệ nghiêm ngặt? Nghiên cứu xác định 4 kiểu rừng chính bao gồm: Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi đất (dưới 700m), Rừng kín thường xanh nhiệt đới núi đá vôi, Rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi đá vôi (trên 700m) và Rừng kín thường xanh á nhiệt đới núi thấp, phân bố theo các đai địa hình từ 200m đến 1.386m.

Áp lực nhân sinh nào tác động mạnh nhất đến sự suy giảm đa dạng thực vật thân gỗ tại đây? Sự gia tăng dân số của 10 thôn bản lân cận với khoảng 3.000 dân (chủ yếu là dân tộc Dao chiếm 64% và Mường chiếm 34,4%), thói quen làm nương rẫy du canh và khai thác gỗ quý cục bộ như Nghiến, Trai lý, Lát hoa đã gây gián đoạn cấu trúc tự nhiên của 6.306 ha rừng nguyên sinh.

Kết luận

  • Hệ thực vật thân gỗ tại phân khu bảo vệ nghiêm ngặt Vườn Quốc gia Xuân Sơn sở hữu tính đa dạng sinh học vượt trội với 301 loài thuộc 197 chi và 76 họ, trong đó ngành Ngọc lan chiếm tỷ lệ ưu thế áp đảo 98,34%.
  • Công trình đã phát hiện và bổ sung thành công 4 họ thực vật cùng 16 loài cây gỗ mới cho danh lục thực vật của Vườn Quốc gia Xuân Sơn so với các báo cáo trước đó.
  • Phổ dạng sống phản ánh quy luật phục hồi sinh thái tích cực với nhóm cây gỗ lớn và vừa chiếm 37,21%, cây gỗ nhỏ chiếm 31,89% cùng ưu thế của các loài có kích thước lá vừa chiếm 75,41%.
  • Cấu trúc không gian rừng được xác lập rõ nét qua 4 kiểu thảm thực vật chính trên nền địa hình chia cắt phức tạp giữa núi đất và núi đá vôi diện tích 9.077,25 ha.
  • Đóng góp chính của luận văn là thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu định lượng chuẩn mực từ 40 ô tiêu chuẩn, định hình giải pháp kết hợp giữa bảo tồn nghiêm ngặt vùng lõi và hỗ trợ sinh kế cho cộng đồng dân tộc bản địa.

Trong giai đoạn 2006-2010, các cơ quan chức năng cần tiếp tục duy trì mạng lưới giám sát định vị sinh thái và hoàn thiện cơ chế đồng quản lý rừng. Quý độc giả, các nhà nghiên cứu và tổ chức bảo tồn quan tâm có thể khai thác chi tiết số liệu toàn văn của luận văn để phục vụ công tác nghiên cứu chuyên sâu và triển khai các dự án phát triển bền vững tài nguyên rừng tại Việt Nam.