Tổng quan nghiên cứu

Thế giới côn trùng đại diện cho hơn 78% tổng số loài động vật đã biết trên hành tinh với khoảng 1 triệu loài được mô tả khoa học, đóng vai trò như mắt xích dinh dưỡng tối quan trọng trong chuỗi thức ăn tự nhiên. Trong số đó, nhóm bướm ngày thuộc bộ Cánh vảy (Lepidoptera) không chỉ mang giá trị thẩm mỹ mà còn là sinh vật chỉ thị sinh thái nhạy cảm trước mọi biến đổi môi trường. Tuy nhiên, áp lực nhân sinh gia tăng tại nhiều khu rừng nhiệt đới đang đẩy nhiều loài côn trùng quý hiếm vào tình trạng suy thoái nghiêm trọng.

Tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông (tọa độ địa lý từ 20°21' đến 20°34' vĩ độ Bắc và 105°02' đến 105°20' kinh độ Đông, trải rộng trên diện tích hơn 17.600 ha thuộc địa bàn 9 xã của hai huyện Quan Hóa và Bá Thước, tỉnh Thanh Hóa), các hoạt động sinh kế truyền thống như khai thác lâm sản, chăn thả tự do, làm đường giao thông và thu bắt mẫu vật thương mại đã trực tiếp làm phân mảnh sinh cảnh sống của các loài bướm quý.

Xuất phát từ thực tiễn trên, nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu xác định thành phần loài, quy luật phân bố không gian theo sinh cảnh và độ cao, làm rõ đặc điểm sinh học - sinh thái của các loài bướm quý hiếm, đồng thời đánh giá các mối đe dọa để xây dựng hệ thống giải pháp bảo tồn đồng bộ. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện qua 4 đợt khảo sát thực địa chuyên sâu trong năm 2015 tại 10 sinh cảnh đại diện. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng về 12 loài bướm quý hiếm cần ưu tiên bảo vệ, hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý tài nguyên rừng bền vững tại khu vực Bắc Trung Bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên Lý thuyết phân mảnh sinh cảnh (Habitat Fragmentation Theory) và Lý thuyết ổ sinh thái (Ecological Niche Theory). Hai khung lý thuyết này chỉ ra mối quan hệ mật thiết giữa diện tích mảng rừng nguyên vẹn, cấu trúc thảm thực vật với sự tồn tại của các loài côn trùng chuyên hóa cao. Mô hình nghiên cứu phân tích tác động đa chiều giữa các nhân tố tự nhiên (độ cao địa hình, cấu trúc thảm thực vật, tính đa dạng của 1.579 loài thực vật bậc cao) và nhân tố nhân sinh (chặt phá rừng, khai thác vàng, du lịch) đến sự sinh tồn của khu hệ bướm.

Các khái niệm chuyên ngành cốt lõi được sử dụng bao gồm: Sinh vật chỉ thị (Bioindicator), Ổ sinh thái dinh dưỡng (Trophic Niche), Cây thức ăn chuyên biệt của sâu non (Host Plant Specificity), Tần suất bắt gặp (Occurrence Frequency) và Mức độ nguy cấp sinh học. Tính phong phú của quần xã bướm tại Pù Luông phản ánh trực tiếp sức khỏe của hệ sinh thái rừng nhiệt đới với 84 loài thú và 162 loài chim cùng sinh sống.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được tổng hợp từ dữ liệu sơ cấp thu thập qua 4 đợt điều tra thực địa liên tục từ ngày 15/02/2015 đến ngày 25/04/2015 và nguồn dữ liệu thứ cấp kế thừa từ các dự án điều tra giai đoạn 2003 - 2014. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 23 điểm điều tra cố định (bán kính 10m mỗi điểm) được thiết lập dọc theo các tuyến khảo sát đại diện cắt ngang 10 dạng sinh cảnh chính, phân bố từ độ cao dưới 200m lên tới trên 600m so với mực nước biển. Phương pháp chọn mẫu phân tầng theo đai cao và dạng sinh cảnh được áp dụng nhằm phản ánh đầy đủ tính đa dạng địa hình núi đá vôi (chiếm 60% diện tích) và núi đất macma (chiếm 37% diện tích).

Công tác thu mẫu ngoài thực địa sử dụng vợt bắt bướm tiêu chuẩn (đường kính miệng 30cm, cán dài 1m) kết hợp ghi hình kỹ thuật số và ghi chép nhật ký sinh thái học. Mẫu vật sau khi thu bắt được xử lý cắm kim định hình, bảo quản bằng thymol và băng phiến, sau đó tiến hành giám định phân loại hình thái tại phòng thí nghiệm Bộ môn Bảo vệ thực vật rừng thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp dựa trên các tài liệu định loại chuẩn quốc tế và trong nước. Mức độ xuất hiện của từng loài được lượng hóa qua công thức tính tần suất xuất hiện P%. Ngoài ra, phương pháp phỏng vấn bán cấu trúc 15 cán bộ kiểm lâm và người dân địa phương được thực hiện để đánh giá chi tiết các áp lực kinh tế - xã hội tác động lên khu hệ côn trùng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã điều tra và xác định được 12 loài bướm quý hiếm thuộc 4 họ có tên trong Sách Đỏ Việt Nam (năm 2000, 2007) và Phụ lục IIB Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ. Trong cấu trúc thành phần, họ Bướm phượng (Papilionidae) chiếm ưu thế lớn nhất với 7 loài (chiếm 58,33%), tiếp theo là họ Bướm rừng (Amathusiidae) với 3 loài (chiếm 25,00%), họ Bướm phấn (Pieridae) có 1 loài (chiếm 8,33%) và họ Bướm giáp (Nymphalidae) có 1 loài (chiếm 8,33%).

Thứ hai, mức độ bắt gặp của các loài có sự phân hóa sâu sắc. Bướm trắng lớn chót cam đỏ (Hebomoia glaucippe) có tỷ lệ bắt gặp cao nhất đạt 13,04%. Các loài như Bướm phượng đốm kem (Papilio noblei), Bướm phượng cánh chim chấm rời (Troides helena), Bướm phượng cánh chim chấm liền (Troides aeacus) và Bướm phượng Pari (Papilio paris) đạt tỷ lệ 8,70%. Bảy loài quý hiếm còn lại như Bướm rừng đuôi trái đào (Zeuxidia masoni), Bướm chúa rừng (Stichophthalma howqua), Bướm vua rừng sâu (Thauria lathyi), Bướm phượng cánh đuôi nheo (Lamproptera curius), Bướm phượng đuôi lá cải (Byasa crassipes), Bướm ngụy trang (Chilasa clytia) và Bướm lá khô (Kallima inachus) đều thuộc nhóm ngẫu nhiên gặp với tỷ lệ chỉ 4,35%.

Thứ ba, sự phân bố không gian thể hiện tính đặc thù rõ nét. Đai cao 400 - 600m là khu vực tập trung trù phú nhất với 8 loài quý hiếm (chiếm 66,67%), trong khi đai dưới 400m chỉ ghi nhận 2 loài thuộc họ Bướm phượng và đai trên 600m chỉ ghi nhận 3 loài. Xét theo khu vực địa lý, làng Cốc ghi nhận số loài phong phú nhất với 5 loài, thôn Nủa và Kho Mường ghi nhận 4 loài, thấp nhất là thôn Đông Điểng với 3 loài.

Thứ tư, nghiên cứu đã lập danh mục cây thức ăn chuyên biệt cho 12 loài bướm, chỉ ra rằng sâu non phụ thuộc nghiêm ngặt vào các loài cây bản địa như họ Mộc hương (Aristolochiaceae), họ Long não (Lauraceae), họ Cau (Arecaceae) và họ Màn màn (Capparidaceae).

Thảo luận kết quả

Sự tập trung quần thể vượt trội tại đai cao 400 - 600m và các sinh cảnh rừng ven suối cây gỗ lớn, rừng tự nhiên trạng thái IIb bắt nguồn từ các yếu tố vi khí hậu thuận lợi, độ tán che tối ưu và nguồn cây thức ăn phong phú chưa bị tác động mạnh. Ngược lại, đai cao trên 600m có khí hậu lạnh và sương mù dày, trong khi đai dưới 400m chịu tác động xáo trộn mạnh từ canh tác nông nghiệp của hơn 3.525 hộ dân trong vùng.

Khi so sánh với các nghiên cứu tương tự tại Vườn quốc gia Cúc Phương (nơi ghi nhận 251 loài bướm với 91,2% phân bố tại rừng tự nhiên) và Vườn quốc gia Tam Đảo, khu hệ bướm quý hiếm tại Pù Luông có tính tương đồng cao về đặc tính ưa thích rừng rậm kín thường xanh. Tuy nhiên, Pù Luông thể hiện tính phân bố cục bộ sâu sắc hơn do địa hình chia cắt giữa núi đá vôi và núi đất bazan.

Toàn bộ dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột thể hiện tương quan tần suất xuất hiện P% giữa 4 họ bướm, kết hợp bảng ma trận phân bố không gian qua 10 sinh cảnh. Dữ liệu cho thấy tính cấp thiết phải bảo vệ các sinh cảnh rừng ven suối và trảng cỏ tự nhiên - những nơi có độ đa dạng loài cao nhất nhưng cũng chịu áp lực du lịch và mở đường giao thông lớn nhất.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tăng cường kiểm soát thực địa và xóa bỏ hoạt động săn bắt thương mại. Ban quản lý Khu bảo tồn cần phối hợp chặt chẽ với Hạt Kiểm lâm liên huyện thiết lập 2 chốt tuần tra cơ động tại khu vực trọng điểm Kho Mường và thôn Nủa. Mục tiêu đặt ra là kiểm soát 100% các hành vi thu bắt mẫu vật bướm phục vụ du lịch và buôn bán trái phép, triển khai định kỳ hàng tuần từ quý 2 năm 2026.

Thứ hai, khoanh vùng và bảo vệ nghiêm ngặt nguồn cây thức ăn tự nhiên. Cần tiến hành cắm mốc bảo vệ các dải rừng ven suối có sự hiện diện của các loài thực vật quý hiếm thuộc chi Aristolochia, Calamus, và Cinnamomum. Đồng thời, lồng ghép hoạt động trồng phục hồi khoảng 5.000 cây thức ăn bản địa vào các chương trình trồng rừng phòng hộ trong giai đoạn 2026 - 2030 do chính quyền địa phương và các tổ bảo vệ rừng tự quản thực hiện.

Thứ ba, nghiên cứu xây dựng mô hình nhân nuôi bảo tồn bán tự nhiên. Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế của Khu bảo tồn cần chủ trì đề án thử nghiệm nhân nuôi sinh sản đối với hai loài bướm quý có nguy cơ tuyệt chủng cao là Troides aeacusTroides helena. Dự án cần hoàn thành thiết kế vườn ươm bướm kỹ thuật trong năm 2027 nhằm duy trì nguồn gen và tăng trưởng số lượng cá thể thả về tự nhiên tối thiểu 20% mỗi năm.

Thứ tư, nâng cao nhận thức cộng đồng và phát triển sinh kế bền vững. Tổ chức 12 lớp tập huấn giáo dục môi trường cho hơn 95% hộ dân người Thái và Mường tại các xã vùng lõi như Lũng Cao và Cổ Lũng. Đưa nội dung bảo vệ côn trùng vào quy ước thôn bản, nghiêm cấm chăn thả gia súc tự do tại các trảng cỏ tái sinh và ngăn chặn triệt để tình trạng khai thác vàng trái phép gây ô nhiễm nguồn nước từ nay đến năm 2028.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà khoa học, chuyên gia sinh học và côn trùng học lâm nghiệp. Luận văn cung cấp hệ thống số liệu định lượng chi tiết về hình thái học, chu kỳ sinh thái và mức độ xuất hiện của 12 loài bướm chỉ thị quý hiếm, đóng vai trò nguồn tài liệu tham khảo giá trị cho các công trình nghiên cứu đa dạng sinh học và biến đổi khí hậu.

Thứ hai, Ban quản lý các Vườn quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên và cơ quan Kiểm lâm. Tài liệu này cung cấp khung phương pháp luận điều tra 23 điểm mẫu thực địa, cách thức nhận diện loài nguy cấp và bộ giải pháp quản lý sinh cảnh cây thức ăn, giúp các nhà quản lý hoàn thiện phương án quản lý rừng bền vững giai đoạn 2026 - 2030.

Thứ ba, giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học và Khoa học môi trường. Đây là tài liệu giảng dạy và học tập điển hình về phương pháp thiết lập tuyến khảo sát, kỹ thuật xử lý mẫu côn trùng chuẩn quy thức và kỹ năng phân tích sinh thái thực địa chuyên sâu.

Thứ tư, các tổ chức bảo tồn thiên nhiên phi chính phủ và các nhà hoạch định chính sách du lịch sinh thái. Dữ liệu thực chứng về tác động của hạ tầng giao thông và thương mại hóa du lịch tại Pù Luông là cơ sở thực tế để xây dựng các dự án bảo tồn nguồn gen động vật không xương sống kết hợp phát triển du lịch sinh thái có trách nhiệm.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao các loài bướm quý hiếm tại Khu bảo tồn Pù Luông lại tập trung chủ yếu ở đai cao 400 - 600m?

Đai cao 400 - 600m duy trì nhiệt độ trung bình lý tưởng từ 20 - 25°C cùng độ ẩm ổn định dưới tán rừng kín thường xanh mưa mùa. Đây là vùng sinh thái tối ưu sở hữu độ phong phú cao nhất của các loài cây lấy mật và cây thức ăn chuyên biệt cho sâu non. Ngược lại, đai dưới 400m chịu tác động mạnh bởi đất canh tác của 387 hộ dân vùng lõi, còn đai trên 600m có điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sương mù nhiều làm giảm khả năng bay của bướm.

Những loài bướm nào tại khu vực nghiên cứu đang đứng trước nguy cơ bị đe dọa cao nhất?

Bướm phượng cánh chim chấm liền (Troides aeacus), Bướm phượng cánh chim chấm rời (Troides helena) và Bướm phượng đuôi lá cải (Byasa crassipes) là các loài bị đe dọa cao nhất. Đây là những loài thuộc Sách Đỏ Việt Nam và Phụ lục IIB Nghị định 32/2006/NĐ-CP, có tỷ lệ bắt gặp ngoài tự nhiên rất thấp dưới 9% và thường xuyên bị săn lùng gắt gao để làm tiêu bản thương mại phục vụ khách du lịch.

Nguồn cây thức ăn có vai trò quyết định như thế nào đến công tác bảo tồn loài bướm?

Nguồn thức ăn là yếu tố sinh thái then chốt quyết định sự sống còn của quần thể bướm. Pha sâu non của bướm quý hiếm có tính chuyên hóa dinh dưỡng cao, chỉ ăn lá của một vài loài cây nhất định như cây thuộc họ Mộc hương hay Long não. Nếu các loài cây này bị chặt phá hoặc cháy rừng thiêu rụi, chu kỳ sinh trưởng của bướm sẽ bị đứt gãy hoàn toàn, dẫn đến sự tuyệt diệt quần thể cục bộ.

Hoạt động nhân sinh nào tác động tiêu cực nhất đến các loài bướm tại Pù Luông?

Hai hoạt động gây hại nghiêm trọng nhất là thi công đường giao thông tại khu vực Sơn - Bá - Mười (làm đất đá vùi lấp thảm thực vật tươi, chia cắt 10 dạng sinh cảnh) và khai thác bướm thương mại tại điểm du lịch Kho Mường. Ngoài ra, việc khai thác vàng trái phép và chăn thả gia súc tự do cũng làm suy thoái thảm cỏ và nguồn nước khoáng tự nhiên.

Kỹ thuật thu mẫu và bảo quản bướm trong nghiên cứu được tiến hành theo quy chuẩn nào?

Mẫu bướm được thu bằng vợt vải màn miệng tròn 30cm, gây chết nhẹ nhàng để giữ nguyên vảy cánh, làm mềm bằng thymol chống mốc và cắm ghim chuyên dụng ở ngực trước. Cánh bướm được căng trên bàn gỗ với góc mép sau vuông góc 90 độ với thân, gắn nhãn định danh đầy đủ tọa độ, ngày thu mẫu và bảo quản trong hộp chứa băng phiến chuyên dụng chống mọt.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định và lập danh lục khoa học cho 12 loài bướm quý hiếm thuộc 4 họ có giá trị bảo tồn cao tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông.
  • Họ Bướm phượng chiếm ưu thế vượt trội với 58,33% tổng số loài quý hiếm, phản ánh nét đặc trưng của khu hệ côn trùng vùng núi đá vôi Bắc Trung Bộ.
  • Xác định quy luật phân bố tập trung chủ yếu ở đai cao 400 - 600m và sinh cảnh rừng tự nhiên trạng thái IIb ven suối với tần suất bắt gặp từ 4,35% đến 13,04%.
  • Đánh giá toàn diện các mối đe dọa trực tiếp từ hoạt động làm đường giao thông, khai khoáng, chăn thả tự do và săn bắt thương mại đối với nguồn cây thức ăn tự nhiên.
  • Đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp chiến lược khả thi từ quản lý tuần tra, bảo vệ cây ký chủ bản địa, thử nghiệm nhân nuôi đến nâng cao sinh kế cộng đồng.

Đóng góp quan trọng nhất của luận văn là cung cấp bộ dữ liệu sinh thái định lượng cập nhật, xác lập luận cứ khoa học vững chắc cho chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học côn trùng tại tỉnh Thanh Hóa. Kế hoạch tiếp theo cần mở rộng quan trắc biến động quần thể theo chu kỳ 4 mùa trong năm giai đoạn 2026 - 2027. Các cơ quan quản lý nhà nước, viện nghiên cứu và cộng đồng địa phương hãy cùng chung tay hành động ngay hôm nay để bảo vệ các loài bướm quý hiếm, gìn giữ di sản thiên nhiên vô giá của Khu Bảo tồn Pù Luông.