Tổng quan nghiên cứu

Khu Rừng quốc gia Yên Tử thuộc địa phận thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh có tổng diện tích tự nhiên đạt 2.783,0 ha, giữ vai trò phòng hộ đầu nguồn và là lá chắn sinh thái trọng yếu vùng Đông Bắc Việt Nam. Nơi đây sở hữu đỉnh núi cao nhất đạt 1.068 m cùng tính đa dạng sinh học vượt trội, lưu giữ 830 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 509 chi và 171 họ, trong đó có 38 loài quý hiếm được ghi nhận trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ thế giới. Bên cạnh giá trị môi trường, Yên Tử còn là trung tâm văn hóa Phật giáo Trúc Lâm thu hút hàng triệu lượt khách tham quan mỗi năm.

Tuy nhiên, áp lực phát triển kinh tế, hoạt động du lịch tâm linh cùng sinh kế của 838 hộ dân tại 5 thôn giáp ranh và tác động từ các mỏ khai thác than lân cận đã khiến thảm thực vật tự nhiên suy thoái nghiêm trọng. Dữ liệu khảo sát cho thấy diện tích rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác kiệt lên tới 934,0 ha, chiếm 45,3% tổng diện tích rừng tự nhiên, trong khi diện tích rừng bị tác động mạnh chiếm 573,3 ha, tương đương 27,8%.

Đứng trước thực trạng trên, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng thực hiện trong giai đoạn 2013-2015 nhằm đánh giá toàn diện cấu trúc thảm thực vật, định lượng các chỉ số đa dạng sinh học theo đai cao và hướng sườn tại 2 tiểu vùng không gian. Kết quả nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn để bảo vệ 100% diện tích rừng đặc dụng, thiết lập cơ chế giám sát nguồn gen cho các loài cây gỗ bản địa quý hiếm và phục hồi bền vững hệ sinh thái rừng nhiệt đới vùng Đông Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết sinh thái phát sinh quần xã thực vật rừng của Thái Văn Trừng kết hợp hệ thống phân loại trạng thái rừng theo Loeschau và Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN6-84. Đồng thời, đề tài kế thừa học thuyết cực đỉnh sinh thái Climax của Clement và nguyên lý cấu trúc phân tầng thẳng đứng của Richards nhằm mô tả chính xác 5 tầng cấu trúc rừng nhiệt đới: tầng vượt tán A1, tầng tán chính A2, tầng dưới tán A3, tầng cây bụi và tầng thảm tươi.

Bốn khái niệm then chốt được cụ thể hóa trong nghiên cứu gồm:

  1. Đa dạng sinh học alpha và beta: Phản ánh số lượng loài tại một sinh cảnh cục bộ và sự biến đổi thành phần loài dọc theo lát cắt độ cao.
  2. Chỉ số giá trị quan trọng (IVI): Đo lường vai trò sinh thái của từng loài cây gỗ dựa trên tổng tiết diện ngang và mật độ cá thể.
  3. Cấu trúc phân bố thực nghiệm N/D: Quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m.
  4. Tiềm năng tái sinh tự nhiên: Khả năng tự phục hồi của thảm thực vật qua mật độ, nguồn gốc chồi hoặc hạt và chất lượng cây mạ dưới tán rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua hệ thống 10 tuyến điều tra thực địa có tổng chiều dài 17,9 km, đi qua các sinh cảnh tiêu biểu từ chân núi lên đỉnh Chùa Đồng. Nghiên cứu thiết lập cỡ mẫu gồm 16 ô tiêu chuẩn đại diện với diện tích 1.000 m2 mỗi ô, tổng diện tích điều tra đạt 1,6 ha. Phương pháp chọn mẫu phân tầng có hệ thống được áp dụng dựa trên 2 đai độ cao và 2 hướng sườn:

  • Đai độ cao dưới 700 m: Bố trí 12 ô tiêu chuẩn đại diện cho vành đai nhiệt đới.
  • Đai độ cao từ 700 m đến 1.068 m: Bố trí 4 ô tiêu chuẩn đại diện cho vành đai á nhiệt đới.
  • Hướng phơi: Phân bổ cân bằng gồm 8 ô tiêu chuẩn sườn Đông và 8 ô tiêu chuẩn sườn Tây.

Tại mỗi ô tiêu chuẩn, đề tài đo đếm toàn bộ cây gỗ có đường kính thân từ 6 cm trở lên bằng thước dây và thước đo chiều cao Blumeleiss. Đồng thời, 5 ô dạng bản diện tích 25 m2 được bố trí theo 2 đường chéo trong mỗi ô tiêu chuẩn, nâng tổng số ô dạng bản lên 80 ô để điều tra cây tái sinh và thảm tươi.

Lý do lựa chọn phương pháp định lượng qua các chỉ số Shannon-Wiener, Simpson, chỉ số đồng đều Pielou và chỉ số tương đồng Sorensen là nhằm lượng hóa chính xác mức độ đa dạng loài, khắc phục hoàn toàn tính chủ quan của các khảo sát định tính truyền thống. Cơ sở dữ liệu không gian được xử lý trên phần mềm MapInfo 10.5 để thành lập bản đồ thảm thực vật, kết hợp phần mềm Excel xử lý các biến số sinh trắc học rừng trong toàn bộ đợt công tác thực địa năm 2014-2015.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, thảm thực vật Rừng quốc gia Yên Tử được phân chia thành 2 kiểu rừng chính theo đai cao: Kiểu rừng kín thường xanh mưa nhiệt đới phân bố ở độ cao dưới 700 m và Kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa á nhiệt đới núi thấp phân bố từ 700 m đến 1.068 m.

Thứ hai, diện mạo rừng tự nhiên phản ánh rõ nét mức độ tác động nhân sinh. Kiểu phụ rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác kiệt chiếm tỷ lệ cao nhất với 934,0 ha, tương đương 45,3% diện tích rừng tự nhiên, đặc trưng bởi cấu trúc 2 tầng cây gỗ chưa phân hóa ổn định, độ tàn che chỉ đạt 0,3 đến 0,5 và chiều cao tán phổ biến từ 7 m đến 10 m. Trạng thái rừng bị tác động mạnh chiếm 573,3 ha, tức 27,8% diện tích rừng tự nhiên, có độ tàn che thấp từ 0,3 đến 0,4 nhưng độ che phủ của cây bụi thảm tươi tăng vọt lên 55% đến 65%. Diện tích rừng ít bị tác động chỉ còn lại 125,0 ha, chiếm tỷ lệ khiêm tốn 6,0% rừng tự nhiên, tập trung ở khu vực Chùa Hoa Yên và Am Hoa với cấu trúc 5 tầng hoàn chỉnh và độ tàn che đạt 0,6 đến 0,7.

Thứ ba, cấu trúc tầng cây gỗ tại các trạng thái phục hồi tốt ghi nhận sự ưu thế của các loài cây bản địa có giá trị cao như Lim xanh, Gụ lau, Táu mật, Sồi ghè, Hồng tùng và Sến mật. Tầng vượt tán A1 đạt chiều cao 20 m đến 30 m với đường kính thân bình quân 18 cm đến 33 cm. Ngược lại, tại những khu vực bị xâm lấn mạnh như phía trên Chùa Giải Oan, mật độ các loài tre nứa, giang sặt phát triển dày đặc từ 5.000 đến 7.000 cây/ha, ức chế quá trình sinh trưởng của cây gỗ con.

Thứ tư, mật độ và tổ thành cây tái sinh có sự phân hóa sâu sắc giữa hai hướng sườn. Sườn Đông đón ẩm có mật độ cây tái sinh tốt và chỉ số đa dạng loài cao hơn sườn Tây, phần lớn cây gỗ quý tái sinh chủ yếu từ chồi rễ sau khai thác thay vì tái sinh tự nhiên từ hạt.

Thảo luận kết quả

Khi biểu diễn cấu trúc quần xã qua biểu đồ phân bố thực nghiệm N/D, số lượng cây gỗ giảm dần theo quy luật hàm số mũ khi đường kính thân cây tăng lên. Điều này chỉ ra rằng phần lớn lâm phần Yên Tử là rừng thứ sinh đang trong quá trình tự phục hồi tích cực sau các đợt khai thác lâm sản trong quá khứ. Cấu trúc này cũng được làm rõ thông qua các bảng thống kê chỉ số giá trị quan trọng IVI, cho thấy các loài thực vật tiên phong ưa sáng như Thẩu tấu, Sau sau, Chẹo tía chiếm ưu thế sinh thái ở đai thấp, trong khi các loài cây chịu bóng, ưa ẩm chiếm lĩnh tầng tán ở các trạng thái rừng ít bị tác động.

Chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener và chỉ số Simpson có xu hướng giảm dần khi độ cao tăng từ đai dưới 700 m lên đỉnh 1.068 m. Nguyên nhân chính là do điều kiện lập địa trên cao có tầng đất mỏng chỉ từ 30 cm đến 80 cm, độ dốc lớn từ 20 đến trên 40 độ, cùng nền nhiệt độ khắc nghiệt vào mùa đông có thời điểm hạ xuống dưới 5 độ C. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn quốc gia Ba Vì hay Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, rừng Yên Tử có tính tương đồng thực vật cao đặc trưng cho vùng nhiệt đới Đông Bắc, nhưng chịu áp lực xáo trộn sinh thái cục bộ lớn hơn từ các hoạt động văn hóa du lịch tâm linh.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực địa, bốn nhóm giải pháp hành động được đề xuất nhằm quản lý và phát triển bền vững tài nguyên thực vật tại Rừng quốc gia Yên Tử:

Thứ nhất, hoàn thiện phân định địa giới và quản trị hành chính. Ủy ban nhân dân thành phố Uông Bí phối hợp Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ninh hoàn thành việc tiếp nhận bàn giao 100% diện tích mở rộng tại tiểu khu 36B từ Công ty Lâm nghiệp Uông Bí. Ban quản lý Rừng quốc gia Yên Tử cần khẩn trương cắm mốc ranh giới cố định tại khu vực giáp ranh 5 thôn vùng đệm trước năm 2018, chấm dứt hoàn toàn tình trạng xâm lấn đất rừng.

Thứ hai, áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi sinh thái. Ban quản lý Rừng quốc gia Yên Tử chủ trì triển khai khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa như Hồng tùng, Lim xanh, Gụ lau, Vù hương trên toàn bộ 934,0 ha rừng phục hồi sau khai thác kiệt. Định kỳ phát tỉa dây leo, bụi rậm và điều tiết mật độ giang sặt tại các khu vực bị xâm lấn trên 5.000 cây/ha quanh Chùa Giải Oan theo chu kỳ 2 lần mỗi năm trong giai đoạn 2016-2020.

Thứ ba, giải quyết bài toán sinh kế vùng đệm. Chính quyền địa phương xã Thượng Yên Công và phường Phương Đông hỗ trợ chuyển đổi phương thức sản xuất cho 838 hộ dân, xây dựng mô hình nông lâm kết hợp, hỗ trợ kỹ thuật nhân giống và thuần dưỡng các loài cây dược liệu có giá trị cao như Trúc Yên Tử, Trầu tiên, Cốt cắn. Mục tiêu đặt ra là giảm 80% tình trạng người dân vào rừng khai thác măng và chặt hái dược liệu trái phép trước năm 2020.

Thứ tư, siết chặt quản lý môi trường và truyền thông bảo tồn. Ban quản lý Rừng quốc gia phối hợp các cơ quan chức năng kiểm tra, xử lý triệt để bùn đất và nước thải từ 2 đơn vị khai thác than giáp ranh, ngăn chặn nguy cơ bồi lấp các hệ thống suối Cây Trâm, Bãi Dâu và suối Tắm. Đồng thời, tổ chức các đợt tập huấn nâng cao năng lực cho lực lượng kiểm lâm và duy trì các chiến dịch truyền thông bảo vệ thảm thực vật cho du khách trong suốt 3 tháng lễ hội đầu xuân hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tài liệu học thuật và thực tiễn giá trị cho bốn nhóm đối tượng chuyên môn:

  1. Cơ quan quản lý lâm nghiệp và Ban quản lý các khu rừng đặc dụng: Cán bộ quản lý có thể ứng dụng trực tiếp hệ thống dữ liệu 16 ô tiêu chuẩn và bản đồ phân loại thảm thực vật để xây dựng quy hoạch phân khu bảo vệ nghiêm ngặt, phân khu phục hồi sinh thái và thiết lập phương án phòng cháy chữa cháy rừng hiệu quả.

  2. Nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học ngành Lâm sinh và Sinh thái học: Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình điều tra thực địa, phương pháp ứng dụng chỉ số toán học định lượng IVI, Shannon-Wiener, Simpson và mô hình phân bố cây theo cấp đường kính trong nghiên cứu cấu trúc rừng nhiệt đới.

  3. Đơn vị quy hoạch du lịch và chính quyền địa phương tỉnh Quảng Ninh: Dữ liệu phân tích mức độ suy thoái thảm thực vật giúp các nhà hoạch định chính sách cân đối giữa việc bảo tồn cảnh quan tự nhiên với mở rộng các dự án hạ tầng cáp treo, đường giao thông và dịch vụ du lịch tâm linh.

  4. Các tổ chức bảo tồn thiên nhiên phi chính phủ: Nguồn cơ sở dữ liệu về 38 loài thực vật nguy cấp trong Sách đỏ Việt Nam như Hồng tùng, Sến mật, Thông tre lá ngắn là căn cứ để xây dựng các dự án bảo tồn nguồn gen quý hiếm và phục hồi sinh cảnh cấp bách tại vùng Đông Bắc.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng quốc gia Yên Tử hiện có những kiểu thảm thực vật chính nào? Rừng quốc gia Yên Tử có 2 kiểu thảm thực vật chính phân bố theo đai cao gồm: Kiểu rừng kín thường xanh mưa nhiệt đới ở đai dưới 700 m và Kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa á nhiệt đới núi thấp ở đai 700 m đến 1.068 m, trong đó diện tích rừng nhiệt đới chiếm ưu thế vượt trội với nhiều kiểu phụ thứ sinh phục hồi.

  2. Hoạt động nhân sinh đã tác động đến diện tích rừng Yên Tử như thế nào? Áp lực khai thác quá mức trong quá khứ và tác động dân sinh đã biến 934,0 ha rừng tự nhiên thành rừng phục hồi sau khai thác kiệt, chiếm 45,3% diện tích rừng tự nhiên. Rừng bị tác động mạnh chiếm 573,3 ha, tức 27,8%, khiến cấu trúc tầng tán bị phá vỡ và chỉ còn 125,0 ha rừng ít bị tác động được bảo tồn nguyên vẹn.

  3. Yếu tố đai cao ảnh hưởng ra sao đến tính đa dạng thực vật thân gỗ? Đai cao làm giảm chỉ số đa dạng loài Shannon-Wiener và độ giàu loài của thảm thực vật. Khi lên đai cao trên 700 m, điều kiện đất mỏng từ 30 cm đến 80 cm, độ dốc lớn trên 20 độ và nhiệt độ mùa đông có thời điểm dưới 5 độ C đã hạn chế số lượng loài, tạo ưu thế cho các loài á nhiệt đới chịu lạnh.

  4. Cỡ mẫu và phương pháp điều tra thực địa của luận văn được bố trí ra sao? Nghiên cứu khảo sát 10 tuyến điều tra dài 17,9 km, thiết lập 16 ô tiêu chuẩn diện tích 1.000 m2 mỗi ô tại 2 đai cao và 2 hướng sườn, cùng 80 ô dạng bản diện tích 25 m2 để đo đếm cây tái sinh, áp dụng chỉ số IVI và các công thức toán sinh thái để lượng hóa dữ liệu.

  5. Những loài thực vật quý hiếm nào cần được ưu tiên bảo tồn tại Yên Tử? Khu vực ghi nhận 38 loài nằm trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ IUCN, tiêu biểu là các loài cây gỗ quý như Hồng tùng, Thông tre lá ngắn, Sến mật, Lim xanh, Gụ lau, Vù hương cùng loài đặc hữu Trúc Yên Tử, cần được bảo vệ nghiêm ngặt quần thể cá thể mẹ và xúc tiến tái sinh tự nhiên.

Kết luận

  1. Nghiên cứu đã xác định trọn vẹn đặc điểm cấu trúc 2 kiểu thảm thực vật chính và 4 kiểu phụ rừng tại Rừng quốc gia Yên Tử trên tổng diện tích 2.783,0 ha.
  2. Hệ thống dữ liệu từ 16 ô tiêu chuẩn đã lượng hóa thành công các chỉ số đa dạng loài, quy luật phân bố đường kính thân cây và hiện trạng tái sinh tự nhiên của tầng cây gỗ.
  3. Luận văn chỉ ra thực trạng 934,0 ha rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác kiệt đang cần các biện pháp lâm sinh hỗ trợ khẩn cấp để định hình lại cấu trúc tầng tán.
  4. Đóng góp nổi bật của đề tài là xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ về thể chế, kỹ thuật lâm sinh, sinh kế 838 hộ dân vùng đệm và kiểm soát ô nhiễm môi trường.
  5. Lộ trình thực thi các khuyến nghị kỹ thuật và cắm mốc ranh giới cần hoàn thành dứt điểm trong giai đoạn 2016-2020 nhằm bảo tồn nguyên vẹn các giá trị đa dạng sinh học độc đáo của danh sơn Yên Tử.

Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và tổ chức bảo tồn cần nhanh chóng khai thác nguồn cơ sở dữ liệu thực địa từ luận văn để triển khai các chương trình bảo vệ rừng đặc dụng và nhân rộng mô hình bảo tồn gen thực vật quý hiếm trong thực tiễn.