Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên tại huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa sở hữu diện tích tự nhiên rộng 27.699,6 ha, trong đó tỷ lệ che phủ rừng tự nhiên đạt tới 87,8%. Hệ sinh thái nơi đây ghi nhận sự hiện diện của 752 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 440 chi và 130 họ, với 38 loài quý hiếm được ghi danh trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ IUCN, chiếm tỷ lệ 11,28% tổng số loài nguy cấp quốc gia. Tuy nhiên, trước các tác động từ biến đổi khí hậu, áp lực sinh kế của cộng đồng vùng đệm và hoạt động khai thác lâm sản ngoài gỗ, nhiều quần thể thực vật bản địa đặc hữu đang đứng trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng. Trong đó, các loài thuộc họ Ngọc lan (Magnoliaceae) mang giá trị sinh thái và kinh tế lâm sinh đặc biệt cao nhưng chưa được đánh giá toàn diện về hiện trạng quần thể.

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu bảo tồn các loài cây họ Ngọc lan tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên được thực hiện nhằm cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu khoa học chuẩn xác về đa dạng thành phần loài, cấu trúc phân bố không gian và đặc tính lâm học của các loài họ Ngọc lan. Nghiên cứu tập trung vào ba mục tiêu cụ thể: xác định danh mục thành phần loài, phân tích đặc điểm phân bố theo đai cao cùng cấu trúc tái sinh của các loài ưu thế (Giổi xanh, Giổi lông, Giổi ăn quả), và đề xuất hệ thống giải pháp kỹ thuật lâm sinh kết hợp quản lý cộng đồng. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực địa từ tháng 5 đến tháng 10 năm 2016 trên toàn bộ 5 xã vùng đệm và các tiểu khu trọng điểm của khu bảo tồn. Kết quả nghiên cứu đóng góp chỉ số định lượng quan trọng cho công tác quy hoạch bảo tồn nguồn gen quý hiếm, hỗ trợ quản lý bền vững hơn 23.475 ha rừng đặc dụng tại vùng Bắc Trung Bộ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Đề tài vận dụng lý thuyết phân tầng cấu trúc rừng nhiệt đới của David và Richard, kết hợp quan điểm sinh thái học quần thể của Odum nhằm làm rõ tương quan giữa các cá thể thực vật với hoàn cảnh lập địa. Hệ thống phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng được sử dụng làm chuẩn mực để phân định các kiểu sinh cảnh từ rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới đến rừng kín thường xanh á nhiệt đới núi thấp.

Cơ sở phân hạng bảo tồn được đối chiếu trực tiếp theo các tiêu chí định lượng của Danh lục Đỏ IUCN và Sách đỏ Việt Nam năm 2007, kết hợp các quy định tại Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý thực vật, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm. Nghiên cứu làm sáng tỏ các khái niệm trọng tâm gồm: tái sinh tự nhiên quanh gốc cây mẹ, tầng tán ưu thế, tính thích ứng sinh thái học cá thể và cấu trúc tầng thứ lâm phần.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tích hợp từ phương pháp điều tra thực nghiệm ngoại nghiệp và xử lý dữ liệu nội nghiệp. Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết lập qua 12 tuyến điều tra thực địa phân bố trên 5 khu vực đại diện cho các đai địa hình từ 200 m đến 1.400 m, với tổng chiều dài các tuyến đạt 47 km, kết hợp thiết lập 12 ô tiêu chuẩn điển hình tại các phân khu sinh thái then chốt. Phương pháp chọn mẫu điển hình có chủ đích được áp dụng nhằm tối ưu hóa khả năng bắt gặp các cá thể thuộc họ Ngọc lan trong điều kiện địa hình núi cao chia cắt mạnh.

Ngoại nghiệp sử dụng thước kẹp kính đo đường kính ngang ngực D1.3, thước đo cao Blume-Leiss xác định chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành, cùng thiết bị định vị GPS để lưu trữ tọa độ từng cá thể. Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA) và phỏng vấn bán cấu trúc (RRA) được thực hiện với hơn 50 cán bộ kiểm lâm và người dân địa phương tại 14 thôn vùng đệm. Số liệu được phân tích không gian thông qua phần mềm MapInfo và MapSource trên nền bản đồ hiện trạng rừng năm 2014. Việc ứng dụng phân tích thống kê sinh thái kết hợp bản đồ học số hóa giúp đảm bảo độ tin cậy và tính trực quan cho các mô hình phân bố không gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã xác định được 11 loài thuộc họ Ngọc lan (Magnoliaceae) phân bố tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, trong đó có 3 loài chiếm ưu thế lâm học cao nhất là Giổi xanh (Michelia mediocris), Giổi lông (Michelia balansae) và Giổi ăn quả (Michelia tonkinensis).

Thứ hai, dữ liệu phân bố không gian cho thấy các loài họ Ngọc lan xuất hiện trong dải độ cao từ 200 m đến 1.100 m so với mực nước biển, tập trung mật độ cao nhất ở đai cao từ 300 m đến 800 m. Giổi xanh và Giổi ăn quả có biên độ sinh thái rộng, xuất hiện tại 100% số tuyến điều tra (12/12 tuyến), trong khi Giổi lông có vùng phân bố hẹp hơn khi chỉ xuất hiện trên 50% số tuyến (6/12 tuyến) tại các tiểu khu 484, 495, 498, 499, 512 và 520.

Thứ ba, đặc điểm tái sinh tự nhiên cho thấy mật độ cây tái sinh quanh gốc cây mẹ đạt trung bình từ 15 đến 28 cây con trên mỗi 100 m2, trong đó cây tái sinh từ hạt chiếm trên 75%, cây tái sinh chồi chiếm dưới 25%. Tuy nhiên, tỷ lệ cây đạt cấp chiều cao trên 100 cm chỉ chiếm khoảng 18,5%, phản ánh sự cạnh tranh ánh sáng gay gắt dưới tán rừng kín thường xanh có độ tàn che từ 0,6 đến 0,8.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố tập trung của họ Ngọc lan ở đai cao 300 - 800 m trên nền đất Feralit đỏ vàng phát triển trên đá phiến thạch sét và sa thạch là hoàn toàn phù hợp với đặc tính sinh thái ưa ẩm, đất dày và thoát nước tốt của chi Michelia. Khi mô tả dữ liệu bằng biểu đồ cột phân bố theo đai cao và bảng tương quan đường kính - chiều cao, kết quả phản ánh rõ quy luật suy giảm mật độ cá thể khi độ cao vượt quá 1.000 m do nhiệt độ mùa đông hạ thấp xuống dưới 15 độ C và tầng đất mỏng.

So với các kết quả khảo sát tại Vườn quốc gia Pù Mát hay Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt, mật độ cá thể Giổi xanh tại Xuân Liên duy trì ở mức ổn định hơn nhờ diện tích rừng nguyên sinh chiếm tới 18,3% tổng diện tích khu bảo tồn. Tuy nhiên, áp lực kinh tế - xã hội là thách thức lớn khi 98% lao động tại 14 thôn vùng đệm làm nông lâm nghiệp tự cấp và tỷ lệ hộ nghèo tại xã Yên Nhân lên tới 63,37%. Sự phụ thuộc vào thu hái hạt Giổi và khai thác gỗ làm tăng mức độ rủi ro đối với sự phát triển bền vững của quần thể.

Đề xuất và khuyến nghị

Để bảo tồn và phát triển bền vững nguồn gen các loài họ Ngọc lan tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

Thứ nhất, tăng cường tuần tra và quản lý rừng nghiêm ngặt do Ban Quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên phối hợp Hạt Kiểm lâm Thường Xuân thực hiện giai đoạn 2016 - 2020. Mục tiêu giảm ít nhất 35% các vụ xâm nhập khai thác hạt và gỗ Giổi trái phép tại các tiểu khu trọng điểm như 484, 497, 516 và 520, thông qua việc vận hành 8 trạm chốt bảo vệ cố định và số hóa tuyến tuần tra bằng GPS.

Thứ hai, triển khai chương trình lâm sinh chuyển hóa và xây dựng vườn giống cây đầu dòng do Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp phối hợp với Ban Quản lý thực hiện từ năm 2017 đến năm 2022. Chỉ tiêu cụ thể là tuyển chọn 50 cây mẹ đạt tiêu chuẩn hình thái xuất sắc của 3 loài Giổi xanh, Giổi ăn quả, Giổi lông để cung cấp nguồn giống chuẩn, phục vụ gieo ươm 50.000 cây con bản địa và khoanh nuôi xúc tiến tái sinh trên diện tích 150 ha rừng phục hồi.

Thứ ba, phát triển sinh kế bền vững cho cộng đồng vùng đệm do Ủy ban nhân dân huyện Thường Xuân và các cơ quan khuyến nông chủ trì giai đoạn 2017 - 2025. Cần chuyển giao kỹ thuật trồng Giổi ghép lấy hạt cho 500 hộ dân tại 5 xã vùng đệm, phấn đấu nâng thu nhập bình quân của người dân lên 15 - 20% mỗi năm, qua đó giảm tỷ lệ hộ nghèo tại xã Yên Nhân từ 63,37% xuống dưới 40%.

Thứ tư, đẩy mạnh truyền thông nâng cao nhận thức và giao khoán bảo vệ rừng gắn với chi trả dịch vụ môi trường rừng do Ủy ban nhân dân 5 xã vùng đệm thực hiện hàng năm. Chỉ tiêu đạt 100% số hộ sống giáp ranh vùng lõi ký cam kết không chặt hạ cây gỗ lớn và tham gia nhận khoán bảo vệ rừng trên diện tích hơn 22.800 ha rừng tự nhiên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cơ quan quản lý nhà nước và Ban Quản lý các khu bảo tồn, vườn quốc gia: Luận văn cung cấp quy trình điều tra 12 tuyến thực địa chuẩn xác và khung dữ liệu bản đồ MapInfo làm căn cứ xây dựng phương án quản lý rừng bền vững trên quy mô 27.699,6 ha.

Thứ hai, các nhà nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành Lâm sinh, Thực vật học, Quản lý tài nguyên rừng: Cung cấp hệ thống số liệu định lượng về 11 loài họ Ngọc lan và đặc tính sinh vật học của chi Michelia làm dẫn liệu so sánh cho các công trình nghiên cứu hệ thực vật Bắc Trung Bộ.

Thứ ba, sinh viên và học viên cao học ngành Khoa học Lâm nghiệp, Đa dạng sinh học: Nắm bắt phương pháp luận kết hợp giữa điều tra lâm học truyền thống với các công cụ PRA, RRA và công nghệ GIS trong đánh giá tài nguyên sinh vật.

Thứ tư, các tổ chức phi chính phủ và dự án bảo tồn thiên nhiên quốc tế: Sử dụng cơ sở dữ liệu về 14 thôn vùng đệm và cơ cấu kinh tế lâm nghiệp chiếm 40% GDP huyện Thường Xuân để thiết kế các dự án phát triển sinh kế gắn với bảo tồn nguồn gen bản địa.

Câu hỏi thường gặp

Họ Ngọc lan tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên có bao nhiêu loài và những loài nào phổ biến nhất? Nghiên cứu ghi nhận 11 loài thuộc họ Ngọc lan tại khu bảo tồn, trong đó 3 loài phổ biến và có giá trị bảo tồn quan trọng nhất là Giổi xanh (Michelia mediocris), Giổi ăn quả (Michelia tonkinensis) và Giổi lông (Michelia balansae). Hai loài Giổi xanh và Giổi ăn quả xuất hiện trên toàn bộ 12 tuyến điều tra thực địa.

Điều kiện đai cao nào là môi trường sống tối ưu cho các loài cây họ Ngọc lan phát triển? Các loài họ Ngọc lan tại Xuân Liên phân bố trong biên độ độ cao từ 200 m đến 1.100 m, nhưng phát triển tối ưu nhất ở đai cao từ 300 m đến 800 m trên đất Feralit đỏ vàng có tầng đất dày, độ ẩm không khí trung bình năm đạt 85 - 86% và lượng mưa từ 2.000 đến 2.200 mm.

Tình trạng tái sinh tự nhiên của các loài Giổi tại Xuân Liên diễn ra như thế nào? Mật độ tái sinh tự nhiên quanh gốc cây mẹ đạt trung bình 15 - 28 cây con trên 100 m2 với nguồn gốc từ hạt chiếm trên 75%. Tuy nhiên, tỷ lệ cây con vượt qua cấp chiều cao 100 cm chỉ đạt khoảng 18,5% do ảnh hưởng của độ tàn che lớn từ 0,6 đến 0,8, đòi hỏi các biện pháp can thiệp mở tán cục bộ.

Tại sao đời sống kinh tế của cư dân vùng đệm lại ảnh hưởng trực tiếp đến công tác bảo tồn họ Ngọc lan? Tại 14 thôn vùng đệm của 5 xã, có tới 98% lao động làm nông lâm nghiệp và tỷ lệ hộ nghèo nhiều nơi vượt 50%, cá biệt xã Yên Nhân là 63,37%. Thu nhập bấp bênh khiến người dân gia tăng áp lực khai thác hạt Giổi và lâm sản để trang trải cuộc sống, tác động tiêu cực đến nguồn gen tự nhiên.

Phương pháp bản đồ và GIS đóng vai trò gì trong đề tài nghiên cứu này? Nghiên cứu ứng dụng thiết bị GPS kết hợp phần mềm MapSource và MapInfo trên nền bản đồ hiện trạng rừng năm 2014 để số hóa tọa độ 12 tuyến khảo sát và xây dựng bản đồ phân bố không gian chuẩn xác cho từng loài cây họ Ngọc lan, giúp nâng cao hiệu quả giám sát thực địa.

Kết luận

Nghiên cứu đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu khoa học đề ra thông qua 5 kết luận then chốt:

  • Xác lập danh mục 11 loài thực vật thuộc họ Ngọc lan (Magnoliaceae) tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, khẳng định tính đa dạng sinh học cao của hệ thực vật khu vực.
  • Làm rõ quy luật phân bố không gian của 3 loài Giổi chủ đạo ở đai cao từ 200 m đến 1.100 m, trong đó vùng mật độ tối ưu nằm ở đai 300 m đến 800 m.
  • Đánh giá định lượng cấu trúc tái sinh tự nhiên với tỷ lệ tái sinh từ hạt đạt trên 75%, đồng thời chỉ ra rào cản sinh trưởng khi tỷ lệ cây cao trên 100 cm chỉ đạt 18,5%.
  • Nhận diện các nguy cơ đe dọa sinh thái bắt nguồn từ tỷ lệ nghèo đói 63,37% tại xã vùng đệm và tập quán khai thác lâm sản tự do của người dân địa phương.
  • Xây dựng hệ thống giải pháp đồng bộ kết hợp kỹ thuật lâm sinh, tuần tra định vị GPS và mô hình sinh kế trồng Giổi ghép giai đoạn 2016 - 2025.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng và bản đồ số hóa phân bố loài, tạo tiền đề khoa học cho các nghiên cứu nhân giống và khoanh nuôi bảo tồn nguồn gen thực vật quý hiếm tại Việt Nam.

Các nhà quản lý lâm nghiệp, chuyên gia bảo tồn và các tổ chức phát triển hãy khai thác triệt để hệ thống dữ liệu phân bố và giải pháp lâm sinh trong công trình này nhằm xây dựng các chương trình hành động bảo vệ đa dạng sinh học rừng hiệu quả.