Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria Lour.) là loài dây leo thân gỗ thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae), phân bố tự nhiên dưới tán rừng thứ sinh nhiệt đới và á nhiệt đới. Hoạt chất chính có trong thân già và rễ cây là alkaloid palmatin (chiếm tỷ lệ trung bình từ 1% đến 3%), có giá trị dược liệu cao trong việc điều trị các bệnh đau mắt, mụn nhọt, sốt nóng, kiết lỵ, tiêu chảy và giải độc thực phẩm. Trong y học truyền thống và công nghiệp dược liệu, rễ và thân Hoàng đằng còn được dùng làm chất nhuộm và chiết xuất palmatin tinh khiết.
Tại khu vực Tây Bắc Bộ, đặc biệt là tỉnh Yên Bái, Hoàng đằng mọc hoang dã tự nhiên nhưng đang chịu áp lực khai thác mang tính hủy diệt. Tình trạng thu gom triệt để rễ và thân cây bán sang thị trường Trung Quốc với khối lượng lớn cùng nạn phá rừng, đốt nương làm rẫy đã làm suy giảm nghiêm trọng nguồn tài nguyên này. Trước nguy cơ cạn kiệt nguồn gen, Sách đỏ Việt Nam (1996) đã xếp Hoàng đằng ở cấp Sẽ nguy cấp (VU A1c,d) và Chính phủ đưa loài này vào Nhóm IIA thuộc Danh mục thực vật, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm (Nghị định số 32/2006/NĐ-CP).
Khóa luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng của sinh viên Mùa A Vảng tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (2017) tập trung giải quyết 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Đánh giá đặc điểm sử dụng và tri thức bản địa của người dân về loài cây Hoàng đằng.
- Xác định thực trạng phân bố của cây Hoàng đằng tại xã Bản Mù, huyện Trạm Tấu, tỉnh Yên Bái.
- Xác định đặc điểm sinh vật học, hình thái và sinh thái học của loài tại khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất các biện pháp bảo tồn và phát triển nguồn gen cây Hoàng đằng.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Loài Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria Lour.) và so sánh với loài Nam hoàng (Fibraurea recisa Pierre).
- Phạm vi không gian: Địa bàn xã Bản Mù và xã Hát Lừu, huyện Trạm Tấu, tỉnh Yên Bái (gồm các thôn Bản Hát, Khấu Ly, Háng Đế Tủ, Mông Đơ, Háng Chi Mua).
- Phạm vi thời gian: Số liệu thực địa được thu thập từ ngày 01/08/2016 đến ngày 31/12/2016.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý
Nghiên cứu dựa trên các hệ thống phân loại thực vật học APG II (2003) và Takhtajan, Sách đỏ Việt Nam (1996, 2007) và Sách đỏ Thế giới (IUCN 2001). Cơ sở pháp lý và quy hoạch bảo tồn được kế thừa từ Nghị định số 32/2006/NĐ-CP, Nghị định số 160/2013/NĐ-CP và Quyết định số 1976/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về Quy hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020, định hướng đến năm 2030. Cơ sở sinh thái học thực vật dựa trên các lý thuyết về mối quan hệ giữa thực vật với sinh cảnh, cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ và động thái tái sinh rừng tự nhiên của các tác giả Lê Mộng Chân, Nguyễn Nghĩa Thìn, Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan.
Phương pháp nghiên cứu thực địa và phân tích
- Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, bản đồ hiện trạng rừng và các tài liệu nghiên cứu nhân giống, sinh thái trước đó.
- Phương pháp phân loại học: Định danh loài thực vật theo khóa phân loại họ Menispermaceae kết hợp tham vấn chuyên gia thực vật học và so sánh mẫu tiêu bản.
- Điều tra sơ thám: Nhận diện đối tượng trên thực địa và vạch 20 tuyến điều tra đại diện đi qua các sinh cảnh và đai độ cao khác nhau.
- Điều tra phỏng vấn tri thức bản địa: Sử dụng phiếu phỏng vấn bán cấu trúc với dung lượng mẫu $n = 30$ phiếu trên địa bàn xã Bản Mù và Hát Lừu, hướng tới người am hiểu rừng, cán bộ kiểm lâm và người từng khai thác lâm sản ngoài gỗ.
- Điều tra ngoại nghiệp trên tuyến và ô tiêu chuẩn:
- Lập 20 tuyến điều tra ngẫu nhiên, ghi nhận tọa độ GPS, độ cao, hướng sườn, độ dốc.
- Thiết lập 8 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình nơi có Hoàng đằng phân bố, diện tích $2000,\text{m}^2$ ($50,\text{m} \times 40,\text{m}$) hoặc $500,\text{m}^2$ ở địa hình hiểm trở.
- Trong mỗi OTC, bố trí 5 ô dạng bản (ODB) diện tích $25,\text{m}^2$ ($5,\text{m} \times 5,\text{m}$) tại 4 góc và tâm ô để điều tra cây bụi, thảm tươi và cây tái sinh.
- Đo đếm hình thái sinh trắc: Thu thập 100 mẫu lá trưởng thành và 100 mẫu quả ở 3 vị trí tầng tán (dưới, giữa, đỉnh tán); đo chu vi thân tại vị trí $D_{1.3}$, đường kính gốc $D_{00}$, chiều dài thân leo ($L$).
- Phương pháp điều tra đất: Đào phẫu diện đất tại các OTC có Hoàng đằng, mô tả tầng đất, độ dày, màu sắc, độ ẩm, độ xốp, cơ giới và tỷ lệ đá lẫn. Mẫu đất được phân tích tại Viện Khoa học Nông nghiệp Miền núi phía Bắc (Vĩnh Phúc) xác định pH, chất mùn và dinh dưỡng đa lượng N, P, K.
- Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp:
- Công thức tính hệ số tổ thành tầng cây gỗ:
$$K_i = \frac{n_i}{N} \times 10$$
(Trong đó $K_i$ là hệ số tổ thành loài thứ $i$, $n_i$ là số cá thể loài $i$, $N$ là tổng số cá thể trong OTC).
- Công thức tính mật độ tái sinh tự nhiên:
$$N/\text{ha} = \frac{10.000 \times n}{S}$$
(Trong đó $S$ là tổng diện tích các ODB tính bằng $\text{m}^2$, $n$ là số cây tái sinh bắt gặp).
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Trình bày tính cấp thiết của việc nghiên cứu cây dược liệu chứa alkaloid nói chung và loài Fibraurea tinctoria nói riêng tại khu vực miền núi Trạm Tấu. Tác giả xác lập 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đồng thời khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dẫn liệu sinh thái thực vật và ý nghĩa thực tiễn trong công tác quy hoạch bảo tồn nguồn gen lâm sản ngoài gỗ cho chính quyền địa phương.
Phần 2: Tổng quan nghiên cứu
Tổng hợp các nghiên cứu về cây thuốc nguy cấp trên phạm vi thế giới (như tình trạng suy giảm của Rauvolfia serpentina, Coptis teeta, Dioscorea spp.) và Việt Nam. Điểm qua các kết quả nhân giống Hoàng đằng của Trần Ngọc Hải (2008), Nguyễn Bình An (2011), Phạm Hữu Hạnh và Hà Văn Năm (2014) về tỷ lệ giâm hom với chất kích thích IAA nồng độ 1500 ppm cho tỷ lệ ra rễ 58,9% - 87,5%.
Chương này cũng phân tích tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Trạm Tấu: diện tích tự nhiên 74.200 ha (đất lâm nghiệp chiếm 57.799,2 ha), độ che phủ rừng đạt 51,4%, địa hình núi cao chia cắt thuộc dãy Hoàng Liên Sơn, độ cao trung bình 800 - 900 m, khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông giá rét (nhiệt độ thấp nhất xuống $0^\circ\text{C} - 4^\circ\text{C}$), lượng mưa trung bình 1.200 mm/năm.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Mô tả chi tiết vị trí địa lý 5 vùng khảo sát thực địa tại Trạm Tấu (thôn Bản Hát, Khấu Ly, Háng Đế Tủ, Mông Đơ, Háng Chi Mua). Xác lập chi tiết các biểu mẫu điều tra thực vật học, bảng phân cấp đánh giá đất thổ nhưỡng, thang tiêu chuẩn đánh giá chất lượng cây tái sinh (cây tốt, trung bình, xấu) và công thức tính toán lâm học.
Phần 4: Kết quả và phân tích
Tập trung làm rõ toàn bộ dẫn liệu điều tra thực địa qua 7 nhóm nội dung chính:
- Tri thức bản địa: Phân tích mức độ nhận biết và thực trạng thương mại hóa Hoàng đằng của cộng đồng địa phương.
- Phân loại và bảo tồn: So sánh đối chiếu hai loài trong chi Fibraurea.
- Đặc điểm hình thái: Cung cấp thông số đo đếm thực tế của thân, rễ, lá, hoa, quả.
- Hiện trạng phân bố: Khảo sát sự hiện diện của loài theo đai độ cao (từ 812 m đến 1.606 m) và theo 6 trạng thái rừng.
- Đặc điểm sinh thái: Cấu trúc tầng cây gỗ, công thức tổ thành loài đi kèm, mật độ và nguồn gốc tái sinh, đặc điểm thảm tươi cây bụi.
- Đặc điểm thổ nhưỡng: Phân tích lý tính và hóa tính tầng đất nơi loài sinh sống.
- Đề xuất giải pháp: Đánh giá thuận lợi, khó khăn và đưa ra hệ thống biện pháp bảo tồn nguyên vị (in-situ), chuyển vị (ex-situ).
Kết quả và đóng góp
1. Tri thức bản địa và thực trạng khai thác
Kết quả phỏng vấn 30 phiếu tại khu vực nghiên cứu cho thấy:
- Hiểu biết hình thái và sinh cảnh: 24/30 người (80%) nhận biết chính xác đặc điểm thân dây leo có vỏ xốp nứt dọc, ruột vàng, lá có 3 gân gốc phình ở hai đầu cuống và phân bố ở rừng phục hồi sau nương rẫy.
- Giá trị sử dụng: 16/30 người (53,3%) biết sử dụng thân, rễ làm thuốc chữa đau mắt đỏ, đau bụng, tiêu chảy và làm thuốc nhuộm.
- Gây trồng: 0/30 người (0%) tiến hành gây trồng nhân tạo do chưa nắm được kỹ thuật nhân giống.
- Biến động khai thác và giá cả: Trước đây 10 năm, Hoàng đằng còn nhiều cây đường kính tới 20 cm, dài 30 m, giá bán khoảng 15.000 đồng/kg. Tại thời điểm nghiên cứu, số lượng cá thể lớn gần như tuyệt diệt, chủ yếu còn chồi tái sinh nhỏ, giá thu mua tăng lên 30.000 – 40.000 đồng/kg.
2. Đặc điểm phân loại học và hình thái sinh trắc
Cả hai loài thuộc chi Fibraurea đều chứa palmatin, tuy nhiên chỉ có Fibraurea tinctoria Lour. được ghi nhận xuất hiện tại khu vực nghiên cứu và nằm trong Sách đỏ Việt Nam (1996) cùng Nhóm IIA Nghị định 32/2006/NĐ-CP.
| Bộ phận |
Chỉ tiêu đo đếm |
Giá trị nhỏ nhất |
Giá trị lớn nhất |
Giá trị trung bình |
| Thân cây ($n = 19$) |
Chiều dài ($L$, m)
Đường kính ($D_{1.3}$, cm) |
2,3
0,1 |
16,0
3,8 |
5,5
0,4 |
| Lá trưởng thành ($n = 100$) |
Chiều dài cuống lá (cm)
Chiều dài phiến lá (cm)
Chiều rộng phiến lá (cm) |
5,0
13,0
4,0 |
19,5
32,0
24,8 |
15,0
20,0
12,5 |
| Quả trưởng thành ($n = 100$) |
Chiều dài quả (cm)
Đường kính quả (cm) |
2,0
1,7 |
3,3
2,5 |
2,8
2,1 |
Ghi chú hình thái: Thân già có lớp bần xốp nứt dọc sâu, mặt cắt ngang màu vàng tươi với các tia ruột hình nan hoa bánh xe. Rễ chính lớn ăn nổi hoặc sâu cách mặt đất 10 - 20 cm, dài trên 30 m. Trọng lượng quả đạt trung bình 270 quả/kg; quả non màu xanh đậm chứa nhựa mủ trắng, khi chín chuyển màu vàng và có mùi thối đặc trưng.
3. Hiện trạng phân bố và đặc điểm sinh thái
- Phân bố theo độ cao: Ghi nhận 19 cá thể trên 8 OTC ở đai độ cao từ 812 m đến 1.606 m so với mực nước biển. Mật độ phân bố thưa thớt, không tập trung do tác động khai thác quá mức.
- Phân bố theo trạng thái rừng: Xuất hiện trên 6 trạng thái gồm: rừng phục hồi (IIA), đất/bãi chăn thả (IB), rừng phục hồi sau nương rẫy (IIB), rừng bị khai thác kiệt (IIIA1), rừng tái sinh phục hồi (IIIA2), rừng trồng thông và rừng hỗn giao Vầu - Gỗ.
| OTC |
Trạng thái rừng |
Độ cao (m) |
Số cây ghi nhận |
Công thức tổ thành tầng cây gỗ |
| 1 |
IIA (Rừng phục hồi) |
812 |
2 |
$3,90,\text{Vtr} + 2,06,\text{Vt} + 4,04,\text{Lk}$ (27 loài khác) |
| 2 |
IB (Bãi chăn thả) |
869 |
3 |
Không có tầng cây gỗ |
| 3 |
IB (Bãi chăn thả) |
897 |
2 |
Không có tầng cây gỗ |
| 4 |
Rừng trồng thông |
930 |
2 |
$4,54,\text{Vtr} + 1,82,\text{H} + 0,91,\text{K} + 0,91,\text{Vt} + 0,91,\text{Tmv} + 0,91,\text{Lk}$ |
| 5 |
IIIA1 (Khai thác kiệt) |
1.196 |
1 |
$2,76,\text{Vtr} + 2,36,\text{Vt} + 4,88,\text{Lk}$ (29 loài khác) |
| 6 |
IIIA2 (Tái sinh phục hồi) |
1.281 |
2 |
$2,79,\text{Vtr} + 2,64,\text{Vt} + 4,57,\text{Lk}$ (23 loài khác) |
| 7 |
IIB (Sau nương rẫy) |
1.606 |
3 |
$3,05,\text{Vtr} + 2,00,\text{Vt} + 4,95,\text{Lk}$ (33 loài khác) |
| 8 |
Vầu - Gỗ (Sau nương rẫy) |
1.148 |
4 |
$5,88,\text{Vtr} + 1,18,\text{Kđg} + 1,18,\text{Xđ} + 0,59,\text{Tt} + 0,59,\text{V} + 0,58,\text{Mlt}$ |
(Ký hiệu loài: Vtr: Vối thuốc răng cưa; Vt: Vối thuốc; Tmv: Thông mã vĩ; Tt: Trám trắng; V: Vầu; Kđg: Kè đuôi giông; H: Hông; K: Kháo; Mlt: Mán đỉa; Xđ: Xoan đào; Lk: Loài khác).
- Đặc tính tái sinh: Tổng số cây tái sinh ghi nhận trong 8 OTC là 23 cây; mật độ tái sinh dao động từ 5 đến 25 cây/ha (trung bình 15 cây/ha). Toàn bộ 100% cây tái sinh có nguồn gốc từ chồi gốc của các cây bị chặt phá trước đó, 0% tái sinh từ hạt do quả rụng bị thu hái hoặc sinh cảnh mặt đất bị gia súc giẫm đạp, đốt nương.
4. Giải pháp và đóng góp của đề tài
- Biện pháp đề xuất:
- Bảo tồn nguyên vị (In-situ): Khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt các lâm phần còn Hoàng đằng tại Bản Mù; cấm chăn thả gia súc và đốt nương tại các đai rừng có cây tái sinh; đưa quy ước bảo vệ cây thuốc vào hương ước cộng đồng các thôn Mông Đơ, Háng Chi Mua.
- Bảo tồn chuyển vị và phát triển (Ex-situ): Xây dựng vườn ươm nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom (kế thừa quy trình xử lý IAA 1500 ppm); tổ chức tập huấn kỹ thuật nhân giống và trồng phân tán dưới tán rừng tự nhiên nghèo kiệt hoặc rừng trồng thông, vầu cho người dân.
- Đóng góp khoa học: Khóa luận cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng thực tế đầu tiên về hình thái trắc lượng, cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ đi kèm và hiện trạng cạn kiệt tái sinh hạt của loài Fibraurea tinctoria tại huyện vùng cao Trạm Tấu (Yên Bái).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu thực hiện trong khung thời gian hẹp (tháng 8 đến tháng 12/2016), quy mô mẫu cây trưởng thành tìm thấy trong tự nhiên rất ít do tác động khai thác kiệt quệ; chưa thực hiện được các thí nghiệm hóa phân tích hàm lượng palmatin trực tiếp trên các mẫu thu tại Bản Mù.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Triển khai các thí nghiệm nhân giống thực nghiệm (giâm hom, gieo ươm hạt) ngay tại điều kiện khí hậu thực địa Trạm Tấu.
- Định lượng hàm lượng palmatin trong thân, rễ và lá theo các mùa trong năm để xác định thời điểm thu hái tối ưu.
- Xây dựng mô hình trồng thử nghiệm dưới tán rừng hỗn giao và rừng trồng thương mại.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là nguồn tư liệu thực địa có giá trị cho:
- Đối tượng học tập, nghiên cứu: Giảng viên, học viên, sinh viên các ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Bảo tồn đa dạng sinh học và Dược liệu học.
- Nội dung tham khảo chuyên sâu: Quy trình điều tra thực vật học kết hợp điều tra tri thức bản địa lâm sản ngoài gỗ; phương pháp lập ô tiêu chuẩn xác định công thức tổ thành tầng cây gỗ và đánh giá động thái tái sinh dây leo thân gỗ dưới tán rừng.
- Cơ quan quản lý: Hạt Kiểm lâm Trạm Tấu, Chi cục Kiểm lâm Yên Bái và UBND xã Bản Mù sử dụng làm cơ sở khoa học để xây dựng kế hoạch quản lý bảo tồn nguồn gen thực vật quý hiếm.
Câu hỏi thường gặp
1. Cây Hoàng đằng tại xã Bản Mù được định danh là loài nào và có tình trạng bảo tồn ra sao?
Cây Hoàng đằng tại khu vực nghiên cứu được xác định là loài Fibraurea tinctoria Lour., thuộc chi Fibraurea, họ Tiết dê (Menispermaceae). Loài này được xếp vào cấp "Sẽ nguy cấp" (VU A1c,d) trong Sách đỏ Việt Nam (1996) và thuộc Nhóm IIA (hạn chế khai thác, sử dụng vì mục đích thương mại) theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ.
2. Thực trạng khai thác và giá bán Hoàng đằng tại khu vực nghiên cứu biến động thế nào?
Theo điều tra tri thức bản địa, khoảng 10 năm trước thời điểm nghiên cứu, Hoàng đằng mọc nhiều với các cá thể thân đường kính tới 20 cm, dài 30 m, được người dân khai thác bán cho thương lái xuất sang Trung Quốc với giá khoảng 15.000 đồng/kg. Đến năm 2016, số lượng cây lớn bị triệt hạ gần hết, nguồn nguyên liệu khan hiếm khiến giá thu mua tăng lên từ 30.000 đến 40.000 đồng/kg.
3. Cây Hoàng đằng tại Bản Mù phân bố ở đai độ cao và trạng thái rừng nào?
Khóa luận ghi nhận Hoàng đằng phân bố ở đai độ cao từ 812 m đến 1.606 m so với mực nước biển, xuất hiện trên 6 trạng thái thảm thực vật khác nhau: rừng phục hồi (IIA), đất/bãi chăn thả (IB), rừng phục hồi sau nương rẫy (IIB), rừng khai thác kiệt (IIIA1), rừng tái sinh phục hồi (IIIA2), rừng trồng thông và rừng Vầu - Gỗ.
4. Nguồn gốc và mật độ cây tái sinh Hoàng đằng trong các ô tiêu chuẩn có đặc điểm gì?
Mật độ cây tái sinh trung bình đạt 15 cây/ha (dao động từ 5 đến 25 cây/ha trên 8 OTC). Đáng chú ý, 100% cây tái sinh được ghi nhận đều có nguồn gốc từ chồi gốc của các cây bị chặt phá cũ, không ghi nhận bất kỳ cây tái sinh nào từ hạt do tác động thu hái quả, chăn thả gia súc và đốt nương rẫy.
5. Tầng cây gỗ đi kèm nơi Hoàng đằng phân bố có những loài chiếm ưu thế nào?
Cấu trúc tầng cây gỗ tại các OTC có Hoàng đằng phân bố chủ yếu bao gồm các loài ưu thế như: Vối thuốc răng cưa (Vtr), Vối thuốc (Vt), Thông mã vĩ (Tmv), Trám trắng (Tt), Vầu (V), Kè đuôi giông (Kđg), Hông (H), Kháo (Kh), Mán đỉa (Mlt) và Xoan đào (Xđ).
Kết luận
Khóa luận của tác giả Mùa A Vảng đã phản ánh bức tranh thực tế về hiện trạng suy thoái nghiêm trọng của nguồn gen cây Hoàng đằng (Fibraurea tinctoria Lour.) tại xã Bản Mù, huyện Trạm Tấu do áp lực khai thác thương mại và tập quán canh tác nương rẫy. Nghiên cứu đã xác lập các dẫn liệu khoa học về đặc điểm hình thái sinh trắc, biên độ phân bố độ cao (812 – 1.606 m), tổ thành tầng cây gỗ ưu thế và hiện tượng tái sinh hoàn toàn dựa vào chồi (100%). Đây là cơ sở thực tiễn cấp thiết để các cơ quan chức năng địa phương triển khai khoanh nuôi bảo vệ nghiêm ngặt các lâm phần tự nhiên kết hợp phát triển kỹ thuật nhân giống vô tính nhằm bảo tồn bền vững loài dược liệu quý này.
