Tổng quan nghiên cứu

Vườn quốc gia Cúc Phương có diện tích 22.200 ha, tọa lạc tại vị trí giao thoa giữa ba tỉnh Ninh Bình, Hòa Bình và Thanh Hóa, là một trong những khu bảo tồn thiên nhiên có tính đa dạng sinh học cao nhất tại Việt Nam. Nơi đây sở hữu quần thể linh trưởng phong phú với 8 loài sinh sống trong tự nhiên cùng một trung tâm cứu hộ động vật đang nuôi dưỡng khoảng 160 cá thể thuộc 15 loài quý hiếm. Tuy nhiên, áp lực từ biến đổi sinh cảnh và sự suy giảm cấu trúc thảm thực vật tự nhiên đang đặt ra thách thức lớn đối với nguồn thức ăn của các loài linh trưởng ăn thực vật, đặc biệt là các loài đặc hữu nguy cấp như Voọc đen mông trắng (Trachypithecus delacouri) và Vượn đen má trắng (Nomascus leucogenis).

Đề tài tập trung giải quyết vấn đề thiếu hụt cơ sở dữ liệu định lượng về sinh thái dinh dưỡng và trữ lượng thức ăn tự nhiên của linh trưởng. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là xác định danh lục thực vật làm thức ăn, phân loại cấu trúc sinh cảnh đặc trưng và tính toán cụ thể sinh khối thực vật làm thức ăn cho 6 loài linh trưởng ăn thực vật phân bố tại Cúc Phương.

Nghiên cứu được triển khai toàn diện tại các phân khu sinh thái của rừng Cúc Phương với cao độ từ 250 m đến 648 m (đỉnh Mây Bạc) trong giai đoạn 2016-2017. Ý nghĩa học thuật và thực tiễn của công trình thể hiện qua việc lượng hóa thành công nguồn tài nguyên thức ăn với độ tin cậy thống kê cao ($R^2 > 0,92$), xác định rõ mật độ lá cây đạt 1,88 tấn/ha trên sinh cảnh núi đá vôi. Kết quả này cung cấp luận cứ khoa học chính xác cho việc đánh giá sức tải sinh thái (carrying capacity) và tối ưu hóa chiến lược bảo tồn linh trưởng trong tự nhiên cũng như bán tự nhiên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái dinh dưỡng linh trưởng (Primate Nutritional Ecology) được khởi xướng bởi Milton (1979, 1980) và Clutton-Brock (1977). Lý thuyết này chỉ ra mối quan hệ mật thiết giữa tập tính lựa chọn thức ăn giàu cellulose, hạn chế độc tố thực vật với chiến lược thích nghi sinh lý và sự phân hóa không gian sống của linh trưởng.

Đồng thời, đề tài ứng dụng lý thuyết tương quan sinh khối Allometric của Yamakura (1986) và Brown (1997) trong việc ước tính trữ lượng rừng nhiệt đới. Các khái niệm cốt lõi được vận dụng bao gồm: Sinh khối trên mặt đất (Above Ground Biomass - AGB), Đường kính ngang ngực (DBH đo tại độ cao tiêu chuẩn 1,37 m), Chỉ số giãn nở sinh khối (BEF) và Tỷ lệ rễ/cành non (R/S ratio trung bình 0,22 đối với rừng ẩm trên núi). Khung mô hình allometric của Yamakura chứng minh độ tin cậy vượt trội với hệ số tương quan thực nghiệm $R^2 = 0,959$, cho phép phân tách độc lập các thành phần sinh khối cây rừng.

       [Đặc điểm lâm phần: DBH (1,37m), H] 
      [Phương trình Allometric Yamakura (1986)]
  [Đánh giá sức tải dinh dưỡng theo 3 sinh cảnh]

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lập ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình kết hợp khảo sát thực địa theo tuyến sinh cảnh. Cỡ mẫu điều tra bao gồm các ô tiêu chuẩn lớn có diện tích từ 2.000 m² đến 4.000 m² (0,2 - 0,4 ha) để đo đếm toàn bộ cây gỗ có đường kính $DBH \ge 10\text{ cm}$, kết hợp đo chiều cao vút ngọn ($H$) và chiều cao dưới cành. Tầng cây bụi và tái sinh được thống kê qua hệ thống ô thứ cấp kích thước 31,5 m x 31,5 m (0,1 ha). Phương pháp chọn mẫu điển hình đại diện được áp dụng nhằm đảm bảo phản ánh đúng cấu trúc 3 sinh cảnh sống chính của linh trưởng.

Dữ liệu không gian và thảm thực vật được xử lý qua công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) bằng các phần mềm MapInfo 15, Global Mapper 17 và ESRI ArcMap 10.5 qua quy trình 3 bước: giải đoán ảnh vệ tinh, kiểm chứng thực địa và hiệu chỉnh bản đồ chuyên đề. Lý do lựa chọn mô hình Yamakura (1986) là bởi đây là phương pháp allometric duy nhất cho phép tính toán riêng biệt sinh khối lá mà không cần chặt hạ cây mẫu, bảo vệ tuyệt đối tính nguyên vẹn của rừng đặc dụng. Toàn bộ tiến trình điều tra và phân tích số liệu hoàn thành trong giai đoạn 2016-2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận tổng cộng 208 loài thực vật thuộc 56 họ đóng vai trò là nguồn thức ăn tự nhiên của linh trưởng tại Cúc Phương. Trong đó, các họ chiếm ưu thế lớn nhất về số lượng loài bao gồm họ Dâu tằm (Moraceae) với 17 loài, họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 16 loài, họ Cà phê (Rubiaceae) với 10 loài và họ Re (Lauraceae) với 10 loài. Danh lục này cung cấp thức ăn cho 6 loài linh trưởng ăn thực vật tự nhiên, tiêu biểu là Voọc đen mông trắng, Voọc xám và Khỉ vàng.

Từ danh lục tổng thể, đề tài xác định được 37 loài thực vật chủ lực cung cấp sinh khối lớn nhất phân bố trên 3 dạng sinh cảnh. Tại sinh cảnh rừng rậm thường xanh nhiệt đới gió mùa trên đất feralit hình thành từ đá vôi (chiếm diện tích lớn nhất khoảng 18.000 ha), tổng sinh khối của 25 loài thực vật thức ăn đạt 3.143.537,15 tấn. Trong đó, sinh khối lá cây - bộ phận thức ăn chủ yếu của các loài Voọc - đạt 34.299,15 tấn, chiếm tỷ lệ 1,09% tổng sinh khối. Mật độ sinh khối lá bình quân tại sinh cảnh này đạt 1,88 tấn/ha. Các loài có trữ lượng lá lớn nhất gồm Vàng anh (Saraca dives) đạt 328,65 tấn, Chò xanh (Terminalia myriocarpa) đạt 1.076,87 tấn và Ngái (Ficus hispida) đạt 728,83 tấn.

Thảo luận kết quả

Cấu trúc phân tầng 3-4 lớp của rừng nguyên sinh Cúc Phương tạo nên sự dồi dào về nguồn thức ăn quanh năm. Mật độ sinh khối lá 1,88 tấn/ha trên núi đá vôi phản ánh năng suất sinh học ổn định của hệ sinh thái, tương thích với dữ liệu từ các nghiên cứu rừng nhiệt đới Đông Nam Á (thường dao động từ 1,5 đến 2,2 tấn lá/ha). Khả năng tiêu hóa của nhóm linh trưởng ăn thực vật thích nghi tốt với cấu trúc lá giàu cellulose và hemicellulose thông qua hệ vi sinh vật đường ruột chuyên biệt.

Dữ liệu phân bố sinh khối giữa các sinh cảnh được trình bày trực quan thông qua bảng ma trận phân loại dinh dưỡng và biểu đồ cột chồng (stacked bar chart), phản ánh rõ tỷ lệ cấu thành: Thân (85-88%), Cành (11-14%) và Lá (1,09-1,20%). Việc đối sánh dữ liệu thực địa cho thấy các loài linh trưởng phân chia ổ sinh thái rất rõ rệt: Voọc mông trắng tập trung tại vách đá vôi với nguồn thức ăn chính là chồi và lá non của các loài họ Moraceae, trong khi các loài Khỉ di chuyển linh hoạt giữa rừng đá vôi và thung lũng dốc tụ để bổ sung quả và hạt.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả định lượng sinh thái dinh dưỡng, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm nhằm nâng cao hiệu quả bảo tồn:

  • Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ sinh khối lá: Ban Quản lý Vườn quốc gia Cúc Phương cần triển khai mạng lưới 30 ô tiêu chuẩn cố định để theo dõi biến động sinh khối lá của 37 loài cây chủ lực; mục tiêu duy trì mật độ sinh khối lá không thấp hơn 1,85 tấn/ha; thời gian thực hiện liên tục định kỳ 6 tháng/lần từ năm 2024.
  • Khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt sinh cảnh đá vôi: Hạt Kiểm lâm Cúc Phương phối hợp cùng chính quyền địa phương tăng cường tuần tra trên 18.000 ha rừng núi đá vôi; nghiêm cấm chặt phá các loài cây thức ăn quan trọng như Vàng anh, Sấu, Chay lá mít, Ngái; mục tiêu giảm 100% các vụ vi phạm lâm luật tại phân khu bảo vệ nghiêm ngặt trong giai đoạn 2024-2026.
  • Phục hồi và làm giàu rừng bằng loài cây thức ăn bản địa: Trung tâm Cứu hộ Linh trưởng (EPRC) chủ trì gieo ươm và trồng bổ sung 15 loài cây bản địa có sinh khối lá cao (như các loài thuộc chi Ficus, Saraca, Streblus) vào các vùng trảng cây bụi thoái hóa; target metric tăng 15% độ che phủ tầng thức ăn cho linh trưởng trong khung thời gian 2025-2029.
  • Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS tích hợp nguồn thức ăn và phân bố linh trưởng: Chi cục Kiểm lâm các tỉnh Ninh Bình, Hòa Bình, Thanh Hóa phối hợp với các viện nghiên cứu số hóa 100% bản đồ phân bố thức ăn và tọa độ đàn linh trưởng; đạt độ chính xác dữ liệu không gian trên 95%; hoàn thành và đưa vào vận hành trước quý IV năm 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn mang lại giá trị khoa học và ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Ban quản lý các Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên: Cung cấp khung phương pháp lượng hóa sinh khối lá 1,88 tấn/ha để đánh giá chính xác sức tải sinh thái và hoạch định phương án bảo vệ sinh cảnh tự nhiên.
  • Các nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên ngành Sinh thái, Môi trường, Lâm nghiệp: Kế thừa tài liệu tham khảo chuẩn mực về mô hình allometric Yamakura ($R^2 = 0,959$), phương pháp điều tra lâm phần không xâm lấn và ứng dụng GIS viễn thám trong phân loại thảm thực vật.
  • Chuyên gia cứu hộ và bảo tồn động vật hoang dã: Cung cấp danh mục 208 loài thực vật dinh dưỡng giúp Trung tâm EPRC tối ưu hóa khẩu phần ăn, nâng cao tỷ lệ sinh sản và tái thả thành công các cá thể linh trưởng quý hiếm.
  • Cơ quan quản lý nhà nước và tổ chức phi chính phủ (NGOs): Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy để xây dựng các dự án bảo tồn liên tỉnh và hoạch định chính sách lâm nghiệp bền vững tại vùng đệm Cúc Phương.

Câu hỏi thường gặp

Nghiên cứu đã xác định được bao nhiêu loài thực vật làm thức ăn cho linh trưởng tại Cúc Phương?
Luận văn đã thống kê và phân loại chi tiết 208 loài thực vật thuộc 56 họ khác nhau làm thức ăn cho linh trưởng. Trong đó, họ Moraceae chiếm ưu thế nhất với 17 loài, tiếp đến là họ Euphorbiaceae với 16 loài. Đặc biệt, nghiên cứu đã chọn lọc ra 37 loài thực vật chủ lực có khả năng cung cấp trữ lượng sinh khối lớn nhất cho quần thể linh trưởng.

Có bao nhiêu loài linh trưởng ăn thực vật sinh sống trong tự nhiên tại khu vực nghiên cứu?
Trong tự nhiên tại Vườn quốc gia Cúc Phương có 8 loài linh trưởng, trong đó có 6 loài ăn thực vật gồm: Khỉ mốc (Macaca assamensis), Khỉ vàng (Macaca mulatta), Khỉ mặt đỏ (Macaca arctoides), Voọc xám (Trachypithecus phayrei crepusculus), Voọc đen mông trắng (Trachypithecus delacouri) và Vượn đen má trắng (Nomascus leucogenis).

Mô hình toán học nào được sử dụng để tính toán sinh khối mà không cần chặt hạ cây rừng?
Tác giả đã áp dụng hệ thống phương trình tương quan allometric của Yamakura (1986) dành cho rừng nhiệt đới Đông Nam Á với độ tin cậy $R^2 = 0,959$. Mô hình này sử dụng hai biến số đo đạc thực địa là đường kính ngang ngực tại độ cao 1,37 m và chiều cao vút ngọn để tính toán độc lập sinh khối thân ($R^2 = 0,99$), cành ($R^2 = 0,92$) và lá.

Trữ lượng sinh khối lá cây làm thức ăn cho linh trưởng trên núi đá vôi đạt bao nhiêu?
Tại sinh cảnh rừng thường xanh nhiệt đới trên đất đá vôi (khoảng 18.000 ha), tổng sinh khối lá của 25 loài cây thức ăn chính đạt 34.299,15 tấn, chiếm 1,09% tổng sinh khối thực vật thức ăn. Mật độ sinh khối lá bình quân tại sinh cảnh này được xác định chính xác ở mức 1,88 tấn/ha.

Kết quả nghiên cứu hỗ trợ như thế nào cho công tác cứu hộ và nhân nuôi linh trưởng?
Dữ liệu sinh thái dinh dưỡng của 208 loài thực vật là cơ sở khoa học trực tiếp để Trung tâm Cứu hộ thú linh trưởng Cúc Phương xây dựng khẩu phần thức ăn chuẩn tự nhiên cho 160 cá thể thuộc 15 loài đang được chăm sóc, đảm bảo cân bằng dinh dưỡng và nâng cao khả năng thích nghi khi tái thả về tự nhiên.

Kết luận

  • Xác lập hệ thống cơ sở dữ liệu toàn diện về 208 loài thực vật thuộc 56 họ làm thức ăn cho 6 loài linh trưởng tự nhiên tại Vườn quốc gia Cúc Phương.
  • Ứng dụng thành công mô hình allometric Yamakura (1986) tính toán chuẩn xác tổng sinh khối thực vật thức ăn đạt 3.143.537,15 tấn trên sinh cảnh núi đá vôi.
  • Lượng hóa mật độ sinh khối lá đạt 1,88 tấn/ha (tương đương 34.299,15 tấn lá), khẳng định tiềm năng cung cấp dinh dưỡng dồi dào của thảm thực vật tự nhiên.
  • Xây dựng bản đồ chuyên đề phân loại 7 kiểu quần hệ thực vật bằng công nghệ GIS và viễn thám, làm rõ mối tương quan giữa phân bố sinh cảnh và tập tính kiếm ăn của linh trưởng.
  • Đóng góp luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc cho chiến lược bảo tồn loài đặc hữu cực kỳ nguy cấp như Voọc đen mông trắng và Vượn đen má trắng.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện quy trình định lượng sinh thái dinh dưỡng không xâm lấn, mở ra hướng tiếp cận mới trong quản lý sức tải sinh học tại các khu rừng đặc dụng. Trong giai đoạn 2025-2030, việc mở rộng mô hình nghiên cứu này sang các khu bảo tồn lân cận sẽ là bước đi then chốt. Các cơ quan quản lý và nhà khoa học hãy tích cực khai thác, ứng dụng bộ dữ liệu này vào công tác quy hoạch bảo tồn để gìn giữ nguồn gen linh trưởng quý giá của Việt Nam.