Tổng quan nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên nằm ở phía Tây Nam tỉnh Thanh Hóa với tổng diện tích tự nhiên 23.815,5 ha, trong đó sở hữu hơn 4.000 ha rừng nguyên sinh trên núi cao. Nơi đây là khu vực chuyển tiếp sinh thái đặc biệt giữa vùng Tây Bắc và Bắc Trung Bộ, lưu giữ kho tàng đa dạng sinh học phong phú gồm 1.142 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 620 chi và 180 họ, trong đó có 38 loài nguy cấp nằm trong Sách đỏ Việt Nam và Danh lục đỏ thế giới. Mặc dù vậy, các quần thể thực vật ngành Thông hay còn gọi là ngành Hạt trần tại khu vực này đang chịu áp lực suy giảm nghiêm trọng do biến đổi khí hậu và tác động nhân sinh tiêu cực.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự suy giảm mật độ cá thể, khả năng tái sinh tự nhiên hạn chế và nguy cơ thu hẹp diện tích phân bố của các loài hạt trần quý hiếm như Pơ mu, Sa mu, Bách xanh, Dẻ tùng sọc trắng. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm đánh giá toàn diện thành phần loài, phân tích đặc điểm sinh thái, xây dựng bản đồ phân bố theo đai cao, khảo nghiệm nhân giống vô tính loài Bách xanh và đề xuất hệ thống giải pháp bảo tồn bền vững. Phạm vi thời gian nghiên cứu thực địa được triển khai liên tục từ tháng 11 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016 trên địa bàn 5 xã vùng đệm thuộc huyện Thường Xuân gồm Bát Mọt, Yên Nhân, Vạn Xuân, Xuân Cẩm và Lương Sơn.

Kết quả của đề tài đóng vai trò nền tảng khoa học định lượng, phục vụ công tác quản lý tài nguyên rừng đặc dụng, cung cấp dữ liệu xây dựng các chương trình bảo tồn loài nguy cấp và nâng cao hiệu quả bảo vệ 22.263,5 ha rừng tự nhiên tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống phân loại thực vật học hiện đại của Takhtadjan công bố năm 2009 kết hợp với bảng phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới gió mùa của Thái Văn Trừng năm 1978. Về mặt bảo tồn học, đề tài vận dụng lý thuyết sinh thái học quần thể, nguyên lý bảo tồn nguyên vị (In-situ conservation) và bảo tồn chuyển vị (Ex-situ conservation), cùng các tiêu chí phân hạng mức độ đe dọa của Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế IUCN năm 2012 và Sách đỏ Việt Nam năm 2007.

Các khái niệm chính được vận dụng xuyên suốt bao gồm: Cấu trúc tổ thành lâm phần, đặc tính sinh thái đai cao, động thái tái sinh tự nhiên dưới tán rừng và kỹ thuật nhân giống sinh dưỡng vô tính cây lâm nghiệp. Khung nghiên cứu liên kết chặt chẽ giữa đặc tính sinh vật học của từng cá thể với các yếu tố lập địa tự nhiên như độ cao, độ dốc, chất đất feralit và độ tàn che của tán rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn kết hợp giữa kế thừa tài liệu lưu trữ của Ban quản lý khu bảo tồn và điều tra thực địa có hệ thống. Phương pháp điều tra thực địa được tổ chức trên 20 tuyến khảo sát với tổng chiều dài 109,53 km, cắt ngang qua tất cả các trạng thái rừng từ độ cao 800m đến 1.605m.

Đối với tầng cây cao, phương pháp đo đếm được áp dụng cho toàn bộ các cá thể hạt trần có đường kính ngang ngực từ 6 cm trở lên bằng thước kẹp kính chuyên dụng, kết hợp thước đo cao Blummleiss để xác định chiều cao vút ngọn và chiều cao dưới cành. Đối với tầng cây tái sinh, phương pháp ô dạng bản được triển khai với kích thước 4 mét vuông quanh gốc cây mẹ theo 4 hướng, phân bố cân đối 4 ô trong tán và 4 ô ngoài tán nhằm đánh giá mật độ cây con và độ che phủ tầng thực bì.

Khảo nghiệm nhân giống vô tính loài Bách xanh được thiết kế theo phương pháp giâm hom cành dài 10 đến 15 cm, sử dụng chất điều hòa sinh trưởng IBA dạng bột ở 3 mức nồng độ là 0,5%, 1,0% và 1,5% cùng 1 công thức đối chứng 0%, lặp lại trên cỡ mẫu 30 cành giâm cho mỗi công thức trên nền cát sạch đã khử trùng bằng Benlate 15%. Ngoài ra, 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 35 người, bao gồm 20 cán bộ thôn bản và 15 cán bộ kiểm lâm để xác định nguyên nhân gây suy giảm tài nguyên rừng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã thống kê và xác định được 9 loài thực vật thuộc 7 chi và 5 họ thuộc ngành Thông phân bố tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, chiếm tỷ lệ 0,79% tổng số loài thực vật bậc cao tại khu vực. Danh lục ghi nhận các loài quý hiếm gồm: Pơ mu (Fokienia hodginsii), Sa mu (Cunninghamia lanceolata), Sa mu dầu (Cunninghamia konishii), Bách xanh (Calocedrus macrolepis), Dẻ tùng sọc trắng (Amentotaxus argotaenia), Kim giao núi đất (Nageia wallichiana), Thông tre lá dài (Podocarpus neriifolius), Thông nàng (Dacrycarpus imbricatus) và Dây gắm (Gnetum gnemon).

Thứ hai, phân bố không gian của ngành Thông tại khu bảo tồn gắn liền với đai cao. 100% các loài hạt trần thân gỗ lớn chỉ xuất hiện ở đai độ cao từ 800m trở lên và tập trung mật độ dày đặc nhất ở đai cao trên 1.500m trên nền đất Feralit mùn đỏ vàng phát triển trên đá mácma và đá biến chất. Tại các khu vực cụ thể có sự phân hóa rõ rệt: Bản Vịn tập trung nhiều Pơ mu và Sa mu nhưng thiếu vắng Bách xanh và Kim giao núi đất, trong khi khu vực đỉnh Pù Gió lại ghi nhận nhiều cá thể Dẻ tùng sọc trắng và Thông tre lá dài.

Thứ ba, cấu trúc tái sinh tự nhiên của các loài rất kém. Số lượng cây mầm xuất hiện sau mùa rụng hạt tương đối nhiều nhưng tỷ lệ sống sót chuyển tiếp thành cây con thành thục có chiều cao trên 1m chỉ đạt dưới 15%. Nguyên nhân là do tầng thảm mục dày, ánh sáng dưới tán rừng nguyên sinh có độ tàn che cao trên 0,8 khiến cây non bị cạnh tranh dinh dưỡng và chết hàng loạt.

Thứ tư, thử nghiệm nhân giống vô tính loài Bách xanh đạt kết quả khả quan. Sau thời gian theo dõi trong vườn ươm, công thức xử lý bằng IBA ở nồng độ 1,0% và 1,5% cho tỷ lệ ra rễ đạt từ 70% đến trên 85%, rễ phát triển đồng đều với số lượng rễ trung bình từ 4 đến 6 rễ trên mỗi hom, trong khi công thức đối chứng không xử lý thuốc chỉ đạt tỷ lệ ra rễ dưới 10% và đa phần chỉ dừng lại ở giai đoạn hình thành mô sẹo.

Thảo luận kết quả

Đặc tính tập trung của các loài ngành Thông tại đai cao trên 800m phản ánh cơ chế thích nghi sinh thái với nền nhiệt độ trung bình năm mát mẻ từ 15 đến 24 độ C, độ ẩm không khí cao duy trì ở mức 85% đến 86% và lượng mưa dồi dào từ 2.000 mm đến 2.200 mm/năm. Khi so sánh với các nghiên cứu tại Khu bảo tồn rừng đặc dụng Côpia ở Sơn La ghi nhận 5 loài hạt trần hay khu vực Pha Phanh ở Thanh Hóa ghi nhận 8 loài, cấu trúc khu hệ ngành Thông tại Xuân Liên thể hiện tính đa dạng cao hơn và đại diện cho tính chuyển tiếp sinh thái liên vùng độc đáo.

Số liệu phân bố đai cao và mật độ cây tái sinh hoàn toàn có thể được trực quan hóa qua biểu đồ dạng cột phân tầng kết hợp bảng nhiệt phân bố không gian (heat map). Việc trình bày này giúp các nhà quản trị rừng dễ dàng nhận diện những khu vực trọng điểm có mật độ cây mẹ cao để cắm mốc bảo vệ và tiến hành mở tán xúc tiến tái sinh nhân tạo. Kết quả giâm hom thành công loài Bách xanh mở ra hướng đi thực tiễn trong công tác nhân giống bảo tồn chuyển vị mà không phụ thuộc vào mùa hạt tự nhiên vốn rất thất thường.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, thực hiện ngay các giải pháp kỹ thuật bảo tồn nguyên vị trên diện tích 22.263,5 ha rừng tự nhiên thuộc phân khu bảo vệ nghiêm ngặt. Ban quản lý cần thiết lập 20 ô định vị diện tích 1 ha tại các tiểu khu 484, 485, 489, 495 để theo dõi diễn thế tự nhiên và can thiệp phát luỗng dây leo, mở tán cục bộ nhằm nâng tỷ lệ sống của cây tái sinh Pơ mu và Sa mu lên trên 30% trước năm 2028.

Thứ hai, triển khai chương trình bảo tồn chuyển vị thông qua việc mở rộng diện tích vườn thực vật 61,2 ha. Ứng dụng quy trình nhân giống vô tính giâm hom cành Bách xanh với chất kích thích IBA 1,0% để sản xuất tối thiểu 5.000 cây giống đạt tiêu chuẩn xuất vườn mỗi năm, phục vụ trồng làm giàu rừng và phục hồi hệ sinh thái tại các diện tích rừng nghèo kiệt trong giai đoạn 2026 - 2030.

Thứ ba, nâng cao hiệu quả phối hợp quản lý liên ngành và thực thi pháp luật lâm nghiệp. Hạt Kiểm lâm Xuân Liên cần tăng cường tuần tra định kỳ trên 20 tuyến xung yếu dài 109,53 km, xử lý nghiêm 100% các vụ vi phạm khai thác gỗ quý hiếm theo đúng quy định tại Nghị định số 32/2006/NĐ-CP và các văn bản pháp luật hiện hành.

Thứ tư, đẩy mạnh giải pháp kinh tế - xã hội thông qua việc giao khoán bảo vệ rừng gắn với chi trả dịch vụ môi trường rừng cho các hộ dân thuộc 5 xã vùng đệm. Mục tiêu là nâng mức thu nhập từ nghề rừng của cộng đồng địa phương lên khoảng 15% đến 20%, kết hợp tuyên truyền nâng cao nhận thức bảo tồn nhằm loại bỏ triệt để thói quen chặt phá rừng làm nương rẫy và khai thác lâm sản trái phép.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia và lực lượng kiểm lâm trên cả nước. Tài liệu cung cấp quy trình điều tra thực địa 20 tuyến, phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn điều tra cây tái sinh và kinh nghiệm quản lý 22.263,5 ha rừng đặc dụng.

Thứ hai, các chuyên gia, nhà khoa học và viện nghiên cứu chuyên ngành thực vật học, sinh thái học và lâm sinh. Luận văn cung cấp bộ dữ liệu thực địa chi tiết về 9 loài hạt trần, cấu trúc tổ thành loài và dẫn liệu phân bố theo đai cao làm cơ sở cho các công trình nghiên cứu quy mô vùng.

Thứ ba, giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học và Khoa học môi trường. Đây là tài liệu tham khảo học thuật chuẩn mực về phương pháp nghiên cứu lâm học, kỹ thuật xử lý dữ liệu thực nghiệm và khảo nghiệm nhân giống giâm hom bằng chất điều hòa sinh trưởng.

Thứ tư, các tổ chức bảo tồn thiên nhiên trong nước và quốc tế quan tâm đến bảo tồn nguồn gen nguy cấp tại khu vực Đông Nam Á. Luận văn mang lại góc nhìn thực tế về các nguy cơ đe dọa sinh cảnh và khung giải pháp bảo tồn có sự tham gia của cộng đồng bản địa.

Câu hỏi thường gặp

Ngành Thông tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên có bao nhiêu loài và chiếm tỷ lệ như thế nào trong hệ thực vật? Khu bảo tồn hiện ghi nhận 9 loài thực vật ngành Thông thuộc 7 chi và 5 họ, chiếm tỷ lệ 0,79% tổng số loài thực vật bậc cao tại đây. Trong đó có nhiều loài nguy cấp nằm trong Sách đỏ Việt Nam và thế giới như Pơ mu, Sa mu, Bách xanh và Dẻ tùng sọc trắng.

Tại sao các loài cây hạt trần tại Xuân Liên lại phân bố chủ yếu ở độ cao trên 800 mét? Các loài cây hạt trần tại đây ưa chuộng điều kiện khí hậu á nhiệt đới núi cao mát mẻ với nhiệt độ trung bình từ 15 đến 24 độ C, độ ẩm trên 85% và phát triển tốt trên lớp mùn dày của đất Feralit đồi núi cao từ 800m đến 1.605m.

Nguyên nhân chính khiến khả năng tái sinh tự nhiên của các loài Thông bị suy giảm là gì? Nguyên nhân chủ yếu là do độ tàn che của tán rừng nguyên sinh quá dày trên 0,8, tầng thảm mục dày ngăn cản hạt tiếp xúc với đất và sự cạnh tranh ánh sáng gay gắt khiến cây non bị chết hàng loạt trước khi đạt chiều cao 1m.

Phương pháp giâm hom loài Bách xanh trong nghiên cứu đạt tỷ lệ ra rễ cao nhất ở công thức nào? Khảo nghiệm cho thấy công thức sử dụng thuốc kích thích ra rễ dạng bột IBA ở nồng độ 1,0% và 1,5% trên nền cát sạch mang lại tỷ lệ ra rễ cao nhất, đạt từ 70% đến trên 85% với chất lượng chùm rễ khỏe mạnh.

Hai cây di sản Việt Nam được công nhận tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên thuộc loài nào? Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam đã công nhận 2 cây cổ thụ hàng ngàn năm tuổi tại khu bảo tồn là Cây Di sản Việt Nam, thuộc về 2 loài hạt trần quý hiếm là Pơ mu (Fokienia hodginsii) và Sa mu dầu (Cunninghamia konishii).

Kết luận

  • Xác lập danh mục đầy đủ gồm 9 loài thực vật thuộc ngành Thông (Pinophyta) phân bố tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, chỉ rõ hiện trạng bảo tồn và mức độ đe dọa của từng loài.
  • Hoàn thành điều tra thực địa trên 20 tuyến với tổng chiều dài 109,53 km, xác định chính xác quy luật phân bố của các loài tập trung chủ yếu ở đai cao từ 800m đến 1.605m.
  • Khẳng định khả năng tái sinh hạt tự nhiên kém của các loài hạt trần dưới tán rừng khép kín, chỉ ra sự cần thiết phải can thiệp lâm sinh mở tán.
  • Hoàn thiện thành công quy trình nhân giống vô tính loài Bách xanh bằng phương pháp giâm hom xử lý IBA nồng độ 1,0% đạt tỷ lệ ra rễ trên 70%.
  • Xây dựng hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ kết hợp giữa bảo tồn nguyên vị trên 22.263,5 ha rừng tự nhiên, bảo tồn chuyển vị và phát triển sinh kế cho người dân 5 xã vùng đệm.

Kế hoạch tiếp theo trong giai đoạn 2026 - 2030 đòi hỏi Ban quản lý khu bảo tồn cần sớm triển khai nhân rộng mô hình vườn ươm Bách xanh, lắp đặt hệ thống quan trắc ô định vị và số hóa dữ liệu giám sát tài nguyên rừng trên nền tảng GIS. Các nhà khoa học, cơ quan quản lý và tổ chức quốc tế hãy cùng chung tay tài trợ, ứng dụng các kết quả nghiên cứu của luận văn này vào thực tiễn nhằm bảo vệ vững chắc kho tàng nguồn gen thực vật hạt trần vô giá của Việt Nam.