Tổng quan nghiên cứu

Thực vật Hạt trần (Gymnospermae) là nhóm thực vật cổ có nguồn gốc cách đây hơn 300 triệu năm, đóng vai trò nền tảng trong việc duy trì cấu trúc sinh thái rừng và điều hòa nguồn nước khí hậu toàn cầu. Mặc dù toàn thế giới hiện chỉ ghi nhận khoảng 635 loài thuộc 70 chi, Việt Nam lại sở hữu tính đa dạng cao với khoảng 29 đến 30 loài thuộc 19 chi và 5 họ, chiếm tới 27% tổng số chi Hạt trần của thế giới. Tuy nhiên, trước sức ép từ các hoạt động khai thác lâm sản làm trụ mỏ, chuyển đổi mục đích sử dụng đất và tập quán canh tác nông nghiệp nương rẫy, nhiều loài thực vật Hạt trần đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng nghiêm trọng.

Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng với tổng diện tích tự nhiên 15.593,81 ha, trong đó có 14.279,8 ha rừng tự nhiên, được xác định là hệ sinh thái rừng kín thường xanh núi thấp tập trung lớn nhất vùng Đông Bắc Việt Nam. Nhằm giải quyết yêu cầu cấp thiết về bảo tồn nguồn gen thực vật quý hiếm, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng đã thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về thành phần, đặc điểm sinh thái, cấu trúc lâm học và quy luật phân bố không gian của các loài Hạt trần tại khu bảo tồn. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực địa xuyên suốt 10 tháng, từ tháng 2 năm 2018 đến tháng 11 năm 2018, trải rộng trên địa bàn 5 xã thuộc huyện Hoành Bồ (nay thuộc thành phố Hạ Long), tỉnh Quảng Ninh. Ý nghĩa cốt lõi của công trình là cung cấp hệ thống dẫn liệu khoa học chính xác, xây dựng bản đồ phân bố chuyên đề và đề xuất giải pháp lâm sinh đồng bộ nhằm quản lý bền vững quần thể Hạt trần có nguy cơ bị đe dọa cao.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở lý luận vững chắc về phân loại học thực vật, sinh thái học quần xã và khoa học bảo tồn đa dạng sinh học. Luận văn kế thừa khung phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới của giáo sư Thái Văn Trừng, tập trung vào hai kiểu thảm thực vật chính tại khu bảo tồn: kiểu thảm thực vật thường xanh mưa ẩm nhiệt đới và kiểu thảm thực vật thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp. Bên cạnh đó, tác giả áp dụng lý thuyết về chu trình sinh sản, cơ chế thụ phấn nhờ gió và sinh thái tái sinh tự nhiên của cây lá kim theo các nghiên cứu kinh điển của Owens và Williams, giải thích các hạn chế nội tại trong quá trình nhân giống của thực vật Hạt trần.

Về mặt bảo tồn, công trình vận dụng khung đánh giá mức độ đe dọa theo tiêu chuẩn quốc tế của Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) và Sách Đỏ Việt Nam, kết hợp với các quy định pháp lý tại Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý thực vật rừng nguy cấp, quý, hiếm (trong đó nhóm IA chiếm 46,67% và nhóm IIA chiếm 24,32% là các loài Hạt trần). Để lượng hóa các nguy cơ suy giảm sinh cảnh, nghiên cứu tích hợp mô hình đánh giá mối đe dọa sinh thái của Margoluis và Salafsky (2001) dựa trên ba tiêu chí định lượng: diện tích ảnh hưởng, cường độ tác động và tính cấp thiết.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu ngoại nghiệp được thu thập thông qua 14 tuyến điều tra thực địa có tổng chiều dài 88,1 km (chiều dài mỗi tuyến dao động từ 3,6 km đến 10,0 km), cắt ngang qua toàn bộ các trạng thái rừng và sườn dốc địa hình từ chân núi lên đến các đỉnh cao trên 1.000 m. Nghiên cứu thiết lập hệ thống 20 ô tiêu chuẩn định vị (OTC) diện tích 1.000 m² (kích thước 25m x 50m, tương ứng tổng diện tích đo đếm 20.000 m²), được phân bổ đại diện theo 2 đai cao chính: 5 ô tại đai nhiệt đới dưới 700 m và 15 ô tại đai á nhiệt đới từ 700 m đến 1.100 m. Lý do lựa chọn phương pháp phân tầng theo đai cao kết hợp ô tiêu chuẩn định vị là nhằm kiểm soát sự biến thiên vi khí hậu, đất đai và bảo đảm độ bao phủ thống kê tin cậy đối với các loài cây lá kim phân bố hẹp.

Trong mỗi ô tiêu chuẩn, toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực DBH từ 6 cm trở lên được đo đếm chính xác đường kính, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc) và đường kính tán (Dt). Để đánh giá khả năng tái sinh tự nhiên, tác giả lập 20 ô dạng bản (ODB) diện tích 4 m² (2m x 2m) theo đường chéo của ô tiêu chuẩn và 4 ô dạng bản bố trí theo bốn hướng quanh gốc cây mẹ, phân loại cây tái sinh theo 3 cấp chiều cao (dưới 50 cm, từ 50 đến 100 cm, trên 100 cm) và xác định mật độ N (cây/ha). Song song với phương pháp sinh thái học, nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ phân bố các loài tỷ lệ 1/10.000 trên hệ tọa độ VN2000 múi chiếu 3 độ, đồng thời kết hợp phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA và RRA) phỏng vấn bán cấu trúc đại diện cộng đồng tại 1.930 hộ gia đình sinh sống ở vùng đệm và vùng lõi.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã điều tra và giám định thành công các loài thực vật Hạt trần quý hiếm tiêu biểu tại Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng, nổi bật là các loài thuộc họ Kim giao (Podocarpaceae) và họ Thông đỏ (Taxaceae) như Thông nàng (Podocarpus neriifolius), Kim giao (Nageia fleuryi), Thông tre (Podocarpus neriifolius), Thông tre lá ngắn (Podocarpus pilgeri) và Dẻ tùng vân nam (Amentotaxus yunnanensis). Tất cả các loài này đều nằm trong danh mục ưu tiên bảo tồn của Sách Đỏ Việt Nam và nhóm thực vật rừng hạn chế khai thác theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP.

Thứ hai, kết quả phân tích quy luật phân bố không gian cho thấy sự phân hóa cực kỳ rõ rệt theo đai cao địa hình. Khoảng 82% số cá thể thực vật Hạt trần được phát hiện phân bố tập trung ở đai cao từ 700 m đến 1.090 m (tiêu biểu tại các sườn dốc và đỉnh núi Thiên Sơn cao 1.090 m, đỉnh Am Váp cao 1.051 m và đỉnh Mo cao 852,5 m), thuộc kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp phát triển trên nền đất Feralit có mùn và sa thạch khối. Ngược lại, ở đai cao dưới 700 m, số lượng cá thể bắt gặp chỉ chiếm khoảng 18%, chủ yếu xuất hiện rải rác tại các sườn ẩm ven khe suối.

Thứ ba, đặc điểm lâm sinh và tái sinh tự nhiên cho thấy quần thể các loài Hạt trần đang đối mặt với nguy cơ suy thoái thế hệ kế cận. Mật độ cây tái sinh tự nhiên quanh gốc cây mẹ dao động từ 250 đến 650 cây/ha. Nguồn gốc tái sinh từ hạt chiếm ưu thế tuyệt đối với trên 88%, tuy nhiên tỷ lệ sống sót và phát triển chuyển tiếp lên cấp chiều cao trên 100 cm chỉ đạt từ 15% đến 22%. Phần lớn cây mạ bị chết ở giai đoạn dưới 50 cm do thiếu hụt ánh sáng dưới tán rừng khép tán mạnh và lớp thảm mục dày ngăn cản hạt tiếp xúc với tầng đất khoáng.

Thứ tư, nghiên cứu xác định áp lực nhân sinh là nguyên nhân trực tiếp đe dọa sinh cảnh của các loài Hạt trần. Vùng đệm và vùng lõi khu bảo tồn có 1.930 hộ dân với 8.504 nhân khẩu thuộc 5 xã, trong đó đồng bào dân tộc Dao chiếm tới 79,5% (khu vực vùng sâu chiếm tới 97%) và 92,34% lao động phụ thuộc vào sản xuất nông nghiệp. Tình trạng thiếu lương thực từ 3 đến 4 tháng trong năm cùng thói quen khai thác gỗ làm nhà, chặt cây làm trụ mỏ và chăn thả gia súc tự do trong rừng đã tác động tiêu cực đến 15.593,81 ha diện tích khu bảo tồn.

Thảo luận kết quả

Sự tập trung của các loài Hạt trần tại đai á nhiệt đới trên 700 m hoàn toàn phù hợp với đặc tính sinh thái tiến hóa của nhóm cây lá kim cổ xưa. Điều kiện nhiệt độ bình quân năm khoảng 20°C đến 23°C, lượng mưa trung bình 2.400 mm/năm và độ ẩm thường xuyên trên 80% tại các đỉnh núi cao tạo nên vi khí hậu sương mù mát ẩm quanh năm, thích hợp cho sự sinh trưởng của các loài họ Kim giao và họ Thông đỏ. Địa chất sa thạch khối nứt nẻ cùng tầng đất mùn mỏng trên núi cao là môi trường cạnh tranh thuận lợi hơn cho thực vật Hạt trần so với các loài cây lá rộng bản địa phát triển nhanh ở vùng đất thấp.

Toàn bộ các dữ liệu thực nghiệm về cấu trúc lâm phần đã được trực quan hóa thông qua hệ thống 7 bảng thống kê lâm học và 5 bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1/10.000 mô tả chính xác tọa độ phân bố không gian của từng loài tại các tiểu khu 59, 60, 71 và 72. Trên biểu đồ cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo cấp đường kính DBH của các loài Hạt trần có dạng hình chuông lệch phải, phản ánh thực trạng thiếu hụt lớp cây non kế cận và quần thể đang có xu hướng già hóa. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn quốc gia Hoàng Liên hay khu vực Tây Nguyên, các loài Hạt trần tại Đồng Sơn – Kỳ Thượng mang tính chất quần thể biệt lập cao của khu hệ thực vật vùng Đông Bắc, đòi hỏi các giải pháp bảo vệ nguyên vị nghiêm ngặt.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo tồn hiệu quả nguồn gen thực vật Hạt trần tại Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng, luận văn đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và chính sách cụ thể:

Thứ nhất, thực hiện ngay các biện pháp kỹ thuật lâm sinh khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên có tác động tại các khoảnh rừng có cây mẹ phân bố (tiểu khu 60, 71 và 72). Ban quản lý Khu bảo tồn cần tổ chức phát dọn dây leo, bụi rậm cục bộ quanh gốc cây mẹ với bán kính 5 m và xới nhẹ đất mặt nhằm tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt giống. Mục tiêu kỹ thuật là nâng tỷ lệ cây tái sinh đạt chiều cao trên 100 cm tăng thêm 35% trong giai đoạn 2019 – 2023, do Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng chủ trì thực hiện.

Thứ hai, thiết lập mạng lưới 20 trạm và điểm chốt giám sát tuần tra rừng ứng dụng định vị GPS và GIS tại các khu vực trọng điểm đai cao từ 700 m đến 1.090 m thuộc đỉnh Thiên Sơn và Am Váp. Hạt Kiểm lâm khu bảo tồn phối hợp với chính quyền 5 xã tăng cường tuần tra liên ngành, cam kết giảm 100% các vụ vi phạm chặt hạ cây Hạt trần và khai thác gỗ trái phép từ năm 2020 trở đi.

Thứ ba, hoàn thiện cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng gắn liền với vai trò phòng hộ nguồn nước của Hồ Cao Vân (diện tích 146 ha, dung tích 5.000 m³). Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Ninh cần tham mưu phân bổ nguồn kinh phí ủy thác dịch vụ môi trường rừng và ngân sách bảo tồn theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP trước năm 2022, trích tối thiểu 20% nguồn thu để chi trả trực tiếp cho các cộng đồng nhận khoán bảo vệ rừng tự nhiên.

Thứ tư, triển khai chương trình phát triển sinh kế bền vững cho 1.930 hộ dân vùng đệm nhằm giảm tải áp lực khai thác rừng. Ủy ban nhân dân huyện Hoành Bồ cùng các cơ quan khuyến nông hỗ trợ bà con chuyển đổi cơ cấu cây trồng, phát triển mô hình thâm canh dược liệu bản địa như Chè dây (Ampelopsis cantoniensis) dưới tán rừng, phấn đấu xóa bỏ hoàn toàn tình trạng thiếu đói giáp hạt trong giai đoạn 2020 – 2025.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cao cho 4 nhóm đối tượng chính sau:

Nhóm 1: Ban quản lý các khu rừng đặc dụng, vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên trên toàn quốc. Các nhà quản lý rừng có thể trực tiếp ứng dụng quy trình điều tra 14 tuyến thực địa kết hợp lập bản đồ phân bố bằng công nghệ GIS để xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa tài nguyên đa dạng sinh học và lập phương án quản lý rừng bền vững trên diện tích 15.593,81 ha tương đương.

Nhóm 2: Các nhà khoa học, chuyên gia nghiên cứu lâm học, thực vật học và sinh thái học bảo tồn. Công trình cung cấp bộ dữ liệu thực chứng chi tiết về đặc điểm hình thái, mật độ tái sinh tự nhiên (250 – 650 cây/ha) và phân bố sinh thái của hai họ quý hiếm Podocarpaceae và Taxaceae, làm tài liệu đối sánh tin cậy cho các nghiên cứu về biến đổi khí hậu và tiến hóa thực vật.

Nhóm 3: Giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm sinh, Khoa học môi trường và Sinh học tại các trường đại học. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận kết hợp giữa điều tra lâm học truyền thống, xử lý toán thống kê Excel và đánh giá xã hội học nông thôn có sự tham gia của người dân (PRA/RRA).

Nhóm 4: Các cơ quan quản lý nhà nước như Chi cục Kiểm lâm, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Tài nguyên và Môi trường. Tài liệu giúp các nhà hoạch định chính sách cấp tỉnh có căn cứ khoa học vững chắc để phê duyệt các dự án đầu tư bảo vệ rừng đặc dụng và điều chỉnh quy hoạch phân khu chức năng bảo tồn nguồn gen nguy cấp theo Nghị định số 32/2006/NĐ-CP.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Tại sao các loài thực vật Hạt trần tại Đồng Sơn – Kỳ Thượng lại tập trung chủ yếu ở đai cao trên 700 m? Trả lời: Các loài Hạt trần như Thông nàng, Dẻ tùng vân nam có nguồn gốc tiến hóa cổ xưa, thích nghi với nền nhiệt thấp từ 20°C đến 23°C, ẩm độ cao trên 80% và sương mù thường xuyên. Đai cao từ 700 m đến 1.090 m tại đỉnh Thiên Sơn đáp ứng điều kiện vi khí hậu này, đồng thời giúp cây tránh được sự cạnh tranh gay gắt của các loài thực vật thân gỗ lá rộng ở vùng thấp.

Câu hỏi 2: Thực trạng tái sinh tự nhiên của các loài Hạt trần tại khu bảo tồn gặp phải những khó khăn gì? Trả lời: Quá trình tái sinh tự nhiên gặp trở ngại lớn khi tỷ lệ cây mạ phát triển lên cấp chiều cao trên 100 cm chỉ đạt khoảng 15% đến 22%. Mặc dù mật độ tái sinh hạt đạt 250 đến 650 cây/ha, nhưng độ tán che của rừng dày đặc cùng lớp thảm mục dày đã cản trở rễ cây mầm tiếp xúc với đất khoáng, khiến cây non bị chết hàng loạt trong giai đoạn đầu.

Câu hỏi 3: Áp lực từ đời sống kinh tế – xã hội của người dân địa phương ảnh hưởng như thế nào đến khu bảo tồn? Trả lời: Vùng nghiên cứu có 1.930 hộ dân với 8.504 nhân khẩu, trong đó 92,34% làm nông nghiệp và người dân thường xuyên thiếu lương thực từ 3 đến 4 tháng mỗi năm. Tập quán vào rừng khai thác gỗ làm nhà, chặt gỗ trụ mỏ, thu hái lâm sản phụ và chăn thả gia súc tự do đã gây suy thoái cục bộ 14.279,8 ha diện tích rừng tự nhiên.

Câu hỏi 4: Nghiên cứu đã sử dụng những phương pháp ngoại nghiệp nào để bảo đảm tính đại diện của dữ liệu? Trả lời: Tác giả đã thiết lập 14 tuyến điều tra dài tổng cộng 88,1 km đi qua mọi kiểu thảm thực vật, kết hợp lập 20 ô tiêu chuẩn định vị diện tích 1.000 m² (5 ô ở đai dưới 700 m và 15 ô ở đai 700 – 1.100 m). Phương pháp này giúp ghi nhận đầy đủ tọa độ GPS, đo đếm đường kính DBH và phân tích 20 ô dạng bản tái sinh một cách khách quan.

Câu hỏi 5: Giải pháp lâm sinh nào mang tính đột phá nhất để phục hồi các loài Hạt trần quý hiếm? Trả lời: Giải pháp then chốt là khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp tra dặm hạt và hỗ trợ nhân tạo quanh gốc cây mẹ trong bán kính 5 m. Biện pháp phát tỉa cục bộ tầng cây bụi và dọn thảm mục giúp tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt Thông tre lá ngắn và Kim giao, hướng tới mục tiêu nâng tỷ lệ sống cây tái sinh thêm 35% trong 5 năm.

Kết luận

  • Luận văn đã xác lập danh mục và hiện trạng bảo tồn của các loài thực vật Hạt trần quý hiếm tại Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn – Kỳ Thượng, nổi bật với các loài Thông nàng, Kim giao, Thông tre lá ngắn và Dẻ tùng vân nam.
  • Quy luật phân bố sinh thái được làm sáng tỏ với trên 82% số cá thể phân bố tập trung ở đai á nhiệt đới từ 700 m đến 1.090 m trên đất Feralit có mùn sa thạch.
  • Nghiên cứu chỉ ra nút thắt tái sinh tự nhiên với tỷ lệ chuyển tiếp cây cao trên 100 cm chỉ đạt 15% – 22%, đồng thời lượng hóa áp lực sinh kế từ 1.930 hộ dân vùng đệm.
  • Hệ thống dữ liệu lâm học thực chứng được số hóa thành công trên 5 bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1/10.000 và 20 ô tiêu chuẩn định vị phục vụ giám sát lâu dài.
  • Đề xuất đồng bộ 4 nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh, tuần tra định vị vệ tinh, cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng và phát triển sinh kế cộng đồng bền vững.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện cơ sở dữ liệu khoa học chuyên sâu và bản đồ phân bố không gian đầu tiên về ngành Hạt trần tại khu bảo tồn, tạo bước đệm chiến lược cho công tác quản lý rừng đặc dụng tại tỉnh Quảng Ninh. Trong giai đoạn 2020 – 2025, các cơ quan quản lý cần tiếp tục triển khai đề tài nhân giống ngoại vi (ex-situ), thử nghiệm mô hình gieo ươm cây con bản địa và thiết lập hệ thống quan trắc diễn thế sinh thái định kỳ. Hãy chung tay hành động và đầu tư nguồn lực thỏa đáng để bảo vệ vẹn nguyên những cánh rừng lá kim cổ thụ – di sản thiên nhiên vô giá của vùng Đông Bắc Việt Nam!