Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia có đa dạng sinh học cao nhất thế giới với khoảng 12.000 loài thực vật, trong đó hơn 40% là loài đặc hữu chỉ có tại Việt Nam. Tuy nhiên, sự suy giảm diện tích rừng và khai thác tài nguyên không kiểm soát đã làm giảm nghiêm trọng đa dạng sinh học, đặc biệt là các loài thực vật thân gỗ quý hiếm. Theo Sách đỏ Việt Nam 2007, có 464 loài thực vật đang bị đe dọa, trong đó 45 loài thuộc nhóm rất nguy cấp. Rừng Thực nghiệm Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp, được thành lập năm 2009, là khu vực nghiên cứu quan trọng nhằm phục vụ học tập và nghiên cứu đa dạng sinh học thực vật thân gỗ. Tuy nhiên, các nghiên cứu tại đây còn hạn chế về phương pháp định lượng và cơ sở dữ liệu chính xác.

Mục tiêu của luận văn là xây dựng cơ sở dữ liệu thực vật thân gỗ tại Rừng Thực nghiệm Cơ sở 2, nhằm cung cấp dữ liệu định lượng phục vụ giảng dạy, nghiên cứu và quản lý tài nguyên rừng bền vững. Nghiên cứu tập trung vào quần xã thực vật thân gỗ tại tiểu khu 121 thuộc Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai, với phạm vi thời gian khảo sát năm 2011. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu này có ý nghĩa quan trọng trong việc theo dõi, giám sát đa dạng sinh học và đề xuất các biện pháp bảo tồn hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng quản lý tài nguyên rừng tại khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu đa dạng sinh học, bao gồm:

  • Đa dạng sinh học (Biodiversity): Bao gồm đa dạng di truyền, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái, phản ánh sự phong phú và phức tạp của các sinh vật trong môi trường sống.
  • Chỉ số đa dạng sinh học: Sử dụng các chỉ số định lượng như chỉ số giá trị quan trọng (IV), chỉ số Shannon-Wiener, chỉ số Simpson, chỉ số Margalef, chỉ số đồng đều Pielou để đánh giá mức độ phong phú, đồng đều và ưu thế của các loài trong quần xã.
  • Phương pháp lập ô định vị (Permanent Plot): Áp dụng mô hình ô định vị 1 ha (100 m x 100 m) chia thành 25 ô nhỏ 400 m² để thu thập dữ liệu định lượng về thực vật thân gỗ, theo phương pháp của Dallmeier (1992).
  • Phân tích đa biến: Sử dụng các kỹ thuật như ma trận tương đồng Bray-Curtis, phân tích cụm (Cluster), NMDS (Non-Metric Multi-Dimensional Scaling), PCA (Principal Component Analysis) để mô tả mối quan hệ giữa các loài và quần xã.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu thực địa tại Rừng Thực nghiệm Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp, tiểu khu 121, Khu Bảo tồn thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. Dữ liệu bao gồm số lượng cá thể, đường kính thân cây (D1,3), chiều cao vút ngọn, thành phần loài, vị trí tọa độ GPS của từng cây.
  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Thiết lập 1 ô định vị 1 ha, chia thành 25 ô đo đếm 20 m x 20 m. Tổng số 1.291 cá thể thuộc 49 loài, 32 họ được khảo sát.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm BioMon Version 2 để quản lý dữ liệu, phần mềm PRIMER 6 và Biodiversity Pro 2.0 để tính toán các chỉ số đa dạng sinh học và phân tích mối quan hệ giữa các loài, quần xã. Phần mềm Excel và Statgraphics Plus 3.0 dùng để tính toán đặc trưng mẫu và mô tả phân bố kích thước cây.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong năm 2011, bao gồm thu thập dữ liệu thực địa, xử lý và phân tích số liệu, xây dựng cơ sở dữ liệu và đề xuất giải pháp quản lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần loài và họ thực vật: Khu vực nghiên cứu có 1.291 cá thể thuộc 49 loài, 32 họ. Họ Dầu (Dipterocarpaceae) chiếm ưu thế với 7 loài và 452 cá thể (34,98%), tiếp theo là họ Lộc vừng (Lecythidaceae) với 219 cá thể (16,95%). Có 24 họ chỉ có 1 loài duy nhất, cần quan tâm bảo tồn đặc biệt.

  2. Phân bố loài: 15 loài (30,61%) phân bố theo đám, thể hiện khả năng tái sinh cao; 34 loài (69,49%) phân bố ngẫu nhiên, ổn định. Số loài trung bình mỗi ô đo đếm là 15,56 ± 3,04, số cá thể trung bình là 51,68 ± 4,59.

  3. Chỉ số đa dạng sinh học:

    • Chỉ số giá trị quan trọng (IV) cho thấy 22 loài chiếm ưu thế sinh thái với IV > 5%, trong đó Chò chai (28,22%), Chiếc tam lang (24,26%) và Làu táu trắng (16,83%) là các loài ưu thế nhất.
    • Chỉ số phong phú loài Margalef trung bình 28,04 ± 0,08, chỉ số Shannon-Wiener trung bình 1,024 ± 0,04, chỉ số đồng đều Pielou trung bình 0,86 ± 0,001, chỉ số ưu thế Simpson trung bình 0,11 ± 0,001, cho thấy đa dạng sinh học ở mức khá cao và đồng đều.
    • 11 loài được xác định là rất hiếm (IR = 96%), bao gồm các loài quý hiếm như Gõ đỏ, Cẩm lai, Gõ mật, cần ưu tiên bảo tồn.
  4. Mối quan hệ giữa các loài và quần xã: Phân tích cụm cho thấy các loài quý hiếm như Gõ đỏ, Cẩm lai, Gõ mật đứng riêng biệt hoặc nhóm nhỏ, phản ánh tính đặc thù và cần bảo vệ. Mối quan hệ giữa các quần xã phân chia thành 2 nhóm chính ở mức tương đồng 46%, với một số ô đo đếm đứng riêng lẻ, cần được quan tâm bảo tồn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp lập ô định vị kết hợp phân tích định lượng và sử dụng phần mềm BioMon, PRIMER 6 đã cung cấp dữ liệu chính xác và khoa học về đa dạng thực vật thân gỗ tại khu vực nghiên cứu. Chỉ số IV và các chỉ số đa dạng sinh học phản ánh rõ sự ưu thế của họ Dầu và các loài quý hiếm, phù hợp với đặc điểm sinh thái của rừng kín thường xanh mưa nhiệt đới. Mức độ đa dạng và đồng đều cao cho thấy rừng thực nghiệm đang trong trạng thái phát triển ổn định.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc áp dụng phương pháp định lượng và công nghệ GIS, phần mềm phân tích đa dạng sinh học giúp nâng cao độ chính xác và khả năng theo dõi biến động đa dạng sinh học theo thời gian. Việc xác định các loài rất hiếm và nhóm quần xã đặc thù là cơ sở quan trọng để đề xuất các biện pháp bảo tồn hiệu quả, góp phần duy trì tính bền vững của hệ sinh thái rừng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố cá thể theo họ, đồ thị chỉ số đa dạng sinh học từng ô đo đếm, sơ đồ phân cụm các loài và quần xã, giúp trực quan hóa mối quan hệ và ưu tiên bảo tồn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu đa dạng sinh học: Sử dụng phần mềm BioMon để lưu trữ, cập nhật dữ liệu định kỳ nhằm theo dõi biến động đa dạng thực vật thân gỗ. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý Rừng Thực nghiệm, thời gian: liên tục hàng năm.

  2. Thiết lập hệ thống ô định vị bổ sung: Mở rộng số lượng ô định vị để tăng độ bao phủ và chính xác trong đánh giá đa dạng sinh học. Chủ thể: Nhà trường phối hợp Viện Khoa học Lâm nghiệp, thời gian: 2-3 năm tới.

  3. Ưu tiên bảo tồn các loài rất hiếm và quý hiếm: Xây dựng kế hoạch bảo vệ, phục hồi quần thể các loài như Gõ đỏ, Cẩm lai, Gõ mật thông qua trồng bổ sung và giám sát chặt chẽ. Chủ thể: Ban quản lý Khu Bảo tồn, thời gian: 3-5 năm.

  4. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục bảo tồn đa dạng sinh học cho người dân địa phương, đặc biệt là các nhóm dân tộc sinh sống trong khu vực. Chủ thể: Nhà trường, chính quyền địa phương, thời gian: liên tục.

  5. Ứng dụng công nghệ GIS và phân tích đa biến: Áp dụng rộng rãi công nghệ GIS, phần mềm phân tích đa dạng sinh học để hỗ trợ quản lý, ra quyết định bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên rừng. Chủ thể: Trung tâm nghiên cứu, thời gian: 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng dữ liệu và phương pháp nghiên cứu để xây dựng chính sách bảo tồn, quản lý rừng hiệu quả, đặc biệt trong các khu bảo tồn và rừng thực nghiệm.

  2. Giảng viên và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Môi trường: Áp dụng phương pháp lập ô định vị, phân tích đa dạng sinh học định lượng trong giảng dạy và nghiên cứu khoa học.

  3. Các tổ chức bảo tồn và phi chính phủ: Tham khảo cơ sở dữ liệu và kết quả nghiên cứu để triển khai các dự án bảo tồn đa dạng sinh học, phục hồi rừng.

  4. Cộng đồng dân cư địa phương: Nâng cao nhận thức về giá trị đa dạng sinh học và vai trò của rừng trong phát triển bền vững, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ rừng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp lập ô định vị có ưu điểm gì trong nghiên cứu đa dạng sinh học?
    Phương pháp này cho phép thu thập dữ liệu định lượng chính xác, theo dõi biến động đa dạng sinh học theo thời gian và không gian, giúp đánh giá cấu trúc quần xã và ưu thế loài một cách khoa học.

  2. Các chỉ số đa dạng sinh học như Shannon-Wiener và Simpson phản ánh điều gì?
    Chỉ số Shannon-Wiener đo mức độ phong phú và đồng đều của loài, trong khi Simpson phản ánh mức độ ưu thế của một số loài trong quần xã. Chỉ số cao của Shannon-Wiener và thấp của Simpson cho thấy đa dạng sinh học cao và phân bố đồng đều.

  3. Tại sao cần ưu tiên bảo tồn các loài có chỉ số hiếm cao?
    Các loài rất hiếm có nguy cơ tuyệt chủng cao do số lượng cá thể thấp và phân bố hạn chế. Bảo tồn các loài này giúp duy trì đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái.

  4. Phần mềm BioMon có vai trò gì trong nghiên cứu này?
    BioMon hỗ trợ quản lý dữ liệu điều tra ô định vị, lưu trữ thông tin cây trồng, vị trí và các chỉ số sinh thái, giúp theo dõi biến động đa dạng sinh học theo thời gian hiệu quả.

  5. Làm thế nào để kết quả nghiên cứu hỗ trợ công tác giáo dục và tuyên truyền?
    Cơ sở dữ liệu và bản đồ phân bố các loài quý hiếm giúp minh họa trực quan, tạo điều kiện cho việc truyền đạt kiến thức về bảo tồn đa dạng sinh học đến cộng đồng và học sinh, sinh viên.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu định lượng về đa dạng thực vật thân gỗ tại Rừng Thực nghiệm Cơ sở 2 – Đại học Lâm nghiệp với 1.291 cá thể, 49 loài, 32 họ.
  • Phương pháp lập ô định vị kết hợp phân tích đa dạng sinh học định lượng và sử dụng phần mềm BioMon cho kết quả chính xác, khoa học.
  • Xác định được 22 loài ưu thế sinh thái và 11 loài rất hiếm cần ưu tiên bảo tồn, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng.
  • Đề xuất các giải pháp xây dựng, duy trì cơ sở dữ liệu, mở rộng ô định vị, bảo tồn loài quý hiếm và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và ứng dụng công nghệ GIS, phân tích đa biến để theo dõi biến động đa dạng sinh học lâu dài.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các nhà nghiên cứu, quản lý và cộng đồng địa phương phối hợp triển khai các giải pháp bảo tồn dựa trên dữ liệu khoa học đã xây dựng, góp phần phát triển bền vững tài nguyên rừng Việt Nam.