Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại Việt Nam, diện tích rừng trồng tăng trưởng liên tục qua các giai đoạn, trong đó cây thông (Pinus) giữ vai trò là một trong những loài cây trồng rừng kinh tế và phòng hộ chủ lực thuộc Chương trình 5 triệu ha rừng. Nhờ khả năng sinh trưởng trên các lập địa cằn cỗi, đất dốc bạc màu, khả năng chống chịu gió bão và tán lá xanh quanh năm, cây thông vừa cung cấp gỗ cho ngành xây dựng, chế biến giấy, bao bì, vừa cung cấp nhựa thông phục vụ công nghiệp sản xuất sơn, vecni và vật liệu cách điện. Tuy nhiên, việc phát triển các vùng rừng thông thuần loài trên quy mô lớn đã tạo ra sự tích tụ nguồn thức ăn tập trung, dẫn đến nguy cơ bùng phát dịch sâu bệnh hại nghiêm trọng, đặc biệt là sâu róm thông (Dendrolimus punctatus).

Sâu róm thông là loài sâu hại lá có khả năng sinh sản nhanh, mật độ quần thể tăng vọt trong thời gian ngắn và có thể ăn trụi tán lá trên diện rộng (gây hiện tượng "cháy rừng"), làm ngừng trệ quá trình tiết nhựa ("một năm sâu róm thông phá hại 3 năm không có nhựa") và làm chết cây hàng loạt. Bên cạnh thiệt hại lâm nghiệp, lông độc trên cơ thể sâu non và kén sâu còn gây viêm da, suy giảm sức lao động của người dân địa phương và có thể gây chết gia súc nếu ăn phải kén.

Tại tỉnh Thanh Hóa, diện tích rừng thông tính đến hết năm 2013 đạt khoảng 15.000 ha, tập trung chủ yếu tại huyện Tĩnh Gia và Hà Trung. Lịch sử dịch hại tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia ghi nhận nhiều đợt bùng phát lớn:

  • Năm 2004: Sâu róm thông ăn trụi 1.450,6 ha và làm sơ trụi 560,0 ha rừng thông, làm chết gần 40.000 cây.
  • Năm 2012: Sâu róm thông ăn trụi 995,8 ha và làm sơ trụi 650,4 ha rừng thông.

Công tác quản lý và phòng trừ sâu róm thông tại địa phương còn bộc lộ nhiều hạn chế: chưa nắm bắt kịp thời quy luật phát sinh; công tác dự tính, dự báo chủ yếu dựa vào điều tra ô tiêu chuẩn thủ công trên mặt đất tốn kém nhân lực và thời gian; các giải pháp dập dịch phụ thuộc nhiều vào thuốc hóa học có độ độc cao gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và ảnh viễn thám vệ tinh đã chứng minh hiệu quả cao trong giám sát tài nguyên nhưng chưa từng được áp dụng để xây dựng bản đồ dự báo dịch sâu hại rừng tại Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Mục tiêu chung: Góp phần tạo lập cơ sở khoa học nhằm nâng cao hiệu quả công tác dự báo dịch sâu róm thông tại Việt Nam.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Đánh giá thực trạng dịch sâu róm thông tại xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa.
    • Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác phòng trừ và dự báo dịch sâu róm thông cho khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Sâu róm thông (Dendrolimus punctatus) gây hại trên rừng Thông nhựa (Pinus merkusii).
  • Phạm vi không gian: Rừng trồng Thông thuần loài tại khoảnh 20 và khoảnh 23 thuộc các tiểu khu 663 và 666 do Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia quản lý, nằm trên địa giới hành chính xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa.
  • Phạm vi thời gian và tư liệu: Số liệu theo dõi dịch hại giai đoạn 2009–2014, chuỗi số liệu khí tượng thủy văn đến năm 2015 và cảnh ảnh vệ tinh Landsat 8 chụp ngày 01/7/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình ứng dụng

  • Lý thuyết Hệ sinh thái vật gây hại cây rừng: Hệ thống quản lý sâu hại rừng được cấu thành từ 4 phân hệ tương tác hữu cơ: Phân hệ rừng (nguồn thức ăn/sinh khối tự dưỡng), Phân hệ sinh vật gây hại (sâu róm thông - sinh vật tiêu thụ), Phân hệ thiên địch (sinh vật bắt mồi, ký sinh, vi sinh vật gây bệnh) và Phân hệ môi trường (nhân tố khí hậu, địa hình, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh).
  • Lý luận khống chế sinh thái (Wena, 1948): Bản chất của sự biến động số lượng cá thể trong quần thể sâu hại dựa trên cơ chế tương tác chuỗi thức ăn (chuỗi dương làm gia tăng đầu vào quần thể, chuỗi âm kìm hãm số lượng).
  • Mô hình Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) trong lâm nghiệp: Kết hợp hài hòa các biện pháp lâm sinh, sinh học, cơ giới - vật lý và hóa học nhằm duy trì mật độ sâu hại dưới ngưỡng gây hại kinh tế.
  • Mô hình toán học dự tính số lượng và khả năng phát dịch:
    • Công thức tính sức sinh sản của côn trùng: $$S = \left(\frac{b \cdot f}{m + f}\right)^c$$ (Trong đó: $S$ là sức sinh sản; $b$ là số trứng trung bình của con cái; $f$ là số lượng cá thể cái; $m$ là số lượng cá thể đực; $c$ là vòng đời cần tính).
    • Công thức tính số lượng sâu hại trên một cây ở thế hệ kế tiếp: $$F = p \cdot (1 - M)$$ (Trong đó: $F$ là số lượng sâu thế hệ sau; $p$ là mật độ tuyệt đối của nhộng thế hệ hiện tại; $M$ là tỷ lệ chết của thế hệ).
    • Hệ thống chỉ số dự báo chất lượng quần thể: Hệ số sinh sản ($HSSS$), Hệ số phân bố ($HSPB$), Khả năng phát dịch ($KNPD = HSSS \times HSPB$) và Hệ số phát dịch ($HSPD$).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn trung bình nhiều năm của Trạm khí tượng huyện Tĩnh Gia; báo cáo hiện trạng rừng, hồ sơ thiết kế trồng rừng và số liệu theo dõi diện tích rừng thông bị nhiễm sâu giai đoạn 2009–2013 của Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia; các công trình nghiên cứu côn trùng lâm nghiệp đã công bố.
  • Phương pháp điều tra xã hội học: Thiết kế phiếu điều tra, tiến hành phỏng vấn 30 hộ gia đình sống gần khu vực rừng nghiên cứu về tình hình diễn biến dịch và biện pháp phòng chống.
  • Phương pháp điều tra thực địa theo tuyến: Thiết lập 2 tuyến điều tra thực địa cắt qua khoảnh 20 (tiểu khu 663) và khoảnh 23 (tiểu khu 666). Trên mỗi tuyến, cứ cách 100 m bố trí một điểm điều tra (quan sát ô tròn bán kính 10 m hoặc chọn 30 cây xung quanh điểm) để đánh giá triệu chứng gây hại, mật độ sâu, dấu vết cắn phá lá và phân loại theo bảng cấp hại tiêu chuẩn.
Cấp hại Tỷ lệ tán lá bị hại (%) Mức độ gây hại
0 0% Không bị hại
I < 25% Hại nhẹ
II 25% – 50% Hại vừa
III 51% – 75% Hại nặng
IV > 75% Hại rất nặng
  • Phương pháp Viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý (GIS):
    • Dữ liệu viễn thám: Ảnh vệ tinh Landsat 8 (Mã ảnh: LC81270462015182LGN00, ngày chụp: 01/7/2015, độ phân giải không gian 30 m).
    • Công nghệ phần mềm: Phần mềm ArcGIS 10.1 và ArcGIS 10.7 kết hợp thiết bị định vị vệ tinh GPS để kiểm chứng ngoại nghiệp.
    • Quy trình xử lý ảnh 5 bước:
      1. Tiền xử lý ảnh: Gom nhóm kênh phổ, tăng cường chất lượng ảnh bằng kênh toàn sắc (Band 8), nắn chỉnh hình học tọa độ trắc địa và cắt ảnh theo ranh giới vùng nghiên cứu.
      2. Phân tích và phân loại thảm phủ: Áp dụng phương pháp phân loại không kiểm định (Unsupervised Classification), kết hợp dữ liệu Google Earth và bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
      3. Giải đoán ảnh: Xây dựng khóa giải đoán thực phủ và đánh giá tương quan mẫu huấn luyện.
      4. Đánh giá độ chính xác: Kiểm tra ma trận sai số sau phân loại bằng các điểm mẫu ngoại nghiệp thu thập bằng GPS.
      5. Thành lập bản đồ: Xác định tỷ lệ bản đồ phù hợp $1:60.000$ (dựa trên công thức liên hệ giữa độ phân giải 30 m và tỷ lệ bản đồ: $\text{Mẫu số tỷ lệ} = \text{Độ phân giải} \times 2 \times 1.000$).
    • Phân tích không gian: Sử dụng các công cụ Spatial Analyst trong ArcGIS để xây dựng các lớp bản đồ chuyên đề sinh thái (nhiệt độ bề mặt, độ ẩm, hướng phơi, độ cao tuyệt đối, nguồn thức ăn) và thực hiện chồng xếp trọng số để thành lập bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch sâu róm thông.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa các tư liệu nghiên cứu về sâu róm thông trên thế giới và tại Việt Nam:

  • Tình hình nghiên cứu quốc tế: Họ Ngài lá khô (Lasiocampidae), chi Dendrolimus có khoảng 27 loài phân bố chủ yếu ở khu vực Đông Á và Đông Nam Á. Tại Trung Quốc và các nước lân cận, các loài gây dịch nguy hiểm gồm có sâu róm thông đuôi ngựa (Dendrolimus punctatus), sâu róm thông dầu (D. tabulaeformis), sâu róm thông đỏ (D. spectabilis), sâu róm thông rụng lá (D. superans), sâu róm thông Vân Nam (D. houi) và sâu róm thông kikuchi (D. kikuchii).
  • Tình hình nghiên cứu trong nước: Ghi nhận dịch sâu róm thông gây hại từ năm 1937 tại Bắc Giang, năm 1958 tại Thanh Hóa và 1959–1960 tại Nghệ An. Thành phần sâu hại trên cây thông ở Việt Nam có 17 loài thuộc 12 họ, 4 bộ; trong đó nhóm sâu ăn lá chiếm tỷ lệ cao nhất (41,1%).
  • Đặc điểm sinh thái và dự tính dự báo: Phân tích cơ chế biến động số lượng cá thể trong hệ sinh thái rừng thông; đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp dự tính truyền thống (dựa vào bẫy đèn, kiểm tra nhộng/trứng/sâu non, lập khí hậu đồ). Đánh giá tiền đề ứng dụng Web-GIS và viễn thám trong theo dõi dịch hại nông nghiệp (rầy nâu, sâu cuốn lá lúa do Trung tâm Công nghệ phần mềm Thủy lợi thực hiện giai đoạn 2005–2006), từ đó chỉ ra khoảng trống ứng dụng công nghệ không gian trong dự báo dịch sâu hại lâm nghiệp tại Việt Nam.

Chương 2: Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 cụ thể hóa 4 nội dung nghiên cứu chính của đề tài:

  1. Đánh giá thực trạng công tác quản lý và dự báo dịch sâu róm thông tại huyện Tĩnh Gia.
  2. Phân tích mối quan hệ giữa các nhân tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, hướng phơi, độ cao, nguồn thức ăn, thiên địch) với dịch sâu róm thông.
  3. Ứng dụng GIS và viễn thám xây dựng hệ thống bản đồ chuyên đề và bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch sâu róm thông tại khu vực nghiên cứu.
  4. Đề xuất hệ thống giải pháp nâng cao hiệu quả phòng trừ và dự tính dự báo dịch.

Chương này cũng thiết lập toàn bộ quy trình công nghệ xử lý ảnh Landsat 8 trên nền tảng ArcGIS 10.1, công thức toán học tính tỷ lệ bản đồ thảm phủ và phương pháp bố trí các tuyến điều tra ngoại nghiệp tại khoảnh 20 và khoảnh 23.

Chương 3: Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

Chương 3 trình bày các đặc trưng địa bàn nghiên cứu:

  • Vị trí và địa hình: Tọa độ địa lý $19^\circ 24'$ vĩ độ Bắc, $105^\circ 36'$ kinh độ Đông; tiếp giáp huyện Quảng Xương ở phía Bắc, huyện Quỳnh Lưu (Nghệ An) ở phía Nam, huyện Nông Cống và Như Thanh ở phía Tây, phía Đông giáp biển. Địa hình đồi núi bát úp độc lập xen kẽ đồng ruộng, độ cao trung bình từ 150 – 200 m (đỉnh cao nhất 560 m), độ dốc phổ biến $20^\circ – 25^\circ$.
  • Khí hậu và thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa chuyển tiếp giữa Bắc Trung Bộ và Nam Bắc Bộ, nhiệt độ trung bình năm $26^\circ\text{C}$ (biên độ nhiệt lớn: tối cao $40,9^\circ\text{C}$, tối thấp $5,0^\circ\text{C}$); lượng mưa bình quân năm đạt 1.900 mm (tháng 9 mưa lớn nhất 496 mm, tháng 12 thấp nhất 38 mm). Hệ thống sông chính gồm sông Yên và sông Bạng đổ ra Lạch Ghép và Lạch Bạng; có trên 40 hồ đập với dung tích hơn 3,5 triệu $\text{m}^3$ (tiêu biểu là hồ Yên Mỹ).
  • Hiện trạng tài nguyên rừng: Tổng diện tích đất lâm nghiệp của Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia quản lý là 6.163,7 ha (trong đó rừng phòng hộ chiếm 5.659,6 ha; rừng sản xuất chiếm 926,9 ha; rừng tự nhiên 1.590,9 ha; đất chưa có rừng trạng thái IA là 577,2 ha).
  • Kinh tế - xã hội: Dân số vùng dự án có khoảng 140.000 người (chiếm 73% dân số toàn huyện Tĩnh Gia), chủ yếu là dân tộc Kinh thuộc 13 xã lân cận; cơ cấu kinh tế gồm nông - lâm - ngư nghiệp (38%), công nghiệp - xây dựng (31,5%) và dịch vụ (30,4%).

Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 cung cấp các kết quả định lượng về sinh học quần thể sâu hại và kết quả xây dựng bản đồ chuyên đề:

  • Thực trạng công tác quản lý và phòng trừ tại địa phương: Phân tích hiệu quả và tồn tại của các giải pháp truyền thống gồm: bắt giết thủ công, bẫy đèn xu quang (từ 19h đến 4h sáng hôm sau), các biện pháp lâm sinh (tỉa thưa tầng dưới duy trì mật độ 500 – 600 cây/ha, chặt băng trắng/băng xanh rộng 30 m) và biện pháp hóa học (sử dụng Sumicidan 10 EC liều lượng 80–100 g/ha, Dipterex WP liều lượng 500–1200 g/ha, Dimilin 25WP phun khi sâu ở tuổi 1–3).
  • Quy trình dự báo 3 giai đoạn của cơ sở:
    • Giai đoạn 1 (dự báo qua nhộng): Điều tra tối thiểu 100 nhộng; nếu mật độ đạt 4–5 nhộng cái khỏe/cây (đối với rừng 7–10 tuổi) hoặc 6–8 nhộng cái khỏe/cây (đối với rừng 10–20 tuổi) thì thế hệ sau có nguy cơ phát dịch.
    • Giai đoạn 2 (dự báo qua trứng): Điều tra sau khi bướm rộ 6–8 ngày; mật độ 900–1.100 trứng/cây kết hợp tỷ lệ trứng bị ký sinh dưới 75% sẽ bùng phát dịch.
    • Giai đoạn 3 (dự báo qua sâu non): Mật độ sâu non tuổi 1–2 đạt 400–600 con/cây báo hiệu dịch lớn xuất hiện.
  • Quy luật vòng đời sâu róm thông tại Tĩnh Gia: Mỗi năm sâu róm thông có 4 thế hệ phát triển. Thế hệ 2 có vòng đời ngắn nhất (khoảng 60 ngày) xuất hiện vào mùa hè, thế hệ 4 dài nhất (160–170 ngày) do trải qua giai đoạn qua đông (chủ yếu ở tuổi 3, 4, 5 từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau).
Thế hệ Thời gian xuất hiện trong năm Đặc điểm các pha phát triển chính
Thế hệ I Tháng 3 – Tháng 5 Sâu non nở từ trứng qua đông, phát triển mạnh vào mùa xuân
Thế hệ II Tháng 5 – Tháng 7 Vòng đời ngắn nhất (~60 ngày), tốc độ tích lũy mật độ rất cao
Thế hệ III Tháng 7 – Tháng 9 Phát triển trong điều kiện nhiệt độ cao, mưa nhiều
Thế hệ IV Tháng 9 – Tháng 3 năm sau Vòng đời dài nhất (160–170 ngày), sâu non tuổi 3, 4, 5 qua đông
  • Quan hệ giữa nhiệt độ - độ ẩm và thời gian phát dục:
Chỉ tiêu pha phát triển Điều kiện nuôi đợt 1 (10/2004 – 03/2005) Thời gian phát dục đợt 1 (ngày) Điều kiện nuôi đợt 2 (03/2005 – 05/2005) Thời gian phát dục đợt 2 (ngày)
Trứng Nhiệt độ: $22,9^\circ – 26,2^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $88,4%$ $6,5 \pm 0,71$ Nhiệt độ: $20,4^\circ – 23,9^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $91,1%$ $9,9 \pm 1,70$
Sâu non Nhiệt độ: $18,8^\circ – 22,3^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $86,8%$ $123,9 \pm 9,50$ Nhiệt độ: $24,4^\circ – 29,7^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $82,7%$ $60,0 \pm 4,00$
Nhộng Nhiệt độ: $19,3^\circ – 22,2^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $89,4%$ $22,7 \pm 3,80$ Nhiệt độ: $29,8^\circ – 35,5^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $73,8%$ $10,5 \pm 0,70$
Trưởng thành Nhiệt độ: $18,8^\circ – 22,1^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $88,4%$ $4,3 \pm 1,30$ Nhiệt độ: $29,7^\circ – 34,7^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $75,4%$ $4,0 \pm 1,00$
Toàn vòng đời Nhiệt độ: $19,9^\circ – 23,2^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $88,3%$ $157,4$ Nhiệt độ: $26,0^\circ – 31,0^\circ\text{C}$; Độ ẩm: $80,8%$ $84,4$
  • Tác động của yếu tố sinh học: Sâu róm thông là loài hẹp thực, thức ăn chủ yếu là lá thông nhựa. Thành phần thiên địch tự nhiên gồm 28 loài côn trùng ký sinh (ong kén trắng, ruồi ký sinh trên trứng, sâu non, nhộng) và 8 loài côn trùng ăn thịt (bọ ngựa xanh, kiến, bọ xít).
  • Kết quả xây dựng bản đồ bằng GIS và Viễn thám:
    • Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng thông năm 2015 từ ảnh Landsat 8.
    • Xây dựng các bản đồ chuyên đề sinh thái: Bản đồ phân bố không gian nhiệt độ bề mặt ($^\circ\text{C}$), bản đồ phân cấp độ ẩm không khí (%), bản đồ độ cao tuyệt đối (m), bản đồ hướng phơi và bản đồ phân bố mật độ nguồn thức ăn.
    • Thành lập bản đồ tổng hợp phân cấp nguy cơ phát dịch sâu róm thông tại xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia năm 2015 theo các cấp độ nguy cơ khác nhau dựa trên hệ số tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái và địa hình.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  1. Xác định các chỉ số sinh thái học của sâu róm thông tại địa bàn:
    • Quần thể sâu róm thông tại Tĩnh Gia có 4 thế hệ/năm. Thế hệ qua đông kéo dài 160–170 ngày với sự phân hóa tuổi sâu phức tạp (tuổi 3, 4, 5).
    • Miền nhiệt độ hoạt động sống dao động từ trên $10^\circ\text{C}$ đến dưới $45^\circ\text{C}$; miền nhiệt độ tối thích từ $25^\circ\text{C}$ đến $30^\circ\text{C}$. Độ ẩm không khí thích hợp từ 75% – 100% (tối ưu 80% – 90%); độ ẩm dưới 15% làm sâu chết hàng loạt.
    • Thời gian phát dục của sâu non rút ngắn từ 123,9 ngày (ở điều kiện $18,8^\circ – 22,3^\circ\text{C}$) xuống còn 60 ngày (ở điều kiện $24,4^\circ – 29,7^\circ\text{C}$).
  2. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu không gian và bản đồ chuyên đề:
    • Ứng dụng thành công ảnh viễn thám Landsat 8 (độ phân giải 30 m) và phần mềm ArcGIS 10.1 để chiết xuất bản đồ hiện trạng rừng thông năm 2015 tỷ lệ $1:60.000$.
    • Thành lập 5 bản đồ đơn tính về các nhân tố sinh thái ảnh hưởng trực tiếp đến dịch sâu: nhiệt độ bề mặt, độ ẩm, độ cao, hướng phơi và nguồn thức ăn.
    • Chồng xếp không gian và xác định điểm đánh giá tổng hợp để thành lập Bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch sâu róm thông tại xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia.

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

  • Giải pháp kỹ thuật lâm sinh:
    • Thực hiện tỉa thưa định kỳ cho rừng thông tái sinh tự nhiên thuần loài, hạ mật độ lập địa về mức tối ưu 500 – 600 cây/ha để tăng sức đề kháng của cây rừng.
    • Thiết lập các băng phân chia rừng (băng trắng hoặc băng xanh) có chiều rộng 30 m, chia cắt rừng thành các lâm phần nhỏ từ 30 – 50 ha nhằm ngăn chặn dịch lây lan diện rộng.
    • Trồng cải tạo rừng thông theo băng hoặc theo đám (diện tích mỗi đám 0,5 – 1,0 ha) bằng các loài cây bản địa phù hợp để từng bước chuyển hóa rừng thuần loài thành rừng hỗn giao, tạo sinh cảnh cho thiên địch.
  • Giải pháp quản lý và dự tính dự báo:
    • Áp dụng quy trình điều tra định kỳ tập trung vào giai đoạn sâu non qua đông (tháng 11 đến tháng 3 năm sau) để phát hiện sớm nguy cơ bùng phát dịch thế hệ I.
    • Sử dụng bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch từ GIS làm công cụ quy hoạch các vùng trọng điểm cần giám sát mật độ thường xuyên.
    • Hạn chế sử dụng thuốc hóa học độc hại; ưu tiên sử dụng chế phẩm sinh học (nấm Bạch cương Beauveria bassiana, nấm Lục cương Metarhizium, chế phẩm Bt) để bảo tồn 28 loài ký sinh và 8 loài thiên địch ăn thịt ngoài tự nhiên.
  • Giải pháp xã hội: Tăng cường tuyên truyền, tập huấn cho 30 hộ dân và cộng đồng sống ven rừng về chu kỳ phát dịch và các biện pháp bảo vệ rừng nhằm nâng cao tính chủ động trong phòng trừ dịch hại.

Đóng góp khoa học

Luận văn là công trình nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam ứng dụng phối hợp công nghệ GIS và dữ liệu ảnh viễn thám đa phổ Landsat 8 vào bài toán phân tích mối tương quan giữa các nhân tố môi trường (nhiệt độ, ẩm độ, địa hình, nguồn thức ăn) nhằm xây dựng bản đồ dự báo không gian nguy cơ phát dịch sâu róm thông trong lâm nghiệp.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Thời gian nghiên cứu còn hạn chế so với chu kỳ biến động tự nhiên dài hạn của dịch sâu hại rừng.
    • Phạm vi xây dựng bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch mới chỉ tập trung trên diện tích rừng thuần loài tại khoảnh 20 và 23 (tiểu khu 663 và 666) thuộc địa bàn xã Nguyên Bình, chưa bao phủ toàn bộ diện tích rừng thông của huyện Tĩnh Gia.
    • Dữ liệu viễn thám Landsat 8 có độ phân giải không gian trung bình (30 m), hạn chế khả năng phát hiện sớm các ổ dịch sâu róm thông ở quy mô tán cây đơn lẻ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phạm vi phân tích và xây dựng bản đồ dự báo nguy cơ phát dịch sâu róm thông cho toàn bộ 15.000 ha rừng thông trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.
    • Thử nghiệm các nguồn ảnh viễn thám có độ phân giải không gian và thời gian cao hơn kết hợp giám sát bằng thiết bị bay không người lái (UAV).
    • Tích hợp mô hình dự báo không gian lên hệ thống Web-GIS để chia sẻ dữ liệu trực tuyến cho các hạt kiểm lâm và ban quản lý rừng phòng hộ.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh các ngành Lâm học, Quản lý tài nguyên rừng, Bảo vệ thực vật rừng, Địa tin học và Quản lý đất đai; cán bộ kỹ thuật tại các Ban quản lý rừng phòng hộ, Công ty Lâm nghiệp, Chi cục Kiểm lâm và Trạm Bảo vệ thực vật.
  • Nội dung tham khảo giá trị:
    • Quy trình 5 bước tiền xử lý, giải đoán ảnh vệ tinh Landsat 8 và phân tích không gian đa nhân tố sinh thái trên phần mềm ArcGIS.
    • Số liệu thực nghiệm chi tiết về chu kỳ vòng đời 4 thế hệ của sâu róm thông và ngưỡng phát dục theo nhiệt độ, độ ẩm.
    • Tiêu chuẩn điều tra dự báo 3 giai đoạn (nhộng, trứng, sâu non) và hệ thống bảng phân cấp mức độ gây hại lá cây rừng.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng và địa bàn nghiên cứu cụ thể của luận văn là gì?
Luận văn nghiên cứu loài sâu róm thông (Dendrolimus punctatus) gây hại trên rừng trồng Thông nhựa (Pinus merkusii) thuần loài tại khoảnh 20 (tiểu khu 663) và khoảnh 23 (tiểu khu 666) thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia, xã Nguyên Bình, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa.

2. Sâu róm thông tại khu vực Tĩnh Gia có mấy thế hệ trong năm và thế hệ nào có thời gian kéo dài nhất?
Sâu róm thông tại Tĩnh Gia có 4 thế hệ trong một năm. Thế hệ II có vòng đời ngắn nhất (khoảng 60 ngày vào mùa hè), trong khi thế hệ IV có vòng đời dài nhất (160–170 ngày) do trải qua giai đoạn qua đông (chủ yếu ở tuổi sâu non 3, 4, 5) từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau.

3. Mức độ thiệt hại lịch sử do sâu róm thông gây ra tại Ban quản lý rừng phòng hộ Tĩnh Gia trong các năm 2004 và 2012 như thế nào?
Năm 2004, sâu róm thông ăn trụi 1.450,6 ha và làm sơ trụi 560,0 ha rừng thông, khiến gần 40.000 cây bị chết. Năm 2012, sâu róm thông tiếp tục phát dịch làm ăn trụi 995,8 ha và sơ trụi 650,4 ha rừng thông tại địa bàn quản lý.

4. Dữ liệu ảnh viễn thám nào đã được sử dụng và tỷ lệ bản đồ hiện trạng rừng được xác lập là bao nhiêu?
Tác giả sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 mã LC81270462015182LGN00 chụp ngày 01/7/2015 có độ phân giải không gian 30 m. Tỷ lệ bản đồ hiện trạng rừng được xác định theo công thức tính toán độ phân giải là $1:60.000$.

5. Các ngưỡng số liệu điều tra nào được sử dụng để dự báo khả năng phát dịch sâu róm thông qua 3 giai đoạn?

  • Giai đoạn nhộng: 4–5 nhộng cái khỏe/cây (rừng 7–10 tuổi) hoặc 6–8 nhộng cái khỏe/cây (rừng 10–20 tuổi).
  • Giai đoạn trứng: 900–1.100 trứng/cây kết hợp tỷ lệ ký sinh dưới 75%.
  • Giai đoạn sâu non: Mật độ sâu non tuổi 1–2 đạt 400–600 con/cây.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ của tác giả Phạm Việt Bắc đã đánh giá thực trạng dịch sâu róm thông (Dendrolimus punctatus) và các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến quy luật phát sinh phát triển của sâu hại trên rừng thông nhựa tại huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa. Công trình đã ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám Landsat 8 kết hợp công cụ phân tích không gian ArcGIS để thành lập hệ thống bản đồ chuyên đề sinh thái và bản đồ phân cấp nguy cơ phát dịch sâu róm thông tại xã Nguyên Bình. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác dự tính, dự báo sớm và định hướng hệ thống giải pháp lâm sinh, sinh học nhằm quản lý bền vững dịch hại rừng thông.