Nhận diện nguồn gen bản địa: Bước đầu xây dựng chiến lược phục hồi hệ sinh thái tự nhiên

Không thể phục hồi rừng nếu chưa hiểu rừng

Phục hồi một hệ sinh thái tự nhiên không đơn giản là đưa cây giống xuống đất. Một khu rừng là tập hợp phức tạp của các loài thực vật, động vật, vi sinh vật cùng đất, nước, ánh sáng và những mối quan hệ sinh thái được hình thành qua thời gian dài.

Vì vậy, nếu lựa chọn cây trồng chỉ dựa trên tốc độ sinh trưởng hoặc giá trị kinh tế, quá trình phục hồi có thể tạo ra một quần thể cây xanh nhưng chưa chắc tái lập được hệ sinh thái vốn có.

Đây cũng là lý do điều tra đa dạng thực vật được xem như bước đầu tiên trong quá trình phục hồi rừng. Khu Dự trữ thiên nhiên Phong Điền, thành phố Huế, nằm trong vùng sinh thái Trung Trường Sơn - một trong những khu vực có giá trị cao về đa dạng sinh học. Khu vực này không chỉ lưu giữ nhiều nguồn gen thực vật bản địa mà còn có ý nghĩa quan trọng đối với chức năng phòng hộ đầu nguồn các lưu vực sông Mỹ Chánh, Ô Lâu và sông Bồ.

Những trận mưa lũ lớn xảy ra tại miền Trung năm 2020 đã tác động đáng kể đến nhiều khu vực rừng. Trong bối cảnh đó, việc đánh giá lại nguồn tài nguyên thực vật và tìm kiếm giải pháp phục hồi những sinh cảnh bị tổn thương càng trở nên cần thiết.

Tại Trung tâm Bảo tồn tài nguyên thiên nhiên Việt Nam và Cứu hộ động, thực vật (CCRR), thuộc Trung tâm Địa chất và Môi trường, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các hoạt động lưu giữ nguồn gen, cứu hộ động thực vật và phục hồi sinh cảnh đang được triển khai.

Tuy nhiên, để xây dựng một mô hình phục hồi có khả năng tiến gần hơn tới trạng thái tự nhiên, câu hỏi đặt ra là: nên trồng loài cây nào, lấy nguồn giống ở đâu và cây có thể thích nghi như thế nào với điều kiện sinh thái tại khu vực phục hồi?

Điều tra đa dạng thực vật: Nền tảng cho phục hồi hệ sinh thái Phong Điền

Trước đó, các nghiên cứu tại Phong Điền đã ghi nhận 755 loài thực vật thuộc 145 họ, trong đó có nhiều loài quý hiếm, nguy cấp. Tuy nhiên, phần lớn các kết quả mới dừng ở việc thống kê thành phần loài, chưa tập trung xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ trực tiếp cho việc lựa chọn nguồn giống và thiết kế mô hình phục hồi.

Từ yêu cầu thực tiễn đó, PGS. TS. Vũ Tiến Chính cùng nhóm nghiên cứu Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam thực hiện đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam về nghiên cứu đa dạng thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Phong Điền, hướng tới xây dựng cơ sở tái tạo hệ sinh thái tại đây.

Mục tiêu của nghiên cứu không chỉ là lập danh sách các loài đang có mặt trong rừng mà còn xác định đặc điểm sinh thái, giá trị sử dụng, tình trạng bảo tồn và khả năng trở thành nguồn vật liệu phục vụ phục hồi hệ sinh thái.

Mỗi chuyến khảo sát là một cuộc đua với mùa hoa

Từ năm 2023 - 2025, nhóm nghiên cứu đã tổ chức nhiều đợt khảo sát tại Khu Dự trữ thiên nhiên Phong Điền. Công việc thực địa đòi hỏi các nhà khoa học phải di chuyển qua nhiều dạng địa hình, sinh cảnh khác nhau để tìm kiếm, thu thập và xác định các loài thực vật.

Một mẫu cây chỉ có thể cung cấp đầy đủ thông tin định loại khi có những đặc điểm hình thái quan trọng, đặc biệt là hoa và quả. Chính vì vậy, thời gian khảo sát trở thành yếu tố quyết định.

PGS. TS. Vũ Tiến Chính cho biết, nhóm thường phải bố trí các chuyến thực địa vào tháng 7, 8 và 9 - thời điểm thời tiết miền Trung khắc nghiệt, nắng nóng nhưng cũng là giai đoạn nhiều loài thực vật bước vào mùa ra hoa.

Với các nhà thực vật học, việc chậm một mùa hoa đồng nghĩa có thể phải chờ thêm một năm mới có cơ hội thu thập mẫu đầy đủ. Vì vậy, mỗi chuyến đi không đơn thuần là một chuyến khảo sát mà là quá trình chạy đua với chu kỳ sinh trưởng của thực vật.

Kết quả điều tra đã xác định 365 loài và dưới loài thực vật bậc cao có mạch, thuộc 294 chi, 114 họ và 5 ngành. Nghiên cứu bổ sung 57 loài, đồng thời giám định và chuẩn hóa 308 loài, góp phần cập nhật cơ sở dữ liệu về hệ thực vật Phong Điền.

Đằng sau những con số là một lượng lớn thông tin về sinh cảnh, đặc điểm phân bố, giá trị sử dụng và tình trạng bảo tồn của từng loài. Đây chính là lớp dữ liệu quan trọng để chuyển từ “biết khu rừng có những gì” sang “biết nên làm gì với khu rừng”.

Phát hiện mới từ những cánh rừng Trung Trường Sơn

Một trong những kết quả đáng chú ý nhất của quá trình điều tra là việc nhóm nghiên cứu phát hiện và công bố hai loài mới cho khoa học: Tỏi Phong Điền (Aspidistra phongdiensis) và Diệp hạ châu Việt Nam (Nymphanthus vietnamensis). Bên cạnh đó, loài Impatiens hirsutisepala Tardieu cũng được ghi nhận bổ sung cho hệ thực vật Việt Nam.

Những phát hiện này cho thấy các khu rừng tự nhiên tại Phong Điền vẫn còn chứa đựng những giá trị khoa học chưa được nhận diện đầy đủ. Điều đó đồng thời đặt ra yêu cầu phải tiếp tục điều tra, bảo vệ sinh cảnh và duy trì các quần thể thực vật bản địa, bởi mỗi loài có thể mang trong mình những nguồn gen có giá trị mà khoa học hiện tại chưa khai thác hết.

Nghiên cứu cũng tiến hành đánh giá giá trị sử dụng của các loài thực vật được ghi nhận. Tổng cộng 459 lượt giá trị sử dụng thuộc 6 nhóm công dụng được xác định; trong đó có 228 loài có thể sử dụng làm dược liệu, thực phẩm, tinh dầu, cây cảnh hoặc phục vụ lâm nghiệp.

Đáng chú ý, 16 loài quý hiếm nằm trong các danh mục ưu tiên bảo tồn của Việt Nam và quốc tế cũng được xác định. Đây là căn cứ quan trọng để đề xuất các biện pháp bảo vệ, đồng thời định hướng việc khai thác nguồn tài nguyên theo nguyên tắc bền vững.

Như vậy, điều tra thực vật không chỉ tạo ra một “bản danh sách loài”. Giá trị lớn hơn nằm ở khả năng biến dữ liệu sinh học thành thông tin phục vụ quyết định bảo tồn.

Từ danh lục loài đến bài toán chọn cây để phục hồi

Sau khi có dữ liệu về thành phần loài và đặc điểm sinh thái, nhóm nghiên cứu chuyển sang một bước khó hơn: tìm ra những loài cây có khả năng trở thành vật liệu cho quá trình phục hồi. Từ các kết quả đánh giá, 37 loài được xác định có tiềm năng. Sau quá trình sàng lọc, 15 loài được lựa chọn để đưa vào mô hình trồng thử nghiệm tại CCRR trên diện tích khoảng 700 m².

Các loài được lựa chọn gồm nhiều cây gỗ bản địa có giá trị sinh thái và kinh tế như ngô đồng, lát hoa, dổi hạt, trẩu và một số loài cây gỗ quý thuộc họ Đậu. Điểm đáng chú ý của mô hình không nằm ở số lượng cây được trồng mà ở cách tiếp cận. Các nhà khoa học không coi việc cây sống sau khi trồng là tiêu chí duy nhất. Khả năng thích nghi, tốc độ sinh trưởng và phản ứng của cây trước điều kiện đất, nước, ánh sáng và vi khí hậu cũng được theo dõi để tìm ra nhóm loài phù hợp với từng điều kiện phục hồi.

Thực tế thử nghiệm đã cho nhóm nghiên cứu một bài học quan trọng. Ở đợt trồng đầu tiên, phần lớn cây giống không thể sống sót. Khu vực xây dựng mô hình trước đó từng được san gạt phục vụ thi công, khiến tầng đất mặt bị xáo trộn và hệ vi sinh vật trong đất bị suy giảm. Những cây được đưa từ môi trường rừng tự nhiên về vì thế gặp khó khăn khi thích nghi với môi trường mới.

Theo PGS. TS. Vũ Tiến Chính, thách thức không nằm ở việc tìm kiếm những loài cây quý mà ở khả năng giúp cây vượt qua “cú sốc sinh thái” khi được chuyển sang một môi trường đã bị biến đổi.

Nhóm nghiên cứu sau đó điều chỉnh phương pháp, tiến hành cải tạo đất, bổ sung nguồn vi sinh vật bản địa từ xác bã thực vật rừng, đồng thời thay đổi danh sách và phương thức lựa chọn cây trồng.

Chính những thất bại ban đầu đã cung cấp thêm dữ liệu thực nghiệm về điều kiện của khu vực phục hồi. Qua đó, nghiên cứu từng bước hoàn thiện quy trình kỹ thuật và xác định những loài có khả năng thích nghi tốt hơn.

Đây cũng là điểm khác biệt giữa trồng rừng đơn thuần và phục hồi hệ sinh thái: mục tiêu không chỉ là tạo ra một diện tích có cây xanh, mà là khôi phục dần những điều kiện để hệ sinh thái có thể tự vận hành.

Khoa học dữ liệu đồng hành cùng phục hồi rừng

Bên cạnh khảo sát thực địa và thử nghiệm cây trồng, nhóm nghiên cứu còn xây dựng Danh lục thực vật Khu Dự trữ thiên nhiên Phong Điền, các báo cáo đánh giá hiện trạng hệ sinh thái tại CCRR và khả năng sinh trưởng của các loài cây bản địa được lựa chọn. Bộ mẫu tiêu bản thực vật cũng được xây dựng nhằm phục vụ nghiên cứu, đối chiếu và đào tạo về sau.

Đáng chú ý, công nghệ viễn thám được kết hợp với phần mềm eCognition để số hóa trạng thái thảm thực vật, phân tích ảnh vệ tinh và theo dõi diễn biến rừng. Công cụ này mở ra khả năng giám sát sự thay đổi của thảm thực vật trên diện rộng, bổ trợ cho các kết quả thu được từ khảo sát mặt đất.

Việc kết hợp dữ liệu thực địa với công nghệ viễn thám có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh phục hồi hệ sinh thái cần được theo dõi trong nhiều năm. Một mô hình chỉ có giá trị khi có thể đánh giá được cây sinh trưởng thế nào, thảm thực vật thay đổi ra sao và cấu trúc sinh cảnh có từng bước tiến gần trạng thái mong muốn hay không.

Từ các kết quả nghiên cứu, nhóm đã đề xuất 6 nhóm giải pháp liên quan đến bảo tồn và sử dụng bền vững thực vật quý hiếm, lựa chọn nguồn giống bản địa, bảo tồn nguồn gen và phục hồi sinh cảnh tại các khu bảo tồn thiên nhiên.

Giá trị của một nghiên cứu không dừng ở phòng thí nghiệm

Kết quả của đề tài còn được thể hiện qua hoạt động công bố và đào tạo. Nhóm nghiên cứu đã công bố 2 bài báo quốc tế thuộc danh mục SCIE, 1 bài trên Tạp chí Sinh học của VAST và 2 bài trên các tạp chí trong nước; đồng thời hỗ trợ đào tạo một nghiên cứu sinh và một học viên cao học bảo vệ thành công.

Tại Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mô hình trồng cây bản địa được đánh giá là một trong những kết quả nổi bật của đề tài.

GS. TS. Trương Xuân Lam, Chủ tịch Hội đồng nghiệm thu, đánh giá mô hình đã tạo thêm cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn và phục hồi hệ sinh thái. Trong khi đó, GS. TS. Trần Thế Bách cho rằng nhóm nghiên cứu đã cập nhật được những dữ liệu đáng tin cậy về đa dạng thực vật và quan trọng hơn là bước đầu chuyển hóa kết quả điều tra thành mô hình ứng dụng phục vụ tái tạo hệ sinh thái.

Những đánh giá này cho thấy giá trị của đề tài nằm ở sự kết nối giữa nghiên cứu cơ bản và nhu cầu thực tiễn. Một loài cây được phát hiện, định danh và lưu giữ trong bộ tiêu bản là một kết quả khoa học; nhưng khi dữ liệu về loài đó được sử dụng để lựa chọn nguồn giống, xây dựng mô hình và theo dõi khả năng phục hồi, tri thức khoa học đã được chuyển thành công cụ quản lý tài nguyên.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu dự kiến tiếp tục mở rộng điều tra đối với các nhóm thực vật đặc hữu, quý hiếm tại Phong Điền; đồng thời hoàn thiện các giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi những hệ sinh thái đã chịu tác động. Nếu các quy trình được hoàn thiện, mô hình này có thể trở thành nguồn tham khảo cho những khu bảo tồn có điều kiện sinh thái tương đồng./.