Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân bố các loài thực vật Ngành Thông (Pinophyta) tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là đánh giá được thành phần loài thực vật thuộc ngành Thông tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa; xây dựng được cơ sở dữ liệu về đặc điểm sinh học, sinh thái học, phân bố và hiện trạng bảo tồn của các loài cây thuộc ngành Thông Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa; thử nghiệm nhân giống vô tính thực vật ngành Thông (Loài Bách Xanh (Calocedrus macrolepis) bằng phương pháp giâm hom tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa; đề xuất được các giải pháp bảo tồn và phát triển các loài thuộc ngành Thông hiện có tại đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân bố các loài thực vật Ngành Thông (Pinophyta) tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------- ĐỖ NGỌC DƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI VÀ PHÂN BỐ CÁC LOÀI THỰC VẬT NGÀNH THÔNG ( PINOPHYTA) TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN XUÂN LIÊN, TỈNH THANH HÓA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------- ĐỖ NGỌC DƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI VÀ PHÂN BỐ CÁC LOÀI THỰC VẬT NGÀNH THÔNG ( PINOPHYTA) TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN XUÂN LIÊN, TỈNH THANH HÓA CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ: 60.62.02.11 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. HOÀNG VĂN SÂM Hà Nội - 2016
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày..…tháng….năm…… Người cam đoan Đỗ Ngọc Dương
ii LỜI CÁM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp và nghiên cứu và thu thập số liệu tại khu BTTN Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa, tôi luôn nhận được sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình của Nhà trường, các cơ quan bạn bè và đồng nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Trường Đại học Lâm nghiệp, quý thầy giáo, cô giáo trong và ngoài trường, đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn tôi trong quá trình học tập và thực tập làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Hoàng Văn Sâm đã giúp tôi định hướng đề tài nghiên cứu và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện. Trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ, công chức, Ban Giám đốc, Hạt Kiểm RĐD Xuân Liên, UBND các xã Mát Mọt, Yên Nhân, Lương Sơn và Vạn Xuân huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa; Trạm Bảo vệ rừng: Hón Can, Bản Vịn, Bản Lửa, Sông Khao, Hón Mong và các cơ quan, đơn vị trong tỉnh đã giúp đỡ trong quá trình điều tra và cung cấp số liệu tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện Luận Văn tốt nghiệp. Mặc dù đã rất cố gắng, tuy nhiên trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế do địa hình cao, phức tạp và quỹ thời gian, trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi kính mong nhận được các ý kiến đóng góp bổ sung của các nhà khoa học, của các thầy giáo, các bạn đồng nghiệp để bản luận văn này được hoàn chỉnh hơn. Tôi xin cam đoan số liệu thu thập, kết quả tính toán là trung thực và được trích dẫn đầy đủ. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2016 Người thực hiện Đỗ Ngọc Dương
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. i MỤC LỤC ............................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................. vii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ............................................................. ix ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1 Chương I. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.......................................... 5 1.1. Nghiên cứu về thực vật ngành Thông trên thế giới. .................................... 5 1.2. Tình hình nghiên cứu thực vật Ngành thông tại Việt Nam ......................... 7 1.3. Nghiên cứu tại khu BTTN Xuân Liên ........................................................ 15 Chương II. MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 20 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 20 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................... 20 2.1.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................... 20 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 20 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 20 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 20 2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 21 2.3.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 21 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 21 2.3.2.1. Phương pháp kế thừa các tài liệu sẵn có .............................................. 21 2.3.2.2. Phương pháp nghiên cứu điều tra thực địa .......................................... 22 2.3.2.3. Phương pháp xử lý và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm. .......... 24
iv 2.3.2.4. Phương pháp xây dựng danh lục và đánh giá tính đa dạng của hệ thực vật Ngành Thông. ....................................................................................... 25 2.3.3.5. Phương pháp nghiên cứu có sự tham gia của cộng đồng và phương pháp đánh giá nhanh nông thôn thông qua phiếu điều tra và phỏng vấn trực tiếp người dân địa phương........................................................ 26 2.3.3.6. Phương pháp nhân giống vô tính thực vật Ngành Thông ( Loài Bách xanh) ..................................................................................................................... 26 2.3.2.7.Phương pháp xác định các nguyên nhân gây suy giảm và đề xuất giải pháp khắc phục............................................................................................. 28 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ-XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 29 3.1. Vị trí địa lý ................................................................................................... 29 3.2. Đặc điểm địa hình ........................................................................................ 29 3.4. Khí hậu, thuỷ văn ......................................................................................... 31 3.5. Tài nguyên thiên nhiên ................................................................................ 32 3.5.1. Tài nguyên rừng ........................................................................................ 32 3.5.2. Đa dạng sinh học....................................................................................... 35 3.5.2.1. Hệ sinh thái rừng ................................................................................... 35 3.5.2.2. Thảm thực vật ........................................................................................ 36 3.5.3. Đa dạng loài .............................................................................................. 37 3.5.4. Tài nguyên cảnh quan tự nhiên ................................................................ 39 3.6. Điều kiện kinh tế xã hội............................................................................... 39 3.6.1. Dân tộc và dân số ...................................................................................... 39 3.6.2. Các hoạt động sản xuất............................................................................. 41 3.6.2.1. Sản xuất nông nghiệp ............................................................................ 41 3.6.2.2. Sản xuất lâm nghiệp ............................................................................... 42 3.7. Hiện trạng xã hội và cơ sở hạ tầng, giáo dục, y tế ..................................... 43
v 3.8. Nguồn lực nhân văn khác ............................................................................ 44 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 46 4.1. Thành phần các loài cây thuộc Ngành thông tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên. ................................................................................................. 46 4.2. Phân bố của các loài thực vật Ngành Thông .............................................. 47 4.2.1. Phân bố theo các tuyến điều tra ............................................................... 47 4.2.2. Xác định sự phân bố của các loài theo đai cao ....................................... 52 4.3. Hiện trạng bảo tồn các loài thực vật Ngành Thông tại khu BTTN Xuân Liên ............................................................................................................ 53 4.3.1. Thực trạng quản lý, bảo tồn trên cơ sở quy hoạch.................................. 53 4.3.2. Xây dựng hệ thống ô định vị .................................................................... 56 4.3.3. Giao khoán bảo vệ rừng cho cộng đồng các thông vùng đệm thành lập tổ bảo vệ rừng thôn bản ................................................................................ 56 4.3.4. Hiện trạng bảo tồn trên cơ sở Luật pháp: ............................................... 57 4.4. Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học một số loài thực vật quý hiếm thuộc Ngành Thông tại khu vực nghiên cứu..................................... 62 4.4.1. Pơ Mu ........................................................................................................ 62 4.4.2. Loài Sa mu ................................................................................................ 65 4.4.3. Dẻ tùng sọc trắng ..................................................................................... 67 4.4.4. Bách xanh .................................................................................................. 70 4.4.5. Kim giao núi đất ....................................................................................... 72 4.4.6. Thông tre lá dài ......................................................................................... 73 4.4.7. Thông nàng................................................................................................ 76 4.4.8. Tuế đất ............................................................................................... 77 4.4.9. Dây Gắm ............................................................................................ 79 4.5. Kết quả nhân giống vô tính thực vật Ngành Thông (loài Bách xanh Calocedrus macrolepis)) .................................................................................... 81
vi 4.6. Đề xuất các giải pháp bảo tồn các loài thuộc ngành Thông (Pinophyta) tại khu BTTN Xuân Liên ............................................................... 84 4.6.1. Giải pháp kỹ thuật..................................................................................... 84 4.6.1.1. Bảo tồn nguyên vị (in-situ conservation) ............................................. 84 4.6.1.2. Bảo tồn chuyển vị (ex-situ conservation)............................................. 84 4.6.1.3. Xây dựng Chương trình giám sát ......................................................... 85 4.6.2. Giải pháp về kinh tế- xã hội ..................................................................... 86 4.6.3. Giải pháp về cơ chế, chính sách và thu hút nguồn vốn đầu tư............... 87 4.6.4. Tăng cường công tác thực thi pháp luật .................................................. 87 4.6.5. Giải pháp về khoa học công nghệ, bảo vệ môi trường ........................... 88 4.6.6. Giải pháp về hợp tác quốc tế .................................................................... 89 4.6.7. Giải pháp về đào tạo nguồn nhân lực ...................................................... 89 Chương V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 90 5.1. Kết luận ........................................................................................................ 90 5.2. Kiến nghị ...................................................................................................... 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tiếng Anh PHỤ LỤC
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Tiếng Việt BTTN: Bảo tồn thiên nhiên BQL: Ban quản lý ĐDSH: Đa dạng sinh học ĐDTV: Đa dạng thực vật KBT: Khu bảo tồn NĐ 32: Nghị định 32/2006/NĐ- CP ngày 30/3/2006 OTC: Ô tiêu chuẩn ODB Ô dạng bản TĐT Tuyến điều tra SĐVN: Sách đỏ Việt Nam LSNG Lâm sản ngoài gỗ Tiếng Anh CITES: Công ước Quốc tế về buôn bán Động thực vật hoang dã nguy cấp IUCN: Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế MAB: Chương trình Con người và Sinh quyển PRA: Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia của người dân RRA Đánh giá nhanh nông thôn PRCF Tổ chức Con người, tài nguyên và bảo tồn UNEP: Chương trình Môi trường của Liên hợp quốc UNESCO: Tổ chức Văn hóa, Khoa học của Liên hợp quốc WWF: Quỹ Bảo tồn Động vật Hoang dã Quốc tế WCMC: Trung tâm giám sát Bảo tồn Thế giới
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang Bảng 2.1. Tỷ lệ ra rễ ở các công thức giâm hom 27 Bảng 2.1. Chất lượng rễ theo các công thức giâm hom 28 Hiện trạng đất rừng đặc dụng theo phân khu chức năng Khu Bảng 3.1. bảo tồn 32 Bảng 3.2. Diện tích các kiểu thảm thực vật rừng Khu bảo tồn 36 Bảng 3.3. Cấu trúc khu hệ thực vật Khu BTTN Xuân Liên 38 Bảng 3.4. Tổng hợp các loài động vật Khu BTTN Xuân Liên theo loài 38 Bảng 3.5. Thống kê dân số và thành phần dân tộc các xã vùng đệm 40 Bảng 4.1. Thành phần loài thực vật Ngành Thông tại Xuân Liên 46 Phân bố của các loài thực vật Ngành thông theo các tuyến Bảng 4.2. điều tra 48 Bảng 4.3. Thống kê các loài thực vật Ngành Thông theo đai cao 52 Bảng 4.4. Hiện trạng bảo tồn các loài thực vật Ngành Thông: 61 Bảng 4.5. Tái sinh tự nhiên Pơ mu theo tuyến 64 Bảng 4.6. Tái sinh tự nhiên Dẻ tùng sọc trắng theo tuyến 69 Bảng 4.7. Tái sinh tự nhiên Thông tre lá dài theo tuyến 75 Bảng 4.8. Tái sinh tự nhiên Thông nàng 78 Tỷ lệ ra rễ ở các công thức giâm hom Bách xanh Bảng 4.9. (Calocedrus macrolepis ) 82 Bảng 4.10. Chất lượng rễ theo các công thức giâm hom 83
ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1. Các vùng phân bố chính của Thông ở Việt Nam. 10 Hình 4.1. Cây Pơ mu 62 Hình 4.2. Cây Pơ mu tái sinh 62 Hình 4.3. Cây Sa Mu tại Khu bảo tồn 65 Hình 4.4. Cây Dẻ tùng sọc trắng 67 Hình 4.5. Cây tái sinh Dẻ Tùng sọc trắng 67 Hình 4.6. Bách Xanh tại Khu bảo tồn 70 Hình 4.7. Cây Kim giao tại Khu bảo tồn 72 Hình 4.8. Cây Thông tre 74 Hình 4.9. Cây tái sinh Thông tre 74 Hình 4.10. Thông Nàng 76 Hình 4.11. Cây tái sinh Thông Nàng 76 Hình 4.12. Cây Tuế 79 Hình 4.13. Cây Tuế tái sinh 79 Hình 4.14. Dây Gắm tại Khu bảo tồn 80 Hình 4.15. Gieo ươm Bách Xanh 81
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên Rừng có được những chức năng đó là nhờ có đa dạng sinh học (ĐDSH). ĐDSH là một trong những nguồn tài nguyên quí giá nhất, vì nó là cơ sở của sự sống còn, thịnh vượng và tiến hoá bền vững của các loài sinh vật trên hành tinh chúng ta. Nhưng hiện nay dân số thế giới tăng, nhu cầu về lâm sản tăng dẫn đến khai thác rừng quá mức và không khoa học làm cho diện tích rừng bị suy giảm nghiêm trọng kéo theo suy giảm ĐDSH. Chính vì vậy loài người đã, đang và sẽ phải đứng trước một thử thách, đó là sự suy giảm về ĐDSH dẫn đến làm mất trạng thái cân bằng của môi trường kéo theo là những thảm họa như lũ lụt, hạn hán, lở đất, gió bão, cháy rừng, ô nhiễm môi trường sống, các căn bệnh hiểm nghèo… xuất hiện ngày càng nhiều. Tất cả các thảm họa đó là hậu quả, một cách trực tiếp hay gián tiếp của việc suy giảm ĐDSH. Ngành Thông (danh pháp khoa học: Pinophyta) nhiều tài liệu còn gọi là ngành Hạt trần (Gymnospermae) gồm các loài cây thân gỗ lớn hoặc nhỡ, ít khi là cây bụi hoặc dây leo thân gỗ. Lá hình vảy, hình kim, hình dải, ít khi hình quạt, hình trái xoan hoặc hình lông chim. Các loài cây thuộc Ngành Thông có vai trò quan trọng của thế giới thực vật. Số lượng 600-650 loài thực vật ngành Thông so với 250.000 cây Ngành hạt kín rõ ràng không phải là lớn, song chúng đóng vai trò rất quan trọng đối với môi trường kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới.Ở nhiều nước châu Âu, châu Mỹ, châu Á cũng như Oxtraylia và Newzeland các loài thực vật Ngành thông tự nhiên và gây trồng đóng vai trò rất quan trọng về cảnh quan cũng như kinh tế. Việt Nam là quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới, có nhiều điều kiện cho các sinh vật phát triển và tạo ra sự phong phú của nhiều loài động thực vật và nhiều hệ sinh thái khác nhau. Theo thống kê "Tiếp cận các nguồn gen và chia sẻ lợi ích" (của Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới- IUCN), thì tại Việt
2 Nam hiện có gần 12.000 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc hơn 2.256 chi, 305 họ (chiếm 4% tổng số loài, 15% tổng số chi, 57% tổng số họ thực vật trên thế giới); 69 loài thực vật hạt trần; 12.000 loài thực vật hạt kín. Chúng thường phân bố trên các vùng có độ cao lớn, như các loài Thông ba lá, Hồng tùng, Bách xanh, Pơ mu ở Đà Lạt (độ cao 1.500 m so với mực nước biển và một số loài lá Kim khác ở Lào Cai, Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn, Sơn La, Hòa Bình. Các loài thực vật Ngành Thông có rất nhiều giá trị khác nhau phục vụ cho cuộc sống con người như: các giá trị về sinh thái, kinh tế, thương mại, bảo tồn cũng như văn hóa xã hội sâu sắc. Chúng là một nguồn cung cấp một lượng lớn Gỗ, củi phục vụ cho nhu cầu của con người. Một số loài có giá trị sử dụng rất cao trong xây dựng, xuất nhập khẩu như Pơ mu, Hoàng đàn.. Ngoài ra một số loài trong thực vật Ngành Thông được coi là hóa thạch sống của các loài thực vật cổ trên trái đất (Thủy tùng, Thông nước…; là các loài đặc hữu của Việt Nam (Thông Đà Lạt, Vân sam Phanxipan. Mặt khác một số loài thực vật Ngành Thông còn là biểu trưng tín ngưỡng văn hóa, xã hội của con người. Các loài Tùng, Bách được trồng trong các đền, Chùa biểu tượng cho sự trường tồn và thần diệu phản ánh sự thiêng liêng, cao quý trong các nền văn hóa. Khu BTTN Xuân Liên có diện tích 23.815,5 ha, nằm ở phía Tây Nam tỉnh Thanh Hoá, là khu vực chuyển tiếp giữa 2 vùng sinh thái Tây Bắc và Bắc Trung bộ nên có tính đa dạng sinh học rất cao, hệ thực vật khá giàu về thành phần loài, với 1.142 loài thực vật bậc cao (thuộc 620 chi, 180 họ), trong đó 38 loài có tên trong sách đỏ Việt Nam và thế giới [1]. Nơi đây còn giữ được trên 4.000 ha diện tích rừng nguyên sinh, là nơi phân bố của các loài đặc hữu, quý hiếm, những cây cổ thụ hàng ngàn năm tuổi điển hình như: Pơmu, Samu, Bách xanh, Dẻ tùng sọc trắng, Thông nàng. Với tầm quan trọng của giá trị đa dạng sinh học, đặc biệt là bảo tồn các loài thực vật quý hiếm, loài đang đứng
3 trước nguy cơ bị tuyệt chủng; trong những năm qua, Khu bảo tồn đã nỗ lực tăng cường công tác bảo vệ rừng, từng bước ưu tiên điều tra các loài nguy cấp, quý hiếm và đưa ra các giải pháp bảo tồn hiệu quả. Từ năm 2007-2010, Khu bảo tồn đã triển khai nghiên cứu 2 loài hạt trần quý hiếm là Pơ mu (Fokienia hodginsii Henry) và Samu dầu (Cunninghamia lanceolata Hook) thuộc thực vật Ngành Thông, kết quả đã xác định được hiện trạng, phân bố, đặc điểm sinh vật học và sinh thái học, đặc biệt từ kết quả điều tra, nghiên cứu đó, Hội bảo vệ thiên nhiên và Môi trường Việt Nam đã công nhận 2 cây cổ thụ thuộc 2 loài hạt trần trên là cây di sản Việt Nam [1].. Ngoài ra khu bảo tồn còn nơi phân bố của một số loài thực vật Ngành Thông quý hiếm nằm trong sách đỏ Việt Nam và Thế giới như: Thông nàng, Thông tre, Dẻ Tùng sọc trắng…. Vì vậy công tác điều tra nghiên cứu để đưa ra những dẫn liệu khoa học chính xác nhất về thực vật Ngành Thông phân bố tại khu bảo tồn có vai trò quan trọng trong công tác bảo tồn ĐDSH. Từ khi thành lập, Khu BTTN Xuân Liên đã có một số cuộc điều tra, đánh giá tài nguyên rừng, bước đầu cũng đã đánh giá được giá trị, tiềm năng và ý nghĩa của một khu bảo tồn. Nhưng một số nội dung quan trọng chưa được thực hiện một cách có hệ thống, đó là đánh giá đa dạng sinh học về các loài thực vật Ngành Thông, công dụng và mức độ nguy cấp của các loài để từ đó đưa ra các biện pháp bảo tồn thích hợp. Để góp phần đánh giá tính đa dạng thực vật Ngành Thông, làm cơ sở cho công tác bảo tồn và phát triển bền vững, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân bố các loài thực vật Ngành Thông (Pinophyta) tại Khu BTTT Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa”. Tôi hy vọng rằng kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ giúp nâng cao năng lực quản lý nhà nước trong lĩnh vực bảo tồn thiên nhiên và đa dạng sinh học: Xác định được tính đa dạng, phân bố, một số đặc điểm sinh học, sinh thái học, phát sinh quần thể và phát triển cá thể của các loài thực vật Ngành Thông, từ
4 đó đề xuất được các giải pháp ngắn hạn, chiến lược bảo tồn dài hạn cho khu hệ Thông và các quần thể Thông hiện có tại Khu BTTN Xuân Liên. Những kết quả của đề tài đạt được là cơ sở để thu hút các tổ chức, các nhà khoa học trong nước và ngoài nước đầu tư cho công tác bảo tồn, nghiên cứu khoa học.
5 Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về thực vật ngành Thông trên thế giới. Thế giới thực vật thật phong phú và đa dạng với khoảng 250.000 loài thực vật bậc cao, trong đó thực vật hạt trần chỉ chiếm có trên 600 loài, một con số đáng khiêm tốn [16], [34]. Cây hạt trần là những loài cây có nguồn gốc cổ xưa nhất, khoảng trên 300 triệu năm. Các vùng rừng cây hạt trần tự nhiên nổi tiếng thường được nhắc tới ở Châu Âu với các loài Vân sam (Picea), Thông (Pinus); Bắc Mỹ với các loài Thông (Pinus), Cù tùng (Sequoia, Sequoiadendron) và Thiết sam (Pseudotsuga); Đông Á như Trung Quốc và Nhật Bản với các loài Tùng bách (Cupressus, Juniperus) và Liễu sam (Cryptomeria). Các loài cây hạt trần đã đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế của một số nước như Thụy Điển, Na Uy, Phần Lan, New Zealand... Lịch sử lâu dài của Trung Quốc cũng đã ghi lại nguồn gốc các cây hạt trần cổ thụ hiện còn tồn tại đến ngày nay mà có thể dựa vào nó để đoán tuổi của chúng. Chẳng hạn trên núi Thái Sơn (Sơn Đông) có cây Tùng ngũ đại phu do Tần Thủy Hoàng phong tặng tên; cây Bách Hán tướng quân ở thư viện Tùng Dương (Hà Nam), cây Bạch quả đời Hán trên núi Thanh Thành (Tứ Xuyên); cây Bách nước liêu (còn gọi là Liêu bách) trong công viên Trung Sơn (Bắc Kinh)... Đồng thời, nhiều nơi khác trên thế giới cũng có một số cây cổ thụ nổi tiếng như cây Cù tùng (Sequoia) có tên ‘cụ già thế giới” ở California (Mỹ) đã trên 3000 năm tuổi, cây Tuyết tùng (Cedrus deodata) trên đảo Ryukyu (Nhật Bản) qua máy đo đã 7200 năm tuổi. Tại Li băng hiện còn một đám rừng gồm 400 cây Bách libăng (Cedrus) nổi tiếng từ thời tiền sử, trong đó có 13 cây cổ địa có hàng nghìn năm tuổi [37].
6 Cây hạt trần là một trong những nhóm cây quan trọng nhất trên thế giới. Các khu rừng cây Hạt trần rộng lớn của Bắc bán cầu là nơi lọc khí Cacbon, giúp làm điều hòa khí hậu thế giới. Rất nhiều dãy núi trên thế giới gồm rừng các loài cây hạt trần chiếm ưu thế đóng một vai trò quyết định đối với việc điều hòa nước cho các hệ thống sông ngòi chính. Những trận lụt lội khủng khiếp gần đây ở các vùng thấp như ở các nước Trung Quốc và Ấn Độ có quan hệ trực tiếp tới việc khai thác quá mức rừng cây hạt trần phòng hộ đầu nguồn. Rất nhiều loài thực vật, động vật và nấm phụ thuộc vào cây hạt trần để tồn tại, do đó không có cây hạt trần thì những loài này sẽ bị tuyệt chủng. Cây hạt trần cung cấp một phần chính gỗ cho xây dựng, ván ép, bột và các sản phẩm giấy của thế giới. Nhiều loài còn cho gỗ quí với những công dụng đặc biệt như dùng đóng tàu hay làm đồ mỹ nghệ. Phần lớn cây hạt trần có gỗ dễ gia công, bền. Ở Chi Lê cây Fitzroya cupressoides là một loài cây hạt trần rừng ôn đới có chiều cao đạt tới trên 50 m và tuổi trên 3600 năm. Thân cây này được tìm thấy từ các đầm lầy nơi chúng đã bị chôn vùi từ trên 5000 năm trước nhưng gỗ vẫn có giá trị sử dụng tốt. Loài cây được dùng trồng rừng nhiều nhất trên thế giới là Thông Pinus radiata, là nguyên liệu cơ bản cho công nghiệp rừng của châu Úc, Nam Mỹ và Nam Phi, với tổng diện tích lớn hơn cả diện tích Việt Nam. Tại sinh cảnh nguyên sản của cây ở California loài chỉ có ở 5 đám nhỏ còn sót lại và đang bị đe dọa nghiêm trọng. Cây hạt trần còn là nguồn cung cấp nhựa quan trọng trên toàn thế giới. Hạt của nhiều loài còn là nguồn thức ăn quan trọng cho dân địa phương ở các vùng xa như ở Chi Lê, Mexico, Úc và Trung Quốc. Phần lớn các cây hạt trần có chứa các hoạt chất sinh hoá mà đang ngày càng được sử dụng làm thuốc chữa các căn bệnh thế kỷ như ung thư hay HIV. Cây Hạt trần còn có vai trò quan trọng trong các nền văn hoá cả ở phương Đông và phương Tây. Các dân tộc Xen-tơ và Bắc Âu ở châu Âu thờ cây Thông đỏ Taxus baccata như một biểu tượng của cuộc sống vĩnh hằng. Người Anh điêng ở
7 Pehuenche, Chilê tin rằng các cây đực và cây cái loài Bách tán (Araucaria araucana) mang các linh hồn tạo nên thế giới của họ [16],[34]. Hiện tại có trên 200 loài cây hạt trần được xếp là bị đe doạ tuyệt chủng ở mức toàn thế giới [34]. Rất nhiều loài khác bị đe doạ trong một phần phân bố tự nhiên của loài. Những đe dọa hay gặp nhất là việc khai thác quá mức lấy gỗ hay các sản phẩm khác, phá rừng làm bãi chăn thả gia súc, trồng trọt và làm nơi sinh sống cho con người cùng với sự gia tăng tần suất của các đám cháy rừng. Tầm quan trọng đối với thế giới của cây Hạt trần làm cho việc bảo tồn chúng trở nên có ý nghĩa đặc biệt. Sự phức tạp trong các yếu tố đe doạ gặp phải đòi hỏi cần có một loạt các chiến lược được thực hành để bảo tồn và sử dụng bền vững các loài cây này. Bảo tồn tại chỗ thông qua các cơ chế như hình thành các Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên là một giải pháp tốt, có hiệu quả đối với những khu vực lớn còn rừng nguyên sinh. Công tác bảo tồn đòi hỏi sự cộng tác của mọi người từ các ngành nghề và tổ chức khác nhau. Những nguời làm công tác này đều phụ thuộc vào việc định danh chính xác loài cây mục tiêu hay các sinh vật khác có liên quan và vào các thông tin cập nhật ở các mức độ địa phương, khu vực, quốc gia và quốc tế. 1.2. Tình hình nghiên cứu thực vật Ngành thông tại Việt Nam Nghiên cứu về phân bố: Số lượng các loài thực vật Ngành Thông bản địa của nước ta ước tính khoảng 30 loài và khoảng trên 20 loài được nhập vào nước ta để trồng thử nghiệm, trồng rừng diện rộng hoặc làm cây cảnh [34]. Mặc dù chỉ dưới 5% số loài cây hạt trần đã biết trên thế giới được tìm thấy ở Việt Nam nhưng cây Hạt trần Việt Nam lại chiếm đến 27% số các chi và 5 trong số 8 họ đã biết. Tất cả các loài cây Hạt trần ở Việt Nam đều có ý nghĩa lớn. Hai chi đơn loài Bách vàng (Xanthocyparis) và Thuỷ tùng (Glyptostrobus) cũng là các chi đặc hữu của Việt Nam. Chi Bách vàng mới chỉ được phát hiện vào năm 1999 trong khi chi Thuỷ tùng chỉ còn ở 2 quần thể nhỏ với tổng số cây ít hơn 250 cây thuộc tỉnh Đắc
8 Lắc. Loài này là đại diện cuối cùng cho một dòng giống các loài cây cổ. Hoá thạch của những cây này đã được tìm thấy ở những nơi cách rất xa như ở nước Anh. Năm 2001 một quần thể nhỏ gồm hơn 100 cây của chi đơn loài Bách tán Đài Loan (Taiwania cryptomerioides) được tìm thấy ở tỉnh Lào Cai. Trước đây chi này chỉ được biết có ở Đài Loan, Vân Nam và Đông Bắc Myanma. Những quần thể lớn loài Sa mộc dầu Cunninghamia konishii, một chi cổ khác chỉ gồm 2 loài, vừa được tìm thấy ở Nghệ An và các vùng phụ cận của Lào. Bốn trong số 6 loài Dẻ tùng (Amentotaxus) được biết (họ Thông đỏ- Taxaceae) đã thấy có ở Việt Nam. Hai loài trong số đó là cây đặc hữu (Dẻ tùng pô lan A. poilanei và Dẻ tùng sọc nâu A. atuyenensis) và những quần thể chính của hai loài khác cũng nằm ở Việt Nam (Dẻ tùng sọc trắng A. argotaenia và Dẻ tùng vân nam A. yunnanensis). Thậm chí những loài cây không phải là đặc hữu của Việt Nam nhưng vẫn có ý nghĩa lớn. Thông ba lá (Pinus kesiya) gặp từ Đông Bắc Ấn Độ qua Philipin nhưng các xuất xứ ở Việt Nam lại cho thấy có năng suất cao nhất trong các khảo nghiệm ở châu Phi và châu Úc. Những thực tế này thể hiện tầm quan trọng của các loài cây Hạt trần Việt Nam đối với thế giới [16]. Ở Việt Nam, theo các nhà khoa học tầm quan trọng của cây hạt trần được xác định bởi tính ổn định tương đối về địa chất và khí hậu của Việt Nam trong vòng hàng triệu năm, kết hợp với địa mạo đa dạng hiện tại của đất nước và nhiều kiểu dạng sinh cảnh kèm theo. Nhìn chung, khí hậu trái đất đã trở nên khô và lạnh hơn, nhiều loài cây hạt trần vốn thích nghi với điều kiện ấm và ẩm bị tuyệt chủng. Tuy vậy, một số loài đã di cư được đến các vùng thích hợp hơn như ở Tây Nam Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam. Sa mộc (Cunninghamia), Bách tán đài loan (Taiwania) và Dẻ tùng (Amentotaxus) là những ví dụ của những chi trước đây có phân bố rất rộng trên thế giới. Phạm vi vĩ độ của Việt Nam (8o-24o) gồm các nơi từ gần xích đạo cho đến vùng cận nhiệt đới cùng với phạm vi độ cao của các hệ núi chính có nghĩa là các sinh cảnh thích hợp vẫn còn tồn tại và các loài như vậy
9 có khả năng sống sót. Các thay đổi khí hậu trên Bắc bán cầu có ảnh hưởng đến các nhóm cây Hạt trần rất khác nhau. Một số bị tuyệt chủng hay phải di cư tới các vùng mà còn có khí hậu thích hợp, trong khi đó một số loài khác tiến hoá và đã có thể sống được ở những sinh cảnh đã thay đổi trong điều kiện khí hậu mới. Các loài Thông ở Việt Nam là ví dụ cho cả hai hình thức này. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii) được coi là một loài cây cổ tàn dư còn lại mà không có loài nào có quan hệ gần gũi còn sống sót, trong khi đó Thông ba lá (P. kesiya) là loài mới tiến hóa gần đây. Trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt với tầng đất mỏng, nước thoát nhanh và các thời kỳ mùa khô tương đối dài đòi hỏi các cây Hạt trần có khả năng cạnh tranh được với các loài cây Hạt kín và hình thành thảm thực vật ưu thế. Khí hậu của vùng này thường là khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và mùa hè nóng. Nhiều loài chỉ gặp ở vùng này như Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis), Thiết sam giả (Pseudotsuga sinensis), Hoàng đàn (Cupressus funebris) và Dẻ tùng sọc nâu (Amentotaxus hatuyensis). Các cây hạt trần khác như Thông Pà cò (Pinus kwangtungensis), Thông đỏ Trung quốc (Taxus chinensis) và Dẻ tùng sọc trắng (Amentotaxus argotaenia) còn thấy ở những đỉnh núi riêng biệt khác nằm xa khu vực núi đá vôi chính của Đông Bắc (ví dụ như ở Mộc Châu). Những cây thuộc họ Thông (Pinaceae), thường là những loài cây có phân bố chính ở Trung Quốc, được gặp nhiều nhất ở vùng Đông Bắc Việt Nam cho dù các loài Dẻ tùng Vân nam (Amentotaxus yunnanensis) và Thông tre lá ngắn (Podocarpus pilgeri) có thể là phổ biến ở một số địa phương, nhìn chung quần thể của tất cả các loài luôn rất nhỏ. Nghiên cứu khu hệ Thông ở Việt Nam đã được tiến hành từ nhiều năm nay. Nguyên Tiến Hiệp và một số đồng nghiệp(2004) đã công bố những số liệu cơ bản về tính đa dạng và sự phân bố của các loài Thông bản địa ở Việt Nam trong công trình “Thông Việt Nam: nghiên cứu hiện trạng và bảo tồn”. Nguyễn Đức Tố Lưu và P. Thomas (2004) cũng xuất bản một công trình về