Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tính đa dạng thực vật làm cơ sở cho công tác bảo tồn ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

96
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chung: Đánh giá được hiện trạng đa dạng thực vật bậc cao có mạch và đề xuất được các giải pháp bảo tồn chúng tại Khu BTTN Xuân Liên. Sau đây là bản tóm tắt luận án.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tính đa dạng thực vật làm cơ sở cho công tác bảo tồn ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT *********** ĐẶNG QUỐC VŨ NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT LÀM CƠ SỞ CHO CÔNG TÁC BẢO TỒN TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN XUÂN LIÊN, TỈNH THANH HÓA TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 62 42 01 11 HÀ NỘI, 2016 1
Công trình được hoàn thành tại: Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Đỗ Thị Xuyến 2. PGS. TS. Nguyễn Khắc Khôi Phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Tập Phản biện 2: PGS. TS. Trần Huy Thái Phản biện 3: PGS. TS. Trần Thế Bách Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp cơ sở họp tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật. Vào hồi 9 giờ 00 ngày 2 tháng 2 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại: -Thư viện Quốc gia -Thư viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Nghiên cứu về hệ thực vật rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu cho công tác nghiên cứu và bảo tồn đa dạng sinh học (ĐDSH). Việc nghiên cứu về hệ thực vật giúp người ta hiểu biết rõ được thành phần, tính chất các hệ thực vật ở từng nơi, từng vùng, nhằm xây dựng mô hình về khai thác, sử dụng, phát triển và bảo vệ nguồn tài nguyên thực vật một cách bền vững. Khu Bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Xuân Liên nằm trên 5 xã Bát Mọt, Yên Nhân, Vạn Xuân, Xuân Cẩm và Lương Sơn thuộc địa bàn huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa. Khu bảo tồn có diện tích 26.303 ha, với vị trí địa lý tiếp giáp Khu BTTN Pù Hoạt (Nghệ An) và Khu BTTN Nậm Xam (nước CHDCND Lào) đã tạo ra một tam giác khu hệ động, thực vật phong phú và đa dạng. Đây được đánh giá là khu vực có tính ĐDSH cao, có nhiều loài thực vật quí, hiếm, đặc biệt là sự có mặt của một số loài được coi là đặc hữu của hệ thực vật Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay trong khu bảo tồn vẫn còn diễn ra các hoạt động như phát nương làm rẫy, khai thác gỗ và lâm sản ngoài gỗ, săn bắt động vật rừng và lấn chiếm đất rừng. Điều đó đã làm suy giảm ĐDSH nói chung và suy giảm đa dạng thực vật, tài nguyên rừng nói riêng và ảnh hưởng tới cảnh quan, môi trường sống. Hiện tại Khu BTTN Xuân Liên cũng chỉ có một vài nghiên cứu được triển khai, chưa có bất kỳ nghiên cứu nào được thực hiện ở khu vực nhằm tìm ra các giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật. Vì lý do đó, tác giả thực hiện đề tài: "Nghiên cứu tính đa dạng thực vật làm cơ sở cho công tác bảo tồn ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa". 2. Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu chung: Đánh giá được hiện trạng đa dạng thực vật bậc cao có mạch và đề xuất được các giải pháp bảo tồn chúng tại Khu BTTN Xuân Liên. - Mục tiêu cụ thể: + Xây dựng được danh lục các loài thực vật ở Khu BTTN Xuân Liên. + Đánh giá được tính đa dạng thực vật về thảm thực vật (TTV) và hệ thực vật (HTV) ở Khu BTTN Xuân Liên. 3
+ Đề xuất được các giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật ở Khu BTTN Xuân Liên. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học + Cung cấp dữ liệu chi tiết về tính đa dạng của thực vật ở Khu BTTN Xuân Liên. + Đề xuất được các giải pháp cho quản lý, bảo tồn đa dạng thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên. - Ý nghĩa thực tiễn Đề tài là tư liệu góp phần vào công tác quản lý, sử dụng, phát triển bền vững tài nguyên thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên. 4. Điểm mới của luận án - Đã xây dựng danh lục các loài thực vật bậc cao có mạch ở Khu BTTN Xuân Liên có 1560 loài và dưới loài, 701 chi trong 170 họ của 6 ngành thực vật bậc cao có mạch (Psilotophyta, Lycopodiophyta, Equisetophyta, Polypodiophyta, Pinophyta và Magnoliophyta). Trong đó: + Đã công bố 1 loài mới cho khoa học là Mộc hương xuân liên (Aristolochia xuanlienensis N. T. T. Huong, B. H. Quang & J. S. Ma) họ Mộc hương (Aristolochiaceae); + Đã phát hiện 3 loài mới bổ sung cho hệ thực vật Việt Nam là loài Song bế lá bắc tím (Didymocarpus purpureobracteatus W. T. Wang) họ Tai voi (Gesneriaceae), loài Lữ đằng lá to (Lindernia megaphylla Tsoong) họ Hoa mõm chó (Scrophulariaceae) và loài Dành suối lá hẹp (Kailarsenia lineata Tirveng) họ Cà phê (Rubiaceae); + Đã ghi nhận 4 loài có vùng phân bố ở Việt Nam mà trước đây chưa tài liệu nào của Việt Nam ghi nhận chúng có mặt trên lãnh thổ Việt Nam là loài Phướng lăng (Brassaiopsis stellata K. M. Feng) họ Ngũ gia bì (Araliaceae), Báo xuân lungzôn (Chirita lungzhouensis W.T. Wang) họ Tai voi (Gesneriaceae) và loài Tử châu vân nam (Callicarpa yunnanensis W. Z. Fang) họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae); Thài lài thái (Pollia siamensis (Craib) Faden ex D. Y. Hong) họ Thài lài (Commelinaceae). 4
- Đã mô tả và đánh giá được các quần xã thực vật có ở Khu BTTN Xuân Liên. Sự phân đai giữa nhiệt đới và á nhiệt đới nằm trong khoảng 700 m so với mặt nước biển. Càng lên cao chỉ số Sorencen càng giảm. - Đã đưa ra được 6 nguyên nhân trực tiếp, 5 nguyên nhân gián tiếp gây suy giảm tài nguyên thực vật và đề xuất được 6 nhóm giải pháp nhằm bảo tồn đa dạng thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên. 5. Bố cục của luận án Luận án gồm 150 trang, 29 bảng, 29 hình và được cấu trúc thành các phần chính sau: Mở đầu (4 trang); Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu (23 trang); Chương 2: Đối tượng, nội dung, phương pháp và địa điểm nghiên cứu (25 trang); Chương 3: Kết quả nghiên cứu (94 trang); Kết luận và kiến nghị (4 trang); Tài liệu tham khảo (12 trang) và phần phụ lục (gồm 4 phụ lục, 105 trang, 54 ảnh màu). Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1. Quan điểm nhận thức về đa dạng sinh học Trong Công ước Quốc tế về bảo tồn ĐDSH đã định nghĩa: “ĐDSH là tính khác biệt, muôn hình muôn vẻ về cấu trúc, chức năng và các đặc tính khác giữa các sinh vật ở tất cả mọi nguồn bao gồm hệ sinh thái trên đất liền và các hệ sinh thái dưới nước”. Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2005) thì ĐDSH còn được định nghĩa như sau: “ĐDSH là tập hợp tất cả các nguồn sống trên hành tinh chúng ta, bao gồm tổng số các loài động, thực vật, tính đa dạng và phong phú trong từng loài, tính đa dạng của các hệ sinh thái trong các cộng đồng sinh thái khác nhau hay là tập hợp của các loài sống ở các vùng khác nhau trên thế giới với các hoàn cảnh khác nhau”. 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu đa dạng thực vật 1.2.1. Trên thế giới 1.2.1.1. Về hệ thực vật 5
Trên thế giới, theo hướng nghiên cứu về phân loại thực vật phải kể tới các tác giả như: Hutchinson (1975), R. K. Brummitt (1992), Heywood (1997), Takhtajan (2009),... Một số công trình tiêu biểu của một số nước lân cận với Việt Nam như Thực vật chí Malaixia (1948-1972), Thực vật chí Thái Lan (1970- 2012), Thực vật chí Ấn Độ (1873-1890), Thực vật chí Trung Quốc (1994-2013) (1968-2000) (1972-1976), Thực vật chí Đài Loan (1993- 2000), Thực vật chí Hồng Kông (2000-2009),… 1.2.1.2. Về thảm thực vật Có nhiều tác giả khác nhau đưa ra những lý luận riêng của mình về phân loại rừng phục vụ cho đánh giá đa dạng về sinh thái. Mỗi lý luận đều đưa ra những cách thức phân loại riêng theo mục đích của tác giả như A. F. Schimper (1903), Champion (1936), A. Aubréville (1949), Schimithusen (1959), UNESCO (1973),… 1.2.2. Ở Việt Nam 1.2.2.1. Về hệ thực vật Việt Nam có một số tác giả nghiên cứu về thực vật như Loureiro (1793), Pierre (1880-1888), Aubréville (1960-2001),... Đáng chú ý nhất là bộ “Cây cỏ Việt Nam” của Phạm Hoàng Hộ (1999-2000), thống kê mô tả 11.611 loài, thuộc 3.179 chi, 295 họ và 6 ngành. Năm 2001, 2003, 2005, tập thể các tác giả thuộc Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trường - Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thống kê được 11.238 loài thực vật bậc cao có mạch, thuộc 2.435 chi 327 họ, hay nhiều cuốn sách viết về các họ thực vật ở Việt Nam như họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) của Nguyễn Nghĩa Thìn (1999), họ Na (Annonaceae) của Nguyễn Tiến Bân (2000), họ Bạc hà (Lamiaceae) năm 2000 và họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) năm 2007 của Vũ Xuân Phương, họ Đơn nem (Myrsinaceae) của Trần Thị Kim Liên (2002), họ Cói (Cyperaceae) của Nguyễn Khắc Khôi (2002), họ Trúc đào (Apocynaceae) của Trần Đình Lý (2007), họ Cúc (Asteraceae) của Lê Kim Biên (2007),.... Đây là những tài liệu quan trọng làm cơ sở cho việc đánh giá về đa dạng phân loại thực vật Việt Nam. 6
1.2.2.2. Về thảm thực vật Theo hướng nghiên cứu về TTV rừng và cấu trúc rừng, đáng lưu ý là một số công trình như M. Schmid (1974), Thái Văn Trừng (1999), Nguyễn Nghĩa Thìn (2004), Trần Ngũ Phương (1970),... Nghiên cứu về tính đa dạng thực vật tại các vườn quốc gia (VQG), các KBTTN của Việt Nam cho đến đến nay đã có nhiều công trình như của Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Bá Thụ ở VQG Cúc Phương (1997), Nguyễn Nghĩa Thìn & Nguyễn Thanh Nhàn ở VQG Pù Mát (2004), Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự ở VQG Bạch Mã (2003), Nguyễn Nghĩa Thìn và Đặng Quyết Chiến ở Khu BTTN Na Hang (2006), Năm 2008, Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự ở VQG Hoàng Liên; Trần Minh Hợi và cộng sự ở VQG Xuân Sơn (2008),…. 1.2.3. Ở Khu BTTN Xuân Liên 1.2.3.1. Về hệ thực vật Theo L. T. Trai và cộng sự (1999) trong dự án đề xuất xây dựng Khu BTTN Xuân Liên đã bước đầu xác định Khu BTTN Xuân Liên có 572 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 440 chi, 130 họ. Tuy nhiên, nhiều năm sau đó, Phạm Hồng Ban và cộng sự năm 2009 công bố Khu BTTN Xuân Liên có 254 loài, 181 chi và 95 họ thuộc 5 ngành thực vật bậc cao có mạch. Năm 2010, Đỗ Ngọc Đài và Lê Thị Hương ghi nhận Khu BTTN Xuân Liên có 952 loài, 517 chi và 162 họ. 1.2.3.2. Về thảm thực vật Theo L. T. Trai và cộng sự (1999) trong dự án đề xuất xây dựng Khu BTTN Xuân Liên thì khu vực vày có bốn kiểu rừng chính là: rừng lá kim hỗn giao cây lá rộng thường xanh trên núi thấp; rừng thường xanh trên đất thấp; các kiểu rừng thứ sinh có rừng hỗn giao tre nứa với cây gỗ và rừng thường xanh phục hồi, rừng tre nứa thuần loại; trảng cỏ và trảng cây bụi. Tuy nhiên, việc phân chia đai độ cao này được đưa ra ngẫu nhiên mà không có giải thích về sự lựa chọn đai độ cao để phân chia. 7
Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là các trạng thái rừng, toàn bộ hệ thực vật bậc cao có mạch ở Khu BTTN Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa. Thời gian nghiên cứu là 3 năm: từ 2012-2015. 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Đa dạng hệ thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên 2.2.1.1. Định loại loài và xây dựng danh lục thực vật bậc cao có mạch. 2.2.1.2. Đa dạng phân loại hệ thực vật. 2.2.1.3. Đa dạng về dạng sống thực vật. 2.2.1.4. Đa dạng các yếu tố địa lý thực vật. 2.2.1.5. Đánh giá đa dạng về giá trị sử dụng của thực vật. 2.2.1.6. Đa dạng về nguồn gen nguy cấp, quý, hiếm. 2.2.2. Đa dạng các kiểu thảm thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên 2.2.2.1. Mô tả các đơn vị phân loại trong hệ thống thảm thực vật. 2.2.2.2. Hệ thống các kiểu thảm thực vật. 2.2.3. Sự biến đổi thực vật theo đai cao tại Khu BTTN Xuân Liên 2.2.3.1. Sự biến đổi về thành phần loài thực vật theo đai cao. 2.2.3.2. Sự biến đổi của thảm thực vật theo đai cao. 2.2.4. Đề xuất các giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật tại Khu BTTN Xuân Liên 2.2.4.1. Nguyên nhân gây suy giảm đa dạng thực vật. 2.2.4.2. Những thuận lợi trong công tác bảo tồn đa dạng thực vật. 2.2.4.3. Những khó khăn trong công tác bảo tồn đa dạng thực vật. 2.2.4.4. Đề xuất các giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp kế thừa Thu thập các tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu. 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu đa dạng hệ thực vật 8
Áp dụng theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997, 2005, 2007). Tiến hành các bước sau: + Xác định tuyến và địa điểm thu mẫu: Tổng số tuyến điều tra là 19, với tổng chiều dài khoảng gần 100 km. + Thu và xử lý mẫu thực vật: Thu thập mẫu, mỗi loài lấy từ 3-6 tiêu bản. Các mẫu thu được phải có đầy đủ tiêu chuẩn để phân loại. + Chụp ảnh và thu thập thông tin: Qua quá trình nghiên cứu, tổng số mẫu thu thập được là 4130 tiêu bản của 1072 số hiệu. Bao gồm 3800 mẫu tiêu bản của 954 số hiệu hiện được lưu trữ tại Phòng Thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (HN) và 330 mẫu tiêu bản của 118 số hiệu hiện được lưu trữ tại Bộ môn Thực vật, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (KSH). 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu đa dạng thảm thực vật Áp dụng theo phương pháp của Vũ Tiến Hinh (2012) và Nguyễn Nghĩa Thìn (1997, 2005, 2007). Điều tra theo ô tiêu chuẩn (OTC): lập các ô tiêu chuẩn đại diện, điển hình cho từng trạng thái rừng, từng kiểu TTV, ở những độ cao khác nhau. Trong mỗi ô tiêu chuẩn điều tra thành phần loài thực vật ở tầng cây gỗ, cây tái sinh và cây bụi, thảm tươi. Đối với cây gỗ, xác định đường kính thân cây ở vị trí cách mặt đất 1,3 m (D1.3) lớn hơn 6 cm, chiều cao dưới cành (Hdc), chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (Dt) và thu mẫu tiêu bản thực vật. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã chọn 34 ô tiêu chuẩn thuộc Khu BTTN Xuân Liên để tiến hành nghiên cứu. Các OTC chủ yếu được tiến hành tại 3 xã là Bát Mọt, Vạn Xuân và Yên Nhân, nơi có diện tích rừng đặc dụng nhiều nhất. Hai xã Lương Sơn và Xuân Cẩm có số lượng OTC ít hơn. Về chi tiết có 13 OTC đại diện cho quần xã thực vật rừng tại xã Bát Mọt, 5 OTC tại xã Yên nhân, 10 OTC tại xã Vạn Xuân, 03 OTC tại xã Lương Sơn, 03 OTC tại xã Xuân Cẩm. Các ô tiêu chuẩn chủ yếu là thường có kích thước 20x20 m; 20x25 m; OTC kích thước lớn hơn hay nhỏ hơn ít được thiết lập. Mô tả các kiểu thảm thực vật: Lựa chọn hệ thống phân loại thảm thực vật. Mô tả và sắp xếp các kiểu thảm thực vật vào hệ thống lựa chọn. 9
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu sự biến đổi của thực vật theo đai cao Dựa theo cách phân chia về độ cao của Thái Văn Trừng (1999) và Nguyễn Nghĩa Thìn (2004), đai nhiệt đới lấy độ cao trung bình dưới 700 m và đai á nhiệt đới lấy độ cao trung bình trên 700 m so với mặt nước biển. Bên cạnh đó, ở độ cao dưới 1000 m xuất hiện kiểu rừng gần như thuần loại cây lá kim, thành phần các loài thực vật cũng có nhiều biến đổi, do vậy, chúng tôi sử dụng sự phân đai dưới 1000 m và trên 1000 m để thấy rõ hơn sự thay đổi của TTV. Qua hệ thống các OTC được thiết lập ở từng độ cao khác nhau. Để đặt các OTC, bậc độ cao phân thành 200 m. Từ dưới 300 m, từ 300 m-500 m; từ 500 m-700 m; từ 700 m-900 m; từ 900 m-1100 m; từ 1100 m-1300 m; từ 1300 m-1500 m hay hơn. Trung bình cứ mỗi bậc độ cao đặt 2 OTC. Các OTC đặt cho phần này có kích thước 20x25 m. Để so sánh sự thay đổi của TTV theo đai độ cao, số lượng các OTC cho các đai bằng nhau và diện tích đem so sánh là như nhau. Khi so sánh mức độ tương đồng về thành phần loài giữa các đai kề cận, chúng tôi dựa vào số liệu nghiên cứu của các OTC và danh sách loài thực vật thu được theo tuyến. 2.3.5. Phương pháp xác định các nguyên nhân gây suy giảm và đề xuất giải pháp bảo tồn hệ thực vật Sử dụng phương pháp phỏng vấn nhanh có sự tham gia của người dân (PRA - Participatory Rural Appraisal) (theo Gary J. Martin, 2002). 2.3.6. Phương pháp xử lí số liệu - Xử lý mẫu tiêu bản thực vật: Mẫu thu thập được xử lí làm tiêu bản theo kỹ thuật làm tiêu bản thực vật (theo N. N. Thìn, 1997 và 2007; Gary J. Martin, 2002), - Định loại tiêu bản và xây dựng danh lục: Định loại theo phương pháp hình thái so sánh; hệ thống để xây dựng danh lục thực vật: Danh lục thực vật được sắp xếp theo quan điểm của cuốn “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” (2001, 2003, 2005). Lập bảng danh lục thực vật theo nguyên tắc xếp theo thứ tự sự tiến hóa của các ngành thực vật; trong mỗi ngành, các taxon được xếp theo vần ABC đối với các họ, chi và loài. 10
Riêng đối với ngành Ngọc lan được chia thành hai lớp là lớp Ngọc lan và lớp Hành. - Phương pháp phân tích đa dạng phân loại hệ thực vật: Đánh giá đa dạng các taxon trong ngành, lớp, họ, chi. Xác định các chỉ số chi, chỉ số họ và chỉ số chi/họ. (theo N. N. Thìn, 2007) - Phân tích đa dạng về dạng sống thực vật: theo thang phân loại dạng sống của Raunkiaer (1934) với chỉnh sửa của N. N. Thìn (2007) - Phân tích đa dạng các yếu tố địa lý thực vật: Theo N. N. Thìn (2007) có chỉnh sửa. - Phân tích đa dạng về giá trị sử dụng của thực vật: Sử dụng hệ thống phân loại các nhóm cây có ích theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2007) có chỉnh sửa theo tài liệu "Tên cây rừng Việt Nam" (2000). - Phân tích đa dạng nguồn gen thực vật nguy cấp, quý, hiếm: theo Sách Đỏ Việt Nam phần thực vật (2007), Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ (2006) và IUCN Red List of Threadtened Plant Species ver. 3.1. 2001 (2014). - Phương pháp xác định mức độ gần gũi của các hệ thực vật, các đai độ cao: Sử dụng công thức Sorensen để tính độ gần gũi giữa các hệ thực vật ở các độ cao khác nhau (theo N. N. Thìn, 2007). S = 2c/(a+b) Trong đó: S là độ gần gũi, c là số loài chung giống nhau giữa 2 khu hệ thực vật; a và b là số loài của khu HTV A và khu HTV B. - Phương pháp tính tổ thành loài Sử dụng công thức tính tổ thành theo tỷ lệ số cây (Theo Vũ Tiến Hinh, 2012), Ki = Ni/N x 100; trong đó: Ni là số cá thể của loài i; N là tổng số cá thể điều tra của các loài trong OTC; Ki > 5% thì tham gia công thức tổ thành. Viết công thức tổ thành theo trị số K từ cao đến thấp. 2.4. Địa điểm nghiên cứu 2.4.1. Điều kiện tự nhiên Khu BTTN Xuân Liên 2.4.1.1. Vị trí địa lý Khu BTTN Xuân Liên thuộc địa giới hành chính huyện Thường Xuân, cách Thành phố Thanh Hoá 65 km về hướng Tây Nam với tọa độ địa lý: 495.000-535.000 độ vĩ Bắc; 2.190.000-2.215.000 độ kinh Đông. 11
2.4.1.2. Đặc điểm địa hình 2.4.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng 2.4.1.4. Khí hậu, thuỷ văn 2.4.1.5. Tài nguyên cảnh quan tự nhiên 2.4.2. Điều kiện kinh tế, xã hội Khu BTTN Xuân Liên 2.4.2.1. Dân t c Khu BTTN Xuân Liên nằm trên địa bàn 5 xã với 3 dân tộc cùng sinh sống là Kinh, Mường và Thái. Dân tộc Thái chiếm 82,33%, dân tộc Kinh chiếm 17,45%, dân tộc Mường chiếm 0,22%. 2.4.2.2. Phân bố dân cư 2.4.2.3. ao đ ng 2.4.2.4. Tập quán sinh hoạt và sản xuất Tập quán canh tác của người dân trong vùng còn lạc hậu, sản xuất còn phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên, năng suất thấp. 2.4.2.5. Thực trạng m t số ngành kinh tế chủ yếu 2.4.2.6. Hiện trạng xã h i và cơ sở hạ tầng, giáo dục, y tế Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Đa dạng hệ thực vật Khu BTTN Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa 3.1.1. Xác định loài và xây dựng danh lục thực vật bậc cao có mạch Qua quá trình nghiên cứu, tác giả đã xây dựng danh lục các loài thực vật bậc cao có mạch tại Khu BTTN Xuân Liên dựa theo hệ thống Brummitt (1992). Theo bảng danh lục này, tác giả đã thống kê được trong HTV Khu BTTN Xuân Liên có tổng số 1560 loài và dưới loài (1513 loài và 47 đơn vị dưới loài) thuộc 701 chi và 170 họ thực vật của 6 ngành thực vật bậc cao có mạch. Trong quá trình nghiên cứu, có một số kết quả đáng lưu ý: + Công bố 1 loài mới cho khoa học là Mộc hương xuân liên (Aristolochia xuanlienensis N. T. T. Huong, B. H. Quang & J. S. Ma) họ Mộc hương (Aristolochiaceae); + Phát hiện 3 loài mới bổ sung cho hệ thực vật Việt Nam là loài Song bế lá bắc tím (Didymocarpus purpureobracteatus W. T. Wang) họ Tai 12
voi (Gesneriaceae), loài Lữ đằng lá to (Lindernia megaphylla Tsoong) họ Hoa mõm chó (Scrophulariaceae), loài Dành suối lá hẹp (Kailarsenia lineata Tirveng) họ Cà phê (Rubiaceae); + Ghi nhận 04 loài có vùng phân bố ở Việt Nam mà trước đây chưa có tài liệu nào của Việt Nam ghi nhận chúng có mặt trên lãnh thổ Việt Nam là loài Phướng lăng (Brassaiopsis stellata K. M. Feng) họ Ngũ gia bì (Araliaceae), Báo xuân lungzôn (Chirita lungzhouensis W.T. Wang) họ Tai voi (Gesneriaceae) và loài Tử châu vân nam (Callicarpa yunnanensis W. Z. Fang) họ Tếch (Verbenaceae); Thài lài thái (Pollia siamensis (Craib) Faden ex D. Y. Hong) họ Thài lài (Commelinaceae). Bảng 3.1. Sự phân bố của các taxon trong các ngành của HTV Khu BTTN Xuân Liên Họ Chi Loài Ngành SL % SL % SL % 1. Lá thông 1 0,59 1 0,14 1 0,06 (Psilotophyta) 2. Thông đất 2 1,18 3 0,43 16 1,03 (Lycopodiophyta) 3. Cỏ tháp bút 1 0,59 1 0,14 1 0,06 (Equisetophyta) 4. Dương xỉ 19 11,18 42 5,99 114 7,31 (Polypodiophyta) 5. Thông (Pinophyta) 7 4,12 12 1,71 15 0,96 6. Ngọc lan 140 82,35 642 91,58 1413 90,58 (Magnoliophyta) Tổng 170 100 701 100 1560 100 3.1.2. Đa dạng phân loại hệ thực vật 3.1.2.1. Đa dạng về mức đ ngành của HTV Khu BTTN Xuân iên Sự phân bố của các taxon trong các ngành khá chênh lệch. Trong đó, ngành Ngọc lan có số lượng loài và dưới loài lớn nhất chiếm 90,58% tổng số loài và dưới loài của cả hệ thực vật, số lượng chi chiếm 91,58% tổng số chi của cả hệ thực vật, số lượng họ chiếm 82,35% tổng số họ của cả hệ thực vật. Tiếp đến là ngành Dương xỉ có số loài và dưới loài là 114 chiếm 7,31% tổng số loài và dưới loài thực vật của cả hệ, thuộc 42 chi 13
chiếm 5,99% tổng số chi thực vật của cả hệ, trong 19 họ chiếm 11,18% tổng số họ thực vật của cả hệ. Trong 4 ngành còn lại là ngành Lá thông, Thông đất, Cỏ tháp bút và Thông thì số lượng và tỉ lệ của các họ, chi, loài so với toàn khu HTV Khu BTTN Xuân Liên đều thấp. Bên cạnh đó, nếu so sánh sự phân bố của các taxon trong các ngành của HTV Khu BTTN Xuân Liên với HTV Việt Nam, nếu tính về diện tích, Khu BTTN Xuân Liên chỉ chiếm 0,19% diện tích rừng so với cả nước (263/139.544 km2) nhưng số lượng loài, chi, họ của các ngành thực vật so với cả nước tương đối nhiều, như số lượng loài, HTV Xuân Liên chiếm tới 14,71% tổng số loài của cả nước. Bảng 3.2. Bảng so sánh tỷ lệ % số loài của HTV Khu BTTN Xuân Liên với HTV Việt Nam HTV Việt Xuân HTV Xuân Liên TT Ngành Nam * Liên/ Việt Số loài % Số loài % Nam (%) 1 Psilotophyta 1 0,06 2 0,02 50 2 Lycopodiophyta 16 1,03 57 0,54 28,07 3 Equisetophyta 1 0,06 2 0,02 50 4 Polypodiophyta 114 7,31 669 6,31 17,04 5 Pinophyta 15 0,96 63 0,59 23,81 6 Magnoliophyta 1.413 90,58 9.812 92,52 14,40 Tổng 1560 100 10.605 100 14,71 * Nguồn: Nguyễn Nghĩa Thìn, 1997. So sánh cấu trúc tỷ lệ % số loài trong các ngành giữa HTV Khu BTTN Xuân Liên với HTV VQG Pù Mát (Nghệ An), HTV VQG Cúc Phương (Ninh Bình) và HTV Pù Luông (Thanh Hóa), kết quả cho thấy vẫn là sự nổi trội của ngành Ngọc lan sau đó đến ngành Dương xỉ, các ngành còn lại chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ. Ngành Ngọc lan ở HTV Pù Mát đứng đầu với 92,58%, tiếp đến là các hệ thực vật khác nhưng dù ở hệ thực vật nào thì tỷ lệ đó vẫn lớn hơn 85%. Bảng 3.3. Bảng so sánh cấu trúc tỷ lệ % số loài của HTV Khu BTTN Xuân Liên với các HTV VQG Pù Mát, VQG Cúc Phƣơng, 14
Khu BTTN Pù Luông HTV Xuân HTV Pù HTV Cúc HTV Pù Ngành Liên Mát (1) Phƣơng (2) Luông (3) SL % SL % SL % SL % Psilotophyta 1 0,06 1 0,04 1 0,06 1 0,07 Lycopodiophyta 16 1,03 18 0,72 9 0,50 13 0,85 Equisetophyta 1 0,06 1 0,04 1 0,06 1 0,07 Polypodiophyta 114 7,31 149 5,97 127 7,00 147 9,59 Pinophyta 15 0,96 16 0,64 3 0,17 11 0,72 Magnoliophyta 1.413 90,58 2309 92,58 1676 92,24 1360 88,71 Tổng 1560 100 2494 100 1817 100 1533 100 Ghi chú: (1): Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn, 2004; (2): Phùng Ngọc an và c ng sự, 1996; (3): Đậu Bá Thìn, 2013. Bên cạnh đó, nếu so sánh tỷ lệ % về tổng số loài thì HTV Xuân Liên có số loài chỉ bằng 62,55% (1560 loài/2494 loài) tổng số loài của HTV Pù Mát, 85,86% (1560 loài/1817 loài) tổng số loài của HTV Cúc Phương và chiếm tới 101,77% (1560 loài/1533 loài) ở HTV Pù Luông. Một trong những nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng cao hay thấp là diện tích vùng nghiên cứu. Bảng 3.5. Bảng so sánh số loài trên cùng một đơn vị diện tích giữa HTV Khu BTTN Xuân Liên với hệ thực vật của VQG Pù Mát, VQG Cúc Phƣơng và Khu BTTN Pù Luông Hệ thực vật Diện tích (km2) Số loài Số loài/km2 Khu BTTN Xuân Liên 263 1560 5,93 VQG Pù Mát (1) 797 2494 3,13 VQG Cúc Phương (2) 222 1817 8,26 Khu BTTN Pù Luông (3) 262 1533 5,85 Ghi chú: (1): Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn, 2004; (2): Phùng Ngọc an và c ng sự, 1996; (3): Đậu Bá Thìn, 2013. Sự phân bố các taxon trong ngành Ngọc lan cho thấy lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) chiếm ưu thế (khoảng trên 80% về tổng số họ, chi, loài của toàn ngành). Lớp Hành (Liliopsida) chiếm tỷ trọng thấp hơn hẳn. Tỷ lệ loài, họ và chi giữa lớp Ngọc lan và lớp Hành là 4,18; 4,83 và 4,14. Bảng 3.6. Sự phân bố của các taxon trong ngành Ngọc lan 15
Họ Chi Loài Lớp Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ SL SL SL % % % Magnoliopsida (M) 116 82,86 517 80,53 1140 80,68 Liliopsida (L) 24 17,14 125 19,47 273 19,32 Tổng 140 100 642 100 1413 100 Tỷ lệ (M/L) 4.83 4.14 4.18 Về các chỉ số đa dạng của các taxon: Chỉ số họ là 9,18 (trung bình mỗi họ có trên 9 loài); Chỉ số chi là 2,23 (trung bình mỗi chi có trên 2 loài); Chỉ số chi trên chỉ số họ là 4,12 (trung bình mỗi họ có trên 4 chi). 3.1.2.2. Đa dạng ở mức đ họ của HTV Khu BTTN Xuân Liên Trong tổng số 170 họ thực vật, có 27 họ mới chỉ gặp 1 loài, 22 họ mới chỉ gặp 2 loài. Số họ có số lượng loài lớn hơn 10 là 53 họ, trong đó đặc biệt 10 họ có số lượng loài lớn nhất có tới 183 chi (chiếm 26,11%) và 424 loài (chiếm 27,18%). Bảng 3.10. Bảng thống kê 10 họ đa dạng nhất trong hệ thực vật Khu BTTN Xuân Liên Số loài Số chi TT Tên họ Số lƣợng Tỷ lệ Số Tỷ lệ % % lƣợng 1 Cà phê (Rubiaceae) 57 3,65 31 4,42 2 Lan (Orchidaceae) 56 3,59 25 3,57 3 Thầu dầu (Euphorbiaceae) 50 3,21 18 2,57 4 Cúc (Asteraceae) 46 2,95 28 3,99 5 Đậu (Fabaceae) 43 2,76 19 2,71 6 Hòa thảo (Poaceae) 39 2,50 28 3,99 7 Dâu tằm (Moraceae) 37 2,37 7 1,00 9 Cói (Cyperaceae) 35 2,24 12 1,71 8 Long não (Lauraceae) 31 1,99 12 1,71 10 Dẻ (Fagaceae) 30 1,92 3 0,43 Tổng 10 họ (5,88%) 424 27,18 183 26,11 3.1.2.3. Đa dạng ở mức đ chi của HTV Khu BTTN Xuân iên Tổng số 10 chi (1,43% tổng số chi) đa dạng nhất (với số loài từ 10 trở lên) có 145 loài, chiếm 9,29% tổng số loài của toàn hệ thực vật. 16
Bảng 3.11. Thống kê các chi đa dạng nhất trong HTV Khu BTTN Xuân Liên Số loài TT Tên chi Thuộc họ Số lƣợng Tỷ lệ % 1 Ficus Moraceae 30 1,92 2 Ardisia Myrsinaceae 20 1,28 3 Lithocarpus Fagaceae 17 1,09 4 Asplenium Aspleniaceae 13 0,83 5 Symplocos Symplocaceae 13 0,83 6 Carex Cyperaceae 12 0,77 7 Elaeocarpus Elaeocarpaceae 10 0,64 8 Rubus Rosaceae 10 0,64 9 Camellia Theaceae 10 0,64 10 Smilax Smilacaceae 10 0,64 Tổng 10 chi đa dạng nhất (1,43%) 145 9,29 3.1.3. Đa dạng về dạng sống của thực vật Áp dụng hệ thống phân loại dạng sống của Raunkiear (1934) có chỉnh sửa của N. N. Thìn (2007) khi phân tích phổ dạng sống của HTV Khu BTTN Xuân Liên, tổng số loài ở Khu BTTN Xuân Liên là 1560 loài, tác giả đã xác định được kiểu dạng sống của 1557 loài, còn 03 loài chưa rõ thông tin. Kết quả cho thấy nhóm cây chồi trên (Ph) chiếm ưu thế với tỷ lệ 78,65%, tiếp đến là nhóm cây chồi nửa ẩn (Hm) tỷ lệ 7,00%; nhóm cây chồi sát đất (Ch) tỷ lệ ít nhất 3,53%. Từ kết quả thu được, tác giả lập phổ dạng sống cho hệ thực vật này như sau: SB = 78,65 Ph + 3,53 Ch + 7,00 Hm + 4,62 Cr + 6,03 Th Bảng 3.12. Thống kê các dạng sống của các loài trong HTV Khu BTTN Xuân Liên Ký hiệu Dạng sống Số lƣợng Tỷ lệ % Ph Chồi trên 1227 78,65 Ch Chồi sát đất 55 3,53 Hm Chồi nửa ẩn 109 7,00 Cr Chồi ẩn 72 4,62 17
Th Cây một năm 94 6,03 Tổng 1557 100 Phân tích về nhóm cây chồi trên (Ph) cho thấy nhóm cây chồi lùn (Na) chiếm tỷ lệ cao nhất 26,32% tổng số loài trong dạng sống Ph, tiếp theo là nhóm cây chồi trên thân thảo (Hp) chiếm tỷ lệ 17,03% Ph, nhóm cây chồi nhỡ (Me) chiếm tỷ lệ chiếm 15,21% Ph,... và xây dựng phổ dạng sống cho các cây chồi trên: Ph = 6,19 Mg + 15,21 Me + 15,32 Mi + 26,32 Na + 4,65 Ep + 0,57 Suc + 13,12 Lp + 17,03 Hp+ 1,55 Pp 3.1.4. Đa dạng các yếu tố địa lý thực vật Căn cứ vào khung phân loại của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997, 2005, 2007), tiến hành nghiên cứu sự phân bố yếu tố địa lý của 1560 loài thực vật có mạch trong HTV Khu BTTN Xuân Liên. Có thể thấy rằng, về cấu trúc cơ bản, yếu tố nhiệt đới nói chung có tỷ lệ rất lớn. Chi tiết như sau: - Yếu tố nhiệt đới: 88,59% (cao nhất) + Yếu tố Nhiệt đới châu Á chiếm tỷ lệ lớn nhất 65,77% + Yếu tố đặc hữu với 12,69%, + Yếu tố cổ nhiệt đới với 7,63%, + Yếu tố liên nhiệt đới 2,50%; - Yếu tố ôn đới chiếm 8,91% - Yếu tố toàn cầu (chiếm 0,64%) - Yếu tố cây trồng (chiếm 0,58%) (thấp nhất). 3.1.5. Đa dạng về giá trị sử dụng của thực vật Trên cơ sở các số liệu thu thập được, trong số 1560 loài ghi nhận, tác giả đã thống kê 956 loài cây có giá trị sử dụng, chiếm 61,28% số loài của HTV có những loài chỉ có một giá trị sử dụng nhưng cũng có loài có 2-3 hay nhiều giá trị sử dụng như vừa cho gỗ và vừa làm thuốc hoặc cho gỗ, cho quả ăn và làm thuốc,… Tổng số lượt sử dụng lên tới 1653 lượt. Nhóm cây làm thuốc chiếm tỷ lệ cao nhất với 668 loài, chiếm 42,82% tổng số loài. Còn các giá trị khác chiếm tỷ lệ thấp hơn như: các loài cho sản phẩm ăn được có 293 loài, chiếm 18,87%; cho gỗ: 253 loài chiếm 16,22%; làm cảnh: 118 loài chiếm 7,56%,... 3.1.6. Đa dạng về nguồn gen nguy cấp, quý, hiếm Bảng 3.18. Các loài nguy cấp, quý, hiếm và tình trạng bảo tồn 18
theo các tiêu chí Mức độ đe dọa CR EN VU LR DD IA IIA Tổng Sách đỏ Việt Nam 2 22 33 1 58 (2007) Nghị định số 32 3 20 23 (2006) IUCN (2014) 1 3 5 31 1 41 Tổng 3 25 38 32 1 3 20 101 Có tất cả 101 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc diện cần phải bảo tồn theo tiêu chí đánh giá của Sách Đỏ Việt Nam (2007), Nghị định số 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ (2006), IUCN (2014) (chiếm 6,47% tổng số loài của toàn hệ). Trong đó, Theo Sách Đỏ Việt Nam (2007), có 58 loài cây ở, chiếm 3,73% tổng số loài của HTV. 3.2. Đa dạng các kiểu thảm thực vật Khu BTTN Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa 3.2.1. Hệ thống các kiểu thảm thực vật Theo hệ thống phân loại TTV của T. V. Trừng (1999) và N. N. Thìn (2004), các kiểu TTV rừng ở Khu BTTN Xuân Liên được xếp vào thang phân loại như sau: I. Nhóm các kiểu thảm ở độ cao dƣới 700 m I.1. Kiểu rừng kín. I.1.1. Rừng trên núi đất I.1.1.1. Rừng thường xanh mưa mùa nhiệt đới cây lá rộng (K1) I.2. Kiểu rừng thưa I.2.1. Rừng thưa cây lá rộng thường xanh phục hồi sau nương rẫy hay sau khai thác (K2) I.2.2. Rừng thưa cây lá rộng hỗn giao Giang hoặc Nứa (K3) I.2.3. Rừng thuần loại Giang hoặc Nứa (K4) I.3. Kiểu trảng cây bụi I.3.1. Kiểu trảng cây bụi chủ yếu thường xanh (K5) I.4. Trảng cỏ I.4.1. Kiểu trảng cỏ cao dưới 1m, chủ yếu là cây thuộc lớp Hành (K6) II. Nhóm các kiểu thảm ở độ cao trên 700 m 19
IIa. Nhóm các kiểu thảm ở độ cao 700-1000 m IIa.1. Kiểu rừng kín. IIa.1.1. Rừng trên núi đất và rừng trên núi đá vôi IIa.1.1.1. Rừng thường xanh mưa mùa á nhiệt đới cây lá rộng (K7) IIa.1.1.2. Rừng thường xanh mưa mùa á nhiệt đới hỗn giao cây lá kim và cây lá rộng (K8) IIb. Nhóm các kiểu thảm ở độ cao trên 1000 m IIb.1. Kiểu rừng kín. IIb.1.1. Rừng trên núi đất và rừng trên núi đá vôi IIb.1.1.1. Rừng thường xanh mưa mùa á nhiệt đới hỗn giao cây lá kim và cây lá rộng (K8) IIb.1.1.2. Rừng thường xanh mưa mùa á nhiệt đới cây lá kim (K9) 3.2.2. Mô tả các đơn vị phân loại trong hệ thống thảm thực vật. K1. Rừng kín nhiệt đới thường xanh mưa mùa nhiệt đới cây lá r ng trên núi đất hay đất lẫn đá, ở đ cao thấp, đất thoát nước (dưới 700 m): rải rác trên đai độ cao thấp, thường dưới 700 m, chiếm diện tích nhỏ. Cấu trúc rừng có (3)-4 tầng với tầng ưu thế sinh thái 12-15 m, độ che phủ khoảng 50%. Tổ thành loài thường gặp các loài thuộc chi Dẻ gai (Castanopsis sp.), chi Trám (Canarium sp.) K2. Rừng thưa cây lá r ng thường xanh phục hồi sau nương rẫy hay sau khai thác: phân bố xung quanh khu bảo tồn, diện tích khá lớn. Cấu trúc rừng thường chỉ gồm (2)-3 tầng. Tầng cây gỗ chiếm ưu thế thường ở độ cao 10-14 m. Tổ thành loài thường có Dẻ gai, Phân mã, Kháo nhâm, Pơ mu, Thông tre, Re,... K3. Rừng thưa cây lá r ng hỗn giao Giang hoặc Nứa: phân bố rải rác khắp Khu BTTN như Xuân Cẩm, Vạn Xuân, Yên Nhân và Bát Mọt, thường tạo thành những mảng ven suối. Nứa mật độ khoảng 400 bụi/ha, ước tính khoảng 10.000-12.000 cây/ha. Giang mật độ trung bình khoảng 5.000-9.000 cây/ha. Sặt có tỷ lệ không đáng kể. Các loài cây gỗ chủ yếu là loài ưa sáng. K4. Rừng thuần loại Giang hoặc Nứa: phân bố rải rác ở xã Vạn Xuân, đường qua Hón Can lên chân Thác Mù. Diện tích loại hình rừng này nhỏ, phát triển trên đất bạc màu. Có Nứa tép mật độ khoảng 440 bụi/ha, ước 20