(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu tính đa dạng thực vật làm cơ sở cho công tác bảo tồn tại khu bảo tồn thiên nhiên bắc hướng hóa, tỉnh quảng trị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ VĂN HOAN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT LÀM CƠ SỞ CHO CÔNG TÁC BẢO TỒN TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN BẮC HƯỚNG HÓA, TỈNH QUẢNG TRỊ Ngành: Quản lý tài nguyên rừng Mã số: 9620211 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đỗ Thị Xuyến PGS TS Vũ Quang Nam HÀ NỘI, 2022 ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Đỗ Thị Xuyến, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội PGS TS Vũ Quang Nam, Trường Đại học Lâm nghiệp tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Lâm nghiệp, Phòng đào tạo sau đại học, Ban lãnh đạo Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn cán thuộc Bộ môn Quản lý tài nguyên rừng, Khoa Quản lý tài nguyên rừng Môi trường; Bộ môn Thực vật, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên; Phòng Thực vật - Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; Phịng Kỹ thuật, Khu BTTN Bắc Hướng Hóa tận tình giúp đỡ đưa nhiều ý kiến quý báu mặt chuyên môn, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình cơng tác thực địa nghiên cứu Bên cạnh đó, chúng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất cán Kiểm lâm Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, Quảng Trị tạo điều kiện thuận lợi cho q trình nghiên cứu thực địa Tơi xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học phân loại thực vật: cố PGS TS Vũ Xuân Phương, TS Đỗ Văn Hài, TS Bùi Hồng Quang, TS Nguyễn Thế Cường, TS Nguyễn Thị Kim Thanh, ThS Nguyễn Anh Đức giúp đỡ tơi q trình định loại mẫu vật thực vật khó Nhân dịp này, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, đồng nghiệp: Đỗ Văn Hài, Nguyễn Anh Đức, Nguyễn Tấn Hiếu, giúp đỡ cho phép việc sử dụng nguồn ảnh chụp Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp, người bạn bên cạnh, chia sẻ, ủng hộ suốt thời gian qua./ Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2022 Tác giả Hà Văn Hoan iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Quan điểm nhận thức đa dạng sinh học 1.2 Một số cơng trình nghiên cứu thực vật bậc cao có mạch giới 1.2.1 Một số nghiên cứu thảm thực vật (TTV) 1.2.2 Một số nghiên cứu hệ thực vật giới 1.2.3 Một số nghiên cứu nguyên nhân suy giảm đa dạng thực vật 11 1.3 Một số cơng trình nghiên cứu thực vật bậc cao có mạch Việt Nam .15 1.3.1 Một số nghiên cứu thảm thực vật 15 1.3.2 Một số nghiên cứu hệ thực vật 19 1.3.3 Một số nghiên cứu nguyên nhân suy giảm đa dạng thực vật 25 1.4 Một số cơng trình nghiên cứu thực vật bậc cao có mạch khu bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hoá 27 1.4.1 Một số nghiên cứu thảm thực vật 27 1.4.2 Một số nghiên cứu hệ thực vật: 28 1.4.3 Một số nghiên cứu nguyên nhân suy giảm 29 1.5 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị [1, 2, 13, 14] 30 1.5.1 Điều kiện tự nhiên 30 1.5.2 Điều kiện kinh tế xã hội 32 Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .34 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 34 iv 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.2.1 Đa dạng hệ thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa 34 2.2.2 Đa dạng kiểu thảm thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa 34 2.2.3 Đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa 34 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Cách tiếp cận 34 2.3.2 Phương pháp kế thừa phương pháp chuyên gia 35 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu đa dạng hệ thực vật 35 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu đa dạng thảm thực vật 38 2.3.5 Phương pháp xác định nguy suy giảm đề xuất giải pháp bảo tồn hệ thực vật 40 2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 41 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Đa dạng hệ thực vật khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị .49 3.1.1 Xác định loài xây dựng danh lục thực vật bậc cao có mạch Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị 49 3.1.2 Đa dạng phân loại taxon hệ thực vật 53 3.1.3 Đa dạng dạng sống thực vật 63 3.1.4 Đa dạng yếu tố địa lý thực vật 66 3.1.5 Đa dạng giá trị sử dụng thực vật 69 3.1.6 Đa dạng nguồn gen nguy cấp, quý, 76 3.2 Đa dạng kiểu thảm thực vật khu BTTN Bắc Hướng Hóa 88 3.2.1 Hệ thống kiểu thảm thực vật 88 3.2.2 Mô tả đơn vị phân loại hệ thống thảm thực vật 89 3.3 Nguyên nhân gây suy giảm đa dạng thực vật đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật bậc cao có mạch Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị107 3.3.1 Nguyên nhân gây suy giảm đa dạng thực vật 107 3.3.2 Những thuận lợi công tác bảo tồn đa dạng thực vật .118 3.3.3 Những khó khăn cơng tác bảo tồn đa dạng thực vật 120 v 3.3.4 Đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO/CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CĨ LIÊN QUAN LUẬN ÁN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài luận Tài nguyên rừng cung cấp cho người nguồn thức ăn, nước uống, dược liệu,… mà cịn có vai trị đặc biệt quan trọng - cung cấp nguồn Oxy vơ tận cho người lồi sinh vật tồn đến ngày Cùng với chức cung cấp lâm sản phục vụ nhu cầu người, rừng cịn có chức bảo vệ môi trường sinh sống nơi lưu giữ nguồn gen động, thực vật Rừng có chức nhờ có tính đa dạng sinh học hệ sinh thái Một hệ sinh thái bền vững phải đảm bảo tính ổn định cấu trúc, yếu tố thực vật quan trọng có vai trò định đến tồn vong hệ sinh thái Tuy nhiên, năm gần diện tích rừng giới nói chung Việt Nam nói riêng bị suy giảm, nguyên nhân chủ yếu người sử dụng nguồn tài nguyên rừng không hợp lý Mất rừng đồng nghĩa với thay đổi mơi trường sinh thái làm khơng lồi sinh vật có nguy bị tuyệt chủng Nghiên cứu hệ thực vật rừng nhiệm vụ quan trọng hàng đầu cho công tác nghiên cứu bảo tồn đa dạng sinh học Việc nghiên cứu hệ thực vật giúp người ta hiểu biết rõ thành phần, tính chất hệ thực vật nơi, vùng, nhằm xây dựng mơ hình khai thác, sử dụng, phát triển bảo vệ nguồn tài nguyên thực vật cách bền vững Vì vậy, việc điều tra, đánh giá tính đa dạng thực vật rừng để xây dựng biện pháp quản lý bảo tồn chúng cần thiết Khu Bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Bắc Hướng Hóa tỉnh Quảng Trị, cách thành phố Đông Hà khoảng 70 km phía Tây Bắc Có diện tích 23.456,7 ha, đa phần diện tích nằm phía Tây dãy Trường Sơn phải kể đến vùng địa hình cao tỉnh Quảng Trị với hai đỉnh núi cao trội đỉnh Sa Mù (1550 m) đỉnh Voi Mẹp (1700 m), nơi có hệ thực vật phong phú hệ sinh thái điển hình vùng đồi núi Trung Trường Sơn nơi lưu giữ nguồn gen thực vật quý, hiếm, nguy cấp như: Đỉnh tùng (Cephalotaxus mannii), Thông nàng (Podocarpus imbricatus), Thông tre dài (Podocarpus nerifolius), Kim giao (Nageia wallichiana), Sến mật (Madhuca pasquieri), loài Lan kim tuyến (Anoectochilus spp.), Lan Hài (Paphiopedilum spp.)… đặc biệt có mặt số loài coi đặc hữu hệ thực vật Việt Nam Vù hương (Cinnamomum balansae), Re hương (Cinnamomum glaucescens), Lá nến không gai (Macaranga balansae), Hiện vùng đệm Khu bảo tồn có dân tộc Vân Kiều Kinh sinh sống Đời sống họ phụ thuộc nhiều vào rừng Các hoạt động phát nương làm rẫy, khai thác gỗ lâm sản gỗ, săn bắt động vật hoang dã lấn chiếm đất rừng, diễn ra, làm ảnh hưởng không nhỏ đến tài nguyên rừng Cho đến nay, nghiên cứu thực vật khu BTTN Bắc Hướng Hóa dừng lại phần ghi nhận danh lục hay số nghiên cứu lẻ tẻ ghi nhận taxon Hiện tại, chưa có nghiên cứu thực khu vực nhằm tìm giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật Vì lẽ đó, tơi thực đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu tính đa dạng thực vật làm sở cho công tác bảo tồn Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị” Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu chung: Đánh giá trạng đa dạng thực vật bậc cao có mạch đề xuất giải pháp bảo tồn Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa - Mục tiêu cụ thể: + Xây dựng danh lục loài thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị + Đánh giá tính đa dạng thực vật hệ thực vật thảm thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị + Đề xuất giải pháp bảo tồn đa dạng thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học + Cung cấp liệu chi tiết tính đa dạng thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị + Đề xuất giải pháp cho quản lý bảo tồn đa dạng thực vật Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị - Ý nghĩa thực tiễn Đề tài tư liệu góp phần vào cơng tác quản lý, sử dụng, phát triển bền vững tài nguyên thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị Điểm luận án - Đã xây dựng danh lục lồi thực vật bậc cao có mạch Khu BTTN Bắc Hướng Hóa với 1494 lồi loài, 703 chi thuộc 168 họ ngành thực vật bậc cao có mạch (Lycopodiophyta, Equisetophyta, Polypodiophyta, Pinophyta Magnoliophyta) Trong đó: + Đã phát lồi bổ sung cho hệ thực vật Việt Nam loài Ô pi quảng đông (Opithandra dinghushanensis W T Wang) họ Tai voi (Gesneriaceae); Trâm suối nhỏ (Syzygium fluviatile (Hemsley) Merrill & L M Perry) thuộc họ Sim (Myrtaceae) + Đã ghi nhận lồi có vùng phân bố Việt Nam mà trước chưa tài liệu Việt Nam ghi nhận chúng có mặt lãnh thổ Việt Nam loài Chàm hossei (Strobilanthes hossei) Thài lài trung quốc (Murdannia loriformis (Hassk.) R S Rao & Kammathy) - Đã mô tả đánh giá quần xã thực vật có Khu BTTN Bắc Hướng Hóa - Đã đưa nguyên nhân trực tiếp, nguyên nhân gián tiếp gây suy giảm tài nguyên thực vật đề xuất nhóm giải pháp nhằm bảo tồn nguồn tài nguyên thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa Bố cục luận án Luận án gồm 145 trang, 21 bảng, 33 hình, cấu trúc thành phần sau: Mở đầu (3 trang); Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu (30 trang); Chương 2: Đối tượng, nội dung, phương pháp địa điểm nghiên cứu (15 trang); Chương 3: Kết nghiên cứu (85 trang); Kết luận kiến nghị (3 trang); Tài liệu tham khảo (8 trang) Phần phụ lục (gồm phụ lục, 116 trang, 42 ảnh) Chương TỔNG QUAN CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 1.1 Quan điểm nhận thức đa dạng sinh học Ngày nay, yêu cầu bảo tồn đa dạng sinh học (ĐDSH), tài nguyên thiên nhiên môi trường vấn đề quan trọng cấp thiết quốc gia ĐDSH khơng có giá trị mặt mơi trường sinh thái mà cịn có giá trị văn hố, giáo dục, thẩm mỹ, Chính Cơng ước Quốc tế bảo tồn ĐDSH thông qua Hội nghị Thượng đỉnh Rio de Janeiro (Braxin, 1992) Đây kiện ghi nhận việc cam kết quốc gia toàn giới bảo tồn ĐDSH, đảm bảo việc sử dụng bền vững nguồn tài nguyên sinh vật Do quan tâm nên ĐDSH khái niệm chung chung nghĩa rộng nên nhiều tập thể tác giả đề cập đến Trong Công ước Quốc tế bảo tồn ĐDSH định nghĩa: “ĐDSH tính khác biệt, mn hình mn vẻ cấu trúc, chức đặc tính khác sinh vật tất nguồn bao gồm hệ sinh thái đất liền hệ sinh thái nước” [Ghi theo 50, 57] Theo Quỹ quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên (WWF, 1990) đề xuất khái niệm ĐDSH sau: “ĐDSH phồn thịnh sống trái đất, hàng triệu loài thực vật, động vật vi sinh vật, gen chứa đựng loài hệ sinh thái vô phức tạp tồn môi trường” Như vậy, ĐDSH xem xét mức độ: ĐDSH cấp độ loài bao gồm toàn sinh vật sống trái đất, từ vi khuẩn đến loài động, thực vật loài nấm Ở mức độ sâu hơn, ĐDSH bao gồm khác biệt gen loài, quần thể sống cách ly địa lý cá thể chung sống quần thể ĐDSH bao gồm khác biệt quần xã mà lồi sinh sống, hệ sinh thái, nơi mà loài quần xã sinh vật tồn tại, khác biệt môi trường sống tương tác chúng với [57] Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2005) ĐDSH định nghĩa sau: “ĐDSH tập hợp tất nguồn sống hành tinh chúng ta, bao gồm tổng số loài động, thực vật, tính đa dạng phong phú lồi, tính đa dạng hệ sinh thái cộng đồng sinh thái khác tập hợp loài sống vùng khác giới với hoàn cảnh khác nhau” “Kế hoạch hành động đa dạng sinh học Việt Nam” Định nghĩa đề cập đến mức độ đa dạng sinh vật hành tinh, song cịn q dài khơng cụ thể khiến người đọc khó hình dung Mặt khác, định nghĩa chưa đề cập đến mức đa dạng gen (di truyền), đề cập đến tính đa dạng hệ động vật, thực vật mà chưa đề cập đến sinh vật khác vi sinh vật, tảo, nấm,… mắt xích khơng thể thiếu chuỗi thức ăn để từ tạo quần xã sinh vật hệ sinh thái [50] Vào năm 1993, Viện Tài nguyên gen Thực vật Quốc tế (IPGRI) cho đời tác phẩm “Đa dạng cho phát triển” ĐDSH hiểu “ĐDSH biến dạng thể sống phức hệ sinh thái mà chúng sống” Định nghĩa ngắn gọn, song chưa xác gây cho người đọc khó hiểu Tiếp đó, Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) “Cẩm nang nghiên cứu đa dạng sinh vật” đưa “ĐDSH toàn dạng sống khác thể sống trái đất gồm từ sinh vật phân cắt đến động, thực vật cạn nước, từ mức độ phân tử ADN đến quần thể sinh vật kể xã hội lồi người Khoa học nghiên cứu tính đa dạng gọi ĐDSH” [50] Ở đây, ĐDSH hiểu theo khía cạnh: + Đa dạng mức độ di truyền: lồi sinh vật chí cá thể lồi có phân tử ADN đặc trưng cho lồi Tính đặc trưng thể qua số lượng trình tự xếp nucleotit phân tử ADN, qua hàm lượng nhân tế bào tỷ lệ cặp bazo A+T/G+X Trật tự nucleotit gen có liên quan đến việc qui định tính trạng đặc tính thể Trong q trình tiến hóa sinh vật từ thấp đến cao, hàm lượng ADN tế bào tăng lên Đó biểu đa dạng gen + Đa dạng mức độ loài: phạm trù mức độ phong phú số lượng loài số lượng phân loài (loài phụ) trái đất, vùng địa lý, quốc gia hay sinh cảnh định Lồi nhóm cá thể khác biệt với nhóm cá thể khác mặt sinh học sinh thái Các cá thể loài có vật chất 106 Bời lời đỏ - Litsea glutinosa (Lour.) C B Robins (nơi lưu trữ: KSH) Re trắng to - Phoebe tavoyana (Meisn.) Hook f (nơi lưu trữ: BHH, KSH) Merr (nơi lưu trữ: KSH) Củ rối đen - Leea indica (Burm f.) Đa hình Allomorphia arborescens Guillaum (nơi lưu trữ: BHH, KSH) 107 Sơn linh đứng - Sonerila erecta Jack (nơi lưu trữ: BHH, KSH) Thiên kim đằng - Stephania japonica (Thunb.) Miers (nơi lưu trữ: BHH, KSH) Đa nhẵn Ficus glaberrima Blume (nơi lưu trữ: KSH) Dâu dài Morus macroura Miq (nơi lưu trữ: BHH) 108 Cơm nguội lông - Ardisia villosa Roxb (nơi lưu trữ: BHH, VST) Thiên lý hương - Embelia parviflora Wall ex A DC (nơi lưu trữ: BHH, KSH) (nơi lưu trữ: BHH, KSH) Xay seguin Myrsine seguinii Levl Trâm trắng nhỏ Syzygium fluviatile (Hemsley) Merrill & L M Perry (nơi lưu trữ: KSH, VST) 109 Thài lài trung quốc - Murdannia loriformis (Hassk.) R S Rao & Kammathy (nơi lưu trữ: VST, BHH) Song bào móng - Disporum calcaratum D Don (nơi lưu trữ: BHH, VST) Ghi nơi lưu trữ mẫu: BHH: Phòng trưng bày, Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị; KSH : Phịng thí nghiệm Bộ mơn Khoa học Thực vật, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ; VST : Phòng lưu trữ mẫu vật Thực vật thuộc Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 110 PHỤ LỤC CÁC Ô TIÊU CHUẨN NGHIÊN CỨU TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN BẮC HƯỚNG HĨA, TÍNH QUẢNG TRỊ Số OTC Kích thước 20 x 20m 20 x 20m 25 x 20m 25 x 20m 25 x 20m 25 x 20m 25 x 20m 20 x 20m 20 x 20m 10 20 x 20m 11 25 x 20m 12 25 x 20m 13 25 x 20m 14 25 x 20m 15 20 x 20m 16 25 x 20m 17 25 x 20m 18 25 x 20m 19 25 x 20m 20 50 x 40m 21 25 x 20m 22 25 x 20m 23 25 x 20m 24 25 x 20m 25 25 x 20m 26 25 x 20m 27 25 x 20m 28 25 x 20m 29 25 x 20m 30 25 x 20m 31 25 x 20m 32 25 x 20m 33 25 x 20m 34 25 x 20m 35 25 x 20m 36 25 x 20m 37 25 x 20m 116 ... thảm thực vật) , Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị - Phạm vi nghiên cứu Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị với diện tích 23.456,7 - Thời gian nghiên cứu năm:... tồn Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa - Mục tiêu cụ thể: + Xây dựng danh lục loài thực vật Khu BTTN Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị + Đánh giá tính đa dạng thực vật hệ thực vật thảm thực vật Khu. .. làm sở cho công tác bảo tồn Khu Bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu chung: Đánh giá trạng đa dạng thực vật bậc cao có mạch đề xuất giải pháp bảo tồn