Tài liệu hướng dẫn thực tập nghiên cứu thiên nhiên

Thực tập thiên nhiên là một trong những đơn vị kiến thức bắt buộc đối với sinh viên ngành sinh học nhằm đạt các mục tiêu về kiến thức, kỹ năng và thái độ sau: Củng cố và mở rộng kiến thức đã được học. Chuẩn bị kiến thức cho năm học tiếp theo. Học tập các phương pháp nghiên cứu sinh học ngoài thiên nhiên. Rèn luyện tinh thần chịu đựng gian khổ, khắc phục khó khăn, tác phong nhanh nhẹn, dẻo dai, tinh thần hợp tác và kỷ luật trong công việc. Xây dựng tình yêu thiên nhiên, ý thức bảo vệ thiên nhiên, tình cảm gắn bó với thiên nhiên giàu đẹp của đất nước, nâng cao lòng yêu nghề và ý thức vươn lên trong nghề nghiệp.Tài liệu được soạn nhằm định hướng người học sơ bộ hình dung được tiến trình và các công việc chuẩn bị, thu mẫu, xử lý mẫu sơ bộ tại thiên nhiên, xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm, phân loại mẫu vật thu được (phần thực vật).

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN

THỰC TẬP NGHIÊN CỨU SINH VIÊN

(Phần Thực vật)

Năm học 2013

Mục lục

Trang

1 Mục tiêu chung thực tập thiên nhiên … ……… 3

2 Mục tiêu thực tập nghiên cứu hệ thực vật … ……… 3

3 Yêu cầu và nhiệm vụ đối với sinh viên ……… ……… 4

4 Tiến trình thực tập nghiên cứu thiên nhiên …… ……… 4

4.1 Xác định địa điểm và tuyến thu mẫu ……… 4

4.2 Đặc điểm các sinh cảnh ……… 5

4.2.1 Sinh cảnh 5

4.2.2 Các loại sinh cảnh chính …… ……… 5

4.3 Tiến hành thu mẫu và xử lý mẫu ……… 9

4.3.1 Chuẩn bị dụng cụ thu mẫu và hoá chất xử lý mẫu.……… 9

4.3.2 Cách thu mẫu ……… ……… 11

4.3.3 Xử lý mẫu ép khô ……… 14

4.3.4 Xử lý mẫu ngâm ……… 17

5 Khoá định loại để nhận biết ……… 21

Tài liệu tham khảo ……… 25

1 Mục tiêu chung thực tập thiên nhiên

Sau khi thực tập nghiên cứu thiên nhiên cần hình thành ở sinh viên các kiếnthức, kỹ năng và thái độ sau:

- Củng cố và mở rộng kiến thức đã được học

- Chuẩn bị kiến thức cho năm học tiếp theo

- Học tập các phương pháp nghiên cứu sinh học ngoài thiên nhiên

- Rèn luyện tinh thần chịu đựng gian khổ, khắc phục khó khăn, tác phongnhanh nhẹn, dẻo dai, tinh thần hợp tác và kỷ luật trong công việc

- Xây dựng tình yêu thiên nhiên, ý thức bảo vệ thiên nhiên, tình cảm gắn bóvới thiên nhiên giàu đẹp của đất nước, nâng cao lòng yêu nghề và ý thức vươn lêntrong nghề nghiệp

2 Mục tiêu thực tập nghiên cứu hệ thực vật

- Củng cố những kiến thức đã học trong phần lý thuyết về giới thực vật

- Biết cách thu thập mẫu và làm tiêu bản mẫu khô, mẫu ngâm thực vật đủtiêu chuẩn dùng để phân loại, lưu trữ

- Tập quan sát để nhận biết mối liên hệ giữa thực vật và các điều kiện môitrường sống, nắm được các thực vật đặc trưng trong tuyến đi khảo sát

- Nắm chắc các đặc điểm và nhận diện được các ngành thực vật đặc biệtchú trọng các ngành thực vật bậc cao

- Phân loại được đại diện thực vật thuộc các lớp, các bộ và nhận diện các

họ phổ biến nhất, có thể do thầy, cô giáo lựa chọn và hướng dẫn để phù hợp với cáctuyến đi cụ thể

- Nhận thức được sự phân bố của các thảm thực vật trong sự liên quan vớicác điều kiện môi trường, giải thích được sự phân bố cụ thể của các thảm thực vậtquan sát được trên các tuyến khảo sát và suy đoán về diễn thế có thể xảy ra trên cơ

sở quan sát thực tế

3 Yêu cầu và nhiệm vụ đối với sinh viên

- Tham gia đầy đủ và tích cực

- Tiến hành quan sát và ghi chép tích cực, thường xuyên viết nhật ký khoa học

- Thu thập và làm tiêu bản đúng phương pháp, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật; có ý thứcxây dựng một bộ sưu tập mẫu vật cho mỗi vùng được nghiên cứu

- Tích cực phân tích và xử lý mẫu

- Viết báo cáo thực hành

- Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ thu mẫu và xử lý mẫu

4 Tiến trình thực tập nghiên cứu thiên nhiên

4.1 Xác định địa điểm và tuyến thu mẫu

- Để thu mẫu một cách đầy đủ và đại diện cho một khu nghiên cứu, chúng ta khôngthể đi hết các điểm trong khu nghiên cứu, vì thế việc chọn tuyến và địa điểm thumẫu là hết sức cần thiết

- Dựa vào bản đồ hiện trạng và đặc điểm địa hình, thiết lập các tuyến thu mẫu saocho tuyến đường đi phải xuyên qua các môi trường sống của khu nghiên cứu, nghĩa

là các tuyến đó cắt ngang các vùng đại diện cho khu nghiên cứu Từ tuyến chính,các tuyến phụ theo kiểu xương cá mở về hai phía và đi qua các quần xã khác nhau.Trung bình 1,5 km chiều dài của tuyến chính lại có 2 tuyến phụ được mở ra Trênmỗi tuyến, tiến hành điều tra tất cả các loài thực vật bậc cao có mạch nằm ở phạm

vi 10m mỗi bên

- Trên các tuyến thu mẫu nói trên, chọn những điểm chốt, tức là những điểm đặctrưng nhất để đặt các ô tiêu chuẩn Sau khi xác định vị trí các ô tiêu chuẩn, dùngdây nylon có màu để định vị các ô Trong mỗi ô tiêu chuẩn có kích thước từ 1 – 4

m2, tiến hành điều tra tất cả các loài thực vật bậc cao có mạch nằm trong phạm vi ô

- Sau khi đã xác định địa điểm và tuyến thu mẫu, chúng ta cần tìm hiểu các điềukiện tự nhiên trước nghi đi nghiên cứu và đặc biệt chú ý đến các điều kiện có tínhquyết định đến khả năng thích nghi sinh thái của từng loài thực vật như các nhân tố

vị trí địa lý, địa hình, khí hậu thuỷ văn, rừng, các lớp phủ thực vật và các tác độngcon người.

4.2 Đặc điểm các sinh cảnh

4.2.1 Sinh cảnh

Địa điểm thu mẫu quyết định phần lớn thành phần và số lượng mẫu vật cầnthu, do đó khi ta đã xác định được tuyến đi nghiên cứu ta cần nhận biết được loạisinh cảnh trên tuyến đi cũng như các loài thực vật có thể gặp trên các sinh cảnh đó,

từ đó có định hướng cần thiết cho việc nghiên cứu, quan sát và thu mẫu của chúngta

Sinh cảnh là vùng của môi trường sống đặc trưng bởi một số các điều kiệnxác định do các quần xã đặc trưng chiếm cứ

Trong đó môi trường sống được hiểu là bao gồm tất cả các nhân tố xungquanh sinh vật, có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp tới sinh vật

4.2.2 Các loại sinh cảnh chính

a Rừng nguyên sinh (Rừng già)

Rừng già là sinh cảnh khá ổn định, gồm chủ yếu các loài cây gô, cây có độche phủ cao, với cấu trúc nhiều tầng Đại diện điển hình nhất cho loại rừng nguyênsinh nước ta là các Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới; đặc điểm của loạirừng này là tán rừng thường nhấp nhô, không đều trừ những trường hợp gồmnhững cây đơn ưu ở tầng trên, thường gồm 4 - 5tầng:

1 Tầng nhô (tầng vượt tán): gồm những cây gỗ cao lớn nhô cao vượt khởitán rừng với độ cao 40 - 50 m, phần lớn thuộc họ Dầu (Dipterocarpaceae) có thể

gặp ở các đại diện như Chò chỉ (Shorea sinensis), Chò nâu (Dipterocarpus retusus); họ Bàng (Combretaceae) có thể gặp các đại diện như Chò xanh (Terminalia myriocarpa), Chò nhai (Anogeissus acuminata); Họ Hồ đào (Juglandaceae) có thể gặp ở đại diện Chò đãi (Annamocarya chinesis) Những cây

tầng này thường có các đặc điểm như có rễ bạnh ở gốc; thân thẳng, phân cànhmuộn, tán lá tròn và không tạo thành một tán rừng liên tục

2 Tầng tán ưu thế hay còn gọi tầng tán rừng: gồm những cây gỗ trung bình

từ 20 - 30 m, thân thẳng có rễ bạnh, phân cành cao, tán lá tròn và hẹp, giao nhauthành tầng liên tục, trên thân thường có nhiều thực vật bì sinh là các loài Phong lan,dương xỉ, Ráy và các loài Rêu, trên thân và cành có các dây leo gỗ bám vươn lênđỉnh cao để lấy ánh sáng Nó quyết định bộ mặt của rừng, những điều kiện vi khíhậu trong rừng, và qua đó quyết định thành phần, cấu trúc của các loài cây dưới tán

rừng Thành phần chủ yếu thuộc các họ như : Dẻ (Fagaceae), Long não (Lauraceae), Vang (Caesalpiniaceae), Trinh nữ (Mimosaceae), Xoan (Meliaceae),

Bồ hòn (Sapindaceae), Trám (Burseraceae), Sao dầu (Dipterocarpaceae).

3 Tầng dưới tán bao gồm các cây mọc rải rác dưới tán rừng, cao từ 8 - 15 mhoặc hơn, phân cành sớm, thân thẳng, không có rễ bạnh, thuộc các họ đặc trưng là :

Máu chó (Myristicaceae), Na (Annonaceae), Thị (Ebenaceae), Long não (Lauraceae), Mùng quân (Flacourtiaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae).

4 Tâng cây bụi hay đúng hơn đây là tầng cây gỗ thấp gồm các loài trong các

họ ưa ẩm và dâm như: Đơn nem (Myrsinaceae), Cà phê (Rubiaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae), Gai (Urticaceae), Ô rô (Acanthaceae), Mua (Melastomaceae), Nhân sâm (Araliaceae), Tre nứa (Bambusoideae) Chúng là những cây có kích

thước thấp, từ 3 - 8 m, phân cành sớm, phiến lá to xanh thẫm, xếp ngang

5 Tầng thảm tươi ở mặt đất: Các loài cây thảo ưa râm, thuộc các họ: Ráy

(Araceae), Ô rô (Acanthaceae), Gai (Uricaceae), Cà phê (Rubiaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae), Giềng (Zinggiberaceae), Hành (Liliaceae), Cói (Cyperaceae) và rất nhiều loài Dương xỉ (Polypodiophyta) Chiều cao của tầng này thường không

loài Sim (Rhodomyrtus tomentosa), Mua (Melastoma spp), Lành ngạnh (Cratoxylon formosum), Thàu táu (Aporusa microcalyx), Me rừng (Phyllathus emblica), Thừng mực (Wrightia annamensis), Sầm (Memexylon edule) và các loại

dây leo thân thảo

Sự phân tầng trong rừng thứ sinh không rõ ràng và số tầng giảm xuống.Nếu trong một thời gian dài không bị tác động của con người, một số cây ưa sáng

mọc nhanh sẽ xuất hiện như: Vạng trứng (Endospermum sinensis), Sòi (Sapium sebiferum), Sau sau (Liquidambar formosana)…

Các loại cây bì sinh giảm xuống rõ rệt Tầng thảm tươi có nhiều loài họ

Lúa (Poaceae) Còn các loài thuộc các họ Ráy (Araceae), Ô rô (Acanthaceae), Cà phê (Rubiaceae) hầu như không gặp.

c Rừng trồng

Rừng trồng là loại rừng nhân tạo, cấu trúc thường gồm 2 tầng chính: tầngcây gỗ gồm các cây thuần loại cùng độ cao và tầng thứ hai gồm các cây trong thảmtươi sát mặt đất Một số loại rừng trông thường gặp như rừng thông, rừng Bạchđàn

d Rừng ngập mặn

Rừng ngập mặn là một sinh cảnh đặc biệt phát triển trong điều kiện luônluôn ngập nước mặn hoặc bị ngập theo chu kỳ thuỷ triều nên môi trường đấtthường thiếu ôxy và bị nhiễm mặn Vì vật các thực vật trong rừng gập mặn pháttriển trong điều kiện hạn sinh lý Các thực vật phát triển trong môi trường nàythường tạo thành các quần tụ dầy đặc, chiều cao phụ thuộc vào mức độ phì nhiêucủa nền đất Chúng là những cây có lá dày, mọng nước, có nhiều rễ chống hoặc rễthở và đặc sắc hơn cả là hiện tượng “đẻ con” trên cây (là hiện tượng cây con pháttriển từ quả ngay khi còn đang ở trên cây mẹ) Nhờ trụ dưới lá mầm dài và mập,quả tách khỏi cây mẹ, rơi xuống, cắm ngay vào bùn đất mặc dù sóng ở vùng triều

tương đối mạnh Các loài thực vật điển hình ở rừng gặp mặn là Đước (Rhizophora stylóa, R mucronata), Vẹt (Bruguiera gymnorhiza) thuộc họ Đước

(Rhizophoraceae), Mắm (Aegiceras corniculata) thuộc họ Đơn nem (Myrsinaceae), Bần (Sonneratia caseolaris, S grandiflora) thuộc họ Bần (Sonneratiaceae), Ráng đại (Acrostichum aureum)

e Núi đá vôi

Sinh cảnh núi đá vôi là một sinh cảnh đặc biệt và độc đáo ở nhiều vungnúi hải đảo nước ta Có thể chia sinh cảnh này thành ba vùng khác nhau về các điềukiện sinh thái, cấu trúc thảm thực vật và quần xã sinh vật nói chung

+ Vùng thung lũng và chân núi được bao quanh bởi các dãy núi, là vùng

có độ cao và ổn định, lượng mùn trong đất và hàm lượng Ca++ cao, các thực vậtphát triển hết sức thuận lợi, tạo thành những rừng kép tán với độ cao trung bình 15-

30 m Các loài thường gặp ở vùng này là Ôrô núi (Streblus ilicifolia), Mạy tèo (Streblus macrophyllus), nhiều loài cây gỗ to thuộc chi Vả (Ficus) có rễ bạnh và

hoa mọc trên thân Tầng dưới tán rừng gồm chủ yếu các cây ưa bóng như họ Thu

hải đường (Begoniaceae), họ Bóng nước (Balsaminaceae) Cũng gặp rất nhiều loài

Nấm đất, Rêu bì sinh trên cây, trên đá

+ Vùng sườn núi: cây cối kém phát triển hơn, tán rừng không liên tụcthường bị ngăn bởi các tảng đá lớn Các loài thường gặp ở vùng này là Mạy tèo

(Streblus macrophyllus), Bùng báng (Arenga saccharifera , họ Cau Arecacea); nhiều loài cây bụi leo thuộc họ Na (Annonaceae), họ Vang (Caesalpiniaceae), họ Long não (Lauraceae), các cây bụi dưới tán thường là La hán (Laportea, họ Gai Urtiaceae), Ráy (Colocasia macrorrhiza), Khoai nưa (Amorphophallus tonkinensis, họ Ráy Araceae).

+ Vùng đỉnh núi: các điều kiện sống cực kì khắc nghiệt, khô hạn, gió to,mùn và đất chỉ tập trung trong các hốc đá Cây cối hết sức khô cằn, gồm chủ yếu là

Trúc (Arundinaria, họ Lúa Poaceae), Huyết dụ (Pleomele, họ Hành Liliaceae), Me rừng (Phyllathus, họ Thầu dầu Euphorbiaceae), các cây có nhựa mủ thuộc các chi:

Discidia, Hoya (họ Thiên lý Asclepiadaceae), Móng bò (Bauhinia, họ Vang

Caesalpiniaceae ) …

f Đầm nước lợ ven biển

Đặc điểm cơ bản của các đầm nước lợ là nước có độ mặn vừa phải, có thểnhạt đi vào mùa mưa Nước trong đầm liên hệ thương xuyên với sông và phụ thuộcthuỷ triều Thực vật thường gặp ở sinh cảnh nay là các loài tảo như: Rong bao tử

(Colpomenia), Rong ruột heo (Hydroclathrus), Rong mơ (Sargassum) thuộc ngành Tảo Nâu (Pheophyta), và một số đại diện thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta), ngành Tảo đỏ (Rhodophyta).

4.3 Tiến hành thu mẫu và xử lý mẫu

4.3.1 Chuẩn bị dụng cụ thu mẫu và hoá chất xử lý mẫu

- Dao chuyên dùng, kéo cắt cây: dùng để cắt các mẫu thực vật từ các cành cây non

+ Đầu trên ghi tên phòng mẫu cây khô bằng tiếng La tinh, tiếng Anh haytiếng Việt Để phổ cập nên dùng tiếng La tinh

+ Phần dưới cùng góc trái ghi số hiệu mẫu (No) số do người thu mẫu ghi

và ngày lấy mẫu (Data) Ở góc bên phải ghi tên người thu mẫu (Leg = Legit) vàtên người xác định tên khoa học (Det = Determiner)

+ Phần ở giữa để trống sau khi đã xác định xong và trình bày mẫu mớighi và dán ở góc trái phía dưới bìa mẫu

+ Phía trên ghi tên La tinh đầy đủ các loài bao gồm cả tên tác giả, nênviết chư to hay chữ in (có thể ghi tên họ kèm theo)

+ Dòng tiếp dưới ghi: địa điểm từ tỉnh, huyện, xã và sinh cảnh lấy Phầnnày càng ghi cụ thể càng tốt nhất nên lấy những mốc cố định để xác định vị trí, ghitoạ độ, độ dốc…

+ Tiếp theo có thể ghi các thông tin khác như: màu hoa quả, mùa ra hoa,

ra quả, màu vỏ, màu nhựa mủ, độ cao, đường kính, vỏ cây, công dụng…

Mẫu nhãnPhòng trưng bày mẫu bằng tiếng La tinhTên loài:

Địa điểm:

Đặc điểm:

No: Data: Leg.:

Ngoài ra một số nhãn khác thường bé hơn có kích thước 3 x 10cm đượcdán kèm theo ở phía trên hay bên cạnh ghi những thay đổi do các chuyên gia viết

về sau, khi kiểm tra mẫu, có thể sửa đổi tên khoa học cho cập nhật hoặc thay lại tênkhoa học cũ bằng tên mới sau khi kiểm tra lại đã có sẵn trong đó ghi cả họ và tênngười kiểm tra và ngày kiểm tra

- Bút chì đen mềm (2B)

- Túi nilông đựng

- Sổ lý lịch mẫu cây: dùng để đăng kí số hiệu mẫu và ghi các đặc điểm dễ bị mất,biến dạng khi mẫu bị ép khô cũng như các thông tin về nơi mọc, môi trườngsống…

- Lọ ngâm: dùng để làmcác tiêu bản mẫu ngâm Các lọ để ngâm vật , mẫu tươithường có miệng rộng, đáy bằng, kích thước thay đổi tuỳ theo yêu cầu, phổ biến là

lọ có chiều cao từ 40 – 60 cm, đường kính từ 8 – 20 cm, có nắp đậy Vật mẫu ngâmđược cột bằng chỉ trên một tấm kính có kích thước gần bằng lọ và để đứng trong lọ

Hình ảnh mẫu ngâm thực vật

Nguồn: http://hoachatthietbi.nghean.vn/?detail=252&tieu-ban-ep-thuc-vat

Chú ý đối với các lọ dùng để xử lý tảo nên chuẩn bị các lọ loại lớn từ 500 – 1000

ml, hoặc lớn hơn Nhãn để trong mẫu ngâm nên được ghi bằng giấy can

- Cồn 60 – 700

- Focmôn (Formaldehide)

- Muối ăn (trong trường hợp nếu thiếu hoá chất)

4.3.2 Cách thu mẫu

a, Đối với thực vật bậc cao

- Đối với thực vật cây nhỏ thì phải thu cả cây

- Đối với cây họ Đậu, cây có nhựa mủ và cây gập mặn: Khi thu mẫu về phải nhúngvào nước sôi khoảng 10-20s để hủy enzyme làm rụng lá ở gốc cuống

- Lựa chọn mẫu để thu hái là những mẫu đặc trưng cho các cây cùng quần thể loàisống trong môi trường đó, thu mẫu phải có đủ cả bộ phận dinh dưỡng (cành, lá non,

lá trưởng thành, lá không bị sâu, rách, úa…) và bộ phận sinh sản (hoa hoặc quảhoặc cả hai) Không chọn những mẫu dị dạng Sử dụng kéo cắt cành để cắt mẫu

- Mẫu: cắt một đoạn mẫu cây có đủ các điều kiện trên hoặc cả cây đối với nhữngcây nhỏ sao cho có thể đặt gọn trong một phần tư tờ báo (tương đương với khổ giấy

A3)

- Mỗi cây nên thu từ 3 – 10 mẫu, còn mẫu cây thảo nên tìm các mẫu giống nhau vàcũng thu với số lượng trên để vừa nghiên cứu các biến dạng của loài

- Ghi nhãn và gắn nhãn Các mẫu thu cùng một cây thì đánh cùng một số hiệu mẫu.

Có hai cách đánh số từ 1 trở đi kể từ khi thu mẫu đầu tiên cho đến hết đời làmnghiên cứu khoa học hoặc đánh số theo năm tháng không phụ thuộc vào các đợt thumẫu trước đó Ví dụ đợt nghiên cứu vào tháng 7 năm 1996 ta có thể đánh số là 967

là gốc và sau đó lần lượt ghi tiếp từ số 01 trở đi

- Ghi lý lịch mẫu cây, khi thu phải ghi chép ngay những đặc điểm dễ nhận biếtngoài thiên nhiên như đặc điểm vỏ cây, kích thước cây nhất là các đặc điểm dễ mấtsau khi khô như màu sắc hoa, quả, mùi vị …

- Thu và ghi chép xong cho vào túi nilông cỡ lớn hay bao tải dứa mang về nhà mớilàm mẫu Có thể dùng các túi nhỏ, mỏng đựng các loài riêng rẽ và buộc chặt lại, tất

cả các túi nhỏ đó cho vào túi to hay bao tải

- Phải cho số hiệu và đeo nhãn vào mẫu vật ngay trong ngày, tại nơi lấy mẫu Nhãn

có thể chỉ ghi số hiệu mẫu của tác giả còn các thông tin khác ghi vào sổ riêng hoặctrên nhãn ghi đầy đủ các thông tin Khi ghi phải dùng bút chì mềm, hay bút bi đặcdụng không bị nhoè, khi ngâm tẩm tuyệt đối không dùng bút bi bình thường hoặcbút mực tránh bị mất khi ngâm tẩm về sau

- Một nguyên tắc ta cần tuân thủ đó là: cái gì đã thấy phải lấy ngay, cần ghi phảighi ngay, đừng bao giờ ỷ lại vào trí nhớ và để dành sẽ lấy sau và ghi chép khi về

b, Đối với thực vật bập thấp (Tảo) – Thu mẫu Tảo biển

- Nên thu Tảo tại những vùng triều vì ở đó tập trung rất nhiều loài tảo có kích thướclớn thuộc các ngành Tảo lục, Tảo nâu, Tảo đỏ Vùng này được phơi ra khi triềuxuống, do vậy phải chọn lúc triều xuống để thu mẫu Nếu đúng ngày triều kiệt nhấtthì càng tốt Nếu trường hợp triều xuống vào ban đêm thì cần có đèn pin để soimẫu

- Sử dụng dao nhọn và cứng để tách tảo biển lớn bám trên đá Mẫu thu xong phảighi nhãn ngay bằng cách dùng nhãn có dây buộc vào mẫu lớn rồi cho vào các lọriêng đối với mẫu dễ phá huỷ và cho chung vào lọ lớn hay hộp nhôm lớn đối vớimẫu không bị phá huỷ