Các phương pháp nghiên cứu quần xã thực vật

Các phương pháp nghiên cứu quần xã thực vật

PGS.TS HOÀNG CHUNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUẦN XÃ THỰC VẬT NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC NÓI ĐẦU Để hiểu tốt quần xã thực vật, cấu trúc chúng, đặc điểm sinh thái, mối quan hệ cá thể quần thể với với môi trường, tượng biến đổi quần xã thành quần xã khác, biện pháp sử dụng hợp lí hay làm tơi lên địi hỏi cần có hiểu biết sinh thái sinh vật học thành phần thực vật quần xã Học phần phương pháp nghiên cứu sinh thái môn nhằm trang bị phương pháp nghiên cứu thực vật, quần xã thực vật cho sinh viên học viên cao học người có quan tâm đến vấn đề Nó bao gồm phương pháp nghiên cứu trời phân loại, hình thái dạng sơng thực vật, cá thể phát sinh, vật hậu, hình thái cấu trúc phần đất, cấu trúc quần xã biên động Cuối phân loại vẽ đồ phân bố quần xã thực vật Đây phương pháp thường dùng, phương pháp nghiên cứu đóng vai trị quan trọng kết nghiên cứu môn sinh thái quần xã thực vật Tuy nhiên, mơn q trình phát triển bổ sung hoàn thiện phương pháp, không cứng nhắc vận dụng Đây phương pháp nghiên cứu ngồi trời, phương pháp nghiên cứu phịng thí nghiệm khơng trình bày học phần Tác giả Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI THỰC VẬT Trong nghiên cứu sinh thái thảm thực vật, nắm thành phần loài nội dung quan trọng Vì vậy, trước nghiên cứu nội dung thuộc sinh thái thảm thực vật, người nghiên cứu phải tiến hành điều tra thành phần loài Tất nhiên, yêu cầu cụ thể điều tra thành phần lồi khơng giống với u cầu nhà phân loại học, đối tượng nghiên cứu quần xã, hệ sinh thái hay vùng địa lí Mục tiêu nghiên cứu là: - Nắm toàn thành phần loài nguồn gốc quần xã - Đánh giá độ đầy lồi quần xã, vai trị lồi quần xã hay sinh cảnh - Nắm thành phần tuổi quần thể quần xã - Đánh giá giá trị tài nguyên thực vật sinh cảnh 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NGOÀI TỰ NHIÊN 1.1.1 Những trang bị phục vụ cho nghiên cứu Dụng cụ thu mẫu bao gồm cặp gỗ hay túi đựng mẫu túi dứa hay polyetylen, túi ngông, kéo, dao cắt cây, giấy báo, dây buộc, nhãn, kim chỉ, bút chì, sổ ghi chép, cồn, băng dính, máy ảnh, camera, la bàn, thước dây, loại dụng cụ để đo độ cao, đường kính thân, đồ loại trang bị cho cá nhân để rừng 1.1 Nghiên cứu thiên nhiên Để thu mẫu cách đầy đủ đại diện cho quần xã hay vùng nghiên cứu, khơng thể hết điểm vùng đó, phải xây dựng tuyến điều tra điểm để thu mẫu Các tuyến điểm phải bao quát dược tất vi môi trường vùng nghiên cứu Nhà nghiên cứu tiến hành nghiên cứu theo tuyến điều tra vừa dùng tuyến vừa dùng điểm (ô tiêu chuẩn) tuỳ theo yêu cầu đặt 1.1.2.1 Điều tra nghiên cứu theo tuyến -Lập tuyến điều tra: Dựa sở đồ địa hình khu vực, nhà nghiên cứu phải xác định sinh cảnh cần giám sát, đánh giá thu mẫu Trên sở nguồn lực, kinh phí mục tiêu, xác định khu vực lập tuyến điều tra, số tuyến điều tra số lần lặp lại - Cự li tuyến: Khoảng gần xa tuyến phụ thuộc vào mức độ chi tiết chương trình nghiên cứu Khoảng cách tuyến chọn từ 50 - 100 1000m -Hướng tuyến: Trong điều tra, hướng tuyến phải vng góc với đường đồng mức phải đánh dấu đồ - Thu thập mẫu: Tuỳ theo kiểu thảm thực vật mà yêu cầu quan sát ghi chép có khác ; với kiểu thảm thuộc thảo, độ rộng quan sát ghi chép im hai phía đường Thảm bụi hay rừng 2m phía Trên dải đường đó, phải ghi chép đánh dấu cá thể, loài bắt gặp, thu mẫu loài phát hiện, trạng thái sinh dưỡng (không hoa, quả) -Nguyên tắc thu mẫu: Mỗi mẫu phải lấy đầy đủ phận gồm cành, hoa với gỗ, với thảo nên lấy Mỗi nên thu từ - 10 mẫu Có cách đánh số, từ trở từ thu mẫu kết thúc đời nghiên cứu đánh số theo vùng nghiên cứu Khi thu mẫu phải ghi chép đặc điểm dễ nhận biết thiên nhiên đặc điểm vỏ, kích thước cây, màu sắc hoa, quả, có hay khơng có nhựa mủ, mùi vị Hình Nhãn thơng tin cần thu thập Thu ghi chép xong, buộc và.o cành (hay thân) nhãn có ghi chép đầy đủ, cho vào cấp gỗ hay bao tải mang nhà Cần ý đặt mẫu vào túi phải nhẹ nhàng, có hoa, qua dùng loại túi ngửng, giấy đựng buộc lại - Cách thu mẫu gỗ: Với gỗ nhỏ dùng sào với đầu móc nhọn câu liêm Cũng dùng kéo cắt cành cao - loại dụng cụ có cán dài có dây để cắt cành cao hay vách đá, nguy hiểm khó trèo Nếu gỗ to dùng câu liêm, kéo cắt cành cao th dân địa phương thu hái Với khơng thật to dùng loại guốc trèo lấy mẫu Nếu gỗ cao, đường kính lớn phải leo trực tiếp, có dây bảo hiểm đóng đinh lớn tạo thành bậc để đặt chân buộc đoạn sào làm tay vịn Có thể dùng súng cao su bắn hịn chì có kéo theo sợi dây dài nhẹ bền, cho sợi dây vắt qua cành cần thu làm mẫu Đoạn sợi có gắn lưỡi cưa nhỏ hình vịng cung Sau đưa lưỡi cưa vào cành chọn, điều khiển cho lưỡi cưa đứng thẳng cành ấn sâu vào gỗ, kéo cưa Cũng dùng súng cao su bắn lấy cành nhỏ, hoa, quả, mẫu nhỏ để kiểm tra hay giám định tên - Cách thu mẫu thân cỏ: Thu hái mẫu thân cỏ thường dễ tiến hành Tuy nhiên, phải ý tuỳ loài mà thu thập phận quan trọng để làm tiêu giám định tên dễ dàng Đối với thân cỏ dùng kéo cắt đoạn cành có đủ lá, hoa, Đối với thân rễ có củ, dùng xẻng nhỏ đào hay lấy phần Mẫu cần thu hái lồi tre nứa lóng tre mo thân từ đốt thứ đến thứ ghi rõ đặc điểm, cách mọc thân ngầm Mẫu loài song mây phải có tan mây roi mây -Thu mẫu mọc nước (thuỷ sinh): Nếu nước cạn lội xuống để thu trực tiếp mẫu thuỷ sinh Dùng xẻng nhỏ đào thân rễ, sau tỉa bớt để làm mẫu Nếu nước sâu trù thuyền vớt lồi trơi mặt nước, dùng móc để thu lồi sống bám, sống lơ lửng - Thu mẫu sống bám (bì sinh): Đối với nhóm sống nhờ, sống bám, hoại sinh (nấm, địa y, phong lan, tầm gửi ) ta dùng dao nhỏ hay cưa cắt lấy phần chủ Cây chủ cần cho nghiên cứu chi tiết - Thu mẫu lồi có giá trị kinh tê: Đối với có giá trị kinh tế cao làm thuốc, cho tinh dầu, cho nhựa mủ, gỗ q ngồi phần thu bình thường loài khác, cần lấy bổ sung phận có cơng dụng để sau có đủ ngun liệu phân tích thành phần lí hố học 1.1.2.2 Điều tra nghiên cứu theo ô tiêu chuẩn Khác với điều tra theo tuyến, điều tra theo ô tiêu chuẩn giúp cho người nghiên cứu xác định diện tích điều tra, ghi chép liệu cách cụ thể chi tiết Những nội dung cần nghiên cứu ô tiêu chuẩn bao gồm: Thống kê thành phần lồi từ đánh giá độ đầy lồi quần xã, đánh giá vai trị loài quần xã, đánh giá sinh trưởng, phát triển tái sinh loài - Có loại tiêu chuẩn: tiêu chuẩn tạm thời ô tiêu chuẩn cố định Việc lựa chọn ô tiêu chuẩn loại tuỳ thuộc vào yêu cầu nghiên cứu Thông thường với nội dung cần làm loại tiêu chuẩn - Phương pháp đặt tiêu chuẩn: Có thể chọn phương pháp ngẫu nhiên, theo hệ thống xác định trước đồ chọn điển hình quần xã -Hình dạng, kích thước số lượng ô tiêu chuẩn: Tuỳ theo yêu cầu, nội dung nghiên cứu sử dụng phương pháp đặt ô mà diện tích khác nhau, ngun tắc chung diện tích nhỏ số lượng phải lớn, cịn diện tích lớn số lượng giảm Làm ô tiêu chuẩn tốn nhiều công sức nên dùng ô tiêu chuẩn làm phương pháp nghiên cứu thường kết hợp làm với nhiều nội dung, không đáp ứng yêu cầu số lượng mà chất lượng, tái sinh, cấu trúc động thái quần xã Đối với phương pháp ngẫu nhiên hệ thống diện tích ô tiêu chuẩn thuộc loại nhỏ Với gỗ diện tích tiêu chuẩn thường 100 - 400m2, bụi 14 - 24m2, thảm cỏ 1m2 với thảm rừng dùng phương pháp tương ứng kiểu thảm, số lượng thường ô nhỏ ô gỗ Với phương pháp làm ô tiêu chuẩn điển hình nguyên tắc làm thử từ nhỏ đến lớn dần, đến diện tích tăng số lồi khơng tăng diện tích đạt gọi diện tích tiêu biểu, thay đổi theo kiểu thảm theo vùng Sử dụng phương pháp số giảm, số lượng cụ thể hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ đồng quần xã - Đối với nhóm thực vật ngoại tầng thường kết hợp với nghiên cứu theo kiểu thảm - Phương pháp thu mẫu, ghi chép ô tiêu chuẩn phần nói Với tiêu chuẩn có u cầu đặc biệt khơng ghi số loài mà số cá thể loài (hoặc số chồi với nhóm hồ thảo xa thảo) phân bố theo khơng gian thời gian (mẫu biểu điều tra xem chương mục 9.3) 1.2 CƠNG TÁC NỘI NGHIỆP 1.2.1 Xử lí mẫu vật Sau ngày lấy mẫu cần đeo nhãn cho mẫu (hình 1) Nhãn ghi số hiệu mẫu tác giả cịn thơng tin khác ghi vào sổ riêng ghi phiếu mô tả gồm đầy đủ mục sau (Xem khung mô tả Nguyễn Nghĩa Thìn): PHIẾU MƠ TẢ CÂY - Số hiệu: - Ngày thu hái: - Người thu hái: - Nơi lấy (ghi rõ khu rừng, làng bản, xã, huyện, tỉnh): - Tên thông thường: - Tên khác (ghi đầy đủ tên dân tộc): - Tên khoa học: - Họ: - Khu vực sinh trưởng (ghi dạng sinh cảnh): - Nơi mọc (sườn, đỉnh, chân đồi, núi, độ cao): - Số lượng (nhiều, trung bình, ít) - Các lồi mọc cùng: - Đặc tính sinh thái chủ yếu: - Hình dạng tán lá: Khi non: Khi trưởng thành: - Cành: Cách mọc: Hình dạng: Lơng màu sắc lơng: Hình dáng thân (trịn, thẳng, có bánh vè ): -Vỏ: Độ dày: Màu sắc: Nhựa mủ: -Chiều cao cây: Cả ngọn: Dưới cành: - Đường kính (ngang ngực): Trung bình: Lớn (quan sát được): -Lá (hình dáng, màu sắc, kích thước non già): -Cụm hoa: Loại: Màu sắc: Kích thước: - Các đặc điểm khác: Hoa: Màu sắc (đài, tràng) Kích thước: Quả: Màu sắc Kích thước: Cơng dụng (điều tra nhân dân): - Xử lí khơ: Sau đeo nhãn, mẫu đặt gọn tờ báo cỡ lớn gập với kích thước 30 x 40cm, vua ngắn ý mẫu phải có sấp, ngửa để quan sát dễ dung mặt mà lật mẫu Đối với hoa nên dùng mảnh báo nhỏ để ngăn cách chúng với hoa hay bên cạnh phịng sấy dễ bị dính vào phận khác Đối với to cần cắt thành lát theo hướng: cắt dốc cắt ngang thành lát để thấy có lát phải có nhãn riêng mang số hiệu Đối với to lấy phần đại diện phần mang số hiệu Sau xếp nhiều mẫu thành chồng, - mẫu nên chèn nhơm lượn sóng để thơng thống giữ nhiệt giúp cho mẫu chóng khơ khơng phải thay giấy báo ngày trước đây, sau dùng đơi cặp ô vuông (mắt cáo) để ốp ép chặt mẫu bó lại Nếu mẫu có to hay cành to, ép nhớ chèn tờ báo xung quanh để nâng cao mặt cho mẫu nằm mặt phẳng Giữa mẫu chèn nhiều báo tất Cách bó xem hình Bó mẫu đưa phơi nắng sấy bếp than hay tủ sấy Nếu khơng có nhơm, ngày phải thay giấy báo để mẫu chóng khơ khơng bị ẩm tránh cho mẫu bị hỏng - Xử lí ướt: Khi khơng có thời gian điều kiện làm mẫu ngày, ép mẫu tạm thời hai tờ báo gập đôi, không chèn ngay, ghi đầy đủ thông số lên nhãn Sau làm mẫu xong không dùng cặp mắt cáo để ép mẫu hay ép thời gian ngắn cho chúng đủ thời gian ổn định vị trí, sau bỏ cặp dùng giấy báo bọc ngồi, bó chặt lại cho bó mẫu vào túi polyetylen cỡ lớn Mỗi túi lớn chứa nhiều bó mẫu, dùng cồn đủ cho thấm ướt tờ báo buộc chặt lại để chuyển nơi có điều kiện sấy khơ Cách làm giữ cho mẫu khoảng tháng mà không cần phải sấy Mục đích để giết enzym chống rụng - Xử lí sấy khơ: Khi mẫu chuyển phịng thí nghiệm việc cần tiến hành xử lí kịp thời Trước hết dùng tờ báo mang vật mẫu ra, rải tờ báo nhân dân hay tờ báo khác gập có kích thước 30 x 40cm, vuốt cho phẳng đảm bảo ln ln có mặt sấp mặt ngửa Dùng tờ báo khác phủ lên Lớp phủ dày tốt để vật mẫu phẳng Cứ sau - mẫu chèn thêm nhơm lượn sóng Khoảng 15 - 20 mẫu dùng hai cặp mắt cáo buộc lại cho chặt (Hình 3) Các mẫu sau bó chặt cho nắng phơi cho vào tủ sấy để sấy khơ Điều kiện khơng có tủ sấy tự làm lấy hộp nhôm trống (hộp giữ nhiệt), bên có gờ lót lưới thép đặt bó mẫu lên, phía dùng bếp điện hay bếp than để hun nóng (Hình 4) Sấy liên tục khoảng tuần mẫu khơ Nếu dùng nhơm lượn sóng xen bó mẫu ngày khơng cần thay giấy báo Tốt đợt nên thay lần báo Sau mẫu khô, mẫu lấy đặt tờ báo xếp thành bó buộc lại để chờ định tên 1.2.2 Xác định tên khoa học Sau sấy khô xác định tên khoa học trước chưa ngâm tẩm thuốc chống côn trùng nấm tiến hành việc ngâm tẩm xong xây dựng thành bìa mẫu hồn chỉnh sau tiến hành việc phân tích mẫu Cách tiến hành thứ hai thường khơng thích hợp làm việc tiếp xúc với chất độc hại, nhiều ảnh hưởng tới sức khoẻ Ở áp dụng cách thứ tức sau sấy mẫu khơ khơng qua giai đoạn xử lí độc với ba lí do: Điều kiện khí hậu lạnh trùng phá hoại, phịng lưu giữ mẫu đại đảm bảo độ kín với mức độ ẩm xâm nhập vào thấp năm người ta cho hạ nhiệt độ xuống thấp để tiêu diệt côn trùng trứng chúng phun thuốc độc sau khoảng tháng đóng kín, sau làm sử dụng 1.2.2.1 Các dấu hiệu hình thái Trước phân tích định loại, việc làm quen thuật ngữ hình thái cần thiết Những dấu hiệu thể qua chương 1.2.2.2 Phân chia mẫu theo họ chi Trước phân tích mẫu khơ lưu bảo tàng thực vật hay phịng mẫu khơ (bách thảo = Herbarium) với đầy đủ tên khoa học, ta mang mẫu thu so với mẫu lưu để có tên sơ Nếu mẫu hồn tồn giống tạm yên tâm với tên xếp riêng Những mẫu cịn nghi ngờ trù tiếp tục phân tích cụ thể tra tên khoa học theo khố xác định Trường hợp khơng thể xác định tên khoa học lồi gửi tiêu phòng tiêu sau nhờ nhà phân loại thực vật có kinh nghiệm giám định: - Phòng Tiêu thực vật, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật (đường Hoàng Quốc Việt, quận Cầu Giấy, Hà Nội) - Bảo tàng Thực vật, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (19 Lê Thánh Tơng, Quận Hồn Kiếm, Hà Nội) - Phòng Tiêu thực vật, Viện Điều tra Quy hoạch rừng (Thanh Trì - Hà Nội - Phịng Tiêu thực vật, Trường Đại học Lâm nghiệp (Xuân Mai, Hà Tây) - Phòng Tiêu thực vật, Viện Sinh học nhiệt đới (85 Trần Quốc Toàn, Quận 3, TP Hồ Chí Minh) 1.2.2.3 Phân tích mẫu Để tra tên khoa học, phải tiến hành phân tích mẫu thu thập Khi phân tích mẫu khơ phải lấy từ hoa cho vào ống nghiệm với nước vừa đủ ngập hoa đun sôi để mẫu trở lại trạng thái bình thường Hai tay với kim nhọn tách từ từ phận hoa kính lúp để quan sát vẽ hình Khi phân tích ý số ngun tắc sau: - Phân tích từ tổng thể bên ngồi đến chi tiết bên - Phân tích từ lớn đến nhỏ - Phân tích đơi với ghi chép vẽ hình 1.2.2.4 Vẽ hình Vẽ hình dành cho nhà phân loại Vẽ hình trước hết tự vừa phân tích vừa vẽ để đảm bảo độ chân thực Lấy tờ giấy kẻ li để lên bàn lúp sau để kính chồng lên (có thể dán vào mặt kính), mẫu để lên kính tiến hành phân tích phận hoa li rõ kích thước chúng Trong lúc lấy tờ giấy vẽ có kẻ vng tuỳ ý từ điều chỉnh vị trí phận theo chiều li bàn lúp vẽ lên tờ giấy ô vng để vẽ chúng lên đó, vng giấy vẽ tương ứng với ô li bàn lúp Sau vẽ xong đặt đoạn rõ tỉ lệ phận vẽ theo tương ứng ô li với ô vuông tức li nam cạnh vng tương ứng 1mm Song song với vẽ hình tiến hành chụp ảnh qua lúp hay quan sát chụp ảnh qua lúp gắn với hình máy tính 1.2.2.5 Tra tên khoa học Sau phân tích, tiến hành tra tên khoa học dựa theo khoá xác định lượng phân vừa phân tích vừa tra khố Chú ý số ngun tắc tra tên sau: - Hoàn toàn khách quan trung thành với mẫu thực, không phụ thuộc vào tên giám định sẵn hay tên tác giả xác định trước - Khi tra khố ln ln đọc đặc điểm đối lúc để dễ dàng phân định cặp dấu hiệu Xác định tên lồi: Trong q trình tiến hành xác định tên khoa học phải tuân theo nguyên tắc định Các tài liệu dùng trình xác định tên khoa học gồm: - Cây cỏ Việt Nam (Phạm Hoàng Hộ, 1991 - 1993, 1999 - 2000) - Cây gỗ rừng Việt Nam (1971 - 1988) - Vân Nam thực vật chí (Trung Văn) - Thực vật chí đại cương Đơng Dương (Lecomte, 1907 - 1952 Flore Générale de IIndochine) Thực vật chí Cam-pu-chia, Lào, Việt Nam (Aubréville A.et al., 1960 - 1997 Flore du Camboge, du Laos et du Vietnam) - Flora of China Flora of China - Illustration (Wu Zheng-yi and P.Re van, 1994 - 2000) 10 ... hiểu biết sinh thái sinh vật học thành phần thực vật quần xã Học phần phương pháp nghiên cứu sinh thái môn nhằm trang bị phương pháp nghiên cứu thực vật, quần xã thực vật cho sinh viên học viên... quần xã thực vật Đây phương pháp thường dùng, phương pháp nghiên cứu đóng vai trò quan trọng kết nghiên cứu môn sinh thái quần xã thực vật Tuy nhiên, mơn q trình phát triển bổ sung hồn thiện phương. .. phương pháp, không cứng nhắc vận dụng Đây phương pháp nghiên cứu trời, phương pháp nghiên cứu phịng thí nghiệm khơng trình bày học phần Tác giả Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI THỰC