Tóm tắt Luận án tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái và biện pháp bảo tồn loài Pơ mu (Fokienia hodginsii (Dunn) A. Henry & H. H. Thomas), Sa mu dầu (Cunninghamia

Mục đích nghiên cứu của đề tài là góp phần bổ sung thêm về đặc điểm sinh học, đặc điểm sinh thái, nhân giống và thành phần hóa học tinh dầu của loài Pơ mu và Sa mu dầu ở Khu DTSQ miền Tây Nghệ An, làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp để bảo tồn và phát triển hai loài này tại khu vực nghiên cứu.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH     NGUYỄN THỊ THANH NGA NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI VÀ BIỆN PHÁP BẢO TỒN LOÀI PƠ MU (Fokienia hodginsii (Dunn) A. Henry & H. H. Thomas), SA MU DẦU (Cunninghamia konishii Hayata) Ở KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN MIỀN TÂY NGHỆ AN Chun ngành: Thực vật học Mã số: 9.42.01.11 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGHỆ AN ­ 2019 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài   Khu Dự trữ sinh quyển (DTSQ) miền Tây Nghệ An thuộc tỉnh Nghệ An là  khu DTSQ lớn nhất Đơng Nam Á với diện tích 1.299.795 ha, bao gồm 9 huyện, là  hành lang xanh kết nối 3 vùng lõi: Vườn Quốc gia (VQG) Pù Mát, Khu Bảo tồn   thiên nhiên (BTTN) Pù Huống và Khu BTTN Pù Hoạt. Đây là khu vực có các sinh  cảnh sống rất đa dạng, có giá trị lớn về đa dạng sinh học.  Pơ  mu (Fokienia hodginsii (Dunn) A. Henry et H. H. Thomas) và Sa mu dầu  (Cunninghamia konishii Hayata) là hai trong số 12 lồi Thơng (Pinophyta) có mặt ở  Khu DTSQ miền Tây Nghệ An. Pơ mu và Sa mu dầu rất có giá trị đối với đời sống  con người. Ngồi ra, chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc giữ  hệ  sinh   thái rừng đầu nguồn. Đây là 2 lồi có trong danh lục IUCN, Sách Đỏ Việt Nam và  được xếp vào nhóm IIA Nghị Định 32/ NĐ ­ CP của Chính phủ.   Cho đến nay, đã có một vài nghiên cứu cơng bố  về  phân bố,  một số  đặc   điểm sinh học, sinh thái và tái sinh tự nhiên của lồi Pơ mu và Sa mu dầu ở một số  điểm thuộc Khu DTSQ miền Tây Nghệ  An. Tuy nhiên,  chưa có cơng trình nào  nghiên cứu một cách đầy đủ tất cả các nội dung trên, đặc biệt là  nghiên cứu cơ sở  khoa học để bảo tồn hai lồi Thơng này tại khu DTSQ Xuất phát từ tình hình thực tiễn đó,  chúng tơi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu   một số đặc điểm sinh học, sinh thái và biện pháp bảo tồn lồi Pơ mu (Fokienia   hodginsii  (Dunn)   A   Henry   &   H   H   Thomas),   Sa   mu  dầu   (Cunninghamia   konishii Hayata) ở Khu Dự trữ sinh quyển miền Tây Nghệ An” nhằm góp phần  bảo tồn, phát triển hai lồi q hiếm trên   Nghệ  An nói riêng và Việt Nam nói  chung 2. Mục tiêu nghiên cứu  2.1. Mục tiêu tổng qt Góp phần bổ  sung thêm về  đặc điểm sinh học, đặc điểm sinh thái, nhân  giống và thành phần hóa học tinh dầu của lồi Pơ mu và Sa mu dầu ở Khu DTSQ  miền Tây Nghệ An, làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp để bảo tồn và phát  triển hai lồi này tại khu vực nghiên cứu 2.2. Mục tiêu cụ thể ­ Mơ tả được đặc điểm hình thái, giải phẫu, đặc điểm phát triển theo mùa,  một số  đặc điểm sinh thái (phân bố, mật độ, diện tích, trữ  lượng, một số  đặc  điểm quần xã và điều kiện khí hậu, đất đai) của lồi Pơ mu và Sa mu dầu ­ Mơ tả  được đặc điểm tái sinh tự  nhiên và đánh giá khả  năng nhân giống  bằng hạt, bằng hom của lồi Pơ mu và Sa mu dầu ­ Xác định được thành phần hóa học tinh dầu các bộ phận của cây Pơ mu và  Sa mu dầu ­ Đánh giá hiện trạng và những tác động đối với lồi Pơ mu và Sa mu dầu từ  đó đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển hai lồi này 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn  3.1. Ý nghĩa khoa học Góp phần bổ sung các dẫn liệu về đặc điểm sinh học, sinh thái, nhân giống   và thành phần hóa học tinh dầu của lồi Pơ mu và Sa mu dầu, hai lồi Thơng có vai   trò quan trọng trong hệ sinh thái rừng cũng như đời sống của con người 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ­ Cung cấp dữ liệu khoa học về lồi Pơ  mu và Sa mu dầu cho tồn bộ  Khu  DTSQ miền Tây Nghệ An, từ đó định hướng cho cơng tác bảo tồn và phát triển hai  lồi này tại tỉnh Nghệ An cũng như cho một số khu vực khác ở Việt Nam ­ Luận án là tài liệu tham khảo, tài liệu nghiên cứu và giảng dạy cho các nhà  khoa học, các cán bộ  kỹ  thuật, sinh viên,  về  các đặc điểm sinh học, sinh thái,   thành phần hóa học tinh dầu và nhân giống của lồi Pơ mu và Sa mu dầu.  4. Những đóng góp mới của luận án ­ Bổ sung một số dẫn liệu mới về cấu trúc giải phẫu lồi Pơ mu và Sa mu dầu.  ­ Bổ  sung một số  dẫn liệu mới về phân bố, diện tích và trữ  lượng lồi Pơ  mu và Sa mu dầu cho tồn bộ Khu DTSQ miền Tây Nghệ An ­ Bổ sung một số dẫn liệu mới về sử dụng chất điều hòa sinh trưởng trong  nhân giống bằng hom của lồi Sa mu dầu ở Việt Nam ­ Bổ sung một số  dẫn liệu mới về thành phần hóa học tinh dầu lá của lồi  Pơ mu ở Việt Nam, tinh dầu nón của lồi Pơ mu và tinh dầu của nón, rễ, nhựa lồi  Sa mu dầu cho khoa học ­ Bổ sung một số dẫn liệu mới về mới về dạng gỗ đỏ và dạng gỗ trắng của  Pơ mu và Sa mu dầu bằng một số thơng số di truyền 5. Bố cục của luận án Luận án bao gồm 137 trang: Mở đầu (4 trang), Chương 1.Tổng quan tài liệu   (26 trang), Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (17 trang),  Chương 3. Kết quả  nghiên cứu và thảo luận (88 trang), Kết luận và kiến nghị  (2   trang), Danh mục các cơng trình cơng bố của tác giả liên quan đến luận án, Tài liệu  tham khảo, Phụ lục 1, 2, 3, 4, 5, 6,7.   Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về ngành Thơng (Pinophyta) 1.1.1. Trên thế giới Trên thế giới, số lồi ngành Thơng (Pinophyta) hiện tồn tại trong thảm thực   vật trên bề  mặt trái đất khơng nhiều, có  615 lồi thuộc 70 chi, 8 họ  (Farjon A,  2010). Theo Danh lục đỏ  của Liên minh Quốc tế  về  Bảo tồn Thiên nhiên có 211  lồi Thơng (chiếm 34%) được đánh  giá bị  đe dọa tuyệt chủng   mức quốc tế  (IUCN, 2013). Số lồi Thơng ở vùng nhiệt đới khoảng 200 lồi và mơi trường sống  bị đe dọa nhất là những rừng mưa nhiệt đới (Filer D. and Farjon A., 2013).  1.1.2. Ở Việt Nam  Ở Việt Nam, đã phát hiện hơn 50 lồi Thơng, trong đó có 33 lồi Thơng bản  địa thuộc 5 họ  19 chi,  có 26 lồi (  xấp xỉ  80%) có trong danh lục đỏ  của IUCN  (2013), trong đó  lồi Pơ  mu  được  xếp phân hạng thuộc nhóm Sẽ  nguy cấp_VU  A2acd, lồi Sa mu dầu được xếp nhóm Nguy cấp_EN A2cd; B2ab(ii,iii,v).  1.2. Một số nghiên cứu về lồi Pơ mu và Sa mu dầu  1.2.1. Trên thế giới  Phần này lược sử  nghiên cứu về  vị  trí phân loại, đặc điểm hình thái, giải  phẫu, đặc điểm sinh thái đặc điểm tái sinh, nhân giống, thành phần hóa học tinh  dầu và đặc điểm di truyền của lồi Pơ mu và Sa mu dầu trên thế giới.  Đối với lồi Pơ mu trên thế giới đã có các nghiên cứu tập trung về phân loại,  hình thái, sinh thái, giải phẫu và phát triển của cơ quan sinh sản  và sự thụ tinh, các  thử nghiệm về nhân giống bằng giâm hom, phân tích thành phần hóa học tinh dầu lá  và đặc điểm di truyền về bộ NST lưỡng bội của lồi (Zheng Rong  et al., 2007), (Li  H. L., Keng H., 1994),  (Chen Z. K. and Wang F. H., 1980a, 1980b, 1981), (Farjon  A.,2010), (Pan J. G. et al. 1991), (Zonneveld B. J. M., 2012), Đối với lồi Sa mu dầu, số cơng trình nghiên cứu ít hơn lồi Pơ mu, chủ yếu   tập trung về phân loại, hình thái, đặc điểm sinh thái, phân tích về thành phần hóa  học tinh dầu của gỗ  thân và lá, nhân giống bằng biện pháp giâm hom và   nghiên  cứu  đặc điểm di truyền về  bộ  NST lưỡng bội của loài  (Schlarbaum S. E. and  Tsuchiya T.,1984), (Jia G. et al.,1998), (Atkinson B. A. et al., 2015), (Su Y. C. et al.,  2012), (Liang Wen­ying, 2010), 1.2.2. Ở Việt Nam  Phần này lược sử nghiên cứu về  hình thái, đặc điểm sinh thái, đặc điểm tái  sinh, nhân giống, phân tích thành phần hóa học tinh dầu và nghiên cứu về đặc điểm  di truyền của lồi Pơ mu và Sa mu dầu ở Việt Nam.    Ở  Việt Nam, cho đến nay các cơng trình nghiên cứu về  Pơ  mu còn ít, chủ  yếu là mơ tả  hình thái, phân bố, đặc tính sinh thái chung;  nghiên cứu đặc điểm di  truyền một số  quần thể   ở một số địa phương, phân tích thành phần hóa học tinh   dầu mới ở gỗ thân và gỗ rễ. Đã có một số thử nghiệm nhân giống bằng gieo hạt,  giâm hom và ni cấy mơ Pơ mu cho kết quả khá khả quan (Nguyễn Hồng Nghĩa  và Trần Văn Tiến, 2002), (Nguyễn Tiến Hiệp và cs., 2004), (Phạm Thế Anh và cs.,  2007), (Nguyễn Quang Hưng và cs., 2010), (Nguyễn Thị Phương Trang, 2012),    Sa mu dầu ở Việt Nam phân bố hẹp ở hai tỉnh phía Bắc (Hà Giang, Sơn La) và  hai tỉnh miền Trung (Thanh Hóa, Nghệ An). Các kết quả nghiên cứu về lồi này trong  nước còn rất hạn chế, chủ yếu tập trung mơ tả hình thái bên ngồi, một số đặc điểm  sinh thái chung, đặc điểm di truyền một số quần thể và nhân giống Sa mu dầu bằng   gieo hạt (Nguyễn Thị Phương Trang, 2012), (Phan Kế Lộc và cs., 2013), (Trần Huy  Thái và cs., 2007), 1.2.3. Ở Khu Dự trữ sinh quyển miền Tây Nghệ An Các nghiên cứu về  Pơ  mu và Sa mu dầu   Khu DTSQ miền Tây Nghệ  An  còn rất ít, chủ  yếu mới dừng lại   phát hiện một số  điểm phân bố, mơ tả  đặc  điểm sinh học và  đặc điểm  sinh thái chung. Chưa có một cơng trình nào nghiên  cứu hai lồi này một cách tồn diện và có hệ thống, đặc biệt trên một phạm vi lớn    tồn bộ  Khu DTSQ Tây Nghệ  An (Phan Kế  Lộc và cs., 2007), (Nguyễn Văn   Sinh, 2009), (Hồng Văn Sâm và Trần Đức Dũng, 2013),   1.3. Đặc điểm Điều kiện tự  nhiên ­ Kinh tế  ­ Xã hội khu vực nghiên  cứu Nội dung phần này nêu vị  trí địa lý, địa hình, đặc điểm khí hậu, thủy văn,   đất đai, đặc điểm kinh tế, xã hội của khu vực nghiên cứu. Khu DTSQ miền Tây  Nghệ  An có diện tích lớn (1.299.795 ha), nằm trên địa bàn 9 huyện: Quế  Phong,  Quỳ   Châu,   Quỳ   Hợp,  Kỳ   Sơn,   Tương   Dương,  Con   Cng,   Anh   Sơn,   Thanh  Chương  và Tân Kỳ, có 440,8 km  đường  biên giới Việt ­  Lào.  Khu DTSQ thu ộc  dãy Trườ ng Sơn Bắc, có địa hình dốc, nhiều núi non, đị a hình nhìn chung thấp   dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có  nhiều nhóm đất chính như  đất đỏ  vàng, đất vàng nhạt, đất vàng đỏ, đất đỏ  nâu  trên đá vơi, đất Feralit đỏ vàng trên núi, đất mùn trên núi cao, đ ất Feralit vùng đồi.  Tại Khu DTSQ có nhiều dân tộc sinh sống, khoảng 1.197.628 người (chiếm 41%  dân số  tồn tỉnh) (số  liệu năm 2015). Nguồn thu nhập của người dân trong vùng  chủ  yếu vẫn từ  sản xuất nông nghiệp, mức sống của người dân trong vùng rất  thấp (ước đạt 16 triệu đồng/năm/người).  Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng   nghiên cứu của  đề  tài là hai loài Pơ  mu ( Fokienia hodginsii  (Dunn) A. Henry et H. H. Thomas) và Sa mu dầu ( Cunninghamia konishii Hayata)  thuộc họ  Hoàng đàn  (Cupressaceae) mọc tự  nhiên  ở  6 huyện, gồm: Quế  Phong,  Quỳ  Châu, Kỳ Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn thuộc Khu DTSQ miền  Tây Nghệ  An, tỉnh Nghệ  An. Đề  tài được tiến hành nghiên cứu từ  tháng 10 năm  2013 đến tháng 6 năm 2017 2.2. Nội dung nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu những nội dung sau đây:  ­ Nghiên cứu đặc điểm hình thái, giải phẫu, phát triển theo mùa của lồi Pơ  mu và Sa mu dầu.  ­ Nghiên cứu đặc điểm sinh thái của lồi Pơ mu và Sa mu dầu: phân bố, mật   độ, diện tích, trữ  lượng, địa hình, đất đai, hướng phơi, khí hậu và một số  đặc   điểm quần xã thực vật (cấu trúc tầng thứ, độ  tàn che, quan hệ  sinh thái với lồi  mọc cùng) ­ Đánh giá khả năng tái sinh và thử nghiệm kỹ thuật nhân giống bằng hạt và   cành hom lồi Pơ mu và Sa mu dầu ­ Phân tích thành phần hóa học tinh dầu các bộ phận của cây.  ­ Phân tích một số  thơng số  di truyền của dạng gỗ đỏ  và trắng của lồi Pơ  mu và Sa mu dầu ­ Đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp bảo tồn và phát triển lồi Pơ mu  và Sa mu dầu ở Khu DTSQ miền Tây Nghệ An 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp kế thừa tài liệu Kế thừa có chọn lọc các số liệu, tài liệu liên quan đến nội dung luận án nghiên  cứu 2.3.2. Phương pháp phỏng vấn  Điều tra phỏng vấn theo phương pháp của Gary J. Martin (2002) 2.3.3. Phương pháp điều tra thực địa Phương pháp nghiên cứu thực địa được áp dụng theo tài liệu Các phương   pháp nghiên cứu thực vật (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2007) 2.3.3.1. Dụng cụ và thiết bị sử dụng Sử dụng các dụng cụ và thiết bị điều tra ở địa hình như máy GPS, máy ảnh,  máy đo chiều cao,… 2.3.3.2. Xác định địa điểm và tuyến điều tra a.Tuyến điều tra Thiết lập 47 tuyến điều tra trên nhiều địa hình: trên các sườn núi, trên dơng  núi, dọc các con suối chính và đi qua các bản   nằm   địa bàn của 22 xã thuộc 6  huyện của Khu DTSQ miền Tây Nghệ An ­ Huyện Quế  Phong có 18 tuyến: 1. Suối Púng, 2. Suối Nậm Cân, 3. Bản  Mường Phú, 4. Suối Lân, 5. Suối Huồi Bành Thọng , 6. Suối Mít, 7. Khe Phà Phay­  Khe Núi Lửa, 8. Suối Huồi Chạm, 9. Suối Huồi Hạp, 10.  Suối Huồi Giải, 11. Suối  Huồi Dừm, 12. Suối Huồi Lĩnh,  13. Núi Phà Lòi, 14. Núi Chóp Cháp, 15.  Núi Pù  Hoạt, 16. Khe Kịa, 17. Khe Huồi Quẹ, 18. Khe Huồi Huống (còn gọi Ngã ba Pù   Lon) ­ Huyện Quỳ  Châu có 3 tuyến: 1. Bản Mục Pán, 2. Khe Pà Hạ, 3. Núi Pù  Lon (xã Diên Lãm) ­ Huyện Kỳ Sơn có 9 tuyến: 1. Khe Huồi Xã, 2. Khe Lợt,  3. Núi Pù Lon (xã   Tây Sơn), 4. Bản Pủng, 5. Bản Phà Nọi, 6. Bản Buộc Mú, 7. Khe Na Ca, 8. Khe   Huồi Lom, 9. Khe Nậm Khiên ­ Huyện Tương Dương có 8 tuyến: 1. Dải Lồng Quang, 2. Núi Pho Bén,  3.  Dải   Phu  Pha  Đéng,  4  Khe  Ngân,   Bản  Phà  Lõm, 6  Khe   Đá,  7. Khe  Thơi  ­  Thượng Khe Bu (bao gồm Dơng Pù Xam Liệm nhỏ),8. Đỉnh Pù Đón Cắn ­ Huyện Con Cng có 8 tuyến: 1. Đường ranh 799, 2. Khe Luồng, 3.Tuyến   biên giới 808, 4. Núi Pù Nhơng, 5. Khe Kèm, 6. Khe Còng, 7. Thượng nguồn Khe   Ngõa, 8. Dơng khe Ca ­ khe Tun,  ­ Huyện Anh Sơn có 1 tuyến: Núi Cao Vều b. Lập ơ tiêu chuẩn Mỗi tuyến lập từ 1 ­ 2 OTC, phương pháp lập OTC theo Võ Văn Hồng và cs.  (2007).  Trong OTC thu thập các số  liệu: tọa độ, kiểu phân bố, mật độ, trữ  lượng,   lồi cây mọc kèm, độ tàn che, cây tái sinh và đánh giá tác động của con người c.  Xử lí số liệu điều tra thực địa   ­ Xây dựng bản đồ  phân bố:  Vùng phân bố  của lồi được vẽ  trên phần  mềm MapInfo ­ Tính mật độ cá thể và mật độ cây tái sinh  + Mật độ được tính theo cơng thức: N/ha = n 10.000  (cây/ha) (3­1) S0 Trong đó: n: Số  lượng cá thể  của lồi hoặc tổng số  cá thể  trong ƠTC; So:   Diện tích ƠTC (m2); + Mật độ cây tái sinh tính theo cơng thức: N/ha = n 10.000  (cây/ha) (3­2) Sdt Trong đó: Sdt: Diện tích ơ điều tra tái sinh (m2); n: Số lượng cây tái sinh điều  tra được (Võ Văn Hồng và cs., 2007) + Tính trữ lượng Trữ lượng của rừng tính theo cơng thức M = Σ G x H x f 1.3 (m3) (3­3) Trong đó: Σ G: Tổng tiết diện ngang của rừng đo tại vị trí 1,3 m, H: Chiều  cao bình qn của các cây rừng, f  1.3:  Hình số  1,3.(0,483) (Võ  Văn Hồng và cs.,  2007), (Sổ tay điều tra quy hoạch rừng, 1995) ­  Xử lý mẫu và xây dựng bảng danh lục các lồi thực vật mọc cùng + Mẫu thu thập được từ thực địa, xử lý theo tài liệu của Nguyễn Nghĩa Thìn  (2007) + Xác định tên khoa học lồi Mẫu vật được xác định tên khoa học chủ  yếu dựa vào phương pháp hình  thái   so   sánh,   chủ   yếu   theo   tài   liệu  Cây   cỏ   Việt   Nam  (Phạm   Hồng   Hộ,   3  tập), Kiểm tra lại tên khoa học lồi theo Sách tra cứu tên cây có Việt Nam của Võ  Văn Chi (2007).  ­ Xác định mối quan hệ  sinh thái giữa lồi Pơ  mu, Sa mu dầu với các lồi   tầng cây gỗ Phân hạng cây mọc kèm cùng với lồi Pơ  mu và Sa mu dầu theo mức độ  thường gặp áp dụng cơng thức theo Triệu Văn Hùng (1994):                             Số ơ có cá thể xuất hiện  P0   =  x  100 (3­4)    Tổng số ơ điều tra     Số cá thể của một lồi cây Pc  =  x 100 (3­5)    Tổng số cá thể của các lồi Trong đó: P0 là tần xuất xuất hiện tính theo điểm điều tra Pc là tần xuất xuất hiện tính theo số cá thể Kết quả thu được sẽ chia làm 3 nhóm: Nhóm 1: Rất hay gặp, gồm những lồi có P0 > 30% và Pc > 7% Nhóm 2: Hay gặp, gồm những lồi có 30%   P0   15% và 7%   Pc   3%  Nhóm 3: Ít gặp, gồm những lồi có P0