Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của các loài Tuế (Cycas sp.) phân bố tự nhiên tại Vườn Quốc gia Cúc Phương

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ luận văn học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội ngày, 20… tháng 10… năm 2014 Tác giả Đinh Trung Thành ii LỜI NÓI ĐẦU Sau hai năm học tập Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, theo chương trình đào tạo trình độ thạc sỹ, chuyên ngành Lâm học, tơi hồn thành chương trình khóa học, viết luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học loài Tuế (Cycas sp.) phân bố tự nhiên vườn Quốc Gia Cúc Phương” Trong trình học tập thực đề tài, nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình hiệu Phịng đào tạo sau đại học – Trường đại học Lâm Nghiệp Vườn Quốc gia Cúc Phương – Huyện Nho Quan – Tỉnh Ninh Bình Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy giáo khoa Lâm học, khoa sau đại học, trường đại học Lâm nghiệp Việt Nam đặc biệt Thầy giáo – Tiến sỹ Phạm Minh Toại người nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Phòng khoa học hợp tác Quốc Tế vườn Quốc gia Cúc Phương, Nho Quan, Ninh Bình, đặc biệt Thạc sỹ Lê Phương Triều -Giám đốc trung tâm cứu hộ động thực vật hoang dã Vườn quốc gia Cúc phương giúp đỡ thực đề tài Do thời gian có hạn, lực thân cịn hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp, bổ sung từ phía thầy giáo bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày, 20 tháng 12 năm 2014 Tác giả Đinh Trung Thành iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời nói đầu ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vẽ đồ vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 1.1.1 Về phân loại thực vật 1.1.2 Về đặc điểm hình thái, sinh thái 1.1.3 Về bảo tồn loài Tuế 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1.Về phân loại thực vật, số lượng phân bố 1.2.2 Về đặc điểm hình thái, sinh thái 12 1.2.3 Nghiên cứu nhân giống, gây trồng, bảo tồn loài Tuế 12 1.2.4 Nghiên cứu loài hạt trần Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 13 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Mục tiêu 15 2.1.1 Mục tiêu chung: 15 2.1.2 Mục tiêu cụ thể: 15 2.2 Nội dung 15 2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm hình thái 04 loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 15 iv 2.2.2 Đặc điểm sinh thái 04 loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 15 2.2.3 Đề xuất giải pháp bảo tồn loài phát triển 04 loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 15 2.3 Giới hạn nghiên cứu: 16 2.4 Phương pháp nghiên cứu 16 2.4.1 Quan điểm phương pháp luận 16 2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 17 2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 21 Chương ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24 3.1 Điều kiện tự nhiên Vườn quốc gia Cúc Phương 24 3.2 Điều kiện xã hội Vườn quốc gia Cúc Phương 31 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33 4.1 Đặc điểm hình thái 04 lồi Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 33 4.2 Đặc điểm sinh thái 04 loài Tuế vườn quốc gia Cúc Phương 39 4.2.1 Đặc điểm vật hậu loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 39 4.2.2 Đặc điểm phân bố loài Tuế 41 4.2.3 Đặc điểm cấu trúc lâm phần có Tuế phân bố 44 4.2.4 Đặc điểm tái sinh loài Tuế 47 4.2.5 Nghiên cứu đặc điểm tính chất đất nơi có lồi Tuế phân bố 49 4.3 Đề xuất số giải pháp bảo tồn phát triển 04 loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 52 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Chú thích Bộ NN&PTNT : Bộ nông nghiệp phát triển nông thơn C : Cycas D1,3 : Đường kính vị trí 1,3 m Dt : Đường kính tán Hdc : Chiều cao cành Hvn : Chiều cao vút NĐ-CP : Nghị định – Chính phủ OTC : Ơ tiêu chuẩn VQG : Vườn Quốc Gia vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng STT Trang 1.1 Khóa định loại lồi thuộc chi Cycas giới 3.1 Các tiêu khí hậu khu vực Vườn quốc gia Cúc Phương 27 4.1 Đặc điểm vật hậu loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 40 4.2 Kết điều tra phân bố tự nhiên loài Tuế Vườn quốc gia 41 Cúc Phương 4.3 Tổ thành lâm phần có lồi Tuế phân bố 45 4.4 Mật độ tái sinh loài Tuế 48 4.5 Kết phân tích tích chất lý hố học đất 50 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢN ĐỒ STT Tên bảng Trang 3.1 Biểu đồ khí hậu Gaussen-Walter khu vực Cúc Phương 28 4.1 Một số hình ảnh lồi Cycas dolichophylla 34 4.2 Một số hình ảnh lồi Cycas sexseminifera 36 4.3 Một số hình ảnh lồi Cycas hoabinhensis 37 4.4 Một số hình ảnh loài Cycas sp 39 3.1 Thảm thực vật Vườn quốc gia Cúc Phương 31 4.1 Vị trí phân bố loài Tuế Vườn quốc gia Cúc Phương 43 ĐẶT VẤN ĐỀ Tuế hoá thạch sống mang đặc điểm nguyên thuỷ thực vật kỷ Jura cách khoảng 185 triệu năm Với 25 loài chi Tuế, Việt Nam trung tâm đa dạng chi Tuế Các loài Tuế Việt Nam có thân thẳng cao, xanh dày tập trung đầu cành, nón to đẹp có giá trị trồng làm cảnh Hiện hầu hết loài Tuế bị khai thác bừa bãi mục đích thương mại Tại Nghị định số 32/2006/NĐ-CP Chính phủ ngày 30/3/2006 quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp quý, Tất loài chi Tuế đưa vào danh lục thực vật quý (nhóm 2) để quản lý bảo vệ Trong vài thập kỷ qua, mơi trường sống lồi Tuế gặp phải phá huỷ cách nghiêm trọng, phát triển nhanh kinh tế tình trạng gia tăng dân số Đặc biệt, vòng 20 năm trở lại với phát triển ngành kinh doanh cảnh y học, loài Tuế bị khai thác nghiêm trọng bị bán cách bất hợp pháp để làm cảnh làm thuốc Trên phương diện sinh thái học, loài Tuế phân bố tự nhiên Việt Nam chịu hai mối đe dọa (i) nơi cư trú hệ sinh thái rừng nơi loài phân bố bị suy thoái biến thành đất trống (ii) di chuyển có chọn lọc số lồi có giá trị thương mại cao Hậu quả, số quần thể Tuế tự nhiên đứng trước nguy tuyệt chủng khơng có giải pháp bảo tồn hợp lý Đã có số cơng trình nghiên cứu chi Tuế Cúc Phương nói riêng Việt Nam giới nói chung Tuy nhiên, cơng trình nghiên cứu tập trung nghiên cứu phân loại thực vật, phân bố, đặc điểm hình thái…mà chưa có cơng trình nghiên cứu chuyên sâu đặc điểm sinh học để có sở đề xuất giải pháp bảo tồn loài Tuế Đứng trước nguy loài Tuế bị khai thác bừa bãi, số lồi có nguy tuyệt chủng, việc thực đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học loài Tuế (Cycas sp) phân bố tự nhiên Vườn quốc gia Cúc Phương” cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Phần lớn nội dung nghiên cứu luận văn kế thừa từ đề tài nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ cấp Bộ 2006 - 2011 (Bộ NN&PTNN quản lý) tác giả cộng tác viên đề tài Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.1 Về phân loại thực vật Trong hệ thống phân loại, Tuế xếp sau: Kingdom: Giới Phylum: Plantae Ngành Class: Pinophyta (Hạt trần) Lớp Order: Cycadopsida Bộ Family: Cycadales Họ Genus: Chi Cycadaceae Cycas (Tuế) (Tuế) Tuế phân bố rộng từ phần đảo tây Tinga , Philippin, Nam Nhật Bản, Nam Trung Quốc, Lào, Campuchia… Khu phân bố tập trung từ Philippin tới vùng Đông Nam Á Châu phi [14] 1.1.2 Về đặc điểm hình thái, sinh thái Cycadaceae họ thực vật hạt trần, gỗ, thân trụ, không phân cành, có phân cành lưỡng thân; có cuống, mọc sát gần thành ngọn, phiến lông chim, chét hình đường thn, gân ngun, đơi chuyển hố thành gai Nón hoa ngọn, khác gốc Nón thường tạo thành chồi rộng, Quả hạch, vỏ nạc, rắn; nội nhũ nạc có bột [22] Chi Tuế (Cycas) chi thực vật hạt trần nguyên thuỷ, chi họ Cycadaceae, chi Cycas có khoảng 90 lồi, chủ yếu phân bố Úc (26 loài) Ấn Độ -Trung Quốc (khoảng 30 lồi) Chi tìm thấy khu vực Malesian, Nhật Bản Đông Nam Á, kéo dài đến Micronesia Polynesia, Madagascar Đông Phi Chi Tuế có đặc điểm đơn tính khác gốc, thân hình trụ, hình lơng chim, xếp xoắn, Lá chét với gân dày đơn gân bên Lá có lơng tơ, cịn non, với lơng suốt phân nhánh đơn Lá bào tử: lỏng lẻo xếp chặt đè lên nhau, xếp xoắn hình hoa thị Nỗn hai đến nhiều Hạt gần hình cầu đến elip màu vàng, màu cam màu nâu, có phần vỏ thịt bao bên ngồi, có khơng có mơ xốp bên vỏ gỗ cứng Nội nhũ đơn bội, xuất phát từ giao tử Phôi thẳng, với mầm thường hợp đỉnh với dây treo dài xoắn [21] Các lồi Tuế nhóm thực vật cổ xưa, sớm kỷ Peleozoic, loài Tuế xuất trái đất đạt đến hưng thịnh vào kỷ Jura Mesozoic mà lồi Khủng long cịn thống trị giới Hiện phần lớn loài bị tuyệt chủng cịn 240 lồi diện 11 chi họ cịn tồn tại, mà lồi Tuế suy tơn danh tiếng “hóa thạch sống” [21] Các lồi Tuế có phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới khu vực Châu Á, Châu Đại Dương Châu Mỹ chi Cycas phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới cận nhiệt đới thuộc châu Á, Ôxtraylia, Thái Bình Dương, Đơng Phi Madagasca Chỉ có giống phân bố Trung Quốc có tên Cycas, lồi mà ln gọi Shutie (cây sắt- thiết mộc Tuế) Fengweicao Người Trung Quốc thích lồi đặc điểm hình dạng dị thường chúng tiêu biểu chúng ln xanh quanh năm Thêm vào đó, có mối quan hệ gần gũi loài Tuế với đạo Phật, chúng hay trồng đền, chùa cổ [19] 1.1.3 Về bảo tồn loài Tuế Tại Trung Quốc năm 1992, đoàn nghiên cứu gồm 60 nhà khoa học Quỹ Mongtgomery Hoa kỳ, Fairychild Tropical Garden, Bộ Nông Nghiệp Trường Đại học Nông nghiệp Đơng Bắc thành lập nhằm tìm 46 Nhịvàng Ơ rơ Chịi mòi Mun Song xanh Vàng anh Bồ câu đất 26 loài khác 2.1 1.3 1.9 0.9 0.8 0.5 0.2 155 115 47 30 20 12 22 231 24.5 18.2 7.4 4.7 3.2 1.9 3.5 36.5 12.4 7.7 11.2 5.3 4.7 1.2 53.3 18.5 12.9 9.3 3.9 2.4 2.3 44.9 Tổng 34 loài 16.9 633 100 100 100 Cơng thức tổ thành lâm phần có Tuế phân bố: Lồi Cycas hoabinhensis: - Theo N%: 5,4 Ơr + 0,9 Cva + 0,6 Ch + 3,1 LK - Theo IV%: 3,3 Ôr + 2,0 Ch + 1,3 Cva + 3,4 LK Theo công thức tổ thành cho thấy khơng có khác biệt lồi tham gia Các lồi gồm: Ơ rơ, Chà vải, Chành Từ thấy lồi Cycas hoabinhensis phân bố lâm phần có tổ thành chủ yếu gồm loài Loài Cycas dolichophylla: - Theo N%: 3,2 Nhv + 1,2 Ôr + 0,6 Cl + 0,5 Sâng + 4,4 LK - Theo IV%: 1,9 Nhv + 1,2 Sâng + 0,7 Ôr + 0,6 Cl + 0,4 Nhr + 0,4 Pvi + 4,8 LK Cấu trúc lâm phần nơi có lồi Cycas dolichophylla phân bố chủ yếu gồm lồi Nhị vàng, Ơ rơ, Cà lồ, Sâng, Phay vi Điều nói lên rằng: có loài phân bố chủ yếu khu vực có lồi Cycas dolichophylla mọc Lồi Cycas sexseminifera: - Theo N%: 3,8 Ơr + 2,1 Nhv + 0,7 Nhr + 3,4 LK 47 - Theo IV%: 2,5 Ôr + 1,6 Nhv + 1,3 Mun + 1,2 Cva + 3,4 LK Cấu trúc lâm phần nơi có lồi Cycas sexseminifera phân bố chủ yếu gồm: Ơ rơ, Nhị vàng, Nhãn rừng, Mun, Chà vải Thêm lồi Mun Nhãn rừng vào cơng thức tổ thành Loài Cycas sp: - Theo N%: 2,5 Nhv + 1,8 Ôr + 0,7Cmn + 0,5 Mun + 4,5 LK - Theo IV%: 1,8 Nhv + 1,3 Ôr + 0,9 Cmn + 0,5 Mun + 5,5 LK Cấu trúc lâm phần nơi có lồi Cycas sexseminifera phân bố chủ yếu gồm: Nhị vàng, Ơ rơ, Chịi mịi núi, Mun Ghi chú: Bhg: Bơm hồng, Cmn: Chòi mòi núi, Cva: Chà vải, Ch: Chành, Cl: Cà lồ, Lk: Các loài khác, Nhr: Nhãn rừng, Nhv: Nhò vàng, Pvi: Phay vi, Sx: Song xanh, Or: Ơ rơ Qua cơng thức tổ thành lâm phần có Tuế phân bố, thấy lồi Ơ rơ, Nhị Vàng, Mun, Nhãn rừng tương đối phổ biến chiếm tỷ lệ lớn cơng thức tổ thành, lồi đặc trưng cho kiểu rừng núi đá vôi 4.2.4 Đặc điểm tái sinh loài Tuế Tuế loài Hạt trần, có kích thước trọng lượng tương đối lớn nên khả phát tán xa mẹ khó, việc phát tán hạt giống chủ yếu dựa vào: (i) động vật, (ii) địa hình dốc, (iii) nước trơi Từ lý Tuế tái sinh chủ yếu xung quanh gốc mẹ (chiếm 60-70% số tái sinh) Kết nghiên cứu tái sinh loài Tuế tổng hợp bảng 4.4 48 Bảng 4.4: Mật độ tái sinh loài Tuế Số tái sinh (cây) Số Loài C sp C dolichophylla C sexseminifera C hoabinhensis Tổng Tổng mẹ số (cây) (cây) 17 66 27 Bán kính < Bán kính Bán kính 5-8m 8-10 5m ∑ (cây/ha) ∑ % 22 33,3 16 24,2 11 16,6 17 25,9 123 52 24 46,2 14 26,9 7,7 12 19,2 61 30 37 11 29,7 18,9 10,8 15 40,6 39 30 43 31 72,1 20,9 4,7 45 198 88 46 21 ∑ Mật độ % % ∑ Khác % 2,3 45 Qua bảng nhận thấy mật độ tái sinh lồi Tuế Cúc Phương lâm phần có phân bố tương đối thấp Đối với loài C Sp: Mật độ tái sinh lớn đạt 123 cây/ha, tập trung phần lớn cách gốc mẹ bán kính m chiếm 33,3%, bán kính 5-8m chiếm 24,2%, bán kính 8-10m chiếm 16,6% tái sinh nơi khác chiếm 25,9% Số tái sinh quanh gốc mẹ đạt 66 cây/17 mẹ Loài C Dolichophylla: Số tái sinh quanh gốc mẹ 52 cây/27 mẹ Mật độ trung bình đạt 61 cây/ha Trong bán kính