Nghiên cứu thành phần loài thực vật bậc cao có mạch ở xã bát mọt thuộc khu bảo tồn thiên nhiên xuân liên thanh hoá

Mở Đầu 1. Lý do chọn đề tài Tài nguyên sinh vật có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống con ngời, đặc biệt là nguồn tài nguyên thực vật. Thực vật có vai trò quan trọng trong sự điều hòa lợng nớc trên trái đất, chống thiên tai lũ lụt, chống xói mòn, điều hòa không khí Tuy nhiên, hiện nay do tình trạng tăng dân số quá nhanh và sự khai thác không có kế hoạch của con ngời nên các nguồn tài nguyên ngày càng bị suy thoái một cách nghiêm trọng. Trong những thập kỉ gần đây diện tích rừng đã bị giảm đi một cách nhanh chóng, loài ngời đang phải đối mặt với nhiều thách thức nh: thủng tầng ozon, nhiệt độ tăng cao, hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trờngĐể bảo vệ đợc cuộc sống thì trớc hết con ngời phải bảo vệ đợc tính đa dạng sinh vật. Vì vậy, việc nghiên cứu bảo tồn tính đa dạng sinh vật hiện nay đang là vấn đề cấp bách mang tính toàn cầu. Việt Nam là 1 trong 12 trung tâm cây trồng lớn của thế giới (Jukovski, 1970; Hoyt, 1992) và nằm trong cái nôi giả tởng của sự phát sinh của thực vật hạt kín (Takhtajan, 1996) cho nên sự đa dạng của chúng là tất yếu, nhng do tập quán du canh du c của đồng bào các dân tộc miền núi, do sự khai thác không có kế hoạch, và trải qua một thời gian dài trong chiến tranh nên diện tích rừng bị thu hẹp nhanh, nhiều khu rừng đã bị suy thoái và hủy diệt nghiêm trọng. Thanh Hóa là một tỉnh có diện tích rừng lớn, phong phú và đa dạng. Các khu rừng chạy dọc theo thung lũng giao nhau giữa dãy Trờng Sơn và dãy Pù Luông, đ- ợc đánh giá là một trong những khu vực có tính đa dạng cao. Tuy nhiên, những nghiên cứu về các khu hệ thực vật ở đây còn cha nhiều. Xuân liên là một trong những khu Bảo tồn mới đợc thành lập ở Thanh Hóa, hiện nay cha có một công trình nghiên cứu cụ thể nào của các nhà khoa học về hệ thực vật ở đây. Vì những lý 1 do trên, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần loài thực vật bậc cao có mạch ở xã Bát Mọt thuộc khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa. 2. Mục tiêu - Bớc đầu tiếp cận với phơng pháp nghiên cứu khoa học. - Củng cố lại những kiến thức đã học. - Nhằm phản ánh thành phần loài thực vật. - Đánh giá tính đa dạng hệ thực vật. - Xác định đợc giá trị sử dụng của các loài Từ đó, có cơ sở khoa học cho các nhà hoạch định chính sách trong việc bảo tồn cũng nh khôi phục lại hệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trờng, bảo vệ các loài thực vật, bảo vệ hệ sinh thái. 2 Chơng 1 Lợc sử nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu thực vật trên thế giới Khi loài ngời mới xuất hiện thì các nhu cầu của con ngời về ăn, ở, mặc hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên. Con ngời đã tiếp xúc với giới thực vật phong phú ở xung quanh để phục vụ cho nhu cầu đó của mình. Do đó, vốn hiểu biết về hình thái các loại cây đã đợc hình thành và càng ngày đợc tích luỹ thêm. Những công trình đầu tiên xuất hiện ở Ai Cập cổ đại cách đây hơn (3.000 năm TCN) [theo 10] và Trung Quốc cổ đại (2.200 năm TCN) sau đó là ở Hy Lạp, La Mã cổ đại cũng xuất hiện hàng loạt các tác phẩm về thực vật. Théophraste (371 - 286 TCN) [theo 10] là ngời đầu tiên đề xớng ra phơng pháp phân loại thực vật và phân biệt một số tính chất cơ bản trong cấu tạo cơ thể thực vật. Trong hai tác phẩm "Lịch sử thực vật" (Historia Plantarum) và "Cơ sở thực vật" ông mô tả đợc khoảng 500 loài cây. Sau đó nhà bác học La Mã Plinus (79 - 24 TCN) viết bộ "Lịch sử tự nhiên" (Historia naturalis)[theo10] ông đã mô tả gần 1.000 loài cây. Cùng thời này có Dioseoride (20 -60) [theo 37] một thầy thuốc của vùng Tiểu á đã viết cuốn sách "Dợc liệu học" chủ yếu nói về cây thuốc. Ông nêu đợc hơn 500 loài cây và xếp chúng vào các họ. Sau một thời gian dài, vào thời kỳ Phục Hng thế kỷ (XV - XVI) với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật kéo theo sự phát triển của thực vật học. Thời kỳ này xảy ra 3 sự kiện quan trọng đối với sự phát triển của thực vật học đó là: Sự phát sinh tập bách thảo (Herbier) thế kỷ XVI [ theo 37] thành lập vờn bách thảo (TKXV - XVI) và biên soạn cuốn "Bách khoa toàn th về thực vật Từ đây xuất hiện các công trình nh: Andrea Caesalpino (1519 - 1603) [theo 10] ông đa ra bảng phân loại đầu tiên và đợc đánh giá cao; John Ray (1628 - 1705) [theo10] mô tả đợc gần 18.000 loài thực vật trong cuốn "Lịch sử thực vật . Tiếp sau đó Linnée (1707 - 1778) [theo 37] với bảng phân loại đợc coi là đỉnh cao của hệ thống phân loại thực 3 vật. Ông đã đa ra cách đặt tên bằng tiếng La tinh gồm 2 từ ghép lại mà ngày nay chúng ta còn sử dụng. Ông đã đa ra hệ thống phân loại gồm 7 đơn vị: Giới, ngành, lớp, bộ, họ, chi, loài. Cho đến thế kỷ XIX việc nghiên cứu các hệ thực vật đã thực sự phát triển mạnh mẽ với nhiều công trình có giá trị đợc công bố nh: Thực vật chí Hồng Công, thực vật Chí Anh (1869), thực vật chí ấn Độ 7 tập (1872 - 1897, thực vật Vân Nam (1977), thực vật chí Malayxia, thực vật chí Trung Quốc, thực vật chí Liên Xô, thực vật Australia, Thực vật chí Java, Thực vật chí Malaysia, Thái Lan 2. Tình hình nghiên cứu thực vật ở Việt Nam Lịch sử phát triển môn phân loại thực vật ở Việt Nam diễn chậm hơn so với các nớc khác. Thời gian đầu chỉ có các nhà nho, thầy lang su tập các cây có giá trị làm thuốc chữa bệnh nh: Tuệ Tĩnh (1417) [theo 10] 11 quyển "Nam dợc thần hiệu" đã mô tả đợc 759 loài cây thuốc, Lê Quý Đôn trong "Vân Đài loại ngữ" 100 cuốn đã phân ra cây cho hoa, quả, ngũ cốc. Lê Hữu Trác (1721 - 1792) [10] dựa vào bộ "Nam dợc thần hiệu" đã bổ sung thêm 329 vị thuốc mới trong sách "Hải Thợng Y tôn tâm linh" gồm 66 quyển. Ngoài ra trong tập "Lĩnh nam bản thảo" ông đã tổng hợp đợc 2.850 bài thuốc chữa bệnh. Đến thời kỳ Pháp thuộc tài nguyên rừng nớc ta còn rất phong phú và đa dạng, thu hút nhiều nhà khoa học phơng Tây. Do đó, việc nghiên cứu về thực vật đ- ợc đẩy mạnh và nhanh chóng. Điển hình nh các công trình của Loureiro (1790) [theo 37] "Thực vật ở Nam Bộ" ông mô tả gần 700 loài cây. Pierre (1879) [theo 37] "Thực vật rừng Nam Bộ" ông đã mô tả gần 800 loài cây gỗ. Công trình lớn nhất là "Thực vật chí Đông Dơng" do H. Lecomte và một số nhà thực vật ngời Pháp biên soạn từ 1907 - 1943 gồm 7 tập mô tả đợc gần 7000 loài thực vật có ở Đông Dơng [theo 10]. Trên cơ sở "Thực vật chí Đông Dơng" Thái Văn Trừng (1978) đã thống kê Việt Nam có 7.004 loài, 1.850 chi, 289 họ [theo 40]. 4 Đến năm 1965 Pócs Tamás đã thống kê đợc ở miền Bắc có 5.190 loài và năm 1969 Phan Kế Lộc thống kê và bổ sung nâng số loài của miền Bắc lên 5.609 loài, 1.660 chi và 140 họ xếp theo hệ thống của Engle [theo 26],[theo 48]. Từ 1969 - 1976 Lê Khả Kế (chủ biên) cho xuất bản bộ sách "Cây cỏ thờng thấy ở Việt Nam" gồm 6 tập [theo 20]. Để phục vụ công tác nghiên cứu tài nguyên, Viện điều tra quy hoạch rừng đã công bố 7 tập cây gỗ rừng Việt Nam (1971 - 1988) [theo 43]. Đáng chú ý nhất phải kể đến bộ Cây cỏ Việt nam của Phạm Hoàng Hộ (1991 - 1993) [theo 17] xuất bản tại Canada với 3 tập 6 quyển và tái bản năm 2000 [theo 18] đã mô tả đợc 10.500 loài thực vật bậc cao có mạch ở Việt Nam. Có thể nói đây là bộ sách đầy đủ nhất về thành phần loài thực vật bậc cao ở Việt Nam, tuy nhiên theo tác giả thì số loài thực vật ở hệ thực vật Việt Nam có thể lên tới 12.000 loài. Nguyễn Tiến Bân và các tác giả (1984) đã công bố thực vật rừng Tây Nguyên với 3.754 loài thực vật có mạch [theo 2]; Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Nghĩa Thìn cùng các cộng sự với công trình "Danh lục thực vật Cúc Phơng" đã công bố 1.944 loài thực vật bậc cao [theo 23]; Phan Kế Lộc, Lệ Trọng Cúc (1997) đã công bố 3.858 loài thuộc 1.394 chi, 254 họ Thực vật Sông Đà [theo 25]; Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Thị Thời (1998) [theo 33] đã giới thiệu 2.024 loài thực vật bậc cao, 771 chi, 200 họ thuộc 6 ngành của vùng núi cao Sa Pa - Phansipan. Lê Trần Chấn (1999) với công trình "Một số đặc điểm cơ bản của hệ thực vật Việt Nam" đã công bố 10.440 loài thực vật [theo 9]. Đặc biệt năm 1996 các nhà thực vật Việt Nam đã cho xuất bản cuốn "Sách đỏ Việt Nam" phần thực vật đã mô tả 356 loài thực vật quý hiếm ở Việt Nam có nguy cơ tuyệt chủng đợc tái bản và bổ sung năm 2007 [theo 6, 7]. Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) đã tổng hợp và chỉnh lý tên theo hệ thống của Brummit 1992 đã chỉ ra hệ thực vật Việt nam có 11.178 loài, 2.582 chi, 395 họ [theo 32]. 5 Về đánh giá đa dạng phân loại theo từng vùng: mở đầu là các công trình của Nguyễn Nghĩa Thìn (1992 - 1994) về đa dạng thực vật Cúc Phơng, tiếp theo là Phan Kế Lộc (1992) về cấu trúc hệ thực vật Cúc Phơng; Lê Trần Chấn, Phan Kế Lộc, Nguyễn Nghĩa Thìn, Nông Văn Tiếp (1994) về đa dạng hệ thực vật Lâm Sơn (Hoà Bình) [theo 8]. Ngoài ra Nguyễn Nghĩa Thìn, Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Bá Thụ đã công bố cuốn sách "Tính đa dạng thực vật Cúc Phơng" (1996) [theo 23] và Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Thị Thời công bố cuốn "Đa dạng thực vật có mạch vùng núi cao Sa Pa - Phan Si Pan" (1998) [theo 33], Nguyễn Nghĩa Thìn, Mai Văn Phô công bố cuốn "Đa dạng sinh học khu hệ Nấm và Thực vật ở Vờn Quốc gia Bạch Mã" (2003) [theo 36]; Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Thanh Nhàn (2004) [theo 38] đã công bố cuốn Đa dạng thực vật ở Vờn Quốc gia Pù Mát. Nguyễn Nghĩa Thìn (2006) công bố cuốn Đa dạng hệ thực vật ở khu bảo tồn thiên nhiên Na hang [theo 39]. Đó là những kết quả nghiên cứu trong nhiều năm các tác giả, nhằm phục vụ cho công tác bảo tồn của các Vờn Quốc gia và Khu bảo tồn ở Việt Nam. Hiện nay, các nhà khoa học đang đi theo hớng là nghiên cứu các họ thực vật dới dạng thực vật chí nh các công trình nh: Euphorbiaceae của Nguyễn Nghĩa Thìn (1999, 2006) [theo 34, 49], Annonaceae của Nguyễn Tiến Bân (2000) [theo 4], Lamiaceae của Vũ Xuân Ph- ơng (2002) [theo 41], Myrsinaceae của Trần Thị Kim Liên (2002) [theo 24], Cyperaceae của Nguyễn Khắc Khôi (2002) [theo 21], Apocynaceae của Trần Đình Lý (2005) [theo 9], Verbenaceae (2005) của Vũ Xuân Phơng [theo 42]. Đây là cơ sở để đánh giá hệ thực vật Việt Nam một cách đầy đủ nhất về thành phần loài. 3. Tình hình nghiên cứu thực vật ở Thanh Hóa Thanh Hóa là một tỉnh có diện tích rừng lớn, phong phú và đa dạng. Các khu rừng chạy dọc theo dãy Trờng Sơn đợc đánh giá là một trong những trung tâm về đa dạng sinh học. Nhng việc nghiên cứu hệ thực vật ở đây chủ yếu theo hớng điều tra thành phần loài ở từng vùng nh các công trình nghiên cứu của Nguyễn Nghĩa Thìn, Nguyễn Anh Đức (2002), đánh giá về thành phần loài và sự phân bố của thực 6 vật Bến En [theo 35], Đỗ Ngọc Đài và cộng sự (2007), đánh giá thành phần loài của hệ thực vật trên núi đá vôi ở Bến En [theo 15, 16], Averyanov L. và cộng sự đã điều tra thành phần loài cũng nh đánh giá tính đa dạng ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Luông [theo 1]. Ngoài ra, khu hệ thực vật Xuân liên có một số công trình nghiên cứu để làm cơ sở cho thành lập Khu bảo tồn [theo14, 50]. Chơng 2 Đối tợng, Nội dung và Phơng pháp nghiên cứu 7 2.1. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu Gồm toàn bộ hệ thực vật bậc cao có mạch ở xã Bát Mọt thuộc khu Bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa. 2.2. Thời gian nghiên cứu Đề tài đợc tiến hành từ tháng 6-2008 đến tháng 05-2009. Tháng 6 chọn đề tài và địa điểm nghiên cứu. Thời gian thu mẫu chúng tôi chia làm 3 đợt. Mỗi đợt 5 ngày. - Tháng 7 năm 2008 thu mẫu đợt 1. - Tháng 8 năm 2008 thu mẫu đợt 2. - Tháng 10 năm 2008 thu mẫu đợt 3. Sau mỗi đợt thu mẫu xong thì xử lý mẫu, giám định mẫu và định loại. Tổng số mẫu thu đợc là 500 mẫu, đã định loại đợc 198 loài. Mẫu vật đợc lu trữ tại phòng Thực vật, khoa Sinh học, Đại học Vinh. Từ tháng 1 năm 2009 đến tháng 05 năm 2009 viết đề tài và bảo vệ đề tài. 2.3. Nội dung nghiên cứu - Xác định thành phần loài thực vật bậc cao có mạch ở Bát Mọt, khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa. - Lập danh lục thực vật và sắp xếp các taxon theo cách sắp xếp của Brummitt 1992. - Xác định ý nghĩa kinh tế thành phần loài thực vật. - Lên tiêu bản bách thảo. 2.4. Phơng pháp nghiên cứu 2.4.1. Phơng pháp điều tra Chúng tôi sử dụng phơng pháp điều tra theo tuyến rộng 2m chạy qua tất cả các sinh cảnh nhằm thu kỹ hết các loài thực vật có ở trên đó. 2.4.2. Phơng pháp thu mẫu ngoài thiên nhiên Thu mẫu theo nguyên tắc của Nguyễn Nghĩa Thìn [theo 32]. 8 Đối với cây gỗ, cây bụi mỗi cây ít nhất thu 2 - 3 mẫu, kích cỡ phải đạt 29 x 41cm có thể tỉa bớt cành, lá, hoa và quả nếu cần thiết. Đối với cây thân thảo, dơng xỉ . thì cố gắng thu cả rễ, thân, lá. Sau khi thu mẫu thì đánh số hiệu vào mẫu. Đối với mẫu cùng cây thì đánh cùng một số hiệu. Đặc biệt khi thu mẫu phải ghi ngay những đặc điểm dễ nhận biết ngoài thiên nhiên vào phiếu Etiket (phụ lục) vì những đặc điểm này dễ bị mất khi mẫu khô: nhựa mũ, màu sắc, hoa, quả, lá . Khi thu và ghi nhãn xong gắn nhãn vào mẫu, cho vào bao ni lông bó vào bao tải buộc lại sau đó mới đem về nhà xử lý. 2.4.3. Phơng pháp ép mẫu Theo phơng pháp của R.M Klein - D.T Klein [theo 22]. Mẫu đợc xử lý ngay sau khi mang về nhà, loại bỏ những phần sâu, dập nát, nếu có nhiều cành lá chỉ giữ lại những mẫu có cành lá, hoa, quả đặc trng nhất. Nên cắt đôi hoa, quả để ép (đối với những cây nhiều hoa, quả) sau đó đặt lên tờ báo có kích thớc lớn gấp đôi mẫu. Nguyên tắc chung của việc sắp xếp thực vật trên giấy. - Khi xếp hãy chú ý dù chỉ để 1 lá lật ngợc lên - Không để cho các bộ phận của cây đè lên nhau. - Nếu đợc thì ép thêm mấy cái hoa để làm thế nào có thể nhìn thấy bên trong. - Đừng xếp tất cả mẫu ở giữa vì khi xếp mẫu nh vậy bó mẫu sẽ quá dày ở giữa. - Cây quá dài có thể xếp trên tờ giấy hình chữ V, N hay dạng khác. - Nếu cần phải bó lá thì hãy giữ lại cuống để thấy đợc sự sắp xếp lá trên cây. - Nếu cắt cây ra làm nhiều phần thì nên cắt chéo. Nếu cần 2 tiêu bản thì tiêu bản thứ nhất phía trên sẽ là bộ phân trên của cây. - Những phần nhỏ, hoa, lá, lá kèm bị rụng . cần phải luôn luôn đặt bên cạnh mẫu. 9 Sau khi đã xếp mẫu lên báo ta gập 1/2 tờ báo còn lại lên trên mẫu. Cho mẫu vào cặp ép và nên lót 2 - 3 tờ báo ở phía ngoài. Dùng giây buộc chặt đem phơi nắng hoặc sấy khô. Sau 8 - 12 giờ buộc lại 1 lần và 12 giờ thay báo 1 lần. 2.4.4. Phơng pháp xác định tên Chúng tôi sử dụng phơng pháp hình thái so sánh. Đầu tiên xác định nhanh các họ, chi ngoài thiên nhiên dựa vào các đặc điểm dễ nhận biết nh: Thân, rễ, lá, hoa, quả kết hợp với tài liệu "Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt kín ở Việt Nam" của Nguyễn Tiến Bân [theo 3] "Cẩm nang nghiên cứu đa dạng sinh học" của Nguyễn Nghĩa Thìn [theo 32], và khoá định loại của Phạm Hoàng Hộ "Cây cỏ Việt Nam" [theo18];"Cây cỏ thờng thấy ở Việt Nam" của Lê Khả Kế [theo 20], lập bảng danh lục các loài theo Brummit 1992 [theo 46]. 2.4.5. Xác định giá trị sử dụng và mức độ bị đe doạ Chúng tôi dựa vào "1900 loài cây có ích " [theo 28] của Trần Đình Lý (1993); "1900 Cây có ích ở Việt Nam" [theo 12] của Võ Văn Chi - Trần Đình Hợp; "Từ điển cây thuốc" của Võ Văn Chi 1999 [theo 11]. 2.4.6. Phơng pháp đánh giá tài nguyên và mức độ đe doạ Dựa vào các tài liệu : Sách đỏ Việt Nam [theo 7], Cây gỗ rừng Việt Nam [theo 43], Từ điển cây thuốc [theo 11] . Phân tích thông tin làm cơ sở cho việc đánh giá. 2.4.7. Lên tiêu bản bách thảo Theo phơng pháp của R. M. Klein - D. T. Klein [theo 22]. Giấy khâu mẫu có thể là loại giấy bìa Croki kích thớc chuẩn là 29 x 41cm (Phụ lục). Chơng 3 Khái quát đặc điểm tự nhiên và điều kiện xã hội ở khu vực nghiên cứu 10 . chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thành phần loài thực vật bậc cao có mạch ở xã Bát Mọt thuộc khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa. 2. Mục tiêu. dung nghiên cứu - Xác định thành phần loài thực vật bậc cao có mạch ở Bát Mọt, khu Bảo tồn Thiên nhiên Xuân Liên, Thanh Hóa. - Lập danh lục thực vật và