3.1.1. Một số yếu tố chi phối khu hệ thực vật của hệ sinh thái núi đá vôi ở
Hương Sơn
Một số đặc điểm về địa hình, địa mạo chi phối khu hệ thực vật của hệ sinh thái núi đá vôi ở Hương Sơn
Hệ sinh thái núi đá vôi Hương Sơn là một hệ sinh thái đặc biệt rất nhạy cảm, có lịch sử địa chất lâu dài, được hình thành trên nền đất đặc biệt là đá vôi, được cấu tạo bởi đá vôi hệ tầng Đồng Giao, giòn dễ vỡ, trong đá có chứa nhiều loại hoá thạch, thành phần của đá có hàm lượng CaO rất cao. Do trải qua nhiều chu kỳ kiến tạo khác nhau, đã làm xuất hiện trong khối đá vôi Hương Sơn một hệ thống khe nứt, tạo nên các hang động, các đỉnh và các thung lũng như ngày nay, điều kiện thuỷ văn thường là khô hạn, vì vậy nếu bị phá huỷ thì rất khó có thể khôi phục.
Hệ sinh thái núi đá vôi phát triển trong điều kiện khí hậu nhiệt đới núi thấp, cao nhất là đỉnh Cà Lồ - độ cao 381m so với mặt nước biển. Đây là phần cuối của hệ thống núi và cao nguyên đá vôi Mộc Châu (Sơn La), tiếp giáp với vùng đồng bằng Bắc bộ, ở đây chỉ tồn tại kiểu núi thấp. Nhưng địa hình có biên độ chia cắt lớn, mật độ chia cắt dày, đặc trưng bởi các hố sụt, phễu, máng trũng Karstơ đã tạo ra các hang động lớn, nổi tiếng (chiều dài 20-50 m, cao 10-30 m), như Hương Tích, Hinh Bồng, Long Vân, Tuyết Sơn… Các khối núi nhỏ với bề mặt đỉnh và sườn thoải gần đỉnh là đặc trưng của dạng Karstơ nhiệt đới ẩm, bề mặt lởm chởm đá tai mèo chỉ hình thành ở các thung lũng, tạo nên phong cảnh đẹp và hùng vĩ.
Địa mạo của hệ sinh thái đá vôi có dạng Karstơ ngầm và bề mặt. Các hang động là đặc trưng cho dạng Karstơ ngầm, đây có thể coi là một hệ sinh thái đặc biệt của hệ sinh thái rừng Hương Sơn. Các hang động lớn và dài tại
Hương Sơn tập trung ở ba cụm lớn là Hương Tích, Long Vân và Tuyết Sơn, ngoài ra còn các hang ngắn xuất hiện rải rác ở khu vực. Các tháp cụt hay phễu/máng hoặc máng trũng rửa lũa là đặc trưng cho dạng Karstơ bề mặt, trong đó đáng chú ý là các máng trũng rửa lũa - một số dạng hiếm nhưng đã phát hiện ở hệ sinh thái núi đá vôi Hương Sơn, có phân bố rải rác trên rìa núi đá vôi.
Hệ sinh thái núi đá vôi phát triển trong điều kiện khí hậu nhiệt đới núi thấp ở độ cao 381m, chịu ảnh hưởng của nền khí hâụ miền Bắc Việt Nam, đó là kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè nóng mưa nhiều và mùa đông lạnh ít mưa. Nhiệt độ trung bình năm 230C, lượng mưa trung bình 1.914,8 mm/năm (Trạm Mỹ Đức). Hàng năm có 7 tháng khô (từ tháng 9 đến cuối tháng 3 năm sau). Gió mùa Đông Bắc từ tháng 2 bị biến tính mang hơi ẩm của biển đã tạo nên mưa phùn. Đây là kiểu khí hậu nóng ẩm, là điều kiện thuận lợi cho kiểu thảm thực vật rừng kín thường xanh cây lá rộng mưa mùa nhiệt đới phát triển. Tuy nhiên, lượng mưa cao là nguyên nhân gây xói mòn, rửa lũa, sập lở trên vùng núi đá vôi, đó là một trong những nguyên nhân tạo nên các hang động ở Hương Sơn.
Giá trị về đa dạng và bảo tồn: hệ sinh thái núi đá vôi chứa đựng tiềm năng đa dạng sinh học rất cao, tiềm ẩn nhiều nguồn gen độc đáo, có giá trị. Hệ sinh thái này được đặc trưng bởi một số loài thực vật chỉ có ở núi đá vôi như: nghiến, trai,... Đây cũng là nơi có nhiều loài thuốc quý như củ mài, củ bình vôi (Stephania sp.), cốt toái bổ (Drynaria fortunei), tắc kè đá; nhiều loài cây cảnh đẹp có giá trị làm thuốc thuộc họ Lan (Orchidaceae) như lan kim tuyến, lan vân nam, lan một lá, thạch hộc,… Tại hệ sinh thái núi đá vôi này phát hiện nhiều loài thực vật có giá trị như Nghiến, Sưa, Lát, Trai,… nhưng do khai thác quá mức trong nhiều năm nên các loài này rất hiếm gặp hoặc đã biến mất khỏi hệ sinh thái núi đá vôi nơi đây.
Giá trị sinh thái: diện tích rừng trên núi đá vôi giữ vai trò quan trọng trong bảo vệ nguồn nước, chống xói mòn, điều tiết khí hậu, góp phần đáng kể trong giảm thiểu biến đổi khí hậu.
Giá trị sử dụng: là nơi cung cấp gỗ và lâm sản ngoài gỗ cho người dân địa phương hàng chục năm về trước. Đặc biệt người dân nơi đây có phương thức canh tác và chăn nuôi gia súc trong rừng.
Giá trị du lịch: Nhiều hang động nổi tiếng cùng với cảnh quan rừng núi đá vôi cho vẻ đẹp hùng vĩ kết hợp với các dòng suối uốn lượn bao quanh các dãy núi đá đã tạo phong cảnh hữu tình khi dạo chơi trên chiếc thuyền nan nhỏ bé lướt trên dòng suối yến, là nơi phát triển du lịch tâm linh, du lịch sinh thái hấp dẫn, khách du lịch yêu thích.
Rừng ở hệ sinh thái trên núi đá vôi đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong kinh tế, môi trường và nghiên cứu khoa học của nước ta. Tài nguyên rừng của khu rừng đặc dụng trên núi đá vôi vốn rất phong phú và đa dạng nhưng ngày nay đã bị xâm hại, nhiều loài động, thực vật quý suy giảm về số lượng, chất lượng rừng bị suy giảm, dẫn đến sự thay đổi tiểu khí hậu, ảnh hưởng nghiêm trọng tới cuộc sống của con người và các sinh vật sống trong khu vực núi đá vôi.
3.1.2. Tính đa dạng nguồn tài nguyên thực vật bậc cao có mạch ởrừng Hương Sơn rừng Hương Sơn
Khu rừng Hương Sơn hiện đang bảo vệ diện tích rừng thường xanh trên núi đá vôi của cả nước nói chung và của Hà Nội nói riêng, là nơi giàu có về đa dạng sinh học và chứa đựng quần thể nhiều hang động, di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh nổi tiếng của nước ta.
Qua điều tra và thừa kế các kết quả nghiên cứu gần đây, đã xác nhận nguồn tài nguyên thực vật bậc cao có mạch là 748 loài thuộc 6 ngành thực vật từ Ngành thực vật cổ xưa nhất cho tới ngành tiến hóa nhất. Sáu ngành thực vật gồm ngành Lá thông (Psilotophyta), ngành Thông đất (Lycopodiophyta),
ngành Mộc tặc (Equisetophyta), ngành Dương xỉ (Polypodiophyta), ngành Thông (Pinophyta) và ngành Ngọc lan (Magnoliophyta). Trong đó Ngọc lan (Magnoliophyta) là ngành chiếm tỷ lệ lớn nhất về số họ, số chi, số loài với các giá trị tương ứng là 126 (82,89%), 432 (92,70%) và 701 (93,72%) với 2 lớp là lớp Ngọc lan và lớp Hành. Đáng chú ý là ngành Psilotophyta xuất hiện với một loài duy nhất, mới bắt gặp được ở 1 điểm trên tuyến Thiên trù - động Hương Tích. Đây là ngành thực vật rất cổ, không phải hệ thực vật nào cũng có, hiện trên thế giới ngành này chỉ có 1 họ, 2 chi và trên 10 loài còn sót lại.
3.1.2.1. Đa dạng về các bậc taxon trong ngành
Có thể nói tài nguyên thực vật bậc cao có mạch tại rừng đặc dụng Hương Sơn rất phong phú và đa dạng; bao gồm 6 ngành thực vật bậc cao có mạch của hệ thực vật Việt Nam với tổng số 748 loài thuộc 466 chi, 152 họ. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả điều tra đã chỉnh lý tên khoa học và bổ sung 62 loài, 17 chi và 2 họ cho khu vực nghiên cứu. Đây là một dẫn liệu mới cho hệ thực vật của khu rừng Hương Sơn. Các công trình nghiên cứu trước đây đã ghi nhận được từ 555 - 917 loài nhưng bao gồm cả cây trồng nông nghiệp và cây thủy sinh (các loại cây lương thực thực phẩm, cây trồng thuộc họ Cải, họ Cúc, họ Thầu dầu, họ Bìm bìm, họ Hòa thảo, rong đuôi chó, cây hoa súng, cây hoa sen, cây trang,…) và nhiều loài chưa được chỉnh lý tên khoa học.
Khi đi sâu nghiên cứu về thành phần loài thực vật ở khu vực nghiên cứu, thấy rằng các taxon phân bố ở các ngành là không đều nhau. Tính đa dạng nguồn thực vật tại khu vực nghiên cứu không chỉ thể hiện ở số lượng lớn các taxon bậc ngành (6 ngành) mà còn được thể hiện ở số lượng của các bậc taxon phân bố trong các ngành khác nhau.
Ngành Lá thông và ngành Mộc tặc là hai ngành kém đa dạng nhất, chỉ có 1 loài, 01 chi (chỉ chiếm 0,13% so với tổng số loài và 0,21% tổng số chi thực vật ở rừng Hương Sơn). Trái ngược với hai ngành trên, ngành Ngọc lan
(Magnoliophyta) có tỷ trọng lớn hơn cả, đây là ngành đa dạng nhất với tổng số 126 họ (chiếm 82,89%), 432 chi (92,70%) và 701 loài (93,72%). Các ngành còn lại đáng kể là ngành Duơng xỉ (Polypodiophyta) có 17 họ (chiếm 11,18%), 24 chi (5,15%), 34 loài (4,55%); kế tiếp là ngành Thông 5 họ (3,29%), 6 chi (1,29%), 7 loài (0,94%) và ngành Thông đất (Lycopodiophyta) có 2 họ (chiếm 1,32%), 2 chi (0,43%) và 4 loài (0,53%) (bảng 3.1).
Kết quả này phản ánh hiện trạng thực vật rừng ở Hương Sơn và nếu so với hệ thực vật Việt Nam (12.000 loài) thì chiếm 6,23% tổng số loài của hệ thực vật cả nước với sự có mặt của 6 trong tổng số 7 ngành thực vật bậc cao có mạch.
Sự ưu thế về tỉ trọng số loài của ngành Ngọc lan trong hệ thực vật Hương Sơn (93,72%) gần với kết quả nghiên cứu của một số hệ thực vật ở Việt nam nói chung và hệ thực vật có phân bố địa lý gần với rừng Hương Sơn nói riêng. Ví dụ, ở hệ thực vật Lâm Sơn (huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình), tỉ trọng này là 89,5%, ở hệ thực vật Cúc Phương là 91,5%; ở hệ thực vật Bắc Việt Nam là 90,7% và ở hệ thực vật Việt Nam là 92,7%. Như vậy, cả 4 hệ thực vật này tỷ lệ về số loài của ngành Ngọc lan không có sự sai khác nhiều, chứng tỏ rằng tỷ lệ (%) này không phụ thuộc vào diện tích các hệ thực vật nghiên cứu, có sự tương đồng nhất định.
Bảng 3.1: Số lượng và tỷ lệ các họ/chi/loài trong 6 ngành thực vật
STT Ngành 1 Ngành Lá thông - Psilotophyta 2 Ngành Thông đất -Lycopodiophyta Ngành Mộc tặc -
4 Ngành Dương xỉ - Polypodiophyta 5 Ngành Thông Pinophyta 6 Ngành Ngọc lan - Magnoliophyta Tổng 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 % họ % chi % Loài Hình 3.1: Biểu đồ tỷ lệ các họ trong 6 ngành thực vật bậc cao có mạch
Qua kết quả bảng 3.1 bảng 3.2 và hình 3.1 cho thấy, đại đa số các taxon bậc họ, chi và loài tập trung ở ngành Ngọc lan (Magnoliophyta). Nhưng trong ngành Ngọc lan có sự phân chia về số lượng loài, số lượng chi và họ giữa lớp Ngọc lan với lớp Hành không đồng đều, các taxon chủ yếu ở lớp Ngọc lan, sự phân chia này cũng khá phù hợp với quy luật chung của hệ thực vật Việt Nam. Ngành Ngọc lan là ngành thực vật tiến hóa nhất và có nhiều loài có giá trị. Do vậy, đi sâu phân tích về tính đa dạng của các taxon trong ngành Ngọc lan cho thấy: ngành có hai lớp: lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) và lớp Hành
(Liliopsida). Trong đó, lớp Ngọc lan chiếm ưu thế với số loài là 597 (chiếm 85,20%), số chi là 360 (chiếm 83,33%), số họ là 104 (chiếm 82,5%). Lớp Hành (Liliopsida) chiếm tỷ trọng thấp hơn hẳn, với số loài là 104 (chiếm 14,8%), số chi là 72 (chiếm 16,67%) và 22 họ (chiếm 17,5%) (bảng 3.2).
Bảng 3.2: Phân bố các taxon trong ngành Ngọc lan (Magnoliopsida)
Lớp Ngọc lan Magnoliopsida Hành - Liliopsida Tổng Tỷ trọng lớp Magnoliopsida/ Liliopsida
Qua kết quả thống kê ở bảng 3.2 nêu trên ta thấy số lượng các taxon giữa 2 lớp: lớp Ngọc lan và lớp Hành khác biệt rõ rệt. Tỷ lệ tương quan về số họ giữa lớp Ngọc lan và lớp Hành là 4,72, nghĩa là cứ 4,72 họ thuộc lớp Ngọc lan thì có 1 họ thuộc lớp Hành, tỷ lệ này tăng dần ở bậc chi 5,00/1 và loài 5,74/1. Tỷ lệ này thể hiện tính vượt trội về bậc phân loại của lớp Ngọc lan so với lớp Hành.
Nếu so sánh tỉ lệ về số loài giữa lớp Ngọc lan và lớp Hành ở rừng Hương Sơn (5,74/1) với hệ thực vật Lâm Sơn (tỉ lệ này là 4/1) và hệ thực vật Cúc Phương (tỉ lệ là 3,8/1) thì thấy ở rừng Hương Sơn cao hơn; sự khác nhau này có thể thấy yếu tố thổ nhưỡng, khí hậu đã ảnh hưởng tới sự xuất hiện loài; địa hình, địa chất ở rừng Hương Sơn là hệ sinh thái núi đá vôi, khô cằn, độ ẩm thấp, lớp đất, lớp mùn mỏng nên các nhóm cây ưa ẩm, có dạng sống thuộc loại chồi ẩn (lớp Hành) sẽ ít xuất hiện hơn so với núi đất.
Ở lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) có nhiều loài cây quý như: Trai
(Garcimia fagraceides A.Chev), Sưa (Dalbergia tonkinensis Prain), Lát (Chukrasia tabularis A. Juss.), các loài Bình vôi (Stephania spp.), Rau Sắng (Melientha suavis Pierre), Trám đen (Canarium tramdenum Dai & Yakovl.), Lim xanh (Erythrophleum fordii Oliv), Giổi bà (Michelia balansae DC.),....
Tuy chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhưng lớp Hành (Liliopsida) cũng chứa đựng các loài cây quý, hiếm, có giá trị cao như: Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus), Thạch tầm (Ludisia discolor); Thạch hộc (Dendrobium sp.), Lan kiếm (Cymbidium sp.), Song mật (Calamus platyacanthus Warb. ex Becc.), Sâm cau (Curculigo orchioides), Củ mài (Dioscorea hamiltonii Hook.f.),....
3.1.2.2. Đa dạng các taxon dưới ngành+ +
Đ a d ng vạ ề b c hậ ọ
Qua quá trình nghiên cứu, đã xác định được 152 họ thực vật tại khu rừng Hương Sơn với 748 loài.
Mức độ đa dạng của mỗi hệ thực vật còn được nhìn nhận ở các cấp độ dưới ngành, cụ thể là cấp độ họ, chi và loài.
Thông thường khi đánh giá tính đa dạng thực vật ở bậc họ, người ta thường phân tích 10 họ thực vật có số loài lớn nhất ở khu vực nghiên cứu. Ở rừng Hương Sơn, 10 họ giầu loài nhất chiếm 6,58% (tổng số họ của cả hệ thực vật Hương Sơn), 276 loài chiếm 36,89% tổng số loài và 145 chi, chiếm 31,11% tổng số chi hệ thực vật Hương Sơn (bảng 3.3). Họ có số loài nhiều nhất thuộc về họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 55 loài, chiếm 7,35% tổng số loài ghi nhận được; tiếp theo là họ Dâu tằm (Moraceae) với 37 loài, chiếm 4,95%; theo sau là họ Đậu (Fabaceae) 29 loài (3,88%); họ Cà phê (Rubiaceae) 28 loài (3,74%); họ Long não (Lauraceae) 25 loài (3,34%); họ Vang (Caesalpiniaceae) 22 loài (2,94%); họ Hòa thảo (Poaceae) 22 loài (2,94%); họ Cúc (Asteraceae) 21 loài (2,81%); họ Trôm (Sterculiaceae) 19 loài (2,54%) và họ Cam (Rutaceae) 18 loài (2,4%);
Bảng 3.3: Thống kê 10 họ đa dạng nhất tại rừng Hương SơnTên họ Tên họ STT Tên khoa học 1 Euphorbiaceae 2 Moraceae 3 Fabaceae 4 Rubiaceae 5 Lauraceae 6 Caesalpiniaceae 7 Poaceae 8 Asteraceae 9 Sterculiaceae 10 Rutaceae Tổng
Tại khu vực nghiên cứu, 10 họ giàu loài nhất đều thuộc các họ đa dạng của hệ thực vật Việt nam. Và nếu so sánh tỷ lệ 10 họ giàu loài nhất của khu vực nghiên cứu với tỷ lệ của Tolmachow (1974) khi nghiên cứu về tính đa dạng thực vật nhiệt đới và chỉ ra rằng thành phần loài thực vật rất đa dạng và phong phú, thể hiện ở chỗ rất ít họ có số lượng loài chiếm 10% tổng số loài trong hệ thực vật và tổng tỷ lệ phần trăm 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40% - 50% tổng số loài, tổng số 10 họ giàu loài nhất nhỏ hơn 50% tổng số loài của hệ thực vật thì hệ thực vật đó được coi là đa dạng bậc họ. Theo nhận định này thì thành phần thì thành phần thực vật rừng Hương Sơn được đánh giá đa dạng ở taxon bậc họ (<50%) (bảng 3.3, hình 3.2).
+
Đ a d ng vạ ề b c chiậ
Thực vật ở rừng Hương Sơn phân bố trong 466 chi. Khi xét đến mức đa dạng bậc chi, người ta thường xét 10 chi giàu loài nhất và sử dụng chỉ số đa dạng bậc chi. Áp dụng cách tính chỉ số đa dạng này cho số liệu ở bảng 3.1 (đã nêu trên), ta thấy rằng trung bình cứ 1 họ có 3,06 chi và trung bình 1 chi có 1,60 loài. Tuy nhiên, trên thực tế sự phân bố loài trong các chi là không đều nhau; chi nhiều loài nhất là chi Ficus có 25 loài, rất nhiều chi có 01 loài (Psilotum, Equisetum, Cibotium, Nageia, Acanthus, Cananga,
Dalbergia, Erythrophleum, Chukrasia, Excentrodendron, …). Chính vì vậy, 10 chi có số loài nhiều nhất được chọn ra để đánh giá độ đa dạng bậc chi được thể hiện ở bảng 3.4 sau:
Bảng 3.4. Các chi giàu loài nhất tại rừng Hương Sơn
STT Họ
1 Moraceae 2 Polygonaceae 3 Sterculiaceae
4 Rosaceae 5 Caesalpiniaceae 6 7 Moraceae 8 Fabaceae 9 Euphorbiaceae 10 Rutaceae Tổng
Trong số 10 chi đa dạng nhất với 82 loài, chiếm 10,96% tổng số loài thực vật khu vực nghiên cứu thì chi Ficus (Moraceae) đa dạng nhất với 25 loài, chiếm 3,34% tổng số loài. Các chi còn lại từ 5 loài trở lên. Kết quả phân tích cho thấy, 10 chi đa dạng nhất cũng là các chi chi đặc trưng cho rừng thứ sinh,