TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Một số khái niệm cơ bản
Trong đề tài này, chúng tôi có sử dụng một số khái niệm có liên quan đến nội dung nghiên cứu:
Thảm thực vật là một thành phần đặc trưng của lục địa, được mô tả như một tấm thảm xanh bao phủ mặt đất Theo Giáo sư Tiến sĩ Thái Văn Trừng, thảm thực vật bao gồm các quần hệ thực vật, trong khi Giáo sư Trần Đình Lý nhấn mạnh rằng nó là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng hoặc trên bề mặt trái đất Khái niệm thảm thực vật còn khá chung và chưa chỉ rõ đặc trưng hay phạm vi không gian cụ thể Thành phần chủ yếu của thảm thực vật là cây cỏ, nhưng nghiên cứu thảm thực vật chủ yếu tập trung vào các cá thể cây cối của các loài thực vật Tính đa dạng sinh học của một vùng hay địa phương có thể được đánh giá thông qua nghiên cứu thảm thực vật tại khu vực đó.
Thảm thực vật thứ sinh là loại thảm thực vật hình thành trên nền tảng của một thảm thực vật đã tồn tại trước đó nhưng đã biến mất do tác động của nhiều yếu tố ngoại cảnh Sau một thời gian, dưới các điều kiện môi trường khác nhau, một thảm thực vật mới phát triển và thay thế cho thảm thực vật cũ.
Cấu trúc thảm thực vật đề cập đến sự phân bố của các loài thực vật theo chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang Sự phân bố này có thể thay đổi theo không gian và thời gian, chịu ảnh hưởng bởi hoạt động sống của các loài thực vật.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên cho thấy rằng có sự phân chia cấu trúc thảm thực vật theo không gian và thời gian Tuy nhiên, sự phân chia này không phổ biến trong thực tế.
Đa dạng sinh học là một khái niệm quan trọng được công nhận qua Công ước về bảo tồn Đa dạng sinh học, được thông qua tại Hội nghị thượng đỉnh toàn cầu ở Rio De Janeiro Sự bảo tồn đa dạng sinh học không chỉ giúp duy trì cân bằng hệ sinh thái mà còn hỗ trợ sự phát triển bền vững của các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Đa dạng sinh học, theo định nghĩa năm 1992, là sự biến thiên giữa các sinh vật sống từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm các hệ sinh thái trên cạn, biển và thủy vực Tính đa dạng này được thể hiện không chỉ trong nội bộ loài mà còn giữa các loài và các hệ sinh thái mà chúng thuộc về.
Đa dạng sinh học là thuật ngữ mô tả sự phong phú và đa dạng của giới tự nhiên, bao gồm tất cả các cơ thể sống từ mọi nguồn trong các hệ sinh thái đất liền, dưới biển và các hệ sinh thái dưới nước khác Nó thể hiện sự đa dạng trong loài, giữa các loài và trong các hệ sinh thái khác nhau Đặc biệt, đa dạng loài đề cập đến số lượng và sự khác biệt của các loài trong một khu vực nhất định, cũng như sự khác biệt trong các quần thể của một loài và giữa các quần thể khác nhau.
Hệ thống phân loại dạng sống thực vật phổ biến hiện nay là hệ thống của Raunkiaer, giúp so sánh với phổ dạng sống tiêu chuẩn Phân loại này dựa trên kích thước chiều cao, phù hợp với kích thước dạng sống của thực vật.
Raunkiaer phân loại cây có chồi trên đất dựa vào trạng thái mùa và hiện tượng chồi có bao hoặc không có bao, tạo ra các dạng phụ trong dạng sống Dạng sống này được xác định trong mùa không thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây.
Cây cối ở các vùng ôn đới và hàn đới thường gặp khó khăn trong việc sinh trưởng do thiếu nước trong mùa tuyết, trong khi đó, ở vùng nhiệt đới, cây cũng phải đối mặt với tình trạng khô hạn Điều này dẫn đến việc cây không có đủ nước sinh lý để duy trì quá trình dinh dưỡng bình thường, ảnh hưởng đến sự phát triển của chồi ngọn, khiến chúng cao hơn mặt đất.
Raunkiaer căn cứ vào chiều cao của cây để chia thành bốn dạng chủ yếu
- Megaphanerophytes (Mega), cây to có chồi trên mặt đất, trên 30m
- Mesophanerophytes (Meso), cây vừa có chồi trên mặt đất, từ 8 đến 30m
- Microphanerophytes (Micro), cây nhỏ có chồi trên mặt đất, từ 2 đến 8m
Nanophanerophytes (Nano) là những cây thấp có chiều cao dưới 2m, với chồi mọc trên mặt đất Ngoài bốn dạng cây phổ biến trên toàn cầu, Raunkiaer còn phát hiện thêm các dạng sống ở những khu vực nhiệt đới ẩm và khô hạn.
Lianes phanerophytes, hay còn gọi là liano, là loại cây có chồi mọc trên mặt đất và leo quấn lên các cây khác Đây là một hình thức sống phổ biến trong rừng cẩm nhiệt đới Cây leo này có thể có thân cỏ hoặc thân gỗ, nhưng thường không đủ độ cứng để tự đứng vững, vì vậy chúng phải dựa vào các cây khác để vươn lên các tầng lớp thích hợp với điều kiện sinh thái của chúng.
Epiphytes phanerophytes (Epi) là loại cây sống bám vào cây khác, phổ biến trong rừng ẩm nhiệt đới Chúng có thể là thân cỏ hoặc thân gỗ, không mọc từ đất mà phát triển trực tiếp trên thân cây gỗ lớn hoặc nhỏ Một số loài trong nhóm này có thể phát triển lớn mạnh, ôm lấy cây chủ như sợi dây thòng lọng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sống của cây chủ.
Phanerophytes herbaces (Her) là dạng sống của cây có chồi mọc trên mặt đất với thân cỏ, không chứa chất gỗ Trong những mùa không thuận lợi, chồi ngọn vẫn giữ vị trí cao trên mặt đất, khác với dạng sống có chồi nằm ngang thường chết ngang mặt đất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6
- Phanerophytes suculents (Suc.): Là dạng sống của các loài cây có chồi trên mặt đất thân mọng
Raunkiaer đã phát triển hệ thống phân loại thực vật bằng cách bổ sung yếu tố trạng mùa, chia thành mười hai dạng sống phụ cho bốn dạng lớn của các loài cây có chồi trên mặt đất (Phanerophytes).
- SMgo: Cây to có chồi trên đất, thường xanh, không bao
- SMeo: Cây vừa có chồi trên đất, thường xanh, không bao
- SMio: Cây nhỏ có chồi trên đất, thường xanh, không bao
- SNao: Cây thấp có chồi trên đất, thường xanh, không bao
- SMgC: Cây to có chồi trên đất, thường xanh, có bao
- SMeC: Cây vừa có chồi trên đất, thường xanh, có bao
- SMiC: Cây nhỏ có chồi trên đất, thường xanh, có bao
- SNaC: Cây thấp có chồi trên đất, thường xanh, có bao
- DMgC: Cây to có chồi trên đất, rụng lá, có bao
- DMeC: Cây vừa có chồi trên đất, rụng lá, có bao
- DMiC: Cây nhỏ có chồi trên đất, rụng lá, có bao
- DNaC: Cây thấp có chồi trên đất, rụng lá, có bao [41].
Tình hình nghiên cứu hệ thực vật
1.2.1 Tình hình nghiên cứu hệ thực vật trên thế giới
Vào năm 1623, Caspar Bauhin, một nhà thực vật học người Thụy Sĩ, đã công bố tác phẩm “Pinax theatri botanicae”, trong đó thống kê 6.000 loài cây và cung cấp nhiều tên đồng loại giá trị Mặc dù các chi chưa được mô tả chi tiết, nhưng tác phẩm này đã xác định rõ các đặc điểm của các loài trong từng chi, trở thành tài liệu quý giá cho nghiên cứu thực vật.
Năm 1962, G.N.Slucop đã đưa ra số lượng các loài thực vật hạt kín phân bố ở các châu lục như sau:
- Châu Á có khoảng 125.000 loài, trong đó: Đông Nam Á (80.000 loài); các khu vực nhiệt đới Ấn Độ (26.000 loài); Tiểu Á (8.000 loài); Viễn Đông
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên, khu vực thuộc Liên bang Nga, Triều Tiên và Đông Bắc Trung Quốc có khoảng 6.000 loài sinh vật Trong khi đó, khu vực Xibêria thuộc Liên bang Nga, Mông Cổ và Trung Á chứa khoảng 5.000 loài.
- Châu Âu có khoảng 15.000 loài, trong đó: Trung và Bắc Âu (5.000 loài); Nam Âu, vùng Ban căng và Capcasơ (10.000 loài)
- Châu Mỹ có khoảng 97.000 loài, trong đó: Hoa Kỳ và Canada (25.000 loài), Mêhicô và Trung Mỹ (17.000 loài), Nam Mỹ (56.000 loài), Đất lửa và Nam Cực (1.000 loài)
Châu Phi sở hữu khoảng 40.500 loài thực vật, trong đó các vùng nhiệt đới ẩm có 15.500 loài, Madagasca có 7.000 loài, Nam Phi có 6.500 loài, Bắc Phi, Angieri, Marốc và các khu vực lân cận có 4.500 loài, Abitxini có 4.000 loài, Tuynidi và Aicập có 2.000 loài, và Xomali cùng Eritrea có 1.000 loài.
Châu Úc có khoảng 21.000 loài động thực vật, trong đó Đông Bắc Úc chiếm 6.000 loài, Tây Nam Úc có 5.500 loài, lục địa Úc có 5.000 loài, và Taxman cùng Tây Tây Lan có 4.500 loài.
Theo Lecointre và Guyader (2001), trên toàn thế giới, số lượng loài thực vật bậc cao được mô tả bao gồm: Nấm (Fungi) với 100.800 loài (5,8% tổng số loài), Rêu (Bryophyta) có 15.000 loài (0,9%), Thông đất (Lycopodiophyta) với 1.275 loài (0,07%), Dương xỉ (Polypodiophyta) có 9.500 loài (0,5%), Thông (Pinophyta) với 601 loài (0,03%) và Ngọc lan (Magnoliophyta) có 233.885 loài (13,4%).
1.2.2 Tình hình nghiên cứu hệ thực vật ở Việt Nam
Việt Nam được công nhận là một trong mười trung tâm đa dạng sinh học quan trọng nhất thế giới, với sự phong phú về nguồn gen và số lượng loài đa dạng.
Việt Nam nổi bật với sự đa dạng sinh học phong phú, bao gồm nhiều loài, hệ sinh thái và vùng địa lý sinh học khác nhau Điều này chứng tỏ vị thế của đất nước trong việc bảo tồn và phát triển tài nguyên sinh vật.
Từ năm 1879 đến 1899, Pierre đã nghiên cứu hệ thực vật Việt Nam và xuất bản cuốn “Thực vật chí rừng Nam Bộ” dày 400 trang tại Paris Tiếp theo, nhiều tác giả người Pháp như Petelot, Poilane, Chevalier, và Gagnepain đã nghiên cứu hệ thực vật Việt Nam từ 1907 đến 1937, cho ra đời bộ sách “Thực vật chí đại cương Đông Dương” gồm 7 tập do H Lecomte chủ biên, mô tả khoảng 7.004 loài thực vật bậc cao có mạch.
Hiện nay, các nhà khoa học trên toàn quốc đang tích cực nghiên cứu với nhiều phương pháp khác nhau, tất cả đều hướng tới mục tiêu bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học.
Lê Ngọc Công và Hoàng Chung (1995) đã tiến hành nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống của savan bụi và đồi trung du Bắc Thái, phát hiện 123 loài thuộc 47 họ khác nhau.
Năm 2009, Hoàng Thị Thanh Thủy đã thực hiện nghiên cứu về hệ thực vật và thảm thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên Kết quả điều tra ban đầu cho thấy có 305 loài thực vật, 233 chi, và 88 họ thuộc 4 ngành thực vật bậc cao có mạch, bao gồm ngành Thông đất, ngành Dương xỉ, ngành Thông và ngành Mộc lan.
Nghiên cứu về tính đa dạng thực vật có mạch tại xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc cho thấy khu vực này có sự phong phú với 456 loài thực vật thuộc 323 chi khác nhau.
114 họ thực vật bậc cao có mạch Khu vực nghiên cứu có 5 ngành thực vật,
Ngành Hạt kín chiếm tỉ lệ lớn nhất với 91,22% số họ, trong khi số loài của lớp Ngọc Lan so với lớp Hành là 5,87/1 Bên cạnh đó, có 10 họ thực vật giàu loài nhất, với số lượng loài từ 9 trở lên.
Nguyễn Tiến Bân (1997) đã giới thiệu khái quát những đặc điểm cơ bản của 265 họ và khoảng 2.300 chi thuộc ngành Hạt kín ở nước ta [5]
Theo Phan Kế Lộc (1998), hệ thực vật Việt Nam hiện đã ghi nhận 9.653 loài thực vật bậc cao có mạch tự nhiên, thuộc 2.011 chi và 291 họ Nếu tính thêm khoảng 733 loài cây trồng nhập nội, tổng số loài thực vật bậc cao có mạch ở Việt Nam đạt 10.386 loài, thuộc 2.257 chi và 305 họ, chiếm khoảng 4% tổng số loài, 15% tổng số chi và 57% tổng số họ của toàn thế giới.
Tình hình nghiên cứu dạng sống và thành phần loài
Dạng sống và thành phần loài là yếu tố quan trọng giúp phân biệt các loại thảm thực vật khác nhau Các nhà khoa học thường chú trọng nghiên cứu những đặc điểm này để hiểu rõ hơn về thực vật Do đó, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về dạng sống và thành phần loài trong các kiểu thảm thực vật trên toàn cầu.
1.3.1 Tình hình nghiên cứu dạng sống
Khi nói đến nghiên cứu về dạng sống thực vật, không thể không nhắc đến công trình của Raunkiær, nhà thực vật học người Đan Mạch (1934) Theo hệ thống phân chia dạng sống thực vật của ông, thực vật được phân loại thành năm nhóm chính dựa trên vị trí của chồi mầm trong mùa khắc nghiệt nhất đối với sự sinh trưởng hàng năm.
- Nhóm cây chồi trên (Phanerophytes) - Ký hiệu Ph
- Nhóm cây chồi sát đất (Chamaephytes) - Ký hiệu Ch
- Nhóm cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes) - Ký hiệu Hm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10
- Nhóm cây chồi ẩn (Cryptophytes) - Ký hiệu Cr
Nhóm cây một vụ (Therophytes) được ký hiệu là Th, là một phần trong phổ chuẩn của các dạng sống mà Ông đã xây dựng cho các vùng khác nhau trên trái đất Công thức phổ dạng sống này giúp phân loại và hiểu rõ hơn về sự đa dạng sinh học trên hành tinh.
SN = 46 Ph + 9 Ch + 26 Hm + 6 Cr + 13 Th
Braun - Blanquet (1951) phân loại cách mọc của thực vật thành 5 thang dựa trên tính liên tục hoặc đơn độc của loài, bao gồm: mọc lẻ, mọc thành vạt, mọc thành dải nhỏ, mọc thành vạt lớn và mọc thành khóm lớn.
Canon (1911) là người đầu tiên lập ra bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo [14]
Một số công trình nghiên cứu về dạng sống ở Việt Nam Dương Hữu Thời (1961) đã lập phổ dạng sống của các quần xã cỏ trên bãi cát sông Hồng
Doãn Ngọc Chất (1969) đã tiến hành nghiên cứu về dạng sống của một số loài thực vật thuộc họ Hoà thảo, trong khi Thái Văn Trừng (1978) áp dụng nguyên tắc của Raunkiaer để phân chia dạng sống của hệ thực vật tại Việt Nam.
Hoàng Chung (1980) đã thực hiện một nghiên cứu về thành phần dạng sống của đồng cỏ Bắc Việt Nam, trong đó ông đã xác định 18 kiểu dạng sống cơ bản và xây dựng bảng phân loại cho các kiểu đồng cỏ savan và thảo nguyên.
Lê Trần Chấn (1990) trong nghiên cứu hệ thực vật Lâm Sơn tỉnh Hòa Bình đã phân chia hệ thực vật thành 5 nhóm dạng sống chính theo phương pháp Raunkiaer Tác giả cũng đã bổ sung thêm ký hiệu để chi tiết hóa một số dạng sống như: a Kí sinh; b Bì sinh; c Dây leo; d Cây chồi trên thân thảo, và không xếp phương thức sống ký sinh, bì sinh vào dạng sống cơ bản mà chỉ coi đây là những dạng phụ.
Nguyễn Thế Hưng (2003) đã nghiên cứu sự đa dạng thực vật tại Hoành Bồ, Quảng Ninh và kết luận rằng nhóm cây chồi trên mặt đất có 196 loài, chiếm 60,49% tổng số loài trong toàn bộ hệ thực vật ở khu vực này.
Nhóm cây chồi sát đất có 26 loài, chiếm 8,02% tổng số loài Nhóm cây chồi nửa ẩn bao gồm 43 loài, chiếm 13,27% Nhóm cây chồi ẩn có 24 loài, chiếm 7,47% Cuối cùng, nhóm cây một năm có 35 loài, chiếm 10,8%.
Lê Ngọc Công (2004) trong nghiên cứu về phục hồi rừng qua khoanh nuôi tại Thái Nguyên đã phân loại thực vật thành bốn nhóm dạng sống chính: cây gỗ, cây bụi, cây cỏ và dây leo.
Hoàng Chung (2008) trong nghiên cứu về thực vật đồng cỏ vùng núi Bắc Việt Nam đã phân loại 8 kiểu dạng sống chính, bao gồm cây gỗ, cây bụi, cây thân bò, cây bụi nhỏ, cây bụi nhỏ bò, nửa bụi, thực vật có khả năng tạo chồi mới từ rễ, và cây thảo với hệ rễ cái sống lâu năm.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu thành phần loài
Nghiên cứu về thành phần loài đã diễn ra từ lâu trên thế giới, với nhiều nhà khoa học nổi bật ở Liên Xô cũ như Vưsotxki (1951), Alokhin (1904), và Craxit (1927) Các tác giả cho rằng mỗi vùng sinh thái tạo ra thảm thực vật đặc trưng, và sự khác biệt giữa các thảm này được thể hiện qua thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và động thái Do đó, việc nghiên cứu thành phần loài và dạng sống là tiêu chí quan trọng trong phân loại thảm thực vật.
Ramakrishman (1981-1992) đã nghiên cứu thảm thực vật sau nương rẫy tại Tây Bắc Ấn Độ và xác định rằng chỉ số đa dạng loài rất thấp Ông cũng chỉ ra rằng chỉ số loài đạt ưu thế cao nhất trong giai đoạn đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá.
Nghiên cứu của Longchun và cộng sự (1993) về đa dạng thực vật tại hệ sinh thái nương rẫy ở Xishuang Bana, tỉnh Vân Nam, Trung Quốc cho thấy rằng sau 13 năm bỏ hoá, khu vực này có 17 họ, 21 chi và 21 loài thực vật Sau 19 năm, sự đa dạng này tiếp tục gia tăng, phản ánh quá trình phục hồi của hệ sinh thái.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12
Việt Nam hiện có khoảng 11.373 loài thực vật thuộc 2524 chi và 378 họ, và các nhà thực vật học dự đoán con số này có thể lên đến 15.000 loài Trong số đó, khoảng 7.000 loài là thực vật có mạch, với 30% loài thực vật miền Bắc và 25% trên toàn quốc là đặc hữu Việt Nam cũng có ít nhất 1.000 loài cây lớn và 354 loài cây có thể sản xuất gỗ thương phẩm, cùng với ít nhất 40 loài tre nứa có giá trị thương mại Sự đa dạng này mang lại giá trị kinh tế và khoa học lớn cho rừng Việt Nam Theo Viện Dược liệu, đã có 3.850 loài cây được phát hiện có khả năng chữa bệnh, bao gồm cả những bệnh hiểm nghèo Ngoài ra, có 76 loài cây cho nhựa thơm, 600 loài cho tananh, 500 loài cho tinh dầu và 260 loài cho dầu béo Nghiên cứu tại huyện Củ Chi, TP.HCM đã phát hiện 117 loài cây thân gỗ thuộc 23 bộ, với các họ thực vật phong phú như họ Cà phê, Sim, Dầu, Dâu tằm và Thầu dầu Hệ thực vật được phân chia thành các dạng sống chính, bao gồm cây gỗ lớn, gỗ vừa và gỗ nhỏ.
Nghiên cứu về thực vật quý hiếm theo sách đỏ Việt Nam
Việt Nam sở hữu đa dạng sinh học phong phú với khoảng 12.000 loài thực vật có mạch, trong đó có khoảng 7.000 loài thực vật bậc cao, 800 loài rêu và 600 loài nấm Đặc biệt, hệ thực vật của Việt Nam có tính đặc hữu cao, với ít nhất 40% số loài là đặc hữu, mặc dù không có họ thực vật đặc hữu nào, nhưng có đến 3% số chi thực vật là đặc hữu Tuy nhiên, trong những năm gần đây, đa dạng sinh học tại Việt Nam đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi nhiều nguyên nhân khác nhau, khiến nước này trở thành một trong những điểm nóng sinh học theo tổ chức bảo tồn quốc tế, được xác định là vùng sinh học bị đe dọa nhất và giàu có nhất trên thế giới.
Trước thực trạng suy giảm đa dạng sinh học (ĐDSH) tại Việt Nam, nghiên cứu và các biện pháp bảo tồn đã được chú trọng hơn Trước năm 1975, nhiều khu rừng cấm đã được thiết lập ở cả hai miền Sau năm 1975, nhà nước đã tập trung xây dựng các khu bảo tồn thiên nhiên và vườn quốc gia nhằm bảo vệ ĐDSH Số lượng khu bảo tồn và vườn quốc gia đã tăng từ 49 khu vào năm 1975 lên 73 khu vào năm 1980, và đạt 128 khu vào năm 2005, với tổng diện tích gần 2 triệu ha.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14
Khi nghiên cứu về hiện trạng hệ thực vật ở khu bảo tồn Thần Sa - Phương Hoàng (Võ Nhai - Thái Nguyên), căn cứ vào Sách Đỏ Việt Nam
Theo Hoàng Thị Thanh Thuỷ (2007) và Danh lục Đỏ IUCN (2001), có 11 loài quý hiếm, chiếm 3,61% tổng số loài, được ghi nhận trong Sách Đỏ Việt Nam (2007) Trong số này, có 5 loài ở mức nguy cấp (EN) và 6 loài ở mức sẽ nguy cấp (VU), do đó cần có kế hoạch bảo vệ ưu tiên để ngăn chặn nguy cơ tuyệt chủng.
Nguyễn Thị Yến (2003) đã thực hiện nghiên cứu về cấu trúc và tính đa dạng của nguồn tài nguyên cây thuốc tại xã Xuân Sơn, huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ, trong đó thống kê được 20 loài thực vật quý hiếm Theo tiêu chuẩn của sách Đỏ Việt Nam (2007) và IUCN, có 15 loài ở mức sẽ nguy cấp và 5 loài ở mức nguy cấp.
Theo Sách đỏ Việt Nam (2007) được cập nhật vào ngày 26 tháng 6 năm 2008, hiện có 882 loài, bao gồm 418 loài động vật và 464 loài thực vật, đang bị đe dọa ngoài thiên nhiên, tăng 167 loài so với năm 1992 Trong số này, có 45 loài thực vật được xếp vào diện “rất nguy cấp” trong tổng số 196 loài thực vật “đang nguy cấp”.
Việt Nam sở hữu thảm thực vật phong phú và đa dạng sinh học cao, nhưng nhiều loài thực vật quý hiếm đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng Nếu không có biện pháp bảo vệ và duy trì nguồn gen, những loài này có thể biến mất.
Đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng của thực vật có mạch trong thảm thực vật tái sinh tự nhiên tại xã Quân Chu - Huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên” nhằm cung cấp thông tin hữu ích cho người dân trong việc khai thác và bảo vệ hiệu quả tính đa dạng của thực vật có mạch trong khu vực này Nghiên cứu sẽ đóng góp vào việc nâng cao nhận thức về bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thực vật tại xã Quân Chu.
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu tính đa dạng về thành phần loài và dạng sống của thực vật có mạch trong các kiểu thảm thực vật tái sinh tự nhiên tại xã Quân Chu, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên Phân tích cấu trúc hình thái của thảm thực vật tái sinh tự nhiên và xác định các loài thực vật quý hiếm cần được bảo tồn.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu về thảm thực vật tái sinh tự nhiên tại xã Quân Chu giúp xác định tính đa dạng về thành phần loài và dạng sống của thực vật có mạch Đồng thời, nghiên cứu cũng làm rõ cấu trúc hình thái của thảm thực vật này và lập danh sách các loài thực vật quý hiếm cần được bảo tồn.
Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc quản lý và bảo tồn nguồn tài nguyên thực vật, đồng thời thúc đẩy sự phát triển bền vững của các loài thực vật trong thảm thực vật tự nhiên tại xã Quân Chu và huyện Đại Từ.
2.3 Đối tƣợng nghiên cứu Đề tài thực hiện nghiên cứu trên đối tượng là các loài thực vật có mạch trong thảm thực vật tái sinh tự nhiên
2.4 Địa điểm nghiên cứu Đề tài thực hiện nghiên cứu ở một số thảm thực vật tái sinh tự nhiên tại xã Quân Chu - Huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên
2.5.1 Nghiên cứu đa dạng về hệ thực vật
- Đa dạng về thành phần loài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16
- Đa dạng ở mức độ ngành
- Đa dạng ở mức độ số họ
- Đa dạng ở mức độ chi
2.5.2 Đa dạng của hệ thực vật có mạch
2.5.3 Đa dạng về thành phần dạng sống
2.5.4 Đa dạng về giá trị sử dụng
2.5.5 Đa dạng về các kiểu thảm thực vật
2.5.6 Đa dạng về các loài thực vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng
2.5.7 Đa dạng về cấu trúc hình thái theo chiều thẳng đứng của các trạng thái thảm thực vật
2.6.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa Để thực hiện mục tiêu và nội dung mà đề tài đã đặt ra, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
2.6.1.1 Phương pháp tuyến điều tra (TĐT)
Để lập tuyến điều tra, trước tiên cần xác định địa điểm nghiên cứu dựa trên bản đồ khu vực Tuyến điều tra đầu tiên được thiết lập vuông góc với đường đồng mức, các tuyến tiếp theo sẽ song song với tuyến đầu Chiều rộng quan sát của tuyến điều tra là 2m, và khoảng cách giữa các tuyến dao động từ 50 đến 100m tùy thuộc vào địa hình của từng quần xã Dọc theo tuyến điều tra, các ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích từ 100 đến 400m² và các ô dạng bản (ODB) kích thước 2m x 2m được bố trí để thu thập dữ liệu.
Nguyên tắc thu mẫu thực vật yêu cầu mỗi mẫu phải bao gồm đầy đủ các bộ phận như cành, lá và hoa đối với cây gỗ, trong khi đối với cây thảo, cần thu cả cây Mỗi cây nên được thu từ 3 mẫu khác nhau để đảm bảo tính đa dạng và độ chính xác của nghiên cứu.
10 mẫu, có thể đánh số từ 1 trở đi từ khi thu mẫu đầu tiên đến khi kết thúc nghiên cứu hoặc đánh số theo vùng nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 17
Mỗi loại cây yêu cầu phương pháp thu thập mẫu riêng biệt Trong quá trình thu mẫu, cần ghi chép các đặc điểm dễ nhận biết như vỏ cây, kích thước, màu sắc hoa và quả, cũng như sự hiện diện của nhựa mủ và mùi vị Sau khi hoàn tất thu thập và ghi chép, mẫu cần được buộc vào cành hoặc thân nhãn với đầy đủ thông tin và mang về phòng thí nghiệm Lưu ý khi đặt mẫu vào túi phải nhẹ nhàng, đặc biệt nếu có hoa hoặc quả, nên sử dụng túi ngửng hoặc giấy đựng và buộc lại để bảo quản tốt.
Số hiệu (N):……… Địa điểm:……… Đặc điểm:………
Nhãn và thông tin cần thu thập
2.6.1.2 Phương pháp ô tiêu chuẩn (OTC)
Để thu thập số liệu thảm thực vật, chúng tôi sử dụng ô tiêu chuẩn (OTC) với kích thước 400m2 (20m x 20m) cho các trạng thái rừng và thảm cây bụi Trong ô tiêu chuẩn, chúng tôi thiết lập các ô dạng bản (ODB) có diện tích 4m2 (2m x 2m) để thu thập thông tin về thành phần thực vật.
Các ODB được bố trí trên các đường chéo, vuông góc và cạnh của OTC, với tổng diện tích đạt ít nhất 1/3 diện tích OTC Bên cạnh đó, các ODB phụ cũng được đặt dọc hai bên tuyến điều tra để thu thập dữ liệu bổ sung Trong quá trình thực hiện, chúng tôi tiến hành xác minh các OTC và ODB.
Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên thực hiện số hóa và xác định tên khoa học cho các loài Đối với những loài chưa được biết tên, mẫu vật sẽ được thu thập và đưa về phòng thí nghiệm để xác định loại.
Nguyên tắc thu mẫu trong phương pháp điều tra theo ô tiêu chuẩn yêu cầu không chỉ ghi lại số loài mà còn cả số cá thể của từng loài, cũng như phân bố của chúng theo không gian và thời gian Điều này giúp đảm bảo tính chính xác và đầy đủ trong việc thu thập dữ liệu sinh học.
2.6.2 Phương pháp phân tích mẫu thực vật
Theo Phạm Hoàng Hộ (1991-1993) và tài liệu “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” (t 1, 2, 3), việc xác định tên các loài cây là cần thiết để lập danh lục các loài thực vật tại vùng nghiên cứu.
- Phân tích phổ dạng sống theo Raunkiaer (1934)
- Xác định cấu trúc hình thái thảm thực vật tái sinh tự nhiên
Trong khu vực nghiên cứu, cần xác định các loài thực vật quý hiếm theo “Sách đỏ Việt Nam” (phần thực vật) của Bộ Khoa học và Công nghệ năm 2007 và Nghị định 32/2006/NĐ-CP về quản lý thực vật rừng Việc này nhằm bảo tồn các loài thực vật có nguy cơ tuyệt chủng và đảm bảo sự đa dạng sinh học trong khu vực.
2.6.3 Phương pháp điều tra trong nhân dân
Phỏng vấn trực tiếp người dân địa phương và các cơ quan chuyên môn như Hạt kiểm lâm và UBND xã là cách hiệu quả để thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên trong khu vực nghiên cứu Qua đó, có thể nắm bắt được trạng thái rừng, danh sách các loài thực vật theo tên địa phương, cũng như những tác động của con người và động vật đến hệ thực vật rừng.
Địa điểm nghiên cứu
Đề tài thực hiện nghiên cứu ở một số thảm thực vật tái sinh tự nhiên tại xã Quân Chu - Huyện Đại Từ - Tỉnh Thái Nguyên.
Nội dung nghiên cứu
2.5.1 Nghiên cứu đa dạng về hệ thực vật
- Đa dạng về thành phần loài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16
- Đa dạng ở mức độ ngành
- Đa dạng ở mức độ số họ
- Đa dạng ở mức độ chi
2.5.2 Đa dạng của hệ thực vật có mạch
2.5.3 Đa dạng về thành phần dạng sống
2.5.4 Đa dạng về giá trị sử dụng
2.5.5 Đa dạng về các kiểu thảm thực vật
2.5.6 Đa dạng về các loài thực vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng
2.5.7 Đa dạng về cấu trúc hình thái theo chiều thẳng đứng của các trạng thái thảm thực vật
Phương pháp nghiên cứu
2.6.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa Để thực hiện mục tiêu và nội dung mà đề tài đã đặt ra, chúng tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
2.6.1.1 Phương pháp tuyến điều tra (TĐT)
Lập tuyến điều tra bắt đầu bằng việc xác định địa điểm nghiên cứu dựa trên bản đồ khu vực, với tuyến điều tra đầu tiên được thiết lập vuông góc với đường đồng mức và các tuyến sau song song với tuyến đầu Chiều rộng quan sát của tuyến điều tra là 2m, với khoảng cách giữa các tuyến từ 50 đến 100m tùy thuộc vào địa hình của từng quần xã Dọc theo tuyến điều tra, các ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích từ 100 đến 400m² và các ô dạng bản (ODB) kích thước 2m x 2m được bố trí để thu thập số liệu.
Nguyên tắc thu mẫu thực vật yêu cầu thu thập đầy đủ các bộ phận của cây, bao gồm cành, lá và hoa đối với cây gỗ, trong khi đối với cây thảo, cần thu cả cây Mỗi cây nên được thu từ 3 mẫu để đảm bảo tính đại diện và đa dạng cho nghiên cứu.
10 mẫu, có thể đánh số từ 1 trở đi từ khi thu mẫu đầu tiên đến khi kết thúc nghiên cứu hoặc đánh số theo vùng nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 17
Mỗi loại cây yêu cầu phương pháp thu thập mẫu riêng biệt, trong đó cần ghi chép các đặc điểm dễ nhận biết như vỏ cây, kích thước, màu sắc hoa và quả, cũng như sự hiện diện của nhựa mủ và mùi vị Sau khi thu thập và ghi chép đầy đủ, mẫu cây nên được buộc vào cành hoặc thân nhãn với thông tin cần thiết trước khi mang về phòng thí nghiệm Khi đặt mẫu vào túi, cần thực hiện một cách nhẹ nhàng, đặc biệt nếu có hoa hoặc quả, có thể sử dụng túi ngửng hoặc giấy đựng và buộc lại cho chắc chắn.
Số hiệu (N):……… Địa điểm:……… Đặc điểm:………
Nhãn và thông tin cần thu thập
2.6.1.2 Phương pháp ô tiêu chuẩn (OTC)
Để thu thập số liệu về thảm thực vật, chúng tôi đã áp dụng ô tiêu chuẩn (OTC) với kích thước 400m² (20m x 20m) cho các trạng thái rừng và thảm cây bụi Trong mỗi ô tiêu chuẩn, chúng tôi thiết lập các ô dạng bản (ODB) có diện tích 4m² (2m x 2m) để thu thập thông tin về thành phần thực vật.
Các ODB được bố trí trên các đường chéo, vuông góc và các cạnh của OTC, với tổng diện tích đạt ít nhất 1/3 diện tích OTC Bên cạnh đó, dọc theo tuyến điều tra, các ODB phụ cũng được đặt để thu thập số liệu bổ sung Trong các OTC và ODB, chúng tôi tiến hành xác minh dữ liệu.
Số hóa được thực hiện bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Để xác định tên khoa học cho các loài chưa được biết, cần thu thập mẫu và tiến hành định loại tại phòng thí nghiệm.
Nguyên tắc thu mẫu trong phương pháp điều tra theo ô tiêu chuẩn tương tự như phương pháp thu mẫu theo tuyến, nhưng yêu cầu ghi chép chi tiết hơn Cần ghi lại không chỉ số lượng loài mà còn số cá thể của từng loài, cũng như phân bố của chúng theo không gian và thời gian.
2.6.2 Phương pháp phân tích mẫu thực vật
Theo Phạm Hoàng Hộ (1991-1993) và tài liệu “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” (t 1,2,3), việc xác định tên các loài cây là cần thiết để lập danh mục các loài thực vật tại vùng nghiên cứu.
- Phân tích phổ dạng sống theo Raunkiaer (1934)
- Xác định cấu trúc hình thái thảm thực vật tái sinh tự nhiên
Trong khu vực nghiên cứu, việc xác định các loài thực vật quý hiếm cần được bảo tồn là rất quan trọng Theo “Sách đỏ Việt Nam” (phần thực vật) của Bộ Khoa học và Công nghệ năm 2007, cùng với Nghị định 32/2006/NĐ-CP về quản lý thực vật rừng, các loài này cần được chú trọng bảo vệ nhằm duy trì sự đa dạng sinh học và bảo vệ môi trường.
2.6.3 Phương pháp điều tra trong nhân dân
Tiến hành phỏng vấn trực tiếp người dân địa phương và các cơ quan chuyên môn như Hạt kiểm lâm và UBND xã để thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên tại khu vực nghiên cứu Điều này bao gồm tình trạng rừng, danh sách các loài thực vật theo tên địa phương, cũng như những tác động của con người và động vật đến hệ thực vật rừng.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Điều kiện tự nhiên
Xã Quân Chu, huyện Đại Từ, nằm ở cực nam tỉnh Thái Nguyên, cách trung tâm huyện Đại Từ 22km Địa giới xã Quân Chu bao gồm phía Bắc giáp xã Cát Nê, phía Đông giáp thị trấn Quân Chu và xã Phúc Thuận, phía Tây giáp dãy núi Tam Đảo, và phía Đông giáp khu vực Hồ Núi Cốc Xã này nằm trên tuyến tỉnh lộ 261, kết nối hai huyện Phổ Yên và Đại Từ.
3.1.2 Địa hình, đất đai, thổ nhƣỡng
3.1.2.1 Địa hình Địa hình chủ yếu là các bãi đất bằng xen kẽ với địa hình đồi núi thấp, độ cao trung bình từ 100- 500 m, độ dốc trung bình khoảng từ 15 - 25 0 Những con suối, dòng chảy nhỏ nằm rải rác trên địa bàn xã đã tạo điều kiện thuận lợi trong việc chủ động canh tác nông, lâm nghiệp
3.1.2.2 Đất đai, thổ nhưỡng Đất trên địa bàn huyện Đại Từ nhìn chung đều phù hợp với các loại cây trồng nông, lâm nghiệp; đặc biệt rất thích hợp cho trồng Chè Có 4 nhóm đất chính là:
- Đất xám mùn trên núi có: 16.400 ha chiếm 28,37%
- Đất Feralit phát triển trên đá biến chất có: 15.107 ha chiếm 26,14%
- Đất Feralit phát triển trên phù sa cổ: 13.036 ha chiếm 22,55%
- Đất phù sa Gley phát triển trên phù sa cổ: 13.247 ha chiếm 22,94%
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 20
Theo thống kê năm 2011, xã Quân Chu có tổng diện tích tự nhiên là 4.040,19 ha (40,4 km²), trong đó diện tích đất rừng chiếm 2.902,6 ha, tương đương 9,82% tổng diện tích đất rừng của huyện Cụ thể, diện tích rừng tự nhiên là 2.061,22 ha, chiếm 71,01% tổng diện tích đất rừng của xã, trong khi diện tích đất rừng trồng là 841,4 ha, chiếm 28,99%.
Huyện Đại Từ, thuộc vùng núi miền Bắc Việt Nam, có khí hậu đặc trưng với mùa đông lạnh hanh khô và ít mưa, trong khi mùa hè lại nóng ẩm và mưa nhiều.
Bảng 3.1: Khí hậu huyện Đại Từ
(tính trung bình trong 5 năm từ 2011 - 2015)
STT Yếu tố Thông số
1 Nhiệt độ không khí bình quân năm ( 0 C) 21,5
2 Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối ( 0 C) 3
3 Nhiệt độ cao thấp tuyệt đối ( 0 C) 42,6
4 Số giờ nắng trung bình (giờ) 1.460
5 Số giờ nắng năm thấp nhất (giờ) 1.370
6 Số giờ nắng năm cao nhất (giờ) 1.770
7 Lượng mưa trung bình năm (mm) 1.750
8 Lượng mưa cao nhất (mm) 2.450
9 Lượng mưa thấp nhất (mm) 1.250
10 Lượng bốc hơi bình quân năm (mm) 885
11 Độ ẩm không khí trung bình năm (%) 82
Nguồn: Chi cục Kiểm lâm huyện Đại Từ và Trạm khí tượng huyện Đại Từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 21
Mùa mưa tại khu vực này kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, trong khi mùa khô diễn ra từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trong mùa mưa rất cao, chiếm tới 84% tổng lượng mưa hàng năm, với những ngày có thể ghi nhận lượng mưa lên đến 300 mm Ngược lại, từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm 16% tổng lượng mưa cả năm, với các tháng như tháng 12 và tháng 1 thường có lượng mưa thấp, dao động từ 10 - 20 mm.
Lượng bốc hơi trung bình hàng năm chiếm 50,6% lượng mưa trung bình, với mức bốc hơi cao nhất xảy ra vào tháng 12 và tháng 1, dẫn đến tình trạng khô hạn nghiêm trọng ảnh hưởng đến cây trồng vụ đông xuân Độ ẩm không khí trong năm dao động từ 75% đến 86%, với mức thấp nhất vào tháng 4 và tháng 5 Mặc dù mùa khô có lượng mưa ít, nhưng sự xuất hiện của sương mù giúp duy trì độ ẩm không khí ở mức khá cao.
Sương muối thường xuất hiện ở các thung lũng vào tháng 12 và tháng 1, với tần suất 2-3 lần mỗi năm Hiện tượng này gây bất lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, đặc biệt là đối với cây con.
Khí hậu huyện Đại Từ, mặc dù có một số yếu tố như mưa tập trung theo mùa gây lũ quét và sạt lở đất, cũng như sương muối ảnh hưởng đến cây trồng, nhưng nhìn chung vẫn rất phù hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loại cây nông, lâm nghiệp.
Điều kiện kinh tế, xã hội
Tính đến năm 2011, xã Quân Chu có dân số 3.912 người với mật độ 96,8 người/km² Nguồn nhân lực tại xã phong phú, người dân chăm chỉ lao động, nhưng chủ yếu là lao động nông nghiệp chiếm 85% và trình độ lao động còn hạn chế Tỷ lệ tăng dân số cao dẫn đến nhu cầu lương thực và đặc biệt là nhu cầu về chất đốt cũng tăng cao.
Sự phát triển của diện tích đất canh tác lương thực và đất xây dựng nhà ở đã gây ra những tác động đáng kể đến rừng và đất lâm nghiệp Việc mở rộng những khu vực này cần được quản lý cẩn thận để bảo vệ môi trường tự nhiên và duy trì sự cân bằng sinh thái.
Trên địa bàn xã, lúa và ngô là hai loại cây lương thực chủ yếu, trong khi lạc và đậu tương là những cây công nghiệp ngắn ngày quan trọng Đặc biệt, cây chè được xem là cây công nghiệp chủ lực, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất hàng hóa và xuất khẩu.
Hệ thống giao thông tại xã phát triển mạnh mẽ với mạng lưới đường chính và nhánh hoàn chỉnh, cho phép ô tô tiếp cận trung tâm xã và các thôn bản Toàn bộ hộ dân trong xã đều được sử dụng điện lưới quốc gia, đạt tỷ lệ 100%.
Huyện có nhiều hồ đập với dung lượng nước tưới từ 40-50 ha mỗi đập và 180-500 ha mỗi hồ, cùng với nguồn nước ngầm phong phú Điều này không chỉ cung cấp nước sinh hoạt cho người dân mà còn hỗ trợ tưới tiêu cho các loại cây trồng nông, lâm nghiệp.
Xã Quân Chu có điều kiện kinh tế xã hội phát triển, với đất đai màu mỡ, nguồn nước phong phú và khí hậu ôn hòa, tạo điều kiện thuận lợi cho sự đa dạng của thảm thực vật trong khu vực.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 23
Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Đại Từ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 24
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đa dạng về các kiểu thảm thực vật
Ngày nay, sự can thiệp của con người đã dẫn đến việc hầu hết các thảm thực vật nguyên sinh bị thay thế bởi các thảm thứ sinh Qua nghiên cứu tại xã Quân Chu, chúng tôi đã thu được những kết quả cụ thể về tình trạng này.
4.1.1 Thảm thực vật tự nhiên
Chúng tôi sử dụng bảng phân loại của UNESCO (1973) để phân loại thảm thực vật, cho phép phân loại thảm thực vật tự nhiên hiện tại mà không phụ thuộc vào việc chúng là thảm nguyên sinh hay thứ sinh, cũng như tính ổn định của chúng Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng của thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu.
4.1.1.1 Lớp quần hệ rừng kín, rừng nhiệt đới thường xanh mưa mùa ở địa hình thấp và núi thấp (
