đánh giá ảnh hưởng của loài mai dương (mimosa pigra l ) đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia cát tiên

 Ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng thực vật Tác động của các loài xâm lấn vào sự đa dạng loài trong một môi trường sống đã được làm nổi bật ở nhiều nghiên cứu.. Ở Zambia, người ta đã ch

Từ Hoàng Thương

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LOÀI

MAI DƯƠNG (Mimosa pigra L.) ĐẾN ĐA DẠNG

THỰC VẬT Ở VƯỜN QUỐC GIA CÁT TIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – 2014

Từ Hoàng Thương

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA LOÀI

MAI DƯƠNG (Mimosa pigra L.) ĐẾN ĐA DẠNG

THỰC VẬT Ở VƯỜN QUỐC GIA CÁT TIÊN

Chuyên ngành: Sinh thái học

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN THỊ LAN THI

Thành phố Hồ Chí Minh – 2014

Tôi cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được các tác giả công

bố trong bất kì công trình này

Các trích dẫn về hình ảnh, kết quả nghiên cứu của những tác giả khác, tài liệu tham khảo trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng và theo đúng quy định

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Từ Hoàng Thương

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Lan Thi - người đã tận tình giúp

đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Đặng Lê Anh Tuấn đã giúp đỡ tôi trong việc định danh các loài thực vật

Quý thầy cô thuộc bộ môn Thực vật và Sinh thái – Sinh học tiến hóa, khoa Sinh, trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM, quý thầy cô khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm TP HCM đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Ban quản lý vườn quốc gia Cát Tiên, các nhân viên phòng Khoa học – Kỹ thuật đã giúp đỡ rất nhiều cho tôi trong chuyến thực địa

Qua đây, tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Từ Hoàng Thương

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, biểu đồ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về sinh vật ngoại lai 3

1.1.1 Sự xâm lấn của sinh vật ngoại lai ở vùng nhiệt đới 3

1.1.2 Các yếu tố thành công của loài xâm lấn 3

1.1.3 Ảnh hưởng của sự xâm lấn đến sinh thái và kinh tế xã hội 5

1.1.4 Cỏ dại và cỏ dại môi trường 7

1.2 Đặc điểm sinh học của cây Mai dương (Mimosa pigra L.) 11

1.2.1 Hình thái 11

1.2.2 Phân bố địa lý 11

1.2.3 Nơi cư trú 12

1.2.4 Sinh trưởng và phát triển 12

1.2.5 Sinh sản 13

1.2.6 Sự biến động quần thể 13

1.2.7 Tác dụng 14

1.2.8 Ảnh hưởng của Mai dương (Mimosa pigra L.) đến đa dạng thực vật 15

1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan 17

1.4 Tổng quan về vườn quốc gia Cát Tiên 22

1.4.1 Vị trí địa lý 22

1.4.2 Địa hình 23

1.4.3 Địa chất - Thổ nhưỡng 23

1.4.4 Khí hậu - Thủy văn 24

1.4.5 Hệ thực vật 25

2.2 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng thực vật 26

2.3 Tiến hành thí nghiệm 29

2.3.1 Thiết kế ô mẫu thí nghiệm 30

2.3.2 Xác định thành phần loài và mật độ 31

2.3.3 Thu sinh khối 31

2.3.4 Thiết lập ngân hàng hạt 31

2.4 Quan sát thực trạng của cây Mai dương 33

2.5 Phân tích số liệu 33

2.6 Thời gian thực hiện 34

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Một số đặc điểm sinh học của cây Mai dương ở vườn quốc gia Cát Tiên 35

3.1.1 Đặc điểm sinh học của cây Mai dương ở vườn quốc gia Cát Tiên 35

3.1.2 Ảnh hưởng của cây Mai dương đến sinh thái và kinh tế xã hội của vườn quốc gia Cát Tiên 35

3.1.3 Các chỉ số sinh học của cây Mai dương ở vườn quốc gia Cát Tiên 37

3.2 Cây Mai dương (Mimosa pigra L.) và các loài thực vật trên mặt đất 41

3.2.1 Thành phần loài thực vật trong các ô mẫu 41

3.2.2 Phân tích kết quả khảo sát 47

3.3 Ngân hàng hạt trong đất 51

3.3.1 Thành phần loài thực vật trong các ô mẫu 51

3.3.2 Phân tích kết quả khảo sát 56

3.4 Thảo luận 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC

Bảng 1.1 Thiệt hại về kinh tế do thực vật ngoại lai xâm hại 7Bảng 2.1 Một vài phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của cỏ dại đến đa

dạng thực vật, những thuận lợi và khó khăn 27Bảng 2.2 Một số kỹ thuật đa dạng để đánh giá ảnh hưởng của một loại cỏ

dại đến đa dạng thực vật và những thuận lợi, khó khăn 28Bảng 3.1 Giá trị trung bình của một số chỉ số sinh học trên mặt đất của cây

Mai dương 37Bảng 3.2 Giá trị trung bình số lượng hạt Mai dương (hạt/m2) của ngân hàng

hạt 41Bảng 3.3 Sinh khối khô trung bình (g/m 2) và thành phần loài trên mặt đất

trong các ô mẫu mùa khô và mùa mưa 44Bảng 3.4 Chỉ số tương đồng thành phần loài trên mặt đất giữa ba mật độ

Mai dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 50Bảng 3.5 Số lượng hạt trung bình (hạt/m2) và thành phần loài ngân hàng hạt

trong các ô mẫu mùa khô và mùa mưa 52Bảng 3.6 Chỉ số tương đồng thành phần loài ngân hàng hạt giữa ba mật độ

Mai dương dày, thưa và không có Mai dương trên mặt đất vào mùa khô 59Bảng 3.7 Chỉ số quan trọng IVI (Importance Value Index) của các loài thực

vật ngân hàng hạt trên ba mật độ Mai dương dày, thưa và không

có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 61

Hình 2.1 Vị trí vườn quốc gia Cát Tiên và khu vực thu mẫu 30Hình 3.1 Cây Mai dương ở mật độ dày 36Hình 3.2 Cây Mai dương ở mật độ thưa 36Hình 3.3 Biểu đồ mật độ trung bình (cây/m2) của cây Mai dương trên

mật độ dày và thưa vào mùa khô và mùa mưa 37Hình 3.4 Biểu đồ độ che phủ trung bình (%) của cây Mai dương trên mật

độ dày và thưa vào mùa khô và mùa mưa 38Hình 3.5 Biểu đồ số cây con trung bình (cây/m2) của cây Mai dương trên

mật độ dày và thưa vào mùa khô và mùa mưa 39Hình 3.6 Biểu đồ sinh khối trung bình (g/m2) của cây Mai dương trên

mật độ dày và thưa vào mùa khô và mùa mưa 40Hình 3.7 Số lượng hạt Mai dương trung bình (hạt/m2) trong ngân hàng

hạt ở mật độ Mai dương dày và thưa vào mùa khô và mùa mưa 41Hình 3.8 Biểu đồ số loài trung bình/m2 trên mặt đất ở ba mật độ Mai

dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 47Hình 3.9 Biểu đồ giá trị trung bình chỉ số H’ các loài trên mặt đất ở ba

mật độ Mai dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 48Hình 3.10 Biểu đồ giá trị trung bình chỉ số cân bằng trên mặt đất ở ba mật

độ Mai dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô 49Hình 3.11 Biểu đồ số loài trung bình/m2 ngân hàng hạt ở ba mật độ Mai

dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 56Hình 3.12 Biểu đồ giá trị trung bình chỉ số đa dạng sinh học các loài ngân

hàng hạt ở ba mật độ Mai dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 57Hình 3.13 Biểu đồ giá trị trung bình chỉ số cân bằng ngân hàng hạt ở ba

mật độ Mai dương dày, thưa và không có Mai dương vào mùa khô và mùa mưa 58

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sự suy giảm đa dạng sinh học đã và đang là mối lo chung của toàn nhân loại Trong nhiều nguyên nhân gây tổn thất đa dạng sinh học thì các loài sinh vật ngoại lai xâm hại được coi là một trong những mối đe dọa nguy hiểm nhất Chúng đang ngày càng mở rộng khu phân bố, cạnh tranh gay gắt đến mức hủy diệt các loài bản địa, làm mất cân bằng sinh thái tự nhiên Các loài sinh vật ngoại lai xâm hại có mặt trong hầu hết các nhóm sinh vật, từ vi sinh vật, nấm, thực vật bậc cao đến các loài động vật Trong các loài ngoại lai xâm hại thì thực vật ngoại lai là một trong những nhóm có mức nguy hại lớn do chúng có khả năng phát tán nhanh chóng và gây xâm lấn, hủy diệt các loài bản địa

Hiện nay, Việt Nam đang bị một số loài thực vật ngoại lai như Lục bình

(Eichhornia crassipes Mart Solms), Bèo cái (Pistia stratiotes L.)…gây tác hại nghiêm trọng Trong số đó, cây Mai dương (Mimosa pigra L.) là loại thực vật ngoại

lai xâm lấn mạnh, đe dọa đến đa dạng sinh học của các vùng đất ngập nước của các khu bảo tồn như vườn quốc gia Tràm Chim, vườn quốc gia Cát Tiên, nhiều khu vực

ở miền Đông Nam Bộ mà chưa có nhiều nghiên cứu về vấn đề này Vì vậy, cần phải điều tra, đánh giá mức độ ảnh hưởng của loài thực vật xâm lấn này và hạn chế tác

hại của loài này đến các loài thực vật bản địa

Với những lí do trên, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của

loài Mai dương (Mimosa pigra L.) đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài hướng đến việc xác định thành phần các loài đồng thời đánh giá hiện trạng xâm lấn, tiềm năng xâm lấn của cây Mai dương tại vườn quốc gia Cát Tiên

3 Nội dung nghiên cứu

- Tiến hành khảo sát thành phần loài và mật độ tất cả các loài cây hiện diện trong ô mẫu ở ba sinh cảnh có mật độ cây Mai dương cao, thấp và không có ở hai mùa khô và mùa mưa

- Tiến hành thu sinh khối khô trên mặt đất của tất cả các loài cây hiện diện trong ô mẫu ở ba sinh cảnh có mật độ cây Mai dương cao, thấp và không có ở hai mùa khô và mùa mưa

- Trong đất: Tiến hành khảo sát thành phần loài và mật độ tất cả hạt của các loài cây hiện diện trong mẫu đất ở tất cả các ô mẫu ở ba sinh cảnh có mật độ cây Mai dương cao, thấp và không có ở hai mùa khô và mùa mưa

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: Cây Mai dương (Mimosa pigra L.) và các loài thực

vật khác mọc chung với cây Mai dương ở một số khu vực thuộc vườn quốc gia Cát Tiên

 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài giới hạn trong phạm vi mô tả hiện trạng cây

Mai dương (Mimosa pigra L.) và các loài thực vật khác mọc chung với cây Mai

dương ở một số khu vực thuộc vườn quốc gia Cát Tiên

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Đề tài đánh giá sơ bộ ảnh hưởng của loài Mai dương (Mimosa pigra L.) đến

đa dạng thực vật ở vùng đồng bằng ngập lũ theo mùa

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về sinh vật ngoại lai

1.1.1 Sự xâm lấn của sinh vật ngoại lai ở vùng nhiệt đới

Loài ngoại lai là loài được mang đến một vùng nằm ngoài vùng phân bố địa lý

tự nhiên của chúng do vô tình hoặc có mục đích của con người Sau khi xâm nhập vào môi trường mới, một số loài có khả năng mở rộng phạm vi phân bố và trở thành loài xâm lấn Loài xâm lấn có mặt ở tất cả các nhóm của sinh giới từ virus, nấm, vi sinh vật, thực vật bậc thấp và bậc cao, đến động vật không xương và có xương Phần lớn các loài xâm lấn được con người du nhập một cách có chủ đích để làm vật nuôi, cây trồng, thực phẩm, sinh vật cảnh và nguyên vật liệu trong sản xuất Một số loài khác được nhập nội một cách vô tình cùng với sự vận chuyển của con người và hàng hóa Khoảng 75% tổng số loài du nhập là những loài có phạm vi phân bố hẹp, 25% còn lại là loài phân bố rộng và có tiềm năng trở thành loài xâm lấn Các vùng địa lý cách ly như trên đảo, vùng hồ, vùng núi cao thường dễ bị xâm lấn bởi các loài ngoại lai Trong vùng nhiệt đới, các khu bảo tồn trên đảo thường có nhiều loài nhập nội hơn các khu bảo tồn trong đất liền [8, tr.7]

Loài bản địa là loài xuất phát từ quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên trong vùng Ngược lại, loài xâm lấn hay loài xâm hại là những loài có khả năng bành trướng, lất át và trong nhiều trường hợp loại trừ các loài sinh vật bản địa trên khu vực chiếm cứ của chúng [8, tr.3]

Loài bản địa được coi là xâm lấn khi chúng lây lan vào môi trường sống nhân tạo như các trang trại hoặc vườn hoặc khi chúng làm tăng sự phong phú trong phạm

vi hoặc những thay đổi mới, đặc biệt là những thay đổi do con người gây ra trong môi trường sống tự nhiên của chúng Ví dụ, cỏ bản địa được cho là xâm lấn vùng đất hoang bản địa trong vùng miền bắc châu Âu do con người gây ra sự lắng đọng nitơ [10, tr.52]

1.1.2 Các yếu tố thành công của loài xâm lấn

Theo Saxena (1991), sự xâm lấn gồm có ba giai đoạn là pha nhập nội, pha phát tán mở rộng phạm vi phân bố và cuối cùng là pha trưởng thành khi phạm vi phân bố không mở rộng thêm Nếu một trong các giai đoạn này không hoàn tất thì

sự xâm lấn sẽ thất bại Từ pha nhập nội cho đến pha phát tán có một khoảng thời gian chờ Thời gian chờ khác nhau tùy theo loài và điều kiện môi trường và có thể kéo dài khá lâu Khả năng xâm lấn tùy thuộc vào nhiều yếu tố tương tác với nhau, các yếu tố này ảnh hưởng khác nhau đối với từng loài Theo các yếu tố giúp cho loài xâm lấn thành công được xếp vào hai nhóm: điều kiện môi trường và khả năng của chính loài xâm lấn Sự kết hợp của các yếu tố môi trường và sinh học cá thể tạo

ra các điều kiện thuận lợi cho sự hình thành và tăng trưởng ban đầu của các loài xâm lấn trong môi trường mới [8, tr.7]

Một số yếu tố tương tác đóng góp vào thành công trong cuộc xâm lấn của các loài ngoại lai:

Những nét tương đồng về khí hậu và thổ nhưỡng giữa các môi trường sống ban đầu của giống nhập ngoại và môi trường sống là yếu tố quan trọng Vùng nhiệt đới ẩm châu Á và châu Phi với đất rửa trôi tương tự như ở Mỹ La tinh cho phép các

loài Lantana camara L., Mikania micrantha Kunth và Eupatorium spp xâm nhập

và xâm chiếm các vị trí thích hợp trên hai châu lục này Loài Eichhornia crassipes (Maret) Solm., một loài bản địa có nguồn gốc từ Mỹ Latinh đã lây lan rộng rãi vào

các khu vực cận nhiệt đới của Mỹ, Bồ Đào Nha, khu vực nhiệt đới của châu Úc, châu Phi, châu Á, bất cứ nơi nào điều kiện khí hậu tương tự với nơi bản xứ [20, tr.1] Một yêu cầu quan trọng đối với thành công của loài xâm lấn là môi trường mở giảm sự cạnh tranh khác loài được tạo ra bởi mức độ xáo trộn cao Với mật độ dân

số cao ở vùng nhiệt đới, nạn phá rừng và xử lý nước thải là hai nguyên nhân chính gây ra hiện tượng phú dưỡng từ nguồn nước thải công nghiệp địa phương và phân bón bị rửa trôi của các hệ sinh thái nông nghiệp Mitsch (1976) cho biết dòng dinh

dưỡng giảm sẽ làm giảm sự phát triển của Lục bình (Eichhornia crassipes) trong

nước ở hồ Alice, Florida, Mỹ Mực nước giảm trong hồ do bùn đất rửa ra từ các khu vực lưu vực sẽ tăng cường tải chất dinh dưỡng và sẽ giúp nhanh chóng ép thành

khối dày cho cỏ dại ngoại lai sinh sôi nảy nở nhanh chóng như Salvinia molesta D

S Mitchell và tăng cường sự ổn định thảm [20, tr.2 – 4]

Ngoài các điều kiện môi trường nêu trên, một số đặc điểm sinh học của bản thân loài ngoại lai có thể giúp chúng trở thành loài xâm lấn:

- Có khả năng tăng trưởng và sinh sản nhanh chóng nhờ sử dụng hiệu quả chất dinh dưỡng ở trú quán mới

- Có khả năng lan rộng rất nhanh để ổn định quần thể

- Có thể sinh sản sinh dưỡng từ gốc hoặc thân bị chặt

- Sự vắng mặt các loài thiên địch

- Có biên độ sinh thái rộng đối với nhiều yếu tố môi trường

- Có khả năng tạo ra độc tố giúp lấn át loài bản địa [8, tr.7 – 8]

1.1.3 Ảnh hưởng của sự xâm lấn đến sinh thái và kinh tế xã hội

 Ảnh hưởng của sự xâm lấn đến hệ sinh thái

Về mặt sinh thái, sự xâm lấn của loài ngoại lai có nguy cơ làm tuyệt chủng loài bản địa do đó làm giảm đa dạng sinh học Sự bành trướng của các loài ngoại lai trên phạm vi rộng có thể dẫn đến nhiều thay đổi các quá trình địa mạo, chế độ thủy văn, chế độ lửa, thành phần dinh dưỡng trong đất, thành phần và độ phong phú của

hệ động thực vật bản địa

Thực vật ngoại lai xâm lấn thay thế thảm thực vật bản địa, lấn át không cho thảm thực vật bản địa phục hồi, do đó làm giảm hoặc tuyệt chủng loài bản địa, làm giảm đa dạng sinh học Theo sau sự thay đổi của quần xã thực vật bản địa, quần xã

động vật cũng sẽ bị tác động Ví dụ sự xâm lấn của cây Lục bình (Eichhornia

crassipes) ở lưu vực sông Nile, các hồ chứa nước ở Nam Phi và Ấn Độ không chỉ

làm thay đổi thành phần loài thực vật mà còn kéo theo sự biến mất của nhiều loài phiêu sinh động vật, thực vật cùng với sự du nhập nhiều loài mới [8, tr.8 – 9]

Sự xâm lấn của thực vật ngoại lai có thể làm thay đổi chế độ lửa rừng Ví dụ

loài cỏ Lào (Chromolaena odora (L.) King ex Robinson) xâm nhập thảo nguyên

nhiệt đới, cung cấp một lượng lớn nhiên liệu, và làm cháy thảo nguyên để có một tác động lớn hơn trên rừng hoặc vùng hoang mạc khó trồng trọt Ngân hàng hạt

giống của C odorata đã được nghiên cứu trong rừng Tây Phi bởi Epp (1987) đã cho

thấy mật độ hạt giống khả thi nhất là trong đất của rừng thứ sinh Loài này là mối

đe dọa đáng kể cho khu bảo tồn nhiệt đới vì nó có liên quan tới chu kỳ cháy và ngân hàng hạt giống có thể tồn tại trong đất [20, tr.2]

Thực vật thủy sinh tạo bè nổi dày trên mặt nước, tập trung nhiều mùn bã làm suy kiệt oxy hòa tan trong nước và hàng loạt các thay đổi về vật lý, hóa học khác

Bè nổi dày của Lục bình và Bèo tai chuột là nơi cư trú thích hợp cho các loài cây ưa

nước nông và đầm lầy như Polygonum, Rumex, Ludwigia, Typha và Phragmites và

cuối cùng là các loài cây gỗ Ở Ấn Độ, cỏ dại thủy sinh làm giảm tốc độ dòng nước trong các kinh đào khoảng 40 – 50%, có khi đến 80% [8, tr.267]

 Ảnh hưởng của sự xâm lấn đến kinh tế xã hội

Sự xâm lấn của loài ngoại lai có thể gây nhiều thiệt hại to lớn về kinh tế và các

ảnh hưởng bất lợi đến đời sống dân cư trong vùng bị xâm nhiễm Ví dụ loài Salvinia

moslesta trên sông Sepik, Papua New Guinea được nhập nội vào năm 1971, bao phủ

32 km2 diện tích đầm phá vào năm 1977 Khoảng 80.000 người dân bản địa phụ thuộc vào giao thông đường thủy cho tất cả các thông tin liên lạc, và canô đã được

sử dụng cho việc thu hoạch cao lương (nguồn chính cung cấp carbohydrate) và đánh bắt cá (nguồn chính cung cấp protein) Năm 1981, chỉ một thập kỷ sau khi nhập nội loài bèo này, Thomas và Room (1986) đã báo cáo rằng người địa phương đang đói

Sự xuất hiện của một tác nhân sinh học là sâu đục thân Cyrtobagous salviniae đã kiểm soát thành công loài Salvinia moslesta này Mặc dù Salvinia molesta là một ví

dụ về một loài xâm lấn, theo sau sự kiểm soát sinh học thành công của loài động vật

ăn cỏ, nó đã làm nổi bật những tiềm năng cho một cuộc xâm lấn sinh học hoàn toàn

để phá vỡ một nền kinh tế nông thôn

Chi phí kinh tế của việc kiểm soát các loài xâm lấn được dẫn chứng tài liệu tốt hơn Macdonald và Wissel (1989) chỉ ra rằng chi phí thanh toán bù trừ cây bụi keo

ở Nam Phi đã lên đến khoảng 1.800 USD/ ha Cây Mai dương (Mimosa pigra L.) là

một loài thực vật ngoại lai xâm lấn đất nông nghiệp, lấp đầy các kênh mương, hồ

ao, hồ chứa nước ở các nước thuộc châu Úc, châu Phi, châu Á Kinh phí đầu tư để diệt trừ loài này rất tồn kém do nó có khả năng lấn át cây bản địa rất mạnh, chịu ngập nước lâu, lại có nguồn hạt rất phong phú, phát tán bằng nhiều hình thức như gió, nước hoặc hạt có lông bám vào người và súc vật để phát tán đi xa Ở phía Bắc nước Úc, trong hai năm 1996 – 1997 đã tiêu tốn 11,4 triệu USD để kiểm soát sự

xâm lấn của Mai dương, riêng vườn quốc gia Kakadu (Úc), trong khoảng 10 năm đã tiêu tốn 5 triệu USD để kiểm soát 80.000 ha đất bị Mai dương xâm lấn [21]

Ở Tây Phi, việc giải quyết cây Lục bình (Eichhornia crassipes) là một vấn đề

quan trọng ở các nước như Cộng hòa Niger, Mali, Bờ Biển Ngà, Nigeria, Ghana và Senegal Hơn 550 km sông Niger đã bị loài cây này xâm lấn Thiệt hại về kinh tế do Lục bình gây ra ở những quốc gia châu Phi này ước tính khoảng 20 – 50 triệu USD mỗi năm, còn thiệt hại ở toàn châu Phi có thể vượt quá 100 triệu USD mỗi năm [11, tr.15 -16]

Bảng 1.1 Thiệt hại về kinh tế do thực vật ngoại lai xâm hại [11, tr.23]

Loài Ảnh hưởng về hoạt động

kinh tế và xã hội

Ước tính chi phí hàng năm

Euphorbiaesula, Centaurea

spp

- Sản xuất trên đồng cỏ trong bốn tiểu bang Hoa Kỳ (Bắc Dakota, Nam Dakota, Wyoming, Montana)

134 triệu USD

Eichhornia crassipes

- Thủy sản và các hoạt động khác (bao gồm cả thủy điện) trong một số quốc gia châu Phi

20 – 50 triệu USD

Pinus, Hakea,Acacia spp

- Kiềm soát chi phí (phục hồi

hệ sinh thái tự nhiên) ở vùng Cape Flora, Nam Phi

5 – 17 triệu USD

Lythrum salicaria - Kiểm soát chi phí trong khu

vực hoang dã của Hoa Kỳ

45 triệu USD

1.1.4 Cỏ dại và cỏ dại môi trường

Cỏ dại là những loài thực vật mọc ở nơi mà con người không mong muốn Cỏ dại có thể bao gồm các loài thực vật ngoại lai và thực vật bản địa Một loài thực vật được xem là cỏ dại đối với người này nhưng lại là loài có ích đối với người khác

Chúng có thể là cỏ dại ở nơi này nhưng không là cỏ dại ở nơi khác, hoặc là cỏ dại ở thời điểm này nhưng lại là một loài cây có giá trị ở thời điểm khác Vì một loài cây

có thể được mong muốn bởi một số người và không được mong muốn bởi một số người khác nên trong thực tế có thể nói cỏ dại là loại cây mà cái hại do nó gây ra

lớn hơn lợi ích mà nó mang lại Ví dụ cỏ Năng (Eleocharis dulcis Burm.f.) được

xem là cỏ dại trong ruộng lúa ở đồng bằng sông Cửu Long nhưng lại là một loài thực vật quan trọng trong vườn quốc gia Tràm Chim, Đồng Tháp Lục bình

(Eichhornia crassipes) có lúc được xem là một loài cây thủy cảnh quý nhưng nay

đang là loài xâm lấn nguy hiểm ở nhiều khu vực trên thế giới [8, tr.9]

Theo Rapoport (1991), toàn thế giới có khoảng 26.000 loài cỏ dại xâm lấn tiềm ẩn, hiện đã biết được khoảng 10.000 loài, trong đó có khoảng 4.000 loài đang

là mối đe dọa

Các loài cỏ dại có thể có một hoặc nhiều các đặc điểm sau:

 Là loài phát triển mạnh ở những nơi bị xáo trộn

 Là loài cạnh tranh mạnh về ánh sáng, nước, không gian và chất dinh dưỡng

 Là loài kháng lửa hoặc thúc đẩy lửa, chịu đựng được thay đổi của môi trường như lũ lụt, hạn hán

 Là loài có nhu cầu dinh dưỡng thấp, có khả năng tự thụ phấn

 Tạo ra độc chất ở rễ ức chế sự sinh trưởng của các cây khác

 Có khả năng sinh sản bằng hạt, nảy tược khi bị chặt

 Có các đặc điểm thích nghi giúp phát tán dễ dàng như hạt có thể trôi nổi trong nước, có cánh, có gai, móc, hấp dẫn chim và động vật, tạo ra nhiều hạt và hạt

có đời sống lâu

Cỏ dại gây ảnh hưởng đến con người do:

- Cạnh tranh với mùa màng

- Làm thương tổn hoặc độc hại cho người và động vật

- Chứa côn trùng gây hại và mầm bệnh

- Gây tác hại cho sản xuất nông nghiệp, làm ô nhiễm nguồn nước

- Tăng chi phí duy trì cơ sở hạ tầng như đường sá, đường dẫn nước, đường dẫn điện và các công trình thủy điện

Cỏ dại trong các khu bảo tồn được gọi là “cỏ dại môi trường” (environmental weeds) để phân biệt cỏ dại trong nông nghiệp Trong các khu bảo tồn, tất cả các loài cây có nguồn gốc ngoại lai đều là cỏ dại Khi mục đích sử dụng đất thay đổi thì nhận thức về các loài thực vật cũng thay đổi Nếu một khu bảo tồn được thành lập thì các loài cây nông nghiệp có nguồn gốc ngoại lai trước đây là hữu dụng nay sẽ bị xem là cỏ dại Cỏ dại môi trường là mối đe dọa đến đa dạng sinh học trong các khu bảo tồn thiên nhiên Các tác động chủ yếu của cỏ dại môi trường lên chức năng của

hệ sinh thái bao gồm:

- Cạnh tranh ánh sáng, nước, không gian và chất dinh dưỡng với loài bản địa,

có độc chất ngăn cản loài bản địa sinh sản

- Thay đổi quá trình địa mạo (xói mòn hoặc tích tụ) thành phần dinh dưỡng trong đất

- Thay đổi chế độ thủy văn, chế độ lửa

- Thay đổi độ phong phú của hệ động vật bản địa do làm thay đổi nơi cư trú [8, tr.9-10]

Ngày nay, người ta đã sử dụng khá nhiều các biện pháp kiểm soát cỏ dại với mục đích ngăn chặn, phòng ngừa tình trạng lây lan, xâm lấn và gây hại của cỏ dại đến môi trường sinh thái Các biện pháp được biết đến như biện pháp cơ học, sinh thái, hóa học, ngăn ngừa, tận dụng sinh khối, tổng hợp Trong đó, biện pháp tổng hợp (sử dụng phối hợp các biện pháp kiểm soát nhằm phát huy ưu điểm và hạn chế khuyết điểm của từng biện pháp riêng lẻ) được khuyến khích sử dụng vì có hiệu quả cao

 Ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng thực vật

Tác động của các loài xâm lấn vào sự đa dạng loài trong một môi trường sống

đã được làm nổi bật ở nhiều nghiên cứu Trong gần như tất cả các trường hợp này, tác động của cỏ dại được hiển thị để gây ra sự suy giảm về độ phong phú và đa dạng các loài bản địa [9, tr.7]

Ở phía Đông Ethiopia, tác động của cây Cúc liên chi dại (Parthenium

hysterophorus L.) trên đồng ruộng chủ yếu là trên lúa miến và kê ngón tay là rất

nghiêm trọng Nhờ sự lây lan nhanh chóng, Cúc liên chi dại cũng đã xâm lấn Kenya

và các nước Đông Phi khác, độc chiếm phần lớn Nam Phi ỞẤn Độ, sự phá hoại của loài cỏ dại này đã gây giảm sút 40% năng suất đồng ruộng và một số đất canh tác và đồng cỏ ở Ấn Độ bịảnh hưởng nặng nề nhất đã bị bỏ hoang Hàng trăm loài

cỏ bản địa và các loài cây khác đã bị thay thế khỏi khu vực sống [11, tr.15]

Ngoài sự tàn phá của Cúc liên chi dại thì ở Ethiopia, người ta còn nghiên cứu

tác động của cây bụi họ Đậu (Prosopis juliflora (Swartz) DC.) có nguồn gốc từ

Trung và Nam Mỹ Ban đầu loài cây bụi này được sử dụng để cho bóng mát, gỗ, vật liệu xây dựng và nguồn thức ăn gia súc phong phú nhưng sau đó đã hình thành bụi dày, xâm lấn nguồn nước, làm giảm nguồn nước ngọt và gián tiếp gây nên sự thiếu hụt độ ẩm và dinh dưỡng cho những loài khác, tạo ra “sa mạc xanh” phần lớn là thiếu sự sống [11, tr.15]

Ở Zambia, người ta đã chú ý đến tác động nguy hại của cây Thơm ổi (Lantana

camara L.), được coi là loài thực vật xâm lấn nguy hiểm nhất trên mặt đất, có mặt ở

hơn 60 quốc gia (bao gồm tất cả các quốc gia châu Phi cận Sahara), có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ đã được biết đến như là một loài cây bụi trang trí và phòng hộ trong những năm đầu thế kỷ 20 Kể từ đó, loài cây này đã xâm lấn trên diện rộng đất nông nghiệp và đồng cỏ bản địa, nó cũng xâm chiếm vườn quốc gia và khu vực hoang dã, thay thế thực vật bản địa [11, tr.16]

Ở Ghana, người ta đã nghiên cứu tác động của cây Dâu tằm giấy

(Broussonetia papyrifera (L.) L’Her.ex), một loài cây rụng lá được nhập nội từ

Viễn Đông vào năm 1969 trong một dự án của chính phủ để làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp giấy trong nước Mặc dù dự án đó đã bị hủy bỏ nhưng loài cây này đã lây lan nhanh chóng vào các khu bảo tồn và đất nông nghiệp, đồng cỏ chăn nuôi gia súc, gây nên những hậu quả to lớn đối với đa dạng sinh học và nông nghiệp [11, tr.16]

Tại Uganda, trong khu bảo tồn Budongo, một điểm nóng quan trọng về đa

dạng sinh học trên thế giới đã bị một loài Muồng (Senna spectabilis (DC.) Irwin

Berneby) xâm lấn nhanh chóng Loài cây này có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu

Mỹ đã được đưa đến châu Phi làm cây cảnh do có hoa màu vàng sặc sỡ nhưng sau

đó đã xâm lấn khu bảo tồn Ở những nơi khác của Uganda, người ta đã ghi nhận

những tác động tàn phá nền kinh tế nông nghiệp và hệ sinh thái thảo nguyên của

loài cỏ Sả (Cymbopogon nardus L.) [11, tr.16]

1.2 Đặc điểm sinh học của cây Mai dương (Mimosa pigra L.)

1.2.1 Hình thái

Cây Mai dương còn được gọi là Trinh nữ nhọn (Phạm Hoàng Hộ, 1999) có tên

khoa học Mimosa pigra L., thuộc họ Fabaceae Chi Mimosa có 400 – 500 loài, hầu

hết có nguồn gốc từ Trung và Nam Mỹ Cây Mai dương được Linnaeus mô tả là

một loài riêng lần đầu tiên vào năm 1759 Ở Việt Nam, tất cả các loài Mimosa đều

được gọi là cây Xấu hổ ở miền Bắc và cây Mắc cỡ ở miền Nam

Mimosa pigra là một loài cây bụi mọc ở nơi đất trống, ẩm ướt ở vùng nhiệt

đới có thể cao đến 6m Thân, cành có gai dày 7mm Lá có hai lần kép lông chim, xếp lại khi đụng vào Cuống dài 0,3 – 1,5cm Sóng lá chét dài 3,5 – 12 (-18) cm có gai thẳng đứng, mảnh, mũi nhọn hướng lên trên, ở giữa gốc của 6 – 14 (-16) cặp lá chét và thỉnh thoảng có gai mọc chệch hoặc mọc giữa các cặp lá Mỗi lá chét có 20 – 42 cặp lá chét con, thuôn, dài 3 – 8 (-12,5) mm, rộng 0,5 – 1,25 (-2) mm, gân lá gần song song với gân giữa, mép lá có lông tơ Hoa màu vàng hoặc hồng, cụm hoa hình đầu đường kính khoảng 1cm Mỗi cụm hoa có khoảng 100 hoa Mỗi nách lá có

1 – 2 (-3) cụm hoa Đài nhỏ, xẻ không đều, dài 0,75 – 1mm Tràng dài 2,25 – 3mm,

8 tiểu nhị Cụm quả trung bình khoảng 7 trái (1 – 27) quả Quả màu nâu, có lông, dày, dài 3 – 8 cm, rộng 0,9 – 1,4cm, chia thành 21 (14 – 26) đốt, mỗi đốt chứa một hạt, khi chín rụng từng đốt chừa hai bìa lại Hạt chín có màu nâu hay xanh oliu, thuôn, dài 4 – 6mm, rộng 2,2 -2,6mm, cân nặng 0,011g (0,006 – 0,017g) Từ khi cây ra hoa cho đến khi quả chín khoảng 5 tuần Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 26 [8, tr.345]

1.2.2 Phân bố địa lý

Cây Mai dương có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới châu Mỹ từ Mexico qua Trung

Mỹ đến Bắc Argentina và nay lan rộng khắp vùng nhiệt đới Cây Mai dương được phát hiện ở các nước khác là Ấn Độ khoảng năm 1867, Sinapore năm 1965, Tanzania năm 1929, Kenya năm 1945, Nigeria năm 1822, Mỹ năm 1953 Cây Mai dương cũng có ở Namibia, Nam Phi, Botswana và Zimbabwe Cây Mai dương là cỏ

dại ở Malaysia, Myanmar, Lào, Campuchia, và Việt Nam Người ta không biết cây Mai dương xâm nhập vào Việt Nam khi nào nhưng đã phát hiện những vùng bị cây Mai dương xâm lấn như ở Vĩnh Phú, Hà Nội, Hải Hưng, Bảo Lộc, phía bắc sông La Ngà, thành phố Hồ Chí Minh, đồng bằng sông Cửu Long [8, tr.345]

1.2.3 Nơi cư trú

Khí hậu nhiệt đới với hai mùa khô vàẩm rất thích hợp cho cây Mai dương tăng trưởng Ngoại trừ các đập nước hoặc sông suối, cây Mai dương không phải là vấn đềở những vùng có lượng mưa thấp hơn 750mm hoặc cao hơn 2250mm Nó bành trướng rất nhanh ở nơi đất trống Điều kiện khí hậu là yếu tố giới hạn duy nhất sự xâm lấn của cây Mai dương Nó có rất ít hoặc không có loài thiên địch và ít bị ảnh hưởng bởi sự cạnh tranh khác loài Cây Mai dương không kén loại đất nhưng thường mọc ở nơi ẩm ướt như đồng bằng ven sông, ven biển từ đất sét đen nặng, đất sét cát pha đến đất cát sông nhiều silic Cây Mai dương tạo nên tầng cây bụi cao dày đặc mà tầng thực vật sát đất thưa thớt hoặc không có Nó tạo thành tầng cây rậm rạp che bóng không cho hạt của các loài cây bản địa nảy mầm Ngoài ra nó còn chiếm

cả những hồ nước nông chỉ chừa một khoảnh nhỏ nước sâu xa bờ [8, tr.346]

1.2.4 Sinh trưởng và phát triển

Ở đất ngập nước theo mùa, cây Mai dương trưởng thành có nhiều nhánh mọc

từ gốc với hệ thống rễ phụ Rễ cọc lớn cắm sâu trong đất dài 1 – 2m với hệ thống rễ bên mở rộng đến 3,5 m ở độ sâu 5cm Cùng một mật độ, cây ở xứ bản địa nhỏ hơn,

ít quả và ít hạt hơn cây mọc ở Úc Cây rụng bớt lá trong màu khô, đến cuối mùa khô thì rụng lá đến 40 – 50% Ở đất ngập nước vĩnh viễn, cây sinh trưởng và ra hoa liên tục hoặc nhiều hoặc ít quanh năm Tỉ lệ nụ nở thành hoa rất thấp trong mùa khô Tỉ

lệ nụ hoa nở đến thành hạt là 2,1 – 4,5% Phần lớn quần thể cây Mai dương nằm tiềm ẩn trong đất dưới dạng hạt

Tỉ lệ thoát hơi nước qua lá thay đổi theo mùa từ 240g/cây/ngày vào đầu mùa khô, đến 480g/cây/ngày vào cuối mùa khô, do thay đổi độ ẩm tương đối của môi trường trong mùa khô Chiều cao cây tăng trưởng cực đại 1,33cm/ngày ở cây mầm

và 1,1cm/ngày ở cây hơn một năm tuổi Lá kép của nhiều loài cây thuộc chi

Mimosa nhạy với các loại kích thích khác nhau như điện, cơ học, hóa chất, nhiệt độ,

vết cắt và ánh sáng Loài này cũng có đặc tính khép lá ban đêm [8, tr.346]

1.2.5 Sinh sản

Cây bắt đầu ra hoa khoảng 6 – 8 tháng sau khi nảy mầm Ở xứ bản địa, cây Mai dương là loài thụ phấn nhờ ong Cây tự thụ phấn khi không có vật truyền hạt phấn, đôi khi thụ phấn nhờ gió Trong môi trường ẩm ướt, cây cũng có hiện tượng thai sinh Mỗi năm cây tạo trung bình 9000 hạt/cây Ở nơi khô hơn cây tạo ít trái hơn Cây mọc gần hồ có nhiều trái hơn cây mọc ở đồng lũ Mỗi đốt quả có lông nên trôi nổi trong nước, do đó hạt phát tán nhanh chóng theo hệ thống sông ngòi

Hạt của Mimosa pigra cứng nên nước thoát dần ra khỏi hạt tươi có lẽ qua rốn

hạt Hạt sống hơn 5 năm trong phòng thí nghiệm Hạt có thể tồn tại ít nhất 23 năm trong đất cát Vì luôn có một số lượng lớn nằm sâu trong đất ít bị thất thoát nên phải kiểm soát cây mầm nhiều năm sau khi đã loại trừ được cây trưởng thành Nhiệt độ cao không ảnh hưởng đến sức sống của hạt Hơn nữa dao động nhiệt độ còn làm vỡ

vỏ hạt và hạt dễ hút nước để nảy mầm Trong phòng thí nghiệm, nhiệt độ dao động trong khoảng 200C thúc đẩy hạt nảy mầm Tỉ lệ nảy mầm cao nhất khi hạt nằm ở khoảng 1cm trong đất và thấp đến bằng 0 ở 10cm trong đất Phần lớn hạt nằm trong khoảng 10cm cách mặt đất Sức sống của hạt thấp trong suốt mùa khô, phụ thuộc vàođộẩm của đất Số lượng lớn hạt (khoảng 1500 hạt/m2) nằm trên đất ẩm sẽ nảy mầm dưới tán cây mẹ khi nước lũ vừa rút Hạt cũng nảy mầm vào đầu mùa mưa,

hoặc sau khi cháy Mimosa pigra không có hình thức sinh sản sinh dưỡng tự nhiên

Cây này tuợc rất mạnh từ gốc đã bị chặt thân [8, tr 346]

1.2.6 Sự biến động quần thể

Quần thể cây mọc dọc theo hệ thống sông ngòi tăng rất nhanh Diện tích của vùng bị xâm lấn tăng gấp đôi sau 1,2 năm Cây sinh sản bằng hạt Mật độ cây mầm dao động nhiều trong năm, nhiều hạt bị chìm trong mùa mưa lũ Lượng hạt nảy mầm cao nhất vào cuối mùa mưa, khi hạt mới rơi vào đất ẩm dưới tán cây mẹ Tuổi thọ của cây tùy thuộc vào từng loại đất Cây thường chết trong khoảng 5 năm tuổi Cây trưởng thành còn bị chết với một tỷ lệ nhất định, được bổ sung bằng cây mầm,

và chúng tồn tại ít nhất là 15 năm Khi còn là cây mầm, cây phải cạnh tranh khốc

liệt với cỏ Một khi nó đã mọc dày đặc rồi thì nó làm cho mật độ dòng photon của quang hợp ở mặt đất thấp khoảng 5% giá trị của mùa sinh trưởng, có nơi chỉ còn 1% Hậu quả là thực vật thân thảo và cây mầm của những loài khác không tồn tại được [8, tr.347]

1.2.7 Tác dụng

 Có hại

Cây Mai dương hiện đang xâm lấn rất mạnh các khu bảo tồn đất ngập nước ở

Úc, Thái Lan, Mỹ và châu Phi Ở Úc, 450 km2 đồng bằng ngập lũ và đầm lầy đã bị cây Mai dương bao phủ Ở nơi cây Mai dương mọc dày đặc, các loài chim, bò sát, thực vật thân thảo và cây mầm của các loài khác ít hơn ở thảm thực vật bản địa

Nguồn thức ăn và nơi làm tổ của loài Ngỗng (Anseranas semipalmata) là các rừng

sậy bản địa đang bị cây Mai dương đe dọa bành trướng Đời sống của nhân dân Úc bản xứ đang bị đe dọa bởi cây Mai dương do chúng làm thay đổi hệ thống động thực vật của các vùng đất ngập nước Cây Mai dương cạnh tranh với đồng cỏ, nó là mối đe dọa ngành chăn nuôi nhất là chăn nuôi bò Nó cũng giới hạn dòng chảy sông ngòi làm ảnh hưởng đến ngư dân, du lịch và giao thông đường thủy [7, tr.24]

Ở Thái Lan, Mimosa pigra là loài cỏ dại gây nhiều tác hại, nhất là đối với hệ

thống tưới tiêu Nó cũng hạn chế việc đến gần các con đường, đường dây điện Chi phí lớn nhất là chi phí kiểm soát cây Mai dương bằng thuốc diệt cỏ vì nó làm tích tụ trầm tích trong lòng hồ chứa nước và hệ thống tiêu nước Ngoài ra nó còn xâm lấn các ruộng lúa làm cho chi phí phục hồi rất cao, khoảng 75% chi phí làm đất chỉ để kiểm soát cây Mai dương [7, tr.25]

Ở Việt Nam, từ thập kỷ 90, cây Mai dương bùng phát và gây hại ở nhiều nơi Hiện nay, chúng xuất hiện khắp nơi và nhất là ở vườn quốc gia Tràm Chim, tỉnh Đồng Tháp Cây Mai dương cũng đang xâm lấn mạnh ở vùng hạ lưu sông Đồng Nai Ở vườn quốc gia Cát Tiên, Mai dương bao phủ toàn bộ diện tích 100 ha của Bàu Chim và mỗi năm vườn phải trả 50 – 100 triệu để phòng trừ loài cây này nhưng không có kết quả vì hàng năm trong mùa lũ, dòng sông Đồng Nai lại mang hàng triệu hạt từ các cánh đồng Mai dương mênh mông của huyện Cát Tiên, trên thượng lưu lại theo dòng sông Đồng Nai tràn vào các bàu nước của vườn quốc gia Cát Tiên

như Bàu Chim, Bàu Cá Hiện nay, nhiều hồ chứa nước như hồ Trị An, hồ Đồng Mô – Ngải Sơn…cũng đang bị cây Mai dương xâm lấn và gây ảnh hưởng đến chức năng cung cấp nước và phục vụ du lịch của các hồ Hiện nay, ở Việt Nam, cây Mai dương đang trở thành một hiểm họa đối với các khu bảo tồn vì đất rộng mênh mông, khó kiểm soát, nó cũng là hiểm họa đối với các vùng đất ngập nước và các

hồ chứa nước vì Mai dương rất thích hợp với vùng đất ngập nước, cây bị ngập lâu ngày chỉ chết phần ngọn và rụng hết lá, khi nước rút phần gốc của cây vẫn có khả năng nảy mầm Đối với các cánh đồng lúa nước Mai dương cũng gây ảnh hưởng nhưng vì ruộng lúa được người dân thường xuyên chăm sóc nên khi Mai dương vừa xuất hiện đã bị dọn sạch ngay như các loại cỏ dại khác nên tác hại của nó đối với ruộng lúa và vườn cây ăn quả chưa lớn lắm Việc tiêu diệt Mai dương đã được tiến hành ở một số nơi nhưng chưa thu được kết quả vì việc làm còn mang tính địa phương, cục bộ, không kiểm soát được nguồn cung cấp hạt thường xuyên ở nơi khác đến [21]

 Có lợi

Lúc đầu, Mimosa pigra được nhập nội vào Thái Lan để làm phân xanh và là

cây phủ đất, chống xói mòn Cây dùng làm củi, làm giàn leo cho đậu Lá làm thức

ăn cho động vật Người Sudan dùng muối khoáng từ cây Mai dương, quả dùng làm thuốc chữa mắt Rễ cây có chất kích thích, thuốc ngâm rễ trị cảm lạnh ở các nước Tây Phi Người ta còn dùng lá làm hạ sốt, trị đau răng hay bệnh do giãn mạch máu Nhưng hiệu quả của những cách điều trị trên đều không được biết rõ Ở khu bảo tồn Yankari Game (Nigeria), cây Mai dương lại là thức ăn mùa khô cho voi và động vật

móng guốc nhỏ Loài Bồ câu (Phaps chlcoptera) ăn hạt rụng [7, tr.25]

Một nghiên cứu gần đây cho thấy vỏ Mai dương có thể sử dụng làm nguyên liệu thô sản xuất carboxymethyl cellulose (CMCm) trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác [20, tr.3218]

1.2.8 Ảnh hưởng của Mai dương (Mimosa pigra L.) đến đa dạng thực vật

Mai dương là một trong 20 loài cỏ dại quan trọng và được liệt kê vào cơ sở dữ liệu các loài xâm lấn toàn cầu Sự lây lan phá hoại dày đặc đã ảnh hưởng đến những khu bảo tồn thiên nhiên và đồng cỏ Sự giảm đa dạng sinh học thực vật và động vật

và những tác động chủ động lên nông nghiệp bằng cách cạnh tranh những loài trên đồng cỏ, gây cản trở sự tụ họp của vật nuôi và hạn chế thủy triều Nó làm thành thể độc canh trên đồng cỏ và xung quanh các vùng đất ngập nước những nơi mà lũ lụt xuất hiện Sự lây lan phá hoại chưa được xử lý có thể nhân lên trong vùng mỗi năm

và phát tán bởi hạt trôi trên mặt nước [16, tr.567 – 568]

Ở vùng ven biển phía Bắc Úc, cây Mai dương đã lây lan nhanh chóng trong hệ sinh thái bản địa trong nhiều thập kỷ qua Ban đầu, nó thay thế cây sậy, sau đó là thực vật vùng ven sông, dưới nước và quần xã rừng gió mùa Mối quan hệ tiêu cực của mật độ của cây Mai dương và sự phong phú của thảm thực vật bản địa có thể là dấu hiệu của sự cạnh tranh vềánh sáng, độ ẩm, chất dinh dưỡng Trong đó, sự hiện diện của Mai dương có tác dụng rõ rệt về chế độ ánh sáng trên mặt đất, gây nên việc giảm số lượng cây, sinh khối và độ phong phú, đa dạng của thực vật thân thảo [12, tr.189]

Ở Mozambique, Mai dương đã trở thành loài ưu thế trong đầm Chunga của vườn quốc gia Lochinvar trong vòng 15 năm Trước năm 1980, chỉ có khoảng 2 ha nơi thượng nguồn của suối Nampongwe chảy qua đầm Chunga bị Mai dương xâm lấn nhưng vào giữa những năm 1980, nóđã lan rộng và bao phủ khoảng 100 ha Một cuộc khảo sát được thực hiện vào năm 2003 đã cho thấy khu vực này đã tăng lên khoảng 2.500 ha, Mai dương đã nhanh chóng thay thế thảm thực vật đồng cỏ chiếm

ưu thế trước đó như Echinochloa stagina và Oryza longistaminata A Chev [12,

Ở Việt Nam, sự xâm lấn của cây Mai dương đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến đa dạng sinh học của nhiều hệ sinh thái Tại vườn quốc gia Tràm Chim, tỉnh

Đồng Tháp, cây Mai dương mọc thành những đám thuần loại, che phủ các vùng ven kênh và các đồng cỏ, làm biến mất thảm thực vật bản địa Nhiều vùng đồng Cỏ

năng ở khu A4 và A5 trước đây là bãi ăn của Sếu đầu đỏ (Grus antigone sharpii)

nay đã hoàn toàn bị cây Mai dương chiếm cứ Việc giảm diện tích các bãi thức ăn

đã góp phần vào việc suy giảm đàn sếu đến vườn quốc gia Tràm Chim hàng năm Với tốc độ xâm nhiễm hiện tại, và nếu không có bất cứ cố gắng kiểm soát nào loài cây này, thì chỉ trong khoảng 5 năm nữa tất cả diện tích đồng cỏ của Tràm Chim sẽ

bị xâm lấn hết, đe dọa nghiêm trọng đến đời sống của các loài động thực vật bản địa sinh sống trên các cánh đồng cỏ này Khu vực hồ Trị An là vùng đất ngập nước theo mùa, thời gian kéo dài của mùa mưa hàng năm là khoảng 8 tháng với lượng mưa trung bình năm trên 2.000 mm rất thuận lợi cho sự phát triển của cây Mai dương

Do đó, tại đây cây Mai dương chiếm cứ hầu như gần hết các khu vực đất hồ bị trống khi nước rút vào mùa khô Ven sông Đồng Nai, nhiều cây Mai dương mọc thành đám dày, gốc to (đường kính khoảng 10cm) Sự phân bố dày đặc của cây Mai dương ở nơi này cho thấy cây Mai dương hiện diện ở đây từ lâu và cây Mai dương

ở phần hạ lưu sông Đồng Nai là do hạt lây lan từ thượng nguồn Ngoài ra, cây Mai dương cũng đang xâm lấn mạnh, cạnh tranh với các loài sinh vật bản địa tại các nơi khác như khu vực sông La Ngà, sông Bé, đồng bằng sông Cửu Long…[8, tr.359, tr.361 – 362]

1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan

Sự xâm lấn gây hại của các loài ngoại lai nói chung và Mimosa pigra L nói

riêng đang là mối lo ngại không chỉ ở Việt Nam mà còn nhiều nơi trên thế giới Chính vì vậy, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề này và nhận được nhiều mối quan tâm chú ý

“A guide to the management of Mimosa pigra” của Harley (1992) đề cập đến

khoảng 800 km2 diện tích vùng đồng bằng và đầm lầy ở miền Bắc Úc đã bị bao phủ

bởi sự độc chiếm dày đặc của Mimosa pigra, động thực vật những nơi này trở nên hiếm hơn, đang bị đe dọa bởi sự lây lan của loài cỏ dại này Tại Thái Lan, Mimosa

pigra được coi là một loài cỏ dại nghiêm trọng, là mối nguy hại cho thủy lợi, giao

thông và gây trở ngại cho đường truyền dây tải điện [15, tr.8 – 9]

Braithwaite và Lonsdale (1988) có nghiên cứu“Alien vegetation and native

biota in tropical Ausatralia: the impact of Mimosa pigra” cho thấy sự hiện diện của Mimosa pigra có tác dụng rõ rệt đối với chế độ ánh sáng trên mặt đất, góp phần làm

giảm số lượng cây, sinh khối và độ phong phú của các loài thân thảo khác từ đó gây ảnh hưởng tiêu cực đến hầu hết các loài chim trên cạn, các loài chim nước và các loài bò sát, lưỡng cư và các loài động vật khác [12, tr.189]

Trong nghiên cứu “Sự xâm lấn của cây Mai dương (Mimosa pigra L.) ở vườn

quốc gia Tràm Chim, tỉnh Đồng Tháp” (2000) của Nguyễn Thị Lan Thi cho thấy Mimosa pigra là một loài ngoại lai xâm lấn mạnh, đe dọa làm mất dần thảm thực

vật bản địa của Tràm Chim, dẫn đến thay đổi hệ động vật bản địa Nó lấn át đồng cỏ

Năng, là bãi ăn, bãi nghỉ của Sếu đầu đỏ (Grus antigone sharpii), loài chim quý

hiếm của Việt Nam và thế giới Loài cỏ dại này làm giảm giá trị bảo tồn của vùng đồng cỏ đất ngập nước đặc trưng còn lại duy nhất của vùng Đồng Tháp Mười, làm giảm giá trị du lịch sinh thái của vườn quốc gia Tràm Chim [7, tr.45 – 46]

Theo “Biological Control of Weeds in Australia” của Heard (2012) thì có

hơn 100 loài thiên địch được tìm thấy trên loài Mai dương ở Trung và Nam Mỹ Có

một số loài gây ra sự phá hoại rõ rệt như Platymopsis humeralis white gây phá hủy

rõ rệt bởi việc bóc vỏ thân cây, Mictis profana sinh sản trên Mai dương, gây chết khô đỉnh ngọn, đóng góp vào việc kiểm soát sinh học, Risbecorna pigrae Raspius là

một loài ong vò vẽ ăn hạt phổ biến trên Mai dương ở châu Phi [16, tr.571 – 572]

Nghiên cứu “Modelling intergrated weed management of an invasive shrub in

tropical Ausatralia” của Buckley và cộng sự (2004) cho thấy các mô hình kiểm soát

bằng các biện pháp tổng hợp (thuốc diệt cỏ, cơ khí, lửa) Trong nghiên cứu này cũng đã giới thiệu một số phương pháp kiểm soát tuy nhiên bên cạnh đó cũng có những hạn chế nhất định Phương pháp cắt, đốt và sử dụng thuốc diệt cỏ một khu vực nhỏ Mai dương xâm lấn ở vườn quốc gia Kakadu, Úc đã bị hủy diệt trong một năm Tuy nhiên cần phải tiếp tục duy trì kiểm soát Khi các bộ phận trên mặt đất của cây bị phá hủy bằng phương pháp kiểm soát cơ học thì cũng có thể mọc lại trừ khi phương pháp này được sử dụng kết hợp với thuốc diệt cỏ Hơn nữa có nguy cơ

máy móc mang theo hạt giống sẽ chuyển Mimosa pigra đến khu vực mới, làm phát

tán loài này đến nơi khác [13, tr.548]

Phương pháp kiểm soát cây Mai dương đãđược sử dụng là phương pháp cơ học dùng cách chặt, phương pháp sinh thái dùng cách đốt, phương pháp tổng hợp dùng cách chặt kết hợp với đốt và cách chặt kết hợp với ngập lũ Về mặt sinh học, các phương pháp xử lý chặt, đốt, chặt và đốt đều cho kết quả như nhau, chỉ làm giảm mật độ cây, sinh khối, độ che phủ của cây Mai dương sau một lần xử lý Cách

xử lý chặt và ngập lũ đạt hiệu quả cao, sau khi xử lý 4 tháng, cây Mai dương bị chặt không nảy tược ở các ô mẫu trong đồng Về mặt kỹ thuật, các phương pháp chặt, đốt, chặt và đốt, chặt và ngập lũ đều cần dụng cụ như nhau và không đòi hỏi kỹ năng cao Về kinh tế, chi phí cho phương pháp chặt là ít nhất, rồi đến chặt và ngập

lũ, đốt Chi phí cho cách xử lý chặt kết hợp với đốt là nhiều nhất Kết quả này được

trình bày trong nghiên cứu “Sự xâm lấn của cây Mai dương (Mimosa pigra L.) ở

vườn quốc gia Tràm Chim, tỉnh Đồng Tháp” (2000) của Nguyễn Thị Lan Thi [7,

tr.84]

Trong nghiên cứu “Weed management through short-term improved fallows in

tropical agroecosystems” của Gallegher (1999) cho thấy mục tiêu của hợp tác quản

lý cỏ dại (IWM) là sử dụng nhiều chiến thuật để giảm tác động của cỏ dại trong cả ngắn hạn và dài hạn Các thành phần của chương trình phòng chống IWM chủ yếu tập trung vào việc giảm số lượng ngân hàng hạt giống cỏ dại và giảm thiểu việc thành lập của cỏ dại Số lượng ngân hàng hạt giống thấp hơn thường có nghĩa là cỏ dại ít tiềm năng, trong khi giảm thiểu sự thêm vào cỏ dại có nghĩa là cỏ dại thành lập ít nhưng vẫn phải được quản lý Trong hệ thống mà ngân hàng hạt giống cỏ dại

đã được giảm thiểu thì số lượng hạt giống sẽ giảm theo thời gian Thiệt hại ngân hàng hạt giống cỏ dại là do sự nảy mầm, tỷ lệ tử vong hạt giống vàhạt giống bị ăn

Tỷ lệ tổn thất ngân hàng hạt giống phụ thuộc vào loài cỏ dại hiện tại và yếu tố trồng trọt, chẳng hạn như loại đất, nhiệt độ và hàm lượng nước.Quản lý đất hoang hóa chuyên sâu, thông qua tác động của nó trên các đặc tính sinh học và vật lý của các ngân hàng hạt giống đất có thể làm tăng hoặc làm chậm tốc độ suy giảm ngân hàng hạt giống Trong thời gian dài, mục tiêu của quản lý ngân hàng hạt giống cỏ dại

phát triển sẽ thúc đẩy sự suy giảm nhanh chóng trong các ngân hàng hạt giống [17, tr.216]

Theo “Fluctuating temperatures break seed dormancy of Catclaw Mimosa

(Mimosa pigra)” của Dillon (1985) thì hạt Mai dương có thể không nảy mầm hoặc

nảy mầm kém khi duy trì ở nhiệt độ không đổi Tỷ lệ nảy mầm cao nhất là 40% ở

440C trước ngày thứ 10 của thí nghiệm Hạt ngâm trong axit sunfuric nảy mầm 100% ở nhiệt độ trên 180C vào ngày thứ hai và trên 12,50C vào ngày thứ tư Trước ngày 14 ít nhất 80% nảy mầm xảy ra ở tất cả các nhiệt độ trên 70C Không có hạt nào nảy mầm ở nhiệt độ dưới 70C [14, tr.197]

Nghiên cứu “Tìm hiểu ảnh hưởng của ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao và sự thiếu

khí carbon dioxin trên hiện tượng quang ức chế ở lá Mai dương Mimosa pigra L.”

của Đỗ Thường Kiệt, Trần Triết, Bùi Trang Việt và Thomas J.Givnish (2013) cho thấy các điều kiệnánh sáng mạnh (2000µmol/m2/giây), nhiệt độ cao (400C) và sự thiếu CO2 (CO2 0%) được dùng để khảo sát hiện tượng quang ức chế ở lá Mai Dương Các kết quả cho thấy ánh sáng cao kích thích sự mở khẩu, tăng sự thu CO2 ,

sự phóng thích O2, sự làm dịu năng lượng theo hướng không quang hóa (qN) và vận tốc chuyển điện từ (ETR) của lá Mai dương Tỷ lệ hiệu suất hoạt động của quang hệ

II (Fv/Fm) giảm nhẹ dưới tác động của ánh sáng mạnh và được phục hồi sau sự che tối Nhiệt độ cao không ảnh hưởng đến sự đóng mở khẩu, sự thu CO2, qN, ETR và

Fv/Fm nhưng hạ thấp sự phóng thích O2 Sự thiếu CO2 kích thích sự mở khẩu, tăng

qN, cản sự thu CO2 và chuỗi truyền điện tử quang hợp, đồng thời hạ thấp tỷ lệ

Fv/Fm Ánh sáng mạnh (từ 1600µmol/m2/giây) và nhiệt độ cao (từ 390C) trong tự nhiên gây ra sự thu mạnh khí O2 ở lá Mai dương [2, tr.60]

Đỗ Thường Kiệt và cs (2012) có nghiên cứu “Ảnh hưởng của Sodium

Chloride trên các biến đổi hình thái và sự trao đổi khí ở lá Mai dương Mimosa pigra L.” đã mở ra một phương pháp sử dụng hóa chất được áp dụng trên cây Mai

dương nhằm kiểm soát loài này một cách an toàn và ít gây ô nhiễm môi trường NaCl ở các nồng độ khác nhau được xử lý trên lá nguyên và lá chét cấp 2 của Mai dương Kết quả cho thấy NaCl gây ra sự hóa nâu trên lá Mai dương, bắt đầu từ chóp

lá chét cấp 2, lan rộng về phía gốc, với diện tích tăng dần theo thời gian sau thời

gian xử lý và theo nồng độ xử lý Sự hóa nâu lá chét Mai dương xảy ra sau 24 giờ

và hư hỏng hoàn toàn sau 2 ngày xử lý với NaCl 30g/l NaCl 30g/l gậy ra mất diệp lục, sự co nguyên sinh của các tế bào nhu mô, đóng khí khổng, ức chế quang hợp 24 giờ sau khi xử lý Sự mất màu diệp lục tố của lục lạp xuất hiện đầu tiên ở lớp lục

mô giậu và lan dần đến các tế bào lục mô bên dưới, là nguyên nhân của hiện tượng hóa nâu do NaCl gây ra trên lá Mai dương [4, tr.865]

Nghiên cứu “Sử dụng vật liệu tử diệp để nghiên cứu ảnh hưởng của muối ăn

đối với quang hợp ở cây Mai dương (Mimosa pigra L.)” của Đỗ Thường Kiệt,

Thomas J.Givnish, Trần Triết, Bùi Trang Việt (2012) cho thấy NaCl đã được sử dụng thay thế như một thuốc diệt cỏ để kiểm soát một số cỏ dại dạng bụi thấp Lá cây Mai dương bị hóa nâu khi bị xử lý NaCl Tử diệp Mai dương 2 ngày tuổi cókhả năng quang hợp tương tự như một lá chét trưởng thành và được dùng để nghiên cứu các biến đổi về hình thái cũng như quang hợp sau xử lý NaCl Kết quả cho thấy NaCl nồng độ từ 10 đến 60 g/l gây ra sự mất diệp lục tố, carotenoid dẫn đến sự mất màu lục và hóa nâu của lục mô ở tử diệp Mai dương Hiện tượng quang ức chế ở tử diệp Mai dương gây ra bởi NaCl chỉ xảy ra khi cóánh sáng mạnh và được thể hiện qua sự giảm các giá trị Fv/Fm, qP,qN cùng tốc độ chuyển điện tử của tử diệp Sự phóng thích oxygen cũng như sự thu khí carbonic của tử diệp giảm mạnh khi nồng

độ NaCl gia tăng trong xử lý [3, tr.956]

Kết quả nghiên cứu “Tìm hiểu khả năng quang hợp ở cây Mai dương (Mimosa

pigra L.) nhằm mục đích kiểm soát sự phát triển của loài cỏ dại này” của Đỗ

Thường Kiệt (2013) cho thấy rằng Mai dương có khả năng quang hợp mạnh nhờ PSII của lá Mai dương có hiệu suất hoạt động tối đa (Fv/Fm) bền dưới ánh sáng cao Đồng thời, bộ máy quang hợp luôn được bảo vệ thông qua sự làm dịu không hoang hóa (qN) và tỏa nhiệt mạnh, do khí khẩu luôn mở rộng ở cường độ ánh sáng cao NaCl gây ra sự hóa nâu tăng dần theo nồng độ từ 10 g/l tới 100 g/l Dưới ánh sáng mạnh (100 klux hay 1600 µmol/m2/giây, như trong tự nhiên vào lúc nắng gắt), hiệu năng quang hợp của lá Mai dương giảm từ 0,71 xuống 0,66 (khoảng 7%) nhưng có thể phục hồi khi được che tối trong thời gian dài Với tổn thương nặng hơn do NaCl cùng lúc với tác động của cường độ chiếu sáng cao, giá trị này giảm đến 85% và lá

không thể phục hồi FeSO4 0,1mM bảo vệ lá khỏi hóa nâu gây ra bởi NaCl 30 g/l, nhưng ở nồng độ 10nM lại tăng cường hiệu ứng độc này Sự hóa nâu của lá và tử diệp Mai dương do NaCl và FeSO4 xảy ra do diệp lục tố trong các tế bào lục mô gần biểu bì trên bị mất đi NaCl 30 g/l gây rụng lá hoàn toàn và chết 90% cây con Mai dương 4 tuần tuổi Xử lý NaCl 60 g/l bằng cách phun trên lá Mai dương tại các thời điểm có cường độ chiếu sáng cao trong ngày tại Thành phố Hồ Chí Minh và vườn quốc gia Tràm Chim, Bến En, làm cho các cây Mai dương hư ngọn và rụng toàn bộ

lá sau 1 tuần xử lý, tạo nhánh bên sau 2 tuần và ra hoa trên các nhánh mới bắt đầu ở tuần thứ 8 Có thể kiểm soát sự tăng trưởng của cây Mai dương ở vườn quốc gia Tràm Chim và Bến En trong cả mùa khô và mùa mưa bằng sự phun lặp lại NaCl trên toàn cây mỗi 8 tuần Sự phun NaCl 60 g/l lặp lại 3 lần, mỗi lần cách nhau 8 tuần, trong mùa mưa tại vườn quốc gia Bến En làm chậm sự ra hoa của Mai dương thêm 12 tháng kế từ lần phun đầu tiên [5, tr.157]

1.4 Tổng quan về vườn quốc gia Cát Tiên

Vườn quốc gia Cát Tiên (thuộc tỉnh Đồng Nai) được thành lập vào năm 1992

và được Ủy ban UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thứ 411 của thế giới

và là khu dự trữ sinh quyển thứ hai của Việt Nam vào năm 2001

- Phía Đông có ranh giới tự nhiên là sông Đồng Nai, kéo dài từ suối Daklua đến ấp Tà Lài (thuộc xã Tà Lài - huyện Tân Phú), dài 36km

- Phía Tây giáp với Lâm Trường Vĩnh An (huyện Vĩnh Cửu - tỉnh Đồng Nai)

- Phía Nam giáp với công ty Lâm nghiệp La Ngà (huyện Định Quán - tỉnh Đồng Nai) được phân chia bằng đường 323, dài 30km

- Phía Bắc giáp huyện Bù Đăng (tỉnh Bình Phước) với đường ranh giới dài 25km[6, tr.7]

1.4.2 Địa hình

Vườn quốc gia nằm trong khu vực chuyển tiếp từ địa hình cao nguyên xuống đồng bằng, với các kiểu địa hình đặc trưng của khu vực Đông Nam Bộ như: Bậc thềm sông suối, bán bình nguyên cổ, các đồi trung bình khá bằng phẳng và nhiều

hồ, đầm xen kẽ (Bộ Lâm Nghiệp, 1993) Các kiểu địa hình chính bao gồm:

- Đồi trung bình ít sườn dốc: phân bố ở phía Tây và Tây Bắc vườn quốc gia,

độ cao trung bình 200 – 300m và độ dốc trung bình 150

- Đất Feralit phát triển trên đá bazan

Chiếm diện tích lớn, chủ yếu phân bố ở phía Đông Đất có màu nâu đỏ, giàu dinh dưỡng Rừng phát triển tốt trên loại đất này, có nhiều cây gỗ quý, khả năng phục hồi rừng nhanh

- Đất Feralit phát triển trên đá sét

Chiếm khoảng 8% diện tích toàn vườn, phân bố ở phía Nam và xen giữa 2 vạt đất bazan Độ phì khá nhưng thành phần cơ giới nặng, nên khi mất rừng đất bị thoái hóa một cách nhanh chóng

- Đất Feralit phát triển trên phù sa cổ

Đất chiếm diện tích nhỏ và không tập trung Có 3 vạt, một vạt ở phía Bắc và 2 vạt ở phía Nam Đất này còn gọi là đất xám bạc màu trên phù sa cổ Đất xấu, nghèo dinh dưỡng nhưng thường có mực nước ngầm cạn nên thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây cối vào mùa khô

- Đất phù sa

Chiếm phần lớn diện tích ở phía Đông do ở đây có mạng sông suối khá nhiều

và có địa hình thấp Nhóm đất này cũng hiện diện trong những khu vực bị ngập nước của các khu vực nông nghiệp thuộc xã Daklua, Tà Lài và các bàu ở trung tâm

Vườn quốc gia Cát Tiên nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ trung bình năm ở Sở Sao là 26,70C, ở Bảo Lộc là 21,90C Biên độ nhiệt dao động không cao khoảng 3 – 4,10C Tổng lượng mưa trung bình ghi nhận tại trạm Bảo Lộc rất cao 2683,6mm với số ngày mưa là 187 ngày Tổng lượng mưa trung bình tại trạm Sở Sao là 1752,9mm với 137 ngày mưa Vườn quốc gia Cát Tiên chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam thổi từ tháng 5 đến tháng 10 và gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau [8, tr.267]

 Thủy văn

Vườn quốc gia Cát Tiên có ranh giới tự nhiên là sông Đồng Nai ở phía Đông với chiều dài 56km, bao bọc từ Đông Bắc đến Đông Nam Sông rộng trung bình 100m, lưu lượng trung bình 405m3/s Một số nơi có thác ghềnh như Thác Khỉ, Bến

Cự, Thác Trời, Tà Lài Ngoài ra, vườn có hệ thống gồm nhiều suối, các suối này bắt nguồn từ địa hình cao ở phía Tây và Tây Bắc đổ ra sông Đồng Nai như Daklua, Da Tapoh, Da Semath, Da Bao Một số con suối cạn nước vào mùa khô, nhưng một số khác vẫn có nước quanh năm chẳng hạn như suối Daklua [6, tr.12]

1.4.5 Hệ thực vật

Hệ thực vật của vườn quốc gia Cát Tiên mang nhiều nét đặc trưng của hệ thực vật Đông Nam Bộ với các loài cây gỗ thuộc họ Dầu (Dipterocarpaceae) và họ Đậu (Fabaceae) Thực vật bậc cao có 653 loài thuộc 442 giống, 125 họ trong đó có nhiều

loài cây gỗ quý như Cẩm lai (Dalbergia bariensis), Cẩm lai vú (Dalbergia

mamosa), Trắc (Dalbergia cochichinensis), Gõ đỏ (Afzelia xylocarpa),…Ngoài ra,

vườn còn có 84 loài thực vật chưa được ghi nhận và 212 loài rong nước ngọt, 35 loài nấm (Bộ Lâm Nghiệp, 1993)

Vườn quốc gia Cát Tiên có các kiểu rừng chính sau:

 Rừng lá rộng thường xanh: nằm phía Đông và Tây Nam của vườn

 Rừng bán thay lá: nằm ở phía Đông Bắc (gần sông Đồng Nai)

 Rừng hỗn giao gỗ - tre nứa: phân bố ở phía Đông và Nam của vườn

 Rừng tre - nứa

 Thảm thực vật vùng ngập nước

Vùng đất ngập nước của vườn là vùng trũng thấp nên chịu ảnh hưởng của chế

độ nước của sông Đồng Nai Vào mùa mưa nước tư khu vực có địa hình cao theo các con suối đổ về vùng này, nếu sự thoát nước ra sông Đồng Nai không kịp sẽ dẫn đến ngập lụt Diện tích ngập của toàn vùng khoảng 3.370 ha tạo thành hệ thống các bàu nối liền nhau Độ ngập sâu trung bình 3m, một số nơi như Bàu Sấu, Bàu Cá có thể ngập hơn 4m vào thời gian cao điểm của mùa mưa Diện tích ngập bắt đầu từ tháng 5 và tăng dần vào khoảng tháng 8 và đạt cực đại vào tháng 9, vào tháng 3 và tháng 4, nước rút gần hết nên diện tích ngập thấp nhất Các bàu nằm liền kề nhau sẽ nối liền thành một hệ thống vào mùa mưa, liên thông với sông Đồng Nai qua suối Daklua, nên lúc này chúng chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ nước của sông Đồng Nai Vùng đất ngập nước của vườn trũng hơn xung quanh nên nó nhận vật liệu rửa trôi và phù sa từ sông Đồng Nai đưa vào[6, tr.12 – 13]

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng hợp tài liệu

Tất cả các tài liệu liên quan đến sự xâm lấn của các loài ngoại lai đến các khu

hệ sinh thái trong và ngoài nước được tổng hợp, tham khảo và đặc biệt quan tâm đến loài Mai dương để đánh giá ảnh hưởng của loài này đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên

2.2 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng thực vật

Để xác định những ảnh hưởng của cỏ dại môi trường đến đa dạng thực vật cần xem xét 5 yếu tố chính:

 Phạm vi của môi trường sống dễ bị xâm lấn

 Tỷ lệ lây lan giữa các môi trường sống dễ bị ảnh hưởng

 Triển vọng cho việc ngăn ngừa và kiểm soát cỏ dại

 Quan hệ giữa cỏ dại và sự xáo trộn môi trường sống

 Tác động của cỏ dại đến đa dạng loài

Một số phương pháp chính đã được sử dụng để xác định ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng sinh học quần xã thực vật Tất cả các phương pháp đều có giá trị trong việc đánh giá ảnh hưởng của các loài thực vật xâm lấn và không có duy nhất phương pháp nào là cần thiết hơn phương pháp nào, thay vào đó mỗi phương pháp lại cung cấp một cái nhìn khác nhau về vấn đề đang được nghiên cứu và do đó chúng bổ sung cho nhau Quyết định sẵn thời gian để thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của cỏ dại và các giả thuyết ban đầu được thử nghiệm sẽ xác định được các phương pháp nên được sử dụng

Bảng 2.1 Một vài phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của cỏ dại đến đa dạng thực vật, những thuận lợi và khó khăn (sửa chữa từ Adair và Groves 1998) [18, tr.49]

Phương pháp Thuận lợi Khó khăn

So sánh đa vị trí: Phương

pháp này được kết hợp vào

trong chương trình nghiên

cứu Những đơn vị mẫu

- Đánh giá nhanh ảnh hưởng của cỏ dại

- Không thể xác định được những trường hợp tái xâm lấn

- Khó khăn để tìm thấy những loài phổ rộng ở những vị trí không bị xâm lấn

Sự loại trừ cỏ dại: Loại trừ

cỏ dại ở những vùng rời rạc,

theo dõi sự thay đổi thảm

thực vật sau đó, kết hợp với

việc so sánh những vùng có

sự hiện diện của cỏ dại

- Hầu như có thể đánh giá

sự ảnh hưởng của những loài xâm lấn mới

- Đánh giá đượcảnh hưởng của cỏ dại trên các loài quý hiếm hoặc đang

bị đe dọa

- Phụ thuộc vào sự phục hồi trong thòi gian đáng kể (tính bằng năm hay thập kỉ)

- Không phù hợp với những loài xâm lấn

cũ, nơi mà những loài xâm lấn gây những nguy hại không thể phục hồi chức năng và

đa dạng hệ sinh thái

Nghiên cứu trình tự thời

gian: Phương pháp sử dụng

để xác định ảnh hưởng của

cỏ dại ở những nơi có sự di

dời và ảnh hưởng của những

quẩn thể cỏ dại cụ thể được

theo dõi trong suốt thời

gian

- Thời kỳ tái xâm lấn có thể đuợc đánh giá của những quần thể ở mức độ cao hơn

- Nghiên cứu trong thời gian dài

- Những quần thể trải rộng hoạt động

Đề tài sử dụng phương pháp so sánh đa vị trí để đánh giá ảnh hưởng của cây Mai dương đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên vì đây là phương pháp

cụ thể, khả thi và thích hợp nên chúng tôi sử dụng phương pháp này làm cơ sở để tiến hành thu thập dữ liệu, phân tích và đánh giá kết quả đạt được

Các biện pháp đa dạng đã được sử dụng rộng rãi để theo dõi ảnh hưởng của cỏ dại xâm lấn Để có một ước lượng tốt về sự phong phú các loài, một số quarat được đặt dọc theo một đường cắt ngang hoặc được đặt một cách ngẫu nhiên, tùy thuộc vào loại nghiên cứu được thực hiện Trong mỗi quarat, một số kỹ thuật để thu thập

dữ liệu đa dạng loài được đề xuất Tuy nhiên, mỗi kỹ thuật đo lường có ưu điểm và khuyết điểm của nó [18, tr.50]

Bảng 2.2 Một số kỹ thuật đa dạng để đánh giá ảnh hưởng của một loại cỏ dại đến đa dạng thực vật và những thuận lợi, khó khăn (sữa chữa từ Sutherland 2006) [18, tr.50]

Kỹ thuật Thuận lợi Bất lợi

- Tốn thời gian

- Chỉ phù hợp với mật

độ cây thấp và quarat nhỏ

Độche phủ: Được tính bằng

cách ước lượng trực quan tỷ

lệ của mỗi loài cư ngụ tại

quarat Nó rất hữu ích để

phân chia thành các thảm

thực vật và ước lượng độ che

phủ riêng cho mỗi lớp

- Khảo sát nhanh

- Thích hợp cho các loài thân bò

- Không tính trực tiếp

- Khó có thể sử dụng cho thảm thực vật cao

- Ước lượng bằng mắt phụ thuộc quá nhiều vào người quan sát

Tần số: Các quarat được

dùng như là đơn vị lấy mẫu

Tỷ lệ của những quarat chứa

các loài được đếm

- Khảo sát nhanh

- Cung cấp thông tin chi tiết hơn về sựđa dạng

- Sự phong phú của các loài trong quarat được

bỏ qua

Sinh khối: Sinh khối của các

loài thực vật có thể được tính

bằng cách cắt tất cả những

phần của cây trên bề mặt đất

trong quarat thường là gần

hoặc ngay sát mặt đất

- Cóích cho các loài thực vật thủy sinh

- Cung cấp thông tin chi tiết hơn về sự đa dạng

- Chỉ sử dụng cho thảm thực vật nhỏ như cây bụi, đồng cỏ

- Tốn thời gian

Đề tài sử dụng các kỹ thuật để thu thập dữ liệu đa dạng loài về mật độ, độ che phủ, sinh khối, từ đó có thể dùng để phân tích, đánh giá mức độ ảnh hưởng của cây Mai dương đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên

2.3 Tiến hành thí nghiệm

Để đánh giá ảnh hưởng của cây Mai dương đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên, trước tiên cần tiến hành khảo sát thành phần loài, độ che phủ và thu sinh khối khô trên mặt đất của tất cả các loài thực vật hiện diện trong ô mẫu Sau

đó, tiến hành khảo sát thành phần loài và mật độ tất cả hạt của các loài cây hiện diện trong mẫu đất ở tất cả cácô mẫu Cuối cùng, chúng tôi đánh giá ảnh hưởng của cây Mai dương đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên dựa trên phương pháp luận về đánh giá tác động của cỏ dại môi trường đối với đa dạng thực vật

Đề tài tiến hành thí nghiệm trên thực địa nhằm đánh giá ảnh hưởng của cây Mai dương đến đa dạng thực vật ở vườn quốc gia Cát Tiên Vị trí thu mẫu được tiến hành tại Bàu Chim có tọa độ 102022’36’’ kinh độ Đông, 11028’49’’ vĩ độ Bắc và Trạm cơ động 2 có tọa độ 107024’27’’ kinh độ Đông, 11024’24’’vĩ độ Bắc thuộc vườn quốc gia Cát Tiên Khu vực Bàu Chim tương ứng với khu vực có mật độ Mai dương mọc dày (độ bao phủ của cây Mai dương trong ô mẫu 1m2 lớn hơn 70%) và khu vực có mật độ Mai dương mọc thưa (độ bao phủ của cây Mai dương trong ô mẫu 1m2 từ 10% – 30%) vì nơi này là vùng đất ngập nước khá tách biệt với những bàu nước khác như Bàu Cá, Bàu Sấu và Mai dương xuất hiện ở đây đã lâu Khu vực Trạm cơ động 2 là nơi mật độ không có Mai dương vì nơi này có thành phần loài, thổ nhưỡng, chế độ ngập nước, địa hình khá tương đồng với Bàu Chim Bên cạnh

đó, khu vực này không có sự xuất hiện của cây Mai dương Việc tiến hành thí nghiệm trên thực địa được thực hiện ở hai mùa khô và mùa mưa

Hình 2.1 Vị trí vườn quốc gia Cát Tiên và khu vực thu mẫu

Nguồn : [27]

Sau khi thiết lập các ô mẫu, tiến hành thu thập số liệu trên mặt đất và ngân hàng hạt trong đất Đối với trên mặt đất sẽ xác định thành phần loài và mật độ của tất cả các loài thực vật có trong các ô mẫu, tiến hành thu sinh khối khô của tất cả các loài thực vật có trong các ô mẫu Đối với ngân hàng hạt trong đất, tiến hành khảo sát thành phần loài và mật độ tất cả hạt của các loài cây hiện diện trong mẫu đấtở tất cả các ô mẫu ở ba sinh cảnh có mật độ cây Mai dương cao, thấp và không

có ở hai mùa khô và mùa mưa

2.3.1 Thiết kế ô mẫu thí nghiệm

Các ô mẫu thí nghiệm được thiết kế cho hai mùa khô và mùa mưa Ở mỗi mật

độ Mai dương mọc dày, thưa và không có sự hiện diện của cây Mai dương, thí nghiệm được tiến hành 3 lần với 3 ô mẫu lớn (cách nhau khoảng 3 – 5m), mỗi ô mẫu lớn có kích thước 100m2 (10m x 10m) Trong mỗi ô mẫu 100m2 sẽ thiết lập 5 ô

mẫu 1m2 (1m x 1m) ở 4 góc và giao điểm hai đường chéo của ô mẫu lớn Vị trí mật

độ Mai dương mọc dày cách vị trí Mai dương mọc thưa khoảng 150m và cách vị trí mật độ không có Mai dương khoảng 3km

2.3.2 Xác định thành phần loài và mật độ

Tiến hành khảo sát thành phần và độ che phủ (%) của tất cả các loài thực vật

có trong các ô mẫu ở ba nơi có mật độ Mai dương cao, mật độ thấp và nơi không có cây Mai dương ở hai mùa khô và mùa mưa

2.3.3 Thu sinh khối

Tiến hành thu sinh khối tươi trên mặt đất của tất cả các loài cây trong 15 ô mẫu 1m2 nói trên ở ba nơi có mật độ của cây Mai dương bằng cách dùng dao, kéo cắt tất cả những phần của cây ngay sát gốc Sau đó phần sinh khối tươi này được thu thập cho vào từng túi nylon mang về phòng thí nghiệm, sấy khô ở nhiệt độ 90 ±

50C trong 72 giờ Sau đó, mẫu này được cân cho đến khi trọng lượng không thay đổi thì được coi là sinh khối khô của từng loài

2.3.4 Thiết lập ngân hàng hạt

Nội dung: Ngân hàng hạt trong đất của một loài cây là tất cả các hạt còn sống

của loài cây đó hiện diện trong đất hoặc trong lớp lá rụng ở bên trên đất đó Ngân hàng hạt trong đất của một loài cây đóng góp đáng kể vào tiềm năng tái sinh của loài đó tại nơi mà nó sinh sống, và kích thước của ngân hàng hạt này do sự sinh sản của loài cây đang sinh sống tại nơi đó quyết định Do đó, ngân hàng hạt trong đất là một trong những yếu tố cơ bản về mặt sinh thái để khảo sát sự tồn tại dai dẳng của các loài thực vật xâm lấn, nhất là các loài thực vật hoàn toàn sinh sản bằng hạt và không có hình thức sinh sản sinh dưỡng [8, tr.352]

Phương pháp: 5 mẫu khoan đất thu từ khoan đất (có kích thước 10cm đường

kính x 10cm độ sâu) thu ở bốn góc và giao điểm hai đường chéo của ô mẫu 1m2trong 15 ô mẫu 1m2 nói trên ở ba sinh cảnh có mật độ cây Mai dương cao, thấp và không có, được trộn chung lại thành 1 mẫu đất cho ngân hàng hạt Các mẫu đất này được mang về và bố trí phân tích mẫu ở cơ sở Linh Trung của trường Đại học Khoa học tự nhiên TP HCM Việc phân tích mẫu đất ngân hàng hạt được tiến hành như sau:

- Mẫu đất được dàn trải trong khay nhựa (20cm x 25cm x 6cm) với một lớp đất phân Tribat khoảng 2cm ở bên dưới Thành phần của đất phân Tribat bao gồm 24,91% chất hữu cơ, hàm lượng mùn 4,45%, nitơ tổng số 0,9%, K2O tổng số 0,7%, các trung vi lượng bao gồm Mg, Mn, B, Cu, Mo, Fe…, còn lại là các cấp hạt khác nhau Sử dụng đất phân nhằm trợ giúp việc cung cấp chất dinh dưỡng cho hạt trong mẫu đất nảy mầm Các khay này được đặt trong nhà lưới và tưới nước hàng ngày Đất phân cung cấp cho thí nghiệm này phải được hấp hơi nước để diệt trừ mầm bệnh, nấm mốc và hạt trước khi sử dụng Một số khay chỉ chứa toàn đất phân cũng được đặt xen vào các khay chứa mẫu đất ngân hàng hạt để làm khay đối chứng

- Các khay chứa mẫu đất ngân hàng hạt được quan sát hằng ngày để thu thập

số liệu về thành phần loài cây, mật độ hạt của từng loài, thời điểm nảy mầm của từng loài Một khi cây con đủ lớn để định danh thì được đếm và nhổ ra khỏi khay Trong trường hợp không định danh được cây con thì cây con này sẽ được đếm và di chuyển sang trồng trong chậu, chờ cây lớn cho hoa, quả để định danh

- Sau 4 tháng, khi việc nảy mầm của hạt trong các khay mẫu đất này gần như ngừng hẳn, các mẫu đất này sẽ được để khô không tưới nước trong 2 tuần

- Sau đó, các mẫu đất này sẽ được trộn đều lên, tưới nước, đếm và định danh

số cây con nảy mầm hàng ngày trở lại Việc này được thực hiện trong 3 tháng nữa nhằm tạo sự thay đổi nhiệt độ và độẩm của đất để kích thích hạt thoát khỏi miên trạng và nảy mầm

- Vì hạt Mai dương có miên trạng nên sẽ còn nhiều hạt trong đất chưa nảy mầm Do đó, cần phải lựa hạt Mai dương trong đất bằng cách giã đất cho mịn rồi ghi nhận lại số hạt đã lựa Sau đó, để đánh giá sự sống của hạt Mai dương, chúng tôi dùng dụng cụ bấm một phần trên đầu của hạt cho lộ rễ mầm rồi nuôi đặt trên đĩa pêtri đã tưới sẵn nước Hạt sẽ trương nước trong khoảng 4 giờ, sau 24 giờ hạt sẽ nảy mầm Đếm số lượng hạt nảy mầm và tính tỷ lệ hạt nảy mầm

- Tài liệu cần sử dụng cho việc định danh: Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng

Hộ (1999) và trang web về định danh thực vật như Plantnet – National Herbarium

of New South Wales