Nghiên cứu hình thái và giải phẫu thích nghi của một số loài thực vật sống trong rừng ngập mặn hiền hào, xã xuân đán, huyện cát bà, thành phố hải phòng

Khóa luận với đề tài: “Nghiên cứu hình thái và giải phẫu thích nghi của một số loài thực vật sống trong rừng ngập mặn Hiền Hào, xã Xuân Đán, huyện Cát Bà, thành phố Hải Phòng” chưa từng

XÃ XUÂN ĐÁN, HUYỆN CÁT BÀ, THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới quý Thầy Cô Trường Đại học

Sư Phạm Hà Nội 2, những người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cám ơn đến tất cả các Thầy Cô khoa Sinh - KTNN đặc biệt là cô Đỗ Thị Lan Hương và thầy ThS Trịnh Xuân Thành - Viện Sinh thái

& Tài nguyên sinh vật, những người giáo đáng kính đã hết lòng dạy dỗ, giúp

đỡ, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp này Tôi xin chân thành kính gửi lời cám ơn đến:

Cha, mẹ và em trai đã luôn tin tưởng ủng hộ tôi và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập

Các bạn, các anh chị đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ tôi trong quãng đời sinh viên

Tôi xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2016

Tác giả

Vũ Thị Huyền Anh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả khóa luận là kết quả của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của thầy giáo ThS Trịnh Xuân Thành và cô giáo - TS Đỗ Thị Lan Hương

Khóa luận với đề tài: “Nghiên cứu hình thái và giải phẫu thích nghi của một số loài thực vật sống trong rừng ngập mặn Hiền Hào, xã Xuân Đán, huyện Cát Bà, thành phố Hải Phòng” chưa từng được công bố trong

bất kì công trình nghiên cứu nào Nếu có gì sai phạm người viết sẽ chịu mọi hình thức kỉ luật theo đúng quy định của việc nghiên cứu khoa học

Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2016

Tác giả

Vũ Thị Huyền Anh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

4 Bố cục của khóa luận 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tổng quan về rừng ngập mặn 4

1.1.1 Định nghĩa rừng ngập mặn 4

1.1.2 Các nhân tố môi trường rừng ngập mặn ảnh hưởng tới đời sống thực vật 4

1.2 Tình hình nghiên cứu thực vật ngập mặn trên thế giới và Việt Nam 6

1.2.1 Tình hình nghiên cứu giải phẫu thực vật ngập mặn trên thế giới 6

1.2.2 Tình hình nghiên cứu giải phẫu thực vật ngập mặn ở Việt Nam 7

1.3 Tình hình khai thác rừng ngập mặn trên thế giới và Việt Nam 10

1.3.1 Tình hình khai thác rừng ngập mặn trên thế giới 10

1.3.2 Tình hình khai thác rừng ngập mặn ở Việt Nam 11

1.3.3 Vai trò của rừng ngập mặn 11

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN 13

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 Đối tượng nghiên cứu 13

2.2 Địa điểm nghiên cứu 13

2.3 Thời gian nghiên cứu 13

2.4 Phương pháp nghiên cứu 14

2.4.1 Nghiên cứu ngoài thực địa 14

2.4.2 Phương pháp ngâm mẫu tươi 14

2.4.3 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 14

2.5 Điều kiện tự nhiên ở các khu vực nghiên cứu 15

2.5.1 Vị trí địa lý 15

2.5.2 Khí hậu 15

2.5.3 Đất 16

2.5.4 Hệ thực vật 16

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 18

3.1 Sú (Aegyceras corniculatum) 18

3.1.1 Hình thái 18

3.1.2 Giải phẫu 19

3.1.2.1 Lá cây Sú 19

3.1.2.2 Thân cây Sú 22

3.1.2.3 Rễ cây Sú 24

3.2 Đước nhọn (Rhizophora mucronat) 27

3.2.1 Hình thái 27

3.2.2 Giải phẫu 28

3.2.2.1 Lá Đước nhọn 28

3.2.2.2 Thân Đước nhọn 31

3.3 Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) 33

3.3.1 Hình thái 33

3.3.2 Giải phẫu 34

3.3.2.1 Lá Vẹt dù 34

3.3.2.2 Thân Vẹt dù 37

3.4 Trang (Kandelia candel) 39

3.4.1 Hình thái 39

3.4.2 Giải phẫu 40

3.4.2.1 Lá Trang 40

3.4.2.2 Thân cây Trang 43

3.4.2.3 Rễ cây Trang 46

3.5 Mắm ổi (Avicennia marina) 48

3.5.1 Hình thái 48

3.5.2 Giải phẫu 50

3.5.2.1 Lá Mắm ổi 50

3.5.2.2 Thân Mắm ổi 52

3.5.2.3 Rễ Mắm ổi 53

3.6 Đặc điểm thích nghi của thực vật rừng ngập mặn 56

3.6.1 Rễ 56

3.6.1.1 Rễ trên mặt đất 56

3.6.1.2 Rễ dưới mặt 56

3.6.2 Thân 57

3.6.3 Lá 57

3.6.4 Sự thích nghi của cơ quan sinh sản 57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

I Kết luận 58

I.1 Hình thái 58

I.2 Giải phẫu 59

II Đề nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC CÁC ẢNH

Ảnh 3.1.1 Hình thái cây Sú (Aegyceras corniculatum) 18

Ảnh 3.1.2 Lát cắt ngang lá Sú 19

Ảnh 3.1.3 Cấu tạo gân chính lá Sú 21

Ảnh 3.1.4 Lát cắt ngang thân Sú 22

Ảnh 3.1.5 Cấu tạo một phần thân Sú 23

Ảnh 3.1.6 Lát cắt ngang rễ cây Sú 24

Ảnh 3.1.7 Phần vỏ của rễ cây Sú 25

Ảnh 3.1.8 Cấu tạo phần trụ rễ cây Sú 26

Ảnh 3.2.1 Hình thái cây Đước nhọn (Rhizophora mucronata) 27

Ảnh 3.2.2 Lát cắt ngang lá Đước nhọn 28

Ảnh 3.2.3.Cấu tạo một phần lá Đước nhọn 29

Ảnh 3.2.4 Cấu tạo gân chính lá Đước nhọn 30

Ảnh 3.2.5 Cấu tạo một phần thân Đước Nhọn 31

Ảnh 3.3.1 Hình thái cây Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) 33

Ảnh 3.3.2 Gân chính lá Vẹt dù 34

Ảnh 3.3.3.Cấu tạo một phần phiến lá Vẹt dù 35

Ảnh 3.3.4 Cấu tạo gân chính lá Vẹt dù 36

Ảnh 3.3.5 Cấu tạo một phần thân Vẹt dù 37

Ảnh 3.3.6 Cấu tạo bó dẫn thân Vẹt dù 38

Ảnh 3.4.1 Hình thái cây Trang (Kandelia candel) 39

Ảnh 3.4.2 Lát cắt ngang lá Trang 40

Ảnh 3.4.3 Cấu tạo gân lá Trang 42

Ảnh 3.4.4 Cấu tạo một phần thân cây Trang 43

Ảnh 3.4.5 Cấu tạo một phần vỏ thân cây Trang 44

Ảnh 3.4.6 Cấu tạo bó dẫn của thân cây Trang 45

Ảnh 3.4.7 Cấu tạo một phần rễ cây Trang 46

Ảnh 3.4.8 Cấu tạo một phần phần vỏ rễ Trang 46

Ảnh 3.4.9 Cấu tạo một phần bó mạch rễ cây Trang 47

Ảnh 3.5.1 Hình thái cây Mắm ổi (Avicennia marina) 48

Ảnh 3.5.2 Lát cắt ngang lá Mắm ổi 50

Ảnh 3.5.3 Cấu tạo gân chính lá Mắm ổi 51

Ảnh 3.5.4 Cấu tạo một phần thân Mắm ổi 52

Ảnh 3.5.5 Lát cắt ngang rễ cây Mắm ổi 53

Ảnh 3.5.6 Cấu tạo mật phần rễ Mắm ổi 54

Ảnh 3.5.7 Cấu tạo phần trụ của rễ cây Mắm ổi 55

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Một số loài cây nghiên cứu 13

bố ở các vùng bờ biển có bùn, các cửa sông lớn, các vịnh cạn và các đầm mặn tiếp giáp với biển, là hệ sinh thái độc đáo, các loài cây trong hệ thống rừng ngập mặn chủ động thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt, phát triển tốt trong điều kiện đặc biệt mà ít có loại cây nào có thể sống được, hệ thống rễ có khả năng loại bỏ muối rất hiệu quả, không ngừng bồi đắp phù sa, đó cũng là điểm đặc trưng của thực vật sống trong quần xã rừng ngập mặn Rừng ngập mặn có vai trò rất lớn đối với môi trường, là lá chắn gió, bão giữ cho vùng bờ ven biển không bị xói mòn, nơi cư trú của nhiều động vật Tạo nên một hệ sinh thái đa dạng, có giá trị về mặt kinh tế cũng như về mặt xã hội rất cao là nguồn tài nguyên ven biển quý giá và hữu ích

Rừng ngập mặn Cát Bà có vị trí và vai trò rất quan trọng đối với thành phố Hải Phòng Nằm ở vùng biển Đông Bắc Việt Nam, Quần đảo Cát Bà thuộc thành phố Hải Phòng, cách thủ đô Hà Nội khoảng 150 km về phía Đông Nam, cách thành phố Hạ Long 25 km về phía Nam,…

Quần đảo Cát Bà bao gồm khu dự trữ sinh quyển Cát Bà, vườn quốc gia Cát Bà và quần đảo Long Châu có diện tích là 33,670 ha, bao gồm 13,478 ha đất tự nhiên và 20,192 ha mặt biển Vùng đệm có diện tích 13,000 ha Quần đảo bao gồm 388 hòn đảo đá vôi, đảo Cát Bà có diện tích bề mặt rộng trên

200 km2, là đảo lớn nhất trong số đó

2

Sinh cảnh đất ngập triều có rừng ngập mặn bao phủ có tổng diện tích khoảng 650 ha Rừng ngập mặn là tài nguyên quý giá của vùng ven biển nhiệt đới, có giá trị trong việc che cho bờ biển chắn sóng, đây cũng là nơi sinh sống của nhiều loài sinh vật biển và nơi cư trú của các loài chim di cư

Các bãi triều xung quanh đảo bao gồm bãi triều cát, bãi triều đá và triều bùn là môi trường sống lý tưởng cho các sinh vật vùng triều như các loài rong, tảo biển, động vật đáy Ở các bãi triều đá, các loài động vật bám phát triển dày đặc, tạo thành các thảm sinh vật là một dạng quần xã độc đáo của khu di sản

Quần đảo Cát Bà còn là trung tâm đa dạng sinh học cao của thế giới có giá trị toàn cầu được Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế (IUCN) xếp loại Tiêu biểu là sự có mặt của 3,860 loài thực vật và động vật trên cạn và dưới biển Có tới 130 loài được xác định là các loài quý hiếm, được đưa vào sách

đỏ Việt Nam và thế giới, trong đó có 76 loài nằm trong danh mục quý hiếm

của IUCN, 21 loài đặc hữu Đặc biệt loài Voọc Cát Bà (Trachypithecus

poliocephalus) là loài đặc hữu, hiện nay chỉ còn một quần thể với 63 cá thể

phân bố duy nhất ở Cát Bà Voọc Cát Bà cùng với một số loài thực vật và động vật được IUCN xếp hạng ở cấp cực kỳ nguy cấp

Với các giá trị to lớn về nhiều mặt như: kinh tế, xã hội, môi trường, rừng ngập mặn đã và đang thu hút sự quan tâm bảo vệ, nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam Với nhiều nghiên cứu về rừng ngập mặn ở các khía cạnh khác nhau: sự đa dạng loài, khai thác, phân

bố, cấu tạo giải phẫu, giá trị sử dụng, năng suất rừng ngập mặn,…

Để bổ sung thêm các dẫn liệu về sự đa dạng của thực vật sống ở khu

ngập mặn chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu hình thái và

giải phẫu thích nghi của một số loài thực vật sống trong rừng ngập mặn Hiền Hào, xã Xuân Đán, huyện Cát Bà, thành phố Hải Phòng" Đây là tài

Đánh giá khả năng thích nghi của chúng trong môi trường bán thủy triều

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

4 Bố cục của khóa luận

- Ngoài phần Mở đầu, kết luận và tham khảo Khóa luận bao gồm 3 chương: Chương 1 Tổng quan tài liệu; Chương 2 Đối tượng, địa điểm, thời gian và phương pháp nghiên cứu; Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về rừng ngập mặn

1.1.1 Định nghĩa rừng ngập mặn

Rừng ngập mặn là sản phẩm hoạt động của các hệ cửa sông nhiệt đới mà

ở đó thường xuất hiện những điều kiện thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của tập đoàn các cây ngập mặn như các đầm lầy, các bãi bùn triều, các lòng sông cũ, các bãi bùn ven các cồn đảo cửa sông, chịu tác động trực tiếp của thủy triều, song ít sóng to gió lớn

1.1.2 Các nhân tố môi trường rừng ngập mặn ảnh hưởng tới đời sống thực vật

Độ mặn: Đây là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và tỉ lệ sống của cây

Thiếu Oxy (úng): Khi thủy triều lên đất ngập nước, nước đọng ứ, rễ bị ngộp, hiện tượng sinh hóa bị cản trở, cây không hút được dưỡng khí và không thải ra được thán khí

Ánh sáng: Vào mùa khô ánh sáng rất mạnh làm hạn chế sự sinh trưởng của cây do ánh sáng làm tăng nhiệt độ không khí, đất, nước, nước bốc hơi nhiều khi triều xuống làm đất càng thiếu nước

Thủy triều: Đây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rừng ngập mặn, vì không những ảnh hưởng trực tiếp lên thực vật do mức độ

và thời gian ngập, mà còn ảnh hưởng nhiều yếu tố khác nhau như kết cấu, độ mặn của đất, sự bốc hơi nước, các sinh vật khác trong rừng

 Nghiên cứu những đặc điểm của thủy triều liên quan đến sự phân bố và phát triển của rừng ngập mặn Việt Nam và một số nước Đông Nam Á, Phan Nguyên Hồng (1991) có nhận xét: Khi điều kiện khí hậu và đất không có sự

do đó rừng ngập mặn phân bố trong một phạm vi rất hẹp Chỉ ở những nơi có biên độ triều cao trung bình (2 - 3 m), địa hình phẳng thì cây ngập mặn phân

bố rộng và sâu vào đất liền

Gió: Có tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự hình thành của rừng ngập mặn theo nhiều cách Nghiên cứu một số tác dụng của gió đến sự hình thành và phát triển của rừng ngập mặn như: Làm tăng lượng mưa ở vùng rừng ngập mặn (gió mùa), đưa nước triều vào sâu trong đất liền do đó mà các cây nước lợ có thể phát triển dọc bờ sông vào sâu trong đất liền trên dưới 100 km, gió mạnh còn làm thay đổi khí hậu địa phương như gió mùa đông bắc (tháng

10 đến tháng 2) đem theo không khí lạnh và hanh khô đã làm hạn chế sự sinh trưởng của rừng ngập mặn [7]

Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn cả hai quá trình quang hợp và hô hấp Điều chỉnh phần lớn các quá trình trao đổi chất và năng lượng nội tại trong cơ thể thực vật ở những vùng có nhiệt độ bình quân trong năm cao, biên độ nhiệt giữa ngày và đêm, giữa các mùa thấp (đồng thời độ ẩm cao) thì rừng ngập mặn phát triển về kích thước và số loài cây ngập mặn cao, số loài cây ngập mặn giảm hẳn khi nhiệt độ xuống quá thấp Ngược lại khi nhiệt độ lên quá cao (trên 35o C) cũng ảnh hưởng đến hoạt động sinh lí của cây về đốt nóng lá, khiến cho cây thoát hơi nước nhanh và nhiều, hô hấp tăng, quang hợp giảm, năng suất sơ cấp giảm [7]

6

1.2 Tình hình nghiên cứu thực vật ngập mặn trên thế giới và Việt Nam

1.2.1 Tình hình nghiên cứu giải phẫu thực vật ngập mặn trên thế giới

Có 2 công trình nổi tiếng là Mangrovevegetation của V.J Chapman (1975) và Thebotany of mangroves của P.B Tomlinson (1986) đã nghiên cứu

về giải phẫu, phân loại, phân bố, sinh thái một số loài cây ngập mặn trên thế giới

Nghiên cứu hình thái, giải phẫu trên một số loài cây ngập mặn có Areschoug D (1902), Mullan.C (1931), Walter.H (1936), Metcalfe.D và Chalk.H (1950), Chapman.V (1975), Youssef.T và cs (1996) Các tác giả đã kết luận, trong cấu trúc giải phẫu của chúng hình thành tổ chức chứa nước và ngăn cản sự thoát hơi nước như có lớp tế bào hạ bì, tầng cuticun dày

Walter H (1961), Jennings D H (1968), Joshi G và cs (1975) Dựa vào khả năng điều chỉnh muối trong cơ thể cây ngập lại chia thành 3 nhóm: + Nhóm cây cản muối (salt - excluding) gồm các loài thuộc họ Đước (Rhizophoraceae)

+ Nhóm tiết muối ra ngoài (salt - excreting) có tuyến tiết muối gồm các

loài thuộc chi Mắm (Avicennia), Ô rô (Acanthus) và Sú (Aegiceras)

+ Nhóm cây tích tụ muối (salt - accumulating) tích tụ muối ở lá sắp rụng gồm

các loài thuộc chi Bần (Sonneratia), Cóc (Lumnitzera) và Giá

(Exccecar-ia agallocha)

M R Atkinson và cs (1976) cho rằng các tuyến tiết muối của cây thuộc

chi Sú (Aegiceras) đào thải chủ yếu NaCl còn các muối dinh dưỡng cần thiết

cho sinh trưởng ít khi bị đào thải Những loài CNM không có tuyến tiết muối thích ứng bằng cách pha loãng dịch tế bào, không bào có nồng độ NaCl cao;

có mô nước và hạ bì rất phát triển Sự mọng nước của lá CNM là một đặc điểm thích ứng chứng tỏ không thể loại muối bằng rễ mà muối vẫn được tích lũy trong những mô ở lá

7

P Saenger (1982) nghiên cứu sinh trưởng ở chi Đước (Rhizophora) và chi Bần (Sonneratia) ở môi trường có độ mặn cao cho thấy: lớp biểu bì dày,

tầng cuticun dày ở mặt trên của lá có tác dụng làm giảm sự mất nước cho cây

và lá mọng nước là phản ứng thích nghi của cây với NaCl Mọng nước là đặc điểm của lá CNM và nó cũng là đặc tính của cây chịu hạn

Tomlinson (1986) nghiên cứu về thực vật RNM cho rằng: Các loài cây ngập mặn có những đặc điểm thích nghi với môi trường sống rất độc đáo Sống trong điều kiện ngập nước, các loài CNM đã có một hệ rễ vững chắc

như Chi Đước (Rhizophora), chi Vẹt (Bruguiera) có hệ rễ chống, chi Mắm (Avicennia), chi Bần (Sonneratia) có hệ rễ hô hấp Ở chi Sú (Aegiceras), chi

Ô rô (Acanthus), chi Mắm (Avicennia) có tuyến tiết muối để loại muối ra khỏi

cơ thể Một số loài có hiện tượng sinh hạt nảy mầm sau khi chín và không có thời kỳ nghỉ

Nandy Datta, Paramita, Das, Sauren và cs (2007) nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn lên quá trình quang hợp, cấu tạo giải phẫu lá, sự tích lũy ion và việc sử dụng nitơ tổng hợp có ảnh hưởng đến 5 loài CNM ở Ấn Độ

1.2.2 Tình hình nghiên cứu giải phẫu thực vật ngập mặn ở Việt Nam

Việt Nam có hệ thống giới thực vật phong phú và đa dạng và nhân dân ta

từ lâu đời cũng đã có những kiến thức về thực vật khá phong phú, một số loài

cây ở Việt Nam đã được mô tả khá chi tiết trong bộ “ Vân đài loại ngữ” của

Lê Quý Đôn (thế kỉ XVI) Sau Lê Quý Đôn, Nguyễn Trứ đã đi sâu hơn về các

cây trong “Việt Nam thực vật học”

Ở Việt Nam có một số công trình nghiên cứu những đặc điểm thích nghi của rễ, thân, lá, trụ mầm một số loài cây sống trong môi trường lầy mặn của một số tác giả như Nguyễn Thị Chính, 1981; Trần Văn Ba, 1984; Chu Thị Thìn, 1984; Nguyễn Khoa Lân, 1996, 1997; Nguyễn Thị Hồng Liên, 1998, Trần Thị Phương, 2002,… Các nghiên cứu cho nhận xét: lá các cây sống

8

trong môi trường ngập mặn có một số đặc điểm cấu trúc tương tự nhau như:

lá có tầng hạ bì, gân lá phát triển mạnh, các mạch của gân bé, thành dày, số lượng nhiều, các tế bào thịt lá có kích thước bé (trừ tế bào mô nước), biểu bì

có vách thẳng có nhiều lỗ khí Cấu trúc thân, rễ có các khoảng gian bào chứa khí và có các tổ chức cơ học có tác dụng nâng đỡ cho cây [22]

Năm 1970, trong cuốn “Cây cỏ thường thấy ở Việt Nam” gồm 6 tập do

Lê Khả Kế chủ biên, trong đó một phần nhỏ ở tập 4, 5 có đề cập một số cây thủy sinh Trong đó, các tác giả mới chỉ mô tả về đặc điểm về hình thái của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản

Năm 1980, NXB Giáo dục cho xuất bản giáo trình: “ Hình thái, giải

phẫu thực vật” của nhóm tác giả Hoàng Thị Sản, Nguyên Hồng, Nguyễn Tề

Chỉnh, cùng một số giáo trình khác như: “ Hình thái, giải phẫu thực vật” của Cao Thúy Nga, “Thực vật học” của Trần Công Khanh, “Hình thái thực vật

học” của Nguyễn Bá… Nói chung đều mô tả hình thái, giải phẫu chung của

các cơ quan sinh dưỡng [26]

Năm 1980, trong luận văn sau đại học của Trần Văn Ba “Bước đầu

nghiên cứu hình thái, giải phẫu rễ của một số loài thực vật ngập mặn” đã mô

tả, so sánh cấu tạo của các loài rễ trên cùng một cây, từ đó chứng minh tính thích nghi với môi trường sống ở vùng ngập mặn

Phạm Hoàng Hộ cho xuất bản cuốn “Cây cỏ Việt Nam” với 3 quyển - 6

tập mô tả một số loài thực vật thủy sinh và sự phân bố của chúng [7]

Nguyễn Thị Hồng Liên (1999) trong luận văn cao học: “Cấu tạo giải

phẫu thích nghi cơ quan sinh sản của cây Trang” đã tìm ra đặc điểm thích

nghi sinh sản của một số loài cây họ Đước trong điều kiện bãi lầy ngập mặn [21]

Phan Nguyên Hồng và cs (1998) đã nghiên cứu vai trò của RNM Việt Nam kỹ thuật trồng và chăm sóc, kết quả nghiên cứu cho thấy các loài cây

9

RNM có những đặc điểm thích nghi với điều kiện sống Sống ở nơi có độ mặn cao, đất ngập nước, thiếu không khí, điều kiện khí hậu nóng ẩm vùng nhiệt đới, cây có khả năng giữ cân bằng sinh lý giữa điều tiết muối, điều tiết nước

và quang hợp có hiệu quả Cây ngập mặn có hệ rễ hô hấp hoặc rễ chống, các tinh thể làm tăng thêm độ rắn cơ học của thân, lá, đặc biệt, ở lá của một số loài còn có tuyến tiết muối nhờ đó mà cây có thể cân bằng muối, thích nghi và tồn tại

Phan Nguyên Hồng và cs (1995, 1997), Nguyễn Hoàng Trí (1999) cho rằng: cây ngập mặn thích nghi với môi trường mặn thể hiện qua hình thái, cấu tạo giải phẫu của rễ, thân, lá, qua đặc điểm sinh lý, sinh hoá và sinh sản của cây và chúng mang đặc điểm của cây chịu hạn

Đỗ Thị Lan Hương, Trần Văn Ba (2010), “Nghiên cứu hình thái giải phẫu

thích nghi của một số loài thân leo sống trong rừng ngập mặn vườn quốc gia Xuân Thủy và vườn quốc gia Tam Đảo” [14]

Nguyễn Khoa Lân (1997), cho rằng để thích nghi ở môi trường đất lầy ngập mặn, ở loài Đước có rễ chống với lỗ vỏ lớn Ở Bần, Mắm có rễ thở với

mô mềm vỏ rễ có nhiều khoảng gian bào để chứa khí Thân Sú có những tế bào mô cứng hình vòng Các tinh thể oxalat calxi có nhiều ở thân Đước, Vẹt

Ở thân Mắm có vòng mô cứng bao quanh phần trụ, nhiều vòng mạch gỗ nằm xen với các sợi gỗ Ở Bần và Cóc, mô giậu có ở cả hai mặt lá, biểu bì thường

có cutin dày, ở Mắm, Sú, Ôrô lá có nhiều tuyến tiết muối [18]

Bùi Văn Toàn (2002) nghiên cứu tăng trưởng của cây Cóc trắng

(Lu-minitzeta racemosa) trồng trong đầm nuôi tôm bỏ hoang và tái sinh tự nhiên ở

Lâm viên Cần Giờ, trong đó có nghiên cứu về cấu tạo giải phẫu lá Kết quả cho thấy, lá Cóc trắng trồng ở môi trường ngập nước thường xuyên 10 - 15

cm có độ dày của mô giậu trên ít hơn và độ dày của mô nước nhiều hơn lá Cóc trắng tái sinh ở ven rạch, nơi chỉ ngập 5 cm khi triều lên [24]

10

Quách Văn Toàn Em (2008) nghiên cứu tăng trưởng của các loài cây

Cóc đỏ (Lumnitzetslittorea (Jack) Voigh) với các chế độ muối khác nhau ở

giai đoạn vườn ươm Khi so sánh cấu tạo giải phẫu của lá và thân cây Cóc đỏ non ở các độ mặn 0 %, 25 % và 100 % độ mặn nước biển, tác giả kết luận nồng độ muối cao và thấp giữa các thí nghiệm không gây sự biến đổi trong cấu trúc giải phẫu của lá và thân cây Cóc đỏ nghiên cứu Song nồng độ muối cao làm thay đổi kích thước của lớp tế bào chứa nước [6]

Ngoài ra còn có rất nhiều luận văn sau đại học của các tác giả khác như: Nguyễn Khoa Luân, Nguyễn Bảo Khanh, Mai Sĩ Tuấn… đã nghiên cứu cấu tạo giải phẫu thích nghi với môi trường sống của một số loài cây nước ngập mặn

1.3 Tình hình khai thác rừng ngập mặn trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình khai thác rừng ngập mặn trên thế giới

Rừng ngập mặn là một trong những hệ sinh thái rất quan trọng ở vùng ven biển nhiệt đới và á nhiệt đới Thế giới có khoảng 18 triệu ha, các nước Đông Nam Á chiếm 35% diện tích (Spalding, 1997) Trong đó, vùng Ấn Độ Dương có rừng ngập mặn đa dạng nhất với trên 50 loài cây

Rừng ngập mặn đã và đang đối mặt với nhiều thách thức như diện tích rừng ngập mặn trên thế giới liên tục suy giảm Trong 5 năm 1990 đến 1995 đã

có 13,7 triệu ha rừng bị mất đi (FAO (1997)) Rừng mất do các yếu tố thiên nhiên, tác động của con người (nuôi thuỷ sản, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch, đô thị hóa,…) Trong vài thập kỷ gần đây, rất nhiều khu vực ven biển này đã chịu sức ép ngày càng tăng của việc phát triển đô thị và công nghiệp Hơn 50% diện tích rừngngập mặn đã mất đi vì những nguyên nhân do con người gây ra Rừng ngập mặn đã bị khai thác quá mức hoặc chuyển sang nhiều dạng sử dụng đất khác trong đó có nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối, trồng rừng trên cạn, phát triển đô thị và công nghiệp Đó là còn

Chỉ riêng khu Ấn Độ- Tây Thái Bình Dương, cho dến năm 1991 đã có 1,2 triệu ha rừng ngập mặn chuyển thành ao nuôi tôm

Ở khu vực Châu Á Thái Bình Dương, người ta ước tính tốc độ suy giảm rừng ngập mặn khoảng 1%/năm (Ong, 1995) Trong đó nguyên nhân chủ yếu

là do việc khai thác diện tích rừng ngập mặn để phục vụ cho mục đích nuôi tôm

1.3.2 Tình hình khai thác rừng ngập mặn ở Việt Nam

Việt Nam có bờ biển dài 3260 km Trong hệ đầm phá, dải rừng ngập mặn ven biển cố một ý nghĩa đặc biệt quan trọng về kinh tế và xã hội Nó được đánh giá như bức tường xanh vững chắc bảo vệ bờ biển, đê biển, hạn chế xói lở và các tác hại của bão lụt Tuy nhiên dưới sức ép của đô thị và công nghiệp dân sinh hơn 50% diện tích rừng ngập mặn bị mất đi nguyên do vì con người gây ra Rừng ngập mặn bị khai thác quá mức hoặc chuyển sang đất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, nên nước ta từ 400000 ha giờ chỉ còn

175000 ha rừng ngập mặn

1.3.3 Vai trò của rừng ngập mặn

RNM cung cấp nhiều loại nguyên vật liệu mà con người cần Con người

ăn, đánh bắt và bán nhiều loài cá và động vật có vỏ sống trong rừng ngập mặn

12

RNM còn cung cấp nhiều nguyên liệu mà con người thường xuyên sử dụng như củi và than (từ những cành cây chết), dược liệu, sợi, thuốc nhuộm, mật ong

RNM có giá trị về văn hóa đối với rất nhiều người và còn thích hợp cho

du lịch RNM đang là nơi cung cấp sinh kế cho nhiều người trên toàn thế giới,

họ sống dựa vào việc khai khác các giá trị từ những cánh rừng ngập mặn Rừng ngập mặn bảo vệ con người, nhà cửa và ruộng rẫy khỏi thiên tai như bão, ngập lụt và sóng triều Những thân cây, cành và rễ của rừng ngập mặn có vai trò như những rào cản giúp giảm những ảnh hưởng của sóng, ngập lụt và gió mạnh

RNM có một hệ thống lớn các thân, cành và rễ giúp bảo vệ bờ biển và đất đai khỏi xói lở và ảnh hưởng của sóng Rừng ngập mặn giúp lọc các chất phú dưỡng, trầm tích và chất ô nhiễm ra khỏi đại dương và sông ngòi Vì thế, chúng giúp lọc sạch nước cho những hệ thống sinh thái xung quanh (như hệ sinh thái san hô, cỏ biển)

RNM cung cấp chỗ cư ngụ và nguồn thức ăn cho rất nhiều loại cá, động vật có vỏ (như nghêu, sò, cua, ốc ), chim và động vật có vú Một vài động vật

có thể được tìm thấy trong rừng ngập mặn bao gồm: nhiều loại cá, chim, cua,

sò huyết, nghêu, hàu, tôm, ốc, chuột, dơi và khỉ

RNM còn là khu vực kiếm ăn, nơi sinh sản và nuôi dưỡng quan trọng của nhiều loài cá, động vật có vỏ và tôm Lá và thân cây ngập mặn, khi bị phân hủy sẽ cung cấp những vụn chất hữu cơ vốn là nguồn thức ăn quan trọng cho các loài thủy sinh Tương tự như vậy, các loài sinh vật phù du sống dưới

rễ của các cây ngập mặn là nguồn thức ăn quan trọng cho nhiều loài cá

RNM đóng một vai trò đặc biệt trong các hệ thống lưới thức ăn phức tạp

13

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Cơ quan sinh dưỡng của một số loài cây rừng ngập mặn

Bảng 1: Một số loài cây nghiên cứu

nghiên cứu

(Aegyceras corniculatum)

Họ Đơn nem Myrsinaceae Lá, thân, rễ

(Rhizophora mucronata)

Họ Đước Rhizophoraceae Lá, thân

(Bruguiera gymnorrhiza)

Họ Đước Rhizophoraceae Lá, thân

(Kandelia candel)

Họ Đước Rhizophoraceae Lá, thân, rễ

(Avicennia marina)

Họ Cỏ roi ngựa Verbenaceae Lá, thân, rễ

2.2 Địa điểm nghiên cứu

+ Rừng ngập mặn Hiền Hào, xã Xuân Đán, huyện Cát Bà, thành phố Hải Phòng

+ Phòng thí nghiệm Thực vật học trường ĐHSP Hà Nội 2

2.3 Thời gian nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: 8 - 2015 đến 5 - 2016

14

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu ngoài thực địa

- Cách lấy mẫu: thân cắt cách gốc khoảng 1 m; lá bánh tẻ; mẫu rễ với các kích thước khác nhau

- Đánh số hiệu; cố định mẫu trong dung dịch đã chuẩn bị sẵn

2.4.2 Phương pháp ngâm mẫu tươi

- Ngâm mẫu tươi trong hỗn hợp dung dịch: 400 ml rượu etylic 96%, 80

ml formol, 40 ml axit axetic 40%, 280 ml nước cất (theo phương pháp của Pauseva, 1974) (dẫn theo Hoàng Thị Sản và CS., 1980) Dung dịch này giữ cho mẫu thực vật tươi lâu, để giữ mẫu tươi lâu cần thay dung dịch 4 tháng 1 lần

2.4.3 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

- Làm tiêu bản giải phẫu tươi bằng dao lam cắt tay để quan sát cấu trúc

cơ quan cần nghiên cứu

- Làm tiêu bản cố định theo phương pháp của R.M Klein và D.T Klein (1979) [15], Trần Công Khánh (1981) [14]

- Lát cắt được nhuộm kép với xanh metylen và cacmin Các bước tiến hành:

+ Mẫu vi phẫu sau khi cắt được ngâm ngay vào nước Javen 15 - 30 phút

để loại hết nội chất của tế bào

+ Rửa sạch Javen bằng nước cất rồi ngâm mẫu vào nước có pha axit tic trong 5 phút để loại hết nước Javen còn dính lại

axe-+ Rửa hết axít axetic bằng nước cất

+ Nhuộm màu trong dung dịch cacmin khoảng 30 phút

+ Rửa lại trong nước cất

+ Nhuộm mẫu trong dung dịch xanh metylen

15

+ Lấy vi mẫu ra, rửa sạch bằng nước cất rồi đưa lên kính quan sát với nước hoặc dung dịch glyxerin (với nước sẽ quan sát mẫu tươi, còn với dung dịch glyxerin quan sát tươi nhưng có thể để được trong thời gian vài ngày)

- Bóc biểu bì lá để quan sát cấu tạo hiển vi: Đun mẫu lá 1 - 2 phút trong dung dịch HNO3 loãng cho đến khi lá có màu vàng nhạt và có nhiều bọt khí trên bề mặt lá thì dừng lại Lấy mẫu ra rửa sạch bằng nước cất, tách biểu bì trên và biểu bì dưới Đặt mẫu lên lam kính rồi dùng bút lông đánh nhẹ để thịt

lá trôi đi rồi quan sát

- Ghi lại hình ảnh quan sát được bằng máy ảnh kỹ thuật số nối với kính hiển vi quang học OLIMPIA

- Quan sát, đo, đếm mẫu vật qua kính hiển vi quang học Sử dụng trắc vi vật kính và trắc vi thị kính để xác định kích thước tế bào và mẫu vật cần đo theo phương pháp của Pauseva (1974) [26]

2.5 Điều kiện tự nhiên ở các khu vực nghiên cứu

2.5.1 Vị trí địa lý

Quần đảo Cát Bà cách Hải Phòng 45 km về phía Đông, cách thành phố

Hạ Long 25 km về phía Nam và cách Hà Nội khoảng 150 km về phía Đông Nam Phía Bắc giáp Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, phía Tây giáp đảo Cát Hải, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng, phía Đông vàNam là biển Đông trong khoảng tọa độ:

Nhóm đất vùng thung lũng cạn: phát triển trên đá vôi hoặc sản phẩm đá vôi, tầng dầy Loại đất này có rừng tự nhiên che phủ và có nhiều trên đảo Tập trung ở các thung lũng: Trung Trang, Gia Luận, Việt Hải

Nhóm đất vùng thung lũng có ngập nước, phát triển chủ yếu do quá trình bồi tụ, mùa mưa thường ngập nước, tầng mặt trung bình hoặc mỏng Phân bố chủ yếu ở các cánh đồng

Nhóm đất bồi ngập mặn có sản phẩm bồi tụ ở cửa sông phát triển trên vùng ngập mặn ở Cái Viềng, Phù Long

2.5.4 Hệ thực vật

Cát Bà là một VQG đặc biệt với sự kết hợp của nhiều hệ sinh thái (HST) khác nhau: HST rừng thường xanh trên đá vôi, HST rừng ngập mặn trên núi cao (Ao Ếch), HST rừng ngập mặn vùng duyên hải, HST vùng biển với các rạn san hô gần bờ, hệ thống hang động với các đặc trưng riêng biệt là nơi cư trú của họ nhà Dơi và hệ canh tác nằm giữa các thung lũng như ở Khe Sâu hoặc các khu dân cư Trong đó lớn nhất là HST trên núi đá vôi (khoảng 9800 ha) với thảm thực vật thuộc kiểu rừng nhiệt đới thường xanh và các loại rừng

17

như rừng núi thấp và ven thung lũng, rừng trên núi đá dốc, rừng trên đỉnh núi cao, rừng ngập mặn nước nội địa

Sự đa dạng của các kiểu rừng đã hình thành nên sự phong phú của khu

hệ động vật, thực vật Cát Bà Cùng với rừng trên núi đá vôi, rừng ngập mặn là một tài nguyên quý giá tại đảo Cát Bà Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu tại phía Tây Bắc đảo, với bãi Sú, Vẹt tự nhiên lớn nhất Hải Phòng Các loài cây

phổ biến nơi đây: Đước xanh (Rhizophoramucronata), Vẹt dù

(Brugui-eragymnorrhiza)…Độ cao của thảm thực vật ngập mặn từ 2 - 3 m, mật độ lớn

và sức sống tốt

18

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN

3.1 Sú (Aegyceras corniculatum)

3.1.1 Hình thái

Ảnh 3.1.1 Hình thái cây Sú (Aegyceras corniculatum)

Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

Sú là cây tiểu mộc, cao 1 - 3 m, phân nhánh nhiều sát mặt đất như bụi

Lá đơn, mọc cách sát nhau gần như đối, xếp xoắn ốc, dài 5 - 7 cm dày, dai, phiến hình trứng ngược, gốc hình nêm, đầu tròn hay hơi lõm Hoa chụm trụ tán đơn mọc đầu cành, hoa màu trắng, rất thơm Quả nang hình trụ, dài 3 - 7

cm, hình trụ hơi cong lúc trưởng thành với đài tồn tại, có 1 hạt Hoa nở tháng

11 - 4, quả chín vào tháng 12 - 7 ( Ảnh 3.1.1)

3.1.2 Giải phẫu

3.1.2.1 Lá cây Sú

Ảnh 3.1.2 Lát cắt ngang lá Sú 1: Biểu bì trên; 2: Hạ bì; 3: Mô giậu;

4: Tế bào chứa tinh thể; 5: Biểu bì dưới

Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

20

Trên các lát cắt ngang lá Sú chúng tôi thấy:

Nằm phía ngoài cùng của phiến lá là lớp tế bào vách dày được bao phủ bởi tầng cuticun nhằm làm giảm sự thoát hơi nước của lá (Ảnh 3.1.2)

Đặc biệt ở lá Sú có 1 - 2 lớp tế bào hạ bì nằm ngay phía dưới biểu bì Các tế bào hạ bì có kích thước lớn, màng mỏng, có thể phát triển như mô chứa nước có tác dụng góp phần pha loãng muối

Tiếp theo là mô giậu, được sắp xếp thành hàng theo trục dài thẳng đứng, nhờ đó lá có thể hấp thụ ánh sáng hiệu quả cho quá trình quang hợp của cây Sống trong môi trường độ mặn cao, cường độ ánh sáng mạnh nên các tế bào

mô giậu thường có xu hướng giảm thể tích hạn chế sự phá hủy của ánh sáng Lớp tế bào mô giậu chứa hạt lục lạp làm nhiệm vụ đồng hóa, tổng hợp chất hữu cơ cho cây

Phía dưới mô giậu là nhu mô dự trữ nước gồm 2 - 3 lớp tế bào màu sáng

có thành tế bào mỏng Các tế bào lớp này có nhiệm vụ chủ yếu là tích trữ nước có tác dụng góp phần pha loãng dịch tế bào Mô khuyết phát triển thích nghi, để hở những khoảng gian bào lớn chứa đầy khí Với cấu tạo như vậy mô khuyết tham gia vào quá trình hô hấp, thoát hơi nước và dự trữ khí

21

Ảnh 3.1.3 Cấu tạo gân chính lá Sú

1: Libe; 2: Gỗ Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

Các tinh thể dị hình phát triển thường tập trung bao bọc các gân lá làm tăng độ cứng cho lá và bảo vệ các mô bên trong Gân lá có kích thước mạch nhỏ nhưng số lượng mạch lớn, thành mạch dày giúp chuyển và thoát hơi nước nhanh Libe gồm sợi và mô mềm libe xen kẽ bao bọc bên ngoài, bên trong vùng gỗ phát triển nhiều xếp thành một vòng liên tục Mạch gỗ ở ngoài to,

càng vào bên trong càng nhỏ (Ảnh 3.1.3)

Trên lá có tuyến tiết muối: hấp thụ và bài tiết muối bằng cách tiết muối

ra ngoài tránh sự ngộ độc cơ thể do nồng độ muối cao Cây hút nước mặn vào

cơ thể rồi thải muối ra theo tuyến tiết trên lá

1

2

22

3.1.2.2 Thân cây Sú

Ảnh 3.1.4 Lát cắt ngang thân Sú 1: Phần vỏ; 2: Phần trụ; 3: Lỗ vỏ

Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

Trên các lát cắt ngang thân cây Sú (Ảnh 3.1.4) cho thấy:

Thân cây có thiết diện tròn phân biệt rõ phần trụ và phần vỏ Thân sinh trưởng thứ cấp nên biểu bì được thay thế bởi chu bì Chu bì phát triển với tầng sinh bần tạo ra lớp ngoài là bần dày gồm 3 - 5 lớp tế bào hình chữ nhật Lớp bần ngấm surberin có tác dụng bảo vệ cây khỏi bị mất nước, bảo vệ cho các phần bên trong không bị phá hủy Trên lớp bần có nhiều lỗ vỏ lớn có thể nhìn bằng mắt thường Lỗ vỏ là thành phần của chu bì mà ở đó tầng sinh bần hoạt động mạnh hơn các phần khác và sản sinh ra các mô khác với bần ở chỗ có nhiều khoảng gian bào Tầng sinh bần lỗ vỏ cũng có các khoảng gian bào Lỗ

1

2

3

23

vỏ có chức năng trao đổi khí với môi trường Trong môi trường ngập mặn lỗ

vỏ nhiều và to sẽ tạo nên tổng thể tích gian bào lớn giúp cây chứa được nhiều khí (Ảnh 3.1.5)

Ảnh 3.1.5 Cấu tạo một phần thân Sú 1: Bần; 2: Mô mềm vỏ; 3: Tinh thể; 4: Libe; 5: Gỗ

Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

Tiếp theo là tế bào mô mềm vỏ có hình bầu dục hoặc hơi tròn, vách mỏng chứa nhiều tinh thể giúp cây thêm vững chắc

Mô cứng rất phát triển tạo thành một vòng bao lấy bó mạch có tác dụng bảo vệ các phần bên trong và nâng đỡ cây vững chắc tránh được tác động của bão, gió

Trụ dẫn của thân có số lượng mạch lớn với kích thước nhỏ giúp chuyển nước nhanh Trụ dẫn có lớp libe bên ngoài và gỗ bên trong tạo thành 1 vòng liên tục Mạch gỗ tương đối đồng đều, thành mạch dày

1

23

4

5

Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

1

2

25

Ảnh 3.1.7 Phần vỏ của rễ cây Sú 1: Bần; 2: Mô mềm vỏ Nguồn ảnh: Vũ Thị Huyền Anh

Từ ảnh 3.1.7 chúng tôi thấy ngoài cùng là lớp bần rất dày có chức năng bảo vệ các phần bên trong và ngăn cản sự thoát hơi nước Lỗ khí rất to để dự trữ không khí Không chỉ lỗ khí mà hệ thống mô mềm vỏ phát triển rất đặc biệt các tế bào xếp không sát nhau để lại nhiều khoảng gian bào để chứa khí đảm bảo cho cây thích nghi tốt với môi trường

Mô cứng cũng phát triển thành từng đám phía dưới lớp bần đảm nhiệm chức năng nâng đỡ và bảo vệ các mô bên trong

21

Phần trụ cũng đƣợc bảo vệ bởi tế bào mô cứng phát triển thành từng đám

Mô mềm ruột nằm trong cùng hình tròn hay bầu dục chứa nhiều tinh thể

có chức năng dự trữ

1

2