Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh NGUYN VN TIN IU TRA THNH PHN LOI H RY(ARACEAE) VN QUC GIA BN EN, THANH HểA Luận văn thạc sĩ sinh học NGH AN, 2012 1 LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp trong chương trình đào tạo Thạc sĩ Sinh học, chuyên ngành Thực vật, khoa Sinh học - Trường Đại học Vinh, tôi nhận được sự ủng hộ giúp đỡ của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Anh Dũng người thầy hướng dẫn khoa học đã chỉ dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ của kỹ sư Lê Vũ Thảo- Nguyên là cán bộ Phân viện điều tra quy hoạch rừng Bắc Trung Bộ. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh học, Phòng Sau đại học, Trường Đại học Vinh, Ban giám đốc, cán bộ công nhân viên phòng Kỹ thuật, Hạt Kiểm lâm, các Trạm kiểm lâm: Sông Tràng, Đồng Mười, Yên Lý, Vườn Quốc gia Bến En, Thanh Hóa đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Vinh, ngày 27 tháng 10 năm 2012 Tác giả Nguyễn Văn Tiến 2 Các ký hiệu viết tắt 1. Dạng sống Ph Phanerophytes - cây có chồi trên đất Mg Megaphanerophytes - cây có chồi lớn Me Mesophanerophytes- Cây chồi trên vừa Mi Microphanerophytes - cây có chồi nhỏ trên đất Na Nanophanerophytes - cây có chồi lùn trên đất Lp Lianesphanerophytes - cây leo Ep Epiphytes phanerophytes - cây sống bám Hp Herbo phanerophytes - cây có chồi trên thân thảo Pp Parasit-hemiparasit-phanerophytes - Cây ký sinh hay bán ký sinh Suc Phanerophytes Succulentes - Cây mọng nớc Ch Chamaephytes - cây có chồi sát mặt đất Hm Hemicryptophytes - cây có chồi nửa ẩn Cr Cryptophytes - cây có chồi ẩn Th Therophytes - cây một năm 3- Công dụng Or Cây làm ảnh T Cây cho gỗ M Cây cho thuốc Oil Cây có tinh dầu bộo F Cây có thể làm thức ăn E Cõy cho tinh du Mp Cõy cho c Tn Cõy cho tanin Danh mục các sơ đồ và bảng biểu Trang Bản đồ Bn Vn Quc gia Bn En, Thanh Húa 17 Bảng 1. Danh lc thc vt ca h Rỏy (Araceae) VQG Bn En 25 Bảng 2. S phõn b cỏc loi ca h theo chi 29 Bảng 3 Cỏc chi nhiu loi ca h Rỏy Bn En 30 Bảng 4 So sỏnh t l % gia cỏc h nghiờn cu Bn En vi Vit Nam 30 3 B¶ng 5. So sánh số lượng chi, loài ở VQG Bến En với VQG Pù Mát 31 Bảng 6 So sánh về số chi, loài giữa Bến En với Pù Mát 32 Bảng 7 Các loài của họ Araceae có ở Bến En mà không có mặt ở Pù Mát 33 Bảng 8 Tỷ lệ của các dạng sống nhóm cây chồi trên (Ph) 35 Bảng 9 Thống kê các yếu tố địa lý cơ bản của họ Ráy ở Bến En 36 Bảng 10 Giá trị sử dụng của các loài cây họ Ráy ở Bến En 38 Bảng 11 Danh lục các loài Ráy ở Bến En có nguy cơ tuyệt chủng 41 Bảng 12 Các loài mới phát hiện phân bố ở Bến En, Thanh Hóa 42 Danh Môc h×nh vµ Phô lôc Trang H×nh 1. BiÓu ®å : So sánh tỉ lệ chi, loài họ Ráy ở Bến En với Việt Nam 31 H×nh 2. Biểu đồ ; So sánh tương quan tỉ lệ chi, loài họ Ráy ở Bến En với Pù Mát 32 H×nh 3. Biểu đồ : Phổ dạng sống họ Ráy ở Bến En 35 H×nh 4. Biểu đồ :Yếu tố địa lý cơ bản của họ Ráy ở Bến En 37 H×nh 5. Biểu đồ : Các nhóm công dụng của họ Ráy ở Bến En 38 Phụ lục Một số hình ảnh về các loài nghiên cứu 4 Môc lôc Trang Më §Çu 1 Ch¬ng 1. Tæng quan tµi liÖu 4 1.1. Vài nét về tình hình nghiên cứu thực vật trên thế giới 4 1.2. Tình hình nghiên cứu thực vật ở Việt Nam 6 1.3. Tình hình nghiên cứu về họ Ráy 8 1.4. Nghiên cứu đa dạng về yếu tố địa lý thực vật 11 1.5. Nghiên cứu đa dạng về phổ dạng sống của hệ thực vật 13 1.6. Nghiên cứu về họ Ráy ở Vườn Quốc gia Bến En 15 1.7. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội ở VQG Bến En 16 Ch¬ng 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 19 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 19 2.2. Thời gian nghiên cứu 19 2.3. Nội dung 19 2.4. Phương pháp nghiên cứu 19 2.4.1. Phương pháp thu, xử lý và trình bày mẫu vật 20 5 2.4.2. Xác định và kiểm tra tên khoa học 20 2.4.3. Xây dựng bảng danh lục thực vật 21 2.4.4. Phương pháp đánh giá đa dạng về các yếu tố địa lý thực vật 22 2.4.5. Phương pháp đánh giá đa dạng về dạng sống 23 2.4.6. Phương pháp đánh giá về giá trị tài nguyên và mức độ bị đe dọa 24 Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 25 3.1. Đa dạng về thành phần loài họ Ráy 25 3.2. So sánh sự đa dạng các taxon của họ Ráy của Bến En với các VQG lân cận 30 3.3. Đa dạng về dạng sống 34 3.4. Phân tích đa dạng về yếu tố cấu thành hệ thực vật về mặt địa lý 35 3.5. Đa dạng về giá trị sử dụng 37 3.6. Những loài cây có nguy cơ tuyệt chủng 40 3.7. Các loài họ Ráy bổ sung cho danh lục Bến En 41 Kết luận và kiến nghi 46 Tài liệu tham khảo 48 Phô lôc 6 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Chúng ta biết rằng mỗi loài sinh vật sống trên hành tinh ngày nay đều có một quá trình đấu tranh để thích nghi, tồn tại và phát triển, bản thân nó thiết lập mối quan hệ mật thiết với những loài sống quanh mình. Mỗi loài là một mắt xích quan trọng trong thế giới sống. Trong đó giới thực vật là nguồn khởi đầu cung cấp năng lượng cho mọi sinh vật khác cũng như đảm bảo sự phát triển bền vững cho hệ sinh thái toàn cầu. Đặc biệt chúng rất quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của con người, chúng cung cấp thực phẩm, nước, thuốc men và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Nhưng ngày nay với hoạt động của con người đang làm cho nguồn tài nguyên này cạn kiệt nhanh chóng. Do đó, các nước trên thế giới đã và đang cùng chung sức để bảo vệ các nguồn gen có trên hành tinh. Thực vật trên thế giới vốn đa dạng và phong phú, thống kê ước tính đến nay có khoảng 380.000 loài thực vật trong đó 1/5 số loài đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Việt Nam là một quốc gia nằm ở vùng nhiệt đới, có nhiều điều kiện cho các sinh vật phát triển, theo thống kê thì hiện nay ở Việt Nam có khoảng 13.000 loài thực vật. Ở nước ta do hậu quả chiến tranh, nạn gia tăng dân số cũng như khai thác quá mức nguồn tài nguyên rừng dẫn đến diện tích rừng tự nhiên thu hẹp nhanh làm cho đa dạng sinh học ngày càng giảm. Ở nước ta các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu về từng họ thực vật bậc cao khác nhau để xây dựng bộ thực vật chí của Việt Nam hoàn chỉnh, từ đó có cơ sở dữ liệu đánh giá nguồn tài nguyên này. 7 Trên thế giới, họ Ráy (Araceae) là một họ tương đối lớn với 106 chi và 2.823 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam theo Nguyễn Văn Dư (2005) họ Ráy (Araceae) có 30 chi với 156 loài [2]. Dạng sống của họ này chủ yếu là cây thảo hay dây leo. Nhiều loài cây trong họ này có ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân bởi chúng có nhiều công dụng khác nhau như làm thuốc, làm thức ăn, làm cảnh . Một số loài trong họ này là cây trồng quan trọng như Khoai môn sọ (Colocasia esculenta), Khoai sọ (Xanthosoma sagittifomlium) … nhiều loài được sử dụng làm thuốc như Bán hạ (Typhonium trilobalum), Ráy leo (Pothos repens (Lour.) Druce) . Với những giá trị to lớn đó, họ Ráy (Araceae) đang là đối tượng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Mặt khác, sự khai thác bừa bãi và nhiều hoạt động khác của con người vì lợi ích trước mắt đã làm cho hệ thực vật Việt Nam nói chung và thành phần loài của họ này nói riêng ngày một suy giảm. Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về các loài cây họ Ráy và có nhiều loài mới được phát hiện, tuy nhiên vẫn còn nhiều vùng, nhiều địa phương nghiên cứu về họ này còn ít. Vì vậy, việc nghiên cứu và bảo tồn các loài thuộc họ Ráy cũng như toàn bộ các loài trong hệ thực vật càng trở nên cấp thiết hơn. Vườn Quốc gia (VQG) Bến En được thành lập năm 1992 trên cơ sở Khu Bảo tồn Thiên Nhiên Bến En, nằm ở phía Tây Bắc huyện Như Thanh, cách thành phố Thanh Hoá khoảng 46 km về phía tây Nam có toạ độ địa lý từ 19 0 28 ’ đến 19 0 41 ’ độ vĩ bắc từ 105 o 20 ’ đến 105 o 35 ’ kinh độ Đông. Tổng diện tích tự nhiên của Vườn là 16.634 ha, gồm 16 tiểu khu, hồ sông Mực và khu núi Đá Hải Vân, Sông Chàng. Bến En thuộc hệ sinh thái rừng nhiệt đới ẩm nên hệ thực vật, động vật rất đa dạng. Năm 2000, theoViện điều tra quy hoạch rừng, Phân viện Bắc Trung Bộ, ở VQG Bến En đã xác định được hệ thực vật với 1.242 loài, 902 chi, 165 họ của 6 ngành thực vật bậc cao. Tuy nhiên, chưa có công trình phân loại thực vật chuyên sâu đánh giá về mỗi họ nói chung cũng như họ Ráy nói riêng ở VQG này. Để góp phần bảo tồn và đánh giá tính đa dạng của họ Ráy ở 8 VQG Bến En, nên chúng tôi chọn đề tài: “Điều tra thành phần loài họ Ráy (Araceae) ở Vườn Quốc gia Bến En, Thanh Hóa”. 2. Mục tiêu của đề tài - Xác định thành phần loài thực vật và đánh giá tính đa dạng của họ Ráy (Araceae) ở Vườn Quốc gia Bến En, Thanh Hoá. Để thực hiện mục tiêu, nhiệm vụ chúng tôi là: - Thu mẫu các loài họ Ráy tại khu vực nghiên cứu - Định danh, lập danh lục thành phần loài - Đánh giá tính đa dạng của họ Ráy tại khu vực nghiên cứu về yếu tố địa lý, phân bố, dạng sống, giá trị tài nguyên và mức độ bị đe dọa của các loài. 9 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Vài nét về tình hình nghiên cứu thực vật trên thế giới Thực vật là nguồn tài nguyên quan trọng nhất đối với đời sống con người. Từ khi loài người xuất hiện cuộc sống hoàn toàn phụ thuộc vào thiên nhiên, con người đã biết sữ dụng nguồn thực vật để phục vụ các nhu cầu của mình. Theo thời gian, con người ngày càng tích lũy thêm hiểu biết của mình về thế giới thực vật phong phú xung quanh. Những công trình mô tả đầu tiên về thực vật xuất hiện ở Ai Cập cổ đại cách đây hơn (3.000 năm TCN) [theo 9] và Trung Quốc cổ đại (2.200 năm TCN) sau đó là ở Hy Lạp cổ và La Mã cổ cũng xuất hiện hàng loạt các tác phẩm về thực vật. Théophraste (371 - 286 TCN) là người đầu tiên đề xướng ra phương pháp phân loại thực vật [theo 9]. Dựa trên nghiên cứu đặc điểm hình thái ngoài và sinh cảnh sinh sống của thực vật, ông cho ra đời hai tác phẩm “Lịch sử thực vật” và “Cơ sở thực vật” trong đó đã mô tả được khoảng 500 loài cây trồng và cây hoang dại. Tiếp đến là Plinus (79 - 24TCN) viết bộ “Lịch sử tự nhiên” đã mô tả gần 1.000 loài cây làm thuốc và cây ăn quả. Sau đó Dioseoride (20 - 60 sau CN) một thầy thuốc của Tiểu Á đã viết cuốn sách “Dược liệu học”, trong đó ông nêu được hơn 500 loài cây và đã xếp chúng vào các họ khác nhau . Trong suốt thời kỳ Trung cổ, phân loại học thực vật cũng như các ngành khoa học khác không phát triển được do sự thống trị của giáo hội. 10