TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ************* ĐỖ HỒNG LAM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI TRONG TẦNG CÂY BỤI TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH – VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Thực vật học HÀ NỘI - 2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ************* ĐỖ HỒNG LAM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI TRONG TẦNG CÂY BỤI TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH – VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Thực vật học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1. TH.S DƢƠNG THỊ THANH THẢO – TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NÔI 2 2. T.S. LÊ ĐỒNG TẤN – TRUNG TÂM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAO - VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VIỆT NAM HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khoá luận này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến ThS. Dương Thị Thanh Thảo và TS. Lê Đồng Tấn là những ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn chỉnh khóa luận. Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo trạm Đa dạng Sinh học Mê Linh - Vĩnh Phúc đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc nghiên cứu, thu thập số liệu. Nhân dịp này tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh Trịnh Xuân Thành (trạm Đa dạng Sinh học Mê Linh - Vĩnh Phúc) đã nhiêt tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời thân và bạn bè đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ và khích lệ tôi trong suốt thời gian tôi học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2014 Sinh viên Đỗ Hồng Lam LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài do tôi thực hiện cùng với sự hƣớng dẫn của ThS. Dƣơng Thị Thanh Thảo và TS. Lê Đồng Tấn. Các số liệu nêu trong đề tài là trung thực, đƣợc thu thập từ thực nghiệm và qua xử lí thống kê. Các thông tin trích dẫn trong khóa luận này đều đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2014 Sinh viên Đỗ Hồng Lam MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chƣơng1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Nghiên cứu về đa dạng các loài cây bụi trên thế giới 4 1.2. Nghiên cứu về đa dạng các loài cây bụi ở Việt Nam 5 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 8 2.2. Phạm vi nghiên cứu 8 2.3. Thời gian nghiên cứu 8 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 8 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 12 3.1. Thành phần loài trong khu vực nghiên cứu 12 3.2. Hệ số tổ thành loài 17 3.3. Đa dạng về dạng sống 19 3.4. Đa dạng về giá trị sử dụng 21 3.5 . Đề xuất giải pháp quản lý thảm cây bụi phục vụ cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học tại trạm ĐDSH Mê Linh. 22 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 PHỤ LỤC 1 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Việt Nam là một nƣớc nằm trong vùng nhiệt đới có hệ sinh thái rừng vô cùng phong phú và đa dạng. Trong hệ sinh thái rừng, tính đa dạng thực vật không chỉ thể hiện ở số lƣợng loài và dạng sống của chúng, mà còn thể hiện ở tính chất cấu trúc của thảm thực vật. Một trong những đặc điểm về cấu trúc rừng đƣợc các nhà nghiên cứu quan tâm là cấu trúc đứng. Theo đó rừng nhiệt đới thƣờngxanh thƣờng có cấu trúc thành tầng tán để tận dụng nguồn năng lƣợng một cách hiệu quả nhất. Rừng nhiệt đới thƣờng xanh điển hình thƣờng có cấu trúc 5 tầng, trong đó có 3 tầng cây gỗ. Dƣới tầng cây gỗ là tầng cây bụi, dƣới cùng là tầng cỏ quyết hay thảm tƣơi. Cho đến nay các nghiên cứu thƣờng tập trung đánh giá vai trò của tầng cây gỗ nhằm phục vụ cho các mục tiêu kinh doanh rừng và bảo vệ môi trƣờng (giữ nƣớc, chống xói mòn rửa trôi), các tầng dƣới (tầng cây bụi và thảm tƣơi) có vai trò nhƣ là động lực cho sự phát triển vì nó chứa đựng những yếu tố quan trọng nhƣ bảo vệ đất, bảo vệ nguồn hạt giống đƣợc phát tán đến, đảm bảo sự sinh trƣởng phát triển của lớp cây tái sinh… Tuy nhiên, đối tƣợng này thƣờng đƣợc xem xét nhƣ là một nội dung thứ yếu, nên trong nhiều trƣờng hợp chƣa đánh giá hết đƣợc tiềm năng của thảm thực vật, nhất là đối với rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên. Vì vậy, cần nghiên cứu đa dạng và sự bảo tồn các loài cây bụi nhằm phục vụ yêu cầu xây dựng, phát triển kinh tế, bảo vệ môi trƣờng, tạo điều kiện tốt nhất cho đời sống sinh vật. Chính vì vậy chúng tôi đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu thành phần loài trong tầng cây bụi tại trạm Đa dạng sinh học Mê Linh – Vĩnh Phúc.” 2 Mục đích nghiên cứu Đánh giá tính đa dạng về thành phần loài trong tầng cây bụi tại trạm Đa dạng sinh học (ĐDSH) Mê Linh để đƣa ra các giải pháp quản lý thảm cây bụi phục vụ cho công tác bảo tồn ĐDSH tại trạm ĐDSH Mê Linh. Nội dung nghiên cứu.  Nghiên cứu tính đa dạng thành phần loài trong tầng cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh.  Nghiên cứu dạng sống của thực vật trong tầng cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh.  Nghiên cứu công dụng của các loài trong tầng cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh.  Đề xuất đƣợc giải pháp quản lý thảm cây bụi phục vụ cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học tại trạm ĐDSH Mê Linh – Vĩnh Phúc. Ý nghĩa khoa học - thực tiễn  Ý nghĩa khoa học: Bổ sung các dẫn liệu về tính đa dạng loài và cấu trúc của tầng cây bụi dƣới tán rừng thứ sinh tại khu vực nghiên cứu.  Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu là cơ sở để đánh giá hiện trạng phục vụ cho công tác bảo tồn và phát triển đa dạng thực vật tại trạm. Bố cục của khóa luận Khóa luận gồm 26 trang, 2 bảng, đƣợc chia thành các phần chính nhƣ sau: Mở đầu (2 trang), chƣơng 1. Tổng quan tài liệu (5 trang), chƣơng 2. Đối tƣợng, phạm vi, thời gian và phƣơng pháp nghiên cứu (4 trang), chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu (12 trang), kết luận và đề nghị (1 trang), tài liệu tham khảo (2 trang), ngoài ra còn phần phụ luc (không đánh số trang). 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Khái niệm và định nghĩa về đa dạng sinh học ĐDSH học đã đƣợc nghiên cứu từ lâu, tuy nhiên phải đến những năm 1990 của thế kỷ 20 vấn đề này mới thực sự trở nên cấp thiết và thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học và nhiều quốc gia. Tuy có khác nhau nhƣng đa số các tác giả đều thống nhất cho rằng ĐDSH là sự khác biệt hay tính muôn hình muôn vẻ của thế giới sinh vật trên toàn trái đất và đƣợc thể hiện ở 3 mức độ nhƣ sau [19]: - Đa dạng ở mức độ di truyền: Mỗi loài sinh vật và thậm chí trong một cá thể của loài đều có phân tử AND đặc trƣng cho loài. Tính đặc trƣng này đƣợc thể hiện qua số lƣợng và trình tự sắp xếp các nucleotit trong phân tử AND, qua hàm lƣợng trong nhân tế bào và tỷ lệ giữa các cặp bazơ A+T/G+X. Trật tự các nucleotit trong các gen có liên quan đến quy định các tính trạng và các đặc tính cơ thể. Trong quá trình tiến hóa của sinh vật từ thấp đến cao, hàm lƣợng AND trong các tế bào cũng đƣợc tăng lên. Đó là sự biểu hiện của đa dạng gen. - Đa dạng mức độ loài:Là phạm trù chỉ mức độ phong phú về số lƣợng các loài hoặc số lƣợng phân loài (loài phụ) trên trái đất, ở một vùng địa lý, trong một quốc gia hay một sinh cảnh nhất định. - Đa dạng ở mức độ sinh thái: Thể hiện bằng sự khác nhau của các kiểu quần xã sinh vật tạo nên. Quần xã sinh vật đƣợc xác định bởi các loài sinh vật trong một sinh cảnh nhất định cùng các mối quan hệ qua lại giữa các cá thể trong loài và giữa các loài với nhau. Quần xã sinh vật cũng quan hệ với môi trƣờng vật lý tạo thành một hệ sinh thái. Hệ sinh thái là một cấu trúc và chức năng sinh quyển bao gồm các quần xã động, thực vật, các quần xã vi sinh vật, thổ nhƣỡng (đất) và các yếu tố khí hậu. Các thành phần này liên hệ với nhau thông qua các chu trình vật chất và năng lƣợng (chu trình sinh địa hóa). 4 1.1. Nghiên cứu về đa dạng các loài cây bụi trên thế giới Tài nguyên thiên nhiên có vai trò hết sức quan trọng đối với con ngƣời, trong đó có cây bụi, vì vậy đã có rất nhiều công trình trên thế giới nghiên cứu liên quan tới cây bụi. Cây bụi là những cây thân gỗ, song chiều cao không quá 4 m, phân cành sớm, là thành phần quan trọng trong hệ sinh thái rừng. Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng trên thế giới đã trải qua hàng thế kỷ, nhƣng với rừng nhiệt đới vấn đề này mới đƣợc tiến hành chủ yếu từ những năm 30 của thế kỷ XX trở lại đây. P.W. Richards (1952) đƣa ra nhận xét rằng ở rừng nhiệt đới có sự phân bố số lƣợng cây trong các tầng rất khác nhau. Phần lớn các loài cây ƣu thế ở tầng trên trong rừng nguyên sinh thƣờng có rất ít thậm chí vắng mặt ở những tầng thấp hay cấp thể tích nhỏ. Ngƣợc lại, ở những rừng đơn ƣu nhƣ rừng Mora gongifi ở Guana, rừng Mora exelsa ở Guana và Trinidat, rừng Eusdezoxylon ở Borneo lại có đầy đủ đại diện ở các lớp kích thƣớc. Theo tác giả thì sự phân bố này là do đặc tính di truyền của các loài cây, đƣợc thể hiện ở khả năng sinh sản và tập tính của chúng trong các giai đoạn phát triển. Ông cũng cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng trong rừng mƣa nhiệt đới ảnh hƣởng chủ yếu đến sự phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của mầm non thƣờng không rõ [18]. H. Lamprecht (1989) căn cứ vào nhu cầu sử dụng ánh sáng trong suốt đời sống của các loài cây, ông đã phân chia rừng nhiệt đới thành các nhóm cây ƣa sáng, nhóm cây nửa chịu bóng và nhóm cây chịu bóng [20]. Từ những năm giữa thế kỷ XIX, do sự phát triển của ngành công nghiệp hoá giấy, cho phép sử dụng một cách tổng hợp các sản phẩm gỗ tự nhiên nên nhiều diện tích rừng đã bị khai thác trắng để làm nguyên liệu. Để phục hồi lại thảm thực vật và đáp ứng nhu cầu về gỗ đang ngày càng gia tăng, trong Lâm nghiệp đã hình thành xu hƣớng thay thế rừng tự nhiên bằng rừng trồng nhân 5 tạo cho năng suất cao. Nhƣng sau thất bại trong tái sinh nhân tạo ở Đức và một số nƣớc ở vùng nhiệt đới, nhiều nhà khoa học đã nêu khẩu hiệu: “Hãy quay trở lại với tái sinh tự nhiên” Nguyễn Văn Thêm (1992) [15]. 1.2. Nghiên cứu về đa dạng các loài cây bụi ở Việt Nam Tại trạm ĐDSH đã có nhiều tác giả nghiên cứu về các vấn đề liên quan tới cây bụi nhƣ: Vũ Xuân Phƣơng và cộng sự (2001) nghiên cứu về hệ thực vật tại trạm ĐDSH Mê Linh – Vĩnh Phúc đã công bố 1165 loài thuộc 611 chi, 147 họ và điểm nổi bật là nhiều loài cây bụi trong đó đƣợc tác giả chỉ ra cả đặc điểm phân bố, sinh thái,…[12]. Ma Thị Ngọc Mai (2007), nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở trạm ĐDSH Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã kết luận từ độ cao 700m trở xuống, thảm thực vật bị suy thoái nghiêm trọng. Rừng nguyên sinh đã bị phá hủy hoàn toàn, thay thế vào đó là thảm thực vật thứ sinh đang trong quá trình diễn thế đi lên. Theo khung phân loại UNESCO (1973), thảm thực vật tại trạm ĐDSH Mê Linh – Vĩnh Phúc và vùng phụ cận có 4 lớp quần hệ: lớp quần hệ rừng kín, lớp quần hệ rừng thƣa, lớp quần hệ cây bụi và lớp quần hệ cỏ. Thảm thực vật tại đây đang trong quá trình diễn thế đi lên, quá trình diễn thế qua 4 giai đoạn: thảm cỏ - thảm cây bụi - rừng thứ sinh - rừng thành thục [10]. Ma Thị Ngọc Mai và Lê Đồng Tấn (2009) đã nghiên cứu về thành phần và phân bố cây tái sinh dƣới tán rừng thứ sinh tại trạm ĐDSH Mê Linh – Vĩnh Phúc. Trong đó thảm cây bụi với số lƣợng loài tái sinh là khá lớn, thƣờng là những cây tiên phong [11]. Ngoài ra thì thảm cây bụi còn đƣợc nghiên cứu tại nhiều vùng khác nhƣ Quảng Ninh, Thái Nguyên, Sơn La hay một số rừng ngập mặn… [...]... Đặc biệt trong thảm cây bụi tác giả đã cho thấy thảm cây bụi nhiệt đới chủ yếu thƣờng xanh cây lá rộng trên đất địa đới [1] 7 Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là các quần xã cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh – Vĩnh Phúc 2.2 Phạm vi nghiên cứu Tại trạm ĐDSH Mê Linh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc 2.3 Thời gian nghiên cứu Từ tháng... 10 Ma Thị Ngọc Mai (2007), Nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận, 25 Luận án Tiến sĩ Sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Sinh thái & Tài nguyên Sinh vật, Hà Nội 11 Ma Thị Ngọc Mai, Lê Đồng Tấn, (2009), Nghiên cứu trạng thái thảm thực vật tại trạm Đa dạng sinh học Mê Linh - Vĩnh Phúc và vùng phụ cận”,Kỷ yếu... những loài cây có P> 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần (Nếu P >5% thì loài đó đƣợc tham gia vào công thức tổ thành, nếu P < 5% thì loài đó không đƣợc tham gia vào công thức tổ thành loài) 11 Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 .Thành phần loài trong khu vực nghiên cứu Bảng 3.1 Danh lục các loài thực vật trong tầng cây bụi dưới tán rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên tại trạm ĐDSH Mê Linh. .. sinh tại trạm ĐDSH Mê Linh có giá trị rất đa dạng, phong phú Nhóm cây tài nguyên gồm: 21 loài cho gỗ (chiếm 44,7%); 30 loài đƣợc sử dụng làm thuốc (63,8%); 1 loài cho rau (2,13%); 6 loài cho quả (12,8%); 2 loài cho tinh dầu (4,25%); 1 loài làm cảnh, một loài cho keo và một loài cho nhựa (cùng chiếm 2,13%) Dạng sống gồm 4 nhóm: cây gỗ lớn, cây gỗ nhỏ, cây gỗ trung bình và cây bụi Trong đó nhóm cây bụi. .. phổ dạng sống cũng nhƣ về giá trị tài nguyên 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý thảm cây bụi phục vụ cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học tại trạm ĐDSH Mê Linh Hệ thực vật tại trạm ĐDSH Mê Linh đang trong quá trình phục hồi và phát triển Từ thực tế điều tra nghiên cứu, tôi xin nêu ra một số giải pháp nhằm góp phần bảo tồn đa dạng thực vật nhƣ sau: Các cấp chính quyền tỉnh Vĩnh Phúc và Viện Hàn lâm Khoa học. .. (Rutaceae) 3.4 Đa dạng về giá trị sử dụng Chúng tôi sử dụng bảng phân loại cây tài nguyên của “Chƣơng trình tài nguyên thực vật Đông Nam Á – Prossea‟‟ để phân loại các nhóm cây tài nguyên theo công dụng cho các loài thực vật trong tầng cây bụi dƣới tán rừng thứ sinh tại trạm Đa dạng sinh học Mê Linh Theo đó, dƣới tán rừng thứ sinh có các nhóm cây nhƣ sau: - Nhóm cây lấy gỗ: có 21 loài cây cho gỗ thuộc... vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học sự sống, Nxb Khoa học & kỹ thuật, Hà Nội 12 Vũ Xuân Phƣơng (2001), Kết quả nghiên cứu hệ thực vật tại trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, Đề tài cấp cơ sở, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Hà Nội 13 Lê Đồng Tấn (2000), Nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nƣơng rẫy tại Sơn La phục vụ cho khoanh nuôi Luận án Tiễn sĩ Sinh học, Hà... các cây Thóc lép, Đỏ ngọn và Quếch hoa chùy 3.3 Đa dạng về dạng sống Để phân chia dạng sống, chúng tôi căn cứ vào dạng sống của cây trƣởng thành Vì đối tƣợng nghiên cứu là cây bụi, nên dạng sống chính của nhóm cây này đều thuộc nhóm cây có chồi trên mặt đất (theo bảng phân loại của Raunkieaer), do đó chúng dựa vào các tiêu chuẩn phân loại của cây gỗ rừng để phân chia dạng sống Theo đó, thành phần loài. .. (2004) nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật tại Thái Nguyên đã phân chia thảm thực vật thành các nhóm dạng sống: cây gỗ, cây bụi, cây cỏ và dây leo [6] Tại xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, khi nghiên cứu về đa dạng thực vật, Chu Văn Bằng (2010) đã phân chia thảm thực vật tại đây gồm: Lớp quần hệ rừng kín, lớp quần hệ rừng thƣa, thảm cây bụi và... Nguyên Hồng (1991), khi nghiên cứu hình thái thảm thực vật ở rừng ngập mặn Việt Nam đã chia thành 7 dạng sống cơ bản: cây gỗ (G), cây bụi (B), cây thân thảo (T), dây leo (L), cây gỗ thấp hoặc dạng cây bụi (G/B), kí sinh (K), bì sinh (B) [8] Lê Đồng Tấn (2000) nghiên cứu quá trình phục hồi rừng tự nhiên sau nƣơng rẫy tại Sơn La, tác giả kết luận: số lƣợng cây/ ô tiêu chuẩn, mật độ cây giảm dần từ chân đồi . dung nghiên cứu.  Nghiên cứu tính đa dạng thành phần loài trong tầng cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh.  Nghiên cứu dạng sống của thực vật trong tầng cây bụi tại trạm ĐDSH Mê Linh.  Nghiên cứu. tính đa dạng về thành phần loài trong tầng cây bụi tại trạm Đa dạng sinh học (ĐDSH) Mê Linh để đƣa ra các giải pháp quản lý thảm cây bụi phục vụ cho công tác bảo tồn ĐDSH tại trạm ĐDSH Mê Linh. . TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ************* ĐỖ HỒNG LAM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI TRONG TẦNG CÂY BỤI TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH – VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN