Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Khái quát về đối tượng nghiên cứu Tên khoa học: Eucalyptus sp Bộ: Sim - Myrtales Họ: Sim - Myrtaceae Tên khác: Khuynh diệp - Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học loài Bạch đàn: Cây Bạch đàn (Eucalyptus camaldulensis Dehn.) là cây gỗ to, vỏ mềm, bần bong thành mảng để lộ vỏ thân màu sáng, cành non có 4 cạnh, lá non mọc đối, không cuống, phiến lá hình trứng, màu lục như phủ sáp. Lá già mọc so le phiến lá hình liềm hẹp và dài hơn lá non. Phiến lá có túi tiết tinh dầu.
Hoa mọc ở nách lá. Quả hình chén Dược liệu: Lá hình mũi dáo hay hình lưỡi liềm, cuống ngắn và hơi vặn, phiến lá dài và hẹp (ở loài E.exserta) giòn và rộng hơn (ở loài E.camaldulensis), rộng 1 - 5 cm, dài 8 - 18 cm. Hai mặt lá đều có màu xanh ve ít vàng nhạt, lác đác có nhiều chấm nhỏ màu vàng. Khi soi lá trước ánh sáng thấy rất nhiều túi tiết tinh dầu nhỏ li ti.
Gân cấp hai tỏa ra từ gân giữa, gặp nhau ở mép lá. Khi vò lá có mùi thơm mạnh đặc biệt, mùi dịu hơn ở loài E. Vị thơm nóng, hơi đắng chát, sau có cảm giác mát và dễ chịu. - Nguồn gốc, phân bố: Cây bạch đàn không phải là loại cây mọc tự nhiên trong các lâm phận Việt Nam.
Loài này xuất xứ từ nước Úc được dẫn giống bằng hạt đem về trồng ở đất nước ta vào khoảng thập niên 1950 và cho thấy một số loài rất thích hợp với thổ nghi và khí hậu của Việt Nam, nhất là có thể trồng tập trung thành rừng thuần hay trồng phân tán trong đất thổ cư của nhân dân từ vùng đồng bằng cho đến các vùng bình nguyên và cao nguyên. Tiền khởi ở Miền Nam, cây Bạch đàn mới du nhập được gọi là cây Khuynh điệp vì có lá cong cong hình lưỡi liềm. Sau đó ngành lâm nghiệp chế n 5 độ cũ đặt tên là cây Bạc hà vì lá có mùi dầu Bạc hà, nhưng xin đừng nhầm lẫn với cây rau Bạc hà (Mentha) cùng họ với cây rau Húng. Sau ngày 30-4-1975, cây Khuynh diệp hay còn gọi là cây Bạc hà được Bộ lâm nghiệp đặt tên là cây Bạch đàn, có tên khoa học là Eucalyptus spp.
Thuộc họ thực vật Sim (Myrtaceae). Không phải chỉ có một cây Bạch đàn mà tại tại nước Úc nơi xuất xứ, chi eucalyptus (tức chi Bạch đàn) có ít nhất hơn 70 loài (species) mọc từ các vùng đồng bằng có độ cao ngang mực nước biển cho đến các vùng bình nguyên cao nguyên, từ các thung lũng đến đèo núi cao. Ở Việt nam chỉ du nhập khoảng 10 loại bạch đàn như: + Bạch đàn đỏ: Eucalyptus camaldulensis thích hợp vùng đồng bằng. + Bạch đàn trắng: E.alba, thích hợp vùng gần biển.
+ Bạch đàn lá nhỏ: E.tereticornis, thích hợp vùng đồi thừa thiên - huế. + Bạch đàn liễu: E.exserta, thích hợp vùng cao miền Bắc Việt Nam. + Bạch đàn chanh: E.citriodora, thích hợp vùng thấp, lá có chứa tinh dầu mùi sả. + Bạch đàn lá bầu: E.globules, thích hợp vùng cao nguyên.
+ Bạch đàn to: E.grandis, thích hợp vùng đất phù sa. + Bạch đàn ướt: E.saligna, thích hợp vùng cao nguyên Ðà Lạt. + Bạch đàn Mai đen: E. Maidenii, thích hợp vùng cao như lâm đồng.
+ Giá trị trong lĩnh vực Y học: Lá: Có thể dùng lá bạch đàn trắng hoặc bạch đàn liễu để thay thế lá bạch đàn xanh (E.globulus) là loại đã được sử dụng rất lâu đời ở các nước châu Âu. Dạng dùng: Thuốc hãm, thuốc xông, hoặc pha chế thành các dạng bào chế như xiro cồn lá bạch đàn, dùng để chữa ho, sát khuẩn đường hô hấp, chữa các bệnh nhiễm khuẩn đường hô hấp, ho, hen,. Tinh dầu được sử dụng như tinh dầu tràm. Tuy nhiên, đến nay Bạch đàn ở Việt Nam chưa được khai thác ở qui mô công nghiệp như tràm.
Còn ở phạm vi nghiên cứu thăm dò và đề xuất. n 6 Tinh dầu bạch đàn chanh được Khoa tai - mũi - họng - bệnh viên Bạch Mai sử dụng nhiều trong những năm kháng chiến chống Mỹ để chữa ho, viêm họng, sát khuẩn đường hô hấp. Tinh dầu còn được dùng trong kỹ nghệ hương liệu để sản xuất nước hoa và các loại chất thơm khác có mùi thơm tự nhiên của hoa, có thể thay thế tinh dầu sả Java (Cymbopogon winterianus). + Trong xây dựng: làm cây chống hầm lò.
+ Trong ngành công nghiệp nội thất: làm gỗ ván dăm, đồ gia dụng. + Ngành công nghiệp giấy: làm nguyên liệu giấy cao cấp. Là loại cây đem lại hiệu quả, giá trị kinh tế cao khi đầu tư trồng rừng. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.
Những nghiên cứu trên thế giới Cùng với sự phát triển của xã hội loài người, bước sang thế kỷ XIX ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật của các ngành hóa phân tích, hóa thực vật các nhà khoa học đã vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong chu trình tuần hoàn vật chất của tự nhiên để áp dụng nghiên cứu sinh khối rừng và bước đầu đã thu được những thành tựu đáng kể. Riley (1944) [18], Steemann (1954) [19], Fleming (1957) [16] đã tổng kết quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu của mình. Đến năm 1964, Lieth đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất, đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “International Biology Program” (1964) và chương trình con người và sinh quyển “Man and Biosphere” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh.
Mô hình sinh trưởng từ những biểu đồ đơn giản nhất cho đến những phần mềm máy tính phức tạp đã và đang là những công cụ quan trọng trong quản lý rừng (Vanclay, 1998; Pote' and Bartelink, 2002). Sinh khối và hấp thụ n 7 các bon có thể được xác định bằng mô hình sinh trưởng. Trên thế giới đã có rất nhiều mô hình sinh trưởng đã được phát triển và không thể tìm hiểu được phương pháp cụ thể của mỗi mô hình. Vì vậy cần phải xác định được những điểm chung để phân loại mô hình (Vanclay, 1998).
Rất nhiều tác giả đã cố gắng để phân loại mô hình theo các nhóm khác nhau với những tiêu chuẩn khác nhau (Pote' and Bartelink, 2002). Có thể phân loại mô hình thành các dạng chính sau đây: 1. Mô hình thực nghiệm/thống kê (empirical model) dựa trên những đo đếm của sinh trưởng và các điều kiện tự nhiên của thời điểm đo đếm mà không xét đến các quá trình sinh lý học. Mô hình động thái (process model)/mô hình sinh lý học mô tả đầy đủ các cơ chế hóa sinh, lý sinh trong hệ sinh thái và sinh vật (Constable and Friend, 2000).
Mô hình hỗn hợp (hybrid/mixed model), kết hợp phương pháp xây dựng hai loại mô hình trên đây để xây dựng mô hình hỗn hợp. Mô hình thực nghiệm đòi hỏi ít tham số (biến số) và có thể dễ dàng mô phỏng sự đa dạng về quản lý cũng như xử lý lâm sinh, nó là công cụ định lượng sử dụng có hiệu quả và phù hợp trong quản lý và lập kế hoạch quản lý rừng (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay and Skovsgaard, 1997; Vanclay, 1998). Phương pháp này có thể phù hợp để dự đoán sản lượng ngắn hạn trong khoảng thời gian mà các điều kiện tự nhiên cho sinh trưởng của rừng được thu thập số liệu tạo nên mô hình vẫn chưa thay đổi lớn. Mô hình thực nghiệm thường được thể hiện bằng các phương trình quan hệ hoặc phương trình sinh trưởng dựa trên số liệu sinh trưởng đo đếm thực nghiệm mà thông thường không xét đến ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố môi trường vì các ảnh hưởng này được coi như đã được tích hợp vào sinh trưởng của cây.
Đối với mô hình thực nghiệm, các phương trình sinh trưởng và biểu sản lượng có thể phát triển thành một biểu sản lượng sinh khối hoặc các bon tương ứng. Tuy nhiên, mô hình sinh trưởng thực nghiệm không đầy đủ. Chúng không thể sử n 8 dụng để xác định hệ quả của những thay đổi của điều kiện môi trường đến hệ sinh thái và cây như sự tăng lên của nồng độ khí nhà kính, nhiệt độ, hoặc chế độ nước… (Landsberg and Gower, 1997; Peng et al. Mô hình động thái mô phỏng quá trình sinh trưởng, với đầu vào là các yếu tố cơ bản của sinh trưởng như ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng đất,… mô hình hóa quá trình quang hợp, hô hấp và sự phân phát những sản phẩm của các quá trình này trên rễ, thân và lá (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay, 1998).
Nó còn gọi là mô hình cơ giới (mechanistic model) hay mô hình sinh lý học (physiological model). Mô hình động thái phức tạp hơn rất nhiều so với mô hình thực nghiệm nhưng có thể sử dụng để khám phá hệ quả của sự thay đổi môi trường đến hệ sinh thái, sinh vật (Dixon et al., 1990; Landsberg and Gower, 1997). Tuy nhiên, mô hình động thái cần một số lượng lớn các tham số (biến số) đầu vào, nhiều tham số lại không dễ đo, cần thời gian dài để đo và/hoặc không thể đo được với cá điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật ở các nước đang phát triển (vd. Mô hình nổi tiếng CENTURY mô phỏng động thái cácbon trong hệ sinh thái rừng và nông lâm kết hợp cần tới hơn 600 tham số đầu vào (Ponce-Hernandez, 2004)).
Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều mô hình động thái hay mô hình hỗn hợp được xây dựng để mô phỏng quá trình phát triển của hệ sinh thái rừng như BIOMASS, ProMod, 3 PG, Gen WTO, CO2Fix, CENTURY… (Landsberg and Gower, 1997; Snowdon et al., 2000; Schelhaas et al. Trong trường hợp không đủ số liệu đầu vào thu thập được từ các quá trình tự nhiên của hệ sinh thái và cây, để sử dụng các mô hình này, người ta phải sử dụng hàng loạt các giả định (assumptions), chính vì vậy tính chính xác của mô hình phụ thuộc rất nhiều vào các sự phù hợp của các giả định này đối với đối tượng nghiên cứu n 9 Đánh giá Keo lai tại Sabah một cách tổng hợp, Pinso và Nasi (1991) thấy cây lai có ưu thế lai và ưu thế lai này có thể chịu sự ảnh hưởng của cả yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa.