Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1. Nghiên cứu về phân loại và đặc điểm hình thái, sinh thái loài Du sam đá vôi Theo Thực vật chí Trung Quốc (1978), loài Keteleeria davidiana (Bertr. có 2 thứ: Keteleeria davidiana (Bertr.
davidiana có ở Việt Nam với tên gọi là Du sam đá vôi và Keteleeria davidiana (Bertr. chien – peii không có ở Việt Nam [57]. Tác giả Farjon (1989) cho biết Du sam là loài có phân bố ở Trung Quốc (vùng Tây Nam Sichuan Trung Quốc và vùng núi cao Hainan) và Lào. Tên Trung Quốc gọi là Yunnan youshan [27].
Trong cuốn Bách khoa toàn thư Nông nghiệp Trung Quốc (1989) có đề cập đến một số vấn đề về cây Du sam như sau: Về tên gọi, do Du sam có chứa nhiều dầu và lá giống như Sa mộc nên có tên gọi khác là Sam dầu (Oil fir). Chi Du sam có 11 loài khác nhau, phân bố ở phía Nam sông Trường Giang (Trung Quốc) và một số nước ở khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Ở Trung Quốc có 9 loài được xác định và mô tả. Du sam được các nhà thực vật học Trung Quốc là những người đầu tiên xác định và nghiên cứu như sau: Đặc trưng và công dụng: Du sam là cây gỗ thường xanh, gốc, cành có vảy chồi nhỏ thắt lại, chồi mùa đông chuyển màu nâu, sắp xếp theo hình vòng xoắn, trên cành lá xếp thành hai hàng khí khổng, cuống lá ngắn.
Hoa đơn tính cùng gốc, hoa đực có 4 - 8 bông, mọc chùm trên đỉnh, hoa cái nhiều bông, phấn hoa có mang khí, hoa đực mọc trên đỉnh cành bên, thẳng, nhiều vảy, mặt dưới vảy mọc hai trụ phôi. Quả cầu chín trong năm, phình to, thẳng, hình ống tròn, vảy hạt chất gỗ, vảy bao, chất màng, thường nứt thành 3, phần giữa hẹp dài, phần trên hơi lồi lên, hạt có cánh. Khi chồi lá mầm mọc lên không lộ ra ngoài. Gỗ cứng vừa, kết cấu dày mịn, chịu nén tốt, có thể làm xây dựng, cột nhà, dụng cụ gia đình.
4 Du sam là cây ưa sáng, ưa khí hậu ẩm, ấm, yêu cầu đối với đất không nghiêm khắc lắm, phần lớn mọc trên núi đá vôi, cũng thích hợp với đất chua, tốc độ sinh trưởng vừa phải, khả năng tái sinh những vùng như Vân Nam rất mạnh, còn các vùng khác kém hơn. Do chất lượng gỗ tốt nên bị khai thác quá nhiều, ngày nay càng hiếm hơn. Hiện nay Du sam được xếp loại cần đuợc bảo vệ và thuộc loài cây quý hiếm cấp III của Trung Quốc [52]. Một số loài Du sam chủ yếu như sau: Du sam hải nam (Keteleeria hainaensis Chun et Tsiang.) có lá hình kim dẹt, dài 5 - 8cm, ở cây tái sinh và cành non lá dài hơn (khoảng 14cm); nón hình ống, dài 14 - 18cm, đường kính 7cm.
Cây mọc trên núi đá vôi ở độ cao 1000m so với mực nước biển, là loài cây bảo vệ cấp II tại đảo Hải Nam (Trung Quốc). Du sam đài loan (Keteleeria formosana Hayata.) mọc rải rác trên núi đá vôi hoặc đá diệp thạch, trên độ cao 600 - 1500m. Ở Hồ Nam có một rừng thuần loài, sinh trưởng nhanh, dáng đẹp. Nguồn gốc loài này từ Quảng Đông, được dẫn giống về Xishungbanna.
Cành nhỏ, mọc một năm, màu vàng nhạt; lá hình kim, dài 2 - 5cm, phía trên đỉnh tròn, nhọn, hơi lõm xuống; cây con hoặc cành chồi có lá nhọn; nón dài 8 - 21cm, đường kính 3,5 - 6cm; vảy hạt ở giữa hình trứng, mặt trên uốn cong, lưng vẩy không có lông. Một loài Du sam khác có tên khoa học Keteleeria fortunei (Murr. nguyên sản ở Nam sông Trường Giang (Quảng Đông, Quảng Tây), trên độ cao 400 - 1200m. Mọc trên đất đỏ hoặc vàng, loài này được bảo vệ cấp III.
Cành nhánh một năm, màu đỏ da cam hoặc hồng nhạt; lá hình kim dẹt, dài 1,2 - 1,3cm; đỉnh tù; nón dài 6 - 18cm, đường kính 5 - 6,5cm; vẩy hạt nằm giữa, hình tròn quạt, không có lông, mép uốn vào trong. Ra nón tháng 3 - 4, chín vào tháng 10 năm sau. Ngoài ra còn một số loài Du sam khác nữa tại Trung Quốc là: Keteleeria calcarea Cheng et L. Fu, Keteleeria cyclolepis Flous, Keteleeria oblonga Cheng et L.
Fu, Keteleeria pubescens Cheng et L. Tại Đại học sư phạm Bắc Kinh - Khoa Sinh vật học Tác giả Uy An Như trong tập san Sinh vật học Trung Quốc đã nêu rõ Du sam là loài thực vật cổ còn sót 5 lại trong quá trình chọn lọc tự nhiên. Năm 1979 các nhà nghiên cứu thực vật đã phát hiện tại khu rừng Thần Nông Giá thuộc tỉnh Hồ Bắc có mặt cây Du sam cổ thụ cao 36m, chu vi ngang ngực 7,5m; thể tích gỗ hơn 60m3. Sau đó phát hiện thêm một cây cổ thụ nữa tại Vu Sơn tỉnh Tứ Xuyên cao 50m, đường kính ngang ngực 2,8m.
Cũng theo Uy An Như, Du sam thuộc họ Thông (Pinaceae). Việt Nam có 2 loài, 9 loài còn lại đều ở Trung Quốc phân bố ở nơi có khí hậu ấm áp của Trung Quốc [56]. Năm 1998, tài liệu "Cây lá kim Trung Quốc" đã đưa ra các thông tin về loài như sau: Du sam đá vôi (Thiết kiên sam - Keteleeria davidiana) là một trong những loài cây đặc hữu quý hiếm của Trung Quốc. Cây có thân thẳng, hình thái thân tán đẹp, sinh trưởng nhanh, là cây trồng rừng, trồng lục hoá rất có giá trị.
Tại Trung Quốc hiện nay Du sam đá vôi chỉ còn tồn tại rải rác ở một số nơi, do các hoạt động của con người đã làm cho diện tích Du sam đá vôi bị thu hẹp, nếu như không có các biện pháp bảo vệ cấp bách thì tương lai gần khả năng bị tuyệt chủng của loài là rất cao. Cũng trong tài liệu này thì các đặc điểm về sinh thái của loài cũng được trình bày rất chi tiết, bao gồm: + Phân bố và hoàn cảnh sống Cây có phân bố ở một số tỉnh của Trung Quốc như: Cam Túc, Thiềm Tây, Tứ Xuyên, Quý Châu, Hồ Bắc. Cây thường mọc rải rác ở độ cao từ 500 - 1500m. Cây phân bố chủ yếu ở đai Á nhiệt đới gió mùa phương bắc, có 4 mùa rõ rệt, ưa khí hậu ấm và hơi ẩm, ánh sáng đầy đủ, không có thời gian sương muối.
Nhiệt độ năm bình quân là 12 - 16°C, lượng mưa bình quân trong năm là 777 - 1117mm. Cây sinh trưởng thích hợp trên vùng có đá lộ đầu nhiều, hoặc trên đất phát triển từ đá vôi, hơi chua. Mặc dù cây có khả năng thích ứng rộng với các điều kiện đất, nhưng độ dày của tầng đất, hướng dốc, độ dốc có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của cây. + Kết cấu và tổ thành Du sam đá vôi là loài cây thuộc nhóm có phân bố nằm giữa khu vực Bắc và Nam của Trung Quốc, hiện vẫn còn những đám rừng thuần loài, tuy nhiên rất ít gặp.
6 Thông thường Du sam đá vôi là loài chiếm ưu thế trong các rừng hỗn giao. Kiểu rừng này có phạm vi phân bố rộng, độ cao từ 500 - 1700m, trên đất nâu vàng núi cao, độ dày từ 30 - 50cm, đất chua hoặc hơi chua, có tầng thảm mục dày, rừng thông gió, khô ráo. Tầng cây gỗ ưu thế trong rừng Du sam đá vôi là Du sam đá vôi, ngoài ra còn có Thông mã vĩ, Sau sau, Sồi đen và chia làm 2 tầng. Tầng 1 chủ yếu là Du sam đá vôi, Sau sau, Thông mã vĩ, chiều cao trung bình của tầng 1 là 16m, độ tàn che bình quân 0,6.
Tầng 2 chủ yếu là các loài Thông mã vĩ, Du sam, Cọ khẹt, Đỉnh tùng., chiều cao trung bình của tầng 2 là 11,5m độ tàn che 0,3. Tầng cây bụi che phủ trên 70%, gồm chủ yếu là các loài Đỗ quyên, với chiều cao trung bình 1,1m, phân bố đều. Tiếp theo có thể gặp các loài sau: Cà muối, Cotinus coggygria, Gai lê, Vệ mâu , Đẻn, Cọc rào , Cò ke. Tầng cỏ, độ che phủ đạt 40%, gồm có Lô, Chè vè, Cỏ tranh, Cúc sao, Hoà, Cỏ chét., chiều cao đạt 10 - 50cm.
Ngoài ra ở những khu vực ẩm ướt có nhiều rêu phân bố. Thực vật ngoại tầng gồm có: Actinidia sp., Dây ruột gà, Thiến thảo, Kim cang, Mơ leo. + Sinh trưởng và phát triển Du sam đá vôi có đặc tính tỉa cành tự nhiên không tốt. Trong rừng có độ tàn che 0,5 - 0,6; cây cao 10m trở lên có chiều cao dưới cành chỉ khoảng 2 - 3m.
Trong các rừng có độ tàn che cao hơn, cây tỉa cành tự nhiên cao nhất chỉ đến 1/3 chiều cao của cây. Những cành mọc ngang, thời gian đầu hơi xoè xuống sau đó mọc hướng lên trên. Hệ rễ của Du sam đá vôi rất phát triển, tuy nhiên không rõ rễ chính. Những cây nhiều tuổi phần rễ ở gốc cây thường nổi lên trên mặt đất, có thể cao 1m, hệ rễ ăn rộng, rễ nhánh nhiều, gốc nhánh thô, đầu rễ nhánh nhỏ dài, đường kính bao phủ của bộ rễ khoảng 5m.
Ở các điều kiện lập địa khác nhau, cây ra nón cũng khác nhau, bình thường khoảng 20 năm cây bắt đầu ra nón, ở nơi lập địa tốt có thể 15 năm cây đã bắt đầu ra nón, giai đoạn 50 - 60 tuổi là giai đoạn cây cho sản lượng nón cao nhất. Tại Thần 7 Nông Giá, có 1 cây Du sam đá vôi 900 tuổi, đến nay vẫn rất sai quả. Căn cứ vào kết quả giải tích thân cây Du sam đá vôi (Cây giải tích có tuổi 47 năm, cao 22m, đường kính ngang ngực 22,7m; thể tích thân cây là 1.2074m³) tại Hồ Bắc, cho thấy: Sinh trưởng về chiều cao: 5 năm đầu, sinh trưởng bình quân chiều cao là 69cm/năm, 5 năm sau bước vào thời kì sinh trưởng mạnh về chiều cao, giai đoạn 5 - 10 năm tuổi sinh trưởng bình quân đạt 72cm/năm, giai đoạn 10 - 15 năm đạt 86cm/năm, đến năm 17 tuổi trở đi sinh trưởng về chiều cao giảm dần, đến 20 năm sinh trưởng bình quân năm chỉ đạt 46cm, năm 20 - 25 năm lại tăng cao, giai đoạn 25 năm trở đi sinh trưởng giảm dần đến giai đoạn 45 tuổi sinh trưởng bình quân chỉ đạt 14cm/năm, các năm sau ổn định ở mức 14 - 15cm/năm. Sinh trưởng về đường kính: Bắt đầu từ năm thứ 5 cây sinh trưởng về đường kính tăng dần, giai đoạn 5 - 20 năm là giai đoạn cây sinh trưởng mạnh nhất về đường kính, 20 năm tuổi có thể đạt 1,38cm/năm, giai đoạn 20 - 47 năm sinh trưởng giảm dần, đến năm 47 tuổi cây sinh trưởng về đường kính vẫn đạt 0,55cm/năm.
Điều này cho thấy giai đoạn phát triển về đường kính của Du sam đá vôi là rất dài.