Nghiên Cứu Đa Dạng Tài Nguyên Thực Vật Có Tinh Dầu Ở Nghi Sơn, Thanh Hóa

• Tác giả: Nguyễn Văn Thuận
• Người hướng dẫn: PGS. Đậu Bá Thìn
• Trường học: Trường Đại học Hồng Đức
• Chuyên ngành: Sinh học
• Đề tài: Khám Phá Đa Dạng Tài Nguyên Thực Vật Có Tinh Dầu Tại Nghi Sơn, Thanh Hóa
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thanh Hóa

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• CHỮ VIẾT CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU. MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
• 1.1.1. Giá trị sử dụng, tầm quan trọng của tinh dầu
• 1.1.2. Nghiên cứu về thực vật có tinh dầu trên thế giới
• 1.1.3. Nghiên cứu về thực vật có tinh dầu ở Việt Nam
• 1.1.4. Nghiên cứu về thực vật có tinh dầu ở Thanh Hóa
• 1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.1.1. Vị trí địa lý
• 1.2.1.2. Địa chất và thổ nhưỡng
• 1.2.1.3. Khí hậu và thủy văn
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Địa điểm nghiên cứu
• 2.4. Phạm vi nghiên cứu
• 2.5. Thời gian nghiên cứu
• 2.6. Nội dung nghiên cứu
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu thực vật
• 2.7.1. Phương pháp kế thừa
• 2.7.2. Phương pháp nghiên cứu thực địa
• 2.7.3. Phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm
• 2.7.4. Phương pháp đánh giá tính đa dạng của hệ thực vật
• 2.7.5. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tài nguyên thực vật có tinh dầu thuộc khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa
• 3.2. Đa dạng tài nguyên thực vật chứa tinh dầu thuộc khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa
• 3.2.1. Đa dạng bậc taxon
• 3.2.2. Đa dạng về dạng thân
• 3.2.3. Đa dạng về giá trị sử dụng
• 3.2.4. Đa dạng yếu tố địa lý
• KẾT LUẬN
• 1. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. Danh lục thực vật có tinh dầu ở khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa
• Phụ lục 2. Một số hình ảnh về loài thực vật có tinh dầu

I. Giới thiệu về tài nguyên thực vật có tinh dầu tại Nghi Sơn Thanh Hóa

Khu vực Nghi Sơn, Thanh Hóa nổi bật với sự đa dạng của tài nguyên thực vật có tinh dầu. Đây là một trong những vùng có nhiều loài thực vật quý hiếm, đặc biệt là các loài có khả năng sản xuất tinh dầu. Theo nghiên cứu, khu vực này không chỉ có giá trị sinh học mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người dân địa phương. Việc bảo tồn và khai thác hợp lý tài nguyên thực vật có tinh dầu là cần thiết để phát triển bền vững. Các loài thực vật này đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghiệp thực phẩm, và mỹ phẩm. Như một ví dụ điển hình, tinh dầu từ cây Bạc hà và Bạch đàn được sử dụng phổ biến trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm, nhấn mạnh giá trị thực tiễn của tài nguyên thực vật tại đây.

1.1 Đặc điểm sinh thái của khu vực Nghi Sơn

Khu vực Nghi Sơn có hệ sinh thái đa dạng với nhiều loại hình địa hình khác nhau, từ đồi núi đến ven biển. Hệ sinh thái Nghi Sơn không chỉ phong phú về loài mà còn có sự phân bố đa dạng về mặt địa lý. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài thực vật có tinh dầu. Theo báo cáo, khu vực này có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng mưa dồi dào, giúp duy trì độ ẩm cần thiết cho sự phát triển của thực vật. Từ đó, các loài thực vật có tinh dầu như Sả, Ngải cứu, và Bạc hà phát triển mạnh mẽ, làm phong phú thêm cho tài nguyên thực vật tại Nghi Sơn.

II. Đánh giá đa dạng tài nguyên thực vật có tinh dầu

Đánh giá về đa dạng tài nguyên thực vật có tinh dầu tại Nghi Sơn cho thấy sự phong phú về số lượng loài. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khu vực này có khoảng 410 loài thực vật khác nhau thuộc nhiều họ khác nhau. Mỗi loài đều có những đặc điểm sinh học và giá trị sử dụng riêng biệt. Việc xác định và phân loại các loài thực vật có tinh dầu không chỉ giúp bảo tồn tài nguyên thực vật mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên. Chẳng hạn, tinh dầu từ cây Bạc hà được biết đến với khả năng kháng khuẩn và kháng viêm, có thể được ứng dụng trong y học và công nghiệp thực phẩm. Như vậy, việc nghiên cứu và bảo tồn tài nguyên thực vật có tinh dầu tại Nghi Sơn có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển bền vững.

2.1 Đa dạng về dạng thân và giá trị sử dụng

Đa dạng về dạng thân của các loài thực vật có tinh dầu tại Nghi Sơn rất phong phú, bao gồm cây thân gỗ, cây bụi, và cây thảo mộc. Mỗi dạng thân đều có những ứng dụng khác nhau trong đời sống. Ví dụ, cây Bạch đàn với dạng thân gỗ được sử dụng để sản xuất gỗ và tinh dầu, trong khi cây Sả có dạng thân thảo mộc lại chủ yếu được dùng để chiết xuất tinh dầu phục vụ cho ngành thực phẩm và dược phẩm. Giá trị sử dụng của các loài thực vật có tinh dầu không chỉ dừng lại ở việc cung cấp nguyên liệu mà còn góp phần vào bảo tồn môi trường tự nhiên và phát triển kinh tế địa phương. Việc khai thác hợp lý các loài thực vật này sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế cho người dân và bảo tồn đa dạng sinh học trong khu vực.

III. Bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thực vật có tinh dầu

Bảo tồn tài nguyên thực vật có tinh dầu tại Nghi Sơn là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững. Các biện pháp bảo tồn cần được triển khai đồng bộ, từ việc nghiên cứu, đánh giá đến việc áp dụng các phương pháp bảo tồn hiệu quả. Các chương trình giáo dục cộng đồng về giá trị của tài nguyên thực vật và cách bảo tồn chúng cũng cần được chú trọng. Hơn nữa, việc phát triển các sản phẩm từ tinh dầu cần được thực hiện với sự tham gia của cộng đồng địa phương, nhằm tạo ra lợi ích kinh tế và nâng cao nhận thức về bảo tồn môi trường tự nhiên. Như vậy, việc bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật có tinh dầu không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực Nghi Sơn.

3.1 Các giải pháp bảo tồn hiệu quả

Để bảo tồn hiệu quả tài nguyên thực vật có tinh dầu, cần có sự hợp tác giữa các cơ quan chức năng, nhà khoa học và cộng đồng địa phương. Việc thiết lập các khu bảo tồn thiên nhiên và khu vực cấm khai thác sẽ giúp bảo vệ các loài thực vật quý hiếm. Đồng thời, các chương trình nghiên cứu khoa học về tinh dầu và ứng dụng của chúng trong đời sống cần được đẩy mạnh. Các biện pháp như trồng lại cây, phục hồi hệ sinh thái và phát triển các sản phẩm từ tinh dầu cần được thực hiện đồng bộ, nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững cho tài nguyên thực vật tại Nghi Sơn.

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn, tỉnh Thanh Hóa, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với điều kiện địa hình đa dạng, khí hậu đặc trưng và nguồn tài nguyên thực vật phong phú. Theo báo cáo của UBND thị xã Nghi Sơn năm 2022, diện tích đất tự nhiên khu vực nghiên cứu là khoảng 336,21 km² với hơn 5.350 ha đất có rừng, trong đó rừng tự nhiên chiếm dưới 24% và độ che phủ rừng ước đạt gần 16,95%. Khu vực này chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động công nghiệp như khai thác đá vôi, nhà máy xi măng, lọc hóa dầu và nhiệt điện, gây tác động nhất định đến hệ sinh thái thực vật.

Thực vật có tinh dầu đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghiệp hóa mỹ phẩm, chế biến thực phẩm và đời sống hàng ngày. Nhu cầu sử dụng tinh dầu từ thực vật ngày càng tăng do tính đa dạng sinh học và giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, tại khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn chưa có nghiên cứu toàn diện về đa dạng thực vật có tinh dầu, đặc biệt về thành phần loài, dạng thân, yếu tố địa lý và giá trị sử dụng.

Mục tiêu nghiên cứu là điều tra, thu mẫu và đánh giá tính đa dạng tài nguyên thực vật có tinh dầu tại khu vực này, làm cơ sở khoa học cho việc khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ bền vững nguồn tài nguyên quý giá. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 9/2022 đến tháng 5/2023, tập trung trên 8 xã/phường thuộc thị xã Nghi Sơn, với tổng số 300 mẫu thực vật thu thập và phân tích.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về đa dạng sinh học, phân loại thực vật và sinh thái học thực vật có tinh dầu. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết đa dạng sinh học: Đánh giá sự phong phú và phân bố của các loài thực vật có tinh dầu dựa trên các bậc phân loại taxon như ngành, họ, chi và loài. Lý thuyết này giúp xác định mức độ đa dạng và ưu thế của các nhóm thực vật trong khu vực nghiên cứu.

• Mô hình phân tích giá trị sử dụng thực vật: Phân loại các loài thực vật theo các giá trị sử dụng như cây cho tinh dầu, cây làm thuốc, cây ăn được, cây cho gỗ, cây làm cảnh và cây có độc. Mô hình này giúp đánh giá tiềm năng kinh tế và ứng dụng của tài nguyên thực vật.

Các khái niệm chính bao gồm: đa dạng taxon, dạng thân thực vật (cây gỗ lớn, cây gỗ nhỏ, cây thân bụi, cây leo trườn, cây thân thảo), yếu tố địa lý phân bố thực vật (nhiệt đới châu Á, đặc hữu Việt Nam, cổ nhiệt đới, ôn đới...), và giá trị sử dụng thực vật.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập 300 mẫu thực vật có tinh dầu tại 6 tuyến nghiên cứu trải dài trên 8 xã/phường phía Nam thị xã Nghi Sơn. Mẫu được thu thập theo nguyên tắc lấy đầy đủ bộ phận (cành, lá, hoa, quả), mỗi cây thu 3 mẫu, bảo quản và xử lý tại phòng thí nghiệm Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Hồng Đức.

• Phương pháp phân tích: Xác định tên khoa học dựa trên phương pháp hình thái so sánh, đối chiếu với tài liệu chuyên ngành và sự hỗ trợ của các chuyên gia thực vật. Đánh giá tính đa dạng dựa trên số lượng và tỷ lệ các taxon ở các bậc phân loại. Phân tích dạng thân và giá trị sử dụng dựa trên các tài liệu chuyên ngành như “Tên cây rừng Việt Nam”, “Từ điển cây thuốc Việt Nam” và các danh mục thực vật Việt Nam.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong 4 đợt thu mẫu từ tháng 9/2022 đến tháng 4/2023, mỗi đợt kéo dài 3 ngày. Quá trình xử lý mẫu, phân tích và tổng hợp dữ liệu diễn ra liên tục đến tháng 5/2023.

• Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2010 để tổng hợp, phân tích và trình bày số liệu thống kê về đa dạng taxon, dạng thân, giá trị sử dụng và yếu tố địa lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đa dạng taxon thực vật có tinh dầu: Kết quả xác định được 153 loài và dưới loài thuộc 106 chi, 36 họ của 2 ngành thực vật có mạch. Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) chiếm ưu thế với 152 loài (99,35%), trong khi ngành Thông (Pinophyta) chỉ có 1 loài (0,65%). Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) chiếm 92,76% số loài, vượt trội so với lớp Hành (Liliopsida) chỉ chiếm 7,24%.

2. Họ và chi đa dạng nhất: 10 họ thực vật đa dạng nhất chiếm 27,78% tổng số họ nhưng chứa 68,63% tổng số loài, trong đó họ Cúc (Asteraceae) có 18 loài (11,76%), họ Cam (Rutaceae) 13 loài (8,50%), họ Bạc hà (Lamiaceae) và họ Long não (Lauraceae) mỗi họ có 12 loài (7,84%). 9 chi đa dạng nhất chiếm 8,49% tổng số chi nhưng chứa 26,14% tổng số loài, nổi bật là chi Litsea và Piper với 8 loài mỗi chi.

3. Đa dạng dạng thân: Thực vật có tinh dầu thuộc 5 dạng thân chính, trong đó cây thân thảo chiếm tỷ lệ cao nhất với 51 loài (33,33%), tiếp theo là cây gỗ nhỏ 34 loài (22,22%), cây gỗ lớn 30 loài (19,61%), cây thân bụi 20 loài (13,07%) và cây leo trườn 18 loài (11,76%).

4. Giá trị sử dụng đa dạng: Ngoài giá trị cho tinh dầu, 129 loài (84,31%) được sử dụng làm thuốc, 37 loài (24,18%) làm cây ăn được, 33 loài (21,57%) cho gỗ, 8 loài (5,23%) làm cảnh và 1 loài (0,65%) có độc tính. Các loài làm thuốc chủ yếu thuộc họ Hoa tán, Cúc, Bạc hà, Ngọc lan, Long não và Na.

5. Yếu tố địa lý phân bố: Hệ thực vật có tinh dầu chủ yếu thuộc yếu tố nhiệt đới châu Á với 99 loài (64,71%), tiếp theo là các loài cây trồng và đặc hữu Việt Nam mỗi nhóm chiếm 11,11%. Yếu tố cổ nhiệt đới chiếm 7,19%, yếu tố ôn đới và liên nhiệt đới chiếm tỷ lệ thấp.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực phía Nam thị xã Nghi Sơn có tính đa dạng sinh học thực vật có tinh dầu cao, phù hợp với đặc điểm sinh thái nhiệt đới và điều kiện địa hình đa dạng. Sự ưu thế của ngành Ngọc lan và lớp Ngọc lan phản ánh xu hướng tiến hóa và phân bố rộng rãi của các loài thực vật bậc cao có mạch trong khu vực.

Tỷ lệ cao các loài có giá trị làm thuốc và tinh dầu cho thấy tiềm năng khai thác nguồn nguyên liệu thiên nhiên phục vụ y học cổ truyền và công nghiệp dược liệu. So sánh với các nghiên cứu tại Vườn quốc gia Bến En và các khu bảo tồn thiên nhiên khác ở Thanh Hóa, kết quả tương đồng về thành phần họ thực vật và dạng thân, khẳng định tính ổn định và đa dạng của hệ thực vật có tinh dầu trong vùng.

Việc xác định yếu tố địa lý chủ yếu là nhiệt đới châu Á phù hợp với vị trí địa lý và khí hậu của khu vực, đồng thời góp phần làm rõ nguồn gốc và phân bố của các loài thực vật có tinh dầu. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ các bậc taxon, dạng thân và giá trị sử dụng để minh họa rõ nét sự đa dạng và ưu thế của từng nhóm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng điều tra và nghiên cứu: Tiếp tục khảo sát đa dạng thực vật có tinh dầu trên phạm vi rộng hơn trong tỉnh Thanh Hóa nhằm cập nhật và bổ sung dữ liệu, đặc biệt các vùng chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Thời gian thực hiện trong 2-3 năm tới, do các cơ quan nghiên cứu sinh học và bảo tồn thực vật chủ trì.

2. Phát triển mô hình trồng và khai thác bền vững: Xây dựng các mô hình trồng các loài thực vật có tinh dầu có giá trị kinh tế cao, kết hợp bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế địa phương. Mục tiêu tăng diện tích trồng và sản lượng tinh dầu trong vòng 5 năm, do các tổ chức nông nghiệp và doanh nghiệp hợp tác thực hiện.

3. Ứng dụng nghiên cứu vào công nghiệp và y học: Khuyến khích nghiên cứu sâu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu các loài ưu thế để phát triển sản phẩm dược liệu, mỹ phẩm và thực phẩm chức năng. Thời gian nghiên cứu và phát triển sản phẩm khoảng 3-4 năm, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ sinh học đảm nhận.

4. Tăng cường công tác bảo tồn và quản lý tài nguyên: Xây dựng chính sách bảo vệ các loài thực vật có tinh dầu đặc hữu và quý hiếm, kiểm soát khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên. Thực hiện song song với các hoạt động phát triển kinh tế, do chính quyền địa phương phối hợp với các tổ chức bảo tồn thực hiện trong 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu sinh học và thực vật học: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về đa dạng loài, dạng thân và phân bố thực vật có tinh dầu, hỗ trợ nghiên cứu chuyên sâu về đa dạng sinh học và bảo tồn.

2. Chuyên gia phát triển nông nghiệp và công nghiệp tinh dầu: Thông tin về các loài thực vật có giá trị kinh tế cao giúp xây dựng mô hình trồng trọt, khai thác và chế biến tinh dầu hiệu quả.

3. Cơ quan quản lý tài nguyên và môi trường: Cơ sở khoa học để xây dựng chính sách bảo vệ tài nguyên thực vật, quản lý khai thác bền vững và phát triển kinh tế sinh thái.

4. Doanh nghiệp dược phẩm và mỹ phẩm thiên nhiên: Tài liệu tham khảo về nguồn nguyên liệu thực vật có tinh dầu đa dạng, tiềm năng phát triển sản phẩm mới dựa trên thành phần hóa học và công dụng sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao thực vật có tinh dầu lại quan trọng trong nghiên cứu sinh học?
   Thực vật có tinh dầu không chỉ đa dạng về loài mà còn có giá trị kinh tế và y học cao. Chúng cung cấp nguyên liệu cho dược phẩm, mỹ phẩm và thực phẩm, đồng thời góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái.

2. Phương pháp thu mẫu thực vật có tinh dầu được thực hiện như thế nào?
   Mẫu được thu theo tuyến nghiên cứu, mỗi cây lấy đầy đủ bộ phận (cành, lá, hoa, quả), mỗi cây thu 3 mẫu, bảo quản và xử lý kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác trong xác định loài và phân tích.

3. Kết quả nghiên cứu cho thấy họ thực vật nào đa dạng nhất?
   Họ Cúc (Asteraceae) là họ đa dạng nhất với 18 loài, tiếp theo là họ Cam (Rutaceae) với 13 loài và họ Bạc hà (Lamiaceae) cùng họ Long não (Lauraceae) mỗi họ có 12 loài.

4. Các loài thực vật có tinh dầu có giá trị sử dụng gì ngoài chiết xuất tinh dầu?
   Ngoài tinh dầu, nhiều loài còn được sử dụng làm thuốc (84,31%), làm cây ăn được (24,18%), cho gỗ (21,57%) và làm cảnh (5,23%), thể hiện tính đa dụng và tiềm năng kinh tế cao.

5. Yếu tố địa lý phân bố thực vật có tinh dầu tại khu vực nghiên cứu là gì?
   Phần lớn thuộc yếu tố nhiệt đới châu Á (64,71%), cùng với các loài cây trồng và đặc hữu Việt Nam chiếm tỷ lệ đáng kể, phản ánh đặc điểm sinh thái và nguồn gốc phân bố của hệ thực vật.

Kết luận

• Xác định được 153 loài thực vật có tinh dầu thuộc 106 chi, 36 họ, chủ yếu thuộc ngành Ngọc lan (Magnoliophyta).
• Đa dạng dạng thân phong phú với 5 nhóm chính, trong đó cây thân thảo chiếm ưu thế.
• Giá trị sử dụng đa dạng, đặc biệt nhóm cây làm thuốc chiếm trên 84%.
• Yếu tố địa lý chủ yếu là nhiệt đới châu Á, phù hợp với điều kiện sinh thái khu vực.
• Đề xuất mở rộng nghiên cứu, phát triển mô hình trồng và bảo tồn bền vững tài nguyên thực vật có tinh dầu.

Tiếp theo, cần triển khai các nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học và ứng dụng tinh dầu, đồng thời xây dựng chính sách quản lý và phát triển bền vững nguồn tài nguyên quý giá này. Đề nghị các nhà khoa học, cơ quan quản lý và doanh nghiệp liên quan phối hợp thực hiện để khai thác hiệu quả và bảo vệ đa dạng sinh học tại Thanh Hóa.