Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Những nghiên cứu về thành phần loài, dạng sống và cấu trúc của thảm thực vật 1. Những nghiên cứu về thành phần loài 1. Trên thế giới Những nghiên cứu đa dạng sinh học và bảo tồn nguồn gen sinh vật trên thế giới được bắt đầu từ rất sớm bằng những công trình phân loại về thực vật và động vật.
Nhiều tổ chức quốc tế đã ra đời để hướng dẫn, giúp đỡ và tổ chức việc đánh giá, bảo tồn các loài thực vật. Trong lĩnh vực nghiên cứu về đa dạng của hệ thực vật và thảm thực vật đã có nhiều tác giả trên thế giới quan tâm và có các công trình công bố như: Nhà sinh vật người Anh, John Ray(1627 - 1705)đã công bố hai công trình nổi tiếng nhất về thực vật học là “Methodus Plantaum Novo” (Ray, 1682) và “Hisloria planlarum”(Ray, 1686 - 1704) với 3 tập.Ông đã mô tả 18000 loài thực vật, trong đó có nhiều loài nằm ở Châu Âu. Ông chia thực vật thành hai nhóm lớn: nhóm bất toàn (imperfecta) gồm nấm, rêu, dương xỉ, các thực vật thủy sinh và nhóm có hoa. Ray đã chia thực vật có hoa làm hai nhóm: thực vật hai lá mầm và thực vật một lá mầm.
Đồng thời hệ thồng Ray và Bauhin có thể coi là sự bắt đầu của hệ thống phân loại tự nhiên [41]. Hệ thống phân loại của nhà thực vật Thụy Điển, Carl Linnaeus (1707 - 1778) được coi là bất hủ của hệ thồng phân loại nhân tạo. Ông đã mô tả được 10000 loài xếp vào 1000 chi và 116 bộ trong tác phẩm “Species Plantarum” (1973) [41]. Năm 1789, nhà thực vật Antoine Laurent de Jussieu đã công bố “Genera Plantarum secundum ordines Naturaees disposita” trong đó 100 nhóm ông gọi là Bộ hiện nay vẫn được sử dụng và gọi là Họ.
Hệ thống của Jussieu hơn hẳn hệ thống Linnaeus [41]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 1883 August Wilhelm Eichler (1839 - 1887) đã chia thực vật thành: thực vật không hạt (Cryptogamae) bao gồm Nấm, Tảo, Rêu và khuyết thực vật, thực vật có hạt(Phanerogamae) gồm Hạt trần và Hạt kín, trong đó thực vật hạt kín lại được chia thành nhóm một lá mầm và hai lá mầm[41]. Sau đó có nhiều có nhiều coogn trình được công bố như Robert Thorne (1968, 1976), nhà thực vật người Nga Armen Takhtajan (1969, 1970, 1987, 1989, 1997), nhà thực vật người Mỹ Arthur Cronquist (1968). Mỗi tác giả đều giới thiệu tổng quan về hệ thống phân loại của họ [41].
Long Chun và cộng sự (1993), nghiên cứu về đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuang Bana tỉnh Vân Nam Trung Quốc đã nhận xét: khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài; bỏ hoá 19 năm thì có 60 họ, 134 chi và 167 loài [dẫn theo 45]. Những nghiên cứu của các tác giả trên thế giới trên đều tập trung nghiên cứu và đánh giá thành phần loài ở một vùng và khu vực cụ thể, phản ánh hệ thực vật đặc trung trong mối tương quan với điều kiện địa hình và khí hậu. Tuy vậy, số lượng các công trình nghiên cứu còn chưa nhiều, cần có những nghiên cứu cụ thể hơn rộng rãi hơn nhằm mục đích có thể đánh giá chính xác thành phần loài thực vật đặc trưng của một khu vực hoặc một quốc gia 1. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về đa dạng của hệ thực vật và thảm thực cũng được nhiều nhà nghiên cứu tiến hành từ khá sớm.Ngày nay việc nghiên cứu, tìm hiểu sự đa dạng của các kiểu thảm thực vật, các loài cây quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng đang rất được quan tâm.Việc nghiên cứu góp phần sâu hơn và công tác bảo tồn và phục hổicác nguồn cây quý.
Một số công trình có thể kể đến: Năm 1978,trong quyển “Thảm thực vật rừng Việt Nam” tác giả Thái Văn Trừng thống kê hệ thực vật rừng Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1850 chi, 289 họ [47]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 1980, Hoàng Chung trong công trình nghiên cứu đồng cỏ vùng núi Bắc Việt Nam đã thu được 233 loài thuộc 54 họ và 44 bộ [11]. Trong “Cây cỏ Việt Nam” (1991 - 1993), Phạm Hoàng Hộđã thống kê số loài hiện có của hệ thực vật là 12000 loài [21]. Năm 1991, tác giả Phan Nguyên Hồng lập danh mục cùng với một số chỉ tiêu khác (dạng sống, môi trường, khu phân bố) của 75 loài thuộc 2 nhóm loài cây ngập mặn điển hình và cây gia nhập vào rừng ngập mặn [22].
Khi nghiên cứu thành phần loài và dạng sống của sa van bụi vùng đồi trung du Bắc Thái, 2 tác giả Lê Ngọc Công và Hoàng Chung (1994) đã thồng kê 123 loài thuộc 47 họ khác nhau [15]. Năm 2000 khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng tự nhiên sau nương rẫy ở Sơn La tác giả Lê Đồng Tấn đã kết luận: mật độ cây giảm khi độ dốc tăng, mật độ cây giảm từ chân lên đỉnh đồi, mức độ thoái hoá đất ảnh hưởng đến mật độ, số lượng loài cây và tổ thành loài cây [39]. Khi nghiên cứu về thảm thực vật Vườn quốc gia Ba Vì năm 2005 Thái Văn Thụy và Nguyễn Phúc Nguyên phát hiện 11 kiểu quần xã thực vật khác nhau. Trong quần xã cây bụi thứ sinh thường xanh, lá rộng thành phần chủ yếu là cây gỗ dạng bụi cao từ 2 - 5m [44].
Năm 2010, khi nghiên cứu tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch trong 4 trạng thái rừng ở tỉnh Thái Nguyên tác giả Lê Ngọc Công đã công bố danh lục gồm 733 loài, 465 chi, 145 họ thuộc 5 ngành thực vật bậc cao có mạch. Tác giả cho biết có 71 loài thực vật có tên trong Sách đỏ Việt Nam (2007), IUCN (2001) và Nghị định 32/2006/NĐ-CP[14]. Tác giả Lê Đồng Tấn, Nguyễn Anh Hùng và Dương Thị Vân Anh (2010), khi nghiên cứu về hiện trạng thảm thực vật tại xã Phú Đình huyện Định Hóa, bước đầu đã ghi nhận 547 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 121 họ 372 chi 5 ngành[40]. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các nhà nghiên cứu trong nước cũng đã phân loại và phát hiện được loài mới qua phân loại thực vật theo từng khu vực nghiên cứu, qua đó nhận biết được mức độ đa dạng thành phần loài của khu vực nghiên cứu.
Những nghiên cứu về dạng sống Dạng sống của thực vật là sự biểu hiện về hình thái cấu trúc cơ thể thực vật thích nghi với điều kiện môi trường của nó, nên đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu từ rất sớm. Trên thế giới Bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo đã được lập ra lần đầu tiên là Cannon (1911), sau đó hàng loạt bảng đã được đưa ra.Với cây thảo, đặc điểm phần dưới đất đóng vai trò rất quan trọng trong phân chia dạng sống, nó biểu thị mức độ khắc nghiệt khác nhau của môi trường sống, là phần sống lâu năm của cây.Vì thế, sử dụng phần dưới đất để làm tiêu chuẩn phân chia dạng sống sẽ giúp cho ta đánh giá đúng hơn kiểu thảm, những đặc điểm đặc trưng của môi trường. Thí dụ: Thân rễ dài đặc trưng cho môi trường đất thuộc loại trung bình và tốt, đất khô cằn thì chủ yếu là nhóm mọc thành búi, cây một năm. Ngày nay, hệ thống phân loại dạng sống của Raunkiaer (1934)vẫn được khi phân tích bản chất sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là hệ thực vật của các vùng ôn đới.Raunkiaer đã chia 5 nhóm dạng sống cơ bản: 1.
Phanerophytes (Ph): nhóm cây có chồi trên mặt đất 2. Chamaetophytes (Ch): nhóm cây có chồi sát mặt đất 3. Hemicryptophytes (He): nhóm cây có chồi nửa ẩn 4. Cryptophytes (Cr): nhóm cây có chồi ẩn 5.
Therophytes (Th): nhóm cây sống 1 năm Ph Ch He Cr Th 46 9 26 6 13 và công thức phổ dạng sống là SN = 46 Ph + 9 Ch + 26 He + 6 Cr + 13 Th. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đây là cơ sở để so sánh các phổ dạng sống của các vùng khác nhau trên trái đất. Thường ở vùng nhiệt đới ẩm thì nhóm cây chồi trên - Ph chiếm khoảng 80%, Ch khoảng 20%, những nhóm khác hầu như không có. Trái lại, ở các vùng khô hạn thì nhóm Th và Cr lại có tỷ lệ khá cao còn Ph thì giảm xuống [12].
Hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo tính khoa học, dễ áp dụng. Phân chia dạng sống của Raunkiaer dựa trên những đặc điểm cơ bản của thực vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo, phương thức sống của thực vật, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên. Thuộc về những đặc điểm này có hình dạng ngoài của thực vật, đặc điểm qua đông, sinh sản. Vì lẽ đó, trong nghiên cứu của mình, tôi cũng chọn lựa cách phân chia dạng sống này của Raunkiaer.
Những tiêu chuẩn được sử dụng trong bảng phân loại của Golubép (1962): phần trên mặt đất: cấu tạo thân, hình dạng và kích thước của nó, hình thức tạo chồi; phần dưới đất: kiểu hệ rễ, kiểu thân rễ, và kích thước một số đặc điểm riêng biệt; Chu kì sống của cá thể [12]. Xêrêbriacốp (1962, 1964), đưa ra bảng phân loại dạng sống mang tính chất sinh thái học hơn của Raunkiaer. Trong bảng phân loại này, ngoài những dấu hiệu hình thái sinh thái, Xêrêbriacốp sử dụng cả những dấu hiệu như ra quả nhiều lần hay một lần trong cả đời của cá thể bao gồm: ngành, kiểu, lớp và lớp phụ.Trong bảng phân loại của ông không bao gồm những cây thuỷ sinh. Trong đó ông còn chia ra các đơn vị nhỏ hơn là nhóm, nhóm phụ, tổ và các dạng đặc thù[12].
Ở Việt Nam Ở Việt Nam có một số công trình nghiên cứu về dạng sống như: Khithống kê thành phần dạng sống cho loại hình đồng cỏ miền bắc Việt Nam năm 1980 Hoàng Chung đã đưa ra 18 kiểu dạng sống cơ bản và bảng phân loại kiểu đồng cỏ sa van, thảo nguyên [11]. Khi nghiên cứu hệ thực vật Lâm Sơn tỉnh Hoà Bình năm 1990 tác giả Lê Trần Chấn đã phân chia hệ thực vật thành 5 nhóm dạng sống chính theo phương pháp của Raunkiaer [10]. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khi nghiên cứu thực vật trong đồng cỏ vùng núi bắc Việt NamHoàng Chung đã phân chia 8 kiểu dạng sống chính là: kiểu cây gỗ, kiểu cây bụi, kiểu cây bụi thân bò, kiểu cây bụi nhỏ, kiểu cây bụi nhỏ bò, kiểu nửa bụi, kiều thực vật có khả năng tạo chồi mới từ rễ, kiểu cây thảo có hệ rễ cái sống lâu năm [12].