CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về họ Dầu Họ Dầu còn được gọi là Họ Hai cánh có danh pháp khoa học là Dipterocarpaceae gồm có 17 chi và khoảng 580-680 loài cây thân gỗ chủ yếu phân bố ở các rừng mưa nhiệt đới vùng đất thấp với quả hai cánh. Tên gọi khoa học của họ xuất phát từ chi điển hình là Dipterocarpus, có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp (di = hai, pteron = cánh và karpos = quả, nghĩa là quả có hai cánh). Các chi lớn nhất là Shorea (196-360 loài), Hopea (105 loài), Dipterocarpus (70 loài) và Vatica (60-65 loài). Nhiều loài chiếm ưu thế trong các cánh rừng nhiệt đới núi thấp (dưới 500m so với mặt nước biển), thông thường có thể cây cao tới 40– 70m, đôi khi trên 80m (Dryobalanops, Hopea và Shorea).
Chúng phân bố rộng khắp vùng nhiệt đới, từ miền bắc Nam Mỹ tới Châu Phi, Seychelles, Ấn Độ, Đông Dương và Malaysia, với sự đa dạng và phổ biến nhất ở miền tây Malaysia. Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa (2005) [4], Việt Nam có 42 loài cây Dầu thuộc 6 chi: Anisoptera (1 loài), Dipterocarpus (12 loài), Hopea (11 loài), Parashorea (2 loài), Shorea (8 loài) và Vatica (8 loài). Phần lớn những loài này được tìm thấy trong rừng nhiệt đới thường xanh và rừng khộp hỗn giao ở độ cao khoảng 500m. Các cây họ Dầu đóng vai trò quan trọng về sinh thái và kinh tế trong hệ sinh thái rừng núi thấp.
Gỗ thường được sử dụng để đóng tàu, thuyền. Nhựa cây được sử dụng cho việc sơn và làm đồ mỹ nghệ.2 Loài Dầu nước (Dipterocarpus alatus) Cây Dầu nước (Dipterocarpus alatus Roxb.Don) phân bố trong rừng nhiệt đới ẩm núi thấp ở Việt Nam, Lào, Campuchia và Thái Lan. Ở Việt Nam, loài này phân bố rộng từ Nam Trung Bộ đến Đông Nam Bộ và Phú Quốc. Dầu nước là cây gỗ lớn, chiều cao thông thường 30-35m, nhưng có khi đạt tới 40-45m, đường kính ngang ngực đạt tới 250cm.
Dầu nước thường chiếm tầng cao, ưu thế của rừng. Thân tròn đều, dáng thẳng đẹp. Gỗ màu nâu đỏ nhạt, thớ thô, bền. Cây trước tuổi trưởng thành có tán lá hình chóp nhưng khi trưởng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thành, cây có tán lá hình lọng.
Vỏ cây mỏng có màu xám trắng và nhẵn. Lá đơn mọc cách, lá hình bầu dục hoặc trái xoan, dài 10-20cm, rộng 5-15cm; đầu hơi nhọn; gốc lá hình nêm hay hình tròn. Phiến lá có màu xanh thẫm ở mặt trên, màu xanh nhạt và có lớp lông mịn phủ ở mặt dưới, gân bên 11-18 đôi. Lá kèm có lông màu vàng xám nhạt.
Quả gần hình cầu, có 5 cạnh nổi rõ, đường kính 1- 1,5cm. Quả có 5 cánh đài nhẵn; hai cánh to, cánh dài từ 10-14cm, rộng 1,5-2cm, xếp song song, có màu đỏ tươi khi quả non và chuyển thành màu vàng khi quả chín già; 3 cánh nhỏ có kích thước 1,2-1,4cm. Mỗi quả có 1 hạt. Mùa quả chín là tháng 3-4 hàng năm, thường tập trung vào cuối tháng 3 và đầu tháng 4.3 Một số khái niệm về quần thể thực vật và phân cắt nơi sống 1.1 Quần thể thực vật Quần thể được định nghĩa là tập hợp một nhóm cá thể của một loài trong một nơi sống cụ thể và như vậy, chúng độc lập với các quần thể khác nhau về quan hệ sinh sản.
Về mặt di truyền, quần thể liên quan ở mức độ cá thể, chúng được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, và cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như kích thước quần thể, sức sinh sản, khả năng sống sót, phương thức sinh sản, trao đổi và đột biến di truyền. Kích thước quần thể là kết quả của sự tương tác phức tạp liên quan đến các điều kiện môi trường sống và các đặc tính quần thể của loài. Kích thước quần thể đóng vai trò quan trọng liên quan đến phương thức sinh sản, di truyền và tiến hoá. Nguồn gốc tiến hoá thường liên quan đến cá thể lai (thế hệ tiếp theo) trong quần thể và loài.
Thụ phấn chéo từ cá thể của dòng này với cá thể của dòng khác có thể sản sinh những cá thể lai đa dạng. Cấu trúc di truyền của những cá thể này có nhiều cơ hội đóng góp vào tính đa dạng trong quần thể và duy trì khả năng thích nghi cao trong hoàn cảnh môi trường sống. Tác động của con người đến môi trường sống thường dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc quần thể và thiết lập những quần thể nhỏ, cô lập và cuối cùng làm suy giảm khả năng thích nghi của quần thể với môi trường sống của chúng. Ở những thế hệ được sản sinh bằng thụ phấn cận noãn sẽ dẫn đến 3 hậu quả nghiêm trọng: sự LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khác nhau về di truyền giữa các quần thể bị thu hẹp, mất tính đa dạng di truyền và tăng tần số gen đồng hợp tử trong các quần thể nhỏ.2 Nơi sống và phân cắt Nơi sống của mỗi loài được thiết lập trong quá trình hình thành loài.
Phân cắt xảy ra khi nơi sống bị chia nhỏ và cô lập với nhau bằng ma trận các cảnh quan khác nhau không giống ban đầu và không phù hợp cho sự tồn tại của loài. Như vậy, phân cắt tạo nên sự phá vỡ nơi sống. Tác nhân gây ra phân cắt bao gồm: mở rộng đất nông nghiệp, khai thác không hợp lý tài nguyên sinh vật, xây dựng khu dân cư, các công trình phát triển kinh tế và khai thác khoáng sản. Phân cắt đe dọa đến tính thống nhất sinh thái của một vùng rộng lớn đã được hình thành trong lịch sử phát triển loài và là một trong những nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng (Schonewald-Cox et al.
Suy giảm diện tích nơi sống sẽ ảnh hưởng đến kích thước quần thể và sự phân mảnh nơi sống còn sót lại sẽ ảnh hưởng đến sự phát tán loài. Hậu quả của quá trình phân cắt thường làm suy giảm chức năng hệ sinh thái và cuối cùng mất nơi sống. Các quần thể nhỏ và bị cô lập trong các mảnh nơi sống còn sót lại dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích nghi khi điều kiện môi trường sống của chúng bị thay đổi (Keller và Waller, 2002) [29]. Tất nhiên, hậu quả sẽ dẫn đến mất tính đa dạng di truyền ở cả hai mức độ quần thể và loài và cuối cùng nhiều loài bị đe doạ tuyệt chủng.
Các mảnh rừng tự nhiên còn sót lại hiện nay là hậu quả của sự phân cắt và thường bị giới hạn về kích thước và suy giảm về chất lượng. Các mảnh rừng này có thể chứa đựng những quần thể nhỏ và bị cô lập bởi khoảng cách lớn. Đây là bước đầu tiên của quá trình suy giảm nơi sống, dẫn đến mất chức năng của hệ sinh thái và cuối cùng là mất nơi sống. Quần thể nhỏ và cô lập thường dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích nghi khi môi trường sống bị thay đổi do cấu trúc hữu hiệu được thiết lập trong quá trình hình thành loài và quần thể bị phá vỡ.
Phân cắt nơi sống có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sinh sản của loài và được gây ra bởi những biến đổi bất lợi của môi trường, kích thước và cấu trúc di truyền quần thể. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Quần thể nhỏ và cô lập Kích thước quần thể là kết quả của mối quan hệ phức tạp các nhân tố khác nhau bao gồm lịch sử hình thành quần thể, điều kiện môi trường sống và đặc điểm sinh thái của mỗi loài. Kích thước quần thể phản ánh quá trình thụ phấn, cấu trúc di truyền và mức độ tiến hoá của loài, được ghi nhận lần đầu tiên bởi Wright vào năm 1931 và 1938. Phần lớn các loài đang bị đe doạ đều nhỏ về số cá thể trong mỗi quần thể và số quần thể, đều tồn tại trong những mảnh rừng nhỏ và cô lập (Ashton, 1987) [7].
Một trong những hậu quả của quần thể nhỏ và cô lập là xuất hiện mối quan hệ cận noãn giữa các cá thể trong quần thể (Lande, 1999) [33]. Ảnh hưởng này có thể làm mất tính đa dạng di truyền nếu tần số và cường độ quan hệ cận noãn cao. Cuối cùng là giảm khả năng thích nghi của quần thể trong điều kiện môi trường biến đổi và khả năng nhạy cảm đối với dịch bệnh (Hamilton, 1982) [22]. Barrett và Kohn (1991) [9] đã chỉ ra rằng với kích thước quần thể nhỏ (<100 cá thể), tần số alen có thể khác nhau đáng kể giữa các thế hệ với nhau.
Kết quả của quá trình này sẽ làm mất alen và tính đa hình tại mỗi lô cút liên quan đến áp lực môi trường. Byer và Meagher (1992) [12] cũng chỉ ra rằng quần thể quá nhỏ (<50 cá thể) không có khả năng duy trì các alen chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường.4 Bảo tồn và quản lý tài nguyên di truyền thực vật Công việc bảo tồn nguồn gen thực vật là duy trì tiềm năng tiến hoá và tính chống chịu của loài trong điều kiện môi trường sống bất lợi. Do vậy, đánh giá số lượng cá thể và các tham số đa dạng di truyền quần thể và loài được ghi nhận như là chìa khoá dẫn đến thành công trong lĩnh vực quản lý bền vững các loài đang bị đe doạ (Falk và Holsinger, 1991) [18]. Tiềm năng tiến hoá và khả năng phục hồi của mỗi loài phụ thuộc vào tính đa dạng di truyền ở cả mức độ quần thể và loài của loài đó.
Tư liệu về sinh thái và di truyền quần thể sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý xây dựng chiến lược bảo tồn và quản lý các loài bị đe doạ một cách bền vững và hiệu quả. Phần lớn công việc bảo tồn loài đều hướng trực tiếp vào duy trì nơi sống, cụ thể là quan tâm đến kích thước và LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tốc độ phát triển quần thể và loài. Tuy nhiên, để bảo tồn hữu hiệu bất kỳ loài nào các nhà quản lý cần phải đưa ra chiến lược duy trì tính đa dạng di truyền ở cả hai mức độ quần thể và loài. Kích thước quần thể đủ lớn sẽ phòng tránh tốt hơn quá trình xói mòn di truyền và duy trì lâu bền sự sống của loài trong môi trường sống của chúng.
Suy giảm tính đa dạng di truyền thông qua các áp lực về biến đổi bất lợi của môi trường liên quan đến cấu trúc quần thể và thụ phấn cận noãn trong quần thể nhỏ và biệt lập là những yếu tố chính gây nên tổn thương khả năng tồn tại lâu dài của quần thể và loài. Hai hình thức bảo tồn loài đang bị đe doạ là bảo tồn nguyên vị và bảo tồn chuyển vị.