Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 1.1 Các nghiên cứu ở ngoài nước 1.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học Đã có rất nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu về các đặc điểm sinh vật học và sinh thái học của các loài thực vật, có thể kể đến một số công trình nghiên cứu của một số nước trên thế giới như: Thực vật chí Hong Kong (1861), Thực vật chí Australia (1866), Thực vật chí rừng Tây Bắc và trung tâm Ấn Độ (1874), Thực vật chí Ấn Độ 7 tập (1872 – 1897), Thực vật chí Miến Điện (1877), Thực vật chí Malaysia (1892 – 1925), Thực vật chí Hải Nam (1972 – 1977), Thực vật chí Vân Nam (1977),….Ngoài ra còn có các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm về sinh thái học thực vật như “Thực nghiệm sinh thái học” của Stephen, D.Lacher (1965) [36] các tác giả đã chỉ rõ sự thích nghi của các loài với các điều kiện dinh dưỡng khoáng, ánh sáng, chế độ nhiệt, chế độ ẩm, nhịp điệu khí hậu, theo E. Odum (1979) [33] đã phân chia sinh thái học thực vật thành sinh thái học cá thể và sinh thái học quần thể. Sinh thái học cá thể nghiên cứu từng cá thể sinh vật hoặc từng loài. Ngoài ra mối quan hệ giữa yếu tố sinh thái, sinh trưởng có thể định hướng bằng các phương pháp toán học thường được mô phỏng, phản ánh các đặc điểm quy luật tương quan phức tạp trong tự nhiên.
Mỗi một loài thực vật đều có khả năng tái sinh vì khả năng tái sinh là một quá trình sinh học mang đặc thù của hệ sinh thái rừng. Đó là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi có hoàn cảnh rừng. Hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Việc điều tra cây tái sinh đã được 8 nhiều nhà nghiên cứu thực vật điều tra trong đó có phương pháp “điều tra chuẩn đoán” của Barnard (1955) theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh.
Tác giả Vansteenis (1956) [39] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt. Trên những sự điều tra các đặc điểm về tái sinh nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu về nguyên nhân và các tài liệu giải thích nguyên nhân tại sao tỷ lệ tái sinh rừng nhiệt đới lại khác nhau như : Richards P.W, 1965 [34], trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng đã làm ảnh hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm thì ảnh hưởng đó thường không rõ ràng. Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích và mật độ tái sinh thường khá lớn. Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng để có những biện pháp tác động phù hợp.
Từ đó cho thấy rằng khả năng tái sinh tự nhiên của các loài cây phụ thuộc nhiều vào hệ sinh thái rừng. Khi hệ sinh thái rừng mất đi cũng đồng nghĩa với việc khả năng tái sinh tự nhiên của một số loài cây sẽ giảm. Đối với các loài cây gỗ lớn lâu năm thì khả năng tái sinh này ngày một giảm. Sự ra đời của các công trình nghiên cứu này đã góp phần quan trọng và là tiền đề cho các công trình nghiên cứu về đặc điểm sinh học của các loài thực vật rừng.
Việc nghiên cứu này không những chỉ ra các đặc điểm về hình thái mà ở đó có những nghiên cứu quan trọng về hậu vận thông qua các đặc điểm về sự phát triển của hoa quả, nón hay các cơ quan sinh sản của các loài thực vật để từ đó tạo tiền đề cho các nghiên cứu về nhân giống của các loài thực vật phục vụ lợi ích cho phát triển trong ngành trồng rừng. Những nghiên cứu về sinh sản của cây lá kim, đáng kể nhất là của Winlliam(2009) và Owens (2006) đã xác định được cơ chế thụ phấn, thu tinh cũng như vòng đời sinh sản của cây lá kim. Việc nghiên cứu về phân loại và phân bố ngành thực vật hạt 9 trần đã có rất nhiều các nghiên cứu khác nhau của nhiều tác giả nghiên cứu trên thế giới như : Raymond (1975), Takhtajan (1978), Vidakovic (1991), FAO (1995), Lars Schmidt (2000), Eckenwlder (2009). Các nghiên cứu của nhiều tác giả đã góp phần tìm hiểu sâu thêm về ngành thực vật hạt trần về các loài khác nhau.
Từ các nghiên cứu trên đã tạo tiền đề cho các nhà khoa học sau này để về ngành thực vật hạt trần. Về những giá trị kinh tế, sinh thái và văn hóa của cây lá kim đã được báo cáo của FAO (1995) và Sara (2002) đã cho thấy chúng là thành phần quan trọng trong thành phần của rừng của nhiều nước trên thế giới. Trên thế giới có rất nhiều các nghiên cứu khác nhau về các loài thực vật khác nhau. Cây Sa mộc dầu cũng đã nghiên cứu tìm hiểu từ những năm 1826 và thuộc chi Cunninghamia sa mộc được Brown thành lập, khi đó chỉ có một loài chuẩn C.một tổ hợp tên loài mới do Hooker công bố năm 1803.
Năm 1908, Hayata công bố Cunninghamia konishii Hayata Sa mộc dầu mọc tự nhiên ở Đài Loan.2 Nghiên cứu về khả năng tái sinh Tại Đài Loan, Sa mộc dầu (Cunninghamia konnishii Hayata) cũng được coi là gỗ tốt nên bị khai thác trên qui mô lớn, kết quả là các quần thể hiện bị chia cắt, nằm rải rác không tập trung (Chung et al. Nguồn gen Sa mộc dầu tại Đài Loan đang được lưu giữ, bảo tồn trong ngân hàng hạt giống ( Tree Seed Bank) cùng với 152 loài thực vật khác ( Huang et al. Bên cạnh đó nguồn gen Sa mộc dầu còn được lưu tại một số Vườn thực vật ở Châu Âu, ví dụ ở vườn thực vật Bỉ (http://www. Tại Đài Loan, sau nhiều thập kỉ khai thác cạn kiệt, từ những năm 1950 chương trình trồng rừng qui mô lớn được thực hiện đã góp phần bảo tồn và phát triển nguồn gen loài này.
Tại đây Sa mộc dầu phân bố ở độ cao 1300-2800m. Sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ trung bình năm 17 - 220c, lượng mưa 2000-3500mm/năm.Trên các địa điểm phù hợp mỗi năm có thể tăng 1 mét chiều cao và 1cm đường kính. Từ những 10 năm 1990 chính phủ đã cho đóng cửa rừng đề nghiên cứu bảo tồn nguồn gen. Ngoài ra, hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về gỗ Sa mộc chứa tinh dầu, với thành phần ester 7,37%, alcol 2,39% (The Wealth of India voll.
1950, 398); cedrol (thành phần chính của tinh dầu) 60,5%, α-cedren, terpinyl acetat và terpinolen. Trong khi đó, tinh dầu cất từ lá lại chứa α-limonen (27,25%) và α, β-pinen. Việc nghiên cứu về nhân giống các loài cây lá kim được nhiều nước trên thế giới tập trung nghiên cứu, ứng dụng giâm hom nhằm phục vụ cho các chương trình trồng rừng dòng vô tính đã được tuyển chọn. Riêng hai nước Australia và Newzeland đã sản xuất hàng năm trên 10 triệu cây hom P.ridiata, Canada sản xuất hàng năm trên 3 triệu cây hom Vân sam đen (Picea mariana), Vân sam (Picea sitchensis) được 3 nước trên tạo ra gần 4 triệu cây hom mỗi năm.
Năm 1989, Nhật Bản sản xuất 31,4 triệu cây hom Liễu sam (Crytomeris japonica). Vân sam Na Uy (Picea abies) là loài cây lá kim cũng thu được những thành công trong việc nhân giống bằng hom với số lượng lớn phục vụ công tác trồng rừng dòng vô tính, nhất là ở châu Âu. Chỉ tính riêng một số cơ sở giâm hom chính của 11 nước mà hàng năm đã sản xuất gần 11 triệu cây hom. Trên 10 năm khảo nghiệm ở Mỹ, mới đưa vào sản xuất đại trà cây Thông Noel (P.
radiata) với các đặc tính tốt của cây trang trí, sinh trưởng nhanh, chịu lạnh, chịu hạn (dẫn theo Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2001) 1.2 Các nghiên cứu ở trong nước 1.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học Ở nước ta, nghiên cứu về đặc điểm sinh học các loài cây bản địa đã được thực hiện, có thể tổng hợp và liệt kê ra đây một số nghiên cứu có liên quan như sau: Theo tác giả Nguyễn Hoàng Nghĩa và CS (2006) [15] cho thấy ở Việt Nam có 55 loài cây lá kim và trong đó có 33 loài cây bản địa. Đã có rất 11 nhiều loài cây lá kim ở Việt Nam đang đứng trước nguy cơ bị đe dọa cao trong đó có 1 loài bị tuyệt chủng (EW) 1 loài, mức độ rất nguy cấp (CR) 2 loài, mức độ nguy cấp (EU) có 10 loài và cùng 12 loài ở mức nguy cấp cao (EU). Theo sách đỏ Việt Nam (2007) [20] hiện nay có 448 loài thực vật, trong đó có 111 họ bị đe dọa tuyệt chủng, trong đó ngành hạt trần có 27 loài 6 họ. Việt Nam cũng là một trong số nước trên thế giới có khá nhiều vườn quốc gia và khu bảo tồn.
Trong đó có 30 vườn quốc gia, 58 khu bảo tồn thiên nhiên và 40 khu bảo vệ sinh cảnh (theo thống kê năm 2008). Cũng theo thống kê từ 1995 đến nay ở Việt Nam, Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã tiến hành nhân giống nhiều loài cây lá kim khác nhau như: Bách xanh, Bách vàng, Pơ mu,… Trong đó có các nhà khoa học nghiên cứu như: Nguyễn Bá Chất (1996) [8] đã nghiên cứu đặc điểm lâm học và biện pháp gây trồng nuôi dưỡng cây Lát hoa. Ngoài những kết quả nghiên cứu về các đặc điểm phân bố, sinh thái, tái sinh,. tác giả cũng đã đưa ra một số biện pháp kỹ thuật gieo ươm cây con và trồng rừng đối với Lát hoa.
Trần Minh Tuấn (1997) [27] đã nghiên cứu một số đặc tính sinh vật học loài Phỉ ba mũi làm cơ sở cho việc bảo tồn và gây trồng tại Vườn quốc gia Ba Vì – Hà Nội. Ngoài những kết quả về các đặc điểm hình thái, tái sinh tự nhiên, sinh trưởng và phân bố của loài, tác giả còn đưa ra một số định hướng về kỹ thuật lâm sinh để tạo cây con từ hạt và trồng rừng đối với loài cây này. Vũ Văn Cần (1997) [10] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học của cây Chò đãi làm cơ sở cho công tác tạo giống trồng rừng ở Vườn quốc gia Cúc Phương. Ngoài những kết luận về các đặc điểm phân bố, hình thái, vật hậu, tái sinh tự nhiên, đặc điểm lâm phần có Chò đãi phân bố, tác giả cũng đã đưa ra những kỹ thuật tạo cây con từ hạt đối với loài cây Chò đãi.