Chương I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu về thực vật ngành Thông trên thế giới. Thế giới thực vật thật phong phú và đa dạng với khoảng 250.000 loài thực vật bậc cao, trong đó thực vật hạt trần chỉ chiếm có trên 600 loài, một con số đáng khiêm tốn [16], [34]. Cây hạt trần là những loài cây có nguồn gốc cổ xưa nhất, khoảng trên 300 triệu năm.
Các vùng rừng cây hạt trần tự nhiên nổi tiếng thường được nhắc tới ở Châu Âu với các loài Vân sam (Picea), Thông (Pinus); Bắc Mỹ với các loài Thông (Pinus), Cù tùng (Sequoia, Sequoiadendron) và Thiết sam (Pseudotsuga); Đông Á như Trung Quốc và Nhật Bản với các loài Tùng bách (Cupressus, Juniperus) và Liễu sam (Cryptomeria). Các loài cây hạt trần đã đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế của một số nước như Thụy Điển, Na Uy, Phần Lan, New Zealand. Lịch sử lâu dài của Trung Quốc cũng đã ghi lại nguồn gốc các cây hạt trần cổ thụ hiện còn tồn tại đến ngày nay mà có thể dựa vào nó để đoán tuổi của chúng. Chẳng hạn trên núi Thái Sơn (Sơn Đông) có cây Tùng ngũ đại phu do Tần Thủy Hoàng phong tặng tên; cây Bách Hán tướng quân ở thư viện Tùng Dương (Hà Nam), cây Bạch quả đời Hán trên núi Thanh Thành (Tứ Xuyên); cây Bách nước liêu (còn gọi là Liêu bách) trong công viên Trung Sơn (Bắc Kinh).
Đồng thời, nhiều nơi khác trên thế giới cũng có một số cây cổ thụ nổi tiếng như cây Cù tùng (Sequoia) có tên ‘cụ già thế giới” ở California (Mỹ) đã trên 3000 năm tuổi, cây Tuyết tùng (Cedrus deodata) trên đảo Ryukyu (Nhật Bản) qua máy đo đã 7200 năm tuổi. Tại Li băng hiện còn một đám rừng gồm 400 cây Bách libăng (Cedrus) nổi tiếng từ thời tiền sử, trong đó có 13 cây cổ địa có hàng nghìn năm tuổi [37]. 6 Cây hạt trần là một trong những nhóm cây quan trọng nhất trên thế giới. Các khu rừng cây Hạt trần rộng lớn của Bắc bán cầu là nơi lọc khí Cacbon, giúp làm điều hòa khí hậu thế giới.
Rất nhiều dãy núi trên thế giới gồm rừng các loài cây hạt trần chiếm ưu thế đóng một vai trò quyết định đối với việc điều hòa nước cho các hệ thống sông ngòi chính. Những trận lụt lội khủng khiếp gần đây ở các vùng thấp như ở các nước Trung Quốc và Ấn Độ có quan hệ trực tiếp tới việc khai thác quá mức rừng cây hạt trần phòng hộ đầu nguồn. Rất nhiều loài thực vật, động vật và nấm phụ thuộc vào cây hạt trần để tồn tại, do đó không có cây hạt trần thì những loài này sẽ bị tuyệt chủng. Cây hạt trần cung cấp một phần chính gỗ cho xây dựng, ván ép, bột và các sản phẩm giấy của thế giới.
Nhiều loài còn cho gỗ quí với những công dụng đặc biệt như dùng đóng tàu hay làm đồ mỹ nghệ. Phần lớn cây hạt trần có gỗ dễ gia công, bền. Ở Chi Lê cây Fitzroya cupressoides là một loài cây hạt trần rừng ôn đới có chiều cao đạt tới trên 50 m và tuổi trên 3600 năm. Thân cây này được tìm thấy từ các đầm lầy nơi chúng đã bị chôn vùi từ trên 5000 năm trước nhưng gỗ vẫn có giá trị sử dụng tốt.
Loài cây được dùng trồng rừng nhiều nhất trên thế giới là Thông Pinus radiata, là nguyên liệu cơ bản cho công nghiệp rừng của châu Úc, Nam Mỹ và Nam Phi, với tổng diện tích lớn hơn cả diện tích Việt Nam. Tại sinh cảnh nguyên sản của cây ở California loài chỉ có ở 5 đám nhỏ còn sót lại và đang bị đe dọa nghiêm trọng. Cây hạt trần còn là nguồn cung cấp nhựa quan trọng trên toàn thế giới. Hạt của nhiều loài còn là nguồn thức ăn quan trọng cho dân địa phương ở các vùng xa như ở Chi Lê, Mexico, Úc và Trung Quốc.
Phần lớn các cây hạt trần có chứa các hoạt chất sinh hoá mà đang ngày càng được sử dụng làm thuốc chữa các căn bệnh thế kỷ như ung thư hay HIV. Cây Hạt trần còn có vai trò quan trọng trong các nền văn hoá cả ở phương Đông và phương Tây. Các dân tộc Xen-tơ và Bắc Âu ở châu Âu thờ cây Thông đỏ Taxus baccata như một biểu tượng của cuộc sống vĩnh hằng. Người Anh điêng ở 7 Pehuenche, Chilê tin rằng các cây đực và cây cái loài Bách tán (Araucaria araucana) mang các linh hồn tạo nên thế giới của họ [16],[34].
Hiện tại có trên 200 loài cây hạt trần được xếp là bị đe doạ tuyệt chủng ở mức toàn thế giới [34]. Rất nhiều loài khác bị đe doạ trong một phần phân bố tự nhiên của loài. Những đe dọa hay gặp nhất là việc khai thác quá mức lấy gỗ hay các sản phẩm khác, phá rừng làm bãi chăn thả gia súc, trồng trọt và làm nơi sinh sống cho con người cùng với sự gia tăng tần suất của các đám cháy rừng. Tầm quan trọng đối với thế giới của cây Hạt trần làm cho việc bảo tồn chúng trở nên có ý nghĩa đặc biệt.
Sự phức tạp trong các yếu tố đe doạ gặp phải đòi hỏi cần có một loạt các chiến lược được thực hành để bảo tồn và sử dụng bền vững các loài cây này. Bảo tồn tại chỗ thông qua các cơ chế như hình thành các Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiên nhiên là một giải pháp tốt, có hiệu quả đối với những khu vực lớn còn rừng nguyên sinh. Công tác bảo tồn đòi hỏi sự cộng tác của mọi người từ các ngành nghề và tổ chức khác nhau. Những nguời làm công tác này đều phụ thuộc vào việc định danh chính xác loài cây mục tiêu hay các sinh vật khác có liên quan và vào các thông tin cập nhật ở các mức độ địa phương, khu vực, quốc gia và quốc tế.
Tình hình nghiên cứu thực vật Ngành thông tại Việt Nam Nghiên cứu về phân bố: Số lượng các loài thực vật Ngành Thông bản địa của nước ta ước tính khoảng 30 loài và khoảng trên 20 loài được nhập vào nước ta để trồng thử nghiệm, trồng rừng diện rộng hoặc làm cây cảnh [34]. Mặc dù chỉ dưới 5% số loài cây hạt trần đã biết trên thế giới được tìm thấy ở Việt Nam nhưng cây Hạt trần Việt Nam lại chiếm đến 27% số các chi và 5 trong số 8 họ đã biết. Tất cả các loài cây Hạt trần ở Việt Nam đều có ý nghĩa lớn. Hai chi đơn loài Bách vàng (Xanthocyparis) và Thuỷ tùng (Glyptostrobus) cũng là các chi đặc hữu của Việt Nam.
Chi Bách vàng mới chỉ được phát hiện vào năm 1999 trong khi chi Thuỷ tùng chỉ còn ở 2 quần thể nhỏ với tổng số cây ít hơn 250 cây thuộc tỉnh Đắc 8 Lắc. Loài này là đại diện cuối cùng cho một dòng giống các loài cây cổ. Hoá thạch của những cây này đã được tìm thấy ở những nơi cách rất xa như ở nước Anh. Năm 2001 một quần thể nhỏ gồm hơn 100 cây của chi đơn loài Bách tán Đài Loan (Taiwania cryptomerioides) được tìm thấy ở tỉnh Lào Cai.
Trước đây chi này chỉ được biết có ở Đài Loan, Vân Nam và Đông Bắc Myanma. Những quần thể lớn loài Sa mộc dầu Cunninghamia konishii, một chi cổ khác chỉ gồm 2 loài, vừa được tìm thấy ở Nghệ An và các vùng phụ cận của Lào. Bốn trong số 6 loài Dẻ tùng (Amentotaxus) được biết (họ Thông đỏ- Taxaceae) đã thấy có ở Việt Nam. Hai loài trong số đó là cây đặc hữu (Dẻ tùng pô lan A.
poilanei và Dẻ tùng sọc nâu A. atuyenensis) và những quần thể chính của hai loài khác cũng nằm ở Việt Nam (Dẻ tùng sọc trắng A. argotaenia và Dẻ tùng vân nam A. Thậm chí những loài cây không phải là đặc hữu của Việt Nam nhưng vẫn có ý nghĩa lớn.
Thông ba lá (Pinus kesiya) gặp từ Đông Bắc Ấn Độ qua Philipin nhưng các xuất xứ ở Việt Nam lại cho thấy có năng suất cao nhất trong các khảo nghiệm ở châu Phi và châu Úc. Những thực tế này thể hiện tầm quan trọng của các loài cây Hạt trần Việt Nam đối với thế giới [16]. Ở Việt Nam, theo các nhà khoa học tầm quan trọng của cây hạt trần được xác định bởi tính ổn định tương đối về địa chất và khí hậu của Việt Nam trong vòng hàng triệu năm, kết hợp với địa mạo đa dạng hiện tại của đất nước và nhiều kiểu dạng sinh cảnh kèm theo. Nhìn chung, khí hậu trái đất đã trở nên khô và lạnh hơn, nhiều loài cây hạt trần vốn thích nghi với điều kiện ấm và ẩm bị tuyệt chủng.
Tuy vậy, một số loài đã di cư được đến các vùng thích hợp hơn như ở Tây Nam Trung Quốc và miền Bắc Việt Nam. Sa mộc (Cunninghamia), Bách tán đài loan (Taiwania) và Dẻ tùng (Amentotaxus) là những ví dụ của những chi trước đây có phân bố rất rộng trên thế giới. Phạm vi vĩ độ của Việt Nam (8o-24o) gồm các nơi từ gần xích đạo cho đến vùng cận nhiệt đới cùng với phạm vi độ cao của các hệ núi chính có nghĩa là các sinh cảnh thích hợp vẫn còn tồn tại và các loài như vậy 9 có khả năng sống sót. Các thay đổi khí hậu trên Bắc bán cầu có ảnh hưởng đến các nhóm cây Hạt trần rất khác nhau.
Một số bị tuyệt chủng hay phải di cư tới các vùng mà còn có khí hậu thích hợp, trong khi đó một số loài khác tiến hoá và đã có thể sống được ở những sinh cảnh đã thay đổi trong điều kiện khí hậu mới. Các loài Thông ở Việt Nam là ví dụ cho cả hai hình thức này. Loài Thông lá dẹt (Pinus krempfii) được coi là một loài cây cổ tàn dư còn lại mà không có loài nào có quan hệ gần gũi còn sống sót, trong khi đó Thông ba lá (P. kesiya) là loài mới tiến hóa gần đây.
Trong những điều kiện môi trường khắc nghiệt với tầng đất mỏng, nước thoát nhanh và các thời kỳ mùa khô tương đối dài đòi hỏi các cây Hạt trần có khả năng cạnh tranh được với các loài cây Hạt kín và hình thành thảm thực vật ưu thế. Khí hậu của vùng này thường là khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh và mùa hè nóng. Nhiều loài chỉ gặp ở vùng này như Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis), Thiết sam giả (Pseudotsuga sinensis), Hoàng đàn (Cupressus funebris) và Dẻ tùng sọc nâu (Amentotaxus hatuyensis). Các cây hạt trần khác như Thông Pà cò (Pinus kwangtungensis), Thông đỏ Trung quốc (Taxus chinensis) và Dẻ tùng sọc trắng (Amentotaxus argotaenia) còn thấy ở những đỉnh núi riêng biệt khác nằm xa khu vực núi đá vôi chính của Đông Bắc (ví dụ như ở Mộc Châu).
