ĐẶT VẤN ĐỀ Khu bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn - Kỳ Thượng được xem là một khu vực điển hình của hệ sinh thái rừng kín thường xanh núi thấp có diện tích rừng tự nhiên tập trung lớn nhất vùng Đông Bắc Việt Nam với nhiều loài thực vật, động vật rừng qúi hiếm. Tuy nhiên, sự đa dạng này đang bị đe dọa bởi một số tác động của con người như việc khai thác gỗ làm trụ mỏ, sử dụng các loại lâm sản một cách quá mức phục vụ nhu cầu đời sống hàng ngày của người dân; các tác động này đang làm thay đổi tính đa dạng sinh học của hệ thực vật rừng trong đó có thực vật cây gỗ. Thực tế cho thấy các loài xuất hiện trong Sách đỏ ngày càng nhiều, số lượng loài ngày càng giảm đặc biết là ngành Hạt trần. Trước tình hình này, công tác bảo tồn đa dạng các loài thực vật nói chung và ngành Hạt trần nói riêng đang được quan tâm và đẩy mạnh.
Cụ thể là hệ thống các khu bảo tồn thiên nhiên ngày càng được mở rộng như Vườn quốc gia, khu bảo vệ cảnh quan, khu dự trữ thiên nhiên, khu nghiên cứu khoa học. Trước tình hình thực tế đó khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn- Kỳ Thượng được thành lập theo quyết định số 1672/QĐ-UB ngày 22/5/2002 của UBND tỉnh Quảng Ninh với diện tích tự nhiên 17.792 ha, nằm trọn trong địa phận 5 xã Đồng Sơn, Kỳ Thượng, Đồng Lâm, Vũ Oai và xã Hoà Bình sát với đường dông núi cao ranh giới với huyện Ba Chẽ và thành phố Cẩm Phả cho nên khu bảo tồn cao ở phía Tây Bắc và thấp dần về phía Đông Nam. Khu bảo tồn nằm trong vùng núi đất, có nhiều đỉnh núi cao và có nhiều thung lũng nhỏ lại bị chia cắt nhiều bởi hệ thống các dông núi phụ và các suối nước, khá thuận lợi cho khai thác trái phép các loài lâm sản trong những năm qua nên rừng trong Khu Bảo tồn không đồng nhất, bị chia cắt thành nhiều mảng, nhiều kiểu, nhiều trạng thái khác nhau. Công tác điều tra nghiên cứu để đưa ra những dẫn liệu khoa học chính xác nhất về Khu hệ thực vật ngành Hạt trần phân bố tại LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 khu bảo tồn có vai trò quan trọng trong công tác bảo tồn ĐDSH.
Từ khi thành lập, khu bảo tồn đã có một số cuộc điều tra, đánh giá tài nguyên rừng, bước đầu cũng đã đánh giá được giá trị, tiềm năng và ý nghĩa của một khu bảo tồn, đó là đánh giá đa dạng sinh học về các loài thực vật Ngành Hạt trần, công dụng và mức độ nguy cấp của các loài để từ đó đưa ra các biện pháp bảo tồn thích hợp. Để góp phần đánh giá tính đa dạng thực vật ngành Hạt trần, làm cơ sở cho công tác bảo tồn và phát triển bền vững. Tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân bố các loài thực vật Hạt trần (Gymnospermae) tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Đồng Sơn- Kỳ Thƣợng, tỉnh Quảng Ninh”. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới Thực vật Hạt trần (Gymnospermae) là một nhóm thực vật có hạt mà hạt được chứa trên các cấu trức tương tự như hình nón (còn gọi là quả nón) chứ không phải bên trong quả như thực vật Hạt kín. Thực vật Hạt trần là những loài thực vật cổ nhiều mẫu hóa thạch có niên đại các bon đến 300 triệu năm. Các vùng rừng 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 thuộc ngành 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 ngành 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 3.000 năm tuổi, cây Tuyết tùng (Cedrus deodata) trên đảo Ryukyu (Nhật Bản) qua máy đo đã 7. 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 [16].
Một số tác giả còn nghiên cứu về cấu trúc gỗ của thực vật Hạt trần như nghiên cứu của Stephen G. Pallardy (2008) cho thấy: các yếu tố theo chiều dọc của LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 xylem bao gồm quản bào, trục nhu mô và các tế bào biểu mô. Các yếu tố theo chiều ngang bao gồm tia quản bào, tia tế bào nhu mô và biểu mô. Rải rác cũng có các ống dẫn nhựa mà chúng là các khoảng gian bào cho sự phát triển bề dày thượng tầng.
Ống dẫn nhựa là đặc trưng Hạt trần thường của loài Thông, Vân sam, Linh sam [19]. Từ các nghiên cứu trên cho thấy rằng, thực vật Hạt trần mà đặc biệt là cây lá kim bao gồm những cây cao nhất, lớn nhất và cổ xưa nhất trên thế giới, nhưng chiếm tỷ lệ rất hấp so với thực vật Hạt kín (trên 600 loài), trong khi đó thực vật Hạt kín có khoảng 170. Mặc dầu số loài không nhiều so với thực vật Hạt kín nhưng thực vật Hạt trần phân bố khá rộng và đóng vai trò quan trọng trong đời sống xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Các công trình nghiên cứu về thực vật Hạt trần nhìn chung còn khá khiêm tốn so với thực vật Hạt kín [18].
Khi nghiên cứu cơ chế thụ phấn, thụ tinh của cây lá kim Williams, C. (2009) cho thấy, bộ phận sinh sản cái chỉ có thể tiếp nhận hạt phấn khi các vảy nón tách rời nhau ra và sự tiếp nhận này thông qua giọt thụ phấn. Giọt thụ phấn có tác dụng bắt hạt phấn và cung cấp chất dịch cho sự hydrat hóa hạt phấn. Giọt thụ phấn là sự bài tiết được sản xuất ra noãn và được phô ra bên ngoài lỗ noãn [11].
Bất chấp thời gian dài hay ngắn thì tất cả chu kỳ sinh sản cái ở cây lá kim đều có một đặc điểm chung là giao tử cái phát triển sau khi thụ phấn. Quá trình phát triển này tiến hành thông qua 3 giai đoạn chính: giai đoạn nhân tự do, giai đoạn tế bào hóa và giai đoạn sinh trưởng của tế bào (Singh 1978; Konar và Moitra 1908; Friedman và Carmichael 1998) [18]. Theo Owens, John. N, (2006), quá trình sinh sản của cây lá kim được trải qua 4 giai đoạn là sự phát triển của giao tử đực, sự phát triển của giao tử cái, sự thụ phấn thụ tinh và sự phát triển nón, hạt.
Khi thụ tinh có hai nhân đực từ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 ống phấn chui vào túi noãn, một trong hai nhân ấy hợp với nhân của tế bào trứng tại thành hợp tử và phát triển thành phôi lưỡng bội, còn nhân đực thứ hai tiêu biến đi. Sau khi thụ tinh thì nón lớn lên về kích thước, trọng lượng, hàm lượng nước và tích trữ chất dinh dưỡng. Đến khi nón gần chín thì hàm lượng nước giảm đi, những chất dự trữ được chuyển từ nón vào hạt, lúc này nón hạt trở lên cứng và hóa gỗ [18]. Thực vật hạt trần là một trong những nhóm cây quan trọng nhất trên thế giới.
Các khu rừng cây ngành 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 ngành 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 ngành Hạt trần phòng hộ đầu nguồn. Rất nhiều loài thực vật, động vật và nấm phụ thuộc vào cây ngành Hạt trần để tồn tại, do đó không có cây ngành Hạt trần thì những loài này sẽ bị tuyệt chủng.
Ngành 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 thuộc ngành Hạt trần có gỗ dễ gia công, bền. Ở Chi Lê cây Fitzroya cupressoides là một loài cây ngành Hạt trần rừng ôn đới có chiều cao đạt tới trên 50m và tuổi trên 3.
Thân cây này được tìm thấy từ các đầm lầy nơi chúng đã bị chôn vùi từ trên 5.000 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 c, 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 thuộc ngành 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 cho dân địa phương ở các vùng xa như ở Chi Lê, Mexico, c và Trung Quốc. Phần lớn các cây thuộc ngành 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 thuộc ngành 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 Pehuenche, Chi Lê tin rằng các cây đực và cây cái loài Bách tán (Araucaria araucana) mang các linh hồn tạo nên thế giới của họ [15], [16].