Nghiên Cứu Tài Nguyên Thực Vật Có Tinh Dầu Tại Vườn Quốc Gia Bến En, Thanh Hóa

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài luận án

0.2. Mục tiêu của luận án

0.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Vài nét chung về tinh dầu và cây tinh dầu

1.1.1. Khái niệm cây tinh dầu

1.1.2. Tính chất và thành phần hóa học của tinh dầu

1.1.3. Trạng thái tự nhiên và phân bố

1.1.4. Giá trị sử dụng, tầm quan trọng của tinh dầu và nguyên liệu chứa tinh dầu

1.2. Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.1. Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu trên thế giới

1.2.2. Nghiên cứu về các loài thực vật chứa tinh dầu ở Việt Nam

1.2.3. Nghiên cứu cây tinh dầu ở Thanh Hóa và Vườn Quốc gia Bến En

1.2.4. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.4.1. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật trên thế giới. Họ Hồ tiêu (Piperaceae)

1.2.4.2. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của một số họ thực vật ở Việt Nam. Họ Hồ tiêu (Piperaceae)

1.2.5. Điều kiện tự nhiên ở Vườn Quốc gia Bến En

1.2.5.1. Vị trí địa lý

1.2.5.2. Địa chất và thổ nhưỡng

1.2.5.3. Hiện trạng đất rừng ở Vườn Quốc gia Bến En. Điều kiện xã hội

2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Thời gian nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp kế thừa tài liệu

2.2.2. Phương pháp điều tra thực địa. Phương pháp thu mẫu và định loại

2.2.3. Phương pháp đánh giá tính đa dạng của hệ thực vật

2.2.4. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu

2.2.4.1. Thu mẫu và chưng cất tinh dầu

2.2.4.2. Phương pháp định lượng tinh dầu

2.2.4.3. Phương pháp phân tích thành phần hoá học tinh dầu

2.2.5. Phương pháp điều tra, phỏng vấn. Phương pháp thử hoạt tính sinh học

2.2.6. Phương pháp xử lí số liệu

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đa dạng về nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, tỉnh Thanh Hóa

3.1.1. Đa dạng về bậc ngành

3.1.2. Đa dạng về bậc họ

3.1.3. Đa dạng về bậc chi

3.1.4. So sánh thành phần loài cây tinh dầu ở VQG Bến En với VQG Pù Mát và Việt Nam

3.1.5. Đa dạng về dạng thân

3.1.6. Đa dạng về giá trị sử dụng

3.1.7. Đa dạng về giá trị và bảo tồn

3.1.8. Một số đặc điểm của các loài thực vật ở VQG Bến En được phân tích thành phần hóa học tinh dầu. Họ Hồ tiêu (Piperaceae)

3.2. Hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của một số loài cây có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Bến En, Thanh Hóa

3.2.1. Xác định hàm lượng tinh dầu của một số loài thực vật có tinh dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa

3.2.2. Thành phần hóa học tinh dầu của một số loài thực vật ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa

3.3. Kết quả thử hoạt tính kháng muỗi và kháng vi sinh vật kiểm định của loài Gừng gió (Zingiber zerumbet (L.)

3.3.1. Thử hoạt tính kháng muỗi

3.3.2. Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

3.4. Đề xuất các giải pháp bảo tồn và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở VQG Bến En, tỉnh Thanh Hóa

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

0.4. Những đóng góp mới của luận án

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH LỤC CÁC LOÀI CÂY CÓ TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA BẾN EN, TỈNH THANH HÓA

PHỤ LỤC 2: DANH SÁCH CÁC THẦY THUỐC NAM ĐÃ ĐƯỢC PHỎNG VẤN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÍ, KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG CÂY TINH DẦU. HÌNH ẢNH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA VÀ MỘT SỐ LOÀI CÂY CÓ TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA BẾN EN, TỈNH THANH HÓA

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Tài Nguyên Thực Vật Tinh Dầu Bến En

Việt Nam, với vị trí địa lý và khí hậu nhiệt đới gió mùa, sở hữu sự đa dạng sinh học phong phú, đặc biệt là tài nguyên thực vật. Trong đó, nhóm thực vật tinh dầu đóng vai trò quan trọng. Theo thống kê, có khoảng 660 loài thực vật tinh dầu tại Việt Nam, thuộc 357 chi và 114 họ. Vườn quốc gia Bến En, Thanh Hóa, là một điểm nóng về đa dạng sinh học, với nhiều loài cây có giá trị kinh tế và y học. Tuy nhiên, nghiên cứu chuyên sâu về thực vật tinh dầu ở đây còn hạn chế. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào thành phần hóa học và khả năng kháng khuẩn của một số loài. Do đó, việc nghiên cứu, đánh giá nguồn tài nguyên thực vật tinh dầu Bến En là cần thiết, vừa có ý nghĩa khoa học, vừa có ý nghĩa thực tiễn. Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên quý giá này.

1.1. Giới thiệu chung về Vườn Quốc Gia Bến En

Vườn quốc gia Bến En nằm ở phía Tây Bắc huyện Như Thanh, Thanh Hóa, cách thành phố Thanh Hóa khoảng 46 km. Vườn có tổng diện tích tự nhiên là 16.634 ha, bao gồm nhiều kiểu địa hình đồi, núi, sông, hồ xen kẽ nhau. Trung tâm là hồ sông Mực với hệ thống các đảo nổi còn rừng bao phủ. Đỉnh núi cao nhất là Núi Đàm cao 497m. Địa hình hiểm trở, độ dốc lớn, bên trong là các dãy núi đá vôi có nhiều hang động và rừng bao phủ. Đa dạng sinh học thực vật Bến En đã được ghi nhận trong nhiều nghiên cứu trước đây.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu thực vật tinh dầu

Thực vật tinh dầu là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp như mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm. Các hợp chất tự nhiên từ tinh dầu có nhiều công dụng như kích thích thần kinh, sát trùng, kháng viêm. Nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của các loài cây giúp tìm ra những ứng dụng mới trong y học và công nghiệp. Việc bảo tồn và khai thác bền vững tài nguyên thực vật tinh dầu góp phần phát triển kinh tế địa phương và bảo vệ môi trường.

II. Thách Thức Bảo Tồn Tài Nguyên Thực Vật Tinh Dầu Thanh Hóa

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật tinh dầu Thanh Hóa, đặc biệt tại Vườn quốc gia Bến En, đang đối mặt với nhiều thách thức. Tình trạng khai thác quá mức, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, và biến đổi khí hậu đe dọa sự đa dạng sinh học và nguồn cung thực vật tinh dầu. Bên cạnh đó, thiếu hụt thông tin khoa học đầy đủ về phân bố, đặc điểm sinh thái, và giá trị sử dụng của các loài cây cũng gây khó khăn cho công tác quản lý và bảo tồn. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn để đánh giá hiện trạng, xác định các yếu tố tác động, và đề xuất các giải pháp bảo tồn hiệu quả, đảm bảo sự phát triển bền vững của tài nguyên thực vật tinh dầu tại khu vực này.

2.1. Các mối đe dọa đến đa dạng sinh học thực vật

Khai thác gỗ trái phép, mở rộng diện tích đất nông nghiệp, và săn bắt động vật hoang dã là những hoạt động gây suy giảm đa dạng sinh học thực vật Bến En. Biến đổi khí hậu, với các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán và lũ lụt, cũng ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và phát triển của các loài cây. Ô nhiễm môi trường do hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người cũng là một vấn đề đáng lo ngại.

2.2. Thiếu thông tin khoa học về thực vật tinh dầu

Nhiều loài thực vật tinh dầu tại Vườn quốc gia Bến En chưa được nghiên cứu đầy đủ về phân bố, đặc điểm sinh thái, thành phần hóa học, và giá trị sử dụng. Việc thiếu thông tin này gây khó khăn cho việc đánh giá tiềm năng kinh tế và xây dựng các kế hoạch bảo tồn hiệu quả. Cần có những nghiên cứu chuyên sâu hơn để thu thập dữ liệu và xây dựng cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên thực vật.

2.3. Khai thác không bền vững tài nguyên thực vật tinh dầu

Việc khai thác thực vật tinh dầu không bền vững, như khai thác quá mức hoặc khai thác các bộ phận của cây mà không đảm bảo tái sinh, có thể dẫn đến suy giảm số lượng và chất lượng của nguồn tài nguyên. Cần có các quy định chặt chẽ về khai thác và sử dụng thực vật tinh dầu, đồng thời khuyến khích các phương pháp khai thác bền vững, đảm bảo sự tái sinh và phát triển của các loài cây.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đa Dạng Thực Vật Tinh Dầu Bến En

Nghiên cứu về tài nguyên thực vật tinh dầu tại Vườn quốc gia Bến En sử dụng kết hợp nhiều phương pháp khác nhau để đảm bảo tính toàn diện và chính xác. Các phương pháp bao gồm kế thừa tài liệu, điều tra thực địa, thu mẫu và định loại, đánh giá tính đa dạng, nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu, thử hoạt tính sinh học, và xử lý số liệu. Phương pháp điều tra thực địa giúp xác định phân bố và đặc điểm sinh thái của các loài cây. Phương pháp thu mẫu và định loại đảm bảo xác định chính xác tên khoa học của các loài. Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu giúp xác định các hợp chất có giá trị. Phương pháp thử hoạt tính sinh học giúp đánh giá tiềm năng ứng dụng của tinh dầu.

3.1. Điều tra thực địa và thu thập mẫu vật thực vật

Điều tra thực địa được thực hiện tại các khu vực khác nhau của Vườn quốc gia Bến En để xác định sự phân bố của các loài thực vật tinh dầu. Các mẫu vật được thu thập, ghi chép thông tin chi tiết về đặc điểm hình thái, sinh thái, và vị trí địa lý. Các mẫu vật sau đó được định loại tại phòng thí nghiệm để xác định tên khoa học chính xác.

3.2. Phân tích thành phần hóa học tinh dầu bằng GC MS

Các mẫu tinh dầu được chiết xuất từ các bộ phận khác nhau của cây (lá, thân, rễ, vỏ, quả) bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. Thành phần hóa học của tinh dầu được phân tích bằng sắc ký khí khối phổ (GC-MS) để xác định các hợp chất có trong tinh dầu và hàm lượng của chúng.

3.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của tinh dầu thực vật

Hoạt tính sinh học của tinh dầu, bao gồm hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, và kháng côn trùng, được đánh giá bằng các phương pháp thử nghiệm in vitro. Kết quả thử nghiệm giúp xác định tiềm năng ứng dụng của tinh dầu trong y học, nông nghiệp, và công nghiệp.

IV. Đa Dạng Tài Nguyên Thực Vật Tinh Dầu Vườn Quốc Gia Bến En

Kết quả nghiên cứu cho thấy Vườn quốc gia Bến En sở hữu sự đa dạng phong phú về tài nguyên thực vật tinh dầu. Đã xác định được nhiều loài cây thuộc các họ khác nhau, với nhiều dạng thân và giá trị sử dụng khác nhau. So sánh với các khu vực khác, Vườn quốc gia Bến En có sự khác biệt về thành phần loài, phản ánh đặc điểm sinh thái riêng của khu vực. Nhiều loài cây có giá trị kinh tế và y học, được sử dụng trong sản xuất tinh dầu, làm thuốc, và gia vị. Tuy nhiên, cũng có một số loài đang bị đe dọa, cần được bảo tồn.

4.1. Phân bố thực vật tinh dầu theo họ và chi

Nghiên cứu đã xác định được các họ và chi thực vật tinh dầu đa dạng nhất tại Vườn quốc gia Bến En. Các họ thường gặp bao gồm Long não (Lauraceae), Hồ tiêu (Piperaceae), Cam (Rutaceae), Gừng (Zingiberaceae), và Cúc (Asteraceae). Các chi đa dạng bao gồm Cinnamomum, Piper, và Alpinia.

4.2. Giá trị sử dụng của các loài thực vật tinh dầu

Các loài thực vật tinh dầu tại Vườn quốc gia Bến En có nhiều giá trị sử dụng khác nhau. Một số loài được sử dụng để chiết xuất tinh dầu cho công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm. Một số loài được sử dụng làm thuốc trong y học cổ truyền. Một số loài được sử dụng làm gia vị trong ẩm thực.

4.3. Các loài thực vật tinh dầu quý hiếm cần bảo tồn

Nghiên cứu đã xác định được một số loài thực vật tinh dầu quý hiếm đang bị đe dọa tại Vườn quốc gia Bến En. Các loài này cần được ưu tiên bảo tồn thông qua các biện pháp như bảo vệ môi trường sống, kiểm soát khai thác, và nhân giống.

V. Thành Phần Hóa Học Tinh Dầu Của Một Số Loài Thực Vật Bến En

Phân tích thành phần hóa học tinh dầu của một số loài thực vật tại Vườn quốc gia Bến En đã xác định được nhiều hợp chất có giá trị. Các hợp chất này có thể có hoạt tính sinh học, như kháng khuẩn, kháng viêm, và chống oxy hóa. Thành phần hóa học tinh dầu khác nhau giữa các loài và giữa các bộ phận của cùng một loài. Kết quả phân tích cung cấp thông tin quan trọng cho việc khai thác và sử dụng tinh dầu một cách hiệu quả.

5.1. Thành phần hóa học tinh dầu họ Long Não Lauraceae

Các loài thuộc họ Long não (Lauraceae) như Quế (Cinnamomum) và Re (Litsea) chứa tinh dầu giàu các hợp chất như cineole, linalool, và eugenol. Các hợp chất này có hoạt tính kháng khuẩn và kháng viêm.

5.2. Thành phần hóa học tinh dầu họ Hồ Tiêu Piperaceae

Các loài thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae) như Tiêu (Piper) chứa tinh dầu giàu các hợp chất như piperine và chavicine. Các hợp chất này có hoạt tính kháng côn trùng và kích thích tiêu hóa.

5.3. Thành phần hóa học tinh dầu họ Gừng Zingiberaceae

Các loài thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) như Gừng (Zingiber) và Riềng (Alpinia) chứa tinh dầu giàu các hợp chất như zingiberene và galangal. Các hợp chất này có hoạt tính kháng viêm và chống oxy hóa.

VI. Giải Pháp Bảo Tồn và Khai Thác Hợp Lý Thực Vật Tinh Dầu

Để bảo tồn và khai thác bền vững tài nguyên thực vật tinh dầu tại Vườn quốc gia Bến En, cần có các giải pháp đồng bộ. Các giải pháp bao gồm tăng cường quản lý và bảo vệ rừng, kiểm soát khai thác, khuyến khích trồng thực vật tinh dầu, nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ tinh dầu, và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của tài nguyên thực vật.

6.1. Tăng cường quản lý và bảo vệ rừng Bến En

Tăng cường tuần tra, kiểm soát để ngăn chặn khai thác gỗ trái phép và các hoạt động phá rừng khác. Phục hồi rừng bị suy thoái bằng cách trồng lại các loài cây bản địa, đặc biệt là các loài thực vật tinh dầu.

6.2. Phát triển du lịch sinh thái gắn với thực vật tinh dầu

Phát triển các tour du lịch sinh thái khám phá tài nguyên thực vật tinh dầu tại Vườn quốc gia Bến En. Tạo ra các sản phẩm du lịch độc đáo từ tinh dầu và các sản phẩm từ thực vật khác.

6.3. Nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo tồn thực vật

Tổ chức các chương trình giáo dục và truyền thông để nâng cao nhận thức của cộng đồng về giá trị của tài nguyên thực vật và tầm quan trọng của việc bảo tồn. Khuyến khích cộng đồng tham gia vào các hoạt động bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật.