Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thị trấn Tam Đảo thuộc huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc, nằm ở độ cao trên 900 m so với mực nước biển, có khí hậu ôn hòa quanh năm và mang nhiều nét đặc trưng của vùng cận ôn đới. Về mặt quy hoạch, thị trấn được định hướng phát triển thành trung tâm du lịch nghỉ dưỡng với hệ thống hạ tầng gồm khách sạn, nhà hàng và resort. Quá trình đô thị hóa và phát triển du lịch này đã tác động trực tiếp đến thảm thực vật bản địa; đồng thời, nhiều loài cây cảnh ngoại lai được du nhập hoặc được người dân di thực từ rừng tự nhiên về trồng trong khuôn viên, vườn nhà và các tuyến đường. Điều này hình thành nên một hệ thực vật phong phú, trong đó các loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm (Magnoliopsida) chiếm số lượng lớn và thể hiện rõ tính đa dạng về nguồn gốc cũng như công dụng.

Mặc dù khu vực Vườn Quốc gia Tam Đảo đã có một số công trình khảo sát sinh học, nhưng tại phạm vi cụ thể của thị trấn Tam Đảo, chưa có công trình nào nghiên cứu nhằm hệ thống hóa đầy đủ thành phần các loài cây có mặt trên địa bàn để phục vụ giảng dạy và nghiên cứu thực địa. Thị trấn Tam Đảo là địa bàn thực tập thực tế thường niên của sinh viên ngành Sinh học và Sư phạm Sinh học, đặt ra nhu cầu cấp thiết về một tài liệu tra cứu nhanh ngoài thiên nhiên. Do đó, đề tài "Bước đầu nghiên cứu xây dựng tài liệu môn học 'Hệ thống học thực vật' với các loài cây thuộc lớp Hai lá mầm tại thị trấn Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc" được thực hiện.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể như sau:

  1. Xác định thành phần các loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm tại thị trấn Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc.
  2. Hệ thống hóa các loài ghi nhận được theo khung phân loại của giáo trình "Hệ thống học thực vật" do Nguyễn Nghĩa Thìn và Đặng Thị Sy (2004) biên soạn.
  3. Phân tích đa dạng thành phần taxon (số lượng phân lớp, bộ, họ, chi, loài), đa dạng về dạng thân trong không gian và đa dạng về giá trị sử dụng của các loài cây Hai lá mầm.
  4. Xây dựng phiếu thông tin chi tiết (tên khoa học, vị trí phân loại, đặc điểm mô tả, môi trường sống, công dụng) cho các loài tiêu biểu nhằm phục vụ sinh viên học tập, thực tập tra cứu ngoài thực địa.
  5. Đánh giá sơ bộ thực trạng phân bố, các yếu tố tác động và đề xuất biện pháp quản lý, sử dụng bền vững đa dạng thực vật tại địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Toàn bộ các loài thực vật bậc cao có mạch thuộc lớp Hai lá mầm (Magnoliopsida) hiện diện tại thị trấn Tam Đảo, bao gồm cả cây mọc tự nhiên, cây trồng làm cảnh, cây bóng mát và cây nông nghiệp/dược liệu.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ diện tích tự nhiên của thị trấn Tam Đảo (214,85 ha theo số liệu địa chính tại thời điểm khảo sát), trải rộng trên các tuyến đường, khu dân cư, sườn núi và các cảnh quan du lịch.
  • Phạm vi thời gian: Nghiên cứu thực hiện từ tháng 7/2015 đến tháng 6/2017, trong đó hoạt động thu mẫu thực địa chia làm 3 đợt (tháng 7/2015, tháng 8/2016 và tháng 1/2017), quá trình phân tích và định loại mẫu vật trong phòng thí nghiệm kéo dài từ tháng 1/2016 đến tháng 6/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng hệ thống phân loại thực vật học kinh điển có kết hợp quan điểm hiện đại để sắp xếp và xử lý dữ liệu:

  • Khung phân loại chính: Giáo trình "Hệ thống học thực vật" của Nguyễn Nghĩa Thìn và Đặng Thị Sy (2004). Theo hệ thống này, lớp Hai lá mầm (Magnoliopsida) được chia thành 8 phân lớp: Phân lớp Ngọc lan (Magnoliidae), Phân lớp Hoàng liên (Ranunculidae), Phân lớp Sau sau (Hamamelididae), Phân lớp Cẩm chướng (Caryophyllidae), Phân lớp Sổ (Dilleniidae), Phân lớp Hoa hồng (Rosidae), Phân lớp Bạc hà (Lamiidae) và Phân lớp Cúc (Asteridae).
  • Khung phân loại dạng thân: Áp dụng tài liệu "Thực hành phân loại thực vật" của Hoàng Thị Sản (2006), phân chia cây thành 4 dạng sống cơ bản: thân gỗ (chiều cao tự nhiên trên 6 m, nhiều yếu tố gỗ), thân bụi (hóa gỗ, phân cành sát gốc, cao dưới 6 m), thân thảo (thân yếu, vòng đời ngắn, ít hoặc không chứa lignin) và thân leo (thân bò lan trên mặt đất hoặc quấn, tựa, bám nhờ rễ móc hay tua cuốn).
  • Khung thuật ngữ hình thái học: Dựa trên giáo trình "Hình thái học thực vật" của Nguyễn Bá (2003, 2005) để phân tích cơ quan dinh dưỡng và cơ quan sinh sản (hoa, quả, hạt).

Phương pháp nghiên cứu thực địa và xử lý dữ liệu bao gồm:

  • Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập và tổng hợp các nguồn tư liệu bản đồ hành chính, bản đồ hiện trạng rừng, báo cáo kinh tế - xã hội thị trấn Tam Đảo và các công trình thực vật học đã công bố tại khu vực miền Bắc và Vườn Quốc gia Tam Đảo.
  • Phương pháp điều tra thực địa theo tuyến: Thực hiện theo quy trình hướng dẫn trong "Các phương pháp nghiên cứu thực vật" của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Nhóm nghiên cứu thiết lập các tuyến khảo sát đi qua tất cả các tuyến phố, đường mòn ven rừng và các khu dân cư tại thị trấn Tam Đảo. Dụng cụ gồm máy định vị GPS, máy ảnh kỹ thuật số, kéo cắt cành, túi nilon thu mẫu, cặp ép mẫu và cồn sát trùng. Mỗi cá thể đại diện được thu hái từ 3 đến 5 mẫu cành mang đầy đủ cơ quan sinh sản (hoa hoặc quả), ghi nhãn etiket với số hiệu sưu tập đồng nhất.
  • Phương pháp phân loại bằng so sánh hình thái: So sánh các đặc điểm hình thái cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản của mẫu tươi và mẫu khô với mô tả trong các tài liệu chuẩn như: "Cây cỏ Việt Nam" (Phạm Hoàng Hộ, 1999–2000), "Danh lục các loài thực vật Việt Nam" (Nguyễn Tiến Bân chủ biên, 2003, 2005), "Thực vật chí Việt Nam" (tập 3, 2007) và tài liệu đối chiếu quốc tế.
  • Phương pháp phỏng vấn người dân (PRA): Sử dụng phiếu điều tra in sẵn để phỏng vấn các đối tượng am hiểu thực vật bản địa (người dân địa phương có trồng hoa cây cảnh, người buôn bán dược liệu, cán bộ kiểm lâm và giáo viên) về tên địa phương, công dụng thực tế và tần suất xuất hiện của loài.
  • Phương pháp xử lý và làm tiêu bản: Mẫu vật được xử lý khô tại phòng 232 (Phòng thực hành Đa dạng sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội). Mẫu được ép xen kẽ giấy báo và các tấm nhôm lượn sóng để thông khí, sấy khô trong tủ sấy chuyên dụng hoặc phơi nắng định kỳ, sau đó gắn mẫu và lưu trữ tại Bộ môn Thực vật, Khoa Sinh học.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Tác giả tổng kết lịch sử nghiên cứu thực vật lớp Hai lá mầm trên thế giới và tại Việt Nam. Trên thế giới, quá trình nghiên cứu trải dài từ hệ thống của Caesalpino (thế kỷ XVI), John Ray (1686), Carl von Linné (1753), Antoine Laurent de Jussieu, Augustin Pyramus de Candolle (1813), Armen Takhtajan, Robert F. Thorne (1997) cho đến hệ thống phân loại học phân tử hiện đại APG (APG I năm 1998, APG II năm 2003, APG III năm 2009). Tại Việt Nam, nhiều công trình nền tảng đã phân chia lớp Hai lá mầm thành các phân lớp hoặc bộ, nổi bật như Võ Văn Chi (1978 - 7 phân lớp), Hoàng Thị Sản (2003), Nguyễn Bá (2004 - 30 bộ) và Nguyễn Nghĩa Thìn cùng Đặng Thị Sy (2004 - 8 phân lớp).

Về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội, thị trấn Tam Đảo được thành lập theo quyết định của Chính phủ vào ngày 01/01/2004, nằm ở tọa độ 21°26'42.4" vĩ Bắc, cách trung tâm thành phố Vĩnh Yên 24 km và cách trung tâm huyện 14,5 km. Tổng diện tích tự nhiên là 214,85 ha (trong đó đất rừng chiếm 155,66 ha; đất trồng cây lâu năm 4,3 ha; đất trồng cây hàng năm 9,06 ha; đất sản xuất kinh doanh 17,65 ha; thực tế mở rộng không gian quản lý khoảng hơn 300 ha). Dân số toàn thị trấn ghi nhận 719 nhân khẩu với 278 hộ thuộc 4 dân tộc: Kinh, Mường, Sán Dìu, Nùng, phân bổ tại 2 tổ dân phố. Các danh thắng và công trình nhân tạo tại đây bao gồm Thác Bạc (dòng nước bắt nguồn từ suối Mơ, suối Bạc, suối Tiên đổ xuống từ độ cao 30 m), Tháp truyền hình cao hơn 100 m trên đỉnh núi 1.200 m (với 1.394 bậc đá), Nhà thờ đá Tam Đảo xây dựng năm 1906 (tái thiết năm 1937 theo kiến trúc Gothic) và hệ thống hầm trú ẩn quân sự từ thập niên 1960. Tốc độ tăng trưởng kinh tế thị trấn đạt trung bình 17%/năm; kinh tế nông nghiệp mang tính bản địa nổi bật với cây su su (Sechium edule).

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả đối tượng khảo sát là các loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm. Lịch trình thu mẫu thực địa được bố trí qua 3 đợt: đợt 1 từ ngày 02/07/2015 đến 10/07/2015, đợt 2 từ ngày 18/08/2016 đến 20/08/2016 và đợt 3 từ ngày 26/01/2017 đến 28/01/2017. Giai đoạn nội nghiệp phân tích và giám định tên khoa học diễn ra liên tục từ tháng 01/2016 đến tháng 06/2017.

Nội dung nghiên cứu tập trung vào 4 nhóm việc: định danh và lập danh lục phân loại; thống kê mức độ đa dạng các bậc taxon; đánh giá các dạng sống, giá trị sử dụng và các loài quý hiếm; phân tích thực trạng quản lý và đề xuất định hướng xây dựng giáo trình thực tập. Phương pháp nghiên cứu kết hợp hài hòa giữa khảo sát thực địa bằng GPS theo tuyến, phỏng vấn PRA theo phiếu in sẵn, so sánh giải phẫu hình thái cơ quan sinh sản và kỹ thuật làm tiêu bản khô tại phòng thí nghiệm chuyên ngành.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Qua quá trình điều tra thực địa và giám định mẫu vật, nghiên cứu ghi nhận tại thị trấn Tam Đảo có 181 loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm, phân bố trong 148 chi và 63 họ. Cả 8 phân lớp theo hệ thống của Nguyễn Nghĩa Thìn và Đặng Thị Sy (2004) đều có đại diện xuất hiện.

Số liệu phân bố taxon giữa các phân lớp thể hiện tính chênh lệch rõ rệt:

Phân lớp Số họ Số chi Số loài
Phân lớp Ngọc lan (Magnoliidae) 6 9 10
Phân lớp Hoàng liên (Ranunculidae) 1 1 1
Phân lớp Sau sau (Hamamelididae) 2 2 2
Phân lớp Cẩm chướng (Caryophyllidae) 14 23 33
Phân lớp Sổ (Dilleniidae) 13 22 35
Phân lớp Hoa hồng (Rosidae) 16 35 47
Phân lớp Bạc hà (Lamiidae) 9 26 34
Phân lớp Cúc (Asteridae) 2 16 18
Tổng số 63 148 181

(Ghi chú: Tại các biểu đồ phân tích chi tiết trong văn bản, tác giả ghi nhận phân lớp Bạc hà có 10 họ, 27 chi, 35 loài; phân lớp Cúc có 1 họ, 17 chi, 19 loài; bảng trên tổng hợp theo các giá trị định danh đồng nhất trong phần thống kê thành phần loài).

Phân lớp Hoa hồng (Rosidae) phong phú nhất với 16 họ, 35 chi và 47 loài. Phân lớp Hoàng liên (Ranunculidae) nghèo nàn nhất, chỉ ghi nhận 1 họ (Ranunculaceae), 1 chi (Aconitum) và 1 loài duy nhất là củ ấu tàu (Aconitum fortunei Hemsl.). Xét ở bậc họ, họ Cúc (Asteraceae) chiếm vị trí dẫn đầu với 18 loài thuộc 16 chi; tiếp đến là họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 10 loài thuộc 6 chi; họ Hoa hồng (Rosaceae) và họ Cà (Solanaceae) đều có 8 loài. Nhiều họ chỉ có 1 loài duy nhất như Hamamelidaceae (cây sau sau - Liquidambar formosana), Ranunculaceae và Saururaceae (rau diếp cá - Houttuynia cordata).

Về dạng thân trong không gian:

  • Thân thảo: 83 loài (chiếm 45,86%)
  • Thân bụi: 56 loài (chiếm 30,94%)
  • Thân gỗ: 30 loài (chiếm 16,57%)
  • Thân leo: 12 loài (chiếm 6,63%)

Về nhóm giá trị sử dụng (một loài có thể có nhiều giá trị kết hợp):

  • Nhóm cây làm cảnh hoặc cho bóng mát: 97 loài
  • Nhóm cây làm thuốc: 81 loài
  • Nhóm cây làm thực phẩm, ăn quả, gia vị: 50 loài
  • Nhóm cây cho tinh dầu: 7 loài
  • Nhóm cây cho dầu béo: 2 loài

Về hiện trạng loài quý hiếm: Nghiên cứu ghi nhận trong phạm vi khảo sát tại các tuyến phố và khu dân cư thị trấn Tam Đảo, chưa phát hiện loài nào thuộc danh mục nguy cấp, quý hiếm cần ưu tiên bảo tồn nghiêm ngặt.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại những kết quả định lượng cụ thể:

  1. Đã lập danh lục hoàn chỉnh gồm 181 loài, 148 chi, 63 họ thuộc 8 phân lớp của lớp Hai lá mầm tại thị trấn Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Đây là danh lục chuyên biệt đầu tiên về lớp thực vật này tại khu vực trung tâm thị trấn du lịch Tam Đảo.
  2. Cung cấp dữ liệu thống kê cấu trúc phân loại học, chỉ rõ họ Cúc (Asteraceae) và họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) chiếm ưu thế lớn nhất; nhóm thân thảo chiếm ưu thế tuyệt đối về dạng sống (83 loài); nhóm cây phục vụ cảnh quan du lịch (97 loài) và dược liệu (81 loài) chiếm tỷ trọng chủ đạo.
  3. Đề xuất định hướng cấu trúc tài liệu môn học "Hệ thống học thực vật", cung cấp mô tả hình thái, vị trí phân loại và công dụng thực tế của các loài tiêu biểu, tạo công cụ trực quan phục vụ sinh viên đi thực tế môn học.
  4. Đóng góp khoa học của đề tài thể hiện ở việc bổ sung dữ liệu phân bố vi mô cho hệ thực vật tỉnh Vĩnh Phúc, giúp các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý phân biệt rõ thành phần loài tại vùng đô thị hóa du lịch so với hệ thực vật nguyên sinh trong vùng lõi Vườn Quốc gia Tam Đảo.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Phạm vi không gian thu mẫu chỉ tập trung dọc theo các trục đường giao thông, vườn nhà và khu dân cư của thị trấn Tam Đảo, chưa mở rộng vào các sinh cảnh rừng tự nhiên sâu hơn nên chưa bao quát được toàn diện các loài bản địa vùng cao.
  • Khóa luận chưa phát hiện các loài cây quý hiếm nằm trong Sách Đỏ, một phần do áp lực khai thác và hoạt động du lịch, xây dựng tại thị trấn diễn ra mạnh mẽ làm biến đổi nơi sống tự nhiên.
  • Có một vài điểm số liệu chưa hoàn toàn thống nhất giữa phần danh mục văn bản và các biểu đồ minh họa đối với phân lớp Lamiidae và Asteridae.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng phạm vi khảo sát sang các xã lân cận và các đai cao khác nhau của dãy núi Tam Đảo.
  • Bổ sung điều tra các loài thực vật thuộc lớp Một lá mầm (Liliopsida) để hoàn thiện bức tranh thực vật học có mạch tại khu vực.
  • Xây dựng khóa định loại hình thái chi tiết đến loài và xuất bản cẩm nang tra cứu thực địa có hình ảnh màu phục vụ trực tiếp cho công tác đào tạo đại học.

Giá trị tham khảo

Công trình là nguồn tư liệu hữu ích cho:

  • Giảng viên và sinh viên ngành Sư phạm Sinh học, Sinh học, Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên thiên nhiên khi tổ chức thực tập thực tế thiên nhiên tại Tam Đảo.
  • Người nghiên cứu thực hiện các khóa luận, luận văn liên quan đến phân loại thực vật học, đa dạng sinh học và tài nguyên cây thuốc tại vùng núi phía Bắc.
  • Cán bộ quản lý đô thị và môi trường tại thị trấn Tam Đảo trong việc lựa chọn các loài cây bản địa hoặc cây cảnh thích nghi tốt với khí hậu cận ôn đới để quy hoạch cảnh quan bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận ghi nhận được bao nhiêu loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm tại thị trấn Tam Đảo?
Nghiên cứu đã ghi nhận 181 loài thực vật Hai lá mầm, thuộc 148 chi và 63 họ, xuất hiện đầy đủ ở cả 8 phân lớp theo hệ thống phân loại học của Nguyễn Nghĩa Thìn và Đặng Thị Sy (2004).

2. Phân lớp và họ thực vật nào chiếm ưu thế lớn nhất về số lượng loài?
Phân lớp Hoa hồng (Rosidae) đa dạng nhất với 16 họ, 35 chi và 47 loài. Ở cấp độ họ, họ Cúc (Asteraceae) có số lượng loài nhiều nhất với 18 loài (thuộc 16 chi), tiếp theo là họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 10 loài (thuộc 6 chi).

3. Tỷ lệ phân bố các dạng thân của các loài cây khảo sát được xác định như thế nào?
Trong tổng số 181 loài, nhóm thân thảo chiếm số lượng cao nhất với 83 loài (45,86%), tiếp đến là thân bụi với 56 loài (30,94%), thân gỗ có 30 loài (16,57%) và thân leo có 12 loài (6,63%).

4. Nhóm giá trị sử dụng nào chiếm tỷ trọng cao nhất trong các loài Hai lá mầm tại đây?
Nhóm cây làm cảnh hoặc cho bóng mát chiếm số lượng lớn nhất với 97 loài, kế đến là nhóm cây làm thuốc với 81 loài, nhóm cây làm thực phẩm/gia vị có 50 loài, cây cho tinh dầu có 7 loài và cây cho dầu béo có 2 loài.

5. Nghiên cứu có tìm thấy loài thực vật quý hiếm, nguy cấp nào tại thị trấn Tam Đảo không?
Trong phạm vi khảo sát tại các tuyến phố, khu dân cư và sườn núi thị trấn Tam Đảo, tác giả xác nhận chưa phát hiện loài thực vật Hai lá mầm nào nằm trong danh mục loài nguy cấp, quý hiếm cần bảo tồn.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Tạ Thị Nhương đã hoàn thành việc điều tra, giám định và lập danh lục 181 loài thực vật thuộc lớp Hai lá mầm tại thị trấn Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc theo khung phân loại 8 phân lớp hiện đại. Dữ liệu nghiên cứu phản ánh rõ đặc trưng của một hệ thực vật vùng núi cao chịu tác động mạnh bởi hoạt động du lịch, trong đó dạng thân thảo và nhóm cây cảnh quan, cây thuốc chiếm ưu thế vượt trội. Đây là nguồn tài liệu thực tế có giá trị khoa học và sư phạm, đáp ứng trực tiếp nhu cầu tra cứu thực địa môn Hệ thống học thực vật cho sinh viên và hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên thực vật tại địa phương.