Tài liệu Nghiên cứu đa dạng thực vật ngập mặn, bán ngập mặn tại vịnh hạ long, tỉnh quảng ninh và xác định hoạt tính sinh học của loài mù u (calophyllum inophyllum) thu thập trên đảo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------- ĐẠI Nguyễn HỌC QUỐC HÀ NỘI ThịGIA Huyền TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------Nguyễn Thị Huyền NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG THỰC VẬT NGẬP MẶN, BÁN NGẬP MẶN TẠI VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI MÙ U (Calophyllum inophyllum) THU THẬP TRÊN ĐẢO NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG THỰC VẬT NGẬP MẶN, BÁN NGẬP MẶN TẠI VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ XÁC ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI MÙ U (Calophyllum inophyllum) THU THẬP TRÊN ĐẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2018 Hà Nội - 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------- Nguyễn Thị Huyền NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG THỰC VẬT NGẬP MẶN, BÁN NGẬP MẶN TẠI VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI MÙ U (Calophyllum inophyllum) THU THẬP TRÊN ĐẢO Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 60420111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Thế Cường PGS. TS. Nguyễn Trung Thành Hà Nội - 2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thế Cường, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Em đã nhận được sự hướng dẫn, đóng góp quý giá và chỉ bảo tận tình của PGS. TS Nguyễn Trung Thành trong suốt thời gian em học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Thạc sĩ. Em xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc với sự giúp đỡ và dìu dắt của thầy. Em cũng xin trân trọng cảm ơn sự dìu dắt nhiệt tình, tận tụy của các thầy, cô trong Khoa Sinh học và nhất là các thầy, cô thuộc Bộ môn Thực vật học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đã giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt thời gian em học tập và nghiên cứu tại bộ môn và khoa. Cũng qua đây, em xin chân thành cảm ơn các cán bộ thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hóa Sinh biển, Phòng tiêu bản thực vật là những người đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong quá trình thực hiện luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn Đề tài Điều tra cơ bản cấp Viện Hàn lâm KHCNVN (mã số: VAST.ĐTCB 01/16-17) đã tài trợ kinh phí thực hiện phần nghiên cứu hợp chất hóa học của cây Mù U. Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã ở bên cạnh em trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày tháng Học viên Nguyễn Thị Huyền năm 201 BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT CÓ TRONG LUẬN VĂN CCVN HN Cây cỏ Việt Nam Herbarium Instiule of Ecology Biologycal Resources, Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi, Vietnam. (Phòng tiêu bản thực vật, Viện Sinh Thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). HNU Herbarium, Hanoi National University, Hanoi, Vietnam. (Phòng tiêu bản thực vật, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội). 1 H NMR, C NMR, Các phổ cộng hưởng từ nhân 13 HSQC, HMBC IL – 6 Cytokine TĐCT Từ điển cây thuốc MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT CÓ TRONG LUẬN VĂN MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….1 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................... 3 1.1. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng hệ thực vật trên thế giới ............................. 3 1.2. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng hệ thực vật Việt Nam ................................ 4 1.3. Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật ở Việt Nam ....................................... 7 1.4. Tổng quan về Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh .............................................. 13 1.4.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................ 13 1.4.2. Điều kiện kinh tế xã hội ................................................................................... 14 1.4.3. Sơ lược về tình hình nghiên cứu hệ thực vật ở Vịnh Hạ Long .................... 19 1.5. Tổng quan về nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học có trong các cây ngập mặn và bán ngập mặn trên thế giới ................................................................... 20 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 25 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 25 2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 25 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 26 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu ngoại nghiệp......................................................... 26 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu nội nghiệp phần Sinh học ................................... 26 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm phần Hóa học ............. 26 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................................... 31 3.1. Tính đa dạng các trạng thái thảm thực vật ngập mặn và bán ngập mặn tại Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh ........................................................................................ 31 3.1.1. Những đặc trưng cơ bản của khu hệ thực vật trên các hòn đảo ở Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh ........................................................................................... 31 3.1.2. Hiện trạng phân bố của thảm thực vật ngập mặn Vịnh Hạ Long ............. 38 3.1..3. Các quần xã thảm thực vật ngập mặn ......................................................... 39 3.1.4. Điều kiện tự nhiên và xã hội ảnh hưởng bất lợi đến môi trường sống của thực vật ngập mặn và bán ngập mặn tại Vịnh Hạ Long ..................................... 40 3.2. Tính đa dạng các loài thực vật ngập mặn và bán ngập mặn tại Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh ........................................................................................................ 43 3.3. Vai trò của các quần thể thảm thực vật ngập mặn tại Vịnh Hạ Long ............... 53 3.4. Xử lí, phân lập và xác định công thức hóa học của các chất có hoạt tính sinh học trong cây Mù U (Calophyllum inophyllum) ............................................................ 54 3.4.1. Đặc điểm hình thái và sinh thái cây Mù U (Calophyllum inophyllum) ..... 54 3.4.2. Xử lí mẫu tạo dịch chiết tổng cây Mù U (Calophyllum inophyllum) trong phòng thí nghiệm ..................................................................................................... 55 3.4.3. Xác định công thức hóa học của các chất đã phân lập từ cây Mù U (Calophyllum inophyllum)...................................................................................... 58 3.4.4. Thử hoạt tính chống viêm của các chất đã phân lập từ cây Mù U (Calophyllum inophyllum)...................................................................................... 70 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 74 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Việt Nam là quốc gia có hệ thực vật rất phong phú và đa dạng, là một trong những trung tâm đa dạng sinh vật có tính đa dạng sinh học cao trên thế giới. Cùng với những công trình mang tính chất chung về đa dạng thực vật các vùng lãnh thổ của cả nước, còn rất nhiều công trình về kết quả nghiên cứu đa dạng thực vật của mỗi khu vực và các Khu bảo tồn (Vườn quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên,...) được nghiên cứu hoặc công bố. Có thể kể đến như đa dạng thực vật các Vườn quốc gia Cúc Phương (Ninh Bình), Hoàng Liên (Lào Cai), Cát Bà (Hải Phòng), Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Pù Mát (Nghệ An), Phong Nha – Kẻ Bàng (Quảng Bình), Bạch Mã (Thừa Thiên-Huế), Côn Đảo (Bà Rịa – Vũng Tàu), Cát Tiên (Đồng Nai), Phú Quốc (Kiên Giang)... Vịnh Hạ Long thuộc tỉnh Quảng Ninh là một vịnh nhỏ, bộ phận của vịnh Bắc Bộ, phía Đông Bắc giáp vịnh Bái Tử Long (tỉnh Quảng Ninh); phía Tây Nam giáp quần đảo Cát Bà (Thành phố Hải Phòng); phía Tây và Tây Bắc giáp đất liền; phía Đông Nam và phía Nam hướng ra vịnh Bắc Bộ. Vịnh Hạ Long giới hạn trong diện tích khoảng 1.553 km² với 1.969 hòn đảo lớn nhỏ.Vịnh Hạ Long có khí hậu nhiệt đới gió mùa: nóng ẩm vào mùa hè, mát và khô vào mùa đông; lượng mưa trung bình hằng năm lên tới 1680 mm. Với vị trí địa lý, đặc điểm khí hậu và địa hình khá đặc biệt, tạo cho Hạ Long có hệ thực vật khá phong phú và khác biệt. Trong đó có rừng ngập mặn là một trong những hệ sinh thái đặc sắc ở vùng ven biển. Rừng ngập mặn là nơi quần tụ của vô số loài sinh vật, chứa đựng một số loài cây quý hiến có giá trị và là nơi bảo tồn các nguồn gen chịu đất ngập nước mặn vùng nhiệt đới gió mùa. Tuy nhiên cho đến nay, vẫn chưa có một đánh giá mang tính hệ thống về đa dạng sinh học nói chung, đa dạng các loài thực vật bậc cao trên các đảo thuộc Vịnh Hạ Long nói riêng, đặc biệt về thảm thực vật ngập mặn và bán ngập mặn. Bên cạnh đó, khoảng vài thập niên trở lại đây, việc tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học như oxi hóa, kháng viêm, gây độc tế bào từ thực vật trong đó có thực vật ngập mặn là một trong số những hướng đi mới. Trong số những thực vật ngập mặn, cây Mù u (Calophyllum inophyllum) đã được khai thác như một loài có chứa các chất có hoạt tính sinh học. Một hợp chất là calocoumarin-A phân lập từ rễ cây Mù u (Calophyllum inophyllum) được báo cáo trên tạp chí Cancer Letter (một tạp 1 chí chuyên về nghiên cứu ung thư) với khả năng ức chế virus Epstein-Barr (EBV) mà không có biểu hiện gây độc nào. Ngoài ra, nó còn ức chế mạnh các khối u trên chuột và được báo cáo là một chất dẫn đường tiềm năng trong lĩnh vực nghiên cứu tìm kiếm các loại thuốc chống ung thư. Tại Việt Nam, đã có những nghiên cứu về các hợp chất có hoạt tính sinh học của các cây ngập mặn như Trang (Kandelia candel) , Đước vòi (Rhizophora stylosa), ... nhưng chưa có báo cáo nào về thử hoạt tính sinh học của các chất thuộc cây Mù U (Calophyllum inophyllum). Từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài Nghiên cứu đa dạng thực vật ngập mặn, bán ngập mặn tại Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh và xác định hoạt tính sinh học của loài Mù U (Calophyllum inophyllum) thu thập trên đảo. 2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng hệ thực vật trên thế giới Đa dạng sinh học và bảo tồn đã trở thành một chiến lược, chương trình hành động quan trọng trên toàn thế giới. Nhiều tổ chức quốc tế lớn đã ra đời để hướng dẫn, giúp đỡ và tổ chức thực hiện việc kiểm kê, đánh giá, bảo tồn và phát triển đa dạng sinh vật trên phạm vi các quốc gia, khu vực, châu lục và toàn cầu. Đó là Hiệp hội quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), Quỹ quốc tế về bảo vệ thiên nhiên (WWF), Viện Tài nguyên Di truyền quốc tế (IPGRI),... Để tránh sự phá huỷ tài nguyên và duy trì sự sống một cách bền vững trên trái đất, Hội nghị thượng đỉnh bàn về môi trường và đa dạng sinh vật đã được tổ chức tại Rio de Janeiro (Brazil) tháng 6/1992. Tại Hội nghị này, 150 quốc gia đã ký vào Công ước về Đa dạng sinh vật và bảo vệ chúng. Từ đó nhiều cuộc Hội thảo được tổ chức và nhiều cuốn sách chỉ dẫn ra đời. Quỹ bảo vệ thiên nhiên thế giới (WWF) xuất bản sách về tầm quan trọng của đa dạng sinh vật; IUCN, UNEP và WWF đưa ra chiến lược bảo tồn thế giới; IUCN và WWF xuất bản cuốn Bảo tồn đa dạng sinh vật thế giới; IUCN và UNEP xuất bản sách Chiến lược đa dạng sinh vật và chương trình hành động; ... Tất cả các công trình đó nhằm hướng dẫn và đề xuất phương pháp để bảo tồn đa dạng sinh vật, làm nền tảng cho công tác bảo tồn và phát triển trong tương lai. Trung tâm giám sát bảo tồn thế giới (WCMC) (1992) công bố công trình đánh giá đa dạng sinh vật toàn cầu, cung cấp tư liệu về đa dạng sinh vật của các nhóm sinh vật khác nhau, ở các vùng khác nhau trên toàn thế giới làm cơ sở cho việc bảo tồn có hiệu quả. Cùng với các công trình đó, đã có hàng ngàn cuộc hội thảo quốc tế khác nhau được tổ chức nhằm thảo luận về quan điểm, phương pháp, cùng các kết quả đạt được ở khắp mọi nơi trên toàn thế giới. Nhiều tổ chức quốc tế và khu vực được tạo thành mạng lưới phục vụ cho việc đánh giá bảo tồn và phát triển đa dạng sinh vật. Cho đến nay, hầu hết các khu vực, các quốc gia hay các vùng lãnh thổ trên thế giới đều đã và đang nghiên cứu đánh giá hay có những công trình về đa dạng thực vật ở các mức độ khác nhau, mức cao là các chuyên khảo (Monographia), các bộ sách Thực vật chí (Flora) hay mức độ thấp là Danh lục thực vật (Checklist) cũng như các công trình riêng lẻ khác. Các công trình thực vật kinh điển trong thời kỳ phân loại tự 3 nhiên được kể đến như: Linnaeus (1375), Systema Naturae; Linnaeus (1737), Generale Plantarum; Linnaeus (1753), Species Plantarum; A. L. Jussieu (1789), Generale Plantarum secundum ordines Naturaees disposita; Alphonso de Candolle (1813), Theori elementarie de la botanique; Alphonso de Candolle (1816-1841), Prodromus Systematis Naturaeis regni Vegetabilis; Alphonso & Casimir de Candolle, Monographae Phanerogamarum; Bentham & Hooker (1862-1883), Generale Plantarum [34]. Đến thời kỳ các công trình nghiên cứu phân loại thực vật dựa trên những bằng chứng tiến hóa dựa trên học thuyết của Darwin, tác giả được đề cập nhiều nhất là nhà thực vật học người Đức là Eichler. Ông đã chia giới thực vật thành Thực vật không hạt (Cryptogramae) và Thực vật có hạt (Phaerogramae). Nhóm thứ nhất gồm Nấm, Tảo và Rêu; nhóm thứ hai gồm thực vật Hạt trần và thực vật Hạt kín (bao gồm thực vật Một lá mầm và thực vật Hai lá mầm). Hiện nay, các công trình nghiên cứu hệ thống học vẫn liên tục được cải tiến và cập nhật. Những năm gần đây, các hệ thống của Rober Thorn (1968, 1976); Arthun Cronquist (1968); A. L. Takhtajan (1969, 1973, 1987, 1992, 2009) ... và ngày nay là các hệ thống của Angiosperm Phylogeny Group (APG) liên tục được cập nhật. Trong khu vực, hầu hết các quốc gia và vùng lãnh thổ đã và đang hoàn thiện các công trình thực vật chí như: Auctor. (1993), Flora of Australia; Chen S. S. & W. Y. Chua (eds.), (1959- 1987), Flora Reipublicae Popularis Sinicae; Wu Z. Y. & P. H. Raven (eds.), (1994-2000), Flora of China; Hooker, C. B. (ed.) (1876-1894), Flora of British India; Phengklai, C., Thawatchai S., Larsen K. (eds.), (1993-2011), Flora of Thailand; C.G.G.J. van Steenis (ed.) (1950s), Flora Malesiana; Auctor. (2007), A Checklist of the Vascular Plants of Lao PDR….[40, 43, 49]. 1.2. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng hệ thực vật Việt Nam Việt Nam là quốc gia nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hệ thực vật rất phong phú và đa dạng, là một trong những trung tâm đa dạng sinh vật có tính đa dạng sinh học cao trên thế giới. Theo các tài liệu đã công bố gần đây, Việt Nam có khoảng trên 15.000 loài thực vật, trong đó ngành Tảo có khoảng gần 2.200 loài, ngành Rêu khoảng 480 loài, ngành Khuyết lá Thông 1 loài, ngành Thông đất 55 loài, ngành 4 Cỏ tháp bút 2 loài, ngành Dương xỉ khoảng gần 700 loài, ngành Hạt trần 70 loài và ngành Hạt kín khoảng trên 12.000 loài. Việc nghiên cứu, điều tra, đánh giá về đa dạng thực vật ở Việt Nam được tiến hành hơn 2 thế kỷ, nhưng các công trình mới chỉ được công bố nhiều ở khoảng 50 năm trở lại đây [2]. Ngay từ cuối thế kỷ 18, nhà thực vật học người Bồ Đào Nha, J. Loureiro đã biên soạn cuốn sách đầu tiên về đa dạng thực vật Việt Nam của hệ thực vật Nam Bộ (Flora Cochinchinensis, 1790). Tuy nhiên, trong đó tác giả có đề cập đến nhiều loài có phân bố ở một số nước lân cận như Trung Quốc, Thái Lan, Mianma, Campuchia, ... Tiếp theo là tác nhà thực vật học người Pháp, J. B. L. Pierre biên soạn cuốn sách về Cây gỗ rừng Nam Bộ (Flore Forestière de la Cochinchine, 1790-1795), trong đó có mô tả và hình vẽ chi tiết các loài thực vật thân gỗ có phân bố ở khu vực Nam Bộ [44]. Nửa đầu thế kỷ 20, các nhà thực vật học Pháp dưới sự chủ biên của H. Lecomte (19071952) đã lần lượt xuất bản bộ sách Thực vật chí đại cương Đông Dương (Flore Générale de l’Indo-Chine) và phẩn bổ sung (Suppléments à la Flore Générale de l’Indo-Chine) gồm 7 tập [42]. Trong đó dựa trên hệ thống của Bentham & Hooker, các tác giả đã phân loại và mô tả hơn 7.000 loài, thực vật thuộc trên 200 họ thực vật có mạch ở vùng Đông Dương, trong đó có Việt Nam [34]. Từ năm 1960 đến nay, các nhà thực vật trên thế giới và Việt Nam đã và đang biên soạn Thực vật chí Campuchia, Lào và Việt Nam (Flore du Cambodge, du Laos et du Vietnam) với trên 35 tập đã được xuất bản. Đây là tập các công trình nghiên cứu phân loại mang tầm cỡ quốc tế, là tài liệu tham khảo chính khi nghiên cứu đa dạng và phân bố của các taxon thực vật ở Đông Dương, trong đó có Việt Nam [24]. Trong thời gian nửa cuối thế kỷ XX, đã có nhiều công trình là kết quả nghiên cứu, điều tra, đánh giá đa dạng thực vật Việt Nam của các tác giả trong nước và nước ngoài rất có giá trị. Lê Khả Kế & cộng sự (1969-1976), Cây cỏ thường thấy ở Việt Nam gồm 6 tập. Phạm Hoàng Hộ (1970-1972), Cây cỏ thường thấy ở Miền Nam với 5326 loài. Tiếp sau đó, Phạm Hoàng Hộ có công trình nghiên cứu thực vật cả nước (1991-1993, 1999-2000), Cây cỏ Việt Nam gồm 3 tập, với số lượng loài khá đầy đủ phục vụ tốt việc nghiên cứu đa dạng thực vật Việt Nam đến ngày nay [13]. Trong hai số tạp chí chuyên đề của Tạp chí Sinh học (1994-1995) nhiều tác giả đã công bố kết quả nghiên cứu thực vật các taxon với hàng trăm loài. Bộ sách 3 tập Danh lục các loài thực vật Việt Nam của nhiều tác giả (2001, 2003, 2005) đã công bố danh sách 5 hơn 20.000 loài thực vật và nấm trong cả nước; là tài liệu được công nhận mới và đầy đủ nhất, đáng tin cậy nhất từ trước đến nay; bộ sách là cơ sở tra cứu, chỉnh lý tên khoa học các taxon và nhiều thông tin khác [2]. Nguyễn Tiến Bân & cộng sự (1996, 2007), Sách đỏ Việt Nam, công bố hàng trăm loài thực vật quý hiếm có nguy cơ bị đe doạ tuyệt chủng ở Việt Nam. Công trình rất có giá trị nghiên cứu đa dạng thực vật là bộ sách Thực vật chí Việt Nam đã xuất bản được 11 tập. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2000) thống kê toàn bộ sự đa dạng của cây rừng Việt Nam với hàng nghìn loài [6]. Một số chuyên khảo về các taxon như A. Schuiteman & E. F. de Vogel (2000) về họ Lan ở Đông Dương; L. V. Averyanov (1994) về họ Lan ở Việt Nam; N. N. Thìn (1995, 1999, 2007) về họ Thầu dầu ở Việt Nam [21]. Bên cạnh những công trình là các bài báo, sách chuyên khảo, các hội thảo trong nước và quốc tế như nói trên, nghiên cứu đa dạng thực vật còn thể hiện ở bộ mẫu thực vật được điều tra thu thập bảo quản bền vững lâu dài ở các Phòng tiêu bản. Ở Việt Nam, một số Phòng tiêu bản thực vật lưu trữ bảo quản trưng bày giới thiệu về đa đạng thực vật nước ta như ở Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (HN) với khoảng gần 1 triệu mẫu tiêu bản, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (HNU) với khoảng vài trăm nghìn mẫu, Viện Sinh học nhiệt đới (HM, VNM) có khoảng 500 nghìn mẫu và các bảo tàng của các VQG Cúc Phương, Pù Mát ... 6 Tổng quan về nghiên cứu thảm thực vật ở Việt Nam 1.3. Khái niệm về thảm thực vật: Thảm thực vật (vegetation) là khái niệm rất quen thuộc, có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau. Theo J.Schmithusen (1959) thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận cấu thành khác nhau của nó. Thái Văn Trừng (1978) cho rằng, thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh [22]. Trần Đình Lý (1998) cho rằng, thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thảm thực vật trên toàn bộ bề mặt trái đất [17]. Thảm thực vật là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đối tượng cụ thể nào. Nó chỉ có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định nghĩa kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn… Thái Văn Trừng (1978) [22] đã căn cứ vào quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật để phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. Tư tưởng học thuật của quan điểm này là trong một môi trường sinh thái cụ thể chỉ có thể xuất hiện một kiểu thảm thực vật nguyên sinh nhất định. Trong môi trường sinh thái đó, có 5 nhóm nhân tố sinh thái phát sinh ảnh hưởng quyết định đến tổ thành loài cây rừng, hình thái, cấu trúc và hình thành nên những kiểu thảm thực vật rừng tương ứng. Căn cứ vào cơ sở lí luận trên, Thái Văn Trừng đã phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật có trên đất lâm nghiệp như sau: Các kiểu rừng kín vùng thấp: I. Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới II. Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới III. Kiểu rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới IV. Kiểu rừng kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới Các kiểu rừng thưa: V. Kiểu rừng thưa cây lá rộng, hơi khô nhiệt đới VI. Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô nhiệt đới VII. Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô á nhiệt đới núi thấp Các kiểu trảng truông: VIII. Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao khô nhiệt đới IX. Kiểu truông bụi gai, hạn nhiệt đới 7 Các kiểu rừng kín vùng cao: X. Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp XI. Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng lá kim, ẩm á nhiệt đới núi thấp XII. Kiểu rừng kín cây lá kim, ẩm ôn đới ấm Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao: XIII. Kiểu quần hệ khô vùng cao XIV. Kiểu quần hệ lạnh vùng cao Trong mỗi kiểu thảm thực vật lại chia thành các kiểu phụ miền (phụ thuộc vào tổ thành thực vật), kiểu phụ thổ nhưỡng (phụ thuộc vào điều kiện đất), kiểu phụ nhân tác (phụ thuộc vào tác động của con người) và trong mỗi kiểu phụ đó tuỳ theo độ ưu thế của loài cây mà hình thành nên những phức hợp, ưu hợp và quần hợp tự nhiên khác nhau. Như vậy, bức tranh hệ sinh thái rừng nước ta rất đa dạng và phong phú. Trần Ngũ Phương (1970) [19] cũng đề xuất bảng phân loại rừng miền bắc Việt Nam. Ông phân loại rừng miền bắc thành 3 đai rừng: A. Đai rừng nhiệt đới mưa mùa: 1. Kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh ngập mặn 2. Kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh 3. Kiểu rừng nhi ệt đới ẩm lá rộng thường xanh 4. Kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thung lũng 5. Kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh núi đá vôi B. Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa: 1. Kiểu rừng á nhiệt đới lá rộng thường xanh 2. Kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đá vôi 3. Kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đất C. Đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao Đai này có 3 loại hình: Pơ mu (Fokienia hodginsii), Sa mộc (Cunninghamia lanceolata), Đỗ quyên (Rhododendron simsii). Theo thang phân loại của UNESCO (1973) [15], thảm thực vật nước ta có 4 lớp quần hệ, trong đó có 2 lớp quần hệ có liên quan đến rừng là: rừng rậm và rừng thưa. Mỗi lớp quần hệ lại chia thành các phân lớp, mỗi phân lớp lại chia thành các nhóm quần hệ và sau đó mới đến các quần hệ. Mỗi quần hệ lại được chia thành các phân 8 quần hệ và dưới đó là quần hợp. Căn cứ vào nguyên tắc phân loại như trên, thảm thực vật rừng Việt Nam được phân loại như sau: I. Lớp quần hệ 1: Rừng rậm Lớp quần hệ này gồm 3 phân lớp quần hệ chính là: rừng thường xanh, rừng rụng lá và rừng khô. 1. Phân lớp quần hệ rừng thường xanh nhiệt đới: a. Nhóm quần hệ rừng mưa thường xanh b. Nhóm quần hệ rừng mưa mùa thường xanh: c. Nhóm quần hệ rừng nửa rụng lá nhiệt đới: 2. Phân lớp quần hệ rừng rụng lá nhiệt đới 3. Phân lớp quần hệ rừng khô nhiệt đới a. Nhóm quần hệ rừng lá cứng khô b. Nhóm quần hệ rừng gai: II. Lớp quần hệ 2: Rừng thưa Lớp quần hệ này có 3 phân lớp quần hệ: 1. Phân lớp quần hệ rừng thưa thường xanh: a. Nhóm quần hệ rừng thưa lá rộng: b. Nhóm quần hệ rừng lá kim 2. Phân lớp quần hệ lá rộng rụng lá vùng núi và vùng đất thấp 3. Phân lớp quần hệ rừng thưa khô: a. Nhóm quần hệ rừng thưa lá cứng khô b. Nhóm quần hệ rừng thưa có gai Phan Kế Lộc (1985) [15] đã thử vận dụng bảng phân loại Thảm thực vật của UNESCO 1973 để xây dựng khung phân loại thảm thực vật Việt Nam. Ông đề xuất phân chia các kiểu thảm thực vật ở nước ta như sau: I. RỪNG RẬM I.A. Rừng râ ̣m chủ yế u thường xanh I.A.1. rừng râ ̣m thường xanh ưa mưa nhiê ̣t đới I.A.2. Rừng râ ̣m thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới I.A.3. Rừng râ ̣m nửa ru ̣ng lá mưa mùa nhiê ̣t đới I.B. Rừng râ ̣m chủ yế u thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới 9 I.B.1. Rừng râ ̣m chủ yế u ru ̣ng lá mùa khô mưa mùa nhiê ̣t đới I.C. Rừng râ ̣m ưa khô ha ̣n mưa mùa nhiê ̣t đới I.C.1. Rừng râ ̣m ưa khô ha ̣n chủ yế u lá cứng mưa mùa nhiê ̣t đới I.C.2. Rừng râ ̣m nhiê ̣t đới ưa khô ha ̣n chủ yế u lá cứng có gai mưa mùa nhiê ̣t đới (rừng râ ̣m gai) II. RỪNG THƯA (có lẽ hầ u hế t rừng thưa ở Viê ̣t Nam đề u có nguồ n gố c thứ sinh) II.A. Rừng thưa chủ yế u thường xanh II.A.1. Rừng thưa thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới II.A.2. Rừng thông thường anh mưa mùa nhiê ̣t đới II.B. Rừng thưa chủ yế u ru ̣ng lá II.B.1. Rừng thưa ru ̣ng lá mùa khô mưa mùa nhiê ̣t đới II.C. Rừng thưa ưa khô ha ̣n II.C.1. Rừng thưa ưa khô ha ̣n ưu thế cây lá cứng mưa mùa nhiê ̣t đới II.C.2. Rừng thưa ưa khô ha ̣n ưu thế cây lá cứng có gai mưa mùa nhiê ̣t đới (rừng thưa gai) III. TRẢNG CÂY BỤI (có lẽ hầ u hế t trảng cây bu ̣i ở Viê ̣t Nam đề u có nguồ n gố c thứ sinh) III.A. Trảng cây bu ̣i chủ yế u thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau III.A.1. Trảng cây bu ̣i chủ yế u thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau cây lá rô ̣ng III.A.2. Trảng cây bu ̣i nửa ru ̣ng lá mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau cây lá rô ̣ng III.B. Trảng cây bu ̣i chủ yế u nửa rụng lá mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau III.B.1. Trảng cây bu ̣i chủ yế u ru ̣ng lá mùa khô mưa mùa nhiê ̣t đới cá các đai cao khác nhau III.B.2. Trảng cây bu ̣i chủ yế u thường xanh mưa mùa nhiê ̣t đới trên đấ t thấ p và núi thấ p đá vôi III.C. Trảng cây bu ̣i ưa khô ha ̣n mưa mùa nhiê ̣t đới 10 III.C.1. Trảng cây bu ̣i chủ yế u thường xanh ưa khô ha ̣n mưa mùa nhiê ̣t đới III.C.2. Trảng cây bu ̣i chủ yế u thường xanh ưa khô ha ̣n có gai mưa mùa nhiê ̣t đới IV. TRẢNG CÂY BỤI LÙ N. Chiề u cao không quá 50 cm. Tùy theo đô ̣ che phủ chia ra trảng cây bu ̣i lùn râ ̣m (tán cây giáp nhau) và trảng cây bu ̣i thưa (mo ̣c rải rác). Thảm Rêu hay Điạ y ở vùng cực và trên núi cao cũng xế p vào đây. Ghi nhâ ̣n để phát hiê ̣n xem có ở nước ta hay không. V. TRẢNG CỎ. Hầ u hế t có nguồ n gố c thứ sinh, đươ ̣c phu ̣c hồ i trên nương rẫy bỏ hoang. Rấ t hiế m khi có Trảng cỏ nguyên sinh hiǹ h thành trên các mảnh đấ t vừa đươ ̣c bồ i tu ̣ ở ven biể n hay do ̣c sông. V.A. Trảng có da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau(chiề u cao của cỏ (tính cả cu ̣m hoa) trên 3 m; cỏ không da ̣ng lúa, nế u có thì che phủ it́ hơn 50%) V.A.1. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây gỗ che phủ 10 – 40%, có hay không có cây bu ̣i V.A..2. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây gỗ che phủ ít hơn 10%, có hay không có cây bu ̣i V.A.3. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây bu ̣i, không có cây gỗ V.B. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao trung biǹ h mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau (chiề u cao của cỏ (tiń h cả cu ̣m hoa ) từ 0,7 đế n dưới 3 m; cỏ không da ̣ng lúa, nế u có, thì che phủ ít hơn 50%) V.B.1. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao trung biǹ h mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây gỗ che phủ 10 – 40%, có hay không có cây bu ̣i V.B.2. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao trung biǹ h mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây gỗ che phủ it́ hơn 10%, có hay không có cây bu ̣i V.B.3. Trảng cỏ da ̣ng lúa cao trung biǹ h mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau với cây bu ̣i, không có cây gỗ V.B.4. trảng cỏ da ̣ng lúa cao trung bin ̀ h mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau không có cây hóa gỗ 11 V.B. Trảng cỏ da ̣ng lúa thấ p mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau (chiề u cao của cỏ (tiń h cả cu ̣m hoa) dưới 0,7 m; cỏ không da ̣ng lúa, nế u có, thì che phủ it́ hơn 50%. thường gă ̣p trên đấ t xương xẩ u, bi ̣bào mòn và thoái hóa ma ̣nh. V.C.1. Trảng cỏ da ̣ng lúa thấ p có cây bu ̣i, không có cây gỗ V.C.2. Trảng cỏ da ̣ng lúa thấ p không có cây hóa gỗ V.D. Trảng cỏ không da ̣ng lúa mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau (đô ̣ che phủ của cỏ không da ̣ng lúa vươ ̣t quá 50%, cỏ da ̣ng lúa nế u có, thì che phủ it́ hơn 50%) V.D.1. Trảng cỏ không da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau. khi phát triể n đầ y đủ cao hơn 1,5 m. V.D.2. Trảng cỏ không da ̣ng lúa cao mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau. khi phát triể n đầ y đủ không cao quá 1,5 m. V.E. Thảm thực vâ ̣t thủy sinh mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau V.E.1. Thảm thực vâ ̣t thủy sinh có rễ bám vào đấ t mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau V.E.2. Thảm thực vâ ̣t thủy trôi nổ i tự do mưa mùa nhiê ̣t đới ở các đai cao khác nhau Cho đến này, dựa trên các kiểu phân chia thảm thực vật dựa trên đặc điểm nguồn gốc phát sinh thảm thực vật hoặc dựa trên đặc điểm ngoại mạo của thảm thực vật, đã có nhiều nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc, diễn thế, tái sinh của các kiểu thảm thực vật ở một số nơi như: Hoàng Chung (2004), Đồng cỏ vùng núi phía bắc Việt Nam; Trần Đình Lý (2006), Hệ sinh thái gò đồi các tỉnh Bắc Trung Bộ; Trần Văn Con (2006), Đặc điểm cấu trúc và động thái rừng Khộp Tây Nguyên, và các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc thảm thực vật tại các VQG, Khu BTTN như Hoàng Liên, Na Hang, Xuân Sơn, Xuân Thủy, Cúc Phương, Pù Mát, Bạch Mã, Núi Chúa, Yok Don, Bì Doup – Núi Bà, Côn Đảo, Phú Quốc, Cát Tiên.... 12 1.4. Tổng quan về Vịnh Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh 1.4.1. Điều kiện tự nhiên • Vị trí địa lí: Vịnh Hạ Long là một vịnh nhỏ nằm ở khu vực bờ tây Vịnh Bắc Bộ khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam, bao gồm vùng biển đảo thuộc Tp. Hạ Long, Cẩm Phả và một phần huyện Vân Đồn của tỉnh Quảng Ninh. Vịnh nằm giữa các tọa độ 106°58'107°22'E và 20°45'-20°50'N, phía Đông Bắc giáp vịnh Bái Tử Long; phía Tây Nam giáp quần đảo Cát Bà; phía Tây và Tây Bắc giáp đất liền bằng đường bờ biển khoảng 120 km kéo dài từ thị xã Quảng Yên, qua thành phố Hạ Long, thành phố Cẩm Phả đến hết huyện đảo Vân Đồn; phía Đông Nam và phía Nam hướng ra Vịnh Bắc Bộ [3]. Địa hình dương: Trong diện tích 1.553 km² gồm vùng lõi và vùng đệm của Di sản thiên nhiên thế giới, vịnh Hạ Long bao gồm 1.969 hòn đảo lớn nhỏ, trong đó 989 đảo có tên và 980 đảo chưa được đặt tên. Các đảo ở vịnh Hạ Long có hai dạng là đảo đá vôi và đảo phiến thạch, với nhiều đảo có độ cao đến 200m. Địa hình âm: Ở phần dưới nước trong các tùng, các áng, và các Vịnh nhỏ, chúng có độ sâu khác nhau, từ 0m đến 20m. Bên cạnh đó chúng còn phát triển các loại hố sụt karst có độ sâu 1-3 m. Các tùng ở Vịnh Hạ Long có khoảng 57 tùng, một số tùng có diện tích lớn (khoảng 220 ha- Tùng Gấu), và diện tích nhỏ (khoảng 1,5 ha - tùng Mây Đèn). Các hang động: Các hang động phát triển trên các đảo đá vôi, các hang này được chia ra làm 3 nhóm dựa vào độ cao sơ với mặt biển: nhóm 1 cách 3-4 m so với mực biển hiện tại, nhóm 2 cao từ 5-15m, nhóm 3 cao từ 15-25m so với mực biển, trong các hang động phát triển các nhũ đá, các nền karst. • Khí hậu: Khu vực Vịnh Hạ Long thuộc khí hậu vùng ven biển, mỗi năm có 2 mùa rõ rệt, mùa đông từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10. Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 240C (170C – 28.50C). Mùa hè, nhiệt độ trung bình là 350C, nóng nhất đến 380C. Về mùa đông, nhiệt độ trung bình thấp khoảng 140C, rét nhất khoảng 50C. 13 Lượng mưa trung bình một năm khoảng 1830 mm, phân bố không đều theo 2 mùa. Mùa hè, mưa (tháng 5-10), chiếm từ 80- 85% tổng lượng mưa cả năm. Lượng mưa cao nhất vào tháng 7 và tháng 8, khoảng 350 mm. Mùa đông là mùa khô, ít mưa, (tháng 11-4 năm sau), chỉ đạt khoảng 15-20% tổng lượng mưa cả năm. Lượng mưa ít nhất là tháng 12 và tháng 1, chỉ khoảng từ 4-40 mm. Độ ẩm không khí trung bình hằng năm là 84% (68- 90%) [3]. Do những đặc điểm về địa hình và vị trí địa lý, khu vực Vịnh Hạ Long có 2 loại hình gió mùa hoạt động khá rõ rệt là gió Đông Bắc về mùa đông và gió Tây Nam về mùa hè. Tốc độ gió trung bình khoảng 2.8m/s, hướng gió mạnh nhất là gió Tây Nam, tốc độ 45m/s. Trung bình mỗi năm có khoảng 1-2 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào khu vực Vịnh Hạ Long và 3 – 4 cơn bão và áp thấp nhiệt đới có ảnh hưởng trực tiếp đến vùng này. Hạ Long là vùng biển kín nên ít chịu ảnh hưởng của những cơn bão lớn, sức gió mạnh nhất trong các cơn bão thường là cấp 9, cấp 10. 1.4.2. Điều kiện kinh tế xã hội • Dân cư: Trước năm 2012, Vịnh Hạ Long có 13 khu vực neo đậu nhà bè, trong đó có 650 nhà bè với khoảng 2400 nhân khẩu. Số lượng nhà bè và dân cư trên vịnh phát triển nhanh, theo đó là sự phát triển của các hoạt động đa ngành nghề (đánh bắt, nuôi trồng thủy sản; bán thủy sản; hoạt động dịch vụ chở đò; bán hàng đò rong; kinh doanh dịch vụ ăn uống, xăng dầu, nước ngọt…), ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sinh thái và môi trường du lịch trên vịnh Hạ Long. Trước thực trạng đó, ngày 28/8/2012, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh đã ban hành Quyết định số 2178/QĐ-UBND về việc phê duyệt phương án di dời đối với các nhà bè trên vịnh Hạ Long, trong đó mục đích của phương án là: tăng cường và nâng cao hiệu lực quản lý nhà nước đối với công tác quản lý, bảo tồn và phát huy giá trị di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long; không xây dựng, phát sinh nhà bè mới, quản lý chặt chẽ số dân cư đang sống trên vịnh, từng bước đưa dân cư lên đất liền sinh sống…[4]. Tháng 6 năm 2014, tỉnh Quảng Ninh đã hoàn thành phương án di chuyển người dân làng chài về bờ sinh sống. 100% các hộ ngư dân không có nhà ở trên đất liền đã được chuyển về đất liền sinh sống tại khu tái định cư Cái Xà Cong thuộc khu 8, 14