Luận án Nghiên cứu tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch tại vườn quốc gia pù mát - Nghệ an, nguyên nhân suy giảm và các giải pháp bảo tồn bền vững

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THANH NHÀN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT BẬC CAO CÓ MẠCH TẠI VƯỜN QUỐC GIA PÙ MÁT - NGHỆ AN, NGUYÊN NHÂN SUY GIẢM VÀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO TỒN BỀN VỮNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGHỆ AN - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THANH NHÀN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT BẬC CAO CÓ MẠCH TẠI VƯỜN QUỐC GIA PÙ MÁT - NGHỆ AN, NGUYÊN NHÂN SUY GIẢM VÀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO TỒN BỀN VỮNG Chuyên ngành: Thực vật học Mã sô: 62.42.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH. Nguyễn Nghĩa Thìn 2. PGS. TS. Phạm Hồng Ban NGHỆ AN - 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành bản luận án này, tôi xin bảy tỏ lòng tôn kính và biết ơn về sự hướng dẫn tận tình, giúp đỡ to lớn trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận án của GS. TSKH.. NGƯT - Nguyễn Nghĩa Thìn, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; PGS. TS. Phạm Hồng Ban, Khoa sinh học, Trường Đại học Vinh. Xin cảm ơn tới các Quý thầy, cô giáo khoa Sinh học, nguyên là khoa Sinh học, khoa Sau đại học trường Đại học Vinh; các thầy cô giáo trường Đại Học Lâm nghiệp Việt Nam; các thầy cô giáo trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Điều tra và Quy hoạch rừng. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, các phòng chuyên môn nghiệp vụ, các Trạm quản lý bảo vệ rừng, Đội Kiểm lâm cơ động Vườn quốc gia Pù Mát; các bạn bè, đồng nghiệp, các nghiên cứu sinh... đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin cảm ơn Kỹ sư Vũ Ngọc Thảo đã giúp tôi trong quá trình đi thực địa. Xin cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp thuộc Sở Nội vụ và Ban Thi đua khen thưởng tỉnh Nghệ An, đã tạo điều kiện thuận lợi nhất về mặt thời gian cho tôi hoàn thành chương trình nghiên cứu. Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ về cả vật chất và tinh thần để tôi hoàn thành bản luận án này. Xin cảm ơn chân thành và thực sự đến tất cả sự giúp đỡ quý báu đó. Nghệ An, ngày 10 tháng 3 năm 2017 Tác giả Nguyễn Thanh Nhàn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nghệ An, ngày 10 tháng 3 năm 2017 Ký tên Nguyễn Thanh Nhàn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1 2. Mục tiêu ..................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa của luận án .................................................................................... 2 4. Đóng góp của luận án................................................................................. 2 5. Bố cục luận án ............................................................................................ 3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 4 1.1. Nghiên cứu về thực vật ........................................................................... 4 1.1.1. Trên thế giới .................................................................................... 4 1.1.2. Nghiên cứu thực vật ở Việt Nam .................................................... 6 1.1.3. Nghiên cứu thực vật ở Vườn quốc gia Pù Mát ............................. 12 1.2. Nghiên cứu về yếu tố địa lý thực vật .................................................... 14 1.3. Nghiên cứu về phổ dạng sống của thực vật .......................................... 16 1.4. Điều kiện tự nhiên và xã hội ở khu vực nghiên cứu ............................. 18 1.4.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................... 18 1.4.2. Đặc điểm dân sinh, kinh tế, xã hội ................................................ 22 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 27 2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 27 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 27 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 27 2.3.1. Phương pháp luận ......................................................................... 27 2.3.2. Phương pháp kế thừa .................................................................... 28 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu, điều tra thực địa .................................. 28 2.3.4. Phương pháp xử lý, phân tích và trình bày mẫu ........................... 31 1 2.3.5. Phương pháp đánh giá đa dạng thảm thực vật 33 2.3.6. Phương pháp đánh giá đa dạng thực vật 34 2.3.7. Phương pháp đánh giá đa dạng về các yếu tố địa lý 35 2.3.8. Phương pháp đánh giá về dạng sống 36 2.3.9. Phương pháp đánh giá về giá trị sữ dụng và giá trị bảo tồn 37 2.3.10. Phương pháp xây dựng bản đồ phân bố thực vật quý, hiếm có nguy cơ đe dọa 38 2.3.11. Phương pháp nghiên cứu nguy cơ de dọa và các giải pháp bảo tồn thích hợp 39 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 38 3.1. Đa dạng thảm thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát .................................... 38 3.1.1. Thảm thực vật tự nhiên ................................................................. 38 3.1.2. Thảm thực vật nhân tác ........... 65 3.2. Đa dạng hệ thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát ........................................ 65 3.2.1. Lập danh lục hệ thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát ........................ 65 3.2.2. Đa dạng về cấu trúc tổ thành hệ thực vật ...................................... 65 3.2.3. Đa dạng về thành phần loài thực vật đai cao ở VQG Pù Mát ...... 75 3.2.4. Đa dạng thành phần loài thực vật trên núi đá vôi VQG Pù Mát ...... 77 3.2.5. Đa dạng các yếu tố địa lý của hệ thực vật VQG Pù Mát .............. 81 3.2.6. Đa dạng về dạng sống ................................................................... 84 3.2.7. Đa dạng về giá trị sử dụng của hệ thực vật ................................... 87 3.2.8. Các loài thực vật nguy cấp, quý hiếm ........................................... 90 3.2.9. Các chi và loài ghi nhận cho hệ thực vật Pù Mát và Việt Nam .... 99 3.3. Các nguyên nhân gây suy thoái đa dạng thực vật - các giải pháp bảo tồn hợp lý, bền vững ............................................................................ 103 3.3.1. Các nguyên nhân gây suy giảm .................................................. 103 3.3.2. Các giải pháp chủ yếu để bảo tồn hệ thực vật bậc cao có mạch VQG Pù Mát...................................................................... 116 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 119 1. Kết luận .................................................................................................. 119 2. Kiến nghị ................................................................................................ 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 122 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ....................................................................................... 132 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Số liệu khí hậu của 4 trạm trong vùng năm 2014 ....................... 20 Bảng 1.2. Dân tộc và dân số trên địa bàn nghiên cứu ................................. 22 Bảng 1.3. Mật độ dân số của 03 huyện vùng nghiên cứu ........................... 23 Bảng 2.1. Mô tả ô tiêu chuẩn ...................................................................... 30 Bảng 3.1. Các kiểu thảm ở khu vực nghiên cứu ......................................... 38 Bảng 3.2. Phân kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa trên núi cao ............ 39 Bảng 3.3. Các quần xã đặc trưng của kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa trên đất thấp chưa bị tác động ............................................. 48 Bảng 3.4. Phân bố các bậc taxon trong các ngành thực vật Pù Mát ........... 66 Bảng 3.5. Số lượng họ, chi, loài và tỷ lệ % của hai lớp trong ngành Ngọc lan ...................................................................................... 67 Bảng 3.6. So sánh tỷ lệ % giữa 2 lớp thuộc ngành Ngọc lan của VQG Pù Mát với VQG Cúc Phương và Khu BTTN Xuân Liên ......... 68 Bảng 3.7. So sánh số lượng và tỷ lệ % số loài của Pù Mát với Việt Nam ..... 68 Bảng 3.8. So sánh các chỉ số của hệ thực vật VQG Pù Mát với một số hệ thực vật khác .......................................................................... 70 Bảng 3.9. Các họ đa dạng nhất của hệ thực vật VQG Pù Mát .................... 71 Bảng 3.10. Các họ đơn loài của hệ thực vật VQG Pù Mát ........................... 72 Bảng 3.11. Các chi đa dạng nhất của hệ thực vật VQG Pù Mát ................... 74 Bảng 3.12. Phân bố các taxon trong các ngành của thực vật đai cao Pù Mát ........................................................................................ 75 Bảng 3.13. Phân bố các taxon trong ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) thuộc hệ thực vật vùng núi cao VQG Pù Mát ............................ 77 Bảng 3.14. Phân bố của các ngành trong hệ thực vật núi đá vôi VQG Pù Mát ......................................................................................... 77 Bảng 3.15. So sánh số họ, chi, loài theo ngành giữa hệ thực vật núi đá vôi với toàn bộ hệ thực vật VQG Pù Mát ................................... 79 Bảng 3.16. So sánh số lượng họ, chi, loài trong ngành Ngọc lan trên núi đá vôi VQG Pù Mát .............................................................. 80 Bảng 3.17. Phổ các yếu tố địa lý hệ thực vật VQG Pù Mát ......................... 82 Bảng 3.18. Số lượng và tỷ lệ % các nhóm dạng sống của hệ thực vật Pù Mát ........................................................................................ 93 Bảng 3.19. Nhóm công dụng của các loài trong hệ thực vật Pù Mát ........... 88 Bảng 3.20. Các loài thực vật nguy cấp, quý hiếm ở VQG Pù Mát. .............. 91 Bảng 3.21. Các chi mới bổ sung cho hệ thực vật VQG Pù Mát ................. 100 Bảng 3.22. Giá trị thương mại của một số LSNG trên thị trường Nghệ An ................................................................................... 104 Bảng 3.23. Số vụ vi phạm Luật Bảo vệ và Phát triển rừng trên địa bàn 3 huyện: Con Cuông, Tương Dương, Anh Sơn và VQG Pù Mát từ năm 2010 đến năm 2015 ............................................... 106 Bảng 3.24. Thu nhập bình quân của 9 bản người Đan Lai trên địa bàn nghiên cứu (năm 2015) ............................................................. 113 Bảng 3.24. Tỷ lệ phần trăm học sinh phổ thông trung học với dân số của 3 huyện trên địa bàn nghiên cứu và một số huyện khác .... 114 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ PHẪU ĐỒ Trang CÁC BIỂU ĐỒ Phẫu đồ 3.1. Phân kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa chưa bị tác động trên núi cao, vị trí đỉnh đồi .............................................. 40 Phẫu đồ 3.2. Phân kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa chưa bị tác động trên đai cao ở vị trí sườn đồi ........................................... 41 Phẫu đồ 3.3. Kiểu rừng thường xanh mưa mùa bị tác động mạnh ở núi cao vị trí sườn đồi .................................................................... 45 Phẫu đồ 3.4. Phân kiểu rừng kín thường xanh thứ sinh, mưa mùa hỗn giao cây lá rộng trên núi thấp ................................................... 46 Phẫu đồ 3.5. Phân kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa trên đất dốc, thấp .................................................................................. 49 Phẫu đồ 3.6. Phân kiểu rừng thường xanh mưa mùa hỗn giao sau khai thác chọn trên đất thấp ............................................................. 52 Phẫu đồ 3.7. Trảng thường xanh cây lá rộng trên đất đã bị tác động mạnh ...... 59 Phẫu đồ 3.8. Trảng thường xanh cây lá rộng trên sườn núi .......................... 60 Phẫu đồ 3.9. Trảng thường xanh cây lá rộng trên đỉnh núi .......................... 61 CÁC PHẪU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Cấu trúc hệ thực vật bậc cao có mạch Vườn quốc gia Pù Mát ..... 66 Biểu đồ 3.2. So sánh số lượng và tỷ lệ % số loài của Pù Mát với Việt Nam ...... 69 Biểu đồ 3.3. Phân bố các taxon trong các ngành của thực vật đai cao ở Pù Mát ...................................................................................... 76 Biểu đồ 3.4. Tỷ lệ % số loài của các ngành trong hệ thực vật núi đá vôi Pù Mát ...................................................................................... 78 Biểu đồ 3.5. So sánh số họ, chi, loài theo ngành giữa hệ thực vật núi đá vôi với toàn bộ hệ thực vật VQG Pù Mát ........................... 79 Biểu đồ 3.6. Cấu trúc tổ thành về mặt địa lý các loài của hệ thực vật Pù Mát ...................................................................................... 83 Biểu đồ 3.7. Phổ dạng sống của hệ thực vật Pù Mát .................................... 85 Biểu đồ 3.8. Phổ dạng sống nhóm cây chồi trên trong hệ thực vật Pù Mát ..................................................................................... 86 Biểu đồ 3.9. Tỷ lệ các nhóm cây có ích của hệ thực vật Pù Mát ................. 88 DANH LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CITES Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora - Công ước về buôn bán quốc tế các loài động, thực vật hoang dã, nguy cấp ĐDSH Đa dạng sinh học IPGRI International Plant Genetic Resources Institute - Viện Tài nguyên di truyền Quốc tế IUCN International Union For Conservatioan Of Nature and Natural Resources - Liên minh Quốc tế về bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên thiên nhiên KBTTN Khu Bảo tồn thiên nhiên KDTSQ Khu dự trữ sinh quyển KHKT Khoa học kỹ thuật LSNG Lâm sản ngoài gỗ NXB Nhà xuất bản QLBVR Quản lý bảo vệ rừng THPT Trung học phổ thông THPTNT Trung học phổ thông nội trú UBND Ủy ban nhân dân UNEP United Nations Environment Programm - Chương trình môi trường Liên hợp quốc UNESCO United nations Education Scientific and Cultural Organization - Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa Liên hợp quốc VĐT & QHR Viện Điều tra và Quy hoạch rừng VQG Vườn quốc gia WB World Bank - Ngân hàng thế giới WCMC World Conservation Monitoring Centre - Trung tâm giám sát bảo tồn Thế giới WRI World Resources Institute - Viện Tài nguyên Thế giới WWF World Wildlife Fund - Quỹ thiên nhiên Thế giới 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Vườn quốc gia (VQG) Pù Mát được biết đến là một địa điểm mang nhiều dấu ấn đặc biệt về lịch sử, văn hóa đồng thời còn là một nơi tập trung các hệ sinh thái đặc trưng của vùng Bắc Trung Bộ. Với tính chất khác biệt về các điều kiện khí hậu, địa hình, vị trí địa lý mà hệ thực vật ở đây mang tính độc đáo và đặc hữu. Hệ thực vật VQG Pù Mát là nơi tập trung 3 luồng thực vật di cư là hệ thực vật Mã Lai - Inđônêsia, Vân Nam - Quý Châu của Trung Quốc và hệ thực vật Ấn Độ - Myanma. Thực vật có sự phong phú và khác biệt về thành phần loài với nhiều hệ sinh thái, nhiều loài quý hiếm, nhiều loài đặc hữu có giá trị cho nghiên cứu khoa học, bảo tồn nguồn gen và kinh tế. Tuy nhiên, đến thời điểm này mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu về hệ thực vật VQG Pù Mát, song do nhiều lý do nên tài nguyên thực vật tại khu vực này vẫn còn nhiều vấn đề chưa được quan tâm nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống và cập nhật. Hiện tại, sức ép vào rừng ngày càng lớn hơn, tinh vi hơn đã làm suy giảm nghiêm trọng tính đa dạng cũng như số lượng, chất lượng rừng. Là người đã gắn bó với VQG Pù Mát 15 năm, vì vậy tác giả luôn mong muốn có những số liệu cập nhật mới nhất, toàn diện nhất về nguồn tài nguyên thực vật tại khu vực, cũng như đánh giá các mối đe dọa, nguyên nhân suy giảm tài nguyên rừng và đề xuất các giải pháp bảo tồn. Bởi vậy, tác giả lựa chọn VQG Pù Mát là điểm nghiên cứu về đa dạng thực vật nhằm cung cấp những số liệu cơ bản, làm cơ sở cho công tác bảo tồn cũng như phát triển bền vững nguồn tài nguyên đa dạng sinh học của tỉnh Nghệ An. Mặt khác đóng góp những dẫn liệu mới nhất về hệ thực vật tại VQG Pù Mát của Việt Nam cho khoa học. Đặc biệt, hiện nay VQG Pù Mát là trung tâm Khu Dự trữ sinh quyển miền Tây - Nghệ An đã được Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (UNESCO) công nhận năm 2007, Ủy ban nhân dân tỉnh 2 đang chỉ đạo xây dựng Pù Mát trở thành một trong 5 địa điểm du lịch chính của tỉnh theo Nghị quyết Đại hội tỉnh Đảng bộ Nghệ An nhiệm kỳ 2010 - 2015 và 2015-2020 thì việc nghiên cứu một cách đầy đủ về nguồn tài nguyên thực vật ở khu vực này là rất có ý nghĩa và vô cùng cần thiết. Xuất phát từ những lý do và ý nghĩa như trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch tại Vườn Quốc gia Pù Mát - Nghệ An, nguyên nhân gây suy giảm và các giải pháp bảo tồn bền vững”. 2. Mục tiêu - Nghiên cứu và đánh giá tính đa dạng về hệ thực vật bậc cao có mạch ở VQG Pù Mát một cách đầy đủ, toàn diện và có hệ thống. - Đánh giá, phân tích các nguyên nhân gây suy thoái đa dạng thực vật để có cơ sở đề ra các giải pháp bảo tồn bền vững. 3. Ý nghĩa của luận án - Cung cấp đầy đủ dữ liệu chi tiết về tính đa dạng của hệ thực vật bậc cao có mạch tại VQG Pù Mát. - Xây dựng bản đồ phân bố các loài thực vật quý hiếm, các loài đặc hữu. - Đánh giá, phân tích các nguyên nhân gây suy thoái đa dạng sinh học và đề xuất các biện pháp bảo tồn. 4. Đóng góp của luận án - Lần đầu tiên điều tra, thống kê và đánh giá đầy đủ tính đa dạng của hệ thực vật bậc cao có mạch VQG Pù Mát trên toàn bộ diện tích do Vườn quản lý đến thời điểm hiện nay với: 8 kiểu thảm thực vật và 2.600 loài và dưới loài thuộc 943 chi và 204 họ trong 6 ngành thực vật bậc cao có mạch. Bổ sung 77 loài, 10 chi cho danh lục thực vật VQG Pù Mát và bổ sung loài Ét ling vân nam (Etling yuannanensis) cho hệ thực vật Việt Nam. - Lần đầu tiên xây dựng được bản đồ phân bố các loài thực vật quý hiếm, đặc hữu tại VQG Pù Mát. 3 - Hoàn chỉnh danh lục thực vật bậc cao có mạch đầy đủ nhất đến thời điểm hiện nay cho VQG Pù Mát đồng thời xác định được phổ dạng sống và các yếu tố địa lý thực vật của hệ thực vật bậc cao có mạch tại khu vực. - Làm sáng tỏ các nguyên nhân gây suy giảm đa dạng sinh học nói chung, đa dạng thực vật nói riêng ở VQG Pù Mát, để từ đó đề xuất được các giải pháp bảo tồn bền vững làm cơ sở cho việc xây dựng kế hoạch hành động bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên tại VQG Pù Mát. 5. Bố cục luận án Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung Luận án bao gồm 3 chương: Chương 1. Tổng quan tài liệu Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả và thảo luận 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nghiên cứu về thực vật 1.1.1. Trên thế giới - Nghiên cứu về đa dạng Nghiên cứu đa dạng sinh vật nói chung và đa dạng thực vật nói riêng cũng như vấn đề bảo tồn chúng đã trở thành một chiến lược trên toàn thế giới. Hội nghị thượng đỉnh bàn về vấn đề môi trường và đa dạng sinh vật đã được tổ chức tại Rio de Janeiro (Brazil) tháng 6 năm 1992 đã có 150 nước ký vào Công ước về đa dạng sinh vật và bảo vệ chúng. Từ đó nhiều hội thảo được tổ chức để thảo luận và nhiều cuốn sách mang tính chất chỉ dẫn ra đời. Năm 1990, WWF đã cho xuất bản cuốn sách nói về tầm quan trọng về đa dạng sinh vật (The importance of biological diversity) hay IUCN, UNEP và WWF đưa ra chiến lược bảo tồn thế giới (World conservation strategy), Wri, IUCN and WWF đưa ra chiến