13
Chương 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
DẠNG SỐNG THỰC VẬT
Thực vật trong quá trình sống phải thích nghi với môi trường sống, điều này nó
thể hiện ra không chỉ qua tổ hợp thành phần loài mà còn qua tổ hợp về dạng sống của
nó. Rõ ràng, hệ sinh thái là do các loài trong mối tương quan với các nhân tố sinh thái
tạo nên. Vì vậy, nghiên cứu tổ hợp dạng sống của một vùng góp phần quan trọng đánh
giá đặc điểm sinh thái vùng đó. Người đầu tiên đề cập đến khái ni
ệm dạng sống của
thực vật là Warming (1901). Từ đó đến nay đã tồn tại nhiều cây phân loại dạng sống,
nguyên tắc để mô tả và phân chia dạng sống thực vật đó là tìm những phản ứng biểu
hiện qua hình đáng bên ngoài của thực vật với môi trường sống, sự khác nhau chỉ là sử
dụng bao nhiêu dấu hiệu để làm tiêu chuẩn phân chia.
2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DẠNG S
ỐNG THỰC VẬT
Tất cả trang bị, các phương pháp điều tra, thu thập mẫu, xử lí mẫu ngoài thiên
nhiên cơ bản giống như nghiên cứu thành phần loài. Để phục vụ cho mục đích phân
loại dạng sống và đặc biệt là mức độ đi sâu mà có bổ sung cho phương pháp:
- Với cây gỗ: Cần mô tả, vẽ (hay chụp ảnh) toàn bộ cây trướng thành, theo dõi sự
biến đối qua bốn mùa, đặc bi
ệt thời kì khô, rét trong năm.
- Với cây bụi nhỏ, nửa bụi và cây thảo cần lấy cả phần dưới đất và lấy trọn vẹn
một cá thể, trên cơ sở đó mô tả, chụp ảnh, đồng thời theo dõi phản ứng của từng loài
với các trạng thái mùa.
- Đồng thời với quá trình lấy mẫu, theo dõi sự biến đổi thực vật cần mô tả đặc
điể
m môi trường sống của nó theo cả 4 mùa.
2.2. PHÂN CHIA DẠNG SỐNG
Phân chia dạng s
ống của Raunkiaer dựa trên những đặc điểm cơ bản của thực
vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo, phương thức sống của thực vật, đó là. kết quả
tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên. Thuộc vào những đặc điểm này
có hình dạng ngoài của thực vật, đặc điểm qua đông, sinh s
ản
Bảng phân loại dạng sống của Xêrêbriacốp (1964) mang tính chất sinh thái học
hơn của Raunkiaer. Trong bảng phân loại này, ngoài những dấu hiệu hình thái sinh
thái Xêrêbriacốp sử dụng cả những dấu hiệu như ra quả nhiều lần hay một lần trong cả
đời của cá thể, bao gồm các kiểu sau:
Ngành A: Thực vật thân gỗ sống trên đất, bì sinh
Kiểu 1. Cây gỗ
Lớp 1: Cây gỗ hình thành tán với các cành dài
Lớp phụ 1: Cây g
ỗ hình thành tán trên mặt đất
Lớp phụ 2: Cây gỗ hình thành tán, bán bí sinh (nhiệt đới)
Lớp 2: Cây gỗ dạng hoa thị, hình thành trên những chồi rút ngắn, với lá dạng hoa
thị (gặp ở nhiệt và á nhiệt đới)
Lớp 3: Cây gỗ thân mọng nước không có lá (các loại xương rồng)
Kiểu 2: Cây bụi
Kiểu 3: Cây bụi nhỏ
Ngành B: Cây bán mộc (nửa gỗ)
Kiểu 4: Cây nửa bụi hay nửa bụi nhỏ
Ngành C: Cây thảo
Kiể
u 5: Cây thuộc thảo đa trục
Lớp 1: Cây thảo đa trục, sống lâu năm nhưng thân không mọng nước
Lớp phụ 1: Hệ rễ cái phát triển
15
Những dạng sống chính của thự
c vật trong đồng cỏ Bắc Việt Nam:
1. Kiểu cây gỗ: Cây gỗ lớn hay nhỡ, hệ rễ cái phát triển.
2. Kiểu cây bụi: Cây thuộc mộc, phân cành mạnh, chiều cao tối đa 4,5m, rễ cái
phát triển.
3. Kiểu cây bụi thân bò: Thân thuộc mộc nhỏ, thấp, hệ rễ cái phát triển.
4. Kiểu cây bụi nhỏ: Thân thuộc mộc nhỏ, thấp, hệ rễ cái kém phát triển nhưng rễ
bên thường phát triển mạ
nh.
5. Kiểu cây bụi nhỏ bò: Thân thuộc mộc, mảnh và dài, rễ chính kém phát triển,
rễ bên phát triển mạnh.
16
6. Kiểu nửa bụi: Phần gốc thân khí sinh hoá gỗ và sống lâu năm, phần trên chết
hằng năm, hệ rễ cái phát triển, rễ bên phát triển mạnh.
7. Kiểu thực vật có khả năng tạo chồi mới từ rễ.
8. Nhóm kiểu cây thảo hệ rễ cái, sống lâu năm.
8.1. Kiểu cây thảo sống lâu năm hệ rễ cái.
8.2. Kiểu cây thảo sống lâu năm hệ rễ cái có thân rễ
phát triển.
9. Nhóm kiểu cây thảo hệ rễ chùm, sống lâu năm.
9.1. Kiểu cây thảo sống lâu năm hệ rê chùm.
9.2. Kiểu cây thảo thân bò, sống nhiều năm, hệ rễ chùm.
9.3. Kiểu cây thảo sống lâu năm tạo thành búi thưa.
9.4. Kiểu cây thảo sống lâu năm tạo búi dày.
9.5. Kiểu cây thảo sống lâu năm, thân rễ dài.
9.6. Kiểu cây thảo sống lâu năm có thân rễ dài mọc bò.
10. Nhóm kiểu cây thảo sống một năm.
10.1. Kiểu cây thảo sống một năm hệ rễ cái.
10.2. Kiểu c(ây thảo sống một năm hệ rễ cái, thân bò.
cấu tạo thích nghi cao với các kiểu thụ phấn chéo như nhờ côn trùng, nhờ gió, nhờ
n
ước Vì vậy, nghiên cứu về sự nở hoa và sự truyền phấn trong các dạng sinh thái -
sinh học của hoa là rất thú vị. Về mặt sinh vật học của hoa, ta hiểu đó là những đặc
điểm thích ứng khác nhau trong cấu tạo hình thái và chức năng sinh lí Về mặt sinh thái
học của sự nở hoa và sự truyền phấn (thụ phấn) của thực vật, đó là những mối quan hệ
tồn t
ại trong thiên nhiên giữa các loại hoa và môi trường, mối quan hệ này có thể có
lợi hoặc không có lợi cho sự nở hoa và sự thụ phấn. Về vấn đề này chúng ta biết là đặc
điểm sinh vật học của hoa ngày nay là kết quả thích ứng của quá khứ, vì vậy đặc điểm
sinh vật học của hoa và đặc điểm sinh thái học của sự nở hoa và thụ phấn có thể rất
thích hợp ho
ặc không.
Tài liệu nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học của hoa cho đến nay có rất nhiều
(Khánh, 1898 - 1905, Low, 1895 ; Kirchner, 1911 ; Cammerloher, 1931 ; Ilinskii, 1948
; Poliakob, 1950 ; Baranốp, 1955 ; Kugler 1955).
Những kiến thức về sự nở hoa và sự thụ phấn của các loài là rất cần thiết cho
nghiên cứu sinh thái và địa thực vật, nó giúp cho việc tìm hiểu mối quan hệ của thực
vật trong điều kiện chúng cùng mọc với nhau, đều cùng phụ thuộc tớ
i đặc điểm sinh
vật học và điều kiện môi trường.
- Đặc điểm sinh vật học của hoa: để hiểu được, cần nghiên cứu chi tiết hình thái
học của nó trên đối tượng sống trong tự nhiên. Cần thiết phải nghiên cứu và xem xét
các trạng thái sinh vật học của hoa: hình dạng, màu sắc của hoa và phần phụ, những
biến đổi trong quá trình tồn tại của nó ; hình dáng nhị, nhuỵ
, sự phân bố, sắp xếp của
chúng trong hoa ; đặc điểm của phấn hoa, bao phấn, sự phân bố của phấn hoa và hạt
phấn, hạt phấn chín cùng lúc hay ở thời điểm khác nhau. Sự chuyển động của nhị ; cấu
tạo, vị trí, mức độ hoàn thiện của nhuỵ, các bộ phận chuyển hoá trong cấu tạo của
hoa Hình dạng chung của hoa và các phần riêng biệt của nó. Những quan sát này cho
điều tiết của tuyến mật.
Nghiên cứu sự điều tiết tuyến mật phải song song với nghiên cứu đặc tính sinh
vật học của hoa, sự thích ứng của nó với thụ phấn nhờ côn trùng. Mối quan hệ này sẽ
cho ta biết sự phụ thuộc về điều tiết mật hoa trong các giai đoạn phát triển và tuổi của
hoa, nó phụ thuộc vào từng thời
điểm trong ngày. Sự điều tiết này sẽ khác nhau ở hoa
đơn tính, lưỡng tính, ở từng bộ phận nở của nhị, nhuỵ.
19
Cũng rất cần có những nghiên cứu với loại hoa tự thụ phấn.
Nghiên cứu về thụ phấn chéo, đặc biệt nhờ gió cũng rất thú vị. Các loài cây thụ
phấn nhờ gió cũng rất khác nhau trong cấu tạo hoa, sắp xếp, số lượng, hiệu quả của hạt
phấn và các đặc điểm cấu tạo hoa Để xác định cần có dụng cụ chuyên môn.
1. Bàn gỗ ; 2. Tấm kim loại chắn mưa:
3. Hộp gỗ ; 4. Hộp đựng:
5. Khung kim loại để đậy ;
6. Giá đỡ: 7. Tấm kính
Người ta đặt dụng cụ này ở tầm cao tương ứng của từng loài khoảng cách từ
nguồn hoa phát ra có thể là 5, 10, 25, 75, 125, 200m. Thời gian theo dõi có thể vài giờ
hay một ngày đêm tuỳ theo từng loài cây sau đó sẽ đếm số lượng hạt phấn trên diện
tích đón củ
a dụng cụ này và tính ra trên diện tích tự nhiên. Ngoài ra, còn tiến hành
nghiên cứu trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Đồng thời xác định khả năng sống
của hạt phấn của từng loài, từ đó sẽ hiểu tốt hơn về hiệu quả thụ phấn nhờ gió.
Côn trùng đóng vai trò quan trọng nhất đối với thực vật thụ phấn nhờ động vật.
Cần làm sáng tỏ s
ố lượng loài côn trùng tham gia thụ phấn cho từng loài thực vật, liên
quan đến vấn đề này là phương pháp thu côn trùng và bảo quản côn trùng. Từ đó sẽ
biết được số lượng loài nào đến lúc nào trong ngày vào giai đoạn nào của hoa nở, thời
Ví dụ trên diện tích lm
2
có 5 cá thể loài A có sinh sản hạt và 10 cá thể loại B có sinh
sản hạt thì diện tích tính có thể tăng lên là 10 hay 20m
2
. Nếu để xác định năng suất hạt
của tất cả các loài trong quần xã thì diện tích tính thường phải lớn, có như thế mới có
thể đạt được số lượng 100 cá thể có sinh sản hạt trên diện tích tính. Với trường hợp
như vậy những loài có số lượng cá thể lớn lại có thể dùng diện tích nhỏ (như lm
2
).
Nghiên cứu các yếu tố xác định năng suất hạt có ý nghĩa lớn về lí luận và thực
tiễn. Từ nghiên cứu này ta hiểu được năng suất hạt trong quần xã phụ thuộc vào đâu,
điều khiển nó như thế nào. Muốn làm được điều này phải tiến hành trong nhiều năm
với sự theo dõi cả các điều kiện khí hậu, các tác nhân thụ phấn. Nghiên cứu trong
nhiều qu
ần xã khác nhau, đồng thời phải có thực nghiệm.
Để làm được những yêu cầu trên cần:
1. Xác định số lượng chồi có sinh sản hạt trong một cá thể.
2. Số lượng hoa hay cụm hoa trên một chồi sinh sản hạt.
3. Số hoa cho quả.
4. Số hạt trên một quả.
Để có kết quả đúng cần nghiên cứu cả các yếu tố tác động trên từng giai đoạn cụ
thể bằng th
ực nghiệm.
3.2.2. Xác định số lượng hạt rơi trên mặt đất
Không thể cho rằng số lượng hạt được xác định như trên là rơi trên mặt đất, một
số có thể bị mất đi do người, động vật một số đã rơi rồi vẫn có thể bị mang đi bởi gió,
nước Vì vậy xác định số lượng hạt rơi trên mặt đất hằ
ng năm cũng rất phức tạp. Để
Để xác định số lượng và thời gian xuất hiện cây mầm cần theo dõi quanh năm
trên một số diện tích tính, thường từ 10 đến 15 ngày theo dõi một lần. Đặc biệt cần xác
định số lượng và thời gian bị chết của một số cây mầm, lí do chết số lượng cây mầm
dùng để theo dõi vì thế cần nhiều, có thể tới 1000 cây/1oài
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH SẢN HẠT CỦA CÂY GỖ VÀ QUẦN
XÃ RỪNG
Nghiên cứu về sinh sản hạt và sinh sản sinh dưỡng có ý nghĩa rất lớn trong vi
ệc
đánh giá sự tồn tại, động thái tương lai của quần xã. Sinh sản hạt của cây rừng rất khác
nhau. Sinh sản hạt ra sao, số lượng hạt và số phận hạt sẽ diễn ra như thế nào là một
vấn đề rất phức tạp, nghiên cứu nó có ý nghĩa lớn về lí luận và thực tiễn.
Xác định sản lượng hạt của cây rừng là việc làm rất khó, vì rừng thường là cây
cao, do đó khó có thể dùng tay hái quả, hạt Hơn nữa, số lượng quả hay hạt của một
cây trong năm nào đó có thể rất lớn (hàng chục nghìn), thêm vào đó là sự chín không
đồng đều của nó, nó có thể kéo dài vài tháng.
Khi nghiên cứu sinh sản hạt cây rừng cần chú ý:
1. Cần xác định năng suất và sản lượng hạt - nghĩa là số lượng hạt.
22
2. Xác định chất lượng hạt: tỉ lệ hạt tốt, hạt bị bệnh và số hạt lép
3. Làm sáng tỏ biến động năng suất hạt: Thời kì hạt chín, thời gian bắt đầu và kết
thúc rụng hạt hay quả, thời kì rụng nhiều nhất, sự khác nhau trong các năm và phụ
thuộc vào điều kiện tự nhiên, tính chu kì trong sinh sản hạt và sự phụ thuộc của nó vào
đ
iều kiện tự nhiên
4. Cần làm sáng tỏ sự phụ thuộc của năng suất và chất lượng hạt vào điều kiện
địa lí, môi trường ngoài (khí hậu, đất đai), kiểu rừng và đặc điểm của quần xã (thành
phần, cấu trúc độ khép tán của cây gỗ ), sự phân bố cây gỗ, sự tác động của người,
động vật, lửa rừng ; đặc điểm của chính cây g
ỗ đó (kích thước, tuổi, dạng sống ) và
thường xanh quả có ở tất cả tán, đặc biệt nhiều ở phía nam.
5 Rất nhiều Rất nhiều quả, hạt trên tất cả các cành nằm trên hay trong tán.
Những cây lá thường xanh cũng rất nhiều quả trên toàn bộ tán.
23
Khi tiến hành đếm quả, hạt trên toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn cần lưu ý phân
loại theo nhóm của Krapta (5 nhóm theo tình trạng sức sống của các cá thể cùng tuổi
trong loài), đồng thời phân tích hướng ánh sáng tôi và hình chiếu của tán lá, số liệu thu
được của cả ô là cơ sở tính toán về sản lượng hạt của quần xã, nó cũng là tư liệu cần
cho sự phân tích về sự khác biệt theo tuổi, theo lớp, hình dạng độ lớn tán cây
.
+ Tiến hành đếm quả, hạt trên câu mẫu (trên cây đúng hay chặt hạ)
Khi biết được số lượng quả hay hạt trên một số dạng cây làm mẫu ta có thể xác
định năng suất trên ô tiêu chuẩn rồi trên quần xã rừng. Vấn đề ở đây là chọn cây mẫu
trên nguyên tắc nhất định. Cây phải trong ô tiêu chuẩn, theo lớp của Krapta, theo
đường kính thân hoặc theo kích thước trung bình của cây gỗ, theo mức độ ít nhiều của
quả hay hạt Từ số liệu này tính ra cho ô tiêu chuẩn, cho quần xã.
+ Phương pháp đêm quả, hạt trên cành mẫu
Phương pháp này được Nhetrerốp đề xuất 1914, nó cho phép xác định số quả hay
hạt trong năm đó, dự đoán trong năm tới và xác định số lượng năm cũ qua vết tích để
lại trên các cành.
Người ta chọn một số cành mẫu đại diện cho cây và một số cây để đếm số
quả
hay hạt. Trước tiên, người ta dùng kéo cắt lấy một hay một số cành chiều dài từ 40 -
70cm, độ tuổi 3, 4, 5/cành (xác định tuổi bằng vết tích để lại trên cành) của 10 - 20 cây
(trong một loài). Sau khi đã xác định tuổi của cành sẽ tiến hành đếm quả.
Từ kết quả trên ta có được năng suất quả của từng loại cây và cả quần xã.
Sau này Ras (1938) thay đếm trên cành với sự tính toán tuổi của nó bằng chiề
u
dài cành, nghĩa là đếm số quả trên chiều dài cành mẫu là im. Tất cả đều đi đến tính hệ
ột khu rừng cần phải làm:
1. Đếm quả trên toàn bộ cây của một ô tiêu chuẩn.
2. Đếm trên một số cây mẫu.
3. Đếm trên một số cành mẫu của một số cây mẫu.
3.3.2. Xác định số lượng hạt rơi trên đất bằng dụng cụ xác định
Bản chất của phương pháp này là xác định số lượng (sản lượng) quả hay hạt rơi
trên đất rừng. Càng nhiều cây có quả
, hạt thì càng cho sản lượng quả, hạt cao. Nhưng
không phải tất cả chúng đều rơi trên đất rừng đó, nó có thể bị mang đi hay lưu lại trên
cây. Vì vậy, kết quả thu được không phải là toàn bộ sản lượng quả của quần xã mà chỉ
là số lượng quả hay hạt rơi trên đất của quần xã đó (nó có thể có từ nơi khác rơi vào).
- Phương pháp xác định bằng ngăn kéo
đặt dưới rừng.