TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN
-------------------------
BÙI THỊ XUÂN
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM
SINH HỌC VÀ SINH THÁI LOÀI HOA TIÊN
(ASARUM GLABRUM MERR.)
PHỤC VỤ CÔNG TÁC BẢO TỒN Ở VIỆT NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: THỰC VẬT HỌC
HÀ NỘI, 2012
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN
-------------------------
BÙI THỊ XUÂN
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM
SINH HỌC VÀ SINH THÁI LOÀI HOA TIÊN
(ASARUM GLABRUM MERR.)
PHỤC VỤ CÔNG TÁC BẢO TỒN Ở VIỆT NAM
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: THỰC VẬT HỌC
toàn trách nhiệm trước hội đồng bảo vệ.
Hà Nội, ngày 13 tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Bùi Thị Xuân
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1
Mục đích nghiên cứu ......................................................................................2
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .......................................................................2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................3
1.1.
Nghiên cứu chi Hoa tiên......................................................................3
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam.........................................................4
1.2. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu ...................7
1.2.1. Khu BTTN Bát Đại Sơn và vùng phụ cận .............................................7
1.2.2. Vườn quốc gia Ba Vì và vùng phụ cận ..................................................9
1.2.3. Vườn quốc gia Tam Đảo và vùng phụ cận ............................................12
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 15
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu..............................................................................15
2. 2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................15
2. 3. Thời gian nghiên cứu .............................................................................15
2. 4. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................15
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................16
BTTN
: Bảo tồn thiên nhiên
VQG
: Vườn quốc gia
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Đặc điểm hình thái của quả và hạt loài Hoa tiên ............................................. 21
Bảng 3.2: Kết quả theo dõi nhiệt độ và độ ẩm không khí xã Thái An .......... 23
Bảng 3.3: Kết quả phân tích các mẫu đất ở khu vực xã Thái An.................. 23
Bảng 3.4: Danh sách các loài thực vật thường mọc cùng với loài Hoa tiên . 24
Bảng 3.5: Thành phần hóa học của tinh dầu thân rễ và lá loài Hoa tiên....... 28
Bảng 3.6: Thành phần hóa học của tinh dầu loài Hoa tiên ở các vùng sinh
thái khác nhau .............................................................................................. 30
Bảng 3.7: Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định từ tinh dầu của loài
Hoa tiên ......................................................................................................... 32
1
MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài
Điều tra, xác định các loài thực vật và các quần xã thực vật có giá trị để bảo
tồn là nhiệm vụ quan trọng của các nhà nghiên cứu về thực vật. Các loài trong chi
Hoa tiên (Asarum L.) đều là cỏ nhiều năm, mọc thành từng đám nhỏ ở những nơi
ẩm, ở gần các khe núi, ven đường, dưới tán rừng kín thường xanh. Vùng phân bố
của chúng cũng chỉ ở các khu vực có rừng trên núi cao thuộc các tỉnh như Lào Cai,
về loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.) ở Việt Nam.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu đưa ra được khả
năng nhân giống sinh dưỡng và hữu tính của loài Hoa tiên, góp phần giúp cho người
dân địa phương có thể gây trồng phát triển chúng tại khu vực vườn rừng của mình
nhằm tăng thu nhập của họ.
3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nghiên cứu chi Hoa tiên (Asarum L.)
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Chi Hoa Tiên hay còn gọi là chi Tế tân (Asarum L.) là các loài cây thân thảo
trong họ Mộc hương (Aristolochiaceae Juss.), ưa thích các khu vực ẩm ướt, nhiều
bóng râm và đất giàu mùn. Lá thường hình tim, hoa thường hình cái ấm, mọc ra ở
nách lá, vào mùa xuân. Chi này phân bố rộng rãi ở châu Mỹ, châu Âu, châu Á, với
số lượng khoảng 70 loài. Các loài trong chi Hoa tiên (Asarum L.) thường có giá trị y
học rất cao, được dùng làm thuốc chữa các bệnh ho, cảm, tê thấp, khó tiêu, đau
bụng, bệnh đường ruột,…
Các công trình đề cập đến chi Hoa tiên (Asarum L.) nói chung và loài Hoa tiên
(Asarum glabrum Merr.) chủ yếu là các công trình nghiên cứu phân loại như Merril
(1942) hay các công trình nghiên cứu về hóa sinh như: Tsukasa Iwashina, Junichi
Kitajima (2000) [13]; Zhang SX, Tani T, Yamaji, Ma CM, Wang MC, zhao YY
(2003) [12],... Các công trình này đã cho thấy các loài thuộc chi Tế tân (Asarum L.)
thường có tinh dầu với các thành phần chính là metyl eugenol, - pinen, myrcen,
borneol, safrol, 1,8 - cineol và asafrol… Các loài trong chi Hoa tiên còn chứa các
hợp chất khác như aristolochia acid, các secquiterpen, sterol… Một số hợp chất
glycosyl flavonoid từ loài Asarum longirhizomatosum đã được xác định như 4, 6, 4‟
- trihydroxy – aurone - 4, 6 – di – o - - D - glucopirannosid, naringenin – 7 - 4‟ –
di – 0 - - D - glucopirannosid, naringenin, naringenin – 7 – 0 - - D glucopirannosid, chacomonaringenin - 2‟ – 0 - - D - glucopirannosid, naringenin 5, 7 – di – 0 - - D - glucopirannosid. Trong đó có nhiều hoạt chất có tác dụng
kháng khuẩn, kháng histamin và có khả năng chữa ung thư.
hậu quả của quá trình phân cắt và thường bị giới hạn về kích thước. Những quần thể
thực vật này thường dễ bị tổn thương và ít có khả năng thích nghi khi môi trường
sống bị thay đổi, đặc biệt chịu áp lực của biến đổi khí hậu.
Các quần thể thực vật đang bị suy giảm về kích thước. Nhiều loài đang bị đe
doạ tuyệt chủng. Danh lục 448 loài loài thực vật đang bị báo động “Đỏ” (BKHCN,
2007; IUCN, 2007). Rất nhiều loài trong số này có giá trị khoa học, y học và thương
5
mại cao. Mặc dù một số loài đang được bảo vệ trong các Khu bảo tồn (khu BTTN
và VQG), vẫn đang trong trạng thái bị đe doạ tuyệt chủng. Cho đến nay, chúng ta
chỉ mới có các công trình nghiên cứu về khu hệ và phân loại. Điều này rất hạn chế
trong công tác hoạch định chiến lược bảo tồn loài, đặc biệt là các loài quí hiếm.
Chính phủ đã có một số biện pháp bảo tồn nguyên vị và chuyển vị. Song do chưa
hiểu hết cơ chế và nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng loài, nên các biện pháp này
cũng chỉ mang hiệu quả nhất thời và không hữu hiệu. Nguy cơ tuyệt chủng loài là
rất lớn. Hiện nay chúng ta còn rất thiếu các thông tin về đa dạng di truyền ở cả 2
mức độ loài và quần thể. Các cơ sở về sinh học, sinh thái loài về da dạng di truyền,
tiềm năng tiến hoá được xem xét như là chìa khoá quan trọng để duy trì sự sống của
loài ở hiện tại và tương lai. Những nghiên cứu về lĩnh vực này còn rất hạn chế và
tản mạn. Một số công trình đại diện của tác giả Nguyễn Tiến Hiệp, Trần Huy Thái
và cộng sự vào các năm từ 2000 đến nay về bảo tồn 5 loài Thông bị đe dọa tuyệt
chủng như: Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis), Bách xanh núi dá
(Calocedrus macrolepis), Bách tán đài loan (Taiwania cryptomerioides), Thủy tùng
(Glyptotropus pensilis), Hoàng đàn hữu liên (Cupressus tonkinensis) của Nguyễn
Minh Tâm và Nguyễn Phương Trang về bảo tồn các loài tuế (Cycas spp.) và 2 loài
cây lá kim Pơ mu (Fokienia hodginsii) và Sa mu dầu (Cunninghamia lanceolata
var. konishii); của Trần Huy Thái về bảo tồn nguyên vị và chuyển vị các loài cây
thuốc quí hiếm, đặc hữu tại Trạm Đa dạng Mê Linh, Vĩnh Phúc. Các kết quả đã cho
thấy, mặc dù trong các quần thể nhỏ tính đa dạng di truyền cao ở một số loài Tuế có
rằng việc nghiên cứu các cơ sở khoa học để bảo tồn, phục hồi và sử dụng bền vững
tính đa dạng các loài của chi Hoa tiên ở Việt Nam là vấn đề thời sự mang tính cấp
thiết có nhiều ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn cao.
Những nghiên cứu ở trong nước về những loài trong chi Hoa tiên hầu như là
rất ít. Cũng chỉ là những mô tả về hình thái, sinh thái và một số dẫn liệu ban đầu về
thành phần hóa học của tinh dầu loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.) tại Hà
Giang, vì vậy việc nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái và hóa học cũng
như khả năng bảo tồn loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.) là rất cần thiết, có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn.
7
1.2. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu
1.2.1. Khu BTTN Bát Đại Sơn và vùng phụ cận
1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý
Khu BTTN Bát Đại Sơn nằm ở vùng biên giới phía Bắc tỉnh Hà Giang có toạ
độ địa lý từ 23004‟27” đến 23011”27” độ vĩ Bắc, từ 104054‟02”đến 105002„30” độ
kinh Đông.
Địa hình địa thế
Bát Đại Sơn có thể chia ra làm 3 kiểu địa hình chính sau:
- Kiểu địa hình núi trung bình, đây là kiểu địa hình phổ biến nhất chiếm hầu
hết diện tích khu bảo tồn.
- Kiểu địa hình đồi cao nằm ở phía Đông Bắc xã Bát Đại Sơn, ở đây chủ yếu
là núi đất, có các đỉnh cao dưới 400 m, địa hình chia cắt mạnh tạo ra nhiều dòng
suối có độ dốc bình quân từ 25-350.
- Kiểu địa hình thung lũng, đặc trưng nhất là khu vực xã Thanh Vân, khu vực
này thuận tiện cho canh tác nông nghệp và chăn thả gia súc.
Địa chất thổ nhưỡng
- Địa chất: Khu BTTN có lịch sử kiến tạo địa chất vào kỷ Đệ Tam, nền vật
tháng 10 đến tháng 3 năm sau, thời tiết khô lạnh, có kèm theo sương muối và gió
mùa Đông Nam từ tháng 4 đến tháng 9, thời tiết nóng ẩm, có mưa lớn kéo dài.
- Thuỷ văn: Sông Miện bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy theo hướng Đông Đông Nam, hình thành vành đai che chắn phía Đông và Đông Bắc của khu bảo tồn,
sông Miện có dòng chảy quanh co, lòng hẹp, độ dốc lớn, nên về mùa mưa tốc độ
dòng chảy khá mạnh.
Do địa hình Kaster phần lớn nước chảy ngầm trong lòng đất, trữ lượng nước
mặt ít, mặt khác người dân lại không có phương tiện để dự trữ nên vào mùa khô xảy
ra hiện tượng thiếu nước trầm trọng, gây ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt và sản xuất.
9
1.2.1.2. Đặc điểm về Dân sinh - Kinh tế - Xã hội
- Dân tộc: Khu BTTN Bát Đại Sơn có 4 dân tộc chính:
+ Dân tộc H‟Mông chiếm tỷ lệ 84% tổng dân số.
+ Dân tộc Dao chiếm 8,2% tổng dân số.
+ Dân tộc Tày và Nùng chiếm 6,2% tổng dân số. Còn lại là các dân tộc khác
chiếm 0,7%.
- Dân số: Mật độ phân bố bình quân là 40,7 người/1km2, đông nhất là xã
Thanh Vân 85 người/km2, ít nhất là xã Cán Tỷ, Nghĩa Thuận 17,5 người/km2 còn
trung bình là xã Bát Đại Sơn 43 người/km2.
Như vậy mật độ dân số trong khu vực là rất thưa thớt, lại phân bố không đều,
nơi đông nhất là xã Thanh Vân, ít nhất là xã Cán Tỷ. Tỷ lệ tăng dân số là 2,6 % còn
quá cao.
- Lao động: Số người trong độ tuổi lao động chiếm 31% tổng dân số trong khu
vực. Số lao động nông nghiệp chiếm 94,5%.
Đất nông nghiệp ít, chủ yếu là nương màu (90,7%) nên hàng năm số lao động
nông nghiệp thường dôi dư lớn 30%. Tuy lực lượng lao động dồi dào nhưng do
trình độ thấp, dẫn đến năng suất không cao và tình trạng thiếu ăn xảy ra hàng năm.
1.2.2. Vƣờn quốc gia Ba Vì và vùng phụ cận
1.2.2.1. Điều kiện tự nhiên
với các loại đất chính sau:
- Đất feralit màu vàng phân bố ở độ cao > 1000 m.
- Đất feralit màu vàng nâu phát triển trên đá phiến thạch sét, sa thạch phân bố
rộng tập trung ở độ cao 500-1000 m.
- Đất feralit màu vàng đỏ phát triển trên đá phiến thạch sét, sa thạch, phiến
thạch mica và các loại đá trầm tích, phân bố ở sườn và vùng đồi thấp ở độ cao < 500
m.
- Đất phù sa cổ phân bố thành một dải hẹp kéo dài ven sông Đà thuộc 2 xã
Khánh Thượng và Minh Quang, loại đất này đang có chiều hướng thoái hoá bị rửa
trôi.
- Theo tài liệu điều tra lập địa cấp I vùng phục hồi sinh thái xác định diện tích
ở các dạng lập địa như sau:
11
+ Đất bằng nông nghiệp: 150 ha, chiếm 2.3%.
+ Đất phẳng có độ dốc 3-70: 250 ha, chiếm 4,4%.
+ Đất feralit phát triển trên đá mác ma kiềm và trung tính.
+ Đất Feralit phát triển trên đá mác ma kiềm và trung tính.
+ Đất feralit phát triển trên đá mác ma kiềm và trung tính.
+ Đất Feralit phát triển trên đá mác ma kiềm và trung tính.
+ Các loại đất hồ, thổ cư, đất lầy thụt: 91 ha, chiếm 1,9%.
Khí hậu thuỷ văn
- Khí hậu
Đặc điểm chung của Ba Vì bị chi phối bởi các yếu tố vĩ độ Bắc, cơ chế gió
mùa, sự phối hợp giữa gió mùa và vĩ độ tạo nên khí hậu nhiệt đới ẩm với mùa đông
lạnh và khô.
+ Nhiệt độ bình quân năm trong khu vực là 23,40C. Ở vùng thấp, nhiệt độ tối
thiểu xuống tới 2,70C; nhiệt độ tối cao lên tới 420C. Ở độ cao 400 m nhiệt độ trung
bình năm 20,60C; Từ độ cao 1000 m trở lên nhiệt độ chỉ còn 160C. Nhiệt độ thấp
- Dân số: có 89.928 người (năm 2008).
- Lao động và việc làm: Tổng số lao động trong vùng chiếm 55% dân số chủ
yếu là làm nông nghiệp. Theo báo cáo của các địa phương hiện còn 2.121 hộ nghèo,
chiếm 10,3% số hộ trong vùng. Xã Khánh Thượng là xã có tỷ lệ nghèo nhiều nhất.
Cơ sở hạ tầng ở vùng đệm khá thuận lợi, các xã đều có đường liên xã đã được
trải nhựa, xe ô tô về đến trung tâm xã, đường từ trung tâm xã đến các thôn còn là
đường cấp phối và đường đất.
1.2.3. Vƣờn quốc gia Tam Đảo và vùng phụ cận
1.2.3.1. Điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý
VQG Tam Đảo nằm trọn trên dãy núi Tam Đảo, một dãy núi lớn dài trên 80
km, rộng 10-15 km chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Vườn trải rộng trên 3
tỉnh Vĩnh Phúc (huyện Tam Đảo), Thái Nguyên (huyện Đại Từ) và Tuyên Quang
(huyện Sơn Dương), cách Hà Nội khoảng 75 km về phía Bắc.
VQG Tam Đảo nằm trong khoảng 21°21' đến 21°42' độ vĩ Bắc và 105°23' đến
105°44' kinh Đông.
13
Địa hình địa thế
VQG Tam Đảo là vùng núi cao nằm trọn trong dãy núi Tam Đảo. Đây là dãy
núi có trên 20 đỉnh cao từ 1.000 m trở lên so với mặt nước biển, cao nhất là đỉnh
Tam Đảo Nord 1.592 m. Địa hình ở đây có đặc điểm là đỉnh nhọn, sườn rất dốc, độ
chia cắt sâu, dày bởi nhiều dông phụ gần như vuông góc với dông chính
Dựa vào độ cao, độ dốc, địa mạo có thể phân chia dãy núi Tam Đảo thành bốn
kiểu địa hình chính:
- Thung lũng giữa núi và đồng bằng ven sông suối: Độ cao tuyệt đối < 100 m,
độ dốc cấp I (< 7)0. Phân bố dưới chân núi và ven sông suối.
- Đồi cao trung bình: Độ cao tuyệt đối 100-400 m. Độ dốc cấp II (80 – 150) trở
lên. Phân bố xung quanh chân núi và tiếp giáp với đồng bằng.
15
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, THỜI GIAN,
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.) ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam
2.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại một số xã huyện Quản Bạ (Hà Giang), VQG Ba Vì
(Hà Nội), VQG Tam Đảo (Vĩnh Phúc).
2.3. Thời gian nghiên cứu
Từ 10/2011 đến 5/2012.
2.4. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập tài liệu, xử lí và hệ thống các thông tin đã có trong và ngoài nước
về các loài Hoa tiên (Asarum spp.), đặc biệt là loài Hoa tiên (Asarum glabrum
Merr.).
- Điều tra, khảo sát thực địa tại VQG Tam Đảo và một số tỉnh phía Bắc Việt
Nam như: Quảng Bạ (Hà Giang), Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Yên Tử (Quảng Ninh),…
để nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái, sự phân bố, trữ lượng tự nhiên
của loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.).
- Thu thập tiêu bản và mẫu vật tại các khu vực nghiên cứu cho việc giám định
tên khoa học, phân tích hóa học của loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.).
- Xác định hàm lượng, các chỉ số lý hóa học và phân tích thành phần hóa học
của tinh dầu trong các bộ phận của cây (lá và thân rễ).
- Nghiên cứu về hoạt tính sinh học từ tinh dầu loài Hoa tiên (Asarum glabrum
Merr.).
- Thử nghiệm kháng vi sinh vật kiểm định từ tinh dầu của loài Hoa tiên
(Asarum glabrum Merr.).
- Nghiên cứu khả năng gây giống sinh dưỡng và hữu tính, khả năng tái sinh tự
nhiên của loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.).
- Đánh giá tình trạng bảo tồn và đưa ra một số phương pháp bảo tồn cho loài
Amon - (NH4)2SO4, cho kiềm tác động chuyển về dạng NH3 và được thu vào dung
dịch Axit Boric, chuẩn độ với axít tiêu chuẩn (HCl 0,01N).
17
+ Lân tổng số (%P2O5) (theo TCVN 8563: 2010). Sử dụng Axit Pecloric cùng
H2SO4 phân hủy và hòa tan các hợp chất phốtpho trong đất; xác định hàm lượng lân
bằng phương pháp trắc quang (Spectrophotometer).
+ Kali tổng số (%K20) (theo TCVN 8562: 2010). Phân hủy và hòa tan mẫu
bằng hỗn hợp H2SO4 và HClO4 theo M. Jackson; xác định hàm lượng Kali trong
dung dịch bằng quang kế ngọn lửa (Flamephotometer).
+ Lân dễ tiêu: (theo TCVN 8559: 2010). Phương pháp Bray II. Chiết rút
Phoppho bằng dung dịch NH4F 0,03M/HCl 0,1M; so màu ở trên máy chiết quang
chọn lọc ở bước sóng 882 nm.
2.5.2. Điều tra công dụng của loài Hoa tiên (Asarum glabrum Merr.)
Tìm hiểu giá trị sử dụng, tình hình khai thác và buôn bán hai loài Hoa tiên
bằng phương pháp điều tra nhanh nông thôn (RRA) và điều tra có sự tham gia của
người dân (PRA).
2.5.3. Phƣơng pháp nghiên cứu về tinh dầu và thành phần hóa học tinh dầu
Xác định hàm lượng tinh dầu bằng phương pháp chưng cất hồi lưu trong thiết
bị Clevenger. Định tính và định lượng các thành phần hóa học của tinh dầu bằng
phương pháp sắc kí khí khối phổ GC - MS. Tinh dầu được làm khan bằng Na2SO4
0
và để trong tủ lạnh ở nhiệt độ