Nghiên cứu đa dạng cây thuốc trong một số trạng thái thảm thực vật ở xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Siamphai PAVELARDORSY

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÂY THUỐC

TRONG MỘT SỐ TRẠNG THÁI THẢM THỰC VẬT

Ở XÃ PHÚC XUÂN, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,

TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Siamphai PAVELARDORSY

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÂY THUỐC

TRONG MỘT SỐ TRẠNG THÁI THẢM THỰC VẬT

Ở XÃ PHÚC XUÂN, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN,

TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành: Sinh thái học

Mã ngành: 8.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. SỸ DANH THƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực. Nếu sai, tôi xin hoàn toàn chịu

trách nhiệm.

Tác giả

Siamphai PAVELARDORSY

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ, chuyên

ngành Sinh thái học tại khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái

Nguyên, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của các thầy cô giáo, các đồng

nghiệp, bạn bè và gia đình.

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Sỹ Danh

Thường - người thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh

nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh

học, Phòng Đào tạo (bộ phận Sau Đại học) Trường Đại học Sư phạm - Đại học

Thái Nguyên đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

và nghiên cứu tại trường.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đề tài thuộc Quỹ phát triển Khoa học và

công nghệ Quốc gia (Nafosted), mã số 106.03-2019.10 đã hỗ trợ về kinh phí

trong quá trình thu thập mẫu vật và phân tích hoạt tính sinh học.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè và

đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn nhiều hạn chế về mặt thời

gian, kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu

sót. Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của các thầy cô giáo, các nhà

khoa học, cùng bạn bè, đồng nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày ….tháng……năm 2020

Tác giả luận văn

Siamphai PAVELARDORSY

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................i

LỜI CẢM ƠN .........................................................................................ii

MỤC LỤC..............................................................................................iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................iv

DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................... v

MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1

1. Đặt vấn đề............................................................................................ 1

2. Thời gian và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 2

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................. 3

1.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật và hệ thực vật ........................ 3

1.1.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật............................................. 3

1.1.2. Những nghiên cứu về hệ thực vật ................................................. 4

1.2. Những nghiên cứu về cây thuốc và vị thuốc trên thế giới và ở Việt

Nam......................................................................................................... 6

1.2.1. Những nghiên cứu về cây thuốc và vị thuốc trên thế giới ............ 6

1.2.2. Những nghiên cứu về cây thuốc và vị thuốc ở Việt Nam............. 8

1.3. Những nghiên cứu về các loài thực vật làm thuốc quý hiếm có nguy

cơ tuyệt chủng ....................................................................................... 11

1.4. Những nghiên cứu về đặc điểm hình thái giải phẫu và hoạt tính cây

thuốc....................................................................................................... 11

1.5. Những nghiên cứu về thảm thực vật, đa dạng thực vật và các loài

thực vật làm thuốc ở tỉnh Thái Nguyên và khu vực nghiên cứu........... 13

1.6. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu................ 15

Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................................17

2.1. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................... 17

iv

2.2. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu................................................. 17

2.3. Nội dung nghiên cứu...................................................................... 17

2.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................ 17

2.4.1. Phương pháp điều tra theo tuyến và ô tiêu chuẩn (OTC) ........... 17

2.4.2. Phương pháp thu mẫu thực vật ................................................... 18

2.4.3. Phương pháp phân tích mẫu vật.................................................. 18

2.4.4. Phương pháp chiết mẫu để phân tích hoạt tính sinh học ............ 18

2.4.5. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính một số dòng tế bào ung thư 19

2.4.6. Phương pháp xử lý số liệu........................................................... 21

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................. 22

3.1. Đa dạng các taxon cây thuốc ở khu vực nghiên cứu ..................... 22

3.1.1. Đa dạng ở mức độ ngành ............................................................ 22

3.1.2. Đa dạng ở mức độ họ .................................................................. 23

3.1.3. Đa dạng ở mức độ chi ................................................................. 24

3.2. Đa dạng của các loài cây thuốc trong các trạng thái thảm thực

vật.......................................................................................................... 25

3.2.1. Đa dạng của các loài cây thuốc trong trạng thái rừng thứ sinh .. 26

3.2.2. Đa dạng của các loài cây thuốc trong trạng thái thảm cây bụi ... 27

3.2.3. Đa dạng của các loài cây thuốc trong trạng thái rừng trồng keo 4

tuổi......................................................................................................................28

3.2.4. Đa dạng của các loài cây thuốc trong trạng thái rừng trồng keo 8

tuổi......................................................................................................................29

3.3. Đa dạng về thành phần dạng sống ................................................. 30

3.4. Đa dạng về các bộ phận sử dụng làm thuốc................................... 32

3.5. Các loài cây thuốc quý hiếm ở khu vực nghiên cứu...................... 34

3.6. Hoạt tính sinh học của loài Hồng trâu (Capparis versicolor

Griff.)..................................................................................................... 35

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................ 38

v

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 40

PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

ODB Ô dạng bản

OTC Ô tiêu chuẩn

UNESCO Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa của Liên Hợp quốc

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Phân bố cây thuốc trong các bậc taxon ở khu vực nghiên cứu .22

Bảng 3.2. Các họ có số lượng cây thuốc đa dạng trong khu vực

nghiên cứu ...................................................................23

Bảng 3.3. Các chi có số lượng cây thuốc đa dạng trong khu vực

nghiên cứu ...................................................................24

Bảng 3.4. Sự phân bố các họ, chi, loài cây thuốc trong các kiểu TTV tại

KVNC ................................................................................. 25

Bảng 3.5. Sự phân bố của các bậc taxon cây thuốc ở trạng thái rừng thứ

sinh...................................................................................... 26

Bảng 3.6. Sự phân bố của các bậc taxon cây thuốc ở trạng thái thảm cây

bụi ....................................................................................... 28

Bảng 3.7. Sự phân bố của các bậc taxon ở trạng thái rừng trồng keo

4 tuổi ...........................................................................29

Bảng 3.8. Sự phân bố của các bậc taxon cây thuốc ở trạng thái rừng

trồng keo 8 tuổi................................................................... 30

Bảng 3.9. Số lượng và tỷ lệ các nhóm dạng sống ............................... 31

Bảng 3.10. Các bộ phận của cây được sử dụng làm thuốc ................... 32

Bảng 3.11. Danh lục các loài thực vật làm thuốc quý hiếm ................. 34

Bảng 3.12. Hoạt tính ức chế của dịch chiết thô trên 03 dòng tế bào ung

thư ....................................................................................... 37

1

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Việt Nam có một hệ sinh thái phong phú và đa dạng, một tiềm năng lớn

về tài nguyên cây dược liệu nói riêng và tài nguyên dược liệu nói chung. Theo

thống kê, trong tổng số 3.948 loài cây có tới 87,1% là các loài tự nhiên, sống

trong các quần xã rừng, trảng cây bụi, nương rẫy, bãi hoang, chỉ có 12,9% cây

thuốc đã được trồng ở các mức độ khác nhau.

Ngày nay, việc tìm kiếm các hoạt chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao để

làm thuốc là một xu thế được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm. Việt Nam là

một trong những quốc gia thuộc vùng nhiệt đới - nơi chứa đựng giá trị đa dạng

sinh học cao chưa được khám phá. Bên cạnh đó, cộng đồng các dân tộc ở nước ta

cũng có vốn tri thức bản địa sử dụng các loài thực vật làm thuốc. Đây là lĩnh vực

này được các nhà khoa học coi là một tiềm năng trong việc tìm kiếm nghiên cứu

tạo ra những loại thuốc mới, có hiệu lực điều trị cao trong tương lai.

Xã Phúc Xuân là xã nằm ở phía tây bắc của thành phố Thái Nguyên. Xã

nằm ven tỉnh lộ 253 từ trung tâm thành phố đến thị trấn Đại Từ. Xã tiếp giáp

với Hồ Núi Cốc ở phía tây nam; tiếp giáp với xã Cù Vân và An Khánh của

huyện Đại Từ ở phía bắc; tiếp giáp với xã Phúc Hà, Quyết Thắng thuộc thành

phố Thái Nguyên về phía đông; tiếp giáp xã Tân Thái thuộc huyện Đại Từ về

phía tây. Bên cạnh đó, trên địa bàn của xã Phúc Xuân còn có một số hòn đảo

trên Hồ Núi Cốc.

Do nằm ở vị trí thuận lợi gần hồ Núi Cốc nên hệ thực vật ở xã Phúc Xuân

được quản lý và bảo vệ. Tại đây chứa đựng nguồn tài nguyên thực vật làm thuốc

tương đối đa dạng và chưa được nghiên cứu điều tra cụ thể. Việc điều tra,

nghiên cứu thống kê các loài thực vật làm thuốc và tìm hiểu một số loài cây

thuốc có giá trị là hướng nghiên cứu mới, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực

tiễn. Do đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu đa dạng cây thuốc trong một

số trạng thái thảm thực vật ở Xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên, tỉnh

Thái Nguyên”.

2

2. Thời gian và phạm vi nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: đề tài được thực hiện từ tháng 5 năm 2019 đến

tháng 4 năm 2020.

- Phạm vi nghiên cứu: đề tài chỉ tập trung nghiên cứu tính đa dạng cây thuốc

trong một số trạng thái thảm thực vật ở Xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên,

tỉnh Thái Nguyên.

3

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật và hệ thực vật

1.1.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật

Thảm thực vật rừng hay lớp phủ cây cỏ trên mặt trái đất, gồm các quần

thể thực vật thân gỗ, không những cung cấp lâm sản phục vụ cho đời sống con

người, mà còn có tác dụng bảo vệ môi trường sinh thái, hạn chế tác hại của

thiên tai như lũ lụt, hạn hán, bão lốc,… (dẫn theo Thái Văn Trừng 1998) [27].

Phân loại thảm thực vật là một nội dung quan trọng được nhiều nhà nghiên cứu

quan tâm. Thảm thực vật được hình thành, tồn tại và phát triển trên nhiều điều

kiện khác nhau. Vì vậy, sắp xếp và phân loại chúng là vấn đề rất khó và đã có

nhiều hệ thống phân loại khác nhau bao gồm: phân loại theo các điều kiện sinh

thái, theo cấu trúc ngoại mạo, theo động thái và nguồn gốc phát sinh, theo thành

phần hệ thực vật, theo phục vụ mục đích kinh doanh.

Phân loại theo cấu trúc ngoại mạo: Theo trường phái này quần hợp là

đơn vị cơ bản của lớp phủ thực vật. Dấu hiệu được dùng làm cơ sở phân loại

là hình thái ngoại mạo của thảm thực vật - đó là dạng sống ưu thế cùng điều

kiện nơi sống. Tiêu biểu cho trường phái này có Rubel (1930), Mausel (1954),

Ellenberg, Mueller và Dombois (1967) (Dẫn theo Nguyễn Thị Thoa (2014)

[25].

Phân loại thảm thực vật theo động thái và nguồn gốc phát sinh: Theo

trường phái này, dựa vào các đặc điểm khác nhau của thảm thực vật ở các trạng

thái. Đó là quần xã cao đỉnh, quần xã dẫn xuất, hay là quần xã ở các giai đoạn

của quá trình hình thành quần xã cao đỉnh, các quần xã có sự giống nhau về loài

ưu thế, về trạng thái của các loài ưu thế trong cấu trúc của quần xã. Đại diện cho

trường phái này là Ramenski (1938), Sotrava (1972), Clemets (1986), Whittaker

(1953). Trường phái này khẳng định tính liên tục của thảm thực vật. Theo

Whittaker lớp phủ thực vật phức tạp không phải bởi các quần xã mà bởi các quần

4

thể, nghĩa là tập hợp các cá thể của loài. Patrotski (1925), hệ thống phân loại

thuộc nguồn gốc được thành lập trên cơ sở xác định nguồn gốc hệ thực vật - đó

là hệ thống phân loại quan trọng nhất của các quần xã thực vật.

Phân loại thảm thực vật theo thành phần hệ thực vật: Nguyên tắc cơ bản

của trường phái này là dựa vào loài đặc trưng để phân chia quần hợp thực vật.

Nhược điểm của trường phái này là chỉ chú ý đến loài thực vật, ít chú ý đến các

yếu tố khác, hơn nữa phương pháp này cần một số lượng rất lớn các bảng mô

tả ô tiêu chuẩn nên rất tốn kém và khó làm.

Phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh: Phân loại rừng phục vụ

mục đích kinh doanh đã hình thành và phát triển từ đầu thế kỷ XX với công

trình tiêu biểu là Học thuyết về các kiểu rừng của Morodov G. F., 1904. Trong

đó, Morodov G. F. đã trình bày những vấn đề cơ bản về sinh thái rừng và coi

kiểu rừng là đơn vị phân loại cơ bản. Mặc dù còn những thiếu sót nhất định,

học thuyết về kiểu rừng của Morodov đã được các nhà nghiên cứu ở Liên Xô

(cũ) kế thừa và phát triển như: Alechxeep, Nesterov, Pogrepnhiac, Sucasop,

Melekhov,...

1.1.2. Những nghiên cứu về hệ thực vật

Engler (1882) đã đưa ra con số thống kê số lượng loài của hệ thực vật

trên thế giới là 275.000 loài, trong đó thực vật có hoa là 155.000-160.000 loài,

thực vật không có hoa gồm 30.000-135.000 loài. Riêng thực vật có hoa trên thế

giới Grosgayem (1949) đưa ra con số là 300.000 loài. Hai vùng giàu có nhất

thế giới là Brazil 40.000 loài và quần đảo Malaysia 45.000 loài (dẫn theo

Nguyễn Nghĩa Thìn, 2008) [24].

Brummitt (1992) đã thống kê thực vật bậc cao có mạch trên thế giới gồm

511 họ, 13.884 chi, 6 ngành là Psilotophyta, Lycopodiophyta, Equisetophyta,

Polypodiophyta, Gymnospermae và Angiospermae. Trong đó Angiospermae

có 13.477 chi, 454 họ và được chia ra 2 lớp là Dicotyledoneae bao gồm 10.715

chi, 357 họ và Monocotyledoneae bao gồm 2.762 chi, 97 họ.

5

Takhtajan đã thống kê và phân chia toàn bộ thực vật Hạt Kín trên thế giới

khoảng 260.000 loài, thuộc 13.500 chi, 591 họ, 232 bộ, thuộc 16 phân lớp và 2 lớp.

Trong đó lớp Hai lá mầm (Dicotyledoneae) bao gồm 11 phân lớp, 175 bộ, 458 họ,

10.500 chi, khoảng 195.000 loài. Lớp Một lá mầm (Monocotyledoneae) gồm 6

phân lớp, 57 bộ, 133 họ, trên 3000 chi, khoảng 65.000 loài.

Tại khu vực Châu Á, nhiều quốc gia đã nghiên cứu và xây dựng được bộ

Thực vật chí khá hoàn chỉnh. Các công trình trong khu vực có thể kể đến như

Thực vật chí Hồng Kông (1861, 2007-2009); Thực vật chí Đài Loan (1993-

2000), Thực vật chí Trung Quốc (1994-2010), Thực vật chí Malaysia (1948-

1972), Thực vật chí Thái Lan (1970-2012).

Ở Việt Nam, những nghiên cứu về hệ thực vật đã có từ lâu. Trước hết

cần phải kể đến đó là bộ Thực vật chí đại cương Đông Dương. Trong công trình

này, các tác giả người Pháp đã kiểm kê được ở Đông Dương có 7004 loài thực

vật bậc cao có mạch. Từ những dẫn liệu ghi trong bộ Thực vật chí đại cương

Đông Dương, năm 1965 Pócs T. đã thống kê hệ thực vật phía Bắc Việt Nam có

5190 loài. Tiếp theo phải kể đến bộ sách Thực vật chí Campuchia, Lào và Việt

Nam "Flore du Cambodge du Laos et du Vietnam" do Aubréville khởi xướng

và chủ biên (1960-2015) cùng với nhiều tác giả khác. Đến nay đã công bố 34

tập nhỏ gồm 79 họ cây có mạch. Tuy nhiên con số này còn ít xa so với số loài

thực vật đã biết ở 3 nước Lào, Campuchia và Việt Nam. Phan Kế Lộc trong

một công trình "Bước đầu thống kê số loài đã biết ở miền Bắc Việt Nam" cho

thấy hệ thực vật Bắc Việt Nam có 5609 loài thuộc 1660 chi và 240 họ [23].

Bộ sách tương đối đầy đủ về thực vật ở Việt Nam với nhiều tên khoa học

được cập nhật đó là Danh lục các loài thực vật Việt Nam tập I (2001), tập II

(2003), tập III (2005), trong tài liệu này, các tác giả đã thống kê được 368 loài

vi khuẩn lam, 2.200 loài Nấm, 2.176 loài Tảo, 481 loài Rêu, 1 loài Quyết lá

thông, 53 loài Thông đất, 2 loài cở tháp bút, 691 loài dương xỉ, 69 loài thực vật

hạt trần và 13.000 loài thực vật hạt kín, đưa tổng số loài thực vật Việt Nam lên

đến gần 20.000 loài [2] [29].