Bài giảng giống cây rừng - Chương 8: Bảo tồn nguồn gen cây rừng

Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 1. TẠI SAO PHẢI BẢO VỆ NGUỒN GEN CÂY RỪNG. Khái niệm chung : Bảo tồn nguồn gen cây rừng là bảo tồn các đa dạng di truyền cần thiết cho các loài cây rừng nhằm phục vụ cho công tác cải thiện giống trước mắt hoặc lâu dài, tại chỗ hoặc nơi khác. Có 3 lý do chính giải thích nguyên nhân này là: Lý do thứ nhất: Rừng tự nhiên đang bị suy giảm cả về số lượng và chất lượng Lý do thứ hai: Trồng rừng không theo qui hoạch và không tập chung vào những loài cây bản địa có khả năng bị tiêu diệt mà thường tập chung vào những loài có giá trị kinh tế, dễ gây trồng. Lý do thứ ba: Kinh nghiệm rút ra từ các nước tiên tiến cho thấy khi kinh tế còn kém phát triển và ngay trong tiến trình phát triển kinh tế nói chung và kinh tế lâm nghiệp nói riêng thì hầu hết các quốc gia chỉ chú ý đến phát triển về mặt kinh tế đối với những loài có giá trị kinh tế cao mà không chú trong đến những loài ít có giá trị. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 2. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢO TỒN NGUỒN GEN CÂY RỪNG. 2.1. Bảo vệ nguồn gen cây rừng, bảo tồn các đa dạng di truyền. Mục đích chính của bảo tồn nguồn gen là giữ được vốn gen lâu dài cho công tác cải thiện giống, nên bảo tồn nguồn gen cho bất cứ một loài động thực vật nào trước hết cũng là lưu giữ các đa dạng di truyền vốn có của chúng để làm nền cho các công tác chọn giống. Đa dạng loài đồng nghĩa với đa dạng sinh học, bảo tồn các dạng biến dị sống dưới loài (di truyền) và bảo tồn các biến dị cá thể và các dạng vật chất di truyền. Biến dị di truyền cây rừng bao gồm: Biến dị giữa các loài nghĩa là sự đa dạng của các loài cây rừng, biến dị mức dưới loài bao gồm các biến dị xuất xứ, biến dị cá thể. Tuy nhiên, vấn đề bảo tồn không theo khuôn mẫu chung mà tuỳ trường hợp cụ thể: - Có loài có giá trị kinh tế, có nguy cơ tuyệt chủng cao. - Lý do là do chúng là loài đặc hữu - Trong một loài không phải bảo tồn tất cả biến dị dưới loài, thường bảo tồn các biến bị có ý nghĩa khoa học và kinh tế. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 2.2. Bảo tồn gắn với bảo vệ thiên nhiên. Với đặc điểm có tính đa dạng cao về thành phần loài, nguồn gen cây rừng rất phong phú, trong đó một số loài là chưa có ích hoặc chưa biết giá trị sử dụng của chúng, số loài được gây trồng và sử dụng không nhiều, đặc biệt hơn là hầu hết các loài cây rừng có đời sống dài ngày, phân bố rộng với nhiều biến dị chưa được tìm ra. Vì vậy, nhiệm vụ của bảo tồn tính đa dạng di truyền, bảo tồn nguồn gen cây rừng còn có nét đặc thù là phải gắn với nhiệm vụ bảo vệ tự nhiên. Tuy nhiên, giữa bảo tồn nguồn gen và bảo tồn tự nhiên có sự khác biệt như: - Đối tượng của bảo tồn tự nhiên là bảo vệ hệ sinh thái (ĐV, TV, VSV,...). - Đối tượng của bảo tồn nguồn gen cây rừng là các biến dị di truyền. Vì thế, ngay trong một khu bảo tồn tự nhiên có thế bao gồm nhiều khu bảo tồn nguồn gen. Để bảo tồn nguồn gen trong một loài cây nào đó người ta có thể thiết lập nhiều địa điểm bảo tồn ở các khu bảo tồn tự nhiên khác. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 3. CÁC ƯU TIÊN TRONG BẢO VỆ NGUỒN GEN CÂY RỪNG. 3.1. Các loài cần được ưu tiên. - Các loài có nguy cơ bị tiêu diệt, tuyệt chủng (mức độ nguy cấp) + Số lượng cá thể rất ít, biến động số lượng theo thời gian, biến động giảm dần. + Mất cân đối về tỷ lệ cá thể theo tuổi hoặc theo cấp tuổi, trong đó cá thể tuổi non tỷ lệ ít hơn hoặc tỷ lệ cây tái sinh ít. + Khả năng ra hoa, quả, khả năng kết hạt chắc (hữu thụ). - Mất cân bằng giới tính (loài tỷ lệ đực/cái). + Các loài có giá trị kinh tế. + Các loài có giá trị xã hội – khoa học: Thể hiện vai trò với sự phát triển ngành nghề truyền thống (cây Điều, Tràm,... => tạo ra phẩm nhuộm tự nhiên) + Các loài đặc hữu: Chỉ có ở một khu vực (quốc gia, vùng lãnh thổ, địa phương). Loài càng có nhiều tiêu chí quan trọng càng được ưu tiên trong bảo tồn. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 3.2. Các vùng cần được ưu tiên bảo tồn. Các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới: - Có nhiều loài cây trong đó nhiều loài chưa biệt được giá trị sử dụng, chưa có thông tin lưu trữ. (hiện nay phát hiện nhiều loài thực vật bậc cao mới). - Thường gắn với những nước nghèo, kém phát triển về kinh tế. Các nước này sử dụng tài nguyên rừng kém bền vững, đẩy nhanh tốc độ mất nguồn gen quí. - Các vùng ôn đới số lượng loài ít trong khi công tác bảo tồn nguồn gen đã được tiến hành từ rất lâu và tương đối phát triển. Các vùng gắn với các nước giàu và phát triển, các nước này tài nguyên rừng được sử dụng rất bền vững. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 3.3. Các hoạt động cần phải ưu tiên. - Điều tra khảo sát (Survey): Nhằm thu thập thông tin cần thiết để xác định đối tượng bảo tồn (xác định loài, xác định địa điểm) => sự cần thiết bảo tồn. - Tài liệu đã có, điều tra sơ bộ ở tong địa điểm. - Khảo sát đánh giá: Đưa ra con số cụ thể về mức độ nguy cấp, về điều kiện kinh tế – xã hội liên quan của vùng bảo tồn, đề xuất được giải pháp cụ thể. - Xây dựng khu bảo tồn: +Giữ gìn nguyên vẹn + Phát triển các loài cần bảo tồn ở một khu vực mới + Hỗ trợ, xây dựng hồ sơ quản lý, theo dõi hướng phát triển - Sử dụng khu bảo tồn và đối tượng bảo tồn. Trong tương lai, việc sử dụng các loài bảo tồn với nhiều mục đích khác nhau như: + Cung cấp nguồn gen cho cải thiện giống (tăng năng suất, chất lượng của cây trồng). + Trao đổi nguồn gen (giống) với các tổ chức sưu tầm động thực vật, các vườn thực vật trên thế giới. + Sử dụng các hoạt động nghiên cứu có vấn đề tiềm ẩn Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 4. Các nhân tố chính làm căn cứ xác định chiến lược bảo tồn - Chiến lược bảo tồn cần giải quyết các vấn đề như: - Cần bảo tồn bằng phương pháp nào? - Số lượng khu bảo tồn là bao nhiêu? - Qui mô? diện tích? - Sử dụng các sản phẩm làm gì? - Các giải pháp bảo vệ tăng đối tượng bảo tồn? (các giải pháp về kinh tế, xã hội, giải pháp về kỹ thuật,...). Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 4.1. Mục tiêu của bảo tồn. Theo các qui định về quản lí nguồn gen, mục tiêu bảo tồn cho các loài cây trồng thường phục vụ cho cải thiện giống trước mắt và lâu dài phục vụ trao đổi giống. Vì vậy, trong chiến lược bảo tồn việc lựa chọn loài phải theo tiêu chí cung cấp nguyên liệu có giá trị kinh tế cao cho xã hội người ta qui định các loại thực vật bậc cao, khích thước lớn đều có giá trị nhất định. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 4.2. Bản chất của vật liệu bảo tồn. 4.2.1. Tuổi thọ tự nhiên: (độ dài vòng đời) - Tuổi thọ tự nhiên của các loài cây lấy gỗ thường là cao, ta thực hiện bảo tồn tại chỗ, bảo tồn ngoại vi, bảo tồn trong phòng. - Loài cây có tuổi thọ tự nhiên ngắn (vd: Sa nhân,...) bảo tồn trong phòng là tốt hơn cả. - Loài cây có khả năng tái sinh kém thì bảo tồn trong phòng là duy nhất. 4.2.2. Phương thức thụ phấn. Bao gồm các kiểu thụ phấn và tác nhân thụ phấn. - Nếu thụ phấn ngẫu nhiên thì số lượng phải đủ lớn - Nếu thụ phấn có lựa chọn thì các cá thể có quan hệ gần gũi không được đứng gần nhau. - Đối tượng thụ phấn nhờ gió đòi hỏi kích thước khu bảo tồn lớn hơn đối tượng thụ phấn nhờ côn trùng. - Đối tượng thụ phấn nhờ côn trùng đòi hỏi phải tạo điều kiện cho các tác nhân thụ phấn nhờ côn trùng. 4.2.3. Biến dị trong loài. Bao gồm: - Biến dị địa lí (thường di truyền) - Biến dị sinh thái địa lí (thường không di truyền) - Biến dị cá thể (thường di truyền) Một số loài càng có nhiều biến dị dưới loài càng xây dựng nhiều khu bảo tồn. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 5. CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO TỒN NGUỒN GEN CÂY RỪNG. - Bảo tồn tại chỗ. - Bảo tồn ngoại vi hay bảo tồn nơi khác. - Bảo tồn tư liệu và bảo tồn thông tin. 5.1. Bảo tồn tại chỗ. (Bảo tồn in situ, bảo tồn nội vị) Bảo tồn in situ: Là bảo tồn tại chỗ nguồn tài nguyên di truyền với cả hệ sinh thái như chúng hiện có trong thiên nhiên, là hình thức lý tưởng trong bảo tồn nguồn gen và phải được tiến hành bất cứ lúc nào có thể được. Đối với điều kiện nước ta hiện nay, bảo tồn in situ thực hiện tốt nhất là trong các Vườn quốc gia hay khu bảo tồn thiên nhiên. Mặt khác, bảo tồn in situ là bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền của các loài cây mục đích “tại chỗ” trong hệ sinh thái tự nhiên hoặc nguyên gốc mà chúng đã tồn tại trước đó hoặc trên lập địa trước đây đã có hệ sinh thái ấy. Những vấn đề được xem xét trong bảo tồn in situ là luật pháp, kích thước vùng lõi, phân bố vùng lõi, các vùng đệm, các mục tiêu kết hợp và quản lí vùng lõi. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng * Các vấn đề trong bảo tồn tại chỗ: - Luật pháp - Tiêu chuẩn để chọn các khu vực cho vùng lõi - Những qui định trong qui hoạch vùng lõi - Kích thưỡc vùng lõi - Phân bố vùng lõi - Các vùng đệm Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 5.2. Bảo tồn ex situ hay bảo tồn nơi khác. (bảo tồn ngoại vi) Bảo tồn ex situ, bảo tồn ngoại vi: là sự bảo tồn thông qua việc gây trồng rừng nhân tạo ở ngoài nơi sinh sống tự nhiên của loài, là xây dựng các khu rừng trồng trên các khu đất mới, nơi mà việc điều chế tập trung cho phép bảo đảm bảo vệ rừng đã trồng được tốt hơn, nhằm tạo điều kiện duy trì các vốn gen có giá quan trọng nhất về mặt kinh tế để làm nguồn giống sử dụng lâu dài cho trồng rừng và cho công tác chọn giống, hoặc duy trì vốn gen của những loài cây quí hiếm, đặc biệt là các loài có nguy cơ bị tiêu diệt để sử dụng chúng trong tương lai. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 5.2.1. Các nội dung bảo tồn 5.2.1.1. Bảo tồn exsitu ở dạng cây sống ở các rừng trồng. - Sự cần thiết phải xây dựng các quần thụ bảo tồn exsitu ở dạng cây sống trong vùng nhiệt đới (2 mục đích). - Cơ sở di truyền để xác định các chiến lược bảo tồn exsitu ở dạng cây sống + Bảo tồn genotyp: + Bảo tồn tĩnh các vốn gen: + Bảo tồn chọn lọc: - Duy trì tính toàn vẹn trong bảo tồn exsitu ở dạng cây sống. - Tiêu chuẩn chọn loài và xuất xứ để bảo tồn exsitu ở dạng cây sống. - Chọn vùng và địa điểm bảo tồn. - Gây trồng và quản lý quần thụ bảo tồn. - Sử dụng quần thụ bảo tồn. Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 5.2.1.2. Bảo tồn hạt giống Điểm đáng chú ý bảo tồn hạt giống - Xác minh nguồn gốc quần thụ thu hái hạt, giám sát thu hái, phân chia lô, nghi nhãn. - Kiểm tra độ chín của quả và thời gian thu hái hợp lý. - Đóng gói chuyên chở, phơi sấy, tinh chế. Kiểm nghiệm có hiệu quả và đáng tin cậy hạt đã tinh chế. Tính chất bảo tồn: Xây dựng ngân hàng hạt giống Thời gian cất trữ: Chia làm 2 phần + 1 phần (cơ bản): Bảo tồn lâu dài nhằm phục vụ cho công tác cải thiện giống trong nước. + Phần trao đổi: Dùng để nghiên cứu và trao đổi quốc tế. Khối lượng mẫu bảo tồn: Tùy kích thước hạt + Cây lá kim: 0,4kg (mẫu cơ bản) của 10 cây 2kg (mẫu trao đổi) của 20 cây + Cây lá rộng: 1kg (mẫu cơ bản) của 100 cây 20kg (mẫu trao đổi) của 400 cây + Hạt lớn: 10kg (mẫu cơ bản) của 600 cây 30kg (mẫu trao đổi) của 4000 cây Ch­¬ng VIII. B¶o tån nguån gen c©y rõng 5.2.1.3. Cất trữ hạt phấn. Thu thập hạt phấn, kiểm định sức sống, tiến hành bảo tồn 5.2.1.4. Bảo tồn thông tin tư liệu. Tất cả các thông tin liên quan đến đối tượng bảo tồn cần được lưu giữ cẩn thận. Như: Số liệu điều tra, bản đồ thực vật, bản đồ rừng cấm, đặc điểm sinh vật học, đặc điểm di truyền học, tình trạng gieo trồng, tình trạng cải thiện giống, giá trị kinh tế loài bảo tồn.