Bài Báo cáo hình thái cấu tạo thích nghi của thực vật ở môi trường đất lầy ngập mặn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA KHOA HỌC SỰ SỐNGBÀI BÁO CÁOHÌNH THÁI CẤU TẠO THÍCH NGHI CỦA THỰC VẬT Ở MÔI TRƯỜNG ĐẤT LẦY NGẬP MẶNHình thái cấu tạo thích nghi của thực vật ởmôi trường đấtlầy ngập mặnMở đầuĐặc điểm của đất lầy ngập mặnNhững đặc điểm thích nghi của thực vật ở môi trường đất lầy ngập mặnNhững đặc điểm thích nghi của rễNhững đặc điểm thích nghi của thânNhững đặc điểm thích nghi của láSự thích nghi sinh sản – hiện tượng sinh con trên cây mẹKết luậnI. Mở đầuHệ sinh thái rừng ngập mặn phổ biến ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, chúng sống trên đất lầy ven biển, cửa sông hoặc rạch; chịu tác động trực tiếp của thủy triều. Rừng gồm những cây thân gỗ, thân bụi và thân cỏ thuộc nhiều họ khác nhau, nhưng có một số đặc điểm thích nghi về hình thái cấu tạo, sinh lí sinh thái tương đồng khi sống trong môi trường bùn lầy ngập mặn, thiếu oxy và chịu nhiều tác động của sóng gió vùng triều.Rao (1986) cho rằng rừng ngập mặn là vùng chuyển tiếp giữa môi trường biển và đất liền. Tác động của các nhân tố khí hậu, thủy văn, địa hình và các điều kiện lý, hóa, sinh học khác của môi trường đã ảnh hưởng đến sự tồn tại và phân bố của rừng.Các loài cây ngập mặn có khả năng thích nghi với biên độ muối lớn. Vì vậy chúng phân bố khá rộng. Nhưng khả năng chịu muối của chúng không đồng đều giữa các loài. Ví dụ : cây Đước sống nơi có nồng độ muối cao, cây trang sống nơi nồng độ muối thấp.Sống trên nền đất bùn mềm, nhiễm mặn và thiếu oxy, hằng ngày chịu tác động của thủy triều, gió biển, cường độ ánh sáng mạnh của mặt trời, nhưng các loài cây ngập mặn đã có những nét thích nghi độc đáo giúp chúng sinh trưởng nhanh, phân bố rộng và năng suất cao.II. Đặc điểm của đất lầy ngập mặnĐất lầy ngập mặn là đất bị xâm hóa bởi nước mặn.Có 2 đặc điểm đặc trưng sau:Đặc điểm vật lýĐặc điểm hóa học- Đặc điểm vật lý+ Đất bị nhiễm mặn thì bở, lượng sét trong đất bị biến đổi, cát nhiều nên không vững chắc.+ Phần bùn ở phía dưới bị lỏng hơn bùn nước ngọt, do đó ta thấy các loài thường phải có bộ rễ vĩ đại để sống trong môi trường này. .Bộ rễ cây đước ở rừng ngập mặn- Đặc điểm hóa họcVí dụ: hiện trạng môi trường nước mặt ở vùng đất ngập mặn ở Cần Giờbảng 1: hệ thống quan trắc chất lượng nước và thủy văn tại Cần Giờ năm 2004-2007+ ph: giá trị ph tương đối ổn định và dao động trong khoảng 6,7-6,9 là đạt tiêu chuẩn cho phép.+ BOD5: nồng độ ô nhiễm hữu cơphBOD5(mg/l)Visinh(MPN/100ml)Dầu (mg/l)20046.554.5260000.7620056.744.8340000.5520066.84.2420000.8520076.674.4230000.54- Đặc điểm về lớp không khí phía trên vùng đất ngập mặn mang đặc điểm vi khí hậu: nhiệt độ tại khu vực thực vật ngập mặn và đầm lầy mặn lần lượt ở mức thấp hơn và cao hơn so với khu vực xung quanh.III. Những đặc điểm thích nghi của thực vật ở môi trường đất lầy ngập mặnNhững đặc điểm thích nghi của rễNhững đặc điểm thích nghi của thânNhững đặc điểm thích nghi của láSự thích nghi sinh sản – hiện tượng sinh con trên cây mẹ1. Những đặc điểm thích nghi của rễNhững đặc điểm thích nghi của rễ trên mặt đất của cây ngập mặnNhững đặc điểm thích nghi của rễ dưới mặt đấtcủa cây ngập mặn1.1. Những đặc điểm thích nghi của rễ cây trên mặt đất của cây ngập mặnRễ cây rừng ngập mặn có hình thái đặc trưng, nhất là đối với rễ ở trên mặt đất như rễ chống, rễ thở (rễ hô hấp), rễ đầu gối,Những loài rễ này thích nghi theo hướng tăng cường, giữ vững cây ở môi trường bùn mềm và chịu nhiều yếu tố tác động cơ học bất lợi của sóng gió thủy triều.Tăng cường việc lưu thông khí và chứa khí cho cây.Trên những rễ cây này có nhiều lỗ vỏ, kích thước lỗ vỏ lớn.Phần trong đất của rễ làm chức năng dinh dưỡng, có tính chất mềm xốp.* Hầu hết các cây rừng ngập mặn không có rễ cọc, hoặc rễ cọc chết sớm và được thay thế bằng các rễ bên, rễ phụ hình thành từ gốc thân. Hệ rễ mọc rộng hơn là đâm sâu.* Cấu tạo của các rễ trên mặt đất có nhiều đặc trưng thú vị.- Ở rễ thở của cây Bần, Mắm mọc nhô lên từ các rễ nằm ngang dưới mặt đất. Trên bề mặt rễ có khoảng 5-10 lỗ vỏ/cm2 , có chứa diệp lục tăng cường quang hợp cho cây.Rễ thở ở cây bần- Mô mềm vỏ rễ có nhiều khoảng gian bào kíchthước vừa hay lớn chứa khí.Các khoảng trống chứa khí ở phần vỏ rễ thở cây Bần- Các tế bào mô cứng nằm rải rác, tăng cường độ bền cho rễ, đặc biệt nội bì của rễ Mắm hóa gỗ cứng làm thành vòng hay đám. Phần trụ có nhiều mạch gỗ kích thước nhỏ nằm xen với các sợi gỗ và mô mềm gỗ.- Cấu tạo rễ chống ở cây Đước cũng có nhiều lỗ vỏ lớn. Sốlượng rễ chống càng tăng khi cây mọc càng xa bờ. Cácrễ này mọc từ gốc thân hoặc từ cành gần gốc.Rễ Đước rất nhiều, mọc từ thân,cành gần gốcSato (1988) cho rằng hình cong parabol của rễ chống là sự kết hợp của các lực của thành phần ngang, sự sinh trưởng của rễ, thành phần thẳng đứng và gia tốc của trọng lực.Theo Phan Nguyên Hồng (1970), Tulyathorn (1989) đã khẳng định cấu tạo chủ yếu của rễ chống ở Đước thích nghi với việc chống đỡ. Ngoài ra với sự có mặt của nhiều lỗ vỏ trên rễ cũng như có nhiều khoảng gian bào chứa khí ở trong cấu tạo của phần vỏ chứng tỏ chúng còn có chức năng thông, chứa khí cho cây.* Ở rễ gập hình đầu gối của rễ Vẹt cũng có nhiều vết nứt lớn. Nhiều tác giả cho rằng chúng tương ứng với các rễ thở thông khí. .Rễ đầu gối của rễ cây Vẹt1.2. Cấu tạo thích nghi của rễ dưới mặt đất của nhiều loài cây ngập mặn bao gồm các đặc điểm:Tăng cường bảo vệ rễ trong môi trường có nhiều xác bã hữu cơ thối rữa.Mô mềm vỏ có nhiều khoảng gian bào rất lớn. Ở những loài như Bần, Mắm, Trang có nhiều tế bào trục vách dày chạy dọc theo chiều dài của rễMô chứa khí ở rễ cây dưới mặt đất của Đước, MắmNgoài ra còn có các thể cứng đa dạng nằm xengiữa mô mềm xốp làm cho rễ vừa xốp nhưng vừa vững chắc. Phần trụ có nhiều mạch với kíchthước nhỏ (theo nhiều tác giả đây là yếu tố giúp chuyển và thoát nước nhanh tránh sự đầu độc cơ thể do nồng độ muối cao).Ở những cây chịu mặn, lớp ngấm suberin ở chu bì phát triển rất sớm và ở gần chóp rễ, lớp này như một màng chắn giúp cây chống lại nồng độ muối caoMặt cắt ngang rễ dưới mặt đất của cây ngập mặn- Rễ cây ngập mặn có cơ chế cho nước đi qua nhưng không cho muối đi qua. Vì vậy dịch mô ở rễ rất loãng nhưng ngược lại nồng độ chất tan ở lá rất cao. Vì thế cây có thể hút nước dễ dàng.- Trong rễ có nhiều tế bào chứa tanin (tế bào tiết), gặp ở hầu hết các loài cây ngập mặn.Tuyến tiết muối2. Những đặc điểm thích nghi của thânCác cây thân gỗ rừng ngập mặn thường cao lớn, điển hình ở các rừng ngập mặn miền Nam Việt NamTrên thân thường có nhiều lỗ vỏ lớn có thể thấy rõ bằng mắt thườngỞ thân non cũng có nhiều khoảng gian bào. Mô cơ phân bố đều khắp bề mặt của thân giống như đặc điểm của các cây thân gỗ. Phần vỏ có mô dày, mô cứng, phần trụ có các sợi gỗ, bó sợi gỗ giúp thân chịu được các tác động gió bão thủy triều. .Các tế bào sợi gỗ thân CNM Mạch gỗ ở thân CNMỞ thân cây Sú có những tế bào mô cứng hình vòng. Các tinh thể oxalate calxi có nhiều ở thân cây Đước, Vẹt. Đặc biệt ở thân cây Mắm có vòng mô cứng bao quanh phần trụ, nhiều vòng mạch gỗ xen với các sợi gỗ cũng có tác dụng giúp cây vững chắc.Cũng như ở rễ, ở thân cũng có nhiều mạch với kích thước nhỏ.3. Những đặc điểm thích nghi của láLá cây sống ở RNM thể hiện tính ưa sáng.Lá cây dày nhẵn bóng do bên trong có nhiều lớp tế bào hạ bì hay mô nước. Trên lá có lớp sáp ở 2 mặt. Một số loài trong chi Mắm và chi Cui có lông ở mặt dưới.Lá thường cứng và giòn do sự có mặt của các yếu tố cơ học phát triển.Tế bào biểu bì trên thường lớn hơn tế bào biểu bì dưới. Lỗ khí chỉ phân bố mặt dưới của lá, trừ một số cây mọng nước và cây một lá mầm. Số lượng lỗ khí trung bình là 108 – 215/mm2.Mô xốp gồm các tế bào xếp sít nhau nhưng vẫn tạo ra các khoảng trống chứa khí. Khoảng trống này khác nhau tùy thuộc vào từng loài và mức độ ngập mặn. Cây càng ngập mặn thì khoảng trống càng phát triểnSống trong điều kiện nồng độ muối cao, các tế bào mô dậu có xu hướng giảm kích thước. Thường các tế bào phía ngoài dài hơn các tế bào phía trong. .Mô dậu ở hai mặt của lá bầnTuyến muối có cả mặt trên và mặt dưới của lá. Số lượng tuyến muối thay đổi tùy vị trí của phiến lá, theo loài và môi trườngCấu tạo của lá cây ngập mặn có thêm tầng hạ bì (1-7 lớp ) để thích nghi với điều kiện bất lợi của môi trường. Lá càng già tầng hạ bì càng phát triển về kích thướcMật độ khí khổng trung bình trên diện tích 1mm2, ở mỗi loài khá cao (trung bình 102,75 khí khổng/mm2) và có sự khác nhau giữa các loài. Trong đó mật độ cao nhất là ở loài Vẹt dù (165,2), thấp nhất là Vẹt tách (74,2). Khí khổng ở tất cả các loài đều có lỗ khổng hẹp. .Khí khổng ở cây ngập mặnLá có tuyến tiết muối ở mặt trên. Tuyến muối nằm sâu trong biểu bì gồm 3 – 4 tế bào hình trứng xếp sít nhau tạo thành một u lồi. Mặt ngoài phủ lớp cutin mỏng hơn lớp cutin trên tế bào biểu bì. Phía dưới tế bào này là một số tế bào xếp chồng lên một số tế bào gốc lớn ( tế bào thu góp muối, tế bào phụ). Trong cùng là lớptế bào hạ bì có kích thước lớn hơn nhiều .Tuyến tiết muối ở cây ngập mặnCác loài cây gỗ chịu mặn như Bần, Cóc giống như các loài thân thảo khác ( sam biển, muối biển) trong cấu trúc lá không có mô xốp chỉ có mô dậu ở mặt trên và mặt dưới của lá. Thay tầng hạ bì là mô nước phát triển ở phần giữa lá, chiếm 50- 60% độ dày lá. Mô nước gồm những tế bào đa giác không đều để chừa ra một khoảng trống chứa khí. Bó mạch ít phân bố trong phần mô nướcTất cả các loài cây ngập mặn đều chứa tuyến tiết chất nhầy, tế bào chứa tanin. Nhiều loài có mô cứng dị hình phát triển nhất là đước. Các tế bào mô cứng tập trung thành mô bao bọc lấy gân lá. Gân chính thường có mô dày góc ở sát biểu bì do đó mà cây ngập mặn giòn hơn nhiều so với các cây ở trong nội địaĐiều đặc biệt là nhiều loài cây ngập mặn (trừ các loài có tuyến tiết muối) các lá non tương đối mỏng nhưng lá càng già càng dày lên không phải do sinh ra các tế bào mới mà do sự tăng kích thước các tế bào trong thịt lá. Đặc điểm này phù hợp với chức năng tích lũy muối thừa để thải ra ngoài khi lá rụng .Một số hình ảnh giải phẫu lá cây ngập mặnHình ảnh giải phẫu lá vẹt tách1: biểu bì trên 2: hạ bì3: lục mô dậu4: lục mô khuyết 5: bó dẫn6: biểu bì dướiHình ảnh giải phẫu lá vẹt trụHình ảnh giải phẫu lá trang4. Sự thích nghi sinh sản- hiện tượng sinh con trên cây mẹQuả và hạt cây ngập mặn có thể chia ra 2 dạng khác nhau:Dạng thứ nhất gồm các cây có quả và hạt thông thường như giá, ô rô, bần, quả chín rụng xuống đất, hạt nảy mầm ngay thành cây conMột hình thức thích nghi của hiện tượng sinh sản ở nhiều cây RNM là sự sinh con trên cây mẹ (Viviparity) như ở các cây thuộc họ Rhyzophoraceae. Điển hình là các cây Đước, Vẹt, Trang: Hạt của những cây này khi chín thường nảy mầm ngay trên cây mẹ thành một bộ phận gọi là “trụ mầm” nối liền với quả. Trụ mầm có cấu tạo của một cây con, gồm thân và chồi lá, chưa có rễ. Trụ mầm phát triển ngoài quả, nhận các chất dinh dưỡng từ cây mẹ chuyển vào quả. Thời gian sống của trụ mầm trên cây mẹ thường khoảng 2-3 tháng. Khi trụ mầm chín sẽ rời khỏi cây mẹ, cắm xuống bùn, ra rễ và bắt đầu cuộc sống độc lập .Hiện tượng sinh con ở cây vẹtCác loài cây mắm, sú hạt cũng nảy mầm khi quả còn ở trên cây mẹ, nhưng trụ và lá mầm được bao kín trong vỏ quả nên gọi là hiện tượng “nửa sinh con trên cây mẹ”. Sinh con và nửa sinh con trên cây mẹ là các hiện tượng sinh sản đặc biệt của rừng ngập mặn mà thường ở các rừng khác không có.5. Kết luậnCác loài trong rừng ngập mặn chịu tác động rất mạnh của độ mặn. Ở vùng độ mặn càng cao thì thành phần loài càng ít, những vùng có độ mặn thấp có thành phần loài cây ngập mặn đa dạng hơn.Các cây rừng ngập mặn cũng chịu tác động lớn của gió, các thành phần mùn bã hữu cơ.Để thích nghi với các điều kiện đó để sinh tồn đòi hỏi các loài cây ngập mặn có những cấu tạo hình thái thích nghi với môi trường sống đó.Rừng ngập mặn có vai trò rất quan trọng đối với hệ sinh thái cửa sông. Tuy nhiên diện tích rừng ngập mặn ngày càng giảm do nhiều nguyên nhân, đặc biệt là do con người. Diện tích rừng ngập mặn bị giảm đã gây nên hiện tượng xâm thực nước biển, đất bị phèn chua ngập mặn làm nhiều loài sinh vật không tồn tại được. Vì vậy, việc bảo vệ và phục hồi rừng ngập mặn là vô cùng cần thiết.XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN