BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
LÊ THỊ LAN PHƢƠNG
CẤU TRÚC QUẦN XÃ VE GIÁP (ACARI: ORIBATIDA)
Ở HỆ SINH THÁI ĐẤT RỪNG THỨ SINH NHÂN TÁC
ĐỘ CAO 300M THUỘC VƢỜN QUỐC GIA CÚC
PHƢƠNG, TỈNH NINH BÌNH
Chuyên ngành: Sinh thái học
Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐÀO DUY TRINH
HÀ NỘI, 2014
LỜI CẢM ƠN
Lê Thị Lan phƣơng
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, tất cả các số liệu và những kết quả nghiên cứu
trong luận văn này đều do tôi nghiên cứu, số liệu hoàn toàn trung thực, không
trùng lặp với các đề tài khác và chưa được sử dụng để bảo vệ bất kì luận văn
nào.Tôi xin cam đoan mọi thông tin, số liệu trích dẫn trong luận văn đều
chính xác và được chỉ rõ nguồn gốc. Mọi sự giúp đỡ, tạo điều kiện cho việc
thực hiện luận văn đều đã được cảm ơn.
Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2014
Tác giả luận văn
Lê Thị Lan Phƣơng
MỤC LỤC
Trang bìa phụ
7
1.2. Tình hình nghiên cứu Oribatida ở Việt Nam
9
1.2.1. Nghiên cứu về thành phần loài Oribatida
9
1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc quần xã Oribatida
11
1.2.3. Nghiên cứu về vai trò chỉ thị của quần xã Oribatida
12
Chƣơng 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
15
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
15
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu
15
2.1.1.1. Đặc điểm tự nhiên của vườn Quốc gia Cúc Phương, Ninh Bình
16
2.1.1.2. Đặc điểm dân sinh và sản xuất kinh tế
18
2.1.2. Thời gian nghiên cứu và số lượng mẫu
18
2.2. Vật liệu nghiên cứu
19
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
19
2.3.1. Xác định thành phần loài Oribatida
19
2.3.2. Xác định cấu trúc quần xã Oribatida
42
3.2.4. Chỉ số đồng đều J’
44
3.2.5. Các loài Oribatida ưu thế ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân
tác độ cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
45
3.3. Cấu trúc quần xã Oribatida theo tầng sâu thẳng đứng ở hệ
sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc vƣờn
Quốc gia Cúc Phƣơng, tỉnh Ninh Bình
49
3.3.1. Đa dạng thành phần loài
50
3.3.2. Mật độ trung bình
51
3.3.3. Chỉ số đa dạng loài H’
52
3.3.4. Chỉ số đồng đều J’
53
3.3.5. Các loài Oribatida ưu thế theo tầng sâu thẳng đứng ở hệ sinh
thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc
Phương, tỉnh Ninh Bình
54
3.4. Bƣớc đầu đánh giá vai trò chỉ thị sinh học của quần xã
Oribatida ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m
thuộc vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng, tỉnh Ninh Bình
58
1
+1
Tầng rêu
2
0
Tầng lá
3
A1
Độ sâu tầng đất 0-10cm
4
A2
Độ sâu tầng đất 10-20cm
5
ĐHSP
Đại học sư phạm
6
GS
Giáo sư
7
H‟
Chỉ số đa dạng loài
8
J‟
Chỉ số đồng đều
9
MĐTB
Mật độ trung bình
10
S
Số lượng loài theo tầng phân bố
2
Bảng 3.1. Danh sách thành phần loài và sự phân bố Oribatida
theo các sinh cảnh ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ
cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
28
3
Bảng 3.2. Thành phần các họ Oribatida ở hệ sinh thái đất
rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc vườn Quốc gia
Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
33
4
Bảng 3.3. So sánh tính đa dạng các taxon họ, giống, loài của
khu hệ Oribatida ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ
cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
với các khu hệ Oribatida
khác được nghiên cứu trước đây 35
5
Bảng 3.4. Một số chỉ số định lượng cấu trúc quần xã
Oribatida theo tầng phân bố ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh
nhân tác độ cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương,
tỉnh Ninh Bình 39
6
Ninh Bình
15
2
Hình 2.2. Bản đồ địa điểm lấy mẫu vườn Quốc gia Cúc Phương,
tỉnh Ninh Bình
16
3
Hình 2.3. Sơ đồ cấu trúc cơ thể của Oribatida
21
4
Hình 2.4. Sơ đồ cấu trúc cơ thể và cấu tạo các cơ quan của
Oribatida bậc cao
22
5
Hình 3.1. Số lượng loài Oribatida theo sinh cảnh ở hệ sinh
thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc vườn
Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
40
6
Hình 3.2. Mật độ trung bình của Oribatida theo sinh cảnh ở
hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc
vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
41
7
Hình 3.3. Chỉ số đa dạng loài H‟ của Oribatida theo sinh
cảnh ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m
thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
52
13
Hình 3.9. Chỉ số đồng đều J‟ của Oribatida theo độ sâu
tầng đất ở hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao
300m thuộc vườn Quốc gia cúc phương, tỉnh Ninh Bình
53
14
Hình 3.10. Các loài Oribatida ưu thế theo độ sâu tầng đất ở
hệ sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc
vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình
55
15
Hình 3.11. Các giá trị chỉ số định lượng, số lượng loài, mật
độ trung bình, chỉ số đa dạng loài H‟ theo sinh cảnh ở hệ
sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc
vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình 62
nơi cư trú trống để các loài khác chiếm lĩnh và phát triển. Nguyên nhân làm
cho quần xã bị tiêu diệt có thể là do môi trường sống bị thay đổi hay có biến
động lớn… dẫn đến sự biến đổi khí hậu, đặc điểm thổ nhưỡng, chế độ ánh
sáng… Kết quả của sự tác động này là sự đào thải loài không thích nghi,
không phù hợp và sự xuất hiện các loài thích nghi với điều kiện sống mới
bằng con đường cạnh tranh.
Trong đất, nhóm Oribatida nhạy cảm với môi trường sống khác nhau.
Chúng tham gia tích cực trong sự phân huỷ vật chất hữu cơ, trong chu trình
2
nitơ và trong quá trình tạo đất. Chúng ăn cả thực vật sống và chết, nấm, rêu,
địa y và thịt thối rữa. Nhiều loài là vật chủ trung gian của sán dây (sán xơ
mít), một vài loài là động vật ăn thịt. Do có mật độ quần thể lớn có thể đạt tới
vài trăm nghìn cá thể trong một mét vuông đất, có thành phần loài đa dạng,
nên việc phát hiện đầy đủ nhóm động vật này sẽ góp phần làm chủ nguồn tài
nguyên đa dạng sinh học, đánh giá đặc điểm khu hệ và tính chất địa động vật.
Oribatida rất nhạy cảm với các biến đổi của môi trường sống vì thế chúng được
sử dụng như những đối tượng nghiên cứu chuẩn cho điều tra giám sát biến đổi
tài nguyên môi trường, nghiên cứu sinh thái tập tính, phục vụ nghiên cứu khoa
học (Vũ Quang mạnh, 2007) [7].
Với tầm quan trọng của Oribatida trong hệ sinh thái tự nhiên cùng với ý
nghĩa thực tiễn đối với con người nên là đối tượng được quan tâm nghiên cứu
từ rất sớm trên thế giới. Nhưng ở Việt Nam nghiên cứu về Ve giáp mới chỉ ở
giai đoạn đầu, dẫn liệu còn ít. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung tìm hiểu
thành phần loài và chỉ tiến hành rải rác ở một số vùng của đất nước.
Hiện tại, khu hệ Ve giáp ở VQG Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình đã có
một số tác giả nghiên cứu. Đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Vũ
Quang Mạnh (2007) về cấu trúc quần xã chân khớp bé liên quan đến loại đất
vùng đồng bằng sông Hồng, Việt Nam trong đó gồm cả VQG Cúc Phương,
một số nghiên cứu của Balogh J. and Mahunka S. (1967) [25], và của Vũ
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Các loài thuộc bộ Ve giáp (Acari: Oribatida), phân lớp Ve bét (Acari),
lớp Hình nhện (Arachnida), phân ngành Chân khớp có kìm (Chelicerata),
ngành Chân khớp (Arthropoda), của giới Động vật (Animalia) ở hệ sinh thái
đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc VQG Cúc Phương.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu đa dạng thành phần loài và cấu trúc quần xã Oribatida ở hệ
sinh thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc VQG Cúc Phương, tỉnh
Ninh Bình, liên quan đến yếu tố nhân tác, bao gồm: sinh cảnh và chiều sâu
thẳng đứng trong đất (0-10cm và 10-20cm).
4
5. Đóng góp mới của đề tài
Luận văn cung cấp số liệu về đa dạng thành phần loài, đặc điểm phân bố
của Oribatida ở sinh cảnh đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc VQG
Cúc Phương, Ninh Bình.
Luận văn cung cấp dẫn liệu về cấu trúc quần xã Oribatida ở hệ sinh
thái đất rừng thứ sinh nhân tác độ cao 300m thuộc VQG Cúc Phương, Ninh
Bình. Cấu trúc quần xã Oribatida được cung cấp về các chỉ tiêu như: mật độ
quần thể, độ ưu thế, chỉ số đa dạng loài (H‟), chỉ số đồng đều (J‟) theo sinh
cảnh và chiều sâu thẳng đứng trong đất.
Luận văn bổ sung tư liệu về thành phần loài Oribatida, góp phần đánh
giá tài nguyên đa dạng động vật đất của Việt Nam, và khảo sát cấu trúc quần
xã Oribatida như yếu tố chỉ thị sinh học, góp phần dự đoán ảnh hưởng của yếu
tố nhân tác tác động đến hệ sinh thái đất nói chung và đến quần xã Oribatida
nói riêng.
và làm giảm độ phong phú của các loài sống trong lớp thảm lá. Mặt khác,
cũng có những dấu hiệu chỉ thị cho sự thay đổi cấu trúc khu hệ dần dần, dọc
theo lát cắt từ Tây sang Đông. Kiểu đất đóng vai trò điều chỉnh thành phần
loài và độ giàu loài của quần xã Oribatida (Zaitsev et al, 2006) [38].
1.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc quần xã Oribatida
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu của mình kết hợp với các công trình
cuả các tác giả khác Schatz, 2002 đã tổng hợp và công bố bản mục lục các
loài Oribatida đã biết ở khu vực Trung Châu Mỹ. Danh sách gồm 543 loài
Oribatida thuộc 87 họ. Ngoài ra, ông còn liệt kê số lượng Oribatida đã được
thu thập ở các quốc gia và vùng lãnh thổ khác cũng thuộc Trung Mỹ như:
Cuba (225 loài), Antilles (387 loài), Lasser Antilles (172 loài), Jamaica
(28 loài), Dominica (21 loài) (Schatz, 2002).Số lượng loài Oribatida của
Trung Mỹ, bao gồm cả Mexico là 978 loài, nếu cộng thêm cả Antilles nữa,
con số này 1238 loài (Schatz, 2002) [39].
Nghiên cứu của S.Karasawa – Nhật đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự đa
dạng vi sinh cảnh (microhabitat) và sự phân cắt địa lý đến quần xã Oribatida ở
rừng ngập mặn tại đảo Ryukyu (Nhật Bản), 2004. Oribatida được thu thập từ lá,
vỏ cây (ở 3 độ cao 0-50, 5-100 và 100-150cm cách mặt đất), mẩu rễ cây, đất
nền và từ tảo biển ở 2 hòn đảo cách nhau 470km. Kết quả cho thấy: thành phần
loài quần xã Oribatida vở ỏ đầu rễ cây và vỏ thân cây có sự sai khác với ở lá
cây, đất nền và tảo biển; quần xã Oribatida của cùng một kiểu sinh cảnh ở các
địa điểm khác nhau có khuynh hướng giống nhau hơn là những quần xã ở các
sinh cảnh khác nhau nhưng cùng một địa điểm. Điều này có nghĩa là cùng một
thành phần loài Oribatida ở rừng ngập mặn giống nhau do bị ảnh hưởng của
nhân tố đa dạng về vi sinh cảnh (đặc trưng đặc biệt bởi các cây ngập nước thủy
triều) lớn hơn là do bị phân cắt về địa lý (Karasawa S., 2004) [31].
7
Chachaj và Seniczak, 2006 nghiên cứu động thái mùa của độ phong
phú Oribatida ở các đồng cỏ vùng đất thấp và các bãi chăn thả cừu, trâu bò ở
sự thay đổi trong các cấu trúc quần thể [37]. Kết quả của sự ô nhiễm chưa
được tách ra một cách rõ ràng khỏi nguyên nhân do sự thay đổi của vi sinh
cảnh trước khi sinh vật chỉ thị có thể được đặc trưng. Ông coi loài
Zygoribatula exilis và có thể Eremaeus oblongus như những sinh vật chỉ thị
có triển vọng cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm không khí ở Châu Âu, đồng
thời xác nhận mức chịu đựng cao của Camisia segns đối với ô nhiễm.
Humerobates rostrolamellatus (Grandjean) là nhạy cảm cao với ô nhiễm
không khí và loài này được sử dụng trong phòng thí nghiệm cũng như trong
thực địa như một đối tượng xét nghiệm sinh học đối với ô nhiễm không khí
(Steiner, 1995) [37].
Linden và cs., 1994 đã lập một danh sách các loài động vật đất mà các loài
này có thể sử dụng như những sinh vật chỉ thị tiềm tàng trong việc đánh giá chất
lượng đất. Chúng bao gồm những đặc trưng ở mức độ cá thể riêng lẻ (ví dụ: tập
tính, sự phát triển), ở mức độ quần xã (ví dụ: độ giàu loài, các nhóm dinh dưỡng,
các nhóm chức năng) và ở mức độ các quá trình sinh học (ví dụ: quá trình tích lũy
sinh học, quá trình biến đổi đất). Cấu trúc quần thể, độ giàu loài và đặc điểm
sinh sản của Oribatida cũng có phản ứng âm tính với liều cao của một số kim
loại nặng trong môi trường đô thị. Tiềm năng của Oribatida như một nhóm
sinh vật chỉ thị chọn lọc cho sự ô nhiễm của không khí và ô nhiễm kim loại
nặng là rất quan trọng, cần được nghiên cứu rộng hơn, nhiều hơn, đặc biệt là
những nơi mà hệ sinh thái nông nghiệp tiếp giáp gần gũi với khu đô thị
(Behan-Pelltier, 1999) [26].
9
1.2. Tình hình nghiên cứu Oribatida ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu về thành phần loài Oribatida
Cho đến nay khu hệ Oribatida Việt Nam được nghiên cứu chưa đầy đủ
Quyên, Đào Duy Trinh (2006) [14], tiếp tục nghiên cứu và giới thiệu các phân
họ Pulchroppiinae, Oppiellinae, Mystrppiinae, Brachyoppiinae, Arcoppiinae ở
Việt Nam (Vũ Quang Mạnh, Lê Thị Quyên, Đào Duy Trinh, 2006) [14].
Năm 2008, Vũ Quang Mạnh và cs., đã nghiên cứu cấu trúc quần xã
chân khớp bé trong đó có Oribatida, về ảnh hưởng và vai trò của chúng đối với
các loại đất và đặc điểm của thảm cây trồng ở vùng đồng bằng sông Hồng.
Trong báo cáo tại hội nghị Techmart tại Tây Nguyên vào tháng 4/2008, các tác
giả: Vũ Quang Mạnh, Đào Duy Trinh và Nguyễn Hải Tiến đã trình bày về vai
trò của Động vật đất trong đó có Oribatida là yếu tố chỉ thị cho sự phát triển
bền vững của hệ sinh thái đất Việt Nam [13].
Năm 2010, Đào Duy Trinh và cs., đã đưa ra các dẫn liệu về thành phần
loài, đặc điểm phân bố và địa động vật khu hệ Oribatida ở vườn Quốc gia
Xuân Sơn, Phú Thọ. Ghi nhận được 103 loài thuộc 48 giống, 28 họ, số loài
giảm dần theo độ cao và theo thứ tự: rừng tự nhiên → trảng cỏ cây bụi →
rừng nhân tác → đất canh tác → vườn quanh nhà. Đặc điểm phân bố và địa
động vật khu hệ Oribatida ở vườn Quốc gia Xuân Sơn thể hiện rõ yếu tố Ấn
Độ - Mã Lai (Đào Duy Trinh, Trịnh Thị Thu, Vũ Quang Mạnh) [22].
Năm 2012, Đào Duy Trinh và cs., đã chỉ ra sự biến động thành phần
loài Oribatida ở các sinh cảnh khác nhau khi thay đổi các điều kiện môi
trường. Trên cơ sở đó phân tích các mối quan hệ hữu cơ giữa sinh vật với môi
trường và tìm kiếm được những nét đặc trưng ở mức độ quần xã hay mức độ
11
cá thể Oribatida làm sinh vật chỉ thị trong những nghiên cứu tiếp theo (Đào
Duy Trinh và cs., 2012) [17].
Năm 2014, Đào Duy Trinh và cs., nghiên cứu sự biến động thành phần
loài thuộc bộ Ve giáp ở khu công nghiệp Phúc Yên - Vĩnh Phúc và vùng phụ
cận đã phát hiện được 39 loài Ve giáp (Acari: Oribatida), thuộc 18 họ và 29
giống. Trong đó sinh cảnh khu công nghiệp có số lượng loài nhiều nhất 29
loài (chiếm 56,9% so với tổng số loài), tiếp theo đến vườn quanh nhà 12 loài
Oribatida, về ảnh hưởng và vai trò của chúng đối với các loại đất và đặc điểm
của thảm cây trồng ở vùng đồng bằng Sông Hồng đã xác định được 32 loài,
có 8 loài mới cho khu hệ động vật vùng đồng bằng Sông Hồng, có 4 loài mới
cho khu hệ Việt Nam. Nhận định cấu trúc quần xã Oribatida ở đất rất đa dạng
và thay đổi theo đặc điểm thảm thực vật và cây trồng nên nó có thể được khảo
sát như một chỉ tiêu sinh học đánh giá biến đổi của môi trường đất (Vũ Quang
Mạnh, Lưu Thanh Ngọc, Nguyễn Hải Tiến, 2008) [12].
Năm 2010, Vũ Quang Mạnh và cs., đã mô tả 2 loài Ve giáp (Acari:
Oribatida) mới cho khoa học là Aokiella xuansoni Vu, Ermilov et Dao
(Carabodidae) và Papillacarus benenensis Vu, Ermilov et Dao
(Lohmanniidae) (Vũ Quang Mạnh và cs.,) [22].
Năm 2012, Đào Duy Trinh và cs., tiếp tục công bố về cấu trúc quần xã
Oribatida theo mùa khô và mùa mưa ở VQG Xuân Sơn, Phú Thọ. Xác định
khi chuyển từ mùa mưa sang mùa khô các giá trị số lượng loài đều giảm (Đào
Duy Trinh, Tạ Mạnh Cường, Vũ Quang Mạnh, 2012) [20].
1.2.3. Nghiên cứu về vai trò chỉ thị của quần xã Oribatida
Năm 2014, Đào Duy Trinh và cs., nghiên cứu vai trò chỉ thị của bộ
Oribatida ở đai cao trên 700m VQG Tam Đảo, Vĩnh Phúc: trong 2 đai cao ghi
nhận 102 loài, 73 giống, 43 loài và ghi nhận 12 loài ưu thế trong các tầng sâu
của hệ sinh thái đất, trong đó có 5 loài ưu thế chung cho tầng đất ở cả 2 đai
13
cao là Perxylobates vietnamensis, Sphodrocepheus tuberculatus, Eremella
vestita, Peloribates pseudoporosus, Phyllhermannia similis, còn lại chỉ ưu
thế cho một đai cao. Đai cao 700-900m và Đai cao 900-1252m, ghi nhận được
15 loài và 16 loài thuộc bộ Oribatida ưu thế chung cho cả 4 tầng phân bố.
Các chỉ số định lượng của Oribatida (số loài, MĐTB, H‟,J‟) có sự khác biệt
giữa 2 đai cao: đai cao 700-900m (S=17; S1=73; MĐTTB= 4520; H‟=
3,2277; J‟= 0,904); đai cao 900 - 1252m (S=19; S1=90; MĐTTB= 5480; H‟=
2,348; J‟= 0,8162) (Đào Duy Trinh, Tạ Mạnh Cường, 2014) [18].
quần xã Oribatida về thành phần loài, mật độ quần thể, độ đa dạng loài, độ
đồng đều quần xã và việc đánh giá vai trò của chúng trong hệ sinh thái đất. Các
nghiên cứu như vậy có ý nghĩa thiết thực, giúp hiểu biết đầy đủ về tài nguyên
đa dạng sinh học Việt Nam, là cơ sở khoa học cho việc quản lý và khai thác
bền vững hệ sinh thái đất.
15
Chƣơng 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu của chúng tôi được tiến hành ở hệ sinh thái đất rừng thứ
sinh nhân tác độ cao 300m thuộc vườn Quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình.
Hình 2.1. Sơ đồ tham quan vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng, Ninh Bình
(Nguồn:Bản đồ vườn Quốc gia cúc phương) [23], [43].
Copyright: Tài liệu đại học ©