BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 NGUYỄN THỊ XUÂN CẤU TRÚC QUẦN XÃ VE GIÁP (ACARI: ORIBATIDA) Ở HỆ SINH THÁI ĐẤT TRẢNG CỎ CÂY BỤI VEN RỪNG, THUỘC VƢỜN QUỐC GIA CÚC PHƢƠNG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. VŨ QUANG MẠNH HÀ NỘI, 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TSKH Vũ Quang Mạnh, người thầy hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của TS. Đào Duy Trinh, NCS. Lại Thu Hiền, cùng các anh chị, bạn bè trong nhóm nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn sự hỗ trợ và tạo điều kiện của các cán bộ bộ môn Động vật học. Ban chủ nhiệm khoa Sinh- KTNN, phòng sau đại học trường ĐHSP Hà Nội 2 Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng tri ân chân thành tới gia đình, bạn bè trong khóa học 16- sinh thái học, SHTN đã luôn giúp đỡ, động viên và khích lệ để tôi vượt qua nhiều khó khăn ban đầu, hoàn thành bản luận văn này. Hà Nội, ngày … tháng… năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Xuân LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày …tháng… năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Xuân DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt C% Độ phổ biến D% Độ ưu thế H’ Chỉ số đa dạng loài I-1 Tầng đất mặt 0-10 cm I-2 Tầng đất sâu 11-20 cm I-3 Tầng đất sâu 21-30 cm J’ Chỉ số đồng đều Chữ viết tắt HST Hệ sinh thái k Mùa khô KVNC Khu vực nghiên cứu m Mùa mưa MĐTB Mật độ trung bình quần thể VQG Vườn quốc gia TCCB Trảng cỏ cây bụi MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 3. Mục đích nghiên cứu của đề tài 3 4. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 4 5. Đối tượng nghiên cứu 4 6. Đóng góp mới 4 NỘI DUNG 5 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 5 1.2. Tổng quan tài liệu. 6 CHƢƠNG 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. Địa điểm, thời gian nghiên cứu và số lượng mẫu 17 2.2. Đặc điểm tự nhiên của VQG Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình 17 2.3. Tài nguyên thực vật và động vật 19 2.4. Dụng cụ nghiên cứu 19 2.5. Phương pháp nghiên cứu 20 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25 3.1. Đa dạng thành phần loài Oribatida ở vùng nghiên cứu 25 3.1.1. Danh sách thành phần loài Oribatida ở vùng nghiên cứu 25 3.1.2. Đặc điểm phân bố của Oribatida theo tầng và theo mùa ở vùng nghiên cứu 31 3.1.3. Bàn luận và nhận xét 32 3.2. Cấu trúc quần xã Oribatida ở hệ sinh thái trảng cỏ cây bụi, thuộc vườn quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình 33 3.2.1. Biến đổi cấu trúc quần xã Oribatida theo tầng thẳng đứng trong hệ sinh thái đất ở khu vực nghiên cứu 33 3.2.2. Cấu trúc quần xã Oribatida theo mùa ở khu vực nghiên cứu 40 3.2.3. Bàn luận và nhận xét 45 3.3. Bước đầu đánh giá vai trò chỉ thị sinh học của quần xã Oribatida 46 3.3.1 Cơ sở khoa học của việc sử dụng quần xã Oribatida như yếu tố chỉ thị sinh học 46 3.3.2. Vai trò chỉ thị sinh học của quần xã Oribatida trong môi trường đất ở khu vực nghiên cứu 47 3.3.3. Bàn luận và nhận xét 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Thống kê số lượng mẫu thu được tại VQG Cúc Phương 17 Bảng 3.1: Danh sách loài Oribatida ở khu vực nghiên cứu 25 Bảng 3.2: Thành phần các họ Oribatida ở hệ sinh thái trảng cỏ cây bụi, thuộc vườn quốc gia Cúc Phương 29 Bảng 3.3: Sự phân bố các bậc taxon của Oribatida theo mùa nghiên cứu 30 Bảng 3.4: Bảng giá trị các chỉ số định lượng của quần xã Oribatida theo tầng sâu thẳng đứng ở HST đất ở khu vực nghiên cứu 34 Bảng 3.5: Một số chỉ số định lượng của Oribatida theo tầng sâu thẳng đứng trong hệ sinh thái đất và theo mùa ở KVNC 37 Bảng 3.6: Các loài Oribatida ưu thế trong các tầng sâu thẳng đứng trong hệ sinh thái đất ở khu vực nghiên cứu 39 Bảng 3.7: Các loài Oribatida phổ biến trong các tầng sâu thẳng đứng ở khu vực nghiên cứu 39 Bảng 3.8: Các loài Oribatida ưu thế theo mùa ở khu vực nghiên cứu 43 Bảng 3.9: Các loài Oribatida phổ biến theo mùa ở khu vực nghiên cứu 44 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Trang Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc cơ thể của Oribatida 21 Biểu đồ 3.1: Số lượng loài Oribatida theo tầng sâu thẳng đứng trong hệ sinh thái đất ở khu vực nghiên cứu 35 Biểu đồ 3.2: Chỉ số đa dạng loài H’ và chỉ số đồng đều J’theo chiều sâu thẳng đứng trong HST đất ở khu vực nghiên cứu. 36 Biểu đồ 3.3: Số lượng loài Oribatida theo mùa 40 Biểu đồ 3.4: Mật độ trung bình Oribatida theo mùa 41 Biểu đồ 3.5: Độ đa dạng loài H’ theo mùa 41 Biểu đồ 3.6: Độ đồng đều J’ theo mùa 42 Biểu đồ 3.7: Sự thay đổi giá trị các chỉ số mật độ trung bình, độ đa dạng loài H’ và độ đồng đều J’ của Oribatida trong khu vực nghiên cứu 49 Biểu đồ 3.8: Cấu trúc ưu thế Oribatida ở tầng sâu thẳng đứng 50 Biểu đồ 3.9: Loài ưu thế theo mùa ở tầng đất 0-10 cm 51 Biểu đồ 3.10: Loài ưu thế theo mùa ở tầng đất 11-20 cm 51 Biểu đồ 3.11: Loài ưu thế theo mùa ở tầng đất 21-30 cm 52 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Vườn quốc gia (VQG) Cúc phương (hay rừng Cúc Phương) là một khu bảo tồn thiên nhiên, khu rừng đặc dụng nằm trên địa phận ranh giới của 3 khu vực: Tây bắc, đồng bằng Sông Hồng và bắc trung Bộ thuộc 3 tỉnh là: Ninh Bình, Hoà Bình và Thanh Hoá. VQG này có hệ động thực vật phong phú và đa dạng mang những đặc trưng của rừng mưa nhiệt đới. Do đó, VQG Cúc Phương đã thu hút được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học, của khách thăm quan du lịch trong nước cũng như khách nước ngoài. Cho nên, hàng năm đã có một lượng lớn du khách đã đến với Cúc Phương, vì vậy cũng phần nào có những tác động đến môi trường xung quanh dồng thời tác ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật trong rừng. Bên cạnh đó là việc quá tập trung vào khai thác du lịch của Ban quản lý Vườn dẫn đến làm giảm hiệu quả của việc bảo tồn đa dạng sinh học nói chung và nhóm động vật đất Chân khớp bé nói riêng. Động vật đất đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất, tính chất đất, tạo dòng chu chuyển vật chất liên tục. Vì chúng có số lượng lớn, chiếm khoảng 90% tổng sinh lượng động vật cạn. Trong hệ động vật, bộ Ve giáp (Oribatida) thuộc phân lớp Ve bét (Acari), lớp động vật Hình nhện (Arachnida); Phân ngành Có kìm (Chelicerata); trong ngành Chân khớp (Arthropoda). Nhóm ve bét đa dạng và phong phú sống trong môi trường đất và các môi trường sống liên quan với hệ sinh thái đất như: thảm lá rừng, xác vụn thực vật, vỏ cây gỗ, đất treo, thảm rêu bám trên thân cây và trong tán lá cây xanh. Nhóm Ve giáp là nhóm động vật rất nhạy cảm với những biến đổi của yếu tố khí hậu, tính chất đất nên chúng có ý nghĩa quan trọng trong việc chỉ thị tính chất đất. 2 Trong quần xã sinh vật đất, Ve bét do có kích thước cơ thể nhỏ 0,1-0,2 đến 1,0-2,0 mm, nên cùng với các nhóm Ve bét khác: Rết tơ (Chilopoda: Symphyla) và các nhóm côn trùng bậc thấp như Bọ nhảy, Đuôi nguyên thủy, Hai đuôi và Ba đuôi (Insecta: Aptergota: Collembola, Protura, Dipplura và Thysanura) được xếp chung vào nhóm động vật Chân khớp bé (Microathropoda) [24]. Ve giáp luôn chiếm khoảng 50% trong tổng số Chân khớp bé, chúng tham gia tích cực vào mọi chu trình tự nhiên, vào các quá trình sinh học của đất, quá trình vận chuyển năng lượng và vật chất, quá trình làm sạch đất khỏi bị ô nhiễm các chất thải (hữu cơ và hóa học), chất phóng xạ. Chúng làm gia tăng độ màu mỡ của đất thông qua các hoạt động sống của mình [18]. Đồng thời, chúng lại rất nhạy cảm với môi trường sống về đặc điểm đất, hàm lượng mùn khoáng N, P, K trong đất, độ pH, nhiệt độ, đặc điểm cấu tạo đất, thổ nhưỡng Vì thế, Ve giáp có ý nghĩa quan trọng trong việc chỉ thị tính chất lý, hóa của đất; chỉ thị sinh học môi trường đất và các diễn thế của hệ sinh thái. Các chỉ thị sinh học có thể được sử dụng trong đánh giá sinh thái, đặc biệt là trường hợp của nhóm quần thể chỉ thị điều kiện khu vực cần được bảo tồn. Nghiên cứu đánh giá đặc điểm, sự tiến triển của quá trình cải tạo đất làm cơ sở khoa học cho việc quản lý, khai thác thế mạnh về du lịch ở Rừng Cúc Phương cũng như bảo vệ và phát triển bền vững nguồn tài nguyên môi trường đất. Nhóm Ve giáp có vỏ cơ thể cứng, mật độ cá thể lớn và tương đối ổn định, thành phần loài phong phú, vùng phân bố rộng, dễ dàng thu bắt nên chúng là đối tượng nghiên cứu sinh thái, động vật và phân vùng địa lí. Bên cạnh đó chúng có khả năng di chuyển nhanh và có số lượng lớn nên chúng là nhóm phân tán và lan truyền nhiều nguồn bệnh và giun sán kí sinh. Ve giáp đã có trên 60 loài là vật chủ trung gian của Sán dây họ Anoplocephadae kí sinh và gây bệnh cho gia súc. [...]... Nhóm Ve giáp là nhóm động vật có tính ổn định và bền vững, thậm chí ngay cả khi có những biến động xảy ra trong hệ sinh thái Nên chúng được chú ý nghiên cứu để làm vật chỉ thị tính đất, để đánh giá vai trò tác động của con người nên các hệ sinh thái Vì những lí do trên chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu Cấu trúc quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh thái đất Trảng cỏ cây bụi ven rừng, thuộc. .. Vườn Quốc gia Cúc Phương” 2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài 2.1 Ý nghĩa khoa học Đề tài bổ sung dẫn liệu về đa dạng sinh học của quần xã Oribatida ở hệ sinh thái (HST) đất rừng VQG Cúc Phương Đề tài cung cấp dẫn liệu về đặc điểm phân bố và đặc trưng định lượng của quần xã Oribatida ở rừng VQG Cúc Phương Cấu trúc quần xã Oribatida về đặc điểm phân bố và mật độ quần thể ở HST đất rừng VQG Cúc. .. vật Ve giáp, đặc điểm phân bố của quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh thái đất Trảng cỏ cây bụi ven rừng và bước đầu đánh giá vai trò chỉ thị sinh học điều kiện tự nhiên môi trường của chúng 4 4 Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 1 Nghiên cứu đa dạng thành phần loài và mô tả ban đầu đặc điểm hình thái qua bộ ảnh hiển vi, mật độ của quần xã Oribatida ở vùng nghiên cứu 2 Khảo sát biến đổi cấu trúc. .. 21 Ve giáp (Acari: Oribatida) ở Việt Nam” Tác phẩm này hiện nay đang được sử dụng phổ biến, rộng rãi trong nghiên cứu và định loại Oribatida ở các cơ sở khoa học chuyên ngành [13] 12 Những nghiên cứu về cấu trúc quần xã Ve giáp như: đánh giá về đa dạng quần xã Ve giáp vùng đồi núi Đông Bắc và Bắc Kạn, Vũ Quang Mạnh, 2002 nhận định độ phong phú các loài ở các sinh cảnh khác nhau do tình trạng cấu trúc. .. do tình trạng cấu trúc của vi sinh cảnh thấp và tính đề kháng sự khô hạn thấp và nguồn thức ăn kém (Vũ Quang Mạnh, 2002) [9] Nghiên cứu về cấu trúc quần xã Ve giáp ở VQG Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Vũ Quang Mạnh và cs., 2002 có sự nhận xét cấu trúc quần xã Ve giáp ở hệ sinh thái đất có liên quan rõ rệt với sự suy giảm gỗ rừng Nó có thể được xem xét và đánh giá như một đặc điểm sinh học, chỉ thị quá trình diễn... về các hướng: khu hệ, cấu trúc quần xã, … đặc biệt là vai trò chỉ thị sinh học đối với sự thay đổi các điều kiện môi trường 16 CHƢƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm, thời gian nghiên cứu và số lƣợng mẫu 2.1.1 Địa điểm Nghiên cứu của chúng tôi được tiến hành ở vườn Quốc gia Cúc Phương với sinh cảnh trảng cỏ cây bụi ven rừng 2.1.2 Thời gian nghiên cứu và... cs., 2002 đã đưa dẫn liệu bổ sung về cấu trúc và vai trò quần xã Ve giáp VQG Tam Đảo, Vĩnh Phúc nhận định có sự thay đổi đặc điểm đa dạng thành phần loài của quần xã Ve giáp theo chiều thẳng đứng, từ thảm rêu quanh thân cây và vụn xác thực vật, nằm trên mặt đất từ độ cao 0-100cm, cho đến thảm lá rừng phủ trên mặt đất, lớp đất mặt 0-10cm và lớp đất sâu 11-20cm ở hệ sinh thái VQG Tam Đảo Chỉ số này có thể... Quang Mạnh và cs chỉ ra trong cấu trúc quần xã động vật đất thì Ve giáp chiếm ưu thế, vào khoảng 40-50%, có vai trò quan trọng trong nghiên cứu hệ sinh thái đất (Vũ Quang Mạnh và cs., 2008) [17] Luận án Tiến sĩ Sinh học của Đào Duy Trinh, 2011 nghiên cứu về thành phần và cấu trúc quần xã Ve giáp ở VQG Xuân Sơn (Phú Thọ) đã xác định được 102 loài và 1 phân loài Oribatida, thuộc 48 giống và 28 họ Tác giả... Mạnh và cs., 2002) [10] Oribatida trong cấu trúc quần xã Acari ở hệ sinh thái VQG Ba Vì, Việt Nam, Phan Thị Huyền và cs., 2004 đã xác định được mối liên hệ giữa đai cao khí hậu ảnh hưởng tới cấu trúc quần xã Oribatida Các nghiên cứu về Ve giáp như yếu tố chỉ thị sinh học cho môi trường đất cũng được đề cập Krivolutsky et al., 1997 nhận định Ve bét là vật chủ trung gian của các loài sán dây họ Anoplocephailidae... Cung cấp dẫn liệu về đa dạng sinh học, cấu trúc quần xã Oribatida về đặc điểm phân bố, mật độ quần thể và thành phần loài ở sinh cảnh trảng cỏ cây bụi trong VQG Cúc Phương, góp phần đánh giá tài nguyên động vật đất của Việt Nam 5 NỘI DUNG CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài Ve giáp luôn chiếm khoảng trên 50% trong tổng số chân khớp bé Chúng tham gia tích cực vào mọi chu trình . NGUYỄN THỊ XUÂN CẤU TRÚC QUẦN XÃ VE GIÁP (ACARI: ORIBATIDA) Ở HỆ SINH THÁI ĐẤT TRẢNG CỎ CÂY BỤI VEN RỪNG, THUỘC VƢỜN QUỐC GIA CÚC PHƢƠNG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42. 3.2. Cấu trúc quần xã Oribatida ở hệ sinh thái trảng cỏ cây bụi, thuộc vườn quốc gia Cúc Phương, tỉnh Ninh Bình 33 3.2.1. Biến đổi cấu trúc quần xã Oribatida theo tầng thẳng đứng trong hệ sinh. trên chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu Cấu trúc quần xã Ve giáp (Acari: Oribatida) ở hệ sinh thái đất Trảng cỏ cây bụi ven rừng, thuộc Vườn Quốc gia Cúc Phương”. 2. Ý nghĩa khoa học và thực