Bài giảng môn Đa Giảng Sinh Học

Bài giảng môn Đa Dạng Sinh Học, Trường ĐH Nông Lâm Tác giả Giảng viên, ThS: Nguyễn Thị Thu Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC 1.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC 1.1.1. Đa dạng của sự sống Sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, từ biển sâu cho tới núi cao, với các chủng loại khác nhau mà hình thể, kích thước, màu sắc cũng vô cùng đa dạng. Sự đa dạng đó thể hiện rất rõ ở bên ngoài như kích thước, tuổi thọ, khả năng thích nghi với các môi trường sống khác nhau, số lượng loài trong chi và họ, số lượng cá thể trong mỗi loài, các dạng sinh sản và đặc biệt là ở các dạng biến dị mà nhiều khi phải nhờ đến các công cụ phân tích di truyền mới có thể phát hiện ra. Về kích thước khác nhau, phải kể đến các loài khủng long và virus. Khủng long đã là một phần và chúa tể của thế giới sinh vật, đã từng tồn tại trong giai đoạn từ trước đây 210 triệu năm (đầu kỷ Jurasic) đến 65 triệu năm trước (cuối kỷ Phấn trắng). Người ta đã tìm thấy nhiều bộ xương của các loài khủng long và từ đó ước lượng ra kích thước cũng như trọng lượng của chúng. Những con khủng long Brachiosaurus ở châu Phi, Bắc Mỹ và châu Âu cân nặng tới 60 80 tấn và các con khủng long Supersaurus và Ultrasuarus ở Bắc Mỹ còn có cân nặng lớn hơn. Nhóm khủng long có tên là Seismosaurus có chiều cao khoảng 5,5 m (18 bộ), dài 30 m (100 bộ) và nặng 80 tấn. Trong thế giới thực vật cũng có những khác biệt lớn về kích thước. Trong số các loài lá kim thì cây Cù tùng (Sequoia gigantea) ở vùng núi Sierra Nevada (California, Hoa Kỳ) thuộc vào loài có kích thước lớn nhất, đạt chiều cao tới 142 m. Cây Thiết sam (Pseudosuga menziesii) cũng có kích thước khổng lồ tương tự. Nhưng cây cao nhất thế giới lại thuộc về loài lá rộng, đó là cây Bạch đàn khổng lồ (Eucalyptus regnans) thuộc chi Bạch đàn (Eucalyptus L’Herit) họ Sim (Myrtaceae) ở Australia, có chiều cao trên 100 m, cây cao nhất đạt 155 m. Một số loài cây cỏ vùng sa mạc là cây có tuổi thọ cực thấp. Do khô hạn kéo dài, lượng mưa thấp, mưa chỉ tập trung ngắn ngủi trong một thời gian cực ngắn nên các loài cây cỏ đó phải hoàn thành chu kỳ sống trong vài ba chục ngày: nảy mầm, cây lớn, ra hoa, phát tán hạt rồi chết. Trong khi đó truyền thuyết Trung Hoa có kể lại rằng cây Hoàng đàn (Cupressus funebris) thuộc họ Trắc bách (Cupressaceae) sống bên lăng Hoàng đế (ở huyện Hoàng Lăng, Thiểm Tây, Trung Quốc) đã được Hoàng đế Hiên Viên tự tay trồng. Cây nay có tuổi khoảng 5000 năm và có chu vi gốc đạt tới 10 m. Trên núi A Lý (Đài Loan) có cây Hồng khoái (Sabina chinensis) được coi là cây thần, tương truyền đã có tuổi thọ 3000 năm. Cây khoái trong khu miếu thờ Khổng Tử ở Khúc Phụ (Sơn Đông) được truyền lại là do Khổng Tử trồng cách đây hơn 2500 năm. Cây Cù tùng (Sequoia) có tên “Cụ già thế giới” ở California (Mỹ) đã trên 3000 năm tuổi, cây Máu rồng (long huyết, Pleomele draco) ở đảo Canary (châu Phi) đạt 6000 năm tuổi, còn cây Tuyết tùng (Cedrus deodara) trên đảo Ryukyu (Nhật Bản) qua máy đo thấy đã 7200 năm tuổi. Hai dạng sinh sản chính của thế giới thực vật là sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính. Đối với sinh sản hữu tính, có hai dạng hoa cơ bản: Hoa lưỡng tính, với nhiều kiểu cấu trúc (vòi nhuỵ dài, vòi nhuỵ ngắn) để ngăn cản lai gần hoặc tự thụ phấn ở thực vật như trường hợp các loài Hoa báo xuân (Primula). • Hoa đơn tính:  Đơn tính cùng gốc: hoa đực và hoa cái riêng biệt trên cùng một cây. Các loài mang đặc tính này là cây Dẻ Castanea, Sồi Quercus, Bulô Betula, Tống quá sủ Alnus, Sau sau Liquidambar và các hoa này phân bố đều trên cây. Trên cây Thiết sam (Pseudotsuga menziesii), Thông (Pinus), Vân sam (Picea), Bách tán (Araucaria) các hoa cái chủ yếu thấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM PHÂN HIỆU GIA LAI

BÀI GIẢNG

ĐA DẠNG SINH HỌC

(Lưu hành nội bộ)

GIA LAI - 2013

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC

1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC

1.1.1 Đa dạng của sự sống

Sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất, từ biển sâu cho tới núi cao, với các chủng loại khác nhau mà hình thể, kích thước, màu sắc cũng vô cùng đa dạng Sự đa dạng đó thể hiện rất rõ ở bên ngoài như kích thước, tuổi thọ, khả năng thích nghi với các môi trường sống khác nhau, số lượng loài trong chi và họ, số lượng cá thể trong mỗi loài, các dạng sinh sản và đặc biệt là ở các dạng biến dị mà nhiều khi phải nhờ đến các công cụ phân tích di truyền mới có thể phát hiện ra

Về kích thước khác nhau, phải kể đến các loài khủng long và virus Khủng long đã là một phần và chúa tể của thế giới sinh vật, đã từng tồn tại trong giai đoạn từ trước đây 210 triệu năm (đầu kỷ Jurasic) đến 65 triệu năm trước (cuối kỷ Phấn trắng) Người ta đã tìm thấy nhiều bộ xương của các loài khủng long và từ đó ước lượng ra kích thước cũng như trọng lượng của chúng Những con khủng long

Brachiosaurus ở châu Phi, Bắc Mỹ và châu Âu cân nặng tới 60 - 80 tấn và các con khủng long Supersaurus và Ultrasuarus ở Bắc Mỹ còn có cân nặng lớn hơn Nhóm khủng long có tên là Seismosaurus có chiều cao khoảng 5,5 m (18 bộ), dài 30 m (100 bộ) và nặng 80 tấn

Trong thế giới thực vật cũng có những khác biệt lớn về kích thước Trong số các loài lá kim thì

cây Cù tùng (Sequoia gigantea) ở vùng núi Sierra Nevada (California, Hoa Kỳ) thuộc vào loài có kích thước lớn nhất, đạt chiều cao tới 142 m Cây Thiết sam (Pseudosuga menziesii) cũng có kích thước

khổng lồ tương tự Nhưng cây cao nhất thế giới lại thuộc về loài lá rộng, đó là cây Bạch đàn khổng lồ

(Eucalyptus regnans) thuộc chi Bạch đàn (Eucalyptus L’Herit) họ Sim (Myrtaceae) ở Australia, có

chiều cao trên 100 m, cây cao nhất đạt 155 m

Một số loài cây cỏ vùng sa mạc là cây có tuổi thọ cực thấp Do khô hạn kéo dài, lượng mưa thấp, mưa chỉ tập trung ngắn ngủi trong một thời gian cực ngắn nên các loài cây cỏ đó phải hoàn thành chu

kỳ sống trong vài ba chục ngày: nảy mầm, cây lớn, ra hoa, phát tán hạt rồi chết

Trong khi đó truyền thuyết Trung Hoa có kể lại rằng cây Hoàng đàn (Cupressus funebris) thuộc họ Trắc bách (Cupressaceae) sống bên lăng Hoàng đế (ở huyện Hoàng Lăng, Thiểm Tây, Trung Quốc) đã

được Hoàng đế Hiên Viên tự tay trồng Cây nay có tuổi khoảng 5000 năm và có chu vi gốc đạt tới 10

m Trên núi A Lý (Đài Loan) có cây Hồng khoái (Sabina chinensis) được coi là cây thần, tương truyền

đã có tuổi thọ 3000 năm Cây khoái trong khu miếu thờ Khổng Tử ở Khúc Phụ (Sơn Đông) được

truyền lại là do Khổng Tử trồng cách đây hơn 2500 năm Cây Cù tùng (Sequoia) có tên “Cụ già thế giới” ở California (Mỹ) đã trên 3000 năm tuổi, cây Máu rồng (long huyết, Pleomele draco) ở đảo Canary (châu Phi) đạt 6000 năm tuổi, còn cây Tuyết tùng (Cedrus deodara) trên đảo Ryukyu (Nhật

Bản) qua máy đo thấy đã 7200 năm tuổi

Hai dạng sinh sản chính của thế giới thực vật là sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính Đối với sinh sản hữu tính, có hai dạng hoa cơ bản:

Hoa lưỡng tính, với nhiều kiểu cấu trúc (vòi nhuỵ dài, vòi nhuỵ ngắn) để ngăn cản lai gần hoặc tự

thụ phấn ở thực vật như trường hợp các loài Hoa báo xuân (Primula).

• Hoa đơn tính:

 Đơn tính cùng gốc: hoa đực và hoa cái riêng biệt trên cùng một cây Các

loài mang đặc tính này là cây Dẻ Castanea, Sồi Quercus, Bulô Betula, Tống quá sủ Alnus, Sau sau Liquidambar và các hoa này phân bố đều trên cây Trên cây Thiết sam (Pseudotsuga menziesii), Thông (Pinus), Vân sam (Picea), Bách tán (Araucaria) các hoa

cái chủ yếu thấy ở phần ngọn cây, còn hoa đực chủ yếu ở phía dưới Đây cũng là cách tốt

Một số dạng sinh sản vô tính (sinh dưỡng) chính là:

 Thân ngầm, thân rễ: Tre trúc (Bambusa, Dendrocalamus, Phyllostachys,

Sinocalamus), Iris v.v.

 Củ: Khoai tây (Solanum tuberosum), Khoai lang (Ipomoea batatas),

 Củ hành: Hành (Allium fistulosum), Tỏi (Allium sativum),

 Thân ngầm dạng hành: hoa Lay-ơn

 Thân bò: Dâu tây (Fragaria vesca),

 Cành, thân: Mía (Saccharum officinarum), Sắn (Manihot esculenta), Râm bụt (Hibiscus rosa) v.v

Biến dị là sự biến đổi của sinh vật do những nguyên nhân khác nhau, sự sai khác của con cái so với bố mẹ, sự đa dạng về các tính trạng và tính chất của các cá thể trong một nhóm sinh vật (Thuật ngữ lâm nghiệp, 1996) Biến dị là thể hiện rõ nhất của sự đa dạng trong đó biến dị di truyền là cơ sở của tiến hoá Biến dị tự nhiên là kết quả của các tương hỗ phức tạp giữa các yếu tố khác nhau như đột biến, phản ứng với sự đa dạng của môi trường sống, kích thước quần thể, sự cách ly, phương thức sinh sản, mức độ lai chéo v.v Ba nguyên nhân chủ yếu của quá trình phát sinh biến dị là:

• Biến đổi của các yếu tố di truyền: Biến đổi của các genôtíp dưới tác dụng của đột biến, đa bội hoá và tái tổ hợp Những biến dị này có khả năng di truyền và được gọi là các biến dị di truyền

• Biến đổi của các yếu tố môi trường: Biến đổi gây nên bởi thay đổi về hoàn cảnh sống của sinh vật như nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng, độ cao so với mặt biển, vĩ độ, các yếu tố có liên quan đến đất và lập địa v.v

• Biến đổi dưới tác động của tương tác giữa sinh vật và môi trường sống: Bao gồm các biến đổi theo thời gian (tuổi cây) và không gian (cây ở các độ cao khác nhau) v.v., tác động tương hỗ giữa sinh vật và hoàn cảnh

1.1.2 Định nghĩa Đa dạng sinh học

Trên cơ sở nhận thấy sự đa dạng và sự biến dị của các thực vật, động vật, vi sinh vật và các hệ sinh

thái mà chúng sống trong đó, các nhà khoa học đã đưa ra khái niệm đa dạng sinh học - với ý nghĩa là

toàn bộ các dạng sống trên Trái đất - vào đầu những năm 1980 (Lovejoy 1980a, b; Norse and

McManus 1980; Wilson 1985; Norse et al 1986; Wilson and Peters 1988; Reid and Miller 1989; McNeely et al 1990; Chauvet and Olivier 1993)

Thuật ngữ đa dạng sinh học (Biological Diversity) được định nghĩa lần đầu tiên bởi Norse and McManus (1980) bằng cách gộp hai khái niệm gần gũi là đa dạng di truyền (lượng biến dị di truyền trong loài) và đa dạng sinh thái (số loài trong một quần xã sinh vật) vào với nhau Thuật ngữ đa dạng

sinh học rút ngắn (Biodiversity) gắn liền với tên tuổi của Walter G Rosen vào năm 1985 khi lập kế hoạch cho hội nghị “Diễn đàn quốc gia về Đa dạng sinh học (National Forum on Biodiversity)” được

tổ chức tại thủ đô Washington, Hoa Kỳ vào năm 1986 mà cuốn kỷ yếu của hội nghị này (Wilson and Peters 1988) đã được giới thiệu rộng rãi trong giới khoa học

Người ta đã ghi lại được hàng chục định nghĩa về đa dạng sinh học trong đó có khoảng 10 định nghĩa được sử dụng nhiều nhất Thông thường người ta nhắc đến hai định nghĩa đã chính thức được

đưa vào các văn bản quốc tế, đó là Công ước Đa dạng Sinh học (UNEP 1992) và Chiến lược Đa dạng Sinh học toàn cầu (WRI, IUCN and UNEP 1992).

Theo Công ước Đa dạng Sinh học (UNEP 1992) thì đa dạng sinh học là “The variability among living organisms from all sources including, inter alia, terrestrial, marine and other aquatic ecosystems and the ecological complexes of which they are part; this includes diversity within species, between

species and of ecosystems”, được dịch là “Toàn bộ biến dị (tính đa dạng) của sinh vật từ mọi nguồn, bao gồm các hệ sinh thái tiếp giáp, trên cạn, biển và các hệ sinh thái thuỷ vực khác và các tập hợp sinh thái mà chúng là một phần; nó bao gồm sự đa dạng ở bên trong loài, giữa các loài

và của các hệ sinh thái”.

Chiến lược Đa dạng Sinh học toàn cầu (WRI, IUCN and UNEP 1992) định nghĩa ngắn gọn đa

dạng sinh học là “Toàn bộ các gen, loài và các hệ sinh thái trong một khu vực”

Quĩ Quốc tế về bảo vệ thiên nhiên (WWF) năm 1989 đã đưa ra định nghĩa: “Đa dạng sinh học là thuật ngữ chỉ tính phong phú của sự sống trên Trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là các gen chứa đựng trong các loài và những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường "

Hầu hết các định nghĩa đều chỉ rõ ba thành phần chính của đa dạng sinh học là các gen, loài và hệ sinh thái, trong đó đa dạng trong loài là đa dạng di truyền, giữa các loài là đa dạng loài và đa dạng của các hệ sinh thái là đa dạng sinh thái hoặc nơi cư trú Mặc dù vậy tác dụng tương hỗ giữa các mức đa

dạng hầu như chưa được đề cập tới Do vậy di Castri (1995) đã định nghĩa đa dạng sinh học là “toàn

bộ và các tương tác của đa dạng di truyền, đa dạng loài và đa dạng sinh thái, tại một địa điểm nhất định và ở một thời gian nhất định”.

Bảng 1.1 Thành phần và các mức của đa dạng sinh học (UNEP 1995)

Biome - quần xã sinh vật

Biota - vùng sinh học

Landscape - cảnh quan

Ecosystem - hệ sinh thái

Habitat - nơi cư trú

Niche - ổ sinh thái

Kingdom - giới Phylum - ngành Family - họ Genus - chi

Species - loài

Subspecies - loài phụ Population - quần thể Individuals - cá thể

Bảng 1.2 Hình mẫu và phạm vi của đa dạng sinh học (di Castri and Younes, 1996)

Species - loài

Subspecies - loài phụ

Biosphere - sinh quyển Biome - Quần xã sinh vật Landscape - cảnh quan

Ecosystem - hệ sinh thái

Patch - mảnh Habitat-niche - nơi cư trú, ổ

Khái niệm về đa dạng sinh học chỉ số lượng, tính muôn màu muôn vẻ và thường xuyên biến đổi của thế giới động vật, thế giới thực vật và vi sinh vật Loài người đã, đang và sẽ còn phụ thuộc vào các loài sinh vật khác để duy trì sinh quyển và cung cấp những yếu tố cơ bản cần thiết, đặc biệt là thức ăn

cho chính bản thân mình Một phần lớn của đa dạng sinh học được coi là rất có giá trị và nó được mô

tả như là nguồn dự trữ chủ yếu và cơ bản của thế giới

Đa dạng sinh học trên thế giới hiện được thể hiện trên ba mức độ: Đa dạng di truyền, đa dạng loài

và đa dạng hệ sinh thái

1.1.3 Đa dạng di truyền

Khái niệm

Đa dạng di truyền (Genetic Diversity) được Từ điển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững (Bộ

Khoa học Công nghệ và Môi trường, 2001) định nghĩa là biến dị trong cấu trúc di truyền của các cá

thể bên trong hoặc giữa các loài; những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các quần thể.

Vai trò của Đa dạng di truyền

Chúng ta đã biết sự tồn tại của một loài có được là nhờ quá trình sản xuất và sự sao chép lại các tính trạng và tính chất của cơ thể từ thế hệ này sang thế hệ khác qua quá trình di truyền Cơ sở vật chất

di truyền của các loài sinh vật là các axit nucleic và gồm có hai loại: ADN (axit đêzôxiribônuclêic) và ARN (axit ribônuclêic)

ADN là nơi tích luỹ và bảo quản các thông tin di truyền Mỗi loài sinh vật và thậm chí trong một

cá thể của loài đều có những phân tử ADN đặc trưng cho loài Tính đặc trưng này được thể hiện qua số lượng và trình tự sắp xếp các nucleotit trong ADN, qua hàm luợng ADN trong nhân tế bào và tỷ lệ giữa các cặp bazơ A+T/G+X Trật tự các cặp nucleotit trong các gen có liên quan đến việc quy định các tính trạng và đặc tính của cơ thể

Trong quá trình tiến hoá của sinh vật từ thấp lên cao, hàm lượng ADN trong các tế bào cũng được tăng lên Đó là một biểu hiện của sự đa dạng gen

Bảng 1.3 Số lượng tương đối các nucleotit trong tế bào đơn bội của một số loài

Bos taurus 6,0 x 10

Vật liệu di truyền của vi sinh vật, của thực vật và động vật chứa đựng nhiều thông tin xác định đặc điểm tính chất của loài và các cá thể Chính vậy, sự đa dạng các vật di truyền đã tạo nên sự đa dạng của thế giới sinh vật Ngay cả trong các cá thể của loài, những tính trạng của các cá thể cũng có thể thay đổi do những biến dị di truyền (đột biến gen và thể nhiễm sắc) xảy ra trong quá trình tái tổ hợp Những biến đổi này cũng có thể có lợi hoặc có thể có hại Thường những biến đổi có lợi được lựa chọn trong quá trình chọn lọc tự nhiên và đấu tranh sinh tồn, các cá thể mang những biến dị di truyền có lợi đó tiếp tục tồn tại và truyền lại cho đời sau Khả năng sống sót khác nhau giữa các cá thể của một quần thể dẫn đến sự thay đổi tần suất xuất hiện các gen trong tập hợp các biến dị di truyền và quá trình này được gọi là quá trình tiến hoá (Falconer, 1981) Hay nói một cách khác, đa dạng di truyền đã có ảnh hưởng quyết định đến một cá thể động vật hay thực vật có thể hay không thể tồn tại trong một môi trường nhất định Chẳng hạn, một số loài thực vật có thể mọc và sinh trưởng tốt trong môi trường nước mặn (rong biển, tảo biển), một số loài động vật (thú, bò sát, cá) sống được trong môi trường biển (Cá voi, rắn đẻn, rùa biển, đồi mồi, cá biển ) Các cá thể có được những thích nghi này là nhờ kết quả của biến đổi di truyền

Các yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng di truyền

Biến đổi di truyền tồn tại trong tất cả các loài sinh vật, trong các quần thể có sự ngăn cách địa lý

và ở các cá thể trong một quần thể nhưng có thể ở các mức độ khác nhau Mặt khác, tính di truyền của một loài có lúc không ổn định mà biến đổi phụ thuộc các yếu tố bên trong và bên ngoài cơ thể Sự khác nhau giữa các cá thể là do kiểu gen, môi trường và tương tác kiểu gen - môi trường tạo ra:

Kiểu gen A + Môi trường A > Kiểu hình C

Kiểu gen A + Môi trường B > Kiểu hình D

Kiểu gen B + Môi trường A > Kiểu hình E

Các yếu tố làm tăng đa dạng di truyền là:

• Đột biến (Mutation)

• Sự di trú (Migration)

Các yếu tố làm giảm đa dạng di truyền bao gồm:

• Lạc dòng gen hay quá trình tự động di truyền (Genetic Drift): các vấn đề cần được quan tâm đặc biệt ở đây là: lai gần, hệ số lai gần, kích thước quần thể hữu hiệu

• Chọn lọc tự nhiên và nhân tạo (Natural and artificial selection)

* Đột biến cho dù là tự nhiên hay tự phát đều gây nên những biến đổi có khả năng di truyền ở một

số tính trạng của sinh vật Đột biến có thể xảy ra ở dạng các đột biến thể nhiễm sắc (ở genom) được nhắc đến ở phần đa bội và cũng còn được nhắc đến ở dạng các sai hình thể nhiễm sắc (Chromosome Abberations) tức là các biến đổi trong một thể nhiễm sắc chứ không phải trong cả genom Dạng thứ ba nữa là các biến đổi xảy ra trong các gen gọi là đột biến gen Các đột biến gen chính là nguồn tạo ra các gen mới và là cơ sở của biến dị di truyền

* Sự di trú muốn nói đến khả năng mà tần số gen trong một quần thể lớn có thể bị thay đổi bởi sự

có mặt của các gen từ một quần thể mới xâm nhập vào Độ lớn của sự thay đổi phụ thuộc vào mức độ của sự di trú và sự sai khác về tần số gen giữa các cá thể mới và các cá thể cũ

* Quá trình tự động di truyền (phiêu bạt gen) gây nên biến đổi về tần số gen trong các quần

thể nhỏ Quần thể nhỏ thường có số cá thể ít, giao phối ngẫu nhiên và tần số gen sau giao phối đôi khi bị lệch vì các alen ở quần thể ban đầu có tần số khác với các quần thể lớn

* Lai gần (Inbreeding) Để hiểu xem vì sao một quần thể nhỏ lại mang trong nó nguy cơ của sự thoái hoá chính là phải xem xét quá trình mà người ta gọi là lai gần hay lai giống cận huyết

(Inbreeding) Đây là quá trình lai giống giữa các cá thể thân thuộc mà trường hợp cực đoan là tự thụ phấn (ở thực vật) hoặc tự phối ở động vật Lai gần làm giảm tỷ lệ dị hợp tử (heterozigosity) và tăng tỷ

lệ các đồng hợp tử (homozygote) có chứa các gen lặn Sức sống giảm sút, lượng hạt giống giảm sút thường là hậu quả của lai gần Các quần thể thực vật hoang dại thường mang trong chúng nhiều dị hợp

tử cho nhiều gen lặn có hại, ngược lại lai gần tạo điều kiện để tăng tần số của các đồng hợp tử và gây

nên hậu quả nghiêm trọng Franklin (1968, 1969) đã tự thụ phấn cho 132 cây thông Pinus taeda, thu

hạt tự thụ phấn và hạt thụ phấn tự do đem gieo ươm Có tới 128 cây mẹ cho sản lượng hạt thấp (một số cây hầu như không cho hạt) và sinh trưởng của hậu thế cũng kém hơn Đôi khi, cây con tự thụ phấn sinh trưởng kém hơn 50% so với cây con bình thường

Bảng 1.4 Thoái hoá cận huyết ở chuột sau 30 thế hệ lai giống cận huyết

từ 1887 đến 1892 (Lerner, 1954) NĂM TỶ LỆ GIAO PHỐI KHÔNG KẾT QUẢ SỐ LỨA ĐẺ TỶ LỆ CHẾT SAU 4 TUẦN

7,50 7,14 7,71 6,58 4,58 3,20

3,9 4,4 5,0 8,7 36,4 45,5

Bảng 1.5 Phần trăm biến dị di truyền còn lại sau 1, 5, 10 và 100 thế hệ

(Frankel and Soule, 1981)

Biến dị di truyền bị giảm đi trong các thế hệ tiếp sau có cùng kích thước quần thể như đã được chỉ

rõ cho ruồi dấm (Drosophila) mà kích thước quần thể càng nhỏ thì mức độ giảm càng lớn (Frankel and

Soule, 1981)

* Kích thước quần thể hữu hiệu (Effective Population Size) Tại đây chúng ta cần tìm hiểu đến

một khái niệm mới, đó là kích thước quần thể hữu hiệu được Wright (1931) đưa ra lần đầu Kích thước quần thể hữu hiệu được định nghĩa là kích thước của quần thể lý tưởng có cùng đặc điểm với quần thể hiện tại mà ta đang nghiên cứu Mặc dù vậy quần thể lý tưởng có những yêu cầu sau:

• Sinh vật nhị bội,

• Sinh sản hữu tính,

• Các thế hệ không gối lên nhau,

• Nhiều quần thể độc lập, mỗi quần thể có kích thước ổn định là N,

• Giao phối ngẫu nhiên,

• Không đột biến, không di trú, không chọn lọc

Để dễ hiểu, có thể thấy rằng nếu một quần thể chim quý hiếm nào đó chỉ còn toàn con đực, thì kích thước hữu hiệu của nó bằng 0 vì chúng không còn khả năng sinh sản và tồn tại Một trường hợp khác là một quần thể gồm hàng nghìn cá thể già không thể sinh sản, cộng với 5 con cái và 5 con đực, thì kích thước hiện tại của loài là 1010 cá thể còn kích thước hữu hiệu của nó chỉ là 10 Để bảo tồn, không phải là cần duy trì toàn bộ quần thể với toàn bộ các cá thể của nó, mà chỉ cần duy trì kích thước quần thể hữu hiệu là đủ và kích thước này thường thấp hơn so với kích thước thực tế Những hiểu biết

cả về lý luận và thực tiễn về lĩnh vực này sẽ góp phần tích cực vào việc xây dựng chiến lược bảo tồn Các nhà sinh học (di truyền học) bảo tồn đã thử tìm xem kích thước hữu hiệu của quần thể nên là bao nhiêu để một quần thể tránh được nguy cơ tuyệt chủng bởi tác dụng của suy thoái lai gần (Inbreeding Depression) Người ta đưa ra nguyên lý 50 - 500 cho sự hợp lý của quần thể Nguyên lý đó nói rằng nếu quần thể có kích thước hữu hiệu giảm xuống dưới 50 cá thể và có gen hại trong quần thể, suy thoái lai gần sẽ đủ lớn để làm giảm sức sinh trưởng của quần thể Các nhà lai giống động vật thường không cảm thấy bị đe dọa khi họ có một quần thể trên 50 con vật, song họ cảm thấy có vấn đề khi số lượng giảm xuống dưới 50 con Khi quần thể có kích thước hữu hiệu giảm xuống dưới 500 cá thể, quá trình tự động di truyền đủ mạnh để loại bỏ một số gen và giảm biến dị của quần thể, trong khi

đó đột biến không đủ để bù vào mất mát đó Thông qua các thế hệ kế tiếp nhau, suy thoái lai gần làm giảm tuổi thọ của loài và giảm đa dạng di truyền, do vậy cần phải tránh khi làm công tác bảo tồn (chọn quần thụ, xây dựng khu bảo tồn) Nói tóm lại, quần thể với 50 cá thể chỉ đủ tồn tại cho thời gian ngắn, còn quần thể với 500 cá thể là tạm đủ để duy trì loài sống và mạnh khoẻ lâu dài

* Chọn lọc tự nhiên: Biến dị di truyền là cơ sở vật chất của tiến hoá và công tác cải thiện giống

Thông thường loài có phân bố rộng có lượng biến dị lớn và ngược lại, loài có phân bố hẹp có ít biến dị hơn (Ledig, 1988) song nguyên tắc này không hoàn toàn đúng cho tất cả các loài Biến đổi các vật liệu

di truyền trong một loài không những làm cho nó có thể tiến hoá qua chọn lọc tự nhiên, mà còn hữu ích cả trong quá trình chọn lọc nhân tạo Đa dạng di truyền là quan trọng và cần thiết đối với bất kỳ một loài sinh vật nào để duy trì khả năng sinh sản hữu thụ, tính bền vững trước mọi yếu tố đe dọa Đa dạng di truyền cũng có vai trò quan trọng đến khả năng thích nghi của các cá thể trong loài với các điều kiện sống luôn biến đổi

1.1.4 Đa dạng loài

Định nghĩa loài, đa dạng loài và một số khái niệm khác

Loài (Species) theo định nghĩa của Mayr (1942, dẫn từ sách Ecology của Peter Stiling, 1998) là

“Groups of populations that can actually or potentially exchange genes with one another and that are

reproductively isolated from other such groups”, được dịch là “Nhóm các quần thể mà có thể trao đổi trực tiếp hoặc tiềm năng di truyền cho nhau và cách ly sinh sản với các nhóm tương tự khác”.

Đa dạng loài (Species Diversity) được Từ điển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững (Bộ Khoa

học Công nghệ và Môi trường, 2001) định nghĩa là số lượng và sự đa dạng của các loài được tìm thấy

trong một khu vực cụ thể trong một vùng

Một thuật ngữ nữa cũng cần được quan tâm ở đây đó là độ giàu có loài (Species Richness) được định nghĩa như là số lượng các loài có trong một vùng Thuật ngữ này thường được dùng để đo độ đa dạng loài Khi có nhiều loài trong một vùng, tức là độ giàu có loài là lớn thì độ đa dạng loài cũng cao, song lưu ý là một loài khác biệt hẳn với mọi loài khác sẽ đóng góp nhiều vào sự đa dạng hơn là một loài có nhiều loài thân thuộc

Loài là những nhóm cá thể khác biệt với các nhóm khác về mặt sinh học và sinh thái Các cá thể trong loài có vật chất di truyền giống nhau và có khả năng trao đổi thông tin di truyền (giao phối, giao phấn) với nhau và cho các thế hệ con cái hữu thụ (có khả năng sinh sản tiếp tục) Như vậy, các cá thể trong loài chứa toàn bộ thông tin di truyền của loài

Phân loại học là khoa học nghiên cứu và sắp xếp các cơ thể sống Mục đích của phân loại học hiện đại là thiết lập một hệ thống về phân loại mà nó phản ánh sự tiến hoá của các nhóm loài từ tổ tiên của

nó Bằng cách xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài, các nhà phân loại học giúp các nhà bảo tồn sinh học xác định loài hoặc nhóm loài có thể tiến hoá theo một con đường duy nhất hoặc theo một cách đặc biệt của những nỗ lực bảo tồn

Trong phân loại học hiện đại, các Loài (Species) giống nhau được xếp vào Chi (Genus), các chi

có quan hệ họ hàng được xếp vào Họ (Family), các họ gần nhau được xếp vào Bộ (Order), các bộ có giống nhau được xếp vào Lớp (Class), các lớp giống nhau được xếp vào Ngành (Phyllum), các ngành giống nhau được xếp vào Giới (Kingdom)

Tên của loài được đặt theo hệ thống tên kép (Binomial nomenclature) gồm 2 từ, từ trước chỉ chi

(viết hoa chữ cái đầu), từ sau chỉ loài (viết thường) Trong nghiên cứu, tên một loài đầy đủ, ngoài tên chi, loài, phải ghi kèm theo sau tên tác giả đặt tên cho loài đó và đôi khi cả năm định tên Ví dụ loài

Khỉ cộc (Khỉ mặt đỏ) được ghi đầy đủ như sau: Macaca arctoides (Geoffroy, 1825) hoặc Lát hoa

Chukrasia tabularis Juss Thang bậc phân loại cụ thể cho loài Khỉ cộc như sau:

Tên loài Khỉ cộc Macaca arctoides (Geoffroy, 1831)

Chúng ta cũng thấy một số loài có tên gồm 3 từ, ở đây từ thứ 3 chỉ một dạng biến đổi (về địa lý, sinh thái ) của loài và được gọi là phân loài (hoặc loài phụ) Ví dụ loài Hổ Đông Dương được viết là

Panthera tigris corbetti Mazak, 1968

Phương pháp phân loại thực vật cho đến nay vẫn chưa hoàn chỉnh và thống nhất Nhìn chung, người ta vẫn dựa chủ yếu vào cấu tạo hình dáng cơ thể và trình độ hoàn thiện của cấu tạo mà đơn giản chia thế giới thực vật thành hai loại lớn là: thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao

Thực vật bậc thấp bao gồm các cá thể đơn bào hoặc đa bào hình lá mà không có sự phân hoá thành thân, rễ, lá riêng biệt và chủ yếu sống trong nước Thực vật bậc thấp thường được chia thành 3 nhóm là nhóm tảo (rong), nấm và địa y (cộng sinh tảo và nấm) Chúng còn được phân thành 12 ngành là:

Dưới ngành còn chia thành nhiều đơn vị phân loại như sau:

Ngành (Phyllum): Cây có hạt (Spermatophyta),

Ngành phụ: Cây hạt kín (Angiospermae),

Ngành phụ: Cây hạt trần (Gymnospermae), Lớp (Class): Hai lá mầm (Dicotyledones), Lớp (Class): Một lá mầm (Monocotyledones),

Bộ (Order): Hoa hồng (Rosales),

Họ (Family): Hoa hồng (Rosaceae),

Chi (Genus): Hoa hồng (Rosa), Loài (Species): Hoa hồng hương (Rosa chinensis).

Tiến hoá và sự hình thành loài

Sự đa dạng về loài trên thế giới được biểu hiện bằng tổng số loài có trên toàn cầu trong các nhóm đơn vị phân loại Hoá sinh học và cổ sinh học đã chứng minh được rằng sự sống trên Trái đất xuất hiện cách đây khoảng trên dưới 4 tỷ năm với các tế bào nhân giả (Prokariotes) và 2,5 tỷ năm với các tế bào nhân thực (Eukariotes) và từ một loài gốc Trải qua chặng đường thời gian đó, thế giới sinh vật đã hình thành hàng triệu loài như ngày nay

Mới đây, chúng ta biết được thêm nhiều loài có phân bố cách xa nhau, không rõ cách ly sinh sản của chúng là do khoảng cách hay do cơ chế cách ly (Donoghue, 1985) Do vậy, loài được phân biệt không phải do cách ly sinh sản như Mayr (1942) định nghĩa mà chủ yếu do các tiêu chuẩn hình thái và

khái niệm này được gọi là khái niệm loài sinh học (Biological Species Concept - BSC) mà theo nó

hiện có khoảng từ 5 đến 30 triệu loài đang tồn tại trên Trái đất (Wilson, 1988) Một khái niệm khác là

khái niệm loài theo phát sinh chủng loại (Phylogenetic Species Concept - PSC) Như vậy, loài phụ

thuộc vào sự tách nhánh, mối quan hệ giữa các loài hay các taxon cao hơn

Mayr là một nhà điểu học và định nghĩa của ông thích hợp cho các loài chim vì chúng sinh sản khác biệt nhau Song đối với các loài thực vật, các cây lai khác loài đôi khi cũng có khả năng tồn tại và như vậy nó gây phiền toái cho định nghĩa loài Thí dụ như các loài sồi, chúng có thể tạo nên cây lai, cây lai có khả năng tồn tại và lại tạo ra cây lai với các loài khác, vậy có thể gọi các loài bố mẹ là loài hay không?

Hiện có hai cách giải thích cho sự hình thành loài: sự hình thành loài khác vùng phân bố và hình thành loài cùng vùng phân bố:

A Sự hình thành loài khác vùng phân bố (Allopatric speciation)

Phần lớn các nhà bảo tồn coi sự hình thành loài khác vùng phân bố là cơ chế chủ yếu cho sự tiến hoá của loài (Mayr 1942, 1963) Quá trình này gồm sự chia tách của các quần thể bởi các ngăn cách địa lý Thí dụ như các quần thể không biết bơi bị chia tách bởi một con sông sẽ dần dần khác nhau bởi không có sự trao đổi gen giữa chúng Các quần thể còn bị chia tách bởi các ngọn núi và từ đó các loài hình thành Trong một vùng có diện tích 20 x 5 dặm ở Hawaii, có đến 26 loài phụ của loài ốc sên

Achatinella mustelina đã được ghi nhận, mỗi loài phụ chiếm cứ một thung lũng bị chia tách bởi các

vách núi Thí dụ hay nhất có lẽ là sự chia tách các loài trên các đảo khỏi đất liền và chúng được phân biệt bởi các đặc điểm ngoại hình, sinh thái và hành vi Trên quần đảo Galapagos, có thể thấy các con chim hoàng tước của Đác-uyn đã hình thành các loài khác nhau mạnh mẽ như thế nào

B Sự hình thành loài cùng vùng phân bố (Sympatric speciation)

Đây là sự xuất hiện của một loài mới trên cùng vùng địa lý với các thành viên khác của loài cũ Những biến đổi nhỏ về hình thái hay hành vi trong một nhóm đều có thể được chuyển cho các nhóm khác Nếu có một đột biến hay biến đổi thể nhiễm sắc về cách ly sinh sản thì cá thể mang nó sẽ bị cách

ly với các cá thể khác về sinh sản Trên một cá thể khác giới tính cũng xảy ra điều tương tự và hai cá thể đó gặp nhau thì đó là cơ sở để tạo nên loài mới Lai gần cũng góp phần vào hiện tượng này và do vậy hình thành loài cùng vùng phân bố đã được đề xuất cho một số nhóm côn trùng Côn trùng ước tính bao gồm khoảng 30 triệu loài (Erwin 1982) nên đôi khi khó tưởng tượng rằng chúng đều đã được hình thành khác vùng địa lý Đối với côn trùng, nhiều loài thân cận có các cây chủ khác biệt và điều đó chứng tỏ chúng được hình thành bằng cơ chế này Lưu ý phần lớn các mô hình của hình thành loài cùng vùng phân bố còn đang trong tranh cãi

Thực tế nhiều quần thể bị cách ly hàng nghìn thế hệ ở thời băng hà Pleistocence đã không hình

thành nên loài mới Cây Sung dâu (Plantanus sp.) ở châu Mỹ và Á - Âu đã cách ly nhau suốt ít nhất 20

triệu năm mà vẫn tạo nên cây lai hữu thụ (Stebbins 1950), chứng tỏ các áp lực chọn lọc ở hai châu lục

này chưa đủ để tạo ra cách ly sinh sản Nhưng một số chi thú như gấu Bắc Cực (Thalarctos) và chuột (Microtus), lại như được bắt nguồn mới đây ở Pleistocene (Stanley 1979) Nhiều loài ruồi giấm Hawaii (Drosophila) đã chỉ xuất hiện trong khoảng mấy nghìn năm mặc dù tuổi thế hệ của chúng ngắn hơn

nhiều so với các loài thú Hồ Nabugalo ở châu Phi cách ly khỏi Hồ Victoria dưới 4000 nghìn năm mà

có chứa 5 loài cá đặc hữu (Fryer and Iles 1972) Hồ Victoria chỉ 500.000 đến 700.000 tuổi mà có đến

170 loài cá cichlid Cũng vậy ở Hawaii, có ít nhất 5 loài Hedylepta sống trên chuối mà chúng chỉ được

đưa đến đây theo những người Pôlinêdi khoảng vài nghìn năm trước

Đa dạng di truyền hiện nay chưa định lượng được song đa dạng loài đã được xác định tuy chưa hoàn toàn cụ thể Hiện nay có khoảng trên 1,4 triệu loài sinh vật đã được mô tả (Bảng 6) Các nhà phân loại học dự đoán có thể có từ 5 triệu đến 30 triệu loài sinh vật trên Trái đất trong đó phần lớn là

vi sinh vật và côn trùng (Wilson, 1988) Nhiều loài vi sinh vật và côn trùng chưa được mô tả tỉ mỉ Chỉ mới có các loài thực vật, động vật kích thước lớn, có giá trị kinh tế cao hoặc có sức hấp dẫn về

vẻ đẹp là đã được mô tả chi tiết Những việc làm như vậy tuy cần thiết nhưng nó đã đánh giá thấp tầm quan trọng của các vi sinh vật vì nhiều loài vi sinh vật như tảo, vi khuẩn, nấm và virus có ý nghĩa thực sự đối với sự sống trên Trái đất

Bảng 1.6 Số loài sinh vật đã được mô tả trên thế giới (Wilson, 1988) (Có bổ sung)

Đa dạng alpha (α): Đa dạng alpha là tính đa dạng xuất hiện trong một sinh cảnh hoặc trong một

quần xã Ví dụ: Sự đa dạng của các loài chim trong một kiểu rừng đặc trưng hoặc sự đa dạng của các loài cá trong một cái hồ riêng biệt

Đa dạng beta (β): Đa dạng beta là sự đa dạng tồn tại trong vùng giáp ranh giữa các sinh cảnh

hoặc quần xã Ví dụ: Sự đa dạng của các loài chim trong hai rừng gần kề khác kiểu

Đa dạng gamma (γ): Đa dạng gamma là sự đa dạng tồn tại trong một quy mô địa lý Ví dụ: Các

loài chim xuất hiện trong một vài khu rừng cách xa nhau nhiều ki lô mét (km)

Nghiên cứu đa dạng α, β và γ có ý nghĩa quan trọng đối với việc xem xét quy mô khi thiết lập

những ưu tiên cho bảo tồn và ra các quyết định quản lý

Sự đa dạng về loài đã tạo cho các quần xã sinh vật khả năng phản ứng và thích nghi tốt hơn đối với những thay đổi của điều kiện ngoại cảnh Chức năng sinh thái của một loài có ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của quần xã sinh vật và bao trùm hơn là lên cả hệ sinh thái Sự có mặt của một loài cây gỗ (Sung, Si, Dẻ ) không chỉ tăng thêm tính đa dạng của quần xã sinh vật mà còn góp phần làm tăng tính

ổn định của chúng vì có nhiều loài sinh vật khác phụ thuộc vào những loài cây này, đó là nguồn thức

ăn cho chúng (Khỉ vượn, sóc, Cầy vòi mốc, Cầy vòi hương, Cu rốc, Hồng hoàng ) hoặc các loài cây này phát triển hay mở rộng vùng phân bố được nhờ các loài khác (thụ phấn, phát tán hạt )

1.1.5 Đa dạng hệ sinh thái

Quần xã sinh học được xác định bởi các loài sinh vật trong một sinh cảnh nhất định cùng các mối quan hệ qua lại giữa các cá thể trong loài, và giữa các loài với nhau Quần xã sinh học cũng quan hệ với môi trường vật lý tạo thành một hệ sinh thái Hệ sinh thái là một đơn vị cấu trúc và chức năng của sinh quyển, gồm: các quần xã thực vật, các quần xã động vật, các quần xã vi sinh

vật, thổ nhưỡng (đất) và các yếu tố khí hậu Các thành phần này liên hệ với nhau thông qua các chu trình vật chất và năng lượng (Chu trình sinh địa hoá).

Sự phong phú về môi trường trên cạn và dưới nước của Trái đất đã tạo nên một số lượng lớn các

hệ sinh thái Sự đa dạng các hệ sinh thái được phản ánh bởi sự đa dạng về sinh cảnh qua mối quan hệ giữa các quần xã sinh vật và các quá trình sinh thái trong sinh quyển (chu trình vật chất, các quan hệ về cách sống ) Mối quan hệ chức năng trong bản thân mỗi quần xã sinh vật, quan hệ giữa các quần xã với nhau và với môi trường vô cơ là rất phức tạp và đó chính là cơ chế của những quá trình sinh thái chủ yếu như chu trình tuần hoàn nước, chu trình phốt pho, quá trình hình thành đất, chu trình năng lượng

Việc phân chia hệ sinh thái hay sinh cảnh trên thực tế là rất khó khăn vì ranh giới của chúng không

rõ ràng Những sinh cảnh rộng lớn trên quả đất bao gồm rừng nhiệt đới, những cánh đồng cỏ, đất ngập nước, rừng ngập mặn Những hệ sinh thái nhỏ cũng có thể xác định như là một hồ nước và thậm chí

là một gốc cây

Theo Miklos Udvardy (xem Walters and Hamilton, 1993) thì trên thế giới bao gồm nhiều chính thể sinh vật Sự phân chia đó tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu và các sinh vật sống trên đó Một chính thể bao gồm nhiều hệ sinh thái khác nhau và gồm:

1 Rừng mưa nhiệt đới 8 Đầm rêu (Tundra) và sa mạc

2 Rừng mưa á nhiệt đới-ôn đới 9 Sa mạc, bán sa mạc lạnh

3 Rừng lá kim ôn đới 10 Trảng cỏ và đồng cỏ nhiệt đới

4 Rừng khô nhiệt đới 11 Đồng cỏ ôn đới

5 Rừng lá rộng ôn đới 12 Thảm thực vật vùng núi

6 Thảm thực vật Địa Trung Hải 13 Thảm thực vật vùng đảo

7 Sa mạc và bán sa mạc ẩm 14 Thảm thực vật vùng hồ

Các quần xã sinh học chính của Trái đất

Môi trường vật lý có ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của quần xã sinh học, ngược lại quần

xã sinh học cũng có những ảnh hưởng đến tính chất vật lý của hệ sinh thái Ví dụ ở các hệ sinh thái trên cạn, tốc độ gió, độ ẩm, nhiệt độ ở một địa điểm nhất định có thể bị chi phối bởi thảm thực vật,

hệ động vật có mặt ở đó Trong hệ sinh thái thủy vực, những đặc điểm của nước như độ trong, độ đục, độ muối và các loại hoá chất khác, độ nông sâu đã chi phối đến tổ thành các loài sinh vật và cấu trúc quần xã sinh học Nhưng ngược lại, các quần xã sinh học như quần xã Tảo bẹ, rạn San Hô cũng ảnh hưởng đến môi trường vật lý

Trong một quần xã sinh vật, mỗi loài cần và tạo cho mình một tập hợp nhất định các loài sinh vật

khác quanh nó, ta gọi đó là ổ sinh thái (niche) của loài Ổ sinh thái của một loài thực vật có thể bao

gồm một dạng đất cùng với các điều kiện sống khác như: năng lượng ánh sáng nhận được, độ ẩm cần thiết, hệ thống giao phấn và cơ chế phát tán hạt giống Ổ sinh thái của một loài động vật có thể bao gồm khoảng không gian chiếm cứ, các loài thức ăn được sử dụng trong năm, nước uống và nhu cầu hang, hốc trú ẩn Ổ sinh thái của một loài là khoảng không gian, nơi mà loài tồn tại trong tự nhiên và không bị cạnh tranh gay gắt bởi các loài khác Ổ sinh thái của một loài thường bao gồm cả một giai đoạn diễn thế mà loài chiếm cứ (Diễn thế là một quá trình thay đổi dần dần về thành phần loài, cấu trúc quần xã và tính chất vật lý được xuất hiện tiếp sau đó do những biến đổi tự nhiên hoặc nhân tạo đối với quần xã) Như vậy, số lượng loài của một hệ sinh thái nào đó cũng thường xuyên biến đổi theo thời gian Nghiên cứu đa dạng sinh học cũng được tiến hành ở các mức độ khác nhau, từ một hệ sinh thái đến toàn bộ một khu vực chứa đựng nhiều hệ sinh thái Các khu vực chứa đựng nhiều hệ sinh thái khác nhau thường giàu có về đa dạng sinh học nhưng không giàu về loài đặc hữu Ngược lại, những hệ sinh thái riêng biệt có thể có tính đa dạng sinh học thấp nhưng thường chứa đựng nhiều loài đặc hữu

Trong những quần xã sinh học, có một số loài có vai trò quyết định khả năng tồn tại phát triển của một số lớn các loài khác, người ta gọi đó là những loài chủ yếu Những loài chủ yếu này có ảnh hưởng quan trọng đến cấu trúc quần xã nhiều hơn so với tổng số cá thể của các loài hay sinh khối của chúng (Terborgh, 1976) Bảo tồn những loài chủ yếu phải là giải pháp ưu tiên hàng đầu cho mọi nỗ lực bảo tồn thiên nhiên vì nếu như loài chủ yếu bị mất đi sẽ kéo theo hàng loạt các loài lệ thuộc khác cũng bị mất theo Các loài thú săn mồi thuộc các bậc dinh dưỡng cuối cùng trong chuỗi và lưới thức ăn thường

là những loài chủ yếu vì chúng có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát số lượng quần thể của những loài thức ăn đứng trước nó, đặc biệt là động vật ăn cỏ (Redforf, 1992) Sự suy giảm, dù chỉ là một ít số lượng các loài thú ăn thịt ở các bậc cuối của lưới thức ăn có thể sẽ gây ra những biến đổi lớn của các bậc tháp dinh dưỡng trong lưới thức ăn đó do thiếu lực lượng kiểm soát sự bùng phát số lượng Ví dụ,

số lượng chim ăn côn trùng trong một vườn quả bị giảm, lượng côn trùng sẽ có cơ hội bùng phát số lượng và hậu quả là vườn quả bị bọn côn trùng này phá hoại

1.2 NHỮNG VÙNG GIÀU TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC

Giàu tính đa dạng sinh học nhất là vùng nhiệt đới và tập chung chủ yếu là ở rừng nhiệt đới, rạn san

hô nhiệt đới và biển sâu nhiệt đới Rừng nhiệt đới tuy chỉ chiếm 7% diện tích bề mặt Trái đất nhưng chúng chứa ít nhất là 50% thậm chí đến 90% tổng số loài động thực vật của Trái đất (McNeely et al, 1990)

Về thực vật, đến nay đã biết có 90.000 loài có mặt ở vùng nhiệt đới, trong lúc toàn bộ Bắc Mỹ và

Âu Á chỉ có 50.000 loài Vùng nhiệt đới Nam Mỹ là nơi giàu loài nhất, chiếm 1/3 tổng số loài toàn thế giới Brazin có 55.000 loài cây có hoa, Colombia 35.000 và Venezuela 15-25.000 loài Sự đa dạng loài

ở châu Phi thấp hơn Nam Mỹ có thể là do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu trong quá khứ Vùng giàu loài nhất của châu Phi là Tandania: 10.000 loài, Cameroon: 8.000 loài

Bảng 1.7 Đa dạng loài thú ở một số nước thuộc các vùng địa lý khác nhau Nước nhiệt đới Diện tích km 2 Số loài Nước ôn đới Diện tích km 2 Số loài

Đông Nam Á là vùng trung gian giữa Châu Phi và Nam Mỹ; Vùng Malêsia có ít nhất là 40.000 loài thực vật, trong đó có 15-20.000 loài ở New Guinea, Indonesia có 20.000 loài, Malaysia và Thái Lan mỗi nước có khoảng 18.000 loài và Đông Dương (Việt Nam, Lào, Campuchia) có tới 15.000 loài.Mặt khác, trên lục địa, sự giàu có về loài có xu hướng tập trung ở vùng đất có độ cao so với mặt biển không lớn (vùng đất thấp) và có nhiều mưa Vùng địa lý cổ và nơi có địa hình phức tạp cũng là nơi tập trung nhiều loài

Các quốc gia có sự đa dạng lớn - Megadiverse countries

Mười hai (12) quốc gia được xếp vào các nước có sự đa dạng lớn đó là: Brazin, Colombia, Ecuador, Mexico, Pêru, Zaire (Cônggô), Madagascar, India, Trung Quốc, Malaysia, Indonesia,

Australia Các quốc gia này chiếm tới 60 - 70% tổng số loài sinh vật sống trên Trái đất Hai tiêu chí để chọn các quốc gia có sự đa dạng lớn này là:

(i) Bản thân quốc gia đó có số lượng loài lớn,

(ii) Có mức độ đặc hữu cao về loài và các taxon cao hơn

Bảng 1.8 Sự giàu có về loài và mức độ đặc hữu ở Mexico (Sarukhan et al., 1996)

Taxon Toàn thế giới Mexico % so với thế giới Tỷ lệ đặc hữu %

Bảng 1.9 Sự giàu có về loài và mức độ đặc hữu ở Australia

(Burgman and Lindenmayer, 1998) Taxon Toàn thế giới Australia % so với thế giới Tỷ lệ đặc hữu %

- Trong suốt thời gian biến đổi địa chất, vùng nhiệt đới có khí hậu tương đối ổn định hơn các vùng

ôn đới Tại vùng nhiệt đới, nhiều loài có thể đảm bảo cuộc sống tại chỗ, trong khi đó ở các vùng ôn đới phải di tản từ Bắc xuống Nam để tránh rét sau đó lại trở về qua các thời kỳ băng giá Chỉ có những loài

có khả năng di cư và cạnh tranh được trong cộng đồng các quần xã sinh vật thì mới tồn tại;

- Các quần xã sinh vật nhiệt đới được hình thành từ lâu hơn các quần xã sinh vật ôn đới Chính nhờ có thời gian lâu hơn đó, nên các loài có sự tiến hoá thích nghi cao, loài mới hình thành thích nghi với điều kiện sống tại chỗ Thời kỳ tiến hoá dài cho phép loài thích nghi và chuyên hoá cao với vùng nhiệt đới;

- Nhiệt độ, ẩm độ cao ở các vùng nhiệt đới đã tạo điều kiện thuận lợi cho những loài mà chúng không thể tồn tại ở vùng ôn đới di chuyển và định cư tại vùng nhiệt đới Những loài sống ở vùng ôn đới phải có những cơ chế sinh lý để chịu đựng được băng tuyết lạnh Những loài này có thể có những tập tính chuyên hoá như ngủ đông, trú đông, di cư để tồn tại qua mùa đông;

- Ở vùng nhiệt đới có thể có nhiều áp lực của bệnh tật, ký sinh, song không có mùa đông lạnh làm giảm kích thước quần thể Có thể những quần thể sinh vật hiện tại bị bọn gây hại cản trở nhưng chúng

vẫn có cơ hội để cùng tồn tại trong một tổ hợp có nhiều quần thể sinh vật, tuy mật độ của chúng thấp Chính vì vậy, ở vùng nhiệt đới có tính đa dạng cao nhưng mật độ quần thể thấp Ngược lại, ở vùng ôn đới áp lực của bọn gây hại thường giảm về mùa đông đã cho phép các loài ưu thế phát triển mạnh về

số lượng

- Trong các loài thực vật, tỷ lệ giao phấn của các loài thực vật nhiệt đới thường cao hơn các loài thực vật vùng ôn đới (Bawa, 1992) Tỷ lệ giao phấn cao có thể làm tăng tính đa dạng di truyền, tăng mức độ thích nghi và chuyên hoá

- Vùng nhiệt đới tiếp nhận nhiều năng lượng mặt trời trong năm hơn vùng ôn đới Kết quả là nhiều quần xã sinh vật nhiệt đới có sức sản xuất sinh khối cao hơn các quần xã sinh vật vùng ôn đới Chính sức sản xuất sinh khối cao đã cung cấp yêu cầu cần thiết cho sự phân bố của các loài

1.3 VAI TRÒ CỦA THẾ GIỚI SINH VẬT

1.3.1 Thực vật - cơ sở của sự sống

Thực vật có mặt ở khắp mọi nơi trên Trái đất làm cho con người đôi khi không nhận ra rằng nếu thiếu thực vật thì thế giới sẽ không thể nào tồn tại được bởi vì thực vật là cơ sở của sự sống Thực vật tạo nên mọi thứ vật chất cần thiết cho cuộc sống của con người và các sinh vật khác, từ cái ăn, cái mặc,

đồ dùng, nguyên nhiên vật liệu đến bổ sung nguồn ô-xy liên tục, đó là chưa kể đến vai trò làm đẹp cảnh quan, môi trường mà càng ngày chúng ta càng thấy nó quan trọng nhiều thêm

Thực vật và quang hợp tạo vật chất hữu cơ Từ năng lượng Mặt trời thông qua quá trình quang

hợp, thực vật lấy nước (H2O), khoáng chất và khí các-bô-níc (CO2) để tạo ra vật chất hữu cơ và khí

ô-xy là nguồn sống cơ bản của mọi sinh vật trên Trái đất Nguồn thức ăn dành cho động vật trong các hệ sinh thái chính là năng lượng mà cây xanh tạo nên từ quang hợp, trừ đi năng lượng mà bản thân cây xanh sử dụng cho chính sự sống của chúng Dưới con mắt của các nhà sinh thái học, đó được gọi là tổng sản xuất nguyên thuỷ (NPP - Net Primary Production) đạt khoảng 225 tỷ tấn vật chất hữu cơ mỗi năm, trong đó có 60% được tạo ra trên lục địa Qua việc sử dụng trực tiếp như ăn, uống, chăn nuôi gia súc, sử dụng gỗ củi v.v nhân loại hiện dùng khoảng 3% NPP toàn cầu hoặc 4% NPP trên lục địa Đây

có lẽ được coi là mức ảnh hưởng tối thiểu của con người lên các hệ sinh thái lục địa

Con người còn sử dụng NPP theo con đường gián tiếp, đó là lượng sinh khối mất đi khi đốt phá rừng, phần của các cây trồng không được tiêu thụ, phần đồng cỏ không được dùng cho chăn nuôi v.v

Từ đó người ta ước tính là nhân loại đã góp phần tiêu thụ 30% NPP trên lục địa Ngoài ra, nếu tính đến việc con người làm giảm dần sức sản xuất của đất khi biến rừng thành đất trồng trọt hoặc đồng cỏ, biến đồng cỏ thành hoang mạc v.v thì con người đã làm giảm 13% NPP tiềm năng trên lục địa và như vậy mức tiêu thụ của nhân loại là 40% NPP tiềm năng Đánh giá này quả thật không thể tưởng tượng được khi chỉ một loài duy nhất là con người đã tham gia vào lựa chọn và quyết định 2 phần 5 lượng thức ăn hàng năm của Trái đất Sang thế kỷ tới, dân số Trái đất tăng gấp đôi, lượng tiêu thụ trực tiếp và gián tiếp của con người sẽ tiến tới 80% NPP lục địa, chắc chắn sẽ là một hiểm hoạ khó lường về mặt sinh thái (Ehrlich, 1988)

Ưu thế tuyệt vời mà thế giới thực vật có được đó chính là khả năng tổng hợp năng lượng dưới ánh sáng Mặt trời tạo ra vật chất hữu cơ làm nguồn sống duy nhất cho toàn bộ sinh giới, trong đó có cả con người Đôi khi chúng ta nói rằng con người không thể sống bằng không khí và nước lã, song nếu xét

về khía cạnh khoa học thì lại hoàn toàn có thể, bởi vì toàn bộ sinh khối mà thế giới thực vật tạo ra lại bắt nguồn từ lượng khí CO2 hiện chỉ chiếm có một phần nhỏ thể tích khí quyển Nếu xét về khả năng

hấp thụ CO2 của các hệ sinh thái rừng khác nhau thì có thể thấy là rừng mưa nhiệt đới cố định được 9,90 tấn C/ha/năm; tiếp đến là rừng nhiệt đới theo mùa (7,20 tấn), rừng thường xanh ôn đới ấm (5,85 tấn), rừng rụng lá ôn đới lạnh (5,40 tấn) và cuối cùng là rừng bắc cực chỉ đạt 3,60 tấn C/ha/năm.

Bảng 1 10 Một số loài cây và dược chất quan trọng được chiết xuất

Thực vật và quang hợp giải phóng xy Bầu khí quyển của Trái đất có chứa khoảng 21% khí

ô-xy, một thứ khí không thể thiếu được đối với động vật và con người Trước đây trên 2 tỷ năm, bầu khí quyển chưa có khí ô-xy, cho tới 2 tỷ năm trước, lần đầu tiên xuất hiện các sinh vật có khả năng quang hợp thải ra khí ô-xy Khoảng 600 triệu năm trước đây, nồng độ ô-xy đạt khoảng 1%, tăng lên 10% vào giai đoạn cách đây 400 triệu năm và lên 21% cách đây 300 triệu năm và cứ thế ổn định cho đến ngày nay Có như vậy các động vật bậc cao, thú và cả con người mới dần dần xuất hiện Động vật và vi khuẩn hút khí ô-xy và thở ra khí các-bô-níc, do vậy trên Trái đất tồn tại sự cân bằng tương đối

Với phần đông của nhân loại, con người có thể nhịn ăn, nhịn uống trong một vài ngày, song không thể sống thiếu thở, thiếu khí ô-xy quá 10 phút Ô-xy là nhu cầu số một của hoạt động sống của tất cả chúng ta Một người trưởng thành bình thường mỗi ngày hít thở trên 20.000 lần, hít vào 700 g ô-xy và thở ra 900 g các-bô-níc Thực vật chính là những nhà máy sản xuất khí ô-xy tự nhiên Có người đã tính rằng mỗi ha rừng lá rộng trong mùa sinh trưởng có thể tạo ra 750 kg ô-xy và thu nạp 1000 kg các-bô-níc Nếu vì một lý do nào đó mà thế giới thực vật bị biến mất, lượng ô-xy trên Trái đất chỉ đủ dùng trong khoảng 500 năm là cạn sạch

1.3.2 Dây chuyền thức ăn và quá trình tiến hoá

Mỗi một môi trường sống đều có một tổ hợp thực vật và động vật cùng chung sống Chúng gắn với nhau trong một dây chuyền thức ăn mà mất một loài này sẽ làm tăng con số của một loài thay thế khác Mất nhiều loài sẽ làm cho toàn bộ hệ sinh thái biến đổi, suy giảm và tàn kiệt Sức sản xuất của hệ sinh thái giảm, thảm thực vật bị tiêu diệt dần, kéo theo nó là sự biến mất của các loài động vật Phải mất một thời gian khá dài để cho một số loài mới chiếm dần vị trí thay thế trong môi trường thoái hoá, xuất hiện một tổ hợp mới của các loài mới: một hệ thực vật và hệ động vật mới Nhưng điều kiện quan trọng của quá trình này là: thời gian và sự có mặt của các loài sinh vật (kể cả thực vật và động vật) đủ

để phục hồi lại thế giới đã mất Như vậy, đa dạng sinh học là chìa khoá của thành công, chìa khoá của

sự duy trì toàn bộ thế giới Khi một vùng nhỏ bị thiên tai phá huỷ, sự sống lại mau chóng quay trở lại

vì sự đa dạng vẫn còn tồn tại đủ ở xung quanh Sự sống đã tiến hoá như vậy suốt hàng tỷ năm qua để tạo ra thế giới và tạo ra chính con người

Sự sống trên Trái đất chỉ sử dụng 10% năng lượng Mặt trời đến được bề mặt Trái đất, đó là phần được thực vật dùng vào quá trình quang hợp Lượng năng lượng này được chuyển qua dây chuyền thức ăn: trước hết vào các loại sâu và côn trùng ăn thực vật, vi sinh vật, sau đó một phần nhỏ năng lượng được chuyển vào các động vật ăn thịt cho đến bậc thang tận cùng của dây chuyền thức ăn là diều hâu, hổ, cá voi trắng v.v có số lượng ít và trọng lượng lớn hơn Đây là các loài chỉ được hưởng một phần rất nhỏ năng lượng sẵn có của Trái đất và luôn luôn đứng trước đe dọa tuyệt chủng, bởi vì khi hệ sinh thái bị đe dọa thì chúng là những con vật bị đe dọa đầu tiên

Xét về mặt năng lượng, dây chuyền thức ăn thường được biểu hiện bằng một kim tự tháp mà đáy của nó do thế giới thực vật tạo nên và đỉnh chính là các loài ăn thịt Xét về mặt sinh khối, thực vật cũng chiếm phần lớn nhất của thế giới sinh vật Phần lớn thứ hai là phần phân huỷ trong quá trình sống, từ vi sinh vật đến nấm, đến mối Chúng góp phần tiêu huỷ nốt sản phẩm thừa trong dây chuyền thức ăn và cung cấp dinh dưỡng cho thực vật Cuối cùng là các loài ăn thịt, chúng đứng ở đỉnh của kim

tự tháp Chúng thường rất hiếm và đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng lớn nhất

Ngày 8/4/1998, IUCN đã lên tiếng cảnh báo rằng có ít nhất 1/8 loài thực vật trên Trái đất có nguy

cơ tuyệt chủng Sau 20 năm nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã đưa ra danh sách gồm gần 40.000 loài của tổng số trên 250.000 loài thực vật được biết đến trên thế giới có nguy cơ tuyệt chủng Một loài tồn tại và phát triển đã phải trải qua một quá trình tiến hoá hàng tỷ năm, song nó dễ dàng bị huỷ diệt trong giây lát và không thể có thần dược nào có thể cứu vãn nổi Điều quan trọng hơn nữa là cây xanh tạo nên nguồn thức ăn nuôi sống các loài động vật khác trong đó có con người, nhiều gấp 10 đến 30 lần bản thân nó, do vậy sự mất đi của một loài thực vật thường làm mất theo 10 đến 30 loài sinh vật khác

1.4 GIÁ TRỊ CỦA ĐA DẠNG SINH HỌC

Tất cả các loài sinh vật đều có một chức năng nhất định trên trái đất, chính vậy đa dạng sinh học

có những giá trị không thể thay thế được

1.4.1 Giá trị kinh tế trực tiếp

Giá trị kinh tế trực tiếp là những giá trị của các sản phẩm từ hoặc có nguồn gốc từ sinh vật mà con người thu lượm và sử dụng Những giá trị này thường được tính toán dựa trên số liệu điều tra ở các điểm khai thác và đối chiếu với số liệu thống kê xuất nhập khẩu của các nước Những giá trị kinh tế trực tiếp có thể được chia thành 2 nhóm: Giá trị tiêu thụ và giá trị sản xuất

Một trong những yêu cầu lớn nhất hiện nay của con người đối với tài nguyên sinh vật là nguồn đạm Đạm động vật, ngoài các gia súc gia cầm chăn nuôi được, thì thịt các loài động vật hoang dã, cá ở các sông hồ khe suối và biển đóng một vai trò quan trọng Dân cư nhiều vùng miền núi hàng năm đã

thu được một lượng thịt động vật hoang dã không nhỏ Thịt động vật hoang dã thường có chất dinh dưỡng cao hơn thịt các loài động vật nuôi Ở nhiều vùng Châu Phi, thịt động vật hoang dã chiếm một tỉ

lệ lớn trong bữa ăn hàng ngày, ví dụ ở Botswana khoảng 40%, Nigeria 20%, Zaire 75% (Sale, 1981; Myers, 1988b) Ở Zaire, khoảng 1 triệu tấn thịt chuột được tiêu thụ hàng năm, ở Botswana khoảng 3 tấn thịt thỏ xuân bị bắn hàng năm Cá tự nhiên cũng là nguồn đạm quan trọng, hàng năm trên thế giới tiêu thụ khoảng 10 triệu tấn cá (FAO, 1988) Số liệu ước tính chi tiết ở Sarawak và miền đông Malaysia, lượng thịt lợn rừng tiêu thụ hàng năm tương đương 40 triệu đô la Mỹ (Nampus N Sanogho, 1991) Trên toàn thế giới, khoảng 100 triệu tấn cá đánh bắt hàng năm cũng là nguồn thực phẩm quí cho con người

Ở Việt Nam, nguồn thịt động vật hoang dã thu được hàng năm cũng không phải là nhỏ Việt Nam

có khoảng 200 loài động vật hoang dã có giá trị săn bắt Trong những thập niên 60 và 70, riêng các tỉnh miền Bắc săn bắt được khoảng 1.000.000 con thú lớn nhỏ tương đương khoảng 5.000 tấn thịt (Đào Văn Tiến, 1976) Cá biển cũng là nguồn thực phẩm quan trọng Hàng năm nước ta khai thác khoảng 1,2 đến 1,3 triệu tấn (Phạm Thược, 1993)

Đa dạng sinh học còn là nguồn thuốc chữa bệnh Khoảng 80% dân số thế giới chủ yếu dựa vào thuốc có nguồn gốc động thực vật (Tarnsworth, 1988) Trên 5.000 loài thực vật được dùng làm thuốc ở Trung Quốc, khoảng 2.000 loài cây dược liệu được sử dụng ở vùng rừng Amazon (WRI/IUCN/UNEP, 1992) Điều tra sơ bộ ở Việt Nam có khoảng trên 3.000 loài thực vật và 64 loài động vật đã được con người sử dụng trong chữa bệnh Theo Đào Văn Tiến (1976) trong những năm của thập kỷ 60, hàng năm các địa phương miền Bắc đã thu mua được khoảng 400.000 tấn xương thú rừng để nấu cao Thống kê số liệu thu mua của các cửa hàng dược liệu tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh trong những năm của thập kỷ 70 hàng năm đã thu mua được 10 tấn xương thú rừng để nấu cao (Phạm Nhật - Đỗ Tước, 1989) Ngoài ra người Việt Nam còn sử dụng khoảng 2300 loài cây làm thức ăn cho gia súc, lấy gỗ, chiết xuất tinh dầu và cho nhiều mục đích khác nhau

Vincristine đã được Gordon H Svoboda chiết xuất từ cây dừa cạn Catharanthus roseus (L.)

G.Don Khi được biết chất này có khả năng chống ung thư, nó đã được bán trên thị trường nước Mỹ vào năm 1963, tức là ngay sau khi phát hiện 5 năm Vào năm 1985, doanh thu bán trong nước và quốc

tế của Vincristine (với tên thương mại là Oncovin) và Vinblastine (tên thương mại là Velban) đã đạt khoảng 100 triệu đô-la Mỹ, mà có tới 88% là lợi nhuận của công ty Hiện nay, thu nhập từ hai loại thuốc trên đạt trên 180 triệu đôla mỗi năm

Giá trị mà đa dạng sinh học mang lại cho con người là khắp mọi nơi Theo Mayer (1988b) thì 1 ha rừng nhiệt đới nếu được quản lý tốt thì hàng năm có thể cung cấp cho con người một lượng sản phẩm sinh vật hoang dã là 200 đô la Mỹ

1.4.1.2 Giá trị sản xuất

Giá trị sản xuất là giá trị có được thông qua việc bán các sản phẩm thu lượm được từ thiên nhiên trên thị trường trong và ngoài nước Giá trị sản xuất của các tài nguyên thiên nhiên là rất lớn Tại Mỹ, người ta tính rằng bằng cách này hay cách khác, hàng năm ít nhất có 4,5% giá trị GDP (tổng giá trị quốc nội) tương đương 87 tỉ đô la thu được từ các loài hoang dã Gỗ là lâm sản đã đem lại một lợi nhuận không nhỏ cho nhiều nước trên thế giới Vào những năm cuối của thập kỷ 80, gỗ mang lại cho con người khoảng 75 tỉ đô la và đã tăng lên khoảng 100 tỷ đô la trong năm 1995 (WB, 1995)

Giá trị sản xuất lớn nhất mà các loài hoang dã cung cấp cho con người là việc cung cấp nguyên vật liệu cho các ngành công nghiệp, các ngành chế biến nông lâm sản Có được điều này là nhờ khả năng chống chịu của chính bản thân các loài hoang dã Vì vậy, hiện nay số loài hoang dã đang được phát triển nuôi trồng rộng rãi trong tự nhiên Hoặc các loài hoang dã đang được khai thác mạnh mẽ thông qua việc lai tạo gen để tăng khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh bất lợi

Thực vật hoang dại là một nguồn tài sản vô cùng quan trọng và quý giá của Trái đất và còn chưa được biết đến Sự tồn tại của chúng ta chỉ mới phụ thuộc vào 1% số các loài sinh vật Theo Myers (1984) thì nhân loại mới chỉ sử dụng 7000 loại thực vật làm thức ăn, chủ yếu là lúa mì, lúa nước, ngô

và một chục loài cây trồng khác, trong khi có tới ít nhất 75.000 loài thực vật có thể sử dụng làm thức

ăn hiện đang tồn tại Đó là chưa kể đến vô số các loài khác có thể dùng làm dược liệu, sợi, chất thay thế dầu nhớt v.v hoặc các loài côn trùng giúp thụ phấn cho cây trồng hoặc đem lại các nguồn lợi

Các giống hoang dại của các loài cây trồng đã cung cấp vật liệu di truyền để tăng năng suất đáng giá hàng tỷ đô-la Tại châu Á vào giữa những năm 1970, cải thiện di truyền đã tăng sản xuất lúa mì lên

2 tỷ đô-la và sản xuất lúa nước lên 1,5 tỷ đô-la mỗi năm nhờ đưa được các gen lùn vào giống mới Một cây lúa mì hoang dại “vô dụng” tìm thấy ở Thổ-nhĩ-kỳ đã được dùng để tạo ra tính kháng bệnh cho các giống lúa mì thương mại đáng giá tới 50 triệu đô-la hàng năm chỉ riêng ở Hoa Kỳ Một gen trong một cây ở Ethiopia nay góp phần bảo vệ một số giống lúa mạch khỏi vi-rút gây bệnh

Các loài hoang dã còn được sử dụng trong phòng trừ sinh vật có hại bằng biện pháp sinh học Đó

là việc sử dụng các thiên địch để tiêu diệt côn trùng Biện pháp khống chế sinh học không những đã tiết kiệm chi tiêu tài chính, mà còn bảo vệ môi trường sống cho con người do không phải sử dụng các loại thuốc hoá học phòng trừ sâu bệnh

1.4.2 Giá trị kinh tế gián tiếp

1.4.2.1 Giá trị sinh thái

Các hệ sinh thái của quả đất là cơ sở sinh tồn của sự sống trên trái đất trong đó có loài người và chính đó là giá trị sinh thái của đa dạng sinh học Đa dạng sinh học duy trì các quá trình sinh thái cơ bản như quang hợp của thực vật, điều hoà nguồn nước, điều hoà khí hậu, bảo vệ và làm tăng độ phì của đất, chúng hạn chế sự xói mòn đất bờ biển Rừng trên các sườn dốc điều tiết dòng chảy, rừng ngập mặn và các rạn san hô là những băng cản hữu hiệu trước những trận cuồng phong của thuỷ triều Như vậy, đa dạng sinh học là một nhân tố quan trọng để tạo ra và giữ vững cân bằng sinh thái

tự nhiên, tạo môi trường sống ổn định và bền vững cho con người

Theo đánh giá của các nhà khoa học Hoa Kỳ thì giá trị dịch vụ hệ sinh thái trên toàn thế giới ước vào khoảng 33 nghìn tỷ đôla mỗi năm, nghĩa là gần gấp đôi con số 18 nghìn tỷ đôla là giá trị của toàn bộ hàng hoá và dịch vụ do con người tạo nên Người ta đã tính rằng nguồn nước Catskill cung cấp nước sạch cho cả thành phố New York mà nếu phải thay thế nó, người ta sẽ phải chi mất 6-8 tỷ đôla và thêm 300 triệu đôla cho công việc vận hành hàng năm Để thấy đóng góp to lớn và gián tiếp của dịch vụ hệ sinh thái so với giá trị trực tiếp, có thể xem bảng dưới đây

Bảng 11: Giá trị ước lượng cho sản phẩm và dịch vụ hệ sinh thái ở Hoa Kỳ Sản phẩm và dịch vụ hệ sinh thái Giá trị ước lượng (đôla Mỹ)

Hoạt động phục vụ 350 triệu du khách thăm các Vườn quốc gia ở

Dược phẩm bán ở Hoa Kỳ năm 1990 có chứa chất lấy từ thực vật

Các tính trạng di truyền chuyển từ cây hoang dại vào cây trồng ở

1.4.2.2 Giá trị văn hoá và dân tộc học

Ngoài giá trị kinh tế và sinh thái, đa dạng sinh học còn có nhiều giá trị về văn hoá và dân tộc học

mà nó được chứng minh trên nền tảng kinh tế Hệ thống giá trị của hầu hết tôn giáo, triết học đã cung cấp và biện hộ cho sự hiểu biết của con người về bảo tồn loài Những tranh luận tập trung về giá trị dân tộc học trước hết là vấn đề đạo đức Các loài sinh vật trên quả đất có quyền được tồn tại dựa vào bản chất nội tại của chúng mà không quan hệ với sự cần thiết của con người Con người không được tự cho mình quyền tiêu diệt bất kỳ một loài nào và phải có những hành động chống lại sự tuyệt chủng của loài

Loài có quan hệ phức tạp với quần xã sinh vật Sự biến mất của một loài có thể mang lại những hậu quả nghiêm trọng cho một số loài khác như suy giảm số lượng hoặc cũng có thể bị tiêu diệt theo

Đa dạng sinh học giúp con người sống và hiểu nhau hơn Các cảnh quan thiên nhiên không ngừng cung cấp và làm giàu tri thức cho các nhà văn, nhà thơ, nhạc sĩ, các nhà tư tưởng và nhà tôn giáo học

Đa dạng sinh học cũng gắn liền với đa dạng văn hoá mà trước hết là tri thức bản địa gắn với việc gây trồng và sử dụng các loài cây địa phương Gây trồng các giống cây truyền thống, trồng và sử dụng cây thuốc cũng như nghề thuốc là minh chứng sinh động cho mối gắn kết này Như vậy, nếu đa dạng sinh học bị mất đi thì rõ ràng tri thức bản địa cũng sẽ mai một và biến mất theo

1.4.2.3 Giá trị nghiên cứu khoa học

Những lợi ích phi vật chất khác của đa dạng sinh học cũng rất lớn Đó là giá trị nghiên cứu khoa học, tiềm năng du lịch hoang dã Những hoạt động này đã góp phần làm phong phú thêm tri thức của con người

Chúng ta còn thiếu nhiều hiểu biết và không chắc chắn khi quyết định một vấn đề trọng đại liên quan đến đa dạng sinh học và cả khi đánh giá giá trị của chúng Chẳng hạn chúng ta đi dọc theo một sườn đồi ở Mexico và gặp một đám cỏ chưa định danh, chắc chắn chúng ta không thể ước tính được đám cỏ đó có thể có giá trị tới 6,82 tỷ mỗi năm, chỉ khi ta biết được rằng đó là một loài ngô hoang dại có họ hàng thân thuộc với loài ngô hiện đang được gây trồng rộng rãi trên thế giới, là loài sống lâu năm, có khả năng lai với loài ngô trồng để tạo nên các giống ngô trồng lâu năm và còn có vô số các tiềm năng khác Tổng hợp các giá trị đó của cây ngô hoang dại, các nhà khoa học đã đánh giá giá trị của nó như vậy (Hanemann and Fisher, 1985)

Ngành công nghiệp dược Hoa Kỳ đã đầu tư một con số kỷ lục là 4,1 tỷ đô-la Mỹ cho nghiên cứu

và phát triển trong năm 1985, tăng 11,6% so với năm 1984 (Farnsworth, 1988) Khoảng 25% các đơn thuốc từ các hiệu thuốc công cộng ở Hoa Kỳ có chứa các chất cơ bản được chiết xuất từ thực vật bậc cao và tỷ lệ này đã chỉ thay đổi không quá 1% trong vòng 25 năm qua Vô số các công ty dược ở Hoa

Kỳ đã đầu tư vào nghiên cứu để tìm ra các loại thuốc mới từ thực vật

Vào tháng 12 năm 1962, Gs Ugent và Iltis đã thực hiện chuyến khảo sát để tìm ra một số loài cà

chua hoang dại tại Peru và họ đã phát hiện ra hai loài đó là Lycopersicon chmielewskii và L

parviflorum Sau khi nhận được hạt của các loài hoang dại trên, tiến sĩ Rick đã thử lai với loài cà chua

đang được trồng hiện tại là L esculentum Trong khi hàm lượng đường tan trong nước của các giống

hiện tại chỉ đạt từ 4,5% đến 6,2%, thì các cà chua dòng lai mới với loài hoang dại có hàm lượng đường đạt tới 6,6% đến 8,6% Hàm lượng đường trong các giống cà chua có giá trị rất cao trong sản xuất công nghiệp mà một số năm trước đó, có nhà nghiên cứu đã công bố rằng tăng 0,5% lượng đường đã đem lại giá trị hàng triệu đôla Để cho chúng ta dễ nhận thấy hơn giá trị của gen quan trọng đó, với giá

cả năm 1987 ở Hoa Kỳ, gen đó đem lại hàng năm 8 triệu đôla cho công nghiệp và 80 triệu đôla cho một thập niên Đó là mới nói tới một gen liên quan đến hàm lượng đường mà chưa hề nói tới các gen khác như tính kháng sâu, bệnh hại Với giá cả năm 1962, chuyến đi khảo sát 3 năm của 2 nhà khoa học trên đã chỉ tốn 21.000 đôla mà họ đã thu được 1000 mẫu vật trong đó có các mẫu vật của 2 loài cà

chua hoang dại nêu trên Đầu tư cho các nghiên cứu bảo tồn và phát triển như vậy quả là đã đem lại lợi ích và hiệu quả lớn lao chưa từng thấy (Iltis, 1988).

1.5 TÌM KIẾM CÁC LOÀI CÓ GIÁ TRỊ MỚI

Nhiều nước trên thế giới quan tâm và đầu tư mạnh vào nghiên cứu tìm các hợp chất mới từ thực vật như Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ, Đức, India v.v Trong thực tế các nghiên cứu như vậy đã chỉ được bắt đầu từ đầu thế kỷ 19 và công nghệ cũng phát triển mạnh từ đó Cây cà độc dược thuộc họ Cà

(Solanaceae) có hoa khi ăn phải sẽ bị say Ngay từ 1700 năm trước ở Trung Quốc đã có bài thuốc gây

mê từ hoa cà độc dược Tương truyền thầy thuốc Hoa Đà nổi tiếng ngày xưa đã dùng hoa cà độc dược trong thuốc để gây mê khi phẫu thuật mổ bụng cho người bệnh Ngày nay, chất gây mê trong hoa cà độc dược chính là scopolamin, có hoạt tính sinh lý cao và tác dụng lên hệ thần kinh, khi nào chất đó bị phân giải hoặc thải ra ngoài thì con người mới khôi phục lại được tri giác và ý thức

Theo ước đoán có khoảng 250.000 loài thực vật bậc cao trên Trái đất, nhưng con số các loài được nghiên cứu còn rất thấp Trung tâm Ung thư Quốc gia của Hoa Kỳ đã kiểm tra 35.000 loài thực vật bậc cao để tìm chất chống ung thư Nhiều loài đã chứng tỏ có hoạt tính chống ung thư, một số hoạt chất đã được chiết xuất và nghiên cứu về cấu trúc, song thử nghiệm để đưa vào dùng chữa trị cho con người còn thấp vì chưa đủ an toàn và hữu hiệu Vào đầu những năm 1970, các nhà khoa học đã phát hiện ra

rằng vỏ cây Thông đỏ Thái Bình dương (Taxus brevifolia) có thể cung cấp taxol dùng để chữa trị một

số loại ung thư như ung thư buồng trứng và ung thư vú Sau này các nhà nghiên cứu còn phát hiện ra rằng lá Thông đỏ cũng có thể dùng để chiết xuất taxol và các chất taxane phục vụ cho công tác chữa trị ung thư

Theo Farnsworth (1988), 119 hợp chất lấy từ thực vật đang được sử dụng trên khắp thế giới đã được chiết xuất từ 90 loài cây Với con số khổng lồ 250.000 loài thực vật, chắc chắn sẽ có vô số loại chất có thể có lợi cho trị bệnh và tăng sức khoẻ cho con người

Cây Bạch quả (còn gọi là cây Lá quạt, cây Ngân hạnh) ở Trung Quốc, có tên khoa học là Ginkgo

biloba, loài sống sót duy nhất của họ thực vật cổ Ginkgoaceae, có nguồn gốc cổ xưa, cùng thời với

Khủng long, có thể có một số bí quyết để giúp cho sự trường sinh Quả, lá và rễ của loài cây này đã được các thầy lang Trung Quốc cổ sử dụng trong các bài thuốc từ 4.000 năm trước Cây Bạch quả có chứa các chất xúc tác hoá học gọi là gingkolide Một trong các chất đó có tên là gingkolide B có khả năng chống các bệnh về tim mạch và đột quỵ, vì nó chế ngự nhân tố gây vón cục máu Gingkolide B đặc biệt có hiệu quả trong việc cải thiện tuần hoàn máu lên não, do vậy làm cho cơ thể tỉnh táo và giảm các chứng đau đầu hay chóng mặt Ngoài ra, các nhà nghiên cứu dược thảo còn cho rằng cây Bạch quả

có chứa một hợp chất có tác dụng hỗ trợ quá trình tổng hợp dopamine, chất truyền tín hiệu thần kinh quan trọng trong việc duy trì chức năng nhận thức của não như khả năng học hành và trí nhớ Việc sử dụng thường xuyên các vị thuốc từ cây Bạch quả có thể chống được quá trình lão suy Hiện nay các loại dược phẩm có chứa các chất chiết xuất từ cây Bạch quả đang được bán rộng rãi trên thị trường

(Khoa học Kỹ thuật Kinh tế Thế giới, số 12 (804), 19/3/1998) Khoảng 2.000 tấn G biloba được bán

ra hàng năm và trong đó 1/3 là ở Đức Việc buôn bán này tăng 25% mỗi năm

Một thí dụ khác là việc Guzman tìm ra một loài ngô hoang dại (Zea diploperennis) (teosinte) ở

vùng Jalisco, Mexico vào năm 1977 (Iltis et al., 1979; Vietmeyer, 1979) Điều đáng được lưu ý ở đây

là loài ngô trồng (Zea mays) hiện là một trong những loài cây trồng quan trọng nhất, với giá trị toàn

cầu năm 1986 là trên 50 tỷ đôla Đây là loài ngô hoang dại, hiếm, sống lâu năm (trong khi ngô trồng là loài cây sống một năm) và có khả năng kháng virút và 7 loại bệnh mà ngô trồng thường gặp Loài hoang dại này chỉ tìm thấy trên một diện tích 6 ha ở đây mà không hề tìm thấy ở bất cứ nơi nào khác trên thế giới Theo các tính toán của Hanemann and Fisher (1985), việc tìm ra một loài cỏ dại sống lâu

năm, có họ hàng với cây ngô trồng (Zea mays), có thể cho giá trị đạt tới 6,82 tỷ đôla mỗi năm và giá trị

này được tính toán trên cơ sở khả năng sử dụng chúng vào lai giống với cây ngô trồng để tạo ra các giống ngô lai sống lâu năm, có khả năng kháng bệnh.

Chương II

ĐA DẠNG SINH HỌC Ở VIỆT NAM

Việt Nam là một trong 16 nước có tính đa dạng sinh học cao nhất trên thế giới (WCMC,1992) và

là một trong những nước quan trọng nhất trên thế giới đối với việc bảo tồn một số nhóm động, thực vật nhất định Ví dụ; Việt Nam được xếp hàng thứ tư trên thế giới về bảo tồn các loài linh trưởng vì là nơi

cư trú của 5 trong số 25 loài linh trưởng bị nguy cấp nhất thế giới (CI, MMBF, IUCN/SSC và IPS, 2002) Việt Nam được công nhận là một trung tâm đặc hữu về loài, chứa đựng một phần hoặc toàn bộ trong số 5 vùng chim đặc hữu (EBA) do Birdlife International xác định (Stattersfield, A J., Crosby, M J., Long, A J và Wege, D C, 1998), 3 vùng sinh thái trong hơn 200 vùng sinh thái toàn cầu do WWF xác định (Olson, D M và nnk., 2000) và 6 trung tâm đa dạng về thực vật do IUCN xác định (Davis, S D., Heywood, V H và Hamilton, A C Bs, 1995) Toàn bộ đất nước Việt Nam nằm trong điểm nóng Inđô-Bơ Ma do tổ chức Bảo tồn Quốc tế xác định, là một trong những vùng sinh học bị đe dọa nhất và giàu có nhất trên thế giới (Mittermeier Russel A và nnk., 2004)

2.1 MỘT SỐ YẾU TỐ TẠO NÊN TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC VIỆT NAM

2.1.1 Vị trí địa lý

Vùng nhiệt đới, đặc biệt là rừng nhiệt đới và biển nhiệt đới là nơi có tính đa dạng sinh học cao (McNeely et al, 1990) Trong khi đó Việt Nam lại thuộc vùng nhiệt đới với 3/4 diện tích lục địa (diện tích lục địa là 330.541 km2) là đồi núi với nhiều hệ sinh thái rừng khác nhau và vùng biển gấp nhiều lần lục địa

Việt Nam thuộc mỏm chóp Đông Nam của lục địa Âu Á, là nơi “dừng chân” của nhiều loài sinh vật di cư từ phía Tây, phía Bắc xuống Do đó, hệ động -thực vật Việt Nam có nhiều yếu tố địa lý sinh vật, ví dụ như: Việt Nam- Nam Trung Hoa, Việt Nam- Hymalaya, Việt Nam- India, Việt Nam- Malêzi,

2.1.2 Địa hình đa dạng, hệ thống sông ngòi dày đặc

Việt Nam có địa hình đa dạng với những đồng bằng châu thổ rộng lớn (đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông Hồng), nhiều núi cao (dãy Hoàng Liên Sơn, Tam Đảo, Ngọc Linh) và nhiều cao nguyên (cao nguyên Đồng Văn, Sơn La, Mộc Châu, Plâycu, Đắc Lắc, Di Linh ) Các loài sinh vật luôn tồn tại và thích nghi với hình dạng bề mặt trái đất Địa hình của Việt Nam đa dạng là cơ sở tạo nên tính đa dạng sinh học, đặc biệt đa dạng về hệ sinh thái

Hệ thống sông ngòi của Việt Nam phong phú và hầu hết đều đổ ra biển Trừ một vài con sông ở phía Bắc đổ về Trung Quốc (sông Na Rì, Kỳ Cùng) và một số sông ở cao nguyên miền Trung đổ sang phía Tây vào lưu vực sông Mê Kông Do đó dễ dàng cho sự phát tán của sinh vật giữa vùng cao và vùng thấp, đặc biệt các khu vực cửa sông- nơi giao nhau giữa vùng nước ngọt và nước mặn thường có tính đa dạng loài rất cao

2.1.3 Vĩ độ và đai cao

Đất nước kéo dài gần 16 vĩ tuyến (8030' - 23022' độ vĩ Bắc) và trải rộng trên 7 kinh tuyến (102010' -

109021' độ kinh Đông) 30% tổng diện tích có độ cao trên 500m, đỉnh cao nhất là Phansipan (3.143m) Trong khi đó khí hậu thay đổi theo độ cao và theo vĩ độ Ví dụ; nhiệt độ trung bình ở miền Nam - Việt Nam là 270C trong khi đó ở miền Bắc là 210C Cứ lên cao 100m thì nhiệt độ lại giảm 0,50C

Các loài sinh vật luôn tồn tại và thích nghi với môi trường sống Khí hậu không đồng nhất trong toàn quốc là cơ sở tạo nên tính đa dạng sinh học của Việt Nam, đặc biệt đa dạng về hệ sinh thái.

2.1.4 Địa mạo và hệ thống hoàn lưu

Hệ thống gió mùa (hoàn lưu khí quyển) ở Việt Nam rất phong phú, cùng với đặc điểm địa mạo đã hình thành nên chế độ thời tiết ở Việt Nam

Thứ nhất là gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc đi vào Việt Nam trong thời gian từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, có đặc điểm: khô và lạnh Và vùng chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ loại gió này là vùng Đông Bắc, lý do ngoài việc gần phía Đông Nam Trung Quốc thì vùng này có hệ thống núi hình nan quạt mở rộng ở phần phía Bắc Đặc điểm địa mạo này đã tạo thuận lợi cho sự xâm nhập của gió mùa Đông Bắc Chính vì vậy, mùa lạnh ở vùng này kéo dài, vành đai á nhiệt đới hạ xuống thấp (khoảng 600m, trong khi đó toàn miền Bắc là 700 m)

Thứ hai cũng là gió mùa Đông Bắc, nhưng thổi từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau và ảnh hưởng trực tiếp đến vùng Bắc Trung Bộ Đặc điểm loại gió này là lạnh và ẩm do thổi qua Vịnh Bắc Bộ; thời tiết lạnh, kèm theo mưa phùn sẽ biểu hiện khi loại gió này ảnh hưởng trực tiếp đến vùng Bắc Trung Bộ

Thứ ba là gió mùa Đông Nam và Tây Nam thổi từ biển vào trong thời gian từ tháng 4 đến tháng

10 Loại gió này mang theo nhiều hơi nước, gây mưa cục bộ trên nhiều vùng lãnh thổ Việt Nam Riêng vùng Bắc Trung Bộ, do có dãy Trường Sơn ở phía Tây đón gió mà vùng này có lượng mưa cao hơn nhiều vùng khác Lượng mưa bình quân năm ở hầu hết nhiều vùng trong cả nước khoảng 2.000mm, một vài địa phương vùng Bắc Trung Bộ nhận được lượng mưa cao hơn, khoảng 3.000mm

Thứ tư là gió Tây khô nóng thổi từ Vịnh Ban Can qua lục địa đến Việt Nam từ tháng 5 đến tháng 7 hàng năm Đến Việt Nam đặc biệt vùng Bắc Trung Bộ, do dãy Trường Sơn ngăn lại hơi nước mà thời tiết biểu hiện rõ ở vùng trong giai đoạn này là khô nóng

Các loài sinh vật luôn tồn tại và thích nghi với môi trường sống Chế độ thời tiết của Việt Nam phong phú là cơ sở tạo nên tính đa dạng sinh học của Việt Nam, đặc biệt đa dạng về các vùng địa lý sinh học

2.2 ĐA DẠNG VỀ THÀNH PHẦN LOÀI THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT

2.2.1 Đa dạng loài thực vật

Mặc dù chịu những tổn thất rất lớn về diện tích rừng trong một thời kỳ chiến tranh ác liệt kéo dài nhiều thế kỷ nhưng hệ thực vật rừng Việt Nam vẫn còn rất phong phú Tuy đến nay chưa có một tài liệu nào thống kê mô tả một cách chi tiết thành phần loài thực vật nhưng theo số liệu của PGS TS Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) thì hệ thực vật Việt Nam hiện đã thống kê được 11.373 loài thuộc 2.524 chi, 378 họ của 7 ngành (bảng 12) Tính trung bình mỗi họ có 6,67 chi và 30,0 loài và mỗi chi trung bình có 4,5 loài Các nhà phân loại học thực vật dự đoán rằng, nếu điều tra tỉ mỉ thì thành phần loài thực vật Việt Nam có thể lên tới 15.000 loài (Nguyễn Nghĩa Thìn, 1997)

Bảng 2.1 Thành phần loài trong các ngành thực vật Việt Nam

Một số họ giàu loài trong hệ thực vật Việt Nam là:

Nhiều họ khác có ít loài nhưng giàu về số lượng cá thể và đây là những họ giữ vai trò quan trọng

trong thành phần loài cây của thảm thực vật như họ Dầu (Dipterocarpaceae), họ Long não

(Lauraceae), họ Xoan (Meliaceae), họ Bồ hòn (Sapindaceae),

Tính đa dạng sinh học của thực vật nhiệt đới Việt Nam còn thể hiện qua sự phong phú về các loài dây leo và thực vật nửa phụ sinh (khoảng 750 loài), thực vật phụ sinh (khoảng 600 loài) và thực vật ký sinh (khoảng 50 loài)

Ngoài đặc điểm đa dạng loài, hệ thực vật ở Việt Nam có mức độ đặc hữu cao Tuy không có họ đặc hữu nhưng có khoảng 27,7% số loài và 3% số chi là đặc hữu Các loài và chi đặc hữu phân bố tập trung chủ yếu ở các vùng núi cao Hoàng Liên Sơn, vùng rừng ẩm Bắc Trung Bộ, núi cao Ngọc Linh và cao nguyên Lâm Viên

Đánh giá khía cạnh đa dạng về yếu tố địa lý, Gagnepain (1924, 1944) đã thống kê và sắp xếp các loài thực vật Đông Dương vào các yếu tố sau:

• Yếu tố đặc hữu địa phương : 11,9%

• Yếu tố Trung Quốc : 33,8%

• Yếu tố India - Himalaya : 11,5%

• Yếu tố Malaysia : 15,0%

• Yếu tố phân bố rộng và nhiệt đới : 20,8%

Pocs Tamas (1965) cũng đã đưa ra các yếu tố địa lý thực vật cho hệ thực vật miền Bắc Việt Nam là:

* Yếu tố đặc hữu bản địa : 33,90%

- Đặc hữu Việt Nam : 32,55%

- Đặc hữu Đông Dương : 7,35%

* Yếu tố di cư từ các vùng nhiệt đới : 55,27%

* Các yếu tố khác : 11,0%

Nhiều loài đặc hữu địa phương chỉ gặp trong một vùng hẹp với số lượng cá thể ít và hiện chúng

vẫn đang bị khai thác như Cẩm lai Bà Rịa (Dalbergia bariensis), Mắc niễng (Ebehartia tonkinensis), Chò đãi (Anamocarya tonkinensis)

Thực vật rừng nước ta còn có nhiều loài có giá trị kinh tế cao như: Gõ đỏ (Afzelia xylocarpa), Gụ mật (Sindora cochinchinensis), Trắc và Cẩm lai (Dalbergia spp.), Hoàng đàn Chi Lăng (Cupressus

torulosa), Pơ mu (Fokienia hodginsii), Bách xanh (Calocedrus macrolepis), Lát hoa (Chukrasia tabularis), Lim xanh (Erythrophleum fordii), các loài cây họ Dầu (Sao đen, Dầu nước, Vên vên),

Hoàng liên chân gà (Coptis chinensis), Ba kích (Morinda officinalis) v.v.

2.2.2 Đa dạng loài động vật

Hệ động vật Việt Nam cũng hết sức phong phú Chưa có một tài liệu nào thống kê cụ thể số loài trong các nhóm động vật của Việt Nam, song dựa trên các thông báo về thành phần loài của các nhóm động vật, chúng tôi sơ bộ tổng hợp trong bảng dưới

Bảng 2.2 Sự giàu có về các loài động vật đã biết ở Việt Nam

trong một số nhóm phân loại Nhóm loài Số loài đã biết ở Việt

(Nguồn: Đặng Huy Huỳnh, 2005 và các nguồn khác).

Cũng như thực vật, giới động vật Việt Nam có nhiều loài và phân loài đặc hữu Trong số các loài động vật có xương sống ở cạn đã biết, chúng ta có 14 loài thú, 10 loài chim (100 loài và phân loài), 33 loài bò sát và 21 loài ếch nhái là đặc hữu Nhiều loài và phân loài là đặc hữu hẹp như Voọc mũi hếch

(Rhinopithecus avunculus), Voọc đầu trắng (Trachypithecus francoisi poliocephalus), Voọc mông

trắng (Trachypithecus francoisi delacouri), Voọc gáy trắng (Trachypithecus francoisi hatinhensis), Gà lôi lam đuôi trắng (Lophura hatinhensis), Gà lôi lam mào đen (Lophura edwarsi), Gà lôi lam mào trắng (Lophura imperialis)

Giới động vật Việt Nam cũng có nhiều loài có giá trị bảo tồn không chỉ trong nước mà cả thế giới

như Voi (Elephas maximus), Tê giác một sừng (Rhinoceros sondaicus), Bò xám (Bos sauveli), Bò rừng (Bos javanicus), Bò tót (Bos gaurus), Trâu rừng (Babalus bubalis), Hổ (Panthera tigris), Báo hoa mai (Panthera pardus), Nai Càtoong (Cervus eldi), Chà và chân đỏ (Pygathryx nemaeus), Sếu cổ trụi

(Grus antigon), Cò quắm cánh xanh (Pseudibis davisoni), Cá sấu (Crocodylus siamensis)

Mackinnon, 1986 đã nhận xét rằng: Việt Nam là nước khá giàu về thành phần loài và có mức độ cao về tính đặc hữu so với các nước trong vùng phụ Đông Dương Trong 21 loài Linh trưởng đặc hữu

ở vùng phụ này thì Việt Nam có 7 loài; 49 loài chim đặc hữu của vùng thì Việt Nam có 10 loài Các trung tâm phân bố của các loài chim và thực vật bản địa thường tập trung chủ yếu ở vùng núi cao dọc theo dãy Hoàng Liên, dải Trường Sơn và các cao nguyên ở Tây Nguyên và Lâm Đồng

2.3 ĐA DẠNG HỆ SINH THÁI

Tính đa dạng về địa hình, đa dạng về khí hậu đã tạo thuận lợi cho việc hình thành các hệ sinh thái khác nhau ở Việt Nam Trên quy mô toàn lãnh thổ Việt Nam và căn cứ vào cấu trúc hệ sinh thái có thể chia làm 3 hệ chính là: Hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái đất ngập nước và Hệ sinh thái biển Trong khuôn khổ giáo trình này, chúng tôi mới quan tâm đến mô tả các hệ sinh thái rừng

- Hệ sinh thái rừng Do điều kiện lập địa, vị trí địa lý, Việt Nam có nhiều hệ sinh thái rừng khác

nhau Theo Thái Văn Trừng (1978), có thể phân rừng Việt Nam thành 14 kiểu:

1 Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới

2 Kiểu rừng rụng lá ẩm nhiệt đới

3 Kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới

4 Kiểu rừng kín lá cứng hơi khô nhiệt đới

5 Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới

6 Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới

7 Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao khô nhiệt đới

8 Kiểu truông bụi cây gai hạn nhiệt đới

9 Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp

10 Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp

11 Kiểu rừng kín cây lá kim mưa ẩm ôn đới

12 Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp

13 Kiểu rừng khô vùng cao

14 Kiểu rừng lạnh vùng cao

Lê Mộng Chân và Vũ Văn Dũng (1992) đã giới thiệu 9 kiểu rừng chính ở Việt Nam và được tóm tắt như sau:

1 Kiểu rừng kín lá rộng thường xanh nhiệt đới: Kiểu này có diện tích lớn, phân bố rộng khắp toàn

quốc ở độ cao dưới 700m ở miền Bắc và dưới 1.000m ở miền Nam Thực vật rừng ở đây > 75% là cây thường xanh, tính đa dạng loài cao Rừng có cấu trúc 3-5 tầng (tầng vượt tán, tầng tán rừng, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng thảm tươi) Hệ động vật ở kiểu rừng này cũng phong phú về thành phần loài

(bảng 2.3).

2 Kiểu rừng lá rộng nửa rụng lá nhiệt đới: Kiểu rừng lá rộng nửa rụng lá nhiệt đới phân bố ở độ

cao dưới 700m ở miền Bắc và dưới 1.000m ở miền Nam và gặp ở Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên Rừng có cấu trúc nhiều tầng, nhiều cây cao, có từ 25-75% cây rụng lá trong

tổ thành

3 Kiểu rừng kín lá rộng rụng lá nhiệt đới: Kiểu này hình thành ở vùng có lượng mưa thấp, từ

1.200-2.500 mm, mùa khô kéo dài Kiểu này phân bố ở độ cao dưới 700 m ở miền Bắc và dưới 1.000

m ở miền Nam, gặp ở một số nơi như Bắc Giang, Sơn La, Nghệ An, Hà Tĩnh, Đắc Lắc, Đồng Nai Rừng có cấu trúc nhiều tầng, có trên 75% cây rụng lá trong tổ thành

4 Kiểu rừng thưa cây lá rộng nhiệt đới: Rừng thưa cây lá rộng nhiệt đới hay còn gọi là rừng khộp

phân bố ở độ cao dưới 700 m ở miền Bắc và dưới 1.000 m ở miền Nam, tập trung ở Tây Nguyên và một số tỉnh Đông Nam Bộ, nơi có khí hậu khô nóng, một mùa khô kéo dài Cấu trúc rừng đơn giản, cây cao to, mật độ cây thấp, tán thưa, tổ thành loài cây không phức tạp Hệ động vật ở đây đặc trưng bởi nhiều loài thú có guốc lớn

5 Kiểu rừng kín thường xanh ẩm á nhiệt đới: Rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới hay còn gọi là là

rừng hỗn giao lá rộng, lá kim, phân bố ở độ cao trên 700m ở miền Bắc và trên 1.000m ở miền Nam, nơi có lượng mưa 1.200-2.500mm/năm, nhiệt độ trung bình năm: 15-200C Kiểu rừng này gặp nhiều ở Lai Châu, Lào Cai, Hà Giang, Tuyên Quang, Kon Tum, Rừng có cấu trúc nhiều tầng, có từ 30-35% cây lá kim trong tổ thành Thường tập trung nhiều loài động vật, thực vật đặc hữu

6 Kiểu rừng ngập mặn hình thành trên đất mới bồi tụ vùng ven biển, cửa sông: Kiểu này phân bố

tập trung ở Nam Bộ và một ít ở Bắc Bộ Rừng một tầng, tổ thành loài cây đơn giản (Đước, Bần, Mắm,

Sú, Vẹt, ) Thành phần loài động vật nghèo

7 Kiểu rừng núi đá vôi: Rừng đá vôi bao gồm các kiểu phụ thuộc kiểu rừng kín thường xanh và

nửa rụng lá phân bố ở vành đai nhiệt đới và á nhiệt đới trên đất đá vôi ở các tỉnh phía Bắc Rừng đá vôi rộng nhất là khu Phong Nha - Kẻ Bàng (Quảng Bình) Rừng thường có 2 tầng, loài cây ưu thế thường

là Nghiến, Trai lý, Mạy tèo, Ô rô Động vật ở kiểu rừng này thường có sự chuyên hoá cao với môi trường núi đá vôi như Sơn dương, Hươu xạ, các loài Linh trưởng

8 Kiểu rừng lá kim: Rừng lá kim phân bố tập trung ở Tây Nguyên và một số tỉnh miền Bắc nơi có

khí hậu tương đối khô (lượng mưa 600-1200 mm/năm), đất xấu Rừng có cấu trúc 2-3 tầng, ưu hợp chủ yếu là Thông nhựa, Thông ba lá, Thông dầu

9 Kiểu rừng tre nứa: Đây là kiểu rừng đặc thù thường được hình thành trên đất rừng tự nhiên sau

khai thác hoặc sau nương rẫy và phân bố trên toàn quốc

Ngoài ra, ở Việt Nam còn có kiểu rừng Tràm Hệ sinh thái rừng Tràm được hình thành trên đất

chua phèn ngập úng thường xuyên hoặc định kỳ với loài Tràm (Melaleuca cajuputi Powel) là loài cây

chủ yếu Loại hệ sinh thái này chỉ còn tập trung ở U Minh, vùng đất phèn Đồng Tháp Mười và Tứ Giác Long Xuyên (Vũ Văn Chuyên, 1995)

Tính đa dạng hệ sinh thái đã tạo nên sự đa dạng loài Bảng 2.3 nêu một số ví dụ về tính đa dạng loài ở các kiểu sinh cảnh rừng Việt Nam

Bảng 2.3 Đa dạng loài trong một số sinh cảnh

ở các Vườn Quốc Gia và Khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam*

Kiểu sinh cảnh ở các VQG& KBT Diện tích T vật Thú Chim B.sát Ê.nhái

Rừng thường xanh nhiệt đới và á nhiệt đới Tam

Đảo

Rừng thường xanh nhiệt đới và á nhiệt đới Pù

Rừng thường xanh nhiệt đới + rừng trên núi đá

vôi Phong Nha

Kiểu sinh cảnh ở các VQG& KBT Diện tích T vật Thú Chim B.sát Ê.nhái

Rừng thường xanh nhiệt đới và á nhiệt đới Bạch

Mã

Rừng thường xanh ẩm nhiệt đới + nửa rụng lá

Chư Mom Rây

Ghi chú: * Tổng hợp theo nguồn tư liệu "Các vườn Quốc Gia và Khu bảo tồn thiên nhiên Việt Nam, 1995"

2.4 ĐA DẠNG CÁC VÙNG ĐỊA LÝ SINH HỌC

2.4.1 Nguyên tắc phân chia vùng địa lý sinh học

Việc phân chia các vùng địa lý sinh học (Đơn vị địa lý sinh học - Biounit) ở các quốc gia trên thế giới đều dựa vào các nguyên tắc sau:

- Yếu tố địa hình;

- Yếu tố khí hậu;

- Yếu tố phân bố địa lý;

- Tính thích nghi của đơn vị loài;

- Sự phân bố của các thảm thực vật;

- Sự phân bố của các nhóm động vật

Sự khác nhau về tổ hợp loài và các giới hạn phân bố của các loài chỉ thị được coi là yếu tố cơ bản nhất đối với việc phân chia các vùng địa lý sinh vật

2.4.2 Các vùng địa lý sinh vật ở Việt Nam

Việt Nam cũng được coi là một trong những nước có sự đa dạng cao về vùng địa lý sinh học Căn

cứ vào các yếu tố trên, các nhà sinh vật Việt Nam (Thái Văn Trừng, Đào Văn Tiến, Võ Quí, Đặng Ngọc Thanh, Mai Đình Yên, Cao Văn Sung, Đặng Huy Huỳnh, Trần Kiên, Phan Kế Lộc ) đã chia Việt Nam thành 5 vùng địa lý sinh học như sau:

1 Vùng địa lý sinh học Đông Bắc,

2 Vùng địa lý sinh học Tây Bắc,

3 Vùng địa lý sinh học Bắc Trung Bộ,

4 Vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên và

5 Vùng địa lý sinh học Đông Nam Bộ

Khi nghiên cứu về các vùng địa lý sinh học Việt Nam, năm 1995, tiến sĩ John Mackinnon đã chia vùng lãnh thổ đất liền của nước ta thành các đơn vị sinh học nhỏ hơn và gồm:

1 Vùng địa lý sinh học Đông Bắc,

2 Vùng địa lý sinh học Hoàng Liên Sơn,

3 Vùng địa lý sinh học Bắc Trung tâm Đông Dương,

4 Vùng địa lý sinh học Châu thổ Sông Hồng,

5 Vùng địa lý sinh học Nam Trung tâm Đông Dương,

6 Vùng địa lý sinh học Bắc Trung Bộ,

7 Vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ,

8 Vùng địa lý sinh học Tây Nguyên và

9 Vùng địa lý sinh học cao nguyên Đà Lạt

Theo Mackinnon thì các vật cản tự nhiên đã tạo nên sự hình thành các trung tâm đa dạng sinh học của Việt Nam và Đông Dương: Thứ nhất, dãy núi chính Trường Sơn như một “barie” ngăn 2 vùng rừng ẩm hơn ở miền Đông và khô hơn ở miền Tây, nơi thuộc vùng địa lý sinh học lưu vực sông Mê Kông Những núi cao ở đây chứa đựng nhiều loài và phân loài đặc hữu và là nơi có thể được phân chia nhỏ hơn thành 2 đơn vị địa sinh học phụ là Cao nguyên Đà Lạt và Trung tâm Tây Nguyên Vùng Đồng bằng châu thổ sông Mê Kông, vẫn còn những nét đặc thù về phương diện sinh học, trải từ những vùng đồi núi ra tận phía Đông

Một yếu tố tự nhiên khác được xem xét là đèo Bạch Mã - Hải Vân, đèo này chia khu hệ nhiệt đới Nam Trung Bộ ra khỏi vùng cận nhiệt đới Bắc Trung Bộ Đèo Hải Vân tạo nên một đơn vị khí hậu và phản ánh qua sự phân bố về các loài thực vật và động vật

Bắc Việt Nam có nhiều đơn vị địa sinh học khác nhau được phân cách bởi các con sông Sự phân

bố của các dạng thú Linh trưởng đặc hữu và một số loài chim đã nói lên tầm quan trọng của các con sông này như là ranh giới cho các loài động vật

Cuối cùng là vùng núi thuộc dãy Hoàng Liên Sơn ở Tây Bắc Việt Nam, nó được coi là một đơn vị đặc thù nối với dãy Hengduan Trung Quốc đến phía Đông dãy Himalaya Những dãy núi này cao hơn dãy núi còn lại của Việt Nam và thực sự có sự khác biệt về thực vật và động vật

Các sinh cảnh thuỷ vực cũng được phân chia thành một số đơn vị địa sinh học (Mai Đình Yên,

1985, 1988, 1991) Có hai vùng phụ chính của vùng Đông Dương và đó là: vùng phụ Nam Trung Quốc bao gồm toàn bộ các con sông phía Bắc Việt Nam cho đến Huế và vùng phụ Đông Dương hay còn gọi là vùng phụ Mê Kông bao gồm cả châu thổ MêKông, bờ biển phía Nam và các con sông trên cao nguyên Đắc Lắc chảy xuống sông Mê Kông Các sông ở bờ biển phía Nam Huế có sự hỗn hợp về

hệ động vật (cá) của hai vùng phụ nói trên

Sự phân chia này không hoàn toàn giống sự phân chia các vùng địa lý sinh vật Việt Nam mà các nhà khoa học nước ta đã chia mặc dù việc phân chia các vùng địa lý sinh vật đều dựa vào sự phân bố khác nhau của thảm thực vật, các loài thực vật, động vật mang tính chỉ thị Khó có thể nêu lý do tại sao

và cơ sở nào đúng vì các nghiên cứu và số liệu thu được về sinh vật ở nước ta còn quá nghèo Tuy nhiên những thực tế tự nhiên cũng có thể giúp ta dễ dàng nhận thấy

Ví dụ dãy Bạch Mã - Hải Vân là chiếc barie tự nhiên ngăn chia sự phân bố của nhiều loài thực vật

và động vật giữa hai miền Bắc và Nam, đặc biệt là các loài thú Bò xám (Bos sauveli), Bò rừng (Bos

javanicus), Cà toong (Cervus eldi), Khỉ đuôi dài (Macaca fascicularis) chỉ phân bố trong các đơn vị

địa lý sinh vật phía Nam Bạch Mã - Hải Vân, trong chi đó một số loài Voọc thuộc giống

(Trachypithecus), Voọc mũi hếch (Rhinopithecus avunculus), Khỉ mốc (Macaca assamensis) chỉ phân

bố ở phía Bắc Bạch Mã - Hải Vân Chúng ta cũng có thể thấy nhiều loài thực vật chỉ phân bố trong các

vùng địa lý sinh vật ở phía bắc Bạch Mã - Hải Vân như Lim xanh (Erythrophleum fordii), Giổi bà

(Michelia baviensis), Chò nhai (Anogeissus tonkinensis), Hoàng đàn giả (Dacrydium pierei) hoặc phía

Nam Bạch Mã - Hải Vân như Cẩm lai (Dalbergia bariensis), Cẩm liên (Shorea siamensis), Chiêu liêu

(Terminlia tomentosa)

Tuy nhiên, việc phân chia các vùng địa lý sinh học chỉ mang tính tương đối bởi vì các loài sinh vật luôn có khả năng phát tán và di cư, nhất là trong những năm gần đây, khi môi trường sống bị tác động

và có sự thay đổi lớn, tính chất chỉ thị của các loài đôi lúc đã trở nên mờ nhạt Dưới đây là một số ví

dụ về tính chỉ thị của các loài sinh vật ở các vùng địa lý sinh học Việt Nam

2.4.2.1 Vùng địa lý sinh học Đông Bắc

Vùng Đông Bắc có địa hình chủ yếu là đồi núi thấp xen nhiều thung lũng và đồng bằng Trong thời kỳ vận động tạo sơn sau cùng, vùng này được nâng cao lên thêm song không có ngọn núi nào đạt 2.000m (khoảng 1.000-1.500m) và có cấu trúc tương đối đồng nhất Điều đặc biệt đáng lưu ý ở đây là hướng núi vùng Đông Bắc có hình nan quạt mở rộng ở phần phía Bắc, đầu qui tụ vào núi Tam Đảo Các nan quạt đó là các cánh cung Sông Gâm, Ngân Sơn, Bắc Sơn và cánh cung Đông Triều Cấu tạo địa hình núi này đã phần nào cản trở sự thâm nhập của gió mùa Đông Nam nhưng lại tạo thuận lợi cho

sự xâm nhập của gió mùa Đông Bắc Chính vì vậy, mùa lạnh ở vùng này kéo dài, vành đai á nhiệt đới

hạ xuống thấp (khoảng 500-600m)

Vùng địa lý sinh học Đông Bắc nổi tiếng bởi nhiều cảnh quan đẹp với các vườn quốc gia Bái Tử Long, Cát Bà, Tam Đảo, Ba Bể, Xuân Thuỷ Vùng này trước đây cũng là nơi giàu tài nguyên rừng với

các loài thực vật quí như Lim xanh (Erythrophleum fordii), Nghiến (Excentrodendon tonkinense), Trai

lý (Garcinia fagraeoides), Hoàng đàn Chi Lăng (Cupressus torulosa), Táu mật (Vatica odorata ssp

brevipetiolata) Hệ động vật ở vùng địa lý sinh vật Đông Bắc có nhiều nét rất đặc trưng Nhiều loài

hiếm chỉ phân bố ở đây mà không tìm thấy ở nơi khác như: Hươu xạ (Moschus moschiferus), Thỏ rừng Trung Quốc (Lepus siensis), Voọc đầu vàng (Trachypithecus poliocephalus), Ếch Mẫu Sơn, Cá cóc Tam Đảo (Paramesotriton deloustali).

2.4.2.2 Vùng địa lý sinh học Hoàng Liên Sơn

Địa hình vùng này có nhiều điểm khác với vùng Đông Bắc và gồm cả vùng núi cao và vùng núi thấp Vùng núi cao gồm phần kéo dài của khối nền Vân Nam-Tứ Xuyên Trung Quốc như dãy Hoàng Liên với đỉnh Fansipan 3.142m Vùng núi thấp là các dãy núi và cao nguyên thuộc các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái, phần đất phía Đông Bắc của Hoà Bình Vùng địa lý sinh học Hoàng Liên Sơn là nơi có đặc điểm khí hậu mang tính hỗn hợp giữa vùng Đông Bắc và vùng Tây Bắc Đặc trưng cho vùng này là các đặc sản và cây thuốc như Nấm hương, Mộc nhĩ, Thảo quả, Quế Về động vật, chúng ta có thể

gặp một số loài chỉ phân bố ở vùng này như Voọc mũi hếch (Rhinopithecus avunculus), Thằn lằn tai Ba

Vì (Tropidophorus baviensis), Rắn bình mũi Sapa (Pararhadopsis chapaensis), Rắn Khiếm (Oligodon

lacroixi) Các vườn quốc gia thuộc vùng này gồm: Hoàng Liên, Xuân Sơn, Ba Vì.

2.4.2.3 Vùng địa lý sinh học Tây Bắc

Theo cách chia của Mackinon thì vùng địa lý sinh học Tây Bắc Việt Nam nằm trong vùng Bắc Trung tâm Đông Dương Các nhà sinh học Việt Nam gọi đó là vùng địa lý sinh học Tây Bắc và bao gồm chủ yếu lãnh thổ của các tỉnh Lai Châu, Sơn La cùng phần phía Tây Nam tỉnh Hoà Bình, phía Tây tỉnh Ninh Bình và phía Tây tỉnh Thanh Hoá Địa hình vùng địa lý sinh học này khá phức tạp, nhiều núi cao, cao nguyên và nhiều thung lũng hiểm trở Các dãy núi cao chạy vòng quanh tạo nên vùng này như một lòng chảo Đặc điểm của địa hình đã có ảnh hưởng nhiều và làm phức tạp thêm tính chất khí hậu của vùng Tây Bắc

Tài nguyên sinh vật vùng Tây Bắc xưa rất nổi tiếng bởi những khu rừng rộng bạt ngàn và ưu thế là

những quần thể Thông lông gà (Podocarpus imbricatus), Du sam núi đất (Keteleeria evelyniana), Tô hạp Điện Biên (Altingia siamensis), nay vẫn còn một số loài quý hiếm như Thông đỏ Pà Cò (Taxus

chinensis), Thông năm lá Pà Cò (Pinus kwangtungensis), Bách xanh (Calocedrus macrolepis) Động

vật chỉ thị của vùng địa lý sinh học này là các loài Voọc xám (Trachypithecus crepusculus), Voọc

mông trắng (Trachypithecus delacouri), Vượn đen tuyền (Nomascus concolor) , Gà lôi beli (Lophura

nycthemera beli), Khướu mào họng đốm (Yuhina gularis)

2.4.2.4 Vùng địa lý sinh học Bắc Trung Bộ

Việc chia vùng địa lý sinh học Bắc Trung Bộ, ngay cả các nhà khoa học Việt Nam cũng rất khác nhau Giáo sư Đào Văn Tiến (1973) dựa trên số liệu về các loài Gặm nhấm, Phạm Nhật (1993) dựa trên sự phân bố các loài Linh trưởng và Nguyễn Thái Tự (1994) dựa trên sự phân bố các loài cá nước ngọt cho rằng sông Cả (sông Lam) là ranh giới tận cùng phía Bắc của vùng này Các nhà nghiên cứu

về chim cho rằng sông Chu là ranh giới tận cùng phía Bắc của vùng Bắc Trung Bộ Trong phân chia các vùng kinh tế lâm nghiệp, phần phía Nam sông Cả đến Thừa Thiên Huế được coi là miền Bắc Trường Sơn Như vậy, dù ý kiến còn phân tán ít nhiều nhưng cái chung nhất vẫn coi sông Cả là một ranh giới tự nhiên đáng quan tâm và vùng đất từ Nam sông Cả đến Thừa Thiên Huế có nhiều đặc điểm rất riêng Ta chấp nhận đó là vùng địa lý sinh học Bắc Trung Bộ

Sự vận động của địa máng Trường Sơn hình thành nên dãy Trường Sơn chạy song song với biển

đã không tạo thuận lợi cho việc hình thành các châu thổ rộng lớn như vùng đồng bằng sông Hồng ở vùng Đông Bắc Phần lớn diện tích vùng này là núi thấp Núi cao có các đỉnh Pu Lai Leng (2.711m), Rào Cỏ (2.286m) nằm trên đường biên giới Việt-Lào Do có sự phân cắt mạnh, do tính không đối xứng của dãy Trường Sơn, địa hình vùng này có độ dốc lớn, nhiều đèo cao Khí hậu vùng Bắc Trung Bộ cũng có nhiều nét đặc trưng với lượng mưa hàng năm lớn, nhiệt độ bình quân hàng năm cao và mùa hè

có gió Tây (gió Lào) khô nóng

Tuy có bề ngang hẹp nhưng những đặc điểm địa hình, khí hậu của vùng Bắc Trung Bộ đã tạo nên tính đa dạng và phong phú của tài nguyên sinh vật ở đây Cho đến nay thì vùng rừng Bắc Trung Bộ vẫn là nơi còn nhiều điều bí ẩn, đặc biệt là hệ động vật Ba loài thú mới được phát hiện trong thập kỷ

90; Sao la (Pseudoryx nghetinhensis), Mang lớn (Megamuntiacus vuquangensis) và Mang trường sơn (Caninmutiacus truongsonensis) đều ở vùng này và nhiều loài đặc hữu khác chỉ phân bố ở đây như Voọc gáy trắng (Trachypithecus francoisi hatinhensis), Gà lôi lam đuôi trắng (Lophura hatinhensis),

Gà lôi lam mào trắng (L edwardsi), Gà lôi lam mào đen (L imperialis) Các vườn quốc gia thuộc vùng

này gồm: Pù Mát, Vân Quang, Phong Nha - Kẻ Bàng, Bạch Mã Vùng địa lí sinh học Bắc Trung Bộ là nơi có nhiều yếu tố đặc hữu nhất Việt Nam, và được coi là vùng có tầm quan trọng lớn đối với hoạt động bảo tồn đa dạng sinh học ở Việt Nam

2.4.2.5 Vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Đèo Hải Vân nổi lên như một chiếc barie tự nhiên phân cách đơn vị địa lý sinh học vùng Bắc Trung Bộ - nơi có khí hậu cận nhiệt đới và Nam Trung Bộ - nơi có khí hậu nhiệt đới Vùng Nam Trung

bộ và Tây Nguyên được hình thành do sự vận động của địa khối Kon Tum, một bộ phận của địa khối Indonesia bao gồm cả đất đai của vùng Hạ Lào, Cambodia và Thailand

Thực chất, vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên có thể chia thành 2 vùng phụ Song sự hiện diện của các loài sinh vật chỉ thị là rất khó xác định và cần nhiều nghiên cứu chi tiết hơn Đến nay các nhà sinh học, đặc biệt là các nhà động vật thường gọi chung là vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Vùng địa lý sinh học Nam Trung Bộ và Tây Nguyên nằm trên cả hai sườn Đông và Tây của dãy Trường Sơn Vùng phía Đông của dãy Trường Sơn chủ yếu là núi và đồi với vài đỉnh cao nằm ở phía Tây (Ngọc Linh 2.598m) Khí hậu của vùng mang tính nhiệt đới điển hình Vùng phía Tây dãy Trường Sơn tuy thuộc khối cổ Kon Tum nhưng được trẻ hoá trong quá trình tân kiến tạo và tương đối bằng

phẳng nhờ sự phun trào của nham thạch núi lửa Khí hậu được chia thành 2 mùa; mùa mưa (từ tháng 5 đến cuối tháng 10) và khô (từ tháng 11 đến tháng 4)

Đặc trưng của hệ thực động vật vùng này có quan hệ gần gũi với nhóm thực động vật India -

Malaysia mang tính nhiệt đới Thực vật đặc trưng là các loài cây họ Dầu (Dipterocarpaceae) và cây họ Đậu (Leguminosae) Động vật đăc trưng là các loài thú lớn thuộc nhóm Guốc chẵn (Trâu rừng, Bò

rừng, Bò xám, Hươu cà toong, Hươu vàng ) Tài nguyên sinh vật của vùng này có giá trị kinh tế - sinh thái cao vì sinh khối của chúng rất lớn Các vườn quốc gia thuộc vùng này gồm: Núi Chúa Yocđon, Chư Ang Sang, Kon Ka King, Chư Mau Rang

2.4.2.6 Vùng địa lý sinh học Đông Nam Bộ (Nam Trung tâm Đông Dương)

Thực chất, đây là vùng cực Nam của vùng Tây Nguyên và được hình thành trên cơ sở vận động tạo sơn của khối nền Kon Tum cùng với sự xuất hiện của lớp phù sa cổ Vùng có địa hình ít dốc nhưng được nâng cao ở phần phía Bắc do sự phun trào của các núi lửa và tạo nên các cao nguyên Di Linh, Đà Lạt, Langbian và nghiêng dần về phía Đông Nam hình thành khu đồng bằng cao điển hình

Do địa hình tương đối bằng phẳng, khí hậu nhiệt đới (gồm 2 mùa mưa và khô) nên tài nguyên sinh vật ở đây tuy không đa dạng về loài nhưng trữ lượng quần thể các loài lại rất cao Hệ thực vật ở đây có

nhiều loài quí như Cẩm lai (Dalbergia bariensis), Trắc (Dalbergia cochinchinensis), Gõ đỏ (Afzelia

xylocarpa), Gụ (Sindora sp), Dầu nước (Dipterocarpus alatus), Sao đen (Hopea odorata) Hệ động vật

ở đây đáng chú ý có Tê giác một sừng và ngoài ra còn các loài thú lớn khác như Voi, Hổ, Bò tót Cao nguyên Đà Lạt là nơi có nhiều loài thực vật, động vật đặc hữu hiện đang được các nhà khoa học quan tâm Các vườn quốc gia thuộc vùng này gồm: Cát Tiên, Bù Gia Mập, Lò Gò, Sa Mát, Côn Đảo, Bình Châu - Phước Bửu

2.4.2.7 Vùng địa lý sinh học Tây Nam Bộ

Vùng này được hình thành chủ yếu do sự bồi đắp phù sa của sông Mê Kông trong suốt một quá trình địa chất lâu dài Tuy nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới trên một địa hình bằng phẳng nhưng tính đa dạng sinh học thấp vì con người đã sinh sống ở đây từ lâu Rừng chủ yếu là rừng ngập mặn với

sự đơn điệu về loài, đáng quan tâm hơn cả là Đước, Vẹt, Mắm Điều đáng chú ý đối với vùng địa lý sinh học này là sự phong phú của các sân chim như; sân chim Chà Là, Vĩnh Thành, Ngọc Hiển, Tam

Nông , và các đầm dơi Hệ động vật ở đây đáng chú ý có loài Sếu cổ trụi (Gus antigon), Cò quắm cánh xanh (Pseudibis papillosa) là các loài hiện đang được thế giới quan tâm bảo tồn Các vườn quốc

gia thuộc vùng này gồm: Tràm Chim, U Minh Thượng, Phú Quốc, Mũi Cà Mau

Chương III

SUY THOÁI ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN

3.1 HIỆN TRẠNG ĐA DẠNG SINH HỌC

3.1.1 Hiện trạng

Theo các tài liệu gần đây (Parker, 1982; Arnett, 1985; Wilson, 1988) hiện có khoảng 1,4 triệu loài sinh vật đã được mô tả Khoảng 750.000 loài là côn trùng, 41.000 loài là động vật có xương sống

(Vertebrata), 250.000 loài thực vật (thực vật có mạch và rêu Bryophyta) và vô số các loài động vật

không xương sống, nấm, tảo và vi sinh vật Ngoài ra còn rất nhiều loài chưa được biết đến, nhiều môi trường sống chưa được nghiên cứu điều tra như vùng biển sâu, vùng san hô, đất vùng nhiệt đới và vùng savan v.v Dựa vào số lượng các loài đã có, các nhà khoa học đã suy đoán rằng thế giới động thực vật của Trái đất có thể bao gồm từ 5 triệu đến 30 triệu loài

Hàng triệu loài sinh vật bao gồm thực vật và động vật đã ra đời như thế nào? Nghiên cứu lịch sử địa chất của Trái đất, chúng ta biết được rằng khoảng 3 tỷ năm trước đây đã xuất hiện thực vật với cấu trúc ban đầu rất đơn giản, chủng loại còn rất nghèo nàn và đều sống trong môi trường nước Sau đó hàng trăm triệu năm, một số thực vật đã rời nước lên cạn sinh sống Điều kiện môi trường cạn quả là hết sức phong phú, đa dạng và luôn luôn biến đổi Biến đổi về khí hậu, về độ cao, hoạt động của núi lửa, vận động của băng hà, chia cắt về địa lý v.v đã làm cho những biến đổi cục bộ thường xuyên xảy

ra để cho thực vật thích nghi với hoàn cảnh của môi trường Cấu trúc của thực vật cũng thay đổi và ngày càng phức tạp thêm Khi sống trong nước, thực vật hút thức ăn qua toàn bộ bề mặt của cơ thể, không cần phải phân hoá ra các mô, còn khi lên cạn, thực vật cần phải có các bộ phận chuyên hoá: hút nước và muối khoáng trong đất, hút khí các-bô-níc và ô-xy từ khí quyển nên xuất hiện các dạng mô khác nhau, xuất hiện thân, rễ, lá với cấu tạo thích ứng và chức năng rõ ràng, cuối cùng xuất hiện hoa, quả và hạt

Bắt đầu từ kỷ Cambri là thời điểm mà sự sống trên Trái đất thực sự được thiết lập và ổn định Trong các lớp đất đá có hoá thạch của tảo lam, tảo lục và hồng tảo Các dạng sống đã ngày một đa dạng với cấu trúc phức tạp dần, mặc dù vẫn còn sống trong nước biển, đặc biệt là các động vật không xương sống thân mềm ở biển Vào khoảng 540 triệu năm trước, thế giới động vật đã tăng lên về kích thước và đa dạng hoá Vào kỷ Silua (408 - 438 triệu năm trước) xuất hiện côn trùng và động vật có xương sống tấn công lên cạn Cuối kỷ Các-bon (286 - 320 triệu năm) xuất hiện các loài bò sát Cuối kỷ Péc-mi và trong kỷ Trias (213 - 248 triệu năm) xuất hiện các loài khủng long, rồi thú, rùa v.v mà khủng long thống trị thế giới cho đến tận cuối kỷ Phấn trắng (65 triệu năm trước) Các loài thú dần

phát triển và xuất hiện con người thông thái (Homo sapiens)

Trên cơ sở những bằng chứng khoa học, Đác-uyn đã chứng minh được rằng: tiến hoá là một quá trình liên tục, các loài của thế giới sinh vật không bất biến mà luôn luôn biến đổi, các cơ thể sống phức tạp đã phát triển từ các cơ thể đơn giản nhất, chọn lọc tự nhiên xảy ra qua hàng nghìn thế hệ, chỉ những

cá thể có khả năng thích nghi cao nhất mới có khả năng tồn tại thông qua chọn lọc

Điều kiện không thể thiếu để tìm ra những cá thể thích nghi và kém thích nghi trong cuộc đấu tranh sinh tồn đó chính là sự đa dạng tồn tại bên trong các loài mà các biến dị di truyền là có ý nghĩa

sống còn Một quy luật quan trọng được coi là động lực chính của tiến hoá chính là chọn lọc, trong đó

có cả chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo

Môi trường bên ngoài luôn biến đổi vì vậy sinh vật cũng có những biến đổi sao cho phù hợp Trong quá trình biến đổi, những sinh vật không thích ứng nổi sẽ bị đào thải, những biến dị có lợi cho

sự sinh tồn của loài thì được tiếp tục tồn tại, như vậy trong thiên nhiên đã xảy ra sự chọn lọc các cá thể thích nghi nhất với những điều kiện sống nhất định, đó là chọn lọc tự nhiên Bằng con đường chọn lọc tự nhiên, từ một loài tổ tiên ban đầu đã sinh ra các loài khác nhau Đây chính là quy luật cơ bản của sự phát triển, quá trình tiến hoá của sinh giới và là cơ sở để chúng ta có thể giải thích được một cách khoa học và biện chứng sự đa dạng, tính hợp lý phi thường của sinh vật mà trước đây đã rất khó khăn để lý giải

3.1.1.1 Rừng mưa nhiệt đới - trung tâm của đa dạng sinh học

Những năm gần đây, các nhà nghiên cứu tiến hoá và bảo tồn đã hướng về các rừng mưa nhiệt đới với hai lý do chính Trước hết, các rừng mưa chỉ chiếm 7% diện tích bề mặt Trái đất, song chúng chứa trong mình trên một nửa số loài sinh vật của thế giới, trong đó có tới 68% các loài thực vật có mạch tìm thấy ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới Thứ hai là các khu rừng mưa nhiệt đới đang bị phá huỷ nghiêm trọng và sẽ không còn lại bao nhiêu trong thế kỷ tới, kéo theo chúng là sự mất đi vĩnh viễn của hàng trăm nghìn loài

Rừng mưa nhiệt đới luôn luôn là những thí dụ sinh động và ưa thích khi nói về đa dạng sinh học Wilson (1987) đã tìm thấy quanh một cây họ Đậu nằm trong khu bảo tồn Tambopata, Peru cả thảy 43 loài kiến của 26 chi, bằng toàn bộ khu hệ kiến có mặt ở British Isles Trong 8 ha rừng mưa gần Puerto Maldonata, Peru, Wilson (1988) đã tìm thấy 275 loài kiến, cả khu vực này có 350 loài và toàn Peru có khoảng 2.000 loài Peter Ashton, nhà khoa học nổi tiếng về rừng nhiệt đới nói chung và về cây họ Dầu

(Dipterocarpaceae) nói riêng, đã tìm thấy trên 1.000 loài cây trong 10 ô đo đếm diện tích 1 ha trên đảo

Borneo, Malaysia, gấp rưỡi tổng số các loài ở Bắc Mỹ (700 loài ở Hoa Kỳ và Canada)

Có một mảnh rừng dài chỉ khoảng 0,8 km ở Trạm sinh học Rio Palenque mà hiện còn có tới 1.033 loài thực vật, bằng khoảng một phần tư (1/4) số loài sống ở vùng ven biển Ecuador Nhiều loài hiện nay chỉ còn lại một cá thể sống duy nhất (Gentry, 1982) Trong một khu bảo tồn ở Peru, người ta đã tìm thấy 1.200 loài bướm trong khi toàn bộ Bắc Mỹ chỉ tìm thấy 440 loài Tương tự như vậy Erwin đã ước tính có trên 18.000 loài bọ cánh cứng trong 1 ha rừng mưa Panama, trong khi chỉ có 24.000 loài cánh cứng được biết trong toàn bộ nước Mỹ và Canada

Đông Nam Á nằm trong vùng rừng nhiệt đới ẩm có mức độ đa dạng sinh học rất cao Theo một số nhà nghiên cứu như Van Steenis (1971), Yap (1994), vùng Đông Nam Á có tới 25.000 loài thực vật có hoa, bằng 10% tổng số loài thực vật có hoa của thế giới và có tới 40% là loài đặc hữu

3.1.1.2 Đa dạng các loài Linh trưởng ở rừng nhiệt đới

Từ lâu, con người đã từng quan tâm nhiều đến bảo tồn các loài động vật hoang dại trong đó có các loài Linh trưởng (Primates) Các loài Linh trưởng còn được con người đặc biệt quan tâm vì:

• Các loài Linh trưởng là thành viên của nhóm có mức tiến hóa cao nhất, có tầm quan trọng đặc

biệt đối với con người (Homo sapiens) vì có họ hàng gần gũi về mặt tiến hóa với con người

Nghiên cứu sâu về một số loài Linh trưởng đã đem lại cho chúng ta nhiều thông tin và hiểu biết thêm về hành vi, quá trình tiến hoá và nguồn gốc của chính con người Ngoài ra chúng

còn đóng một vai trò không thể thay thế trong nghiên cứu y học phục vụ con người như trong việc thử nghiệm các loại thuốc mới, nghiên cứu các loại bệnh nguy hiểm v.v.

• Chúng là đặc trưng của vùng nhiệt đới vì có tới 90% các loài Linh trưởng có phân bố giới hạn

ở vùng rừng nhiệt đới châu Á, châu Phi và nhiệt đới mới Ngoài ra, chúng còn là thành tố quan trọng của rừng nhiệt đới, nhất là vai trò của chúng trong quá trình phát tán hạt v.v

Bộ Linh trưởng trong đó có chính con Người thông thái (Homo sapiens) bao gồm khoảng trên 200 loài, từ con Vượn cáo Microcebus murinus (mouse lemur) bé nhỏ ở Madagascar, các loài Tarsius ở Đông Nam Á tới các loài khỉ hình người như các loài Tinh tinh (chimpanzee) (Pan troglodytes và Pan

Bảng 3.2 Tỷ lệ đặc hữu loài và chi ở Linh trưởng (Mittermeier, 1988)

3.1.1.3 Đa dạng của các loài cá nước ngọt

Các hồ lớn của châu Phi là điểm quan trọng của các loài cá nước ngọt vùng nhiệt đới Chúng có thể so sánh với các hồ lớn vùng Bắc Mỹ, song lại có tuổi cổ hơn Trong khi Đác-uyn chỉ tìm ra 13 loài chim Hoàng tước trong quá trình tiến hoá trên quần đảo Galapagos, thì ở các hồ ở châu Phi, riêng

họ cá có tên là Cichlidae cũng đã có tới 900 loài, một thí dụ vô cùng sinh động về quá trình tiến hoá

của các loài cá Trong 3 hồ lớn của châu Phi là Victoria, Tanganyika và Malawi, có thể tìm thấy trên 1.100 loài cá bản địa trong khi chỉ có 160 loài trong các hồ ở Bắc Mỹ

Bảng 3.3 Sự giàu có và đặc hữu của các hồ lớn châu Phi (Coulter et al., 1986)

250 165 500

99 99 99

38 75 45

42 70 63

Đa dạng sinh học ở vùng ven biển và đại dương

Thực ra lục địa chỉ chiếm dưới 1/3 bề mặt của Trái đất và đại dương phải được coi là phần sống còn của Trái đất (Lovelock, 1979) Số phận của các vùng ven biển và đại dương cũng không khác gì số phận của rừng nhiệt đới Đa dạng sinh học ở đây cũng đang mất đi với một tốc độ tương tự và vùng ven biển cũng đang thay đổi theo chiều hướng bất lợi Mặc dầu vậy không ai có thể nói được rằng đa dạng đó đã bị mất đi bao nhiêu và hiện còn lại bao nhiêu

Không còn nghi ngờ gì rằng rừng nhiệt đới hiện đang chứa trong nó phần lớn các loài sinh vật (Meyer, 1988; Wilson, 1988) Chúng ta mới chỉ ước đoán được số lượng tương đối của các loài sinh vật trong các hệ sinh thái của thế giới và có khoảng 80% số loài là thuộc về thế giới trên cạn Nhưng con số này hoàn toàn chưa chắc chắn và có thể có sai lầm lớn: biết đâu đại dương và bờ biển lại có mức đa dạng cao hơn

Theo Carleton Ray (1988) thì số lượng các loài mới chỉ là một chiều của sự đa dạng Phía bên kia của phạm vi phân loại chính là ngành (Phylum) Theo các công bố của Barnes (1963), Grzimek (1974), Margulis and Schwartz (1982), hiện có 70 ngành của thế giới sinh vật từ vi sinh vật tới động vật có xương sống Số các ngành thuộc hoàn toàn về biển là 20, thuộc hoàn toàn về lục địa là 18 Còn có 23 ngành khác có chứa cả các loài của biển và chỉ có 10 ngành nữa là có chứa thêm các loài của lục địa Như vậy, nếu xét về số các ngành như trong trường hợp này, đa dạng của biển gấp hai lần của lục địa.Tất nhiên so sánh đa dạng giữa hai thế giới khác biệt nhau như lục địa và biển là một công việc rất khó khăn, đôi khi không thể làm nổi Chẳng hạn sinh vật nguyên sinh và động vật không xương sống chủ yếu sống ở biển, còn thực vật bậc cao chủ yếu trên cạn với thành phần loài, thành phần quần xã hoàn toàn khác biệt nhau, không thể so sánh đơn giản như ta thường nghĩ Nếu chỉ xét về mức loài thì cũng có điều bất cập, chẳng hạn vùng nhiệt đới có số lượng loài nhiều hơn nhiều so với vùng Bắc cực

và Nam cực Trong khi khó tìm thấy Sư tử biển ở vùng nhiệt đới Amazôn thì hầu như không hề có các loài Vẹt ở vùng Nam cực Thành phần loài và ngành trong một môi trường sống là một sự thực quan trọng của sinh thái học, song chưa đủ để so sánh sự đa dạng giữa các vùng

Thế giới sinh vật biển cũng bổ sung thêm vào đa dạng của sự sống của thế giới chúng ta Một phương thức kiếm mồi phổ biến ở sinh vật biển mà hầu như không thấy hoặc hiếm thấy trên lục địa là

“ăn theo kiểu lọc mồi” (filter feeding) Dạng sống này tồn tại từ các loài Bọt biển đơn giản đến cá voi khổng lồ Phương thức kiếm mồi khác của khá nhiều loài sinh vật biển là “nằm đợi mồi” (sit-and-wait)

như trường hợp loài cá ngỗng (Goosefish - Lophius americanus) Những phương thức sống như thế rất

hiếm thấy trên lục địa và nó đã làm tăng thêm sự đa dạng của thế giới sinh vật vốn đã rất phong phú của Trái đất

Đa dạng di truyền bên trong loài cũng là một vấn đề đáng được quan tâm Một thí dụ đối với sinh

vật biển là cá Hypoplectrus unicolor (hamlet fish) có vô số dạng biến dị về màu sắc Ngược lại, có

những ngành chỉ chứa một số ít loài nhưng nó có lịch sử tiến hóa khá dài như trường hợp một loài cua

biển (horseshoe crab- Limulus)

Trong đại dương, thế giới sinh vật có kích thước đa dạng hơn so với trên cạn, đó là từ con vi khuẩn nhỏ bé đến những con cá voi khổng lồ và phạm vi về mối liên hệ không gian - thời gian lớn hơn Do vậy, dây chuyền thức ăn trong dại dương cũng phức tạp hơn so với dây chuyền thức ăn trên cạn

Vùng san hô nhiệt đới có số loài phong phú giống như ở vùng rừng nhiệt đới, còn vùng biển ôn đới có ít loài hơn song lại có năng suất cao hơn, mà điều này được thể hiện ở số lượng cá đánh bắt cho thương mại Vùng cực (cực Bắc và cực Nam) cũng có năng suất khá cao, mặc dù băng tuyết bao phủ quanh năm, song lại có tỷ lệ các loài chim và thú cao

3.1.2 Tuyệt chủng trong quá khứ

Tổng số các loài động vật và thực vật đã xuất hiện từ khi sự sống bắt đầu vào 3,5 tỷ năm trước cho tới ngày nay ước tính khoảng 100 - 250 triệu loài Hiện tại, số lượng các loài sinh vật là khoảng 5 - 10 triệu loài, tức là chỉ bằng 2 - 10% tổng số các loài đã từng có mặt trên Trái đất (Myers, 1979) Cùng với sự đa dạng và phong phú của sinh giới, sự tuyệt chủng của các loài đã bắt đầu và tiếp tục xảy ra Tuổi tồn tại trung bình của loài thường không quá 10 triệu năm và thành phần sinh vật của Trái đất cũng đã thay đổi nhiều lần Đã từng có những đợt tuyệt chủng hàng loạt Trong giai đoạn 600 triệu năm từ kỷ Cambri, các nhà cổ sinh học cho rằng đã có tới 5 đợt tuyệt chủng hàng loạt

Đợt tuyệt chủng lần thứ nhất diễn ra vào cuối kỷ Ordovic cách đây chừng 440 triệu năm, gây nên cái chết của 12% các họ động vật biển và 60% các loài động thực vật Có tới 85% số loài bị tuyệt chủng trong đợt này là các loài sinh vật biển Quá trình hồi phục hoàn toàn phải mất 25 triệu năm.Đợt tuyệt chủng lần thứ hai xảy ra vào cuối kỷ Devon cách đây chừng 365 triệu năm Đợt tuyệt chủng này kéo dài trong suốt 7 triệu năm và chấm dứt sự tồn tại của 60% các loài còn lại sau đợt tuyệt chủng lần thứ nhất Trong hai đợt tuyệt chủng trên, có tới 12% số các họ động vật biển bị tiêu diệt Quá trình hồi phục phải mất 30 triệu năm

Nghiêm trọng nhất trong số đó là đợt tuyệt chủng lần thứ ba xảy ra vào kỷ Péc-mi cách đây khoảng 245 triệu năm, kéo dài trong khoảng thời gian 1 triệu năm, xóa sổ khoảng 54% số họ động vật biển còn sót lại và cũng có tác động đáng kể lên thực vật và các sinh vật trên cạn, song ở mức thấp hơn Khi suy luận mức độ tuyệt chủng 54% số họ động vật biển sang mức loài, người ta đã ước lượng rằng có tới 77 - 96% số loài động vật biển còn sót lại đã bị tuyệt diệt Đối với sinh vật trên cạn, đợt tuyệt chủng này đã huỷ diệt 2/3 số họ Bò sát, lớp Lưỡng cư và tiêu diệt 30% số bộ Côn trùng Đây là thời điểm mà môi trường bị huỷ hoại rất nghiêm trọng: mực nước biển xuống cực thấp, không khí chứa rất ít khí Ô-xy, núi lửa phun trào Thảm hoạ này cũng đã có tác động rất lớn đến sự

đa dạng sinh học của Trái đất

Đợt tuyệt chủng lần thứ tư xảy ra vào cuối kỷ Triassic (kỷ Trias), cách đây khoảng 210 triệu năm Khoảng 20% số loài sinh sống trên Trái đất đã bị hủy diệt trong đợt này Rất nhiều loài Bò sát, lớp Chân bụng và lớp Hai mảnh vỏ (động vật thân mềm) đã bị biến mất trong giai đoạn này Hai đợt tuyệt chủng ba và bốn quá gần nhau nên quá trình phục hồi lại hoàn toàn phải mất 100 triệu năm (Wilson, 1992)

Đợt tuyệt chủng hàng loạt lần cuối cùng và nổi tiếng nhất đã diễn ra vào cuối kỷ Cretaceus (kỷ Phấn trắng) và đầu kỷ Tertiary (kỷ Thứ ba hay kỷ Đệ tam) cách đây khoảng 65 triệu năm Ngoài các loài Thằn lằn khổng lồ có hệ thần kinh giao cảm, hơn một nửa số loài Bò sát và một nửa các loài sống dưới biển đã không thoát khỏi nạn tuyệt diệt, trong khi đó các loài lưỡng cư và động vật có vú lại không bị ảnh hưởng Theo lý thuyết của Luis Alvarez và đồng nghiệp năm 1979, thủ phạm chính của thảm hoạ khủng khiếp này là một khối thiên thạch có đường kính khoảng 10 km đã lao vào Trái đất

cách đây 66 triệu năm và rơi xuống bán đảo Yucatan của Mexico ngày nay Nó đã gây nên cái chết của các loài Khủng long và các loài động vật khác Quá trình hồi phục phải mất 20 triệu năm.

Wilson (1992) cho rằng chỉ trừ có đợt tuyệt chủng lần thứ 5 ở kỷ Phấn trắng là do thiên thạch, còn bốn đợt tuyệt chủng trên đều không phải do thiên thạch hoặc núi lửa, mặc dù có tác động của núi lửa trong đợt tuyệt chủng ở kỷ Péc-mi Vào thời gian của 3 đợt tuyệt chủng đầu, cả Trái đất tạo nên một

lục địa có tên là Pangaea Khi mà phần phía Nam của lục địa Pangaea là Gondwana tách ra và va đập

vào cực Nam (quá trình dịch chuyển lục địa) đã gây nên băng hà toàn cầu và gây nên hai đợt tuyệt

chủng đầu tiên Phần phía Bắc của Pangaea là Laurasia tiếp tục trôi lên phía Bắc vào kỷ Péc-mi và lại

gây nên băng hà Nên lưu ý là thuyết trôi dạt lục địa được đề xuất vào năm 1912 và được chấp nhận vào cuối những năm 1960 và đã được dùng để giải thích sự tuyệt chủng của các loài

Tốc độ tuyệt chủng Tốc độ tuyệt chủng trung bình đã được tính là vào khoảng 9% trên mỗi triệu

năm (Raup, 1978) Suy thêm ra thì tốc độ này là 0,000009% cho mỗi năm, tức là cứ 5 năm mất khoảng

1 loài trong cái sinh quyển hiện chứa khoảng 2 triệu loài Con số này có thể là thấp đến 10 lần vì các nhà cổ sinh học thường không tính được đến các loài đặc hữu, do vậy tốc độ tuyệt chủng được tính lại

là mất 2 loài mỗi năm Mặc dầu thế, tốc độ đó cũng không thấm gì so với tốc độ tuyệt chủng hiện tại Lưu ý là tốc độ tuyệt chủng đã được tính toán mà không có sự phân biệt giữa các đợt tuyệt chủng lớn (tuyệt chủng hàng loạt) và các đợt tuyệt chủng nhỏ, có đợt tuyệt chủng kéo dài hàng triệu năm, có đợt chỉ xảy ra trong vòng 1 năm như đợt tuyệt chủng cuối kỷ Phấn trắng và đầu kỷ Thứ ba

Tuổi thọ tự nhiên của loài Các nhà cổ sinh học đã sử dụng hóa thạch hiện tồn tại ở cá và các

động vật không xương sống để đánh giá tuổi thọ tự nhiên của loài Vào các Đại Cổ sinh (Paleozoic) và Đại Trung sinh (Mesozoic), sự tồn tại trung bình là vào khoảng 1 đến 10 triệu năm, chẳng hạn 6 triệu

năm cho động vật da gai; 1,9 triệu năm cho lớp Bút đá (Graptolites) những động vật có họ hàng xa với các loài có đốt sống; 1,2 đến 2 triệu năm cho lớp Cúc đá (Ammonites) các loài nhuyễn thể có vỏ bao

(Raup, 1981; 1984) Thực vật có hoa Đại Tân sinh (Cenozoic) cũng có sự tồn tại trung bình trong khoảng 1 - 10 triệu năm Các loài thú cũng có tuổi thọ khoảng từ 0,5 đến 5 triệu năm

3.1.3 Đánh giá mất mát đa dạng sinh học

Vào năm 1963, MacArthur và Wilson đã đưa ra mô hình tính toán tương quan số lượng loài và diện tích vùng trên cơ sở các quan sát ở vùng Caribê Nguyên tắc là diện tích càng lớn thì số lượng loài càng nhiều Các đảo lớn cũng cho phép các loài tăng sự cách biệt về địa lý, tăng kích thước quần thể

và đã có cơ hội làm tăng tính đặc thù của loài và làm giảm xác suất bị tuyệt chủng của các loài mới hình thành qua tiến hoá

Trong một quần đảo, số các loài chim (hay bò sát, kiến hoặc một nhóm sinh vật tương ứng) tìm thấy trên mỗi đảo tăng lên theo số mũ của diện tích đảo theo công thức toán học sau:

S = CAz

Trong đó S là số loài, A là diện tích đảo và C là hằng số, còn z là số mũ Số mũ có thể thay đổi tuỳ theo hoàn cảnh, mà trong đa số trường hợp nó biến động từ 0,15 đến 0,35 Theo lý thuyết này thì trong trường hợp điển hình (khi số mũ = 0,25 hoặc gần = 0,25), nếu diện tích tăng 10 lần, số các loài tăng gấp đôi (MacArthur and Wilson, 1967)

Mô hình địa lý sinh học đảo được sử dụng để dự tính, dự báo số lượng và tỉ lệ loài có thể bị tuyệt chủng một khi nơi cư trú của chúng bị huỷ hoại (Simberloff, 1986) Diện tích nơi cư trú bị thu hẹp làm giảm khả năng nuôi dưỡng của nơi sống Mô hình này cũng được mở rộng sự áp dụng đối với các khu bảo vệ (Khu bảo tồn thiên nhiên và Vườn Quốc gia), nơi bị bao bọc bởi các hệ sinh thái đã

bị tổn thương và nơi cư trú bị huỷ hoại Các khu này cũng được coi như những hòn đảo trên biển và