Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm chân khớp bé (microarthropoda) ở đai cao khí hậu 300 600m của vườn quốc gia xuân sơn, tỉnh phú thọ

Do có kích thước nhỏ, số lượng lớn, vòng đời ngắn, sinh sống ở khắp loại hình sinh cảnh, khắp mọi địa hình từ sa mạc đến vùng băng tuyết, từ Bắc cực đến xích đạo, có độ thích nghi sinh t

Danh mục ảnh

Trang

Hình 1: Tác giả chụp ảnh cùng người dẫn đường (ngoài cùng bên trái)……… 9

Hình 2: Khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu……… 9

Hình 3: Thu mẫu tại đai cao 300-600m……… 11

Hình 4: Máy đo độ cao tại đai cao nghiên cứu 300-600m……… 11

Hình 5: Xử lý số liệu tại phòng thí nghiệm……… 14

Hình 6: Văn phòng Vườn Quốc gia Xuân Sơn 17

Hình 7: Vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ 18

Hình 8: Trạm bảo vệ rừng Xóm dù, Vườn Quốc gia Xuân sơn………… 23

DANH MụC BIểU Đồ

Trang Biểu đồ 1.1 Tỉ lệ thành phần của 2 nhóm Acarina và Collembola

ở tầng rêu……… 24 Biểu đồ 1.2 Tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của

Acarina (bên trên) và Collembola (bên dưới) 27 Biểu đồ 2.1 Tỉ lệ thành phần của Acarina và Collembola

ở tầng thảm lá……… 28 Biểu đồ 2.2 Tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của nhóm

Acarina (bên trên) và Collembola (bên dưới) 30 Biểu đồ 3.1 Tỉ lệ thành phần của 2 nhóm Acarina và Collembola

ở tầng đất……….32 Biểu đồ 3.2 Tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của nhóm

Acarina (bên trên) và Collembola (bên dưới) 34 Biểu đồ 4.1 Tỉ lệ thành phần của 2 nhóm Acarina và Collembola

theo tầng phân bố………36 Biểu đồ 4.2 Tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của Acarina

theo tầng phân bố………40 Biểu đồ 4.3 Tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của Collembola

theo tầng phân bố………40

DANH MụC BảNG

Trang Bảng 1.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé……….24 Bảng 1.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Acarina 25 Bảng 1.3 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Collembola 25 Bảng 2.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé 28 Bảng 2.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Acarina 29 Bảng 2.3 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Collembola 29 Bảng 3.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé 32 Bảng 3.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Acarina 33 Bảng 3.3 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Collembola 33 Bảng 4.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé theo tầng phân bố 35 Bảng 4.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân

loại của Acarina và Collembola theo tầng phân bố………38

mục lục

Mở đầu……… 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích của đề tài……….2

3 Nhiệm vụ của đề tài đề tài……… 2

Chương 1: Tổng quan tài liệu 3

1.1 Tình hình nghiên cứu nhóm động vật Chân khớp bé trên thế giới 3

1.2 Tình hình nghiên cứu nhóm động vật Chân khớp bé ở Việt Nam……… 5

Chương 2: Đối tượng, thời gian và phương pháp nghiên cứu………… 10

2.1 Đối tượng nghiên cứu 10

2.2 Thời gian nghiên cứu 10

2.3 Phương pháp nghiên cứu 12

2.3.1 Thu mẫu định lượng ở đất, thảm lá và rêu 12

2.3.2 Tách lọc mẫu động vật chân khớp bé……… 12

2.3.3 Phân tích mẫu động vật Chân khớp bé và xử lí số liệu………13

2.4 Vị trí phân loại, một vài nét về đặc điểm sinh học và dấu hiệu chuẩn loại Bọ nhảy (Collembola)……… 14

2.5 Vị trí phân loại, hình thái chung, đặc điểm để phân biệt các nhóm Acarina……….15

Chương 3: Khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu, địa điểm nghiên cứu……….17

3.1 Vị trí địa lý, địa hình và đất đai……… 17

3.2 Khí hậu 19

3.3 Tài nguyên thực vật 19

3.4 Tài nguyên động vật 20

3.5 Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu 21

Trang

3.6 Địa điểm nghiên cứu……… 23 Chương 4: Kết quả nghiên cứu……… 24 4.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã

Chân khớp bé (Microarthropoda) ở tầng rêu……….24 4.1.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã Chân khớp bé………24 4.1.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại

của Acarina và Collembola……… 25 4.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã

Chân khớp bé (Microarthropoda) ở tầng thảm lá……… 28 4.2.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã Chân khớp bé 28 4.2.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại

của Acarina và Collembola……….29 4.3 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã

Chân khớp bé (Microarthropoda) ở tầng đất 32 4.3.1 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần quần xã Chân khớp bé 32 4.3.2 Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại

của Acarina và Collembola……… 33 4.4 So sánh sự thay đổi giá trị mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé theo tầng phân bố (tầng đất, tầng thảm lá và tầng rêu) 35 4.4.1 Sự thay đổi giá trị mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã

Chân khớp bé theo tầng phân bố 35 4.4.2 Sự thay đổi giá trị mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm

phân loại của Acarina và Collembola theo tầng phân bố……… 37 Kết luận và kiến nghị……… 42 Tài liệu tham khảo……… 44 Phụ lục

Danh mục các chữ viết tắt

STT Viết thường Viết tắt

Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần

các nhóm Chân khớp bé (Microarthropoda) ở đai cao 300-600m của vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ” đã được hoàn thành với nỗ lực của bản

thân và sự giúp quý báu của các tổ chức, cơ quan và các cá nhân Tôi xin gửi lời cám ơn đến:

- Các giảng viên trong khoa Sinh-KTNN nói riêng, trong trường

ĐHSP Hà nội 2 nói chung đã trang bị những kiến thức cơ bản trong những năm học vừa qua

- Ban quản lý Vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

- Phòng thí nghiệm Động vật, khoa Sinh-KTNN, trường ĐHSP

Hà nội 2

- Các bạn sinh viên K31,K32,K33 khoa Sinh-KTNN, trường

ĐHSP Hà nội 2 đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm đề tài

- PGS.TS Vũ Quang Mạnh, Gv khoa Sinh-KTNN, trường ĐHSP

Hà nội

- ThS Đào Duy Trinh, Gv khoa Sinh-KTNN, trường ĐHSP Hà

nội 2

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Đào Duy Trinh, PGS.TS

Vũ Quang Mạnh, những người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài

Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô và các bạn cho đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 15 tháng 05 năm 2010 Sinh viên

Nguyễn Hữu Hòa

Lời Cam đoan

Tôi xin cam đoan:

Khóa luận này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi

Kết quả của khóa luận không trùng với bất kỳ kết quả của tác giả nào đã được

mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Khu hệ động vật đất, trong đó nhóm động vật Chân khớp bé (Microarthropoda) với kích thước cơ thể nhỏ bé (từ 0,1-0,2 đến 2-3 mm) thường chiếm ưu thế về số lượng Microarthropoda ở đất gồm chủ yếu là các

đại diện của Ve bét (Acarina) và Bọ nhảy (Collembola) Ngoài ra, còn có rết tơ (Myriapoda: Symphyla), côn trùng đuôi nguyên thuỷ, bọ hai đuôi và bọ ba

đuôi (Insecta: Protura, Diplura, Thysanura) Chúng tham gia tích cực vào các quá trình sinh học của đất, quá trình vận chuyển năng lượng và vật chất, quá trình làm sạch đất khỏi các ô nhiễm chất thải (hữu cơ và hoá học), chất phóng xạ Chúng làm gia tăng độ màu mỡ của đất thông qua các hoạt động sống của mình [10]

Ve bét và Bọ nhảy được đặc biệt quan tâm, bởi chúng rất nhạy cảm với các sản phẩm hoá chất sử dụng trong sản xuất nông nghiệp, với sự thay đổi các yếu tố khí hậu môi trường và tính chất đất, đồng thời là véc tơ lan truyền nhiều nhóm kí sinh trùng, mầm bệnh và các chất gây ô nhiễm trong môi trường đất Do có số lượng nhiều, nên Ve bét là đối tượng thích hợp cho các nghiên cứu chỉ thị sinh học điều kiện môi trường Hệ sinh thái đất rừng, bao gồm cả lớp thảm lá phủ và thân cây gỗ mục, thảm rêu quanh thân gỗ, là những sinh cảnh sống đa dạng và thích hợp cho nhiều nhóm Ve giáp và Chân khớp bé khác Do có cấu trúc dinh dưỡng phong phú, bao gồm những nhóm chuyên hoá, phân huỷ và ăn xác cây gỗ mục, phân huỷ cơ học xác mùn thực vật, hay những nhóm ăn nấm, nên chúng có vai trò quan trọng đảm bảo sự cân bằng trong cấu trúc hệ vi nấm và vi khuẩn [6, 8, 12]

Theo Kiều Thị Bích Thuỷ, 1998: trong quá trình hoạt động sống của mình, Bọ nhảy hoàn trả lại cho đất các nguyên tố như canxi, cacbon,… góp

phần thay đổi chất lượng axit mùn, cải tạo chất lượng đất Do có kích thước nhỏ, số lượng lớn, vòng đời ngắn, sinh sống ở khắp loại hình sinh cảnh, khắp mọi địa hình từ sa mạc đến vùng băng tuyết, từ Bắc cực đến xích đạo, có độ thích nghi sinh thái cao, phương pháp thu bắt dễ dàng nên Bọ nhảy là đối tượng nghiên cứu thích hợp phục vụ cho việc nghiên cứu về hình thái, sinh thái cá thể và quần thể, là vật chỉ thị sinh học tốt trong việc đánh giá các tác

động yếu tố môi trường [4,7]

Vườn Quốc gia Xuân Sơn là một trong những địa điểm có tính đa dạng sinh học cao Tại đây, môi trường tự nhiên và thảm thực vật còn giữ được khá tốt Đã có những nghiên cứu tương đối đồng đều về khu hệ động thực vật của vườn như: Thú, chim, lưỡng cư, bò sát… nhưng riêng về khu hệ côn trùng và

động vật Chân khớp bé vẫn đang được nghiên cứu [7]

Xuất phát từ những vấn đề trên chúng tôi chọn đề tài:

“Cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm Chân khớp bé (Microarthropoda) ở đai cao 300-600m của vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ”

2 Mục đích của đề tài

Mục đích của đề tài: đề tài cung cấp cung cấp, bổ sung thêm dẫn liệu mới về cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm Chân khớp bé (Microarthropoda) theo tầng phân bố ở đai cao 300-600m của vườn Quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ

3 Nhiệm vụ của đề tài đề tài

2.1 Nghiên cứu cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần của quần xã Chân khớp bé (Microarthropoda) bao gồm 2 nhóm chủ yếu là Acarina và Collembola ở 3 tầng phân bố: tầng rêu, thảm lá và tầng đất (0-10 cm)

2.2 Nghiên cứu cấu trúc mật độ và tỉ lệ thành phần các nhóm phân loại của Acarina và Collembola ở 3 tầng phân bố: tầng đất, tầng thảm lá và tầng rêu

Chương 1

TổNG QUAN TàI LIệU

1.1 Tình hình nghiên cứu nhóm động vật Chân khớp bé trên thế giới

Sự phát triển của thực vật có ý nghĩa lớn lao đối với sự tồn tại của đời sống con người và động vật Trong khi đó, sự phát triển của thực vật lại phụ thuộc vào dinh dưỡng khoáng trong đất mà chủ yếu phụ thuộc vào quá trình phân huỷ lớp xác thực vật và động vật Thảm thực vật không chỉ là một kho chứa dinh dưỡng cho cả hệ sinh thái mà còn là thành phần bắt buộc phải có của hệ sinh thái đó Độ đa dạng của thảm thực vật quyết định độ đa dạng của cả phức hệ sinh thái Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất bao gồm là xác thực vật, xác động vật phần lớn phụ thuộc vào hoạt động của động vật đất Chính sự hoạt động của hệ động vật đất lại có ảnh hưởng quyết định tới độ sâu của tầng đất thông qua sự tạo độ ẩm, sự khoáng hoá và từ đó ảnh hưởng tới độ thoáng khí, độ thấm của đất Như vậy, có thể nói chính hệ động vật đất đã ảnh hưởng quyết định đến thành phần, tính chất của đất và góp phần hoàn thành chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên [10]

Chiếm sinh khối chủ yếu trong đất là nhóm Chân khớp nhỏ mà thành phần chủ yếu là hai nhóm Collembola và Acarina Trên thế giới, nhóm động vật Chân khớp bé đã được nghiên cứu và mô tả vào khoảng giữa thế kỉ XVIII [10]

Nghiên cứu của Krivolutsky (1978) cho thấy ở vùng đất thảo nguyên của Liên Xô cũ, phức hợp Oribatida thay đổi về thành phần loài và độ phong phú theo sự phát triển của quá trình trồng rừng, điều này chứng tỏ có sự thay

đổi nhất định điều kiện môi trường sống ở đất và tầng thảm lá rừng [10]

Bọ nhảy (Collembola) là những Chân khớp nguyên thuỷ đã được biết

đến cách đây rất lâu Dạng hoá thạch của chúng thuộc kỷ DeVon đã được phát

hiện tại vùng đầm lầy Thụy Điển có tuổi cách đây 400 triệu năm Một dạng

hoá thạch khác: Protentomobrya walkeri Folsom, 1937 được phát hiện ở vùng

Ban tích vào kỷ Paleozoi Dạng này đều thuộc về họ ngày nay [14] Nhiều công trình đã tìm hiểu sự thích nghi của Collembola với thành phần không khí

và tính chất hoá học của nơi cư trú Theo Kiều Thị Bích Thuỷ, 1998 : giống như các động vật sống cư trú trong phân động vật và phần thực vật bị thối rữa, nhiều loài Collembola bền vững với nồng độ cao của một số khí độc và hàng loạt Collembola sống trong đất nhiễm mặn nặng hay vùng triều Những Collembola trưởng thành ăn nấm, tảo, vi khuẩn, các vụn thực vật thối rữa, thậm chí có trường hợp chúng ăn thịt lẫn nhau [5,9]

Trên thế giới, loài Collembola đầu tiên được Linneaus mô tả vào năm

1758 tại Thụy Điển và sau đó là hàng loạt các công trình nghiên cứu về khu hệ Collembola ở các địa điểm khác nhau thuộc các khu vực khác nhau của các châu lục ra đời bởi các tác giả như: Muller, 1876; Templeton, 1835; Boheman, 1865; Brause, 1869; Labbok, 1898; Schaffer, 1899 [13]

Cho đến nay, công trình nghiên cứu “Khu hệ Collembola Châu Âu” của tác giả Gisin, 1960 và “Collembola Ba Lan trong mối liên quan với khu hệ Collembola thế giới” của Stach (1947 - 1963) được coi là cơ bản và đầy đủ nhất [13]

Nghiên cứu của Chernova (1988) cho thấy về số lượng, nhóm Collembola chỉ đứng sau Oribatida Chúng có mặt ở khắp nơi trên trái đất, liên quan tới tất cả các kiểu đất, các kiểu thảm thực vật từ vùng đài nguyên lạnh giá, đến vùng xích đạo rậm rạp Kết quả điều tra của Stebaeva (1988) khẳng

định trong mọi trường hợp, sự phân bố theo chiều thẳng đứng của Bọ nhảy tương ứng và chặt chẽ với cấu trúc và chế độ nước, không khí của đất và rất dễ

bị thay đổi dưới ảnh hưởng của các nhân tố bất kì Vì vậy, Collembola có thể làm chỉ thị chính xác cho điều kiện của đất [13,14]

Ngày nay, đã có hơn 7000 loài Collembola đã được phát hiện và ngày càng có thêm nhiều loài mới được bổ sung Nhiều nhà khoa học nước ngoài đã tập trung đi sâu vào nghiên cứu sinh thái, sinh học, khu hệ Collembola [13] 1.2 Tình hình nghiên cứu nhóm động vật Chân khớp bé ở Việt Nam

Động vật Chân khớp bé ở Việt Nam đã được bước đầu nghiên cứu từ những năm 30 của thế kỷ XX, ban đầu chỉ là những nghiên cứu lẻ tẻ của các tác giả nước ngoài khi kết hợp với các nhóm sinh vật khác Sau này chúng

được nghiên cứu kỹ và rộng hơn ở nhiều kiểu sinh cảnh khác nhau bởi nhóm một số tác giả trong nước Nhiều kết quả nghiên cứu về Ve bét, Bọ nhảy Việt Nam đã được công bố ở một số hội nghị, hội thảo trong nước và quốc tế cũng như trên các tạp chí chuyên ngành

Gần đây, đã có các nghiên cứu về cấu trúc nhóm Microarthropoda theo các sinh cảnh, các đai cao khí hậu, theo các tầng thẳng đứng trong đất (Vũ Quang Mạnh 1982, 1989, 1990, 1993; Vương Thị Hòa,1996; Vũ Quang Mạnh, Vương Thị Hoà, Nguyễn Trí Tiến, Đỗ Huy Trình, 2002; Hà Hoài Nam 2003; Nguyễn Trọng Năm ,2003; Vũ Quang Mạnh, Nguyễn Xuân Lâm, Khiếu Thị Nhàn, 2005; Đào Duy Trinh, 2006…) [3, 5, 6, 7, 8]

Vũ Quang Mạnh (1990) đã tổng kết tất cả các công trình nghiên cứu về Microarthropoda ở Việt Nam cho đến thời điểm đó Tác giả rút ra kết luận về thành phần, đặc điểm phân bố và số lượng Microarthropoda, nêu một số quy luật sinh thái quyết định sự hình thành cấu trúc định tính và định lượng của quần xã Oribatida ở đất Đồng thời tác giả dẫn ra danh sách 117 loài Oribatida

đã biết ở Việt Nam, cùng đặc điểm phân bố của chúng theo vùng địa lý, loại

đất và hệ sinh thái [7,8]

Năm 1967, lần đầu tiên trong công trình “New Oribatids from Viet Nam”, hai tác giả Hungari là J Balogh và S Mahunka đã giới thiệu khu hệ, danh pháp học và đặc điểm phân bố của 33 loài Ve giáp, trong đó đã mô tả tới

29 loài và 4 giống mới cho khoa học Tiếp theo đó là khu hệ Ve giáp của Việt

Nam đã được các tác giả nước ngoài như: Tiệp Khắc (trước đây), Liên Xô (cũ), Bungari, Canada, Tây Ban Nha, Ukaraina và Nhật Bản nghiên cứu [ 9,11,14]

Vũ Quang Mạnh (1994) giới thiệu danh sách gồm 28 loài Oribatida sống ở đất vùng ven biển Yên Hưng (Quảng Ninh), đảo Cát Bà (Hải Phòng) và

ở Từ Liêm (Hà Nội) cùng phân bố của chúng theo sinh cảnh, theo độ cao so với mặt nước biển, trong đó tác giả nêu mối liên hệ giữa Oribatida vùng đảo Cát Bà, vùng ven biển với Oribatida ở sâu trong đất liền [9]

Vũ Quang Mạnh, Vương Thị Hoà (2002) có nhận xét cấu trúc quần xã

Ve giáp ở hệ sinh thái đất có liên quan rõ rệt với sự suy giảm của cây gỗ rừng

Nó có thể được xem xét và đánh giá như một đặc điểm sinh học, chỉ thị quá trình diễn thế của thảm rừng Tam Đảo nói riêng và của Việt Nam nói chung Mặt khác có sự thay đổi đặc điểm đa dạng thành phần loài của quần xã Ve giáp theo chiều thẳng đứng, từ thảm rêu quanh thân cây và vụn thực vật, nằm trên mặt đất từ 0-100 cm, cho đến lớp thảm lá rừng phủ trên mặt đất, lớp đất mặt 0-10 cm và lớp đất sâu 11-20 cm ở hệ sinh thái rừng Tam Đảo Chỉ số này

có thể được xem xét như một yếu tố chỉ thị sinh học các diễn thế ở hệ sinh thái rừng Việt Nam [12]

Năm 2004, Vũ Quang Mạnh, Nguyễn Xuân Lâm nghiên cứu quần xã

động vật chân khớp bé ở các đai cao của vườn quốc gia Tam Đảo, không phát hiện sự khác biệt đáng kể trong cấu trúc nhóm, trong phân bố thẳng đứng của nhóm Microarthropoda và của Acarina Khi nghiên cứu về đai cao khí hậu của

hệ sinh thái đất rừng, phát hiện thấy sự khác biệt về mật độ quần xã Microarthropoda và Acarina Mật độ của Acarina đạt lớn nhất ở hệ sinh thái rừng của đai cao 900 m, còn ở đai cao 1300 m và 450 m, số lượng cá thể đồng

đều [11]

Vũ Quang Mạnh, Nguyễn Xuân Lâm (2005) nghiên cứu đặc trưng phân

bố và tính chất địa động vật của khu hệ Ve giáp (Acarina: Oribatida) ở Việt

Nam Khu hệ này hiện biết với 158 loài, thuộc 46 họ, mang tính chất ấn Độ- Mã Lai và thuộc vùng địa động vật đông phương Khu hệ có nhiều động vật chung với khu hệ Thái Lan, Inđônêxia, Malaixia, Philippin, cùng Nhật Bản và các đảo vùng nam Thái Bình Dương Khu hệ Ve giáp Việt Nam có tính chuyên biệt cao, với 76 loài chỉ mới phát hiện ở riêng lãnh thổ Việt Nam Tại một số vùng núi phía bắc khu hệ động vật Ve giáp đã gặp một số yếu tố động

vật Cổ Bắc, thuộc các giống Nothrus C.L Koch, 1836; Metabelba Grandjean, 1956; Tectocepheus Berlese, 1913; Oppia C.L Kock, 1836; Xylobates Jacot, 1929; Scheloribates Berlese, 1908; Orbatella Bank, 1895; Achipteria Berlese,

1885 và Galumna Heyden, 1826 [6,7]

Năm 1994 - 1997, khi điều tra tác động của thuốc trừ sâu (Vofatox, Moniror, Padan ) được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp ở vùng trồng rau, cây cảnh thuộc Từ Liêm (Hà Nội), Thường Tín (Hà Tây cũ, nay thuộc TP.Hà nội), Nguyễn Trí Tiến (2000) đã nhận thấy tác động của các hóa chất bảo vệ thực vật nói chung (trong đó có thuốc trừ sâu và diệt cỏ), đặc biệt là nhóm lân hữu cơ, cacbonat đã làm giảm số lượng loài, giảm tính đa dạng của Bọ nhảy nói riêng và khu hệ động vật không xương sống nói chung, khi so sánh đối chứng Thuốc trừ sâu thể hiện những mức độ tác động khác nhau đến động vật

đất: nếu phun ở nồng độ thích hợp (0,02%) thì thuốc có tác dụng kích thích sự phát triển của một số nhóm Bọ nhảy và Chân khớp khác Trong trường hợp ngược lại, thuốc sẽ gây tác động xấu tiêu diệt nhiều loài mẫn cảm vốn là những loài có số lượng ít nhưng tham gia quyết định vào độ đa dạng của quần xã Đồng thời làm xáo trộn cấu trúc nội tại, làm thay đổi tỉ lệ thành phần nhóm, làm thay đổi cấu trúc ưu thế [10,13]

Trong thời gian từ 1998 - 2005, Nguyễn Trí Tiến đã mô tả và công bố

28 loài Bọ nhảy mới cho khoa học đã bổ sung thêm hàng trăm loài cho khu hệ Collembola ở Việt Nam

Nguyễn Trí Tiến (2003) khi nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của phân bón với công thức khác nhau đến nhóm Bọ nhảy ở đất bạc màu (Hiệp Hòa, Bắc Giang) đã ghi nhận được có 44 loài Bọ nhảy thuộc 27 giống, 12 họ Bọ nhảy phân bố tương đối đồng đều ở cả 2 độ sâu đất (0-10cm và 11-20cm) Mật

độ trung bình (con/m2) của nhóm Bọ nhảy dao động từ 26570 con/m2 đến

30000 con/m2 [13]

ảnh hưởng của phân bón vi sinh đến sự đa dạng của động vật đất đã

được Nguyễn Trí Tiến và cộng sự điều tra ở vùng trồng chuyên canh rau xã Gia Xuyên, huyện Gia Lộc,tỉnh Hải Dương (2004-2006), ở vùng chuyên trồng lúa của 5 huyện ở Nam Định (2005-2007), ở đất trồng đậu tương xã Bảo Hiệu, Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình (2004-2005) của Phạm Đức Tiến cùng cộng sự cũng

đi đến kết luận: phân bón vi sinh có tác động tích cực tới hệ sinh vật đất, tới

Bọ nhảy, làm số lượng loài ưa thích với loại phân này gia tăng số lượng nhưng mặt khác thì phân vi sinh và cách chăm sóc cây trồng theo IBM cũng làm giảm tính đa dạng loài, giảm tính đồng đều của cả quần xã [13,14]

Nhìn chung trong những năm gần đây, Chân khớp bé đã được điều tra nghiên cứu ở nhiều địa phương trong cả nước, các địa điểm nghiên cứu thuộc nhiều hệ sinh thái khác nhau, tập trung chủ yếu vào các vườn Quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên Tuy nhiên, do đặc điểm cư trú của Chân khớp bé phân tán, gắn bó chặt chẽ với điều kiện sinh thái của nơi sống cụ thể, nên việc điều tra nghiên cứu về khu hệ, sinh thái của nhóm này cần được tiến hành liên tục, rộng khắp nhằm ngày càng được bổ sung đầy đủ hơn những dẫn liệu mới về thành phần loài cũng như đặc điểm cư trú của chúng, mở ra khả năng khai thác những mặt lợi ích từ chúng phục vụ cho khoa học và thực tiễn

Hình 1: Tác giả chụp ảnh cùng người dẫn đường (ngoài cùng bên trái)

Hình 2: Khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu

Chương 2

Đối tượng, thời gian

và phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu về nhóm động vật Chân khớp bé (Microarthropoda ) ở đất thuộc Vườn quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ, trong

đó phân tích chủ yếu là các đại diện thuộc 2 nhóm:

Nhóm Ve bét (Acarina) thuộc lớp Hình nhện (Arachnida), phân ngành

Có kìm (Chelicerata), ngành Chân khớp (Arthropoda) gồm các nhóm phân loại nhỏ sau: Oribatida, Gamasina, Uropodina, Acarina khác

Nhóm Bọ nhảy (Collembola) thuộc phân lớp Sâu bọ hàm ẩn (Entognatha), lớp Sâu bọ (Insecta), phân ngành Có ống khí (Tracheata), ngành Chân khớp (Arthropoda) gồm các nhóm phân loại nhỏ sau: Poduromorpha, Entomobryomorpha, Symphypleona [7,10,14]

2.2 Thời gian nghiên cứu

Chúng tôi đã tiến hành thu 3 đợt, thu mẫu từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 9 năm 2008 Cụ thể:

Đợt I: ngày 23 và ngày 24 tháng 11 năm 2007

Đợt II: ngày 28 và ngày 29 tháng 03 năm 2008

Đợt III: ngày 27 và ngày 28 tháng 09 năm 2008

Tất cả các mẫu được thu sau khi đã khảo sát môi trường, chọn địa điểm thu mẫu và thu theo phương pháp chuẩn của Ghilarov, 1975 [2]

Mẫu sau khi thu đều được xử lý và phân tích đồng bộ Mẫu đất được lọc

và tách Microarthropoda tại phòng thí nghiệm bộ môn Động vật của trường

Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 (từ ngày 25/11/2007 đến ngày 20/12/2009)

Hình 3: Thu mẫu tại đai cao 300-600m

Hỡnh 4: Máy đo độ cao tại đai cao nghiên cứu 300-600m

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Mẫu định lượng của Chân khớp bé được thu ở 3 tầng phân bố: tầng rêu, tầng thảm lá và tầng đất của sinh cảnh rừng tự nhiên thuộc đai cao địa lý 300-600m

2.3.1 Thu mẫu định lượng ở đất, thảm lá và rêu

Mẫu đất định lượng được lấy ở độ sâu 0-10 cm (kí hiệu -1) Kích thước của mỗi mẫu thu là 5x5x10 cm Mẫu đất được thu bằng hộp sắt có diện tích bề mặt cắt tương ứng 25 cm2

Đối với thảm lá rừng phủ trên mặt đất (ký hiệu 0), mẫu định lượng là tất cả lá mục, cành cây, xác hữu cơ phủ trên mặt đất có diện tích 20cm x 20cm

Đối với các mẫu là thảm rêu bám trên thân cây gỗ rừng, xác vụn thực vật ở trên mặt đất nằm ở độ cao từ 0 - 100 cm trên mặt đất (ký hiệu +1), mẫu

định lượng là số lượng rêu thu gom trung bình từ 250 gr đến 500 gr/mẫu

Tất cả các mẫu sau khi thu được ở thực địa đều được cho ngay vào túi nilon riêng, bên trong có nhãn, ghi những thông số cần thiết (ngày, tháng lấy mẫu, sinh cảnh, tầng phân bố…) rồi buộc chặt lại Các mẫu thu được trong cùng một tầng được để vào một túi nilon to, để khỏi lẫn và đỡ mất thời gian khi tách lọc

Cả 3 loại mẫu: tầng đất, thảm lá, tầng rêu đều được thu nhắc lại 5 lần cho mỗi đợt điều tra

2.3.2 Tách lọc mẫu động vật chân khớp bé

Nhóm Chân khớp bé được tách ra khỏi đất theo phương pháp phễu lọc

“Berlese- Tullgren”, dựa theo tập tính hướng đất dương và hướng sáng âm của

động vật đất Mẫu đất trong phễu lọc sẽ khô dần, sau đó Microarthropoda chui sâu dần xuống lớp đất phía dưới, qua lưới lọc và rơi xuống đáy phễu, vào ống nghiệm có đựng dung dịch định hình là formol 4%

Các phễu lọc “Berlese- Tullgren” có cấu tạo như sau: Phễu được làm bằng thuỷ tinh hoặc giấy cứng, có chiều cao 30 cm, đường kính miệng 20 cm,

đường kính vòi 1,5 cm Bộ được đặt trên giá gỗ, vòi phễu gắn với ống nghiệm chứa dung dịch formol 4% bên trong có etiket ghi giống nhãn túi nilon Mẫu

đất đặt trong các rây lọc hình trụ, có lưới lọc bằng nilon, đường kính lỗ dưới 1x1mm, đường kính rây lọc 15 cm với thành bằng kim loại cao 5 cm Trước khi đặt mẫu vào rây, đất hay xác thực vật được bẻ nhỏ, vụn và rải đều trên mặt lưới, phần đất hoặc lá vụn lọt qua lỗ lưới sẽ được đổ trở lại sau khi đặt rây vào phễu Các mẫu được lọc liên tục trong 7 ngày đêm trong điều kiện phòng thí nghiệm [6]

Sau thời gian lọc, chúng tôi dùng dây chun bó các ống nghiệm đã được nút bông có cùng tầng phân bố với nhau, rồi lần lượt đặt vào bình miệng rộng

có chứa dung dịch formol 4% để khi tiến hành phân tích thì các mẫu không bị nhầm lẫn và hỏng

2.3.3 Phân tích mẫu động vật Chân khớp bé và xử lí số liệu

Để có thể phân tích và đếm số lượng các mẫu động vật Chân khớp bé, chúng tôi đặt giấy lọc có chia ô lên phễu thuỷ tinh, rồi đổ riêng mỗi ống nghiệm đã thu mẫu lên trên giấy lọc Sau khi đã lọc hết nước, đặt tờ giấy lọc

có chứa các động vật vào hộp lồng Petri để phân tích dưới kính lúp 2 mắt Dùng kim nhặt riêng từng nhóm phân loại và tính đếm số lượng, đối với Ve bét và Bọ nhảy chúng tôi chỉ tách riêng thành các nhóm sau:

Ve bét: Tách thành 4 nhóm chính bao gồm: Oribatida, Gamasina, Uropodina và các Acarina khác

Bọ nhảy: Tách thành 3 nhóm chính bao gồm: Poduromorpha, Entomobryomorpha, Symphypleona

Mỗi ống nghiệm đựng mẫu đều có nhãn ghi lại các thông số cần thiết

và nút bằng bông không thấm nước Để giữ mẫu được lâu không bị giòn, nát cần bổ sung vào dung dịch định hình một vài giọt Glixerin

Tất cả các mẫu đã phân tích, sau khi được Ths Đào Duy Trinh kiểm tra,

sẽ được cho vào ống nghiệm nhỏ chứa dung dịch định hình trong có nhãn ghi

địa điểm, thời gian, sinh cảnh, tầng phân bố rồi nút bằng nút bông không thấm nước

Số liệu trong phần kết quả nghiên cứu, được qui đổi ra: số lượng cá thể/1m2 thảm lá hay số lượng cá thể/1m2 đất và số lượng cá thể/1kg rêu

Hỡnh 5:Xử lý số liệu tại phòng thí nghiệm

2.4 Vị trí phân loại, một vài nét về đặc điểm sinh học và dấu hiệu chuẩn loại Bọ nhảy (Collembola)

- Vị trí phân loại (theo Thái Trần Bái, 2001) [1]:

Bọ nhảy (Collembola) thuộc: Phân giới động vật đa bào (Metazoa)

Động vật đa bào chính thức (Eumetazoa)

Động vật có miệng nguyên sinh (Protostomia) Ngành Chân khớp (Arthropoda)

Phân ngành Có ống khí (Tracheata) Lớp Sâu bọ (Insecta)

Phân lớp Sâu bọ hàm ẩn (Entognatha)

- Vài nét về đặc điểm sinh học của Bọ nhảy (Collembola) [13]:

+ Kích thước và hình thái ngoài: đa số Bọ nhảy có kích thước khoảng

0,3-8 mm chiều dài thân Có một số đại diện có chiều dài đến 5-9 mm (Morulila,

Tomocerus…) và một số loài khác có kích thước rất nhỏ 0,2-0,7 mm (Neelidae) Cơ thể chia 3 phần: đầu, 3 đốt ngực và 6 đốt bụng Đầu có cơ quan thụ cảm ở đốt râu thứ 3 và ở gốc râu, trước vết mắt, 3 đốt ngực mang 3 đôi chân Đốt ngực 1 mang phần phụ (gọi là ống bụng) Phần phụ ở đốt bụng 3 là quai móc (gồm một số răng và một lông ở gốc), đốt bụng 4 mang chạc nhảy (cơ quan giúp Bọ nhảy vận động)

+ Về sinh học: Bọ nhảy là nhóm động vật còn mang một số đặc điểm nguyên thủy, thể hiện ở thụ tinh ngoài, không có sự giao phối bên trong cơ thể Trứng Bọ nhảy rất nhạy cảm với sự khô hanh Đường kính từ 0,15 - 0,3

mm Bọ nhảy lột xác ở tất cả các tuổi của giai đoạn trưởng thành Số lần lột xác rất lớn, ở một số loài tới 50 lần Sự phát triển từ lúc nở đến lúc chết của Bọ nhảy chỉ phân biệt ở 2 giai đoạn: giai đoạn non (từ lúc trứng nở đến khi thành thục sinh dục), giai đoạn trưởng thành (từ lúc thành thục sinh dục đến cuối

và bụng không thắt lại Râu thẳng, có từ 4-6 đốt

2.6 Vị trí phân loại, hình thái chung, đặc điểm để phân biệt các nhóm

Acarina

Ve bét với các nhóm khác của lớp Hình nhện (Arachnida) và đặc điểm phân biệt các nhóm Ve, bét chính (Oribatida, Gamasina, Uropodina và Acarina khác)

- Vị trí phân loại [10]:

Ve bét (Acarina) thuộc: Ngành Chân khớp (Arthropoda)

Phân ngành Có kìm (Chelicerata) Lớp Hình nhện (Arachnida)

- Hình thái chung của Ve, bét (Acarina):

+ ở đa số đại diện, thân nối liền thành một khối, không tách thành các phần riêng biệt Tuy nhiên, ở một số đại diện khác phần ngực và phần bụng dính liền thành một khối, phần đầu tách riêng khỏi thân

+ Thân có chân xúc giác (Pedipaldi) tương đối ngắn Đầu mang 2 đôi

phần phụ (kìm và chân xúc giác), tách riêng khỏi cơ thể Đốt bàn chân có lông cứng hoặc mềm, phân biệt rõ ràng

- Đặc điểm chính để phân biệt Ve, bét (Acarina) với các nhóm khác của lớp Hình nhện (Arachnida):

+ Các đốt liền nhau, không có ranh giới Nếu có sự phân đốt thì nó không tương ứng với các đốt thân

+ Phần trước cơ thể (Gnathosoma) rất linh hoạt, gồm có đôi kìm và đôi chân xúc giác

+ Từ trứng nở ra ấu trùng có 6 đốt rồi thành ấu trùng 8 đốt

- Đặc điểm phân biệt các nhóm Ve, bét chính: Oribatida, Gamasina, Uropodina và Acarina khác

+ Nhóm Oribatida (Crytostigmata): vỏ cơ thể chuyển thành cứng hoặc tạo

thành vỏ bọc cứng Có đôi lông đặc biệt trước cơ thể (gọi là Trichobotri)

Không có gai cứng ở đốt bàn chân, cơ thể thường sẫm màu

+ Nhóm Gamasina: vỏ cơ thể mềm, thường không có màu sắc, có 4 cặp chân dài, có 1 đôi lỗ thở nằm giữa cơ thể, 1 đôi lỗ thở nằm giữa gốc chân 2 và

3 Cơ thể có hình Ovan

+ Nhóm Uropodina: vỏ cơ thể mềm, hình dạng thân dẹp theo hướng lưng bụng Cơ thể có dạng hình đĩa bay hay hình con rùa

+ Nhóm Acarina khác: tất cả các dạng Ve, bét khác còn lại, ngoài 3 nhóm trên (O, G, U) chúng tôi xếp chung vào nhóm này

CHƯƠNG 3

khái quát về điều kiện tự nhiên của khu vực

nghiên cứu, địa điểm nghiên cứu 3.1 Vị trí địa lý, địa hình và đất đai

Vườn Quốc gia Xuân Sơn có tổng diện tích là: 15048 ha Trong đó,

phân khu bảo vệ nghiêm ngặt: 11148 ha, phân khu phục hồi sinh thái: 3000 ha

và 900 ha dành cho phân khu hành chính, dịch vụ (hình 4) [15]

Vườn Quốc gia Xuân Sơn nằm chủ yếu trên địa bàn xã Xuân Sơn, thuộc

huyện Thanh Sơn, của tỉnh Phú Thọ, tiếp giáp với hai tỉnh Hòa Bình và Sơn La

Có tọa độ địa lý 2105’- 21011’ vĩ độ Bắc, 104050’- 104058’ kinh độ Đông [15]

Hình 6: Văn phòng Vườn Quốc gia Xuân Sơn

Hình 7: Vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ

Vườn Quốc gia Xuân Sơn nằm ở cuối dãy núi Puluông, với khoảng 40% tổng diện tích đất đai phân bố độ cao trên 700 mét Phía Tây bắc khu bảo tồn thiên nhiên là dãy núi Cấm, với đỉnh cao khoảng 1140 mét; còn Tây nam là dãy núi Voi với hai đỉnh Voi và Ten, tương ứng cao khoảng 1390 và 1250 mét; dọc Đông bắc là dãy núi đất, nằm cao trung bình 0-700 mét; với hai hệ thống sông suối chính, là Thang và Chiềng [15]

3.2 Khí hậu

Đặc điểm nổi bật của khí hậu Việt Nam nói chung, của khu vực Đông Bắc (trong đó có Phú Thọ nói riêng là nóng, ẩm và mưa nhiều theo mùa - khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa Miền Bắc của Việt Nam có mùa hè nóng, ẩm và lượng mưa lớn, mùa đông ít mưa và khá lạnh do chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, mùa xuân có mưa phùn [4,7]

Dưới đây là các chỉ số khí hậu chính của vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ [15]:

động vật đất Rừng có vai trò đặc biệt quan trọng đối với môi trường sống của con người Vườn Quốc gia Xuân Sơn cũng mang nhiều đặc điểm của rừng nhiệt đới Việt nam, có rất nhiều thuận lợi cho quá trình phát triển của sinh vật

Vườn Quốc gia Xuân Sơn tuy có diện tích không lớn, nhưng có mức độ

đa dạng cao cả về các kiểu thảm thực vật cũng như hệ thực vật Có thể coi đây

là sự thu hẹp của tất cả các vùng thiên nhiên vừa là phổ biến đặc trưng, vừa là

độc đáo, đặc sắc chẳng những cho khí hậu nhiệt đới gió mùa Đông Nam ở châu á mà còn là một trong số rất ít vùng trên thế giới còn giữ lại được các thảm thực vật tự nhiên trên núi đá vôi [9,15]

Trên địa bàn vườn Quốc gia Xuân Sơn ta có thể gặp các loại thảm rừng chính: rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới phát triển trên núi thấp, rừng kín thường xanh mưa mùa á nhiệt đới trên núi cao, rừng lùn, rừng kín thường xanh mưa mùa phát triển trên núi đá vôi, rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt

đới trên núi trung bình, trảng cây trên núi đá và rừng tre nứa [9,15]

3.4 Tài nguyên động vật

Vườn Quốc gia Xuân Sơn lưu giữ trong nó một hệ động vật tương đối phong phú, đa dạng, thường gặp, với hầu hết đại diện của các lớp động vật, bao gồm từ động vật không xương sống đến các động vật có xương sống thuộc các nhóm cao trong thang tiến hoá Tại khu bảo tồn này chúng ta thường gặp một số các nhóm động vật chính với các hệ sinh thái chủ đạo sau:

Nhóm động vật không xương sống trong hệ sinh thái thuỷ vực Động vật không xương sống hay gặp là thân mềm như ốc, trai; Giáp xác như tôm, cua; Giun đốt như Giun nhiều tơ, Giun ít tơ và Đỉa; sâu bọ như Phù du, Cánh lông, Cánh úp, Cánh cứng, Hai cánh [15]

Nhóm động vật không xương sống trong hệ sinh thái đất Trong các nhóm động vật không xương sống đa bào nhỏ trong đất, trước hết phải kể đến giun tròn thực vật (Nematoda), là nhóm gây hại thực vật, có thể tập trung đến hàng triệu cá thể trên 1 mét vuông mặt đất quanh vùng rễ cây Bên cạnh đó là rất nhiều loài động vật đất có ích, chúng tham gia vào quá trình tái tạo, hình thành kết cấu đất làm tăng độ phì nhiêu cho đất, thực hiện quá trình tuần hoàn vật chất, làm sạch môi trường đất [4,15]

Nhóm động vật không xương sống ở hệ sinh thái cạn Đây là nhóm

động vật vô cùng đa dạng gồm rất nhiều loài khác nhau như châu chấu, cào cào, dế, cánh nửa như bọ xít nhiều nhóm cánh cứng và cánh phấn Đây không