Đa dạng sinh học

Khái niệm • Theo Công ước ĐDSH Convention on Biological Diversity thì: Đa dạng sinh học là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi, bao gồm: các hệ sinh thái trên cạn, trong

Nhä xuat bän Khoa hoc vä Ky thuät

Hä Noi - 2009

Lời nói đầu

Đa dạng sinh học có vai trò to lớn trong sự nghiệp phát triển kinh tế

- xã hội, trong đời sống vật chất, tinh thần của con người, trong việc duy trì các chu trình vật chất và cân bằng sinh thái

Thế nhưng, con người vì lợi ích của mình đã “xử sự” thiếu tôn trọng

sự sống của muôn loài, làm cho số lượng của chúng bị cạn kiệt dần, môi trường sống bị suy thoái trầm trọng, hậu quả là con người đã phải gánh nhiều thảm hoạ do các việc làm của mình

Vì thế, đã đến lúc chúng ta phải thay đổi tập tục, thói quen là chỉ biết khai thác để hưởng lợi từ nguồn tài nguyên thiên nhiên mà không tìm cách hồi phục, bảo tồn và bảo vệ chúng

Với cách tiếp cận đó, tài liệu này nhằm giúp người đọc có được những hiểu biết cơ bản về đa dạng sinh học, trên cơ sở đó mỗi người càng ý thức hơn về trách nhiệm của mình trong việc bảo tồn những “sinh linh” của

tự nhiên, và càng thấm nhuần hom triết lý là phải “cùng sống với thiên nhiên”

Tài liệu được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho sinh viên ngành Sinh học và Môi trường và có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến lĩnh vực này

Tác giả trân trọng cảm ơn GS.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn (ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội), PGS.TS Ngô Trực Nhã đã giành thời gian đọc và góp ý cho bản thảo cuốn tài liệu này

Tác giả

2.2 Đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái rừng 32

2.2.2 Đa dạng sinh học hệ sinh thái rừng 342.3 Đa dạng sinh học các vùng hệ sinh thái chính ữ ên cạn 322.4 Đa dạng sinh học các thuỷ vực nội địa 492.4.1 Các loại hình thuỷ vực nội địa 492.4.2 Đa dạng sinh học các thuỷ vực nước ngọt 512.5 Đa dạng sinh học biển và ven biển 51

2.5.2 Đa dạng sinh học các vùng hệ sinh thái rừng ngập mặn 52

Chương 3 Giá trị của đa dạng sinh học

4.2 Nguyên nhân của sự tuyệt chủng 624.3 Nguyên nhân suy thoái đa dạng sinh học ở Việt Nam 66

5.1 Bảo tồn ở cấp quần thể và loài 685.1.1 Điều kiện để một quần thể được phát triển ổn định 685.1.2 Nguyên nhân làm cho quần thể nhỏ dễ bị tuyệt chủng 685.1.3 Các cấp độ biểu hiện tình trạng bị đe dọa của loài 715.2 Các hình thức bảo tồn đa dạng sinh học 725.2.1 Bảo tồn tại chồ (insitu conservation) 725.2.2 Bảo tồn chuyển chỗ (exsitu conservation) 72

6.2 Mối quan hệ giữa ĐDSH và Phát triển bền vững 81

Phụ lục

Phụ lục 2: Công ước đa dạng sinh học 117Phụ lục 3: Tuyên ngôn Rio về Môi trường và Phát triển 126

C hương 1

Đa dạng sinh học

Thuật ngữ đa dạng sinh học (ĐDSH) lần đầu tiên được Wilson (1988) sử dụng để mô tả sự phong phú và đa dạng của giới tự nhiên, và nó được sử dụng phổ biến khi Công ước ĐDSH có hiệu lực

Công ước ĐDSH được 183 nước (trong đó có Việt Nam) phê chuẩn tại Hội nghị LHQ về “Môi trường và Phát triển” họp tại Rio De Janeiro (Braxin) vào ngày 05/6/1992 nhàm bảo vệ tính đa dạng sinh học trên toàn thế giói, nó có hiệu lực kể từ tháng 12/1993

1.1 Khái niệm

• Theo Công ước ĐDSH (Convention on Biological Diversity) thì:

Đa dạng sinh học là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi, bao gồm: các hệ sinh thái trên cạn, trong đại dương và các hệ sinh thái thuỷ vực khác, cũng như các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành viên, Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong các loài (đa dạng di truyền hay đa dạng gen), đa dạng giữa các loài và đa dạng các hệ sinh thái

• Theo Quỹ Quốc tế về Bảo vệ Thiên nhiên (World Wide Fund for Nature - WWF) thí:

Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu loài động vật, thực vật, vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường

Xuất phát từ định nghĩa trên các nhà sinh học thuờng xem xét ĐDSH

ở ba góc độ: đa dạng di truyền (đa dạng trong loài, hay đa dạng gen); đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái Từ ba góc độ này có thể tiếp cận với ĐDSH ờ ba mức độ khác nhau: mức độ phân tử (gen), mức độ cơ thể (loài)

và mức độ hệ sinh thái (IUCN, 1994 - Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Thế giới)

1 2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tư ợ ng nghiên cứu của ĐDSH - đó là toàn bộ các sinh vật cùng với môi trường sống của chúng ở trên trái đất

Đa dạng sinh học là môn khoa học về thế giới sống, nó mang tính liên ngành, vì vậy tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà sử dụng các phương pháp nghiên cứu khác nhau Tuy nhiên, dù sử dụng phương pháp nào thì kết cục đều phục vụ cho mục tiêu cuối cùng là: khám phá được sự đa

dạng của các sinh vật, sự phân bố của chúng cùng

đem lại cho con người, nhàm bảo vệ và khai thác một cách hợp lý trong mối quan hệ hài hoà, cùng tồn tại và phát triển bền vững

P hương p h áp xác định loài

Để xác định loài cần nắm vững các nguyên tắc của phân loại học, nắm vững các dấu hiệu (tiêu chí) phân loại và biết sử dụng thành thạo khoá phân loại

Các khoá được dựng phổ biến ở các nước là khoá lưỡng phân Nguyên tắc của kiểu khoá này là chia đôi một nhóm thực vật (hay động vật) thành hai nhóm nhỏ nhờ những đặc tính phân biệt nhau (những dâu hiệu phân loại) ghi trong hai mục đối lập nhau (thuận tính - tesa và đối tính - antitesa) của bảng khoá; mỗi nhóm nhỏ ấy lại tiếp tục chia nữa thành hai

nhóm nhỏ hơn , cứ như thế cho đến khi tới đom vị phân loại Khoá lưỡng phân có hai dạng chính: dạng bậc thang (zieh zắc, răng cưa - kiểu của Anh))

và dạng có dấu ngoặc (kiểu chuyển tiếp - kiểu của Hà Lan, Liên Xô cũ)

Phương pháp phân loại phổ biến hiện nay vẫn là hình thái so sánh, tuy nhiên trong một số trường hợp phương pháp này bị bế tắc, chẳng hạn khi gặp các loài đồng hình Để giải quyết khó khăn này cần phải sử dụng chi tiêu phân tử (ADN) Do vậy, cần có sự kết hợp hài hoà giữa cách phân loại truyền thống với cách phân loại hiện đại

Phương p h áp đ ánh giá sự đa dạng của các q u ần xã sinh vật

• Độ đa dạng: chỉ mức độ phong phú về số lượng loài trong quần xã

Để so sánh độ đá dạng của hai quần xã, đặc biệt ừong trường hợp chúng có

số lượng cá thể khác nhau, người ta dùng hệ số đa dạng’ loài theo công thức Shannon - Weaver (H'):

trong đó:

H' - chỉ số đa dạng loài;

s - số lượng loài;

N - tổng số lượng cá thể trong toàn bộ mẫu;

íij - số lượng cá thể của loài i

Hệ số đa dạng thể hiện một số tính chất sinh học như sau:

- Khi điều kiện môi trường phù hợp thì quần xã có số lượng loài lớn và

sô lượng cá thê trong mỗi loài nhỏ, khi đó hệ số đa dạng cao

~~= Kill uieu Kiụi m oĩ irường không phù hçrp thì quần xã có số lưọmg loài ít, song số lượng cá thê của môi loài lớn, khi đó hệ sô đa dạng thâp.

Quả vậy, khi di chuyển từ miền địa cực xuống miền nhiệt đới, ta thấy có sự thay đổi số lượng loài rất rõ rệt Trong rừng nhiệt đới có thê gặp

100 loài chim trên 1 ha rừng, trong khi đó cũng trên diện tích ngân đó nhưng ở rừng ôn đới có thê chi gặp khoảng 10 loài Điêu này càng được thê hiện rõ ràng ở giới thực vật

• P hư ơ ng pháp' xá c định độ thường gặp (chỉ số có mặt)

Độ thường gặp là tỷ lệ % số địa điểm lấy mẫu có loài được xét so với tổng số địa điểm lấy mẫu trong vùng nghiên cứu Nó được tính theo công thức:

c _ p x io o ptrong đó:

p = số lần lấy mẫu có loài được xét (được tìm thấy);

p = tổng số địa điểm đã thu mẫu Theo giá trị của c , chúng ta có: Loài thường gặp: c > 50%;

Loài ít gặp: 25% < c < 50%;

Loài ngẫu nhiên: c < 25%

• P hư ơng ph á p xá c định h ệ số thân thuộc (H ệ sổ Sorenxen)

K = - ^ -

a + btrong đó:

a - số loài được tìm thấy trong điểm nghiên cứu A;

b - số loài phát hiện được ở điểm nghiên cứu B;

c - số loài gặp chung ở cả hai điểm nghiên cứu (A & B)

Neu K gần bằng 1, chứng tỏ cấu trúc thành phần loài ở hai điểmnghiên cứu ít sai khác nhau (nếu K = 1, chứng tỏ giữa chúng không có sự khác nhau)

Neu K < 1 , giả sử K = 0,4 chứng tỏ cấu trúc thành phần loài giữa hai điểm (hoặc vùng) nghiên cứu khác nhau nhiều

• P hư ơng ph á p phân tích các đặc trưng cơ bản của địa lý h ệ thực

vật

- Cẩu trúc hệ thống cùa một hệ thực vật

Hệ thực vật - đó là tập hợp các loài cây có tính chất lịch sù trong một khu đất nhất định

Kích thước của các hệ thực vật có thể khác nhau Thí dụ, hệ thực vật của Trái Đất, hệ thực vật của một châu, của một nước, của một hòn đảo, một thành phố, hoặc của một ao, một h ồ

Theo Tôlmachốp A I (1974), cấu trúc hệ thống là sự phân phối số loài (chi, h ọ ) theo các taxon bậc cao riêng cho mỗi hệ thực vật

Người ta thường sử dụng các chỉ tiêu sau để phân tích cấu trúc của một hệ thực vật:

+ Số lượng loài, chi, họ và các taxon bậc cao hom;

+ Hệ số chi (số loài trung bình/chi);

+ Hệ số họ (số chi trung bình/họ);

+ Số loài trung bình/họ;

+ Tỷ lệ % số loài của các ngành;

+ Tỷ lệ % số loài của 10 họ giàu loài nhất

Cần lưu ý rằng, việc sử dụng bốn chỉ tiêu đầu để đánh giá hệ có nhiều hạn chế do nó phụ thuộc không chỉ vào các yếu tố địa lý, độ phong phú của loài mà còn vào diện tích được nghiên cứu, riêng chỉ tiêu về tỷ lệ % của 10 họ giàu loài nhất là đáng tin cậy nhất vì nó không phụ thuộc vào diệntích cũng như mức độ giàu loài của hệ Nó được xem là bộ mặt của mỗi hệthực vật

(Theo Tôlmachốp, thì ờ vùng nhiệt đới ẩm, 10 họ giàu loài nhất chiếm tới 40 - 50% tổng số loài của hệ)

- Phổ dạng sổng (bản chất sinh thái của hệ thực vật)

Cho đến nay, khi phân tích bản chất sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là hệ thực vật vùng ôn đới, người ta thường sử dụng hệ thống các dạng sống của Raunkiaer (1934) Cơ sở của hệ thống này là xem trong thời kỳ khó khăn nhất cho sự sống của cây (mùa đông giá lạnh ở vùng ôn đới, mùa khô hạn ở vùng nhiệt đới), thì nó tồn tại ờ dạng sống nào ? dạng hạt hay chồi ? nếu là chồi thì chồi nằm ở vị trí nào so với mặt đất ? và chồi có được bào vệ hay không ? Theo Ông, có năm dạng sống cơ bản, đó là:

1 Cây chồi trên đất (Ph.) - Phanerophytes

Gồm những cây có chồi trong mùa khó khăn nằm cách mặt đất từ 25

cm trở lên Thí dụ, cây Chò chỉ

2 Cây chồi sát đất (Ch.) - Chamaephytes

Gồm những cây có chồi ừong mùa khó khăn năm cách mặt đât < 25

cm ở vùng ôn đới, m ùa đông được lớp tuyết hay vùng nhiệt đới có lá khô bao phủ để chống lạnh Thí dụ, cây Mạch môn

3 Cây chồi nửa ẳn (He.) - Hemicryptophytes

Gồm những cây có chồi ữong mùa khó khăn nằm sát mặt đất được

lá khô che phủ, bảo vệ Thường các loài này có thân, nửa năm dưới đât, nửa ừên mặt đất Thí dụ, cây Dương xỉ

4 Cây chồi ẩn (Cr.) - Cryptophytes

Gồm những cây có chồi trong mùa khó khăn nằm dưới đất hay dưới nước Thí dụ, cỏ tranh, gừng, củ gấu, khoai tây

5 Cây một năm (T) - Therophytes

Gồm những cây có chồi trong mùa khó khăn toàn bộ cây chết đi, chi còn hạt để duy tri nòi giống Đó là gồm những cây có đời sống ngắn hơn 1 năm, sống ở bất kể môi trường nào Thí dụ, các loài cỏ mực, cải củ, rau tàu bay

Theo các nhóm kể trên, người ta thống kê tỷ lệ % của các loài ở địa

bàn nghiên cứu và lập phổ các dạng sống của hệ (phổ sinh học) (bảng 1).Bảng 1: Phổ dạng sống cùa một số hệ thực vật ở các miền khí hậu khác nhau

Qua số liệu ở bảng 1, chúng ta nhận thấy rằng:

- Đối với vùng nhiệt đới ẩm, ưu thế là các dạng sống chồi trên, hoàn toàn không được bảo vệ

- Đối với sa mạc, ưu thế là dạng cỏ sống một năm, có khi chì 2 - 3 tháng Khi có mưa, hạt nằm trong cát nẩy mầm ngay để hoàn thành chu

trình sống Sau đó, hạt lại rơi xuống cát, gặp mưa lại nây mầm tiếp (có khi 2-3 năm sau).

- Đối với vùng ôn đới và cả vùng Bắc Cực, ưu thế là các dạng sống

có chồi nửa ẩn (sát mặt đất), vào mùa đông đươc tuyết và lá khô che phủ

- Phổ các yếu tố địa lý

Khi phân tích các yếu tố địa lý cần thiết phải xác định được nguồn gốc phát sinh của các nhóm loài trong hệ thực vật thuộc vào yểu tố nào: bản địa, di cư, hay loài đặc hữu?

- Yếu tố bản địa được hiểu là những loài tham gia vào thành phần của hệ thực vật, xuất hiện trong ranh giới không gian của hệ được nghiên cứu

- Yếu tố di cư là gồm những loài lúc đầu xuất hiện ngoài ranh giới của hệ thực vật được nghiên cứu (yếu tố du nhập)

- Ỵếu tố đặc hữu là những loài chỉ phân bố ở một vùng (miền, địa phương) duy nhất trên trái đất, không thể phát hiện được ở bất kỳ nơi nào khác

Yếu tố đặc hữu có vai trò quan trọng nhất vì nó thể hiện tính độc đáo, riêng biệt, bản chất của mỗi hệ thực vật Khi phân vùng địa lý thực vật, tiêu chuẩn hàng đầu để phân định ranh giới giữa các vùng chính là các taxon đặc hữu

- Định nghĩa loài hình thái: một nhóm cá thể có những đặc tính hình thái, sinh lý hoặc hoá sinh khác biệt với những nhóm cá thể khác

• Phân loài (Subspecies): là một nhóm (một phần hay một bộ phận của

một loài) gồm các thành viên giống nhau về các đặc tính cụ thể nào đó nhưng không bao gôm toàn bộ các đặc tính của loài

Một sô điẽm can lưu ý:

- Loài là đơn vị phân loại cơ sở (bậc cơ sờ): vì trong tự nhiên chỉ có loài là có thực, còn các taxon khác (chi, họ, b ộ ) chỉ mức độ gân, xa trong thang bậc phân loại

- Trong thực tế, việc áp dụng loài sinh học gặp nhiều khó khăn, vì nó đòi hỏi những hiểu biết về khả năng giao phối, sinh sản hữu thụ giữa các cá thể với nhau - các thông tin này đòi hỏi mất rất nhiều thời gian để theo dõi

và nhiều khi không được biết đến Mặt khác, các loài khác nhau đôi khi lại giao phối vói nhau và tạo ra con lai bất thụ với những đặc tính trung gian, pha trộn, mang những đặc điểm của hai loài (ví dụ, nhiều loài cóc Bufo giao phối hoặc lai với nhau rất thường xuyên nhưng sản phẩm sinh ra đời con bất thụ)

- Trong việc áp dụng loài hình thái đôi khi gặp phải loài đồng hình (là các loài rất giống nhau về cấu tạo hình thái hay sinh lý nhưng lại khác xa nhau về mặt sinh học và chúng thực chất là hai loài khác nhau) Trong trường hợp này cần xác định AND Vì vậy, trong phân loại học hiện nay cần kết hợp cả hai loại phương pháp phân loại: hình thái và phân tử

Ngược lại, có khi lại gặp hai cá thể về hình thái rất khác nhau (tưởng

là hai loài riêng biệt), nhưng thực tế chúng lại thuộc cùng một loài (ví dụ,

bướm Biston betularia bình thường và melanin trông rất khác nhau, nhưng

chúng giao phối với nhau tự do và tạo ra hậu thế hữu thụ, vì thế chúng thuộc cùng một loài)

- Cách gọi tên loài (đặt tên loài):

Tên khoa học của loài (tên Latinh của loài) là danh pháp tên kép - do nhà sinh học Thụy Điển Carolus Linnaeus khởi xướng từ thế kỷ 18 Nó gồm

tổ hợp hai từ: từ đầu chỉ tên Chi (Genus), từ thứ hai chỉ tên riêng của loài.

Ví dụ: Chim khướu Garrulax chìnensis

Navícula anglica Rafls (tảo silic).

(Tên Chi có thể tạm hiểu như là Họ mà chúng ta dùng để chi những người cùng dòng tộc, còn tên riêng của loài giống nhu tên riêng của mỗi người vậy; tên tác giả đứng sau đó chi người đầu tiên đề nghi đặt tên cho loài đó)

Nếu trong một Chi có nhiều loài chưa định danh được, hoặc định danh chưa được chắc chắn, hoặc còn nhiều tranh cãi thì ký hiệu bàng spp

(Ví dụ: Garruỉax spp.)

Neu trong Chi có loài chưa xác định được thì ký hiệu là sp (Ví dụ:

Navícula sp., rất có thể đây sẽ là một loài mới sau khi định danh được).

1.3.1.1 Đa dạng loài trên th ế giới

Theo số liệu của Trung tâm Giám sát bảo tồn thế giới (2000) thì hiện trên thế giới đã thống kê được 1.700.000 loài sinh vật (bảng 2)

Bảng 2: Tính đa dạng của sinh vật trên trái đất, số loài được liệt kê và số uớclượng

Số loài Số loài đã liệt

sống

Cộng: 1.700.000 12.500.000 rất kém

(Nguồn: Trung tâm Giám sát bảo tồn thế giới, 2000)

(Theo Bách khoa tri thức phổ thông, Nxb Văn hoá - Thông tin, 2005)

1.3.1.2 S ự ph â n bố của đa dạng sinh học trên th ế giới

Bằng những kết quả nghiên cứu, người ta đã đi đến một số khái quátsau:

• Đối với tất cả các nhóm loài, tính đa dạng loài tăng dần theo những đường chí tuyến (Huston, 1994)

Thí dụ, ở Kenya (nằm ở vĩ độ 0° - đường xích đạo, thuộc Đông Phi - diện tích 583.000 km2 dân số 19,5 triệu) có 308 loài động vật có vú, trong khi đó ở nước Pháp (vĩ độ 48° Bắc) chỉ có 113 loài, mặc dù cả hai nước này

có diện tích xấp xỉ ngang nhau

• So với động vật, sự khác biệt về tính đa dạng loài theo vị trí địa lý

ở thực vật còn lớn hon nhiều

Thí dụ, trên 1 hécta rừng ở vùng Amazön (thuộc Braxin - Nam Mỹ),

ở Peru (Nam Mỹ), hoặc ở vùng đồng bàng của Malaixia có thể có tới 200

loài cây gỗ iơn (mạm cni con nhiếu hơn), trong khi đó trên cùng một diện tích tương tự thì ở các nước thuộc vùng ôn đới châu Au hoặc ở Mỹ chỉ gặp

30 loài, thậm chí còn ít hom

• Sự đa dạng loài lớn nhất tập trung ở những khu rừng mưa nhiệt đói (rừng mưa nhiệt đới phân bố chủ yếu ở các vùng quanh xích đạo của châu

Mỹ, châu Phi và châu Á)

Thí dụ, theo Witmore (1990) diện tích các khu rừng mưa nhiệt đới tuy chỉ chiếm 7% diện tích bề mặt trái đất, nhưng số loài sinh vật chiếm tói trên 50% tổng số loài hiện biết

(S quả đất = 510,2 triệu km2, trong đó diện tích lục địa chiếm 149 triệu km2, còn thuỷ vực là 361,2 triệu km2)

Theo Myer, 1980 và Diamond, 1985 thì khoảng 40% số loài thực vật

có hoa và 30% số loài chim trên thế giới có mặt ở các khu rừng mưa nhiệt đới (hình 1)

• Cũng giống như các hệ sinh thái trên cạn, sự đa dạng loài ở hệ sinh thái biển cũng tăng dần theo các đường chí tuyến

Thí dụ, dải san hô lớn nhất thế giới - Great Barier nằm ở vùng biển khơi nước Ôxtrâylia với diện tích rộng 349.000 km2, tại vùng gần cuối đường chí tuyến Bắc gặp 50 họ, trong khi đó ở vùng cuối đường chí tuyến Nam chỉ gặp 10 họ san hô mà thôi (hình 2)

Theo UNUF, 1988 (United Nations Environment Program - Chuơng trình Môi trường của LHQ, trụ sở chính đặt tại Kenya) tại dải san hô Great Barier có trên 300 loài san hô, 1500 loài cá, 4000 loài động vật thân mềm, 5 loài rùa, ngoài ra đây còn là nơi sinh sản của hơn 250 loài chim

Mới đây, các nhà sinh học Ôxữâylia đã phát hiện 274 loài sinh vật mới ở đáy biển về phía Nam Cực cách đảo Tasmania (của ú c ) 175 km (http://vnÉxpress,l 1/10/2008)

C ác nước có độ đa dạn g sinh học lớn^iỉhất thế giói

Trên thế giới có 12 nước có mức độ ĐDSH lớn nhất, đó là: Mêxicô, Colombia, Braxin, Pêru, Ecuado (thuộc châu Mỹ), Zaia, Mađagasca (thuộc châu Phi), Inđônêxia, Malaixia, Ấn Độ, Trung Quốc (thuộc châu Á) và ôxtrâylia (thuộc châu ú c) Các nước này chứa tới 60 - 70% ĐDSH của toàn cầu (theo Richard B Primack, 1999)

Hình 1 Rừng mưa nhiệt đới phân bố chủ yếu tại các vùng ẩm, các vùng

quanh xích đạo của châu Mỹ, châu Phi và châu Á

(Repeto, 1990 Theo Richard B Primack, 1993)

16

Hình 2 Sự phân bố các họ san hô ừên thế giới (chủ yếu ở

Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương)(Stehli và Well, 1971; Theo Richard B Primack, 1999)

1.3.1.3 Các vùng p h â n bố đia lý sinh vật trên th ế giới

Vùng địa lý sinh vật (Biogeographical regions) - đó là các vùng sinh quyển bị chia cắt (một phần của trái đất và khí quyển m à trong đó có sự sốnẹ) có khu hệ động thực vật đặc trưng Chúng thường bị chia cắt bời đại dương, hoang mạc hay những dãy núi lớn

1 Vùng Bắc Mỹ (Tân Bắc)

2 Vùng Tân nhiệt đới (Nam Mỹ, Trung Mỹ)

3 Vùng Cổ Bắc (toàn bộ châu Âu, Bắc châu Á, một phần Bắc Phi)

4 Vùng châu Phi

5 Vùng Phương Đông (Án Độ và Đông Nam Á)

6 Vùng châu ú c

Hình 3 Các vùng địa lý động vật (Theo Từ điển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững, 2001)

4.3.2 Đa dạng di truyền (Đa dạng gen)

Đa dạng di truyền là tất cả các gen di truyền khác nhau của tất cả các

cá thể thực vật, động vật, nấm, vi sinh vật Đa dạng di truyên tôn tại trong một loài và giữa các loài khác nhau

Hoặc, “Đa dạng di truyền là sự đa dạng về thành phần gen ệiữa các

cá thê trong cùng một loài, giữa các loài khác nhau; là sự đa dạng vê gen có thể di truyễn được trong một quần thể hoặc giữa các quần thể”

Đa dạng di truyền là biểu hiện sự đa dạng của các biến dị có thể di truyên được trong một loài, một quân xã, hoặc giữa các loài, các quân xã

Một biến dị gen xuất hiện ờ một cá thể do đột biến gen hoặc đột biên nhiễm săc thê ờ các sinh vật sinh sản hữu tính, có thê được nhân rộng trong quần thể nhờ tái tổ hợp

(Nhiễm sắc thể - đó là cấu trúc hoặc phân tử ADN mang các gen Mỗi NST là một phân từ ADN riêng rẽ, rât dài liên kêt với các protein histon để tạo thành chất bắt màu đậm gọi là chất nhiễm sắc số lượng NST trong mỗi tế bào cơ thể của một loài là cố định và đặc trưng cho loài đó Thí

dụ, tế bào cơ thể người chứa 46, tế bào chuột chứa 40, tế bào cây đậu lá rọng chứa 12 NST .7)

Tập hợp các biến dị gen trong một quần thể giao phối cùng loài có đươc là nhờ chọn lọc Mức sống sót của các biến dị khác nhau dẫn đến tần suất khác nhau của các gen trong tập hợp gen Điều này cũng tương tự trong tiến hoá của quàn thể Như vậy, tấm quan trọng của biến dị gen là rất rõ ràng - nó tạo ra sự thay đổi tiến hoá tự nhiên cũng như chọn lọc nhân tạo

Chỉ một phần nhỏ (thuờng nhỏ hơn 1 %) vật chất di truyền của các sinh vật bậc cao là được biêu hiện ra ngoài thành các tính trạng kiêu hình hoặc chức năng của sinh vật; vai trò của những ADN còn lại và tâm quan trọng của các biến dị gen của nó vẫn chưa được làm rõ

Ước tính cứ 109 gen khác nhau phân bố trên sinh giới thì có 1 gen không có đóng góp đối với toàn bộ đa dạng di truyền Đặc biệt gen kiểm soát quá trình sinh hoá cơ bản, được duy trì bên vững ở các đơn vị phân loại khác nhau và thường ít có biến dị, mặc dù những biển dị này nếu có sê ảnh hường nhiêu đên tính đa dạng của sinh vật

1.3.2.L Gen, A llen

• Gen - đó là một đoạn của vật chất di truyền qui định sự di truyền

của tính trạng Gen có thể tồn tại ở nhiều dạng gọi là các allen.

• Allen (Allele = Allelomorph)

Đó là những dạng khác nhau của một gen (one of the alternative forms of gene) qui định một tính trạng (hiện nay có thể mở rộng định nghĩa này dưới dạng các allen là những dạng khác nhau của một gen thuộc một locut nhất định) Trong tế bào lưỡng bội, đối với một gen bất kỳ luôn luôn

có 2 allen (mỗi allen từ mỗi bố mẹ), chúng có vị tri xác định ứên các nhiễm sắc thể tương đồng, thường thì 1 allen trội (A) hơn allen kia (a).

Những allen khác nhau của một gen có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và đặc điểm sinh lý của mỗi cá thể theo một cách khác nhau Lợi dụng tính chât nàỵ các nhà khoa học đã tạo ra được các giông cây trông, vật nuôi cho năng suất cao, phẩm chất tốt thông qua con đường lai tạo

Tuy nhiên, việc tạo giống cây mới theo phương pháp truyền thống này (chuyển hạt phấn từ cây này sang nhuỵ hoa của cây khác để tìm cách to hợp lại các gen giữa 2 cá thể thực vật nhằm tạo ra con lai mang những tính trạng mong muốn) bị hạn chế vì chỉ thực hiện được giữa các cá thể cùng loài hoặc họ hàng gân, do vậy phương pháp tạo cây chuyên gen đã ra đời (từ 1980) Phương pháp này cho phép nhà tạo giông cùng lúc đưa vào một thực vật những gen mong muốn từ những sinh vật sống khác nhau, không chì những loài thực vật có họ hàng gân Kêt quả giông mới được tạo ra nhanh hơn, vượt qua những giới hạn của tạo giông truyên thông

Như vậy, dù sử dụng phương pháp nào thì con người cũng đã góp phân tạo thêm sự đa dạng các cây trông, vật nuôi, nhăm bảo tôn và phát huy những nguồn gen quí, hiểm

Thiết nghĩ, trong tương lai không xa ở nước ta một số nguồn gen bản địa, quí, hiêm như bưởi Phúc Trạch (Hà Tĩnh), cam Xã Đoài (Nghệ An)

sẽ được phục hồi, nhân rộng bằng kỹ thuật chuyển gen

Hiện nay, trên thế giới có 17 nước đã triển khai chuyển gen cây trồng, chủ yếu trên các đối tượng: cà chua, ngô, đậu tương, cải dầu và các giống bông, trong đó 99% lượng cây lương thực biến đổi gen được trồng ở bôn nước: Canada, Mỹ, Argentina và Trung Quôc Diện tích trông cây chuyên gen toàn câu không ngừng tăng - từ 1,7 triệu ha năm 1996 lên 67,7 triệu ha vào năm 2003 (tăng gâp 40 lân) Tuy vậy, cuộc tranh luận toàn cầu

về lợi, hại của cây chuyển gen vẫn còn bất phân thắng, bại (theo Nguyễn Văn Mùi, 2006)

1.3.2.2 Kiểu g e tt, kiểu hình

(Kiểu gen - Genotype - đó là cấu trúc di truyền của một sinh vật).Tổng các gen và các allen trong một quần thể gọi là nguồn gen của quần thể và những tổ hợp của các allen mà mỗi cá the có được gọi là kiểu gen (hay kiểu di truyền)

Kiểu hình (Phenotype) của mỗi cá thể được thể hiện bằng các tính chât vê hình thái, sinh lý, hoá sinh và được đặc trưng bời các kiểu di truyền trong từng môi trường nhất định

Kiểu hình (hiện trạng của cá thể) phụ thuộc vào quan hệ trội, lặn giữa các allen trong kiêu gen và vào môi tương tác giữa kiêu gen với môi trường (hình 5)

(A) K hác kiếu Môi trường

Hình 5 Kiểu hình được quyết định bởi kiểu gen và môi trường bao quanh

(Alcock,1993 Theo Richard B Primack, 1999)

Chú ý: Những loài quí hiếm thường đơn điệu về gen so với những loài phổ biến, phân bố rộng, do đó chúng thường rất nhạy cảm với sự biến đổi của môi trường nên dễ bị tuyệt chủng

(Bản đồ gen người: ngày 26/6/2000 TS Franci Collin - Giám đốc Viện nghiên cứu gen nhân loại Quốc gia Mỹ (NIH) đã công bố với toàn thế giới về bản đồ gen người Theo đó, đã giải mã được hơn 95% bộ gen người

- khoảng 38.000 gen, kinh phí tiêu tốn 3 tỷ đôla, tham gia nghiên cứu có

1000 nhà khoa học thuộc sáu nước: Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật và Trung Quốc, đã tiến hành nghiên cứu trong 10 năm - chính thức từ 1990, mặc dù

kế hoạch đã được vạch ra từ 1985, có tới 45 tỷ “phép tính” đã được thực hiện trên máy vi tính)

1.3.3 Đa dạn g các hệ sinh thái

Hệ sinh thái (HST) - đó là đơn vị gồm tất cà các sinh vật và các yếu

tố vô sinh của một khu vực nhất định, có sự tác động qua lại và trao đổi vật chất với nhau (Hoặc: một quần xã sinh vật cùng với môi trường vật lý bao quanh tạo thành một hệ sinh thái) (hình 6 )

Khái niệm HST khác biệt với khái niệm quần xã ở chỗ nó nhấn mạnh hơn về các yếu tố vô sinh

1 3 3 ì ''^ a n ^ a ^

Tất cả các loài sinh vật sống trong cùng một sinh cành xác định, ở một thời điểm nhất định và có những mối tương tác lẫn nhau (nhu các phàn của mạng lưới thức ăn, hay thông qua các ảnh hưởng khác nhau của chứng lên đặc tính môi trường) được gọi là quần xã

Trong một quần xã sinh vật, mỗi loài sử dụng m ột nhóm tài nguyên nhât định, tạo thành ô sinh thái của loài đó Nói cách khác, nơi đuợc một loài chiếm giữ và vai trò của nó trong đời sống của loài - loài sống ở đâu ? bằng cái gì? tất cả các hoạt động của nó diễn ra lúc nào ? gọi là ổ sinh thái.

Thí dụ: ổ sinh thái của một loài có thể bao gồm: loại đất m à loài đó sinh sống, lượng ánh sáng và độ ầm mà nó cần (đối với thực vật); hoặc biên độ nhiệt mà loài đó có thể sống được, loại thực phẩm mà nó ăn, lượng nước nó cầ n (đối với động vật)

Chú ý: Bất cứ thành phần nào của ổ sinh thái đều là nguồn tài nguyên có giới hạn, và do đó có ảnh hưởng đến giới hạn kích thước của quần thể

Thí dụ: những quần thể của các loài dơi đặc trưng ở chỗ phải có nơi

để ngủ - đó là các hang núi đá vôi, vì vậy kích thước của quần thể doi phụ thuộc vào tổng số hang đá vôi có ở địa điểm đó

Ổ sinh thái thường bao gồm các giai đoạn của diễn thế m à loài đó tồn tại Một loài nhất định nào đó thường gắn -liền với một giai đoạn của diễn thế

Thí dụ: những con bướm ưa nắng và những cây một năm (hay một mùa - annual plants) thường tìm thấy rất nhiều trong những giai đoạn đầu của quá trình diễn thế khi xuất hiện những khoảng trống trong rừng nguyên

A C ác nhãn tô chuyển dỏng nhanh của dòng chày cao: vàn tốc nước vả câc dang quốn Ihể động vật

sự chuyển động không đéu

Hình 6 So sánh ba hệ sinh thái sông (Theo Từ điển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững, 2001)

Diễn thế

Trong sinh thái học, diễn thế - đó là sự phát triển một cách có trình

tự, chậm chạp của các quần xã thực vật và động vật ữong một vùng xác định theo thời gian

Thường thì một quần xã sinh vật ban đầu biến đổi dần về cấu trúc và xác lập các mối quan hệ nội bộ và mối quan hệ giữa quần xã với môi trường

để đạt được trạng thái ổn định cuối cùng (trạng thái đỉnh cực - climax)

Diễn thế sinh thái

Đó là quá trình phát triển hay thay thế liên tiếp theo thời gian của một quần xã sinh vật này bằng một quần xã sinh vật khác thường phức tạp hơn để đạt đến trạng thái ổn định cuối cùng trong một vùng xác định

Có hai loại diễn thế được thừa nhận, đó là: diễn thế sơ cấp và diễn thé thứ cấp

• Diễn th ế sơ cấp

Diễn thế sơ cấp xảy ra ờ những nơi đất càn cỗi không có lớp thổ nhưỡng - đá ữần trụi, vách đá dựng đứng, dòng dung nham và đụn cát Điều kiện của những nơi này rất cực đoan và không thích hợp với sự sinh trưởng của đa số thực vật và do đó với cà động vật nữa Các loài thực vật tiên phong phải thích nghi được với điều kiện khô hạn, không có lớp thổ nhưỡng

đó Tảo lam, rêu và địa y là những đại diện đầu tiên Chúng được loại cỏ một năm kế tiếp, theo sau là các loại hai năm và lâu năm rồi đến cây bụi và cây thân gỗ Tiến trình này bị chi phối bỡi tốc độ tích tụ của lớp thổ nhưỡng

và việc tăng độ ẩm

Thí dụ: ngày 7 tháng 8 năm 1883, núi lửa ừên đảo Krakatao nằm giữa Giava và Xumatra bùng nổ Phần lớn diện tích của đảo bị biến mất, phần còn lại bị phủ kín một lớp vỏ những mảnh vụn núi lửa nóng bỏng dày 60m Toàn bộ sự sống ở đây bị huỷ diệt Một năm sau thấy xuất hiện một số

cỏ và một con nhiện Năm 1908, có 202 loài động vật sống ở đây, năm 1919

có 621 loài, năm 1934 có 880 loài Hiện nay đã là một khu rừng trẻ

Diễn thế sơ cấp còn xảy ra ờ cả các mặt nước thoáng Nơi nào những biến đổi trên m ặt đất trơ trụi gần đó có xu hướng tăng thêm độ ầm thì mặt nước thoáng có xu hướng khô cạn thêm Nó càng tiến triển thì độ sâu càng giảm Diễn thế ở đây thực vật tiên phong là những loài mọc ngầm Gần

bờ hơn là các loài mọc nổi, nơi nông hơn nữa thi có lau, sậy, ngay canh bờ

là cây bụi Diễn thế tiến dần về trung tâm mặt nước, ao bị thu hẹp và biến thành đầm lầy than bùn và rồi tất yếu sẽ biến thành rừng trên đất cạn

• D iễn th ế th ứ cấp

Diễn thế thứ cấp xảy ra ở vùng truớc kia đã CQ sinh vật nhưng đã bị rối loạn nhân tạo nhưng vẫn còn lại lớp thổ nhưỡng với m ột số sinh vật nhất định Trường hợp điển hình là đất trồng ữ ọt bỏ hoang

Trên thực tế, diễn thế diễn ra phức tạp do sự quấy nhiễu của con nguời Nhưng nếu như nơi sống không bị quấy rối thì sẽ đạt được m ột cực đinh ít nhiều bền vững (về tiềm lực mà nói thi cực đỉnh là do yếu tố khí hậu của khu vực nơi có diễn thế xảy ra quyết định)

Các bậc dinh dưỡng

Các loài sinh vật trong một quần xã có thể được xếp loại theo cách chúng thu nhận năng lượng từ môi trường những thứ hạng này được gọi là cấp hay bậc dinh dưỡng, chúng bao gồm:

1 Vật sản xuất sơ cấp (thực vật bậc thấp và bậc cao)

2 Những sinh vật tiêu thụ sơ cấp (ăn những thực vật quang hợp

3 Những sinh vật tiêu thụ thứ cấp (hay vật săn mồi): ăn những loài động vật khác

4 Sinh vật phân huỷ - chủ yếu là Nấm và Vi khuẩn (là những loài sống trên những xác cây, xác động vật đã chết, ữên các chất thải Chúng phá

vỡ những mô tế bào phức tạp và các phân tử hữu cơ Vật phân huỷ giải phóng các chất khoáng như Nitơ, Phốtpho, những chất này được thực vật và tảo sử dụng trở lại

Chuỗi thức ăn, Mạng lưới thức ăn

Các mối quan hệ tương hỗ trong các cấp bậc dinh dưỡng tạo thành chuỗi thức ăn

Trong tự nhiên, tồn tại một hiện trạng phổ biến là một loài có thể sử dụng nhiều loài thức ăn, các loài này là thành viên của các bậc dinh dưỡng thâp hom của chuỗi thức ăn, nhưng đồng thời nó là vật mồi của những động vật bắt mồi ở bậc dinh dưỡng cao hơn, do vậy một sự mô tả chính xác về cơ cấu tổ chức của các quần xã sinh vật là mạng lưới thức ăn, trong đó các loài liên hệ với nhau trong mối quan hệ dinh dưỡng phức tạp của chuỗi thức ăn (hình 7)

Chú ý: Trong những quần xã sinh vật có một số loài có vai trò quyết định khả năng tôn tại, phát triển của một số lớn các loài khác (gọi là loài chủ yếu) Do vậy, bảo tồn những loài chủ yếu phải được ưu tiên hàng đầu trong công việc bảo tôn Vì ràng, nếu loài chủ yếu mất đi sẽ kéo theo hàng loạt các loài lệ thuộc khác cũng mất theo (trong chuỗi thức ăn thì các loài săn

mồi bậc cao là những loài chủ yếu, vì chúng là nhân tố có vai ứò kiểm soát

sô lượng quần thể của những loài động vật ăn cỏ) (Relíòrt, 1992)

Thí dụ: tại nhiều noi, khi chó sói xám (Canis lupus) bị săn bắn đến mức tuyệt chủng, thì quần thể loài hươu (Odocoileus virginianus) sẽ bùng

phát về số lượng, dẫn đến các loài cỏ bị suy giảm mạnh, việc này có tác động xấu ngược lại đến chính các loài hươu và các động vật ăn cỏ khác, kể

cả các loài côn trùng Hậu quả là thảm thực vật và độ che phủ bị giảm sút, dẫn đến đất bị xói mòn khiến nhiều loài sống trong đất bị đe dọa

Như vậy, khi các loài chủ yếu mất đi sẽ gây ra một loạt hiện tượng tuyệt chủng kèm theo (gọi là tuyệt chủng theo chuỗi) làm suy thoái hệ sinh thai

Phú d u thực vát 1 (nhiều M O ạ T io lu t

Hình 7 Sơ đồ mạng lưới thức ăn được nghiên cứu tại hồ Gatun (Panama)

(Theo Richard B Primack, 1999)

(Panama - nước nằm ở Trung Mỹ, diện tích 77.080 km2, dân số hơn 1,9 triệu người; ở đây có kênh đào Panama nối Thái Bình Dương với Đại Tây Dương, kênh dài 81,6 km, rộng 150 m, sâu 12,5 m, được chính thức sử dụng vào năm 1920)

1.3.2.2 Q)a dạng h Ỵ s inh thẵỉỳ

Đa dạng hệ sinh thái là sự phong phú về trạng thái và loại hình của các HST khác nhau

c ầ n lưu ý là, đánh giá định lượng về tính đa dạng ở mức quần xã, nơi cư trú hoặc hệ sinh thái còn gặp nhiều khó khăn, vì rằng ữong khi có thê định nghĩa về nguyên tắc thế nào là đa dạng di truyền và đa dạng loài, từ đó xây dựng các phương pháp đánh giá khác nhau, thì không có một định nghĩa

và sự phân loại thống nhất nào về đa dạng hệ sinh thái ở mức toàn cầu, và trên thực té khó (Tánh giá được đa dạng hệ sinh thái ở các cấp độ khác ngoài cấp khu vực và vùng, và cũng chỉ thường xem xét đối với thảm thực vật

Các hệ sinh -thái trong sinh quyển có thể chia thành các hệ sinh thái trên cạn, các hệ sinh thái nước mặn và các hệ sinh thái nước ngọt

a/ C ác hệ sinh th ái trê n cạn chính của trá i đ ất

Các hệ sinh thái trên cạn được đặc trưng bởi các quần xã thực vật, vì trong các hệ sinh thái trên cạn thảm thực vật chiếm một sinh khối rất lớn và gắn liền với khí hậu địa phương (hình 8)

* Đài nguyên (Tundra)

Đài nguyên nói chung ở Bắc bán cầu, băng đóng gần như vĩnh viễn trên mặt đất Mùa hạ băng chi tan một lớp mỏng trên mặt, nước không thấm sâu được nên có nhiều đầm lầy Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất không quá 10°c Thực vật chủ yếu là rêu, địa y, liễu miền cực (chi cao bàng ngón tay) Động vật cũng nghèo, ít có những loài sống định cư v ề thú có

tuần lộc (Rangifer tarandus và R.caribon), bò xạ (Ovibos moschatus), ba loài chuột (Microtus), hai loài lemnut, cáo cực {Ạlopex lagopus) Những loài chim có: chim sè định cư (Pỉectrophones nivalís), gà (Lagopus albus và L

lagopus), ngỗng tuyết (Chen hyperberea), cú lông trắng (Nyctea scandiacà)

Éch nhái, bò sát rất hiếm gặp

* Taiga (rừng thông phư ơng Bắc)

Đó là một vùng rộng lớn tiếp giáp với vùng đài nguyên ở phía Nam,

có mặt ở Bắc Mỹ, Bắc Âu và châu Á Rừng taiga bao gồm chủ yếu những

loài cây lá nhọn: thông (Pinus), linh sam (Abres), vân sam (Epicea), thông rụng lá (Larix) Động vật nghèo về số lượng loài và chủ yếu là loài di cư Thú lớn có: hươu canada (Cervus canadensis), nai sừng tấm (Alces

machlis), nai canada (Alces amerìcana), ngoài ra còn có gấu, chó sói, cáo,

rừng chủ yếu là cây gỗ cứng như: sồi, sến hay cây thích Động vật sông trên cậy gồm nhiều loài: sóc, chuột, gõ kiến Thú có: hươu, lợn lòi, chó sói, gấu

* Đất rừ ng cây g ỗ xa n h ôn đới (Chaparral)

Chaparral phân bố ở vùng ôn đới, nơi có mưa nhiều vào mùa đông còn m ùa hè thì khô, thí dụ vùng Địa Trung Hải - vùng này có thảm thực vật xanh quanh năm, gồm các loài sồi nhỏ, bạch đàn, khuynh diệp

Hình 8 Những hệ sinh thái trên cạn chính của trái đất

(Aguesse,1982 Theo Trần Kiên - Phan Nguyên Hồng, 1990)

1 Rừng nhiệt đới; 2 Rừng taiga; 3 Rừng rụng lá ôn đới; 4 Đài nguyên; 5 Thảo nguyên;

6 Xavan; 7 R ùng Địa Trung Hài; 8 Sa mạc; 9 Rừng núi cao.

* Thảo nguyên (thảm cỏ ôn đới)

Thường gặp ở miền trung gian giữa các châu lục với lượng mưa 250

- 750 mm/năm Đây là vùng đồng cỏ ở: Tây Hoa Kỳ, Liên Xô (cũ ), Achentina, Nam Phi và châu ú c Quần xã phổ biến là các thảm cỏ và các động vật ăn cỏ lớn như bò rừng Bison, ngựa hoang (Equus caballus), chuột (Microtus), sóc đất (Citellus), lừa, cáo, chó sói đông cỏ

* Xavan hay thảm cỏ nhiệt đới

Một dải rộng rừng xavan hay thảm cỏ nhiệt đới trải dài X a y en châu Phi, châu Úc hay Nam Mỹ Ở xavan, cỏ mọc thành rừng, nhiều nhất là cỏ

tranh lá dài, sắc, nhọn Những cây to mọc thành nhóm hay đứng một mình (ở xavan châu Phi có cây bao báp có thân rất to - chu vi tới 45 m, cao khoảng 18 - 25 m, đường kính 8 - 1 0 m) Động vật có: linh dương, ngựa vàn, hươu cao cổ, voi, tê giác, sư tử, báo, đà điểu

Ở Việt Nam xavan rải rác khắp nơi, có khi ngay giữa rừng rậm và có

ba kiểu: (1) - xavan cây to; (2) - xavan cây bụi cao và xavan cây bụi thâp; (3) - xavan cỏ Miền Đông Nam Bộ có nhiều rừng cỏ cao mọc đầy dứa dại Các tỉnh Hà Bắc, Lạng Sơn, Cao Bằng, lai Châu, xavan chủ yếu là cỏ tranh

* R ừ n g m ư a nh iệt đới

Rừng mưa nhiệt đới có mặt ở nhiều vùng cận xích đạo với lượng mưa cao (>2000 mm/năm) vì thế rừng nhiệt đới quanh năm xanh tốt, rậm rạp và tạo thành nhiều tầng Trong rừng có nhiều cây to, gốc có “bạnh”, trên thân có các loài phong lan, tầm gữi, dây leo chằng chịt và có nhiều cây ưa bóng (dương xỉ, quyển bá ), họ cà phê, họ thài lài, họ gừng Động vật phong phú, đa dạng

* S a mạc

Sa mạc có ở miền nhiệt đới và ôn đới Lượng mưa cở < 250 mm/năm Thực vật rất nghèo, duờng như chì có một số ít cây thấp, nhỏ, xơ xác Lá cây rất nhỏ và thường biến thành gai nhọn (cây thường ra hoa, kết quả trong vòng 1 tháng (khi mặt đất còn ẩm ướt) rồi chết Động vật có lạc

đà một bưới, linh dương, báo, sư tử ,

b/ Các hệ sinh thái nước

Tuỳ thuộc vào nồng độ muối hoà tan trong nước, ta có thể phân chia

hệ sinh thái nước thành ba loại: hệ sinh thái nước mặn, hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái nước lợ (vùng cửa sông)

* H ệ sinh thái nước mặn

Biển và đại duơng chiếm 70% bề mặt trái đất và có độ sâu tới 11.000

m, thông thường độ muối dao động từ 16 - 38%0

Theo chiều ngang, biển được chia làm hai vùng lớn:

- Vùng ven bờ (ứng với vùng triều - littoral, là vùng bờ hài dương trong biên độ giao động của thuỷ triều từ độ sâu 0 m tới mức cao nhất của thuỷ triều và vùng dưới triều - sublittoral, là vùng đáy sâu tới 200 - 300 m);

- Vùng khơi (vùng còn lại)

Theo chiều thẳng đứng, biển được phân thành ba vùng:

- Thềm lục địa - là vùng tương đối bằng phẳng, ít dốc, ở độ sâu tới khoảng 200 - 500 m, chiếm khoảng 7,6% diện tích hải dương (ứng với vùng triều và dưới triều);

- Sườn dốc lục địa (có độ sâu từ 500 - 3000 m, ứng với vùng đáy dôc); và

- Nền đại dương - sâu từ 3000 m trở xuống (ứng với vùng đáy sâu - chiếm 4/5 diện tích hải dương và vùng đáy cực sâu - chiếm 1% diện tích hải dương, noi có các khe sâu tới 11.000 m)

Xét về phương diện các sinh vật sống trong nước, tuỳ thuộc vào phương thức vận động và đặc điểm nơi cư trú, chúng được phân thành bốn nhóm chính: sinh vật mặt nước (Neuston); sinh vật nổi (Plankton); sinh vật

tự bơi (Nekton) và sinh vật đáy (Benthos)

Căn cứ vào các đặc điểm trên dễ dàng nhận thấy trong nuớc mặn (biển và đạĩ dương) tồn tại nhiều hệ sinh thái khác nhau: hệ sinh thái ven bờ (hệ sinh thái rừng ngập mặn, hệ sinh thái cỏ biển, hệ sinh thái san h ô ), hệ sinh thái vùng khơi đại dương (hình 9)

* Các hệ sinh thái nước ngọt

Khác với các hệ sinh thái nước mặn, các hệ sinh thái nước ngọt có nồng độ muối thấp (0,05 - 5%o)

Các hệ sinh thái nước ngọt có thể chia thành các hệ sinh thái nước đứng (đầm lầy, ao, hồ, ruộng cấy lúa) và các hệ sinh thái nước chảy (sông, suối)

- Các hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ)

Bất kỳ một ao, hồ hay vùng nước nào được xem là đơn vị sinh thái của môi trường hoá lý và quần xã sinh vật, tại đây có sự trao đổi năng lượng

và khối lượng theo chu kỳ Do vùng nước thay đổi theo độ sâu, độ tĩnh, kích

cỡ và theo mùa mà người ta chia thành ba khu sinh cảnh chính:

- Vùng nước nông - có ánh sáng xuyên xuống tận đáy hỗ trợ cho sự phát triển của thực vật có rễ và động vật sống đáy

- Vùng nước sâu vừa - có một ít ánh sáng mặt trời xuyên qua giúp cho sinh vật phù du phát triển

- Vùng nước sâu và vùng nước sâu nhất - ảnh sáng mặt trời không thể xuyên qua được; đây là nơi sinh sông của những sinh vật thích nghi với bóng tối

- C á c h ệ s in h th á i n ư ớ c c h á y (sô n g , su ô i)

Ở sông, dòng chảy có vai trò rất quan trọng - vì nó tạo nên sự đồng đều về chế độ nhiệt, muối khoáng song thay đổi theo mùa Các sinh vật ở sông có thành phần không đồng nhất theo các vùng thượng lưu, trung lưu và

hạ lưu

- C á c h ệ s in h th á i v ù n g c ử a s ô n g

Do có sự giao thoa của nước ngọt và nước mặn (tạo thành nước lợ,

độ muối thường tò 5 - 16%o) nên ờ đây tạo thành một hệ sinh thái có tính đa dạng sinh học cao

Quần xã sinh vật ở suối rất giống vói quần xã sinh vật ở vùng thượng lưu của sông về thành phần loài cũng như về mặt số lượng

Hình 9 Phân loại cơ bàn của các nhóm sinh thái biển

(Theo Từ điển Đa dạng sinh học và Phát triển bền vững, 2001)

C hương 2

Đa dạng sinh học ở việt nam

Việt Nam được công nhận là một trong những Trung tâm có ĐDSH cao của thế giới, điều đó được thể hiện ở sự phong phú của: hệ gen, thanh phân loài, các kiêu cảnh quan, các hệ sinh thái

2.2 Đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái rừng

2.2.1 Các kiểu rừng ở Việt Nam

Tồn tại một số cách phân chia thảm thực vật rừng thành các kiểu rừng khác nhau, điều này phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu và việc lựa chọn yếu tố chủ đạo của mỗi trường phái nghiên cứu rừng

Trên thế giới, Môrôđốp (đầu thế kỷ 20) với mục đích phục vụ kinh doanh, Ông đã phân loại rừng dựa trên các yếu tố hình thành rừng, chúng bao gồm: (1) - Đặc tính sinh thái học của loài cây cao; (2) - Hoàn cảnh địa ,

lý (khí hậu, thổ nhưỡng, địa chất ( 3 ) - Quan hệ giữa các thực vật tạo nên quần lạc và quan hệ giữa chúng với động vật; (4) - Nhân tố lịch sử địa chất

và (5) - Tác động của con người

Xuất phát từ quan điểm rừng là thể thống nhất giữa sinh vật với hoàn cảnh, Pôgrenhiac cho ràng, hoàn cảnh là cái có trước, chủ đạo và tương đối

ổn định nên Ông đã lấy yếu tố lập địa (yếu tố thổ nhưỡng) làm cơ sở để phân loại rừng Simpơ (1918) có lẽ là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân loại rừng nhiệt đới, theo đó thảm thực vật được chia thành các quần hệ: quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi Champion (1936) lại lấy yếu tố nhiệt làm căn cứ, Ông phân biệt bốn đai thảm thực vật (kiểu rừng) theo nhiệt: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới và núi cao Cách phân chia này hiện nay vẫn được sử dụng rộng rãi

UNESKO (1973) lấy đặc điểm ngoại mạo làm yếu tố chủ đạo, đa cho công bố một khung phân loại thảm thực vật thế giới thành năm lớp quần

hệ chính: (1) - lớp quần hệ rừng kín; (2) - lớp quần hệ rừng thưa; (3) - lớp quân hệ cây bụi; (4) - lớp quân hệ cây bụi lùn và các quần hệ gần gũi và (5)

- lớp quần hệ cây thào

Ở Việt Nam, rừng đuợc phân thành hai nhóm dựa theo sự phân bố theo độ cao: Nhóm 1 - đai thấp, độ cao < 1000 m ở miền Nam và < 700 m ở miền Bắc; Nhóm 2 - đai cao, độ cao >1000 m ở miền Nam và >700 m ở miền Bắc (Thái Văn Trừng, 1978)

Nhóm 1: Thảm thực vật ở độ cao < 1000 m ở miền Nam và < 700 m

ở miền Bắc, có các kiểu rừng sau:

1 Các kiểu rừng rú kín, bao gồm:

- Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới;

- Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới;

- Kiểu rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới;

- Kiểu rừng kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới

2 Các kiểu rừng thưa, bao gồm:

- Kiểu rừng thưa cây lá rộng, hơi khô nhiệt đới (có ở Đắc Lắc, Ban

Mê Thuột, Thuận Hải, H à Tĩnh, Nghệ An, Sơn La, Hà Tây (cũ), Hoà Bình);

- Kiểu rừng thưa cây lá kim hoi khô á nhiệt đới núi thấp (ở Sơn La,

Đà Lạt)

3 Các kiểu tràng, truông, bao gồm:

- Kiểu trảng cây to, cây bụi cỏ cao;

- Kiểu truông bụi gai, hạn nhiệt đói

Nhóm 2: Thảm thực vật ở độ cao >1000 m ở miền Nam và >700 m ở miền Bắc, có các kiểu rừng sau:

2 Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao, bao gồm:

- Kiểu quần hệ khô vùng cao: rú cây bụi nhỏ, trảng cỏ cao, cỏ thấp;

- Kiểu quần hệ lạnh vùng cao (thường gặp ở đinh núi cao như Phan

Xi Păng, Tà Phình ), thực vật gồm Dẻ, Pơ mu, Đỗ quyên, Thông

2.2.2 Đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái rừng

v ề sự đa dạng của thực vật bậc cao của Việt Nam đã được nhiều tác giả nước ngoài cũng như trong nước nghiên cứu Nền tảng cho việc nghiên cứu và đánh giá tính đa dạng hệ thực vật Việt Nam đó là bộ “Thực vật chí Đông Dương” (gồm bày tập) do H Lecomte người Pháp chủ biên (1907 - 1952), trong đỏ đã ghi nhận 7.004 loài thực vật bâc cao, chúng thuộc 1850 chi, 289 họ

Tù công ừình đồ sộ đã nêu trên, danh lục các loài thực vật bậc cao không ngừng được bổ sung bằng các nhà khoa học trong nước (Phan Kế Lộc, 1969, 1996; Thái Văn Trừng, 1978; Phạm Hoậng Hộ, 1991 - 1993; Trần Đình Lý, 1993; Võ Văn Chi, 1997; Nguyễn Tiến Bân, 1990; Nguyễn Nghĩa Thìn, 1998 )

Trên cơ sở nhiều nguồn tài liệu đã được công bố từ trước cho đến

2003, Nguyễn Nghĩa Thìn (2004) đã thống kẽ và tồng kết Kết quả cho thấy,

hệ thực vật bậc cao của Việt Nam hiện ccfTl.080 loấD thuộc 2.428 chi và

(Nguồn: Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004)

v ề Nấm, theo Trịnh Tam Kiệt (1996) hiện biết 826 loài nấm lớn

v ề khu hệ động vật, đã thống kê được 276 loài thú, 828 loài chim,

260 loài bò sát, 84 loài lưỡng cư, 544 loài cá nước ngọt, khoảng 7.200 loài côn trùng

Đánh giá về sự đa dạng, đặc biệt về các loài quí hiếm, loài đặc hữu của thực vật và động vật trong các hệ sinh thái rừng được bổ sung trong các tiểu mục 2.3 “Đa dạng sinh học các vùng hệ sinh thái chính trên cạn” (trang 36)

và phân “Giới thiệu khái quát về các Vườn quốc gia” (trang 85), cũng như trong phụ lục 1 “Các loài thú và chim đặc hữu có phân bố hẹp ở Việt Nam” (trang 112) của tài liệu này

2.3 Đa dạng sinh học các vùng hệ sinh thái chỉnh trên cạn

Việc phân chia các vùng hệ sinh thái trên cạn thường đuợc dựa vàocác yếu tố sau:

- Yếu tố địa hình, địa mạo;

2.3.1 Vùng Đông Bắc

Đây là vùng phân bậc chuyển tiếp từ thềm lục địa, qua dải ven biên hẹp, đến vùng đồng- bằng, đồi núi thấp, rồi tới vùng núi trung bình và cao Vùng này có các HST đa dạng bao gồm núi đá vôi cho đên vùng đôi núi thấp và đồng bằng ven biển hẹp Tại đây có nhiều danh lam thắng cảnh như Vịnh Hạ Long, đảo Cát Bà, Hồ Ba Bể, Hồ Núi Cốc, Tam Đ ảo

Vùng này đã thành lập:

- Năm Vườn quốc g ia ử c á t Bà, Bái Tử Long, Ba Bể, Tam Đảo và

- 14 Khu bảo tồn thiên nhiên (Du Già, Bắc Mế, Phong Quang, Cham Chu, Kim Hỷ, Hữu Liên, Khe Rỗ, Tây Yên Tử, Kỳ Thượng, Trùng Khánh, Tây Côn Lĩnh, Yên Tử, Bát Đại Sơn và Tam Tạo) với tổng diện tích 252.306 ha

- Ba Khú bảo vệ loài/sinh cảnh (Mỏ Rẽ - Bắc Sơn, Nà Hang và Xuân Lạc) với diện tích 55.511 ha

- 11 Khu bảo vệ cảnh quan (Kim Bình, Tân Trào, Pắc Pó, Thần Sa - Phượng Hoàng, Núi Pia - Oắcr Hồ Núi Cốc, Yên Thế, ải Chi Lăng, ATK, các đảo Vịnh-Hạ Long và Bãi Cháy) với tổng diện tích 61.709 ha

Giá trị Đ D SH : Đã thống kê được 3.500 loài thực vật (trong đó có

260 loài lan sống trên các núi đá vôi), 109 loài thú, 179 loài chim, 178 loài

bò sát - lưỡng thê, 146 loài cá nuớc ngọt, 263 loài động vật không xương Sống (theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004; Sterling E.J và rrnk, 2007)

M ột số loài q u ' ' ' x

đặc hữu chì gặp ở V Q u Cat Ba - con aược gọi là Voọc Cát Bà), Voọc mũi

hếch ( Trachypithecus avunculus) - chi gặp ở các Khu bảo tồn Nà Hang,

Chạm Chu, Du Già và Vườn quốc gia Ba Bể (hình 10) - nó là loài linh trưởng lớn nhất ở Việt Nam, con đực nặng trung bình 13,8 kg, con cái nặng 8,3 kg, quần thể sống trong các khu rừng núi đá vôi ở độ cao tới 1000 m; nó đuợc xem là chữa được nhiều bệnh, trong đó có bệnh thấp khớp, Hươu xạ

(Moscus caobangensis), Thỏ rừng Trung Hoa (Lepus sinensis), Cá cóc Tam

Đảo (Paramensotriton deloustali) Gần đây, mới phát hiện loài Rắn má Tam Đảo (Opisthotropic tamdaoensis Ziegler, David & Vu, 2008) (hình 11).

Xuân Sơn) với tổng diện tích 9(1524 ha

Hình 10 Voọc Mũi hếch Ợrachypithecus avunculus) - loài đặc hữu ở

N à Hang (Tuyên Quang - VQG Ba Bể ) (ảnh của Tilo Nadler)

- v ề thực vật: gồm các loài đặc trưng cho vùng núi đá vôi của Việt Nam như Trai (Garcinia fagraeoides), Nghiến (Burretiodendron tonkinensis), Pơ mu (Fokienia hodginsii), Hoàng đàn (Cupessus tonkinensis), Thông Pà cò (Pinus kwangtungensis một loài thông hiếm, có

phân bố hẹp ở một vài địa điểm ở phía Nam Trung Quốc), Thông đỏ (Taxus

chinensis), Du sam đá vôi (Keteleeria davidianà).

Hình 11 Opisthotropis tamdaoensis Ziegler, David & Vu, 2008.

2.3.2 Vùng Tây Bắc (Hoàng Liên Sơn = vùng Bắc Trung tâm Đông Dương)

Dãy 'Hoàng Liên Sơn nằm ở phía tây sông Hồng, là phần kéo dài

phía Đông Nam của dãy Himalaya Nó là dãy núi quan trọng nhất của Việt

Nam, phân lớn dãy này năm trên 2000 m với nhiều đỉnh tới độ cao từ 2.500

đên hơn 3000 m, trong đó có đỉnh Phan Xi Păng cao nhất (3.140 m) so với

mực nước biên Địa hình granit của dãy Hoàng Liên Sơn có niên đại từ 29 -

80 triệu năm trước đây, và dãy núi này được hình thành bởi những hoạt

động kiến tạo bắt đầu khoảng 65 triệu năm trước đây và vẫn tiếp tục cho đến

ngày nay Các đinh núi cao săc nhọn và các hẻm núi dốc cho thấy quá trình

hình thành diễn ra gần đây (Sterling E.J & nnk, 2007)

Vùng này đã thành lập:

Một Vườn quốc gia (Hoàng Liên), với diện tích 29.845 ha