Tr"n Anh =c; Các thành viên khác: PGS.TS.. 4 Phân tích ANOSIM, RELATE, SIMPER: giúp xác 'nh tính tng +ng trung bình gi6a các i#m thu mu trong 1 nhóm sinh cnh và tính bt tng +ng gi6a ha
Trang 1I H)C QU+C GIA HÀ N.I
K#T QU TH5C HI&N $ TÀI KH&CN
C P I H)C QU+C GIA
Tên % tài: Nghiên c4u a d ng sinh h*c m/t s, taxon /ng v"t
không xng s,ng n0c ng*t (Côn trùng n0c, Giáp xác c2 l0n, Thân m%m) t i V1n Qu,c gia Xuân Sn, t(nh Phú Th*
Mã s, % tài: QG.12.11
Ch3 nhi'm % tài: TS Tr!n Anh 4c
Trang 2PH N I
THÔNG TIN CHUNG
1 Tên tài: Nghiên c(u a dng sinh h c m#t s! taxon #ng vt không xng s!ng
n$c ng t (Côn trùng n$c, Giáp xác c& l$n, Thân m m) ti V%n Qu!c gia Xuân Sn, t nh Phú Th
2 Mã s!: QG.12.11
3 Danh sách ch' nhi m, thành viên tham gia th)c hi n tài
TT Ch(c danh, h c v , h và tên n v công tác Ch(c danh th)c hi n
4 T" ch(c ch' trì: Tr'ng i h$c Khoa h$c T, nhiên
5 Th%i gian th)c hi n:
5.2 Gia hn (n u có):
5.3 Th,c hi"n th,c t :
6.1 Sn ph m khoa h$c công ngh":
Trang 3- Sn phm công b :
S bài báo ng tp chí khoa h c chuyên ngành: 02
S báo cáo khoa h c, h!i ngh khoa h c trong n"c: 01
Trang 4PH!N II.
T&NG QUAN K T QU NGHIÊN C+U
ng$t (Côn trùng n(c, Giáp xác c* l(n, Thân m"m) ti V)n Qu%c gia Xuân Sn, t#nh Phú Th$" - Mã s% QG.12.11
Ch< trì ( tài: TS Tr"n Anh =c; Các thành viên khác: PGS.TS Nguy*n Xuân Qunh,
PGS.TS Nguy*n Vn V-nh, TS Nguy*n Quang Huy, CN Ngô Th- Minh Thu, ThS Nguy*n Thanh Sn, ThS Nguy*n Th- Ánh Nguy+t
4ng v$t không xng s0ng (VKXS) là nhóm sinh v$t gi@ vai trò r t quan tr.ng trong các h+ sinh thái 8 n5c, c n5c ng.t và n5c m&n.V5i s0 l:ng loài và s0 l:ng cá th)
r t l5n, chúng là nh@ng m%t xích không th) thi'u trong chu3i và l5i th=c n c<a các h+ sinh thái 8 n5c, góp ph"n duy trì tính 2n -nh c<a h+ sinh thái Chúng cng có vai trò quan tr.ng
0i v5i 6i s0ng c<a con ng6i, m4t s0 loài VKXS :c s? d;ng làm th=c n, nhng cng
có nhi(u loài l i là tác nhân truy(n b+nh ho&c gây b+nh Do nhi(u loài VKXS có tính nh y c m 0i v5i sA bi'n 2i c<a môi tr6ng n5c nên chúng còn :c nghiên c=u ) s? d;ng làm sinh v$t ch, th- ánh giá ch t l:ng môi tr6ng n5c
7 Vi+t Nam, cho 'n nay ã có nhi(u nghiên c=u v( a d ng sinh h.c c<a VKXS 8 n5c, song v#n cha tng x=ng v5i ngu1n a d ng sinh h.c :c ánh giá r t cao c<a n5c
ta.Nh@ng nm g"n ây, d#n li+u v( VKXS n5c ng.t c<a Vi+t Nam th6ng xuyên :c b2 sung, c$p nh$t, bao g1m nhi(u gi0ng m5i, loài m5i cho khoa h.c, ghi nh$n m5i cho Vi+t Nam Nh@ng phát hi+n m5i cho th y khu h+ VKXS n5c ng.t c<a Vi+t Nam v#n cha :c nghiên c=u "y <, &c bi+t còn thi'u nhi(u d#n li+u v( a d ng sinh h.c c<a VKXS n5c ng.t t i các V6n qu0c gia (VQG) ho&c Khu b o t1n thiên nhiên
VQG Xuân Sn, thu4c t,nh Phú Th., có c nh quan a d ng r>ng kín th6ng xanh phong phú trên n(n núi á vôi, :c xem là ni có 4 a d ng sinh h.c khá cao Theo th0ng
kê c<a VQG Xuân Sn, nh@ng nghiên c=u tr5c ây ã ghi nh$n t i khu vAc này hàng nghìn loài 4ng thAc v$t, trong ó có nhi(u có tên trong sách / Vi+t Nam Tuy nhiên nh@ng nghiên c=u tr5c ây ch, m5i t$p trung ch< y'u vào thAc v$t, 4ng v$t có xng s0ng ho&c m4t s0 nhóm côn trùng 8 c n Cho 'n nay cha có nh@ng nghiên c=u v( VKXS n5c ng.t 8 khu vAc này [1]
- Nghiên c=u tính a d ng loài c<a m4t s0 taxon chính, bao g1m Giáp xác c9 l5n (tôm, cua - Decapoda), Thân m(m (Hai m nh v/ - Bivalvia và Chân b;ng - Gastropoda), hai b4 Côn trùng n5c (Phù du - Ephemeroptera, Cánh n?a - Hemiptera) t i VQG Xuân Sn, t,nh Phú Th B2 sung d#n li+u cho khu h+ VKXS n5c ng.t t i mi(n B%c Vi+t Nam, phân b0 c<a các loài
- ( xu t các bi+n pháp b o t1n a d ng sinh h.c c<a VKXS n5c ng.t, &c bi+t là nh@ng loài quan tr.ng t i VQG Xuân Sn
Trang 5Hình 1 S các im thu mu ti VQG Xuân S n
- Ph ng pháp nghiên cu iu tra ngoài thc a:
và t(ng h-p
Trang 6+ Phng pháp thu m u và bo qun m u: Thu m u 'nh l0ng b ng l-i Surber, thu trong phm vi khung 'nh l0ng c2a l-i (50cm x 50cm) Thu m u 'nh tính b ng v0t ao và v0t c m tay, các k8 thu t thu m u 0c áp d1ng tng 3ng v-i tính cht n"n áy, dòng chy
ho c ni s*ng c2a t4ng nhóm VKXS M u sau khi thu 0c loi b) b-t rác và bùn t và
0c bo qun trong c+n 90°, ghi etiket y 2
- Phng pháp nghiên c$u mu vt trong phòng thí nghim
+ Phng pháp phân tích và 'nh loi m u v t: M u v t nghiên c3u 0c em v" lu tr6, bo qun, phân tích và 'nh loi ti phòng thí nghi%m B, môn ,ng v t Không xng s*ng, Khoa Sinh h(c, Tr.ng i h(c Khoa h(c T7 nhiên - i h(c Qu*c gia Hà N,i Vi%c phân tích và 'nh loi m u v t 0c th7c hi%n s5 d1ng tài li%u 'nh loi ã 0c công b* trong và ngoài n-c tng 3ng v-i các taxon VKXS trong nghiên c3u này [2, 32]
- Phng pháp phân tích s liu
+ Các ch s a dng: Các ch& s* Margalef (d) và ch& s* Shannon - Weiner (H’) 0c
s5 d1ng # ánh giá m3c , a dng sinh h(c c2a các *i t0ng nghiên c3u ti các i#m thu m u [33]
+ !c l"ng m$c a dng loài: Ph n m"m th*ng kê sinh h(c EstimateS version
8.2.0 (http://viceroy.eeb.uconn.edu/EstimateS/) 0c s5 d1ng # phân tích và tính toán các các ch& s* -c l0ng s* l0ng loài có m t ti khu v7c nghiên c3u, d7a trên s* l0ng m u th7c t! ã thu 0c, qua ó ánh giá k!t qu thu m u ã i di%n 0c m3c , a dng loài th7c t! ti khu v7c nghiên c3u hay cha [34]
+ Xác nh các loài c h&u: Các loài c h6u 0c xác 'nh b ng phng pháp tra
c3u tài li%u, *i chi!u các d n li%u v" phân b* c2a nh6ng loài 0c xác 'nh / khu v7c nghiên c3u v-i các nghiên c3u phân loi h(c ho c khu h% ,ng v t ã 0c công b* tr-c tr-c ây [2, 32]
Nh6ng loài ho c nhóm loài có ti"m nng ch& th' sinh h(c 0c xác 'nh thông qua vi%c ánh giá m*i tng quan gi6a cu trúc thành ph n loài v-i các y!u t* môi tr.ng, sinh cnh, thông
qua các b-c tính toán nh sau: (1) Tính toán ch s tng ng Bray-Curtis: # ánh giá m3c , tng +ng v" cu trúc thành ph n loài gi6a các i#m thu m u [35] (2) Phân tích
tính Cluster và MDS: M3c , tng +ng v" cu trúc thành ph n loài 0c 0c bi#u di$n
d-i dng s + cây (cluster), ho c theo không gian MDS (multidimention scaling) (3) Phân
tích BEST (BIO - EVN): # ánh giá m*i tng quan gi6a cu trúc thành ph n loài v-i các
y!u t* môi tr.ng, d7a trên ma tr n tng +ng v" d6 li%u sinh h(c (s5 d1ng ch& s* tng
+ng Bray-Curtis) và ma tr n c2a các y!u t* môi tr.ng (s5 d1ng khong cách Euclide) (4)
Phân tích ANOSIM, RELATE, SIMPER: giúp xác 'nh tính tng +ng trung bình gi6a
các i#m thu m u trong 1 nhóm (sinh cnh) và tính bt tng +ng gi6a hai sinh cnh v-i nhau, +ng th.i xác 'nh nh6ng loài 0c xem là tiêu bi#u (typical species) cho t4ng sinh cnh và nh6ng loài 0c xem là loài phân bi%t (discriminating species) cho t4ng sinh cnh S* Microsoft Office Excel Vi%c tính toán các ch& s* a dng, ch& s* tng +ng 0c th7c hi%n ph n m"m Primer v6 (http://www.primer-e.com/) [36]
Trang 73 T)NG K#T K#T QU NGHIÊN C0U
nhiên (sinh cnh r4ng ho c môi tr.ng xung quanh, tính cht n"n áy c2a su)i) ti các i#m thu m u ã 0c o c, ghi chép và 0c t+ng h0p # ph1c v1 vi%c phân tích m)i tng quan gi5a qu n xã sinh v t v-i các y!u t) môi tr.ng và phân tích nh5ng loài VKXS có ti"m nng ch& th' sinh cho i"u ki%n môi tr.ng khu v6c nghiên c3u Nhìn chung, trong quá trình i"u tra, ã xác 'nh 0c 3 dng sinh cnh chính: (sinh cnh 1) su)i / khu v6c r4ng nguyên sinh, ph n l-n 0c che ph2 b/i tán r4ng, ít ch'u tác ,ng c2a con ng.i, tng 3ng các i#m S1, S2, S3, S7, S8, S9; (sinh cnh 2) su)i / khu v6c r4ng th3 sinh ho c r4ng tr*ng,
có , che ph2 c2a tán r4ng thp hn, ch'u tác ,ng c2a con ng.i, tng 3ng các i#m S5, S10, S13, S14; (sinh cnh 3) su)i n m ngoài r4ng, g n xóm bn ho c t nông nghi%p (ru,ng lúa), h u nh không có tán cây che bóng, ch'u nhi"u tác ,ng c2a con ng.i hn, tng 3ng các i#m S4, S6, S11, S12, S15
3.2 a d ng loài c/a các nhóm VKXS (Côn trùng n,c b+ Ephemeroptera, Hemiptera, Giáp xác m-i chân b+ Decapoda và Thân m$m Mollusca) t i khu v2c nghiên c1u
ã xác 'nh 0c ti VQG Xuân Sn t+ng c,ng 130 loài thu,c 82 gi)ng, 35 h(
VKXS / n-c, trong ó có 57 loài côn trùng thu,c b, Hemiptera, 49 loài thu,c b, Ephemeroptera, 05 loài tôm, 01 loài cua thu,c b, Decapoda và 17 loài )c, 01 loài h!n thu,c ngành Mollusca (Bng 1)
B ng 1 C u trúc thành ph n loài c/a các taxon VKXS t i khu v2c nghiên c1u
Taxon S( loài T3 l& % S( gi(ng T3 l& % S( h' T3 l& %
Hemiptera 57 43,8 34 41,5 12 34,3 Ephemeroptera 49 37,7 31 37,8 12 34,3
ã 0c các thành viên " tài công b) trong quá trình th6c hi%n " tài (Tr n Anh 3c et al., 2014; Nguy$n Thanh Sn et al., 2014; Nguy$n Vn V'nh và nnk., 2014) [37-39]
Trong s) 130 loài nói trên, có 06 loài là ghi nh n m-i cho Vi%t Nam (l n u tiên 0c
ghi nh n / Vi%t Nam): bao g*m 05 loài côn trùng thu,c b, Hemiptera (Metrocoris ciliatus,
Timasius myiamotoi, Nieserius subaquaticus, Micronecta drepani và Micronecta ornitheia)
và 01 loài )c thu,c l-p Gastropoda (Brotia pagodula) *ng th.i, ã xác 'nh 0c 03 gi)ng
là ghi nh n m-i cho Vi%t Nam, bao g*m các gi)ng Nieserius (thu,c h( Hebridae),
Platytrephes và Mixotrephes (h( Helotrephidae), "u thu,c b, Hemiptera
m"m EstimateS d6a trên s) li%u th)ng kê c2a 15 i#m thu m u cho k!t qu nh sau Ch& s)
Trang 8s( ICE Mean (d3a trên s3 có m!t – v ng m!t c0a các loài) là 149 loài, các ch& s( Chao1 Mean,
Các t4 l% gi2a ch& s( Sobs Mean so v,i các ch& s( ,c l/ng s( loài ICE Mean, ACE Mean, Chao1 Mean, Chao2 Mean l n l/t là 87%, 94%, 90%, và 90% cho thy s( l/ng loài
Hình 2 Các ng l y tin c a các ch s c l ng s l ng loài (ICE Mean, ACE
Mean, Chao 1 Mean, Chao 2 Mean) theo các im thu mu
Ephemeroptea, 5 loài thu+c b+ Decapoda và 2 loài thu+c l,p Gastropoda (Mollusca), bao
g)m: Hemiptera: Amemboides vasarhelyii, Eotrechus vietnamensis, Metrocoris bilobatoides,
Entomovelia quadripenicillata, Strongylovelia setosa, Aphelocheirus (Micraphelocheirus)
trani; Ephemeroptera: Procloeon spinosum, Ephemera longiventris, Paegniodes dao, Choroterpes vittata, Polyplocia orientalis; Decapoda: Caridina vietriensis, Caridina
caobangensis, Caridina flavilineata, Macrobrachium vietnamense, Indochinamon bavi;
Mollusca: Cremnochonchus messageri, Stenothyra messageri
Trang 9Ephemeroptera, Decapoda và Mollusca ti sinh cnh 1 (su$i trong r,ng nguyên sinh) có m+c & a dng cao nht, v'i s$ l)ng loài trung bình gi-a các i m thu mu là 42,8±6,7, giá tr# trung bình c*a các ch" s$ d và H’ cng cao nht, ln l)t là 7,23±1,12 và 3,10±0,31 Ti p theo
là sinh cnh 3 (su$i gn ru&ng lúa, khu dân sinh) v'i s$ loài trung bình là 38,6±10,3, giá tr# trung bình c*a các ch" s$ d và H’ ln l)t là 6,64±1,43 và 2,99±0,27 Sinh cnh 2 (su$i cnh r,ng th+ sinh, r,ng tr%ng) có m+c & a dng hi thp hn so v'i sinh cnh 3, v'i v'i s$ loài trung bình là 31,3±12,2, giá tr# trung bình c*a các ch" s$ d và H’ ln l)t là 5,63±2,02 và 2,73±0,46
3.5 So sánh thành phn loài theo sinh cnh
Nhìn chung, gi-a các sinh cnh su$i khác nhau, có s khác bi!t l'n v thành phn loài (Hình 3 và 4)
Có 27 loài ch" g p ( các sinh cnh su$i trong r,ng nguyên sinh Có 11 loài ch" g p ( sinh cnh 2 (su$i chy qua khu v.c r,ng th+ sinh / r,ng tr%ng, ít )c )c che ph* b(i tán r,ng) Có 12 loài ch" g p ( sinh cnh 3 (su$i ngoài r,ng, gn ru&ng lúa, xóm bn) Nh-ng loài còn li (80 loài) có m t ( 2 ho c c 3 dng sinh cnh M+c & tng %ng Bray-Curtis v thành phn loài gi-a 15 i m thu mu dao &ng trong khong 22 - 63% (Hình 3) Khi t m+c & tng %ng 40% vào % th# MDS v'i giá tr# hàm 2D tress = 0,14 (Hình 4), có th thy r ng các i m thu&c sinh cnh 1 có m+c & tng %ng v'i nhau cao hn so v'i các i m thu&c sinh cnh 2 và 3
Hình 3 S cây th hin s" t ng ng v cu trúc thành phn loài gi!a các im thu
mu d"a trên ch s Bray-Curtis
Trang 10Nh5ng loài ho#c nhóm loài có ti%m nng ch( th) sinh h*c có th& 0c xác )nh thông qua vi'c ánh giá m+i tng quan gi5a c u trúc thành ph n loài v-i các y$u t+ môi tr.ng &
ánh giá m+i tng quan này, các b-c phân tích nh sau 0c th6c hi'n:
và các y u t$ sinh cnh:
K$t qu phân tích BEST ã xác )nh gi5a ma tr!n )nh l0ng thành ph n loài (130 loài) v-i ma tr!n s+ li'u ch( s+ th1y l hóa h*c (5 thông s+: nhi't ,, pH, DO, , d n i'n, th$ oxy hóa – kh4) c1a các )a i&m thu m u có m2c , tng quan cao K$t qu phân tích BEST xác )nh m2c , tng quan gi5a ma tr!n các y$u t+ sinh c nh v-i các ma tr!n )nh l0ng thành ph n loài cng cho th y có s6 tng quan gi5a c u trúc c1a thành ph n loài chung (130 loài) v-i các y$u t+ sinh c nh Trong ó, các y$u t+ n%n áy á và “R3ng nguyên sinh” (, che ph1 l-n), nh h/ng nhi%u t-i c u trúc thành ph n loài Tuy nhiên, khi phân tích BEST riêng cho t3ng nhóm VKXS, ch( có 2 nhóm Ephemeroptera và Hemiptera th& hi'n s6 tng quan v% c u trúc thành ph n loài v-i các y$u t+ sinh c nh, #c bi't là các y$u t+ , r,ng lòng su+i, n%n áy á và c , che ph1 K$t qu phân tích BEST v-i ma tr!n s+ li'u )nh tính c1a thành ph n loài (v"ng m#t/ có m#t) cng cho th y có s6 tng quan gi5a c u trúc thành ph n loài chung (130 loài) v-i các y$u t+ sinh c nh N$u phân tích riêng t3ng nhóm VKXS, ch(
có nhóm Decapoda là không th& hi'n s6 tng quan, 3 nhóm còn l i (Hemiptera, Ephemeroptera và Mollusca) %u có s6 tng quan v% c u trúc thành ph n loài v-i các y$u t+ sinh c nh
sinh thái và có ti m nng s, d)ng làm sinh v t ch! th":
K$t qu phân tích ANOSIM cho th y s6 khác bi't v% c u trúc thành ph n loài gi5a sinh c nh 1 v-i t3ng sinh c nh 2 và 3 có ngha th+ng kê (p 0,05) Tuy nhiên, thành ph n loài / sinh c nh 2 và 3 không th y có s6 khác bi't mang ngha th+ng kê (p > 0,05) (B ng 2)
Trang 11Nh v y, *i v.i sinh cnh ít b( tác -ng - n!m trong r5ng nguyên sinh, nh sinh cnh 1, c u trúc thành ph n loài ã có s8 khác bi&t v.i sinh cnh b( tác -ng b0i hot -ng c3a con ng/i
Do v y, trong nghiên c4u này, 15 i%m nghiên c4u có th% 1c phân thành 2 nhóm sinh cnh:
ít b( tác -ng (Sinh cnh 1 v.i 6 i%m S1, S2, S3, S7, S8 và S9) và b( tác -ng (Sinh cnh
2+3 bao g+m 9 i%m S4, S5, S6, S10, S11, S12, S13, S14 và S15) K#t qu phân tích
khác bi&t v.i nhóm sinh cnh b( tác -ng (Sinh cnh 2+3), th% hi&n 0 m4c - tng quan th p Rho = 0,461 v.i p = 0,002 (<0,05) *i v.i các y#u t* sinh cnh, phân tích RELATE cng cho k#t qu tng t8, m4c - tng quan th p Rho = 0,259 v.i p = 0.008 (<0,05)
Bng 2 Kt qu phân tích ANOSIM so sánh thành phn loài gia các sinh cnh
(s liu nh l ng)
Giá tr p (s liu nh tính)
K#t qu phân tích SIMPER (s* li&u (nh l1ng) cng ch' ra nh7ng loài có ti$m nng s6 d2ng làm sinh v t ch' th( cho môi tr/ng, ó là nh7ng loài ch' có m"t 0 1 trong 2 nhóm sinh cnh, g+m 15 loài ch' có m"t 0 Sinh cnh 1, $u thu-c 2 nhóm Hemiptera (11 loài:
Entomovelia quadripenicillata, Rhagovelia sp.1, Perittopus sp., Amemboides vasarhelyii, Rhyacobates sp., Metrocoris inthanon, Eotrechus vietnamensis, Metrocoris bilobatoides, Helotrephes sp.1, Metrocoris ciliatus, Enithares metallica) và Ephemeroptera (4 loài: Polyplocia oriantalis, Pothamanthellus edmunsi, Paegniodes dao, Asionurus primus) Nh7ng
loài này có th% 1c xem là nh7ng “loài phân bi&t” cho sinh cnh ít b( tác -ng *i v.i sinh
cnh b( tác -ng, ch' th( cho sinh cnh ít b( tác -ng trong phm vi khu v8c nghiên c4u
K#t qu phân tích SIMPER cng giúp xác (nh nh7ng loài tiêu bi%u cho sinh cnh ít b(
tác -ng, g+m 7 loài (Antimelania costula, Edyonurus cervina, Rhagovelia sp.1, Entomovelia
quadripenicillata, Metrocoris acutus, Indochinamon bavi, Baetis sp 2) ây là nh7ng loài có
s8 óng góp nhi$u cho tính tng +ng gi7a các i%m thu m u thu-c Sinh cnh 1, th% hi&n qua s* l1ng cá th% trung bình gi7a các i%m thu m u cao hn, có s8 ,n (nh hn gi7a các
i%m thu m u V$ m"t sinh thái, i$u này cho th y nh7ng loài này thích 4ng t*t v.i i$u ki&n c3a sinh cnh
So sánh hai k#t qu trên cho th y có 2 loài Rhagovelia sp.1 và Entomovelia
quadripenicillata v5a là nh7ng loài phân bi&t *i v.i sinh cnh b( tác -ng, +ng th/i li
nh7ng loài tiêu bi%u cho sinh cnh ít b( tác -ng T4c là chúng có s8 phn 4ng “v ng m"t” *i v.i sinh cnh b( tác -ng nhng li thích 4ng t*t và th% hi&n vai trò sinh thái áng k% trong
i$u ki&n môi tr/ng ít b( tác -ng Trong phm vi c3a khu v8c nghiên c4u, chúng tôi cho
... II.T&NG QUAN K T QU NGHIÊN C+U
ng$t (Côn trùng n(c, Giáp xác c* l(n, Thân m"m) ti V)n Qu%c gia Xuân Sn, t#nh Phú Th$" - Mã s% QG.12.11
Ch<... c/a nhóm VKXS (Cơn trùng n,c b+ Ephemeroptera, Hemiptera, Giáp xác m-i chân b+ Decapoda Thân m$m Mollusca) t i khu v2c nghiên c1u
ã xác ''nh 0c ti VQG Xuân Sn t+ng c,ng 130... [1]
- Nghiên c=u tính a d ng lồi c<a m4t s0 taxon chính, bao g1m Giáp xác c9 l5n (tôm, cua - Decapoda), Thân m(m (Hai m nh v/ - Bivalvia Chân b;ng - Gastropoda), hai b4 Côn trùng n5c