Nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nƣớc ở xã sa pả, huyện sa pa, tỉnh lào cai

Số lượng các taxon thuộc các bậc phân loại của côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu.... Đã từ lâu, các nhà khoa học sớm nhận ra vai trò quantrọng của côn trùng nước trong các hệ sinh th

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Động vật học

HÀ NỘI - 2019

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Động vật học

Người hướng dẫn khoa học

TS NGUYỄN VĂN HIẾU

HÀ NỘI - 2019

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Hiếu,người thầy đã định hướng và tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt quá trìnhhọc tập, nghiên cứu khoa học và hoàn thiện khóa luận tốt nghiệp của mình

Đồng thời, qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệmKhoa cùng các thầy, cô giáo Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đạihọc Sư phạm Hà Nội 2, những người đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiệnthuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành khoá luận tốt nghiệp củamình

Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã độngviên và là chỗ dựa vững chắc cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứukhoa học

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 17 tháng 05 năm 2019

Sinh viên

Ngô Thúy Hằng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kếtquả nghiên cứu, các số liệu trình bày trong khóa luận là do nghiên cứu, thựctiễn đảm bảo tính trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất cứ công trìnhkhoa học, trong các tạp chí chuyên ngành và các hội thảo khoa học, sáchchuyên khảo,… nào khác

Hà Nội, ngày 17 tháng 05 năm 2019

Sinh viên

Ngô Thúy Hằng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình nghiên cứu côn trùng nước trên thế giới 3

1.2 Tình hình nghiên cứu côn trùng nước ở Việt Nam 7

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

2.1 Đối tượng nghiên cứu 12

2.2 Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu 12

2.3 Phương pháp nghiên cứu 13

2.4 Một số chỉ số sinh học dùng trong nghiên cứu 14

2.5 Xử lý số liệu 16

2.6 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ở xã Sa Pả, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai 16

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 17

3.1 Thành phần loài côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu 17

3.1.1 Thành phần loài Phù du (Ephemeroptera) 22

3.1.2 Thành phần loài Hai cánh (Diptera) 22

3.1.3 Thành phần loài Cánh lông (Trichoptera) 23

3.1.4 Thành phần loài Cánh cứng (Coleoptera) 23

3.1.5 Thành phần loài Cánh úp (Plecoptera) 23

3.1.6 Thành phần loài Cánh nửa (Hemiptera) 24

3.1.7 Thành phần loài Chuồn chuồn (Odonata) 24

3.2 Một số đặc điểm của quần xã côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu .24

3.2.1 Mật độ côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu 24

3.2.2 Loài ưu thế và chỉ số đa dạng sinh học 25

3.2.3 Tính tương đồng về thành phần loài giữa các điểm nghiên cứu 27

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO 30

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Số lượng các taxon thuộc các bậc phân loại của côn trùng nước tại

khu vực nghiên cứu 17

Bảng 3.2 Thành phần loài côn trùng nước thu được ở các điểm nghiên cứu 19

Bảng 3.3 Mật độ các thể các bộ côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu 24

Bảng 3.4 Loài ưu thế, chỉ số loài ưu thế (DI) và chỉ số Đa dạng sinh học

Shannon – Weiner (H’) 26

Bảng 3.5 Chỉ số Sorensen giữa các điểm nghiên cứu 27

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Tỷ lệ (%) số loài theo từng bộ côn trùng nước tại khu vực nghiên

cứu 18

Hình 3.2 Số cá thể thu được ở mỗi bộ côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu 25

Hình 3.3 Sơ đồ Sorensen thể hiện mối liên quan giữa các điểm nghiên cứu 27

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Các loài côn trùng nước có mặt hầu hết ở các thủy vực nước ngọt, đặcbiệt là thủy vực dạng suối So với nhiều nhóm sinh vật thủy sinh khác, côn trùngnước có nhiều đặc tính nổi trội như số lượng loài, số lượng cá thể lớn… Đặcbiệt chúng là những mắt xích không thể thiếu trong chuỗi và lưới thức ăn Vìvậy, chúng giữ vai trò quan trọng trong cân bằng mối quan hệ dinh dưỡng

ở hệ sinh thái thủy vực Nhiều loài côn trùng nước có quan hệ mật thiết đốivới con người Hầu hết chúng được sử dụng trong giám sát sinh học Do một

số loài rất nhạy cảm với sự biến đổi của môi trường nên chúng được dùnglàm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng môi trường nước Một số loài lại làtác nhân truyền bệnh, tác nhân gây bệnh Chính vì vậy, côn trùng nước là đốitượng quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới

Trên thế giới đã có rất nhiều thành tựu nghiên cứu trên đối tượng côntrùng nước, từ việc phân loại cho đến những nghiên cứu về tập tính, sinh thái,sinh sản, di truyền, tiến hóa… Ở Việt Nam, trong những năm gần đây côntrùng nước cũng đã được quan tâm nghiên cứu Tỉnh Lào Cai có hệ thốngsông suối phong phú, tiềm ẩn tính đa dạng côn trùng nước thu hút nhiềuhướng nghiên cứu của các nhà khoa học về nhóm côn trùng nước Tuy nhiên,các nghiên cứu này tập trung chủ yếu ở các con suối chảy qua vùng lõi củaVườn quốc gia Hoàng Liên như xã Tả Van, xã Nậm Cang ở huyện Sa Pa.Tại các xã lân cận như Sa Pả thì nghiên cứu về côn trùng nước chưa đượcquan tâm Để góp phần tìm hiểu nhóm sinh vật có nghĩa này tại xã Sa Pả,

chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đa dạng sinh học côn

trùng nước ở xã Sa Pả, huyện Sa pa, tỉnh Lào Cai”.

3 Nội dung nghiên cứu

+ Đa dạng về loài côn trùng nước tại suối chảy qua xã Sa Pả, huyện Sa

Pa, tỉnh Lào cai

+ Mức độ đa dạng và sự tương đồng về thành phần loài giữa các điểm nghiên cứu

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

4.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài sẽ cung cấp những dẫn liệu đa dạng về nhóm côn trùng nước ở

xã Sa Pả thuộc huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu côn trùng nước trên thế giới

Côn trùng nước đã được quan tâm nghiên cứu từ rất lâu trên thế giới,đặc biệt ở những nước phát triển Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu liênquan đến từng bộ của nhóm này, từ những nghiên cứu về phân loại học, tiếnhóa đến những nghiên cứu về ứng dụng Trong đó đã có rất nhiều các côngtrình liên quan đến phân loại học côn trùng nước đã được công bố Đặc biệt

đã có nhiều nghiên cứu về các nhóm côn trùng nước gắn bó chặt chẽ với đờisống con người mà đa phần là tác nhân gây bệnh hoặc tác nhân truyền bệnhcho người và động vật như: ruồi, muỗi,… Điển hình là các nghiên cứu củaResh và Rosenberg, 1979; Merritt và Cummins, 1984; Wilhm, 1968[21,33,36]

Việc nghiên cứu sử dụng côn trùng nước làm sinh vật chỉ thị chấtlượng nước đã được bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ XX qua các côngtrình nghiên cứu của Kuehne (1962), Bartsch và Ingram (1966), Wilhm vàDorris (1968) [36] Đã từ lâu, các nhà khoa học sớm nhận ra vai trò quantrọng của côn trùng nước trong các hệ sinh thái, do đó phạm vi nghiên cứucôn trùng nước ngày càng được mở rộng, các hướng nghiên cứu không chỉdừng lại ở việc mô tả, phân loại mà còn đi sâu vào các cơ chế bên trong như:biến động quần thể côn trùng, các mối quan hệ dinh dưỡng, đáp ứng yêu cầucủa sinh thái học (Resh và Rosenberg, 1984; Cummins, 1994) [21,33]

Đến cuối thế kỷ XX và đầu thế kỷ XXI, nhiều nhà khoa học đã công bốhàng loạt các công trình nghiên cứu về côn trùng nước như: McCafferty1983; Kawai 1985; Morse et al 1994; Yoon 1995; Merritt và Cummins1996… Các nghiên cứu này đã bổ sung và cung cấp nhiều kiến thức về côntrùng nước bao gồm cả phân loại học, sinh thái học, tiến hóa, ứng dụng

Qua các công trình nghiên cứu, đến nay có thể xác định 9 bộ thuộcnhóm Côn trùng ở nước: Phù du (Ephemeroptera), Chuồn chuồn (Odonata),Cánh lông (Tricoptera), Cánh úp (Plecoptera), Cánh nửa (Hemiptera), Cánhcứng (Coleoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh vảy(Lepidoptera)

* Nghiên cứu về bộ Phù du (Ephemeroptera)

Bộ Phù du là côn trùng có cánh cổ sinh tương đối nguyên thủy, thậmchí còn được xem như một trong những tổ tiên của côn trùng Dựa vào nhữngbằng chứng hóa thạch, chúng có thể đã phát sinh vào giai đoạn cuối của kỷCacbon và đầu kỷ Pecmơ trong đại Cổ sinh, cách đây khoảng 290 triệu năm(Edmund, 1972) [13] Các loài thuộc bộ Phù du được mô tả từ rất sớm Côngtrình nghiên cứu đầu tiên về phân loại học Phù du là của nhà tự nhiên học nổitiếng Lineaus (1758) Ông đã mô tả 6 loài Phù du tìm thấy ở châu Âu và xếp

chúng vào một nhóm là Ephemera [24].

Nghiên cứu về Phù du thực sự phát triển mạnh mẽ vào thế kỷ XX, điểnhình là các công trình nghiên cứu của Ulmer (1920, 1924, 1925, 1932, 1933),Navás (1920, 1930), Lestage (1921, 1924, 1927, 1930), Needham và cộng sự(1935) Edmunds (1963) đã xây dựng hệ thống phân loại tới họ thuộc bộ Phù

du trên toàn thế giới Ông đã đưa ra một bức tranh tổng thể về khóa phân loạibậc cao cũng như nguồn gốc phát sinh của phù du [12]

Đến năm 2008, toàn thế giới đã xác định được khoảng 3000 loài Phù

du thuộc 375 giống và 37 họ trong đó ở Châu Âu có khoảng 350 loài và Bắc

Mỹ là 670 loài (Hubbard, 2008) [15] Các nghiên cứu về Phù du, đặc biệt làphân loại học vẫn đang phát triển, vẫn còn nhiều loài chưa được mô tả, nhất

là ở các khu vực nhiệt đới

* Nghiên cứu về bộ Chuồn chuồn (Odonata)

Chuồn chuồn thuộc nhóm côn trùng ăn thịt ngay từ giai đoạn thiếutrùng sống trong nước cho đến giai đoạn trưởng thành Vòng đời của chúngtrải qua 3 giai đoạn: trứng, thiếu trùng, con trưởng thành Thiếu trùng thườngsống trong nước, chủ yếu ở vùng nhiệt đới hoặc vùng khí hậu ấm, con trưởngthành sống trên cạn Bộ Chuồn chuồn được chia thành 3 phân bộ là: phân bộAnisozygoptera, phân bộ Zygoptera (Chuồn chuồn kim) và phân bộAnisoptera (Chuồn chuồn ngô) Phân bộ Anisozygoptera chỉ có 1 giống làEpiophlebia, giống này có một số loài chỉ phân bố ở độ cao khoảng 2.000m ởnhững con suối thuộc Nhật Bản và vùng núi cao Himalaya (Tani & Miyatake,1979; Kumar & Khanna, 1983) Hai phân bộ còn lại phân bố rộng cả ở nơi

nước đứng cũng như nước chảy với số lượng loài vô cùng phong phú [22].

* Nghiên cứu về bộ Cánh úp (Plecoptera)

Cho đến năm 2007 trên thế giới đã xác định được khoảng 3500 loàicánh úp trong đó: Khu vực Bắc Mỹ có khoảng 650 loài (Stark & Baumann,2005), Khu vực Trung Mỹ 95 loài, khu vực Nam Mỹ 378 loài (Heckman,2003), khu vực Châu Âu 426 loài (Fochetti & Tierno de Figueroa, 2004), khuvực Châu Phi 126 loài; Châu Á là khu vực có số lượng loài phong phú nhấtvới số loài đã xác định được lên tới 1527 loài trong đó: khu vực Đông Á vàNam Á có khoảng 784 loài, Trung quốc đứng đầu với 350 loài (Yuzhou &Junhua, 2001), tiếp đó là Nhật Bản với 306 loài (Sivec & Yang 2001); Tây Á

có 114 loài và Bắc Á với 279 loài Khu vực Australia có 191 loài (Michaelis

& Yule, 1988) và New Zealand với 104 loài [34]

Morse et al (1994); Merritt & Cummins (1996) khi nghiên cứu khu hệCánh úp ở Trung Quốc và Bắc Mỹ, các tác giả đã xây dựng khóa định loại tớigiống thiếu trùng của bộ này, đó là cơ sở cho việc định loại các loài thuộc bộCánh úp ở Trung Quốc và Bắc Mỹ sau này [21,22]

* Nghiên cứu về bộ Cánh lông (Trichoptera)

Cánh lông là một trong những bộ có số lượng loài phong phú Nhữngnghiên cứu về hệ thống phân loại bậc cao của bộ Cánh lông được thực hiệnbởi Ross (1956, 1967) và sau đó tiếp tục được bổ sung và hoàn thiện bởiMorse (1997) [14]

Bộ Cánh lông được nghiên cứu ở Đông Nam Á từ rất sớm bởi Ulmer(1911, 1915, 1925, 1927, 1930, 1932) và Navás (1913, 1917, 1922, 1930,1932) Trong khi đó các hướng nghiên cứu chủ yếu dựa vào giai đoạn trưởngthành thì Ulmer (1955, 1957) đã mở ra hướng nghiên cứu dựa vào giai đoạn

ấu trùng [14]

Bên cạnh những nghiên cứu về phân loại học, những nghiên cứu vềsinh thái và đặc điểm sinh học của bộ cánh lông cũng được đặc biệt chú ý tiêubiểu là các công trình của Haris, Mackay và Wiggins vào những năm 70 củathế kỉ trước Một số công trình khá đồ sộ liên quan đến giai đoạn ấu trùng côntrùng của Wiggins (1969, 1978, 1985, 1986) trong đó có ấu trùng cánh lông

(1977, 1982, 1984) Năm 2009, Morse đã công bố một danh sách đầy đủ cácloài cũng như phân bố địa lý sinh vật của bộ Cánh lông trên toàn thế giới vàtiếp tục được cập nhật cho tới hiện nay [14].

* Nghiên cứu về bộ Cánh rộng (Megaloptera)

Bộ Cánh rộng được xem là nhóm côn trùng nguyên thủy trong nhómcôn trùng biến thái hoàn toàn Hiện nay, bộ Cánh rộng có khoảng 300 loàiđược biết trên thế giới và chia thành hai họ là: Corydalidae và Sialidae Giaiđoạn trưởng thành ở cạn và ăn thịt, thường hoạt động vào ban đêm Tuynhiên, giai đoạn ấu trùng lại sống dưới nước và ăn thịt các loài động vật [21]

Số lượng loài thuộc họ Sialidae rất phong phú ở các thủy vực nướcngọt như: sông, suối, hồ nơi có nhiều mùn, các mảnh vụn, cát hoặc sỏi nhỏ.Chúng trải qua 5 lần lột xác và sống được khoảng 1 năm trong vòng đời củamình Ấu trùng rời khỏi các thủy vực nước ngọt và hóa nhộng Các loài thuộc

họ này lại phân bố rất hẹp Ở châu Á, họ này mới chỉ phân bố ở vùng ôn đớithuộc Hàn Quốc, Nhật Bản và một số nơi ở Trung Quốc (Bank, 1940) [21]

* Nghiên cứu về bộ Cánh cứng (Coleoptera)

Bộ Cánh cứng là bộ lớn nhất trong giới Động vật Hiện nay, số loàithuộc bộ côn trùng này vào khoảng 277.000 đến 350.000 loài và khoảng18.000 thuộc nhóm côn trùng nước [16] Theo các kết quả nghiên cứu nhómsống dưới nước được xem là đa dạng nhất ở khu hệ suối vùng nhiệt đới Hiệnnay, các công trình nghiên cứu về bộ Cánh cứng tập trung vào phân loại học,sinh thái học, tiến hóa như: các nghiên cứu của Feng (1932, 1933),Gschwendtner (1932), Fernando (1962, 1969), Nertrand (1973), Jach (1984).Heinrich & Balke (1997), Gentuli (1995), Jach & Ji (1995, 1998, 2003) đãcung cấp khá đầy đủ những dẫn liệu về phân loại học của bộ Cánh cứng ởchâu Á [22]

Wu và cộng sự đã xác định ở Trung Quốc có 601 loài, Sato (1988) đãđịnh loại được 311 loài ở Nhật Bản, Britton (1970) xác định ở Úc có khoảng

510 loài và White (1984) đã phân loại được 1.143 loài ở khu vực Bắc Mỹ thuộc bộ Cánh cứng [21]

* Nghiên cứu về bộ Hai cánh (Diptera)

Các nghiên cứu về bộ Hai cánh đã được rất nhiều các nhà khoa họccông bố, đặc biệt là các công trình nghiên cứu của Alexander (1931), Mayer(1934), Zwich & Hortle (1989) Đối với khu vực châu Á, Delfinado & Hardy(1973, 1975, 1977) đã tổng hợp một danh lục khá đầy đủ về thành phần loàicủa bộ Hai cánh ở miền Ấn Độ - Mã Lai Khóa định loại tới họ và giống hiệnnay chủ yếu thực hiện theo khóa định loại được xây dựng bởi Harris (1990)[21]

* Nghiên cứu về bộ Cánh nửa (Hemiptera)

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu bộ Hemiptera ở nước

về hình thái, sinh học, sinh thái, phân loại và chủng loại phát sinh như: Cheng

và Fernando (1969), Menke (1979), Andersen (1985), Schuh và Slater (1995),Hilsenworf (1991) [37]

Các công trình nghiên cứu về bộ Cánh nửa ở châu Á được bắt đầu khásớm bằng các nghiên cứu của Lundblad (1933), La Rivers (1970), Lansbury(1972, 1973) [20]

* Nghiên cứu về bộ Cánh vảy (Lepidoptera)

Trong bộ Cánh vảy chỉ có một số loài thuộc họ Pyralidae, Pyraustidae

và Crambidae sống ở nước Ở châu Á, các nghiên cứu về Lepidoptera chủyếu là về phân loại học trong đó có các nghiên cứu của Rose & Pajni (1987),Habeck & Solis (1994) và Munroe (1995) Trong các nghiên cứu này, các tácgiả cũng đã thành lập khóa định loại cụ thể tới loài [21]

1.2 Tình hình nghiên cứu côn trùng nước ở Việt Nam

* Nghiên cứu về bộ Phù du (Ephemeroptera)

Ở Việt Nam, trong những năm đầu của thế kỷ 20, các mô tả vềEphemeroptera cũng được đề cập và quan tâm nghiên cứu Mở đầu cho nhữngnghiên cứu về Ephemeroptera ở Việt Nam, nhà côn trùng học Lestage (1921,1924), đã mô tả một loài mới của bộ Phù du cho khoa học, dựa vào mẫu vật

được lưu giữ ở bảo tàng Paris Ông đặt tên loài là Ephemeraduporti, do các

loài thuộc giống Ephemera có kích thước lớn, phân bố khá rộng và dễ thu

thập nên nó được tiếp tục nghiên cứu ở giai đoạn này Sau đó, Navas (1922,

1925) đã công bố hai loài Ephemera longiventris và Ephemera innotata, cũng

dựa trên các mẫu vật thu được ở miền Bắc Việt Nam [24] Cho đến nay, hailoài này cũng chưa tìm thấy ở các khu vực phân bố khác, nên có thể xemchúng như là loài đặc hữu cho khu hệ Ephemeroptera ở Việt Nam

Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001), khi xây dựng khoá định loạicác nhóm động vật không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam đãđưa ra khoá định loại tới họ ấu trùng Phù du [5]

Nguyen Van Vinh and Yeon Jae Bae (2004, 2008) ở một số Vườn Quốcgia của Việt Nam Những nghiên cứu này, đã công bố hàng loạt các kết quả vềcác loài Ephemeroptera ở Việt Nam, và đã bổ sung danh sách thành phần loài,

mô tả các loài mới, cũng như xây dựng các khóa định loại tới loài [25-29]

Nguyễn Văn Vịnh (2003), đã xác định được 102 loài thuộc 50 giống và

14 họ Phù du ở Việt Nam Trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựng khóađịnh loại và mô tả đặc điểm hình dạng ngoài của các loài thuộc bộ Phù du ởViệt Nam, nghiên cứu này là cơ sở để phục vụ cho các hướng nghiên cứu tiếptheo về bộ Phù du ở nước ta [24]

Nguyễn Văn Vịnh (2004), khi nghiên cứu về Phù du ở Vườn Quốc giaTam Đảo đã xác định được 32 loài thuộc 24 giống và 8 họ Trong đó, có 10loài lần đầu tiên ghi nhận cho Vườn Quốc gia Tam Đảo, Vĩnh Phúc [6]

Nguyễn Văn Vịnh (2005), khi nghiên cứu về Phù du ở Vườn Quốc gia

Ba Vì, Hà Tây đã thu được 27 loài thuộc 22 giống và 9 họ Trong đó có một

loài mới cho khoa học là Polyplocia orientalis [7].

Nguyen et al (2012) nghiên cứu đa dạng của nhóm côn trùng nước tạiVQG Ba Vì, Hà Nội đã ghi nhận được 31 loài thuộc bộ Phù du (chiếm 18,7%tổng số loài thu được) Bộ Phù du cũng là bộ có số lượng loài nhiều nhấttrong các bộ côn trùng nước thu được ở khu vực nghiên cứu [30]

Nguyễn Văn Vịnh và cộng sự (2014) đã xác định được 49 loài thuộc 34giống 12 họ của bộ Phù du tại VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ Kết quả phântích cho thấy họ Baetidae có số lượng giống và loài cao nhất với 8 giống và

11 loài; họ Heptageniidae có 8 giống và 10 loài; họ Ephemerellidae có 5giống, 7 loài; họ Leptophlebiidae với 4 giống, 9 loài; họ Potamanthidae có 2giống, 2 loài; họ Ephemeridae có 1 giống, 3 loài; họ Caenidae với 1 giống, 2loài Các họ Teloganodidae, Polymitarcyidae, Neoephemeridae, Isonychiidae

và Austremerellidae mỗi họ chỉ có 1 giống, 1 loài Bên cạnh nghiên cứu đadạng về loài, các tác giả còn nghiên cứu về phân bố của Phù du theo tính chấtcủa dòng chảy ở khu vực nghiên cứu [8]

* Nghiên cứu về bộ Chuồn chuồn (Odonata)

Nghiên cứu về khu hệ thiếu trùng Chuồn chuồn ở Việt Nam còn tảnmạn và chưa thành hệ thống Chủ yếu các nghiên cứu tập trung vào giai đoạntrưởng thành Bộ Chuồn chuồn ở Việt Nam được nghiên cứu lần đầu tiên vàonhững năm đầu thập niên 90 của thế kỷ XX dưới thời Pháp thuộc bởi một sốnhà nghiên cứu người Pháp: Martin trong báo cáo được công bố năm 1902khi điều tra khu hệ động vật Đông Dương Trong báo cáo này, ông công bố

139 loài thuộc 3 họ: Libellulidae, Aeshnidae và Agrionidae Trong 139 loài,

Martin đã mô tả 9 loài mới và một giống mới là Merogomphus [2].

Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001), khi xây dựng khóa định loạicác nhóm động vật không xương sống nước ngọt thường gặp ở Việt Nam đãxây dựng khóa định loại tới họ của bộ Chuồn chuồn [5]

Nguyễn Văn Vịnh và cộng sự (2001), trong nghiên cứu khu hệ côntrùng nước ở Vườn Quốc gia Tam Đảo đã xác định được 26 loài thuộc 12 họcủa bộ Chuồn chuồn ở khu vực này Tuy nhiên, do những nghiên cứu về phânloại thiếu trùng chuồn chuồn ở Việt Nam còn ít Do đó, những mẫu vật thuđược mới chỉ phân loại đến bậc giống [23]

* Nghiên cứu về bộ Cánh úp (Plecoptera)

Ở Việt Nam, những nghiên cứu về bộ Cánh úp đã được quan tâmnghiên cứu trong thời gian gần đây Một vài loài đã được mô tả bởi Kawai(1968, 1969), Zwick (1988), Stark và cộng sự (1999) , nhưng tất cả các mẫuvật đều ở giai đoạn trưởng thành [9] Mục đích của những nghiên cứu lànhằm xác định lại và mô tả một số loài mới thuộc bộ Cánh úp dựa trên nhữngnghiên cứu trước đó và những điều tra về sau của cả giai đoạn trưởng thành

và ấu trùng được thu thập ở Việt Nam Thêm vào đó là việc xác định khóađịnh loại tới loài của bộ Cánh úp ở cả giai đoạn trưởng thành và ấu trùng ởViệt Nam cũng như sinh thái, nơi ở của chúng Cao Thị Kim Thu (2002), đãxây dựng khóa định loại tới loài Cánh úp ở Việt Nam Công trình là cơ sởkhoa học cho các nghiên cứu về bộ Cánh úp ở nước ta [9].

Nguyễn Văn Vịnh et al (2001), khi nghiên cứu về nhóm côn trùngnước ở Vườn Quốc gia Tam Đảo đã tiến định loại các loài thuộc bộ Cánh úp.Kết quả cho thấy số loài Cánh úp ở Vườn Quốc gia Tam Đảo là 12 loài thuộc

3 họ [23]

Nguyen et al (2012) nghiên cứu đa dạng của nhóm côn trùng nước tạiVQG Ba Vì, Hà Nội đã ghi nhận được 13 loài thuộc bộ Cánh úp (chiếm 7,8%tổng số loài thu được) [30]

Nguyen et al (2014), đã xác định được 7 loài thuộc 2 họ Perlidae vàNemouridae của bộ Cánh úp tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnhThanh Hóa Các loài Cánh úp chủ yếu thu được ở các điểm thuộc cuối nguồncủa suối và nước chảy tương đối mạnh [31]

* Nghiên cứu về bộ Cánh lông (Trichoptera)

Ở Việt Nam, bộ Cánh lông được nghiên cứu từ rất sớm Những tài liệu

về Cánh lông đã được xuất bản bởi các nhà phân loại học đến từ các nướcchâu Âu như: Đức (Ulmer, 1907), Tây Ban Nha (Navás, 1913) Sau những

nghiên cứu đầu tiên của Ulmer về 2 loài Hydromanicus buenningi và Paraphlegopteryx tonkinensis, ông đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu về

Cánh lông ở Việt Nam Tiếp theo, Navás (1913, 1917, 1921, 1922, 1930,

1932, 1933) đã mô tả một số loài thuộc các tổng họ của Hydropsychoidae,Philopotamoidae (Stenopsychidae), Leptoceroidae, Limnephiloidae vàRhyacophiloidae Banks (1931) và Mosely (1934) nghiên cứu vềHydropsychoidae, Limnephiloidae và Rhyacopphiloidae Oláh (1987 - 1989)

mô tả các loài thuộc Glossosomatoidae, Hydroptiloidae và Rhyacophiloidae[10]

Nguyễn Xuân Qu nh, Clive Pinder, Steve Tilling (2001), đã xây dựng khóa định loại tới họ của bộ Cánh lông thường gặp ở nước ta Hoàng Đức

Huy (2005) mô tả đặc điểm hình dạng, cấu tạo ngoài của các loài Cánh lông ởViệt Nam dựa vào giai đoạn ấu trùng [5].

* Nghiên cứu về các bộ Cánh cứng (Coleoptera), bộ Hai cánh

(Diptera), bộ Cánh nửa (Hemiptera), bộ Cánh vảy (Lepidoptera) và bộ Cánh rộng (Megaloptera)

Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về các bộ Cánh cứng, Hai cánh,Cánh vảy và Cánh rộng còn tản mạn Các nghiên cứu thường không tập trungvào một bộ cụ thể mà thường đi cùng với các công trình nghiên cứu về khu hệcôn trùng nước nói chung như: Nguyễn Văn Vịnh (2001) nghiên cứu ở VườnQuốc gia Tam Đảo; Cao Thị Kim Thu, Nguyễn Văn Vịnh và Yeon Jae Bae(2008) nghiên cứu ở Vườn Quốc gia Bạch Mã [15], Nguyễn Xuân Quýnh vàcộng sự (2001) khi định loại các nhóm động vật không xương sống nướcngọt thường gặp ở Việt Nam [3-4]

Những nghiên cứu đầu tiên về khu hệ Cánh nửa ở Việt Nam được bắtđầu vào những năm đầu của thế kỷ XX Loài đầu tiên thuộc họ Gerridae

(Hemiptera) được mô tả ở Việt Nam là Ptilomera hylactor Breddin, 1903

thuộc Bắc Việt Nam

Trần Anh Đức (2008), mô tả khá đầy đủ và chi tiết hình dạng ngoài củacác loài thuộc họ Gerridae ở Việt Nam Đây là cơ sở khoa học cho các nghiêncứu về bộ Cánh nửa ở nước ta [35]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Côn trùng nước thu được tại các điểm nghiên cứu thuộc suối chảy qua

xã Sa Pả, huyện Sa Pa, tỉnh Lào cai

2.2 Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu

+ Phạm vi nghiên cứu

Thủy vực dạng suối tại xã Sa Pả, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai

+ Địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại ba điểm khác nhau thuộc xã Sa Pả, kíhiệu ba điểm nghiên cứu là SP1, SP2, SP3

Trước khi tiến hành thu mẫu, ghi lại một số đặc điểm sinh cảnh, hìnhảnh chính của các điểm nghiên cứu:

Điểm 1 (ký hiệu SP1): Sả Séng 1, tọa độ N: 22o20,834’; E:

103o52,404’; độ cao 1319m

Chiều rộng của suối khoảng 3-6m Hai bên suối là ruộng canh tác.Nước suối dạng nước chảy Hai bên bờ suối là thảm cỏ Độ sâu trung bình0,4-0,5m Nền đáy chủ yếu là đá nhỏ có bán kính 30cm, sỏi và cát Thời điểmthu mẫu trời âm u, nhiều mây

Điểm 2 (ký hiệu SP2): Sả Séng 2, tọa độ N: 22o20,9’; E: 103o52,455’;

độ cao 1323m

Chiều rộng của suối khoảng 2-5m Hai bên suối là ruộng canh tác.Nước suối dạng nước chảy Hai bên bờ suối có nhiều cây bụi, độ che phủthực vật của suối cao Độ sâu trung bình 0,2-0,3m Nền đáy chủ yếu là đá tảngtrung bình có bán kính 40-70cm, đá nhỏ bán kính 30cm, sỏi và cát Thời điểmthu mẫu trời âm u, nhiều mây

Điểm 3 (ký hiệu SP3): Cầu Km 5 (Cách Sa Pa 5 Km về hướng thành

phố Lào Cai), tọa độ N: 22o21,782’; E: 103o51,848’; độ cao 1244m

Chiều rộng của suối khoảng 4-6m Hai bên suối là ruộng canh tác

Nước suối dạng nước chảy Hai bên bờ suối có nhiều cây bụi, độ che phủthực vật của suối cao Độ sâu trung bình 0,4-0,5m Nền đáy chủ yếu là đá tảnglớn, ít mùn bã hữu cơ Thời điểm thu mẫu trời nắng to, mây bình thường.

+ Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 8/2018 đến tháng 05/2019 Thờigian nghiên cứu ngoài thực địa từ ngày 16/08/2018 đến ngày 20/08/2018

Toàn bộ mẫu vật thu ngoài tự nhiên được bảo quản và lưu trữ tạiPhòng thí nghiệm Động vật, Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đạihọc Sư phạm Hà Nội 2

2.3 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên

Theo phương pháp của Merritt và Cummins [21], Morse và cộng sự[22], Nguyen[24], quá trình thu mẫu định tính bằng vợt ao (Pond net) và vợtcầm tay (Hand net) Thu mẫu định lượng bằng cách sử dụng lưới SurberSample với 5 lần lại tại mỗi điểm nghiên cứu Tiến hành thu mẫu bằng cách:đặt miệng vợt ngược dòng nước, dùng chân đạp phía trước vợt trong vòngvài phút (thu mẫu đạp nước) Ở nơi có nhiều bụi cây dùng vợt tay để thu mẫu

Ở những nơi đáy có đá lớn không thu mẫu đạp nước được thì nhấc đá và thumẫu bám ở dưới bằng panh mềm để tránh làm nát mẫu Ở nhiều nơi có câybụi thủy sinh dùng vợt sục vào các cây bụi đó và các rễ cây ven bờ suối, ởnhững vùng nước nhỏ hoặc dòng chảy hẹp việc thu mẫu được tiến hành bằngvợt cầm tay

Đối với mẫu định lượng, sử dụng lưới Surber Sample lấy 5 mẫu Diệntích thu mẫu tại mỗi lần thu là 0,5m2 Như vậy, tổng diện tích thu mẫu chomẫu định lượng tại mỗi điểm là 1,5m2 Mẫu sau khi thu được loại bỏ rác, làmsạch bùn đất Do các cá thể côn trùng nước có cơ thể mềm, dễ nát nên thumẫu phải nhẹ nhàng và nhặt qua mẫu ngay tại thực địa Mẫu thu ngoài thựcđịa được bảo quản trong cồn 800, ghi etiket đầy đủ và đem về lưu trữ, bảoquản, phân tích và định loại tại Phòng thí nghiệm Động vật, Khoa Sinh-Kĩthuật nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

* Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm:

Phương pháp nhặt mẫu: mẫu được rửa sạch cho ra khay Dùng panhnhặt các đại diện của ấu trùng và thiếu trùng côn trùng nước ở trong đó, mẫusau khi nhặt cho vào lọ và bảo quản trong cồn 800

Phương pháp phân tích:

+ Dụng cụ phân tích gồm: kính soi nổi, đĩa petri, kim nhọn, panh

+ Phân loại mẫu vật: mẫu vật được phân loại theo các khóa định loạiđược công bố trong và ngoài nước của Cao Thi Kim Thu (2002) [9], HoàngĐức Huy (2005) [14], Nguyễn Xuân Qu nh và cộng sự (2001) [5], Meritt vàCummins (1996) [21], Morse et al (1994) [22], Dudgeon (1999) [11],Jacobus và McCafferty (2008) [17], Nisarat (2007) [32], Nguyen Van Vinh(2003) [24]

2.4 Một số chỉ số sinh học dùng trong nghiên cứu

Các chỉ số sinh học được sử dụng trong đề tài là: chỉ số Shannon Weiner (chỉ số H’), chỉ số tương đồng (chỉ số Sorensen) và chỉ số loài ưu thế(DI)

-Chỉ số Shannon - Weiner (chỉ số H’) nhằm xác định lượng thông tin hay

tổng lượng trật tự (hay bất trật tự) có trong một hệ thống Chỉ số Weiner được tính bằng cách lấy số lượng cá thể của một đơn vị phân loại chiacho tổng số cá thể trong mẫu, sau đó nhân với logarit của tỷ số đó Tổng các đơn

Shannon-vị phân loại cho chỉ số đa dạng Công thức để tính chỉ số này là:

Shannon-Weiner là số lượng loài và tính bình quân của sự phân bố các cá thể giữa cácloài Do vậy, số lượng loài càng cao thì chỉ số H’ càng lớn và sự phân bố các

cá thể giữa các loài càng ngang bằng nhau thì cũng gia tăng chỉ số đa dạngloài được xác định thông qua hàm số Shannon - Weiner

Từ kết quả tính toán, có thể nhận xét về mức độ đa dạng theo các cấp

sau đây: (Nguồn: Nguyễn Huy Chiến, 2007) [1].

- Nếu chỉ số đa dạng > 3: Đa dạng sinh học tốt và rất tốt

- Nếu chỉ số đa dạng từ 1 - 3: Đa dạng sinh học khá

- Nếu chỉ số đa dạng < 1: Đa dạng sinh học kém và rất kém

Chỉ số tương đồng (chỉ số Sorensen) được chúng tôi sử dụng để đánh

giá mức độ giống nhau về thành phần loài của các điểm nghiên cứu Chỉ sốnày được tính theo công thức:

Trong đó:

a: số loài trong điểm thu mẫu thứ nhất

b: số loài trong điểm thu mẫu thứ hai

c: số loài chung cho cả hai điểm thu mẫu

K nhận giá trị từ 0 đến 1 Giá trị K càng gần 1 thì mức độ giống nhau

về thành phần loài của các điểm nghiên cứu càng lớn Các giá trị của K tươngứng với mức tương đồng như sau:

Chỉ số loài ưu thế

Trong đó:

n1: số lượng cá thể của loài ưu thế thứ nhất

n2: số lượng cá thể của loài ưu thế thứ hai

N: tổng số cá thể trong điểm thu

mẫu 2.5 Xử lý số liệu

Số liệu thu thập được xử lý bằng phần mềm Microsoft office excel

2007 và phần mềm Primer 6

2.6 Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ở xã Sa Pả, huyện Sa

Pa, tỉnh Lào Cai

Xã Sa Pả có diện tích tự nhiên 25,77km2, tọa độ 22o21’32’’B,

103o51’54”Đ [38]; thuộc tiểu vùng nằm trên bậc thềm thứ hai của đỉnh Phan

Xi Păng, độ cao trung bình là 1.500 m, địa hình ít bị phân cắt, phần lớn cókiểu đồi bát úp Sa Pa nằm sát chí tuyến trong vành đai Á nhiệt đới Bắc báncầu, có khí hậu ôn đới lạnh với hai mùa điển hình Mùa hè mát mẻ, mưanhiều từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, mùa đông lạnh giá, ít mưa kéo dài

từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau

Dân số của xã năm 2016 là 5.072 người, mật độ 194 người/km2 [39]

Sa Pả gồm 6 thôn: Giàng Tra, Má Tra, Sa Pả, Sả Séng, Sâu Chua, Suối Hồ Sa

Pả là một trong các xã có điều kiện kinh tế - xã hội đặc biệt khó khăn Dân cưsinh sống chủ yếu là dân tộc thiểu số như: H’Mông, Dao, Tày, Giáy, XaPhó….Dân số sống chủ yếu bằng nghề nông nghiệp, lâm nghiệp và khai tháccác sản phẩm từ rừng như: gỗ, nấm, măng, các loại cây dược liệu, cây cảnh,mật ong, thịt thú rừng…

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Thành phần loài côn trùng nước tại khu vực nghiên cứu

Kết quả phân tích mẫu vật thu được tại các điểm nghiên cứu thuộc xã

Sa Pả, huyện Sa Pa, tỉnh Lào cai đã xác định được 44 loài thuộc 39 giống, 21

họ của 7 bộ côn trùng nước Số lượng loài, giống và họ cụ thể của từng bộđược trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Số lượng các taxon thuộc các bậc phân loại của côn trùng nước tại khu vực