Nghiên cứu thành phần loài và phân bố của ấu trùng phù du tại trạm đa dạng sinh học mê linh, tỉnh vĩnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== NGUYỄN PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA ẤU TRÙNG PHÙ DU TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH, TỈNH VĨNH PH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN

======

NGUYỄN PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA ẤU TRÙNG PHÙ DU TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH, TỈNH VĨNH PHÚC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Động vật học

HÀ NỘI - 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN

======

NGUYỄN PHƯƠNG THẢO

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ PHÂN BỐ CỦA ẤU TRÙNG PHÙ DU TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH, TỈNH VĨNH PHÚC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Động vật học

Người hướng dẫn khoa học

TS NGUYỄN VĂN HIẾU

HÀ NỘI - 2018

Đồng thời, qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo, các anh chị và các bạn đồng môn trong Tổ Động vật, Khoa Sinh - Kỹ thuật nông nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, những người đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện khóa luận

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

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 8 tháng 5 năm 2018

Sinh viên

Nguyễn Phương Thảo

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các kết quả nghiên cứu, các số liệu trình bày trong khóa luận là do nghiên cứu, thực tiễn đảm bảo tính trung thực và chưa được công bố trong bất cứ công trình khoa học, trong các tạp chí chuyên ngành và các hội thảo khoa học, sách chuyên khảo,… nào khác

Hà Nội, ngày 8 tháng5 năm 2018

Sinh viên

Nguyễn Phương Thảo

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tình hình nghiên cứu về Phù du trên thế giới 3

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 5

CHƯƠNG 2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

2.1 Thời gian nghiên cứu 9

2.2 Địa điểm nghiên cứu 9

2.3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 11

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu 11

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 11

2.3.3 Chỉ số Đa dạng sinh học và chỉ số tương đồng 12

2.3.4 Xử lí số liệu 14

2.4 Khái quát điều kiện tự nhiên ở trạm ĐDSH Mê Linh, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc 14

2.4.1 Vị trí địa lý 14

2.4.2 Địa hình 14

2.4.3 Địa chất – thổ nhưỡng 16

2.4.4 Khí hậu - thuỷ văn 17

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 18

3.1 Thành phần các loài Phù du tại khu vực nghiên cứu 18

3.2 Phân bố của Phù du tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc 25

3.2.1 Phân bố theo thời gian thu mẫu 25

3.2.2 Phân bố theo tính chất thủy vực 28

3.3 Mức độ đa dạng và tương đồng về thành phần loài Phù du tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc 29

3.3.1 Loài ưu thế và chỉ số đa dạng 29

3.3.2 Mức độ tương đồng về thành phần loài giữa các điểm nghiên cứu 31

3.3.3 Mật độ Phù du tại khu vực nghiên cứu 33

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Số lượng và tỷ lệ (%) các taxon thuộc các bậc phân loại của

Phù du tại Trạm ĐDSH Mê Linh 18Bảng 3.2 Thành phần loài và phân bố theo các đợt nghiên cứu của Phù

du tại Trạm ĐDSH Mê Linh 20Bảng 3.3 Số lượng các taxon bậc giống và loài thuộc các họ của bộPhù

du theo mùa tại trạm ĐDSH Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc 25Bảng 3.4 Số lượng loài và số lượng cá thể Phù du ở nơi nước chảy và

nước đứng (trên đơn vị diện tích 0,25 m2

) 28Bảng 3.5 Loài ưu thế, chỉ số loài ưu thế (DI) và chỉ số Đa dạng sinh học

Shannon – Weiner (H’) 30Bảng 3.6 Chỉ số tương đồng Bray-Curtis giữa các điểm nghiên cứu 32Bảng 3.7 Số lượng cá thể của các họ Phù du tại khu vực nghiên cứu

(trên đơn vị diện tích 5m2

) 33

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh thuộc địa phận xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc được coi là một “Bảo tàng sinh học” của Việt Nam Trong Trạm có nhiều suối với nhiều kích thước khác nhau Các suối này là nơi sinh sống và tồn tại của nhiều nhóm động vật thủy sinh, trong đó có nhóm Phù du

Phù du (Ephemeroptera) là nhóm côn trùng có nhóm cổ sinh, phân bố rộng trên toàn thế giới và có mặt hầu hết trong tất cả các dạng thủy vực nước ngọt như sông, suối, ao, hồ… Thậm chí cũng có thể có mặt ở những khe hoặc rãnh nước nhỏ, nhưng phổ biến là ở suối nơi có tốc độ dòng chảy mạnh Ấu trùng của phù du được phân biệt với các côn trùng sống ở nước khác bởi sự

có mặt của hàng lá mang ở 2 bên phần bụng và 3 hoặc 2 tơ đuôi dài ở phía cuối cơ thể (Nguyen, 2003) [36] Con trưởng thành có 2 hoặc 1 đôi cánh, khi không hoạt động cánh luôn luôn thẳng góc với cơ thể bởi các cơ vận động cánh không khớp với nhau Chính vì đặc điểm này mà Phù du được xếp vào nhóm côn trùng có cánh Cổ sinh (Paleoptera)

Giai đoạn ấu trùng của Phù du sống hoàn toàn trong nước, khi phát triển đầy đủ chúng chuyển lên mặt nước và vũ hóa bước vào giai đoạn trưởng thành Thời gian sống của giai đoạn trưởng thành ngắn hơn giai đoạn ấu trùng rất nhiều, có loài chỉ tồn tại 1-2 giờ sau khi vũ hóa Con đực sẽ chết sau khi giao phối còn con cái chết sau khi đẻ trứng và giai đoạn trưởng thành chủ yếu làm nhiệm vụ sinh sản

Thức ăn chủ yếu của ấu trùng Phù du là các chất mùn bã hữu cơ trong thủy vực hoặc các loài thực vật thủy sinh đặc biệt là các loài tảo Cũng có một

số loài Phù du ăn thịt tuy nhiên tỷ lệ các loài ăn thịt là không cao Mặt khác

chúng lại là nguồn thức ăn của cá và nhiều nhóm động vật có xương sống ở nước Chính vì vậy, Phù du giữ một vị trí quan trọng trong hệ sinh thái

Trước đây đã có một số nghiên cứu về nhóm động vật thủy sinh ở Trạm

Đa dạng sinh học Mê Linh, nhưng các nghiên cứu này tập trung chủ yếu vào nhóm côn trùng nước tại suối Quân Boong mà chưa mở rộng ra các suối khác Các nghiên cứu về Phù du còn ít mà tản mạn

Dựa vào cơ sở lý luận và thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu:

“Nghiên cứu thành phần loài và phân bố của ấu trùng Phù du tại trạm

đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu về Phù du trên thế giới

Bộ Phù du (Ephemeoptera) là bộ côn trùng có cánh sống tương đối nguyên thủy thậm chí còn được xem như một trong những tổ tiên của côn trùng Dựa vào những bằng chứng hóa thạch, chúng có thể đã phát sinh vào cuối thể kỉ Cacbon và đầu thế kỉ Pecmơ trong đại Cổ sinh cách đây khoảng

290 triệu năm (Edmund, 1982) [17]

Các loài thuộc bộ Phù được mô tả từ rất sớm Công trình nghiên cứu đầu tiên về phân loại học Phù du là của nhà khoa học nổi tiếng Lineaus (1758) Ông đã mô tả 6 loài Phù du 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 kỉ XX, điển hình là các công trình nghiên cứu của Ulmer (1920, 1924, 1925, 1932, 1933) [38-41], Navás (1920, 1930) [28,29], Lestage (1921, 1924, 1927, 1930), Needham và cộng sự (1935), Edmunds (1963) đã xây dựng hệ thống phân loại đến các taxon bậc họ của Phù du trên toàn thế giới cũng như nguồn gốc phát sinh của Phù du [16] Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của các nghiên cứu về Phù du, hệ thống phân loại của ông ngày càng tỏ ra hạn chế McCafferty và Edmunds (1979), đã bổ sung những dẫn liệu mới và điều chỉnh lí khóa phân loại cho phù hợp với thực tế nghiên cứu đòi hỏi Trong khóa định loại của McCafferty và Edmunds ngoài việc mô tả đặc điểm hình thái thì mỗi quan hệ

họ hàng giữa các loài trong quá trình tiến hóa cũng được các tác giả đề cập Tiếp sau công trình nghiên cứu mang tính bước ngoặt này hệ thống phân loại phù du ngày càng được hoàn chỉnh bơi các nghiên cứu của Kluge (1995,

1998, 2004) và nhiều nhà nghiên cứu về phù du khác [25]

Đến năm 2008, toàn thế giới đã xác định được khoảng 3000 loài Phù du thuộc 375 giống thuộc 37 họ trong đó ở châu Âu có khoảng 350 loài và Bắc

Mỹ là 670 loài (Hubbard, 2008) [18] Thành phần loài hay nói cách khác sự

đa dạng ở mức độ loài của Phù du ở các họ thể hiện rất khác nhau, có những

họ chỉ có 1 loài như: Coryphoridae, Machadorythidae, Có những họ có hàng trăm loài như Baetidae, Heptageniidae,…Tuy nhiên những con số này vẫn chưa phản ánh hết mức độ đa dạng của Phù du vì còn nhiều khu vực trên thế giới vẫn chưa được khám phá hết, nhất là các khu vực nhiệt đới

Ở khu vực châu Á , những nghiên cứu đầu tiên về Phù du được thực hiện bởi các nhà côn trùng học từ châu Âu như: Navas (1922, 1930) [28,29] Theo kết quả nghiên cứu của Dudgeon (1999), ở châu Á có khoảng 128 giống thuộc 18 họ của bộ Phù du, tác giả cũng đã xây dựng khóa định loại tới taxon bậc giống của Phù du ở châu Á [15] Những nghiên cứu này là cơ sở nền tảng thúc đẩy việc nghiên cứu về Phù du ở khu vực

Ở khu vực Đông Nam Á, các nghiên cứu về Phù du được khởi xướng bởi Ulmer (1939), Ueno (1961, 1969).Sau đó là nghiên cứu của Michael và Manuel (1978) về đa dạng học của Phù du ở Philippin Qua đó các tác giả đã xác định được 20 loài thuộc 12 giống và 7 họ gồm: Baetidae, Heptegeniidae, Ephemerellidae, Tricorythidae, Caenidae, Prosopistomatidae và Ephemeridae của bộ Phù du ở Philippin [26]

Như vậy các nghiên cứu về khu hệ và phân loại học của bộ Phù du ở khu vực Châu Á tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Á nơi có các hệ thống các thủy vực đa dạng và phong phú đặc biệt là các thủy vực dạng suối, điều kiện khí hậu, thời tiết thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của các loài Phù du Các nghiên cứu về khu hệ và phân loại học của Phù du ở khu vực này khá chi tiết cả giai đoạn ấu trùng và trưởng thành, đặc biệt là giai đoạn ấu trùng

Bên cạnh các nghiên cứu về phân loại học, nghiên cứu về sinh học và sinh thái học của Phù du cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm Những nghiên cứu đầu tiên về vòng đời, quá trình lột xác chuyển từ đời sống dưới nước lên cạn, tập tính dinh dưỡng, tập tính sinh sản, biến động số lượng theo mùa… của nhiều loài Phù du được quan tâm nhiều, trong đó phải kể đến các

nghiên cứu của Needham et al (1935) [30], John và Michel (2003) [20], John

(2008) [21]

Các nghiên cứu ứng dụng của Phù du hiện nay tập trung vào việc sử dụng Phù du làm sinh vật chỉ thị môi trường nước Landa và Soldán (1971) [22], Bufani (1997) [14] khi nghiên cứu khía cạnh này, cho rằng việc sử dụng Phù du là sinh vật chỉ thị dễ thực hiện và nhiều ưu điểm Hai ưu điểm nổi bật là: thứ nhất có nhiều công trình nghiên cứu phân loại đã thực hiện, nên việc định loại tới loài dễ hơn Thứ hai là hầu hết các loài Phù du rất nhạy cảm với

sự biến đổi của môi trường nên việc sử dụng chúng làm sinh vật chỉ thị sẽ cho những kết quả đáng tin cậy

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Những nghiên cứu đầu tiên về Phù du ở Việt Nam được thực hiện vào đầu thế kỉ XX bởi các nhà khoa học nước ngoài Lestage (1921) đã mô tả một loài mới của bộ Phù du cho khoa học dựa vào mẫu vật thu được ở miền Bắc

Việt Nam [23] Tiếp đó Navas (1922, 1930) đã công bố 2 loài Ephemera

longiventris và Ephemera innotata cũng dựa trên những mẫu vật thu được ở

miền Bắc Việt Nam [28,29]

Đặng Ngọc Thanh (1967), cũng đã đề cập đến thành phần loài của Phù

du (Ephemeroptera), ông đã mô tả một loài mới thuộc họ Heptageniidae khi nghiên cứu về khu hệ Động vật Không xương sống ở miền Bắc Việt Nam

Đặng Ngọc Thanh (1980), xác định khu hệ Phù du ở Bắc Việt Nam bao gồm 54 loài, 29 giống thuộc 13 họ khác nhau Tuy nhiên trong số này chỉ có

13 loài là được định tên đầy đủ, số còn lại chỉ ở mức độ giống Trong nghiên

cứu này đã mô tả hai loài cho khoa học đó là Thalerosphyrus vietnamensisvà

Neopheieridae cuaraoesis [6] Đặng Ngọc Thanh và cộng sự ở Việt Nam đã

biết 56 loài thuộc 30 giống bộ Phù du Trong đó giống Baetiscó 8 loài, giống

Ephemerella có 6 loài Đặc điểm thành phần loài Phù du ở Việt Nam có sắc

thái nhiệt đới rõ rệt, bên cạnh đó lại có những giống phân bố rộng trong vùng

ôn đới, cận nhiệt đới [7]

Braasch và Soldan (1979, 1984, 1986, 1988) đã mô tả 10 loài mới thuộc họ Heptageniidae thu được từ một số suối, cho khu hệ Ephemeroptera ở

Việt Nam, trong đó thành lập thêm 2 giống mới là Asionurus và

Trichogeniella

Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001), khi xây dựng khóa định loại các nhóm ĐVKXS nước ngọt thường gặp ở Việt Nam đã đưa ra khóa định loại tới taxon bậc họ thuộc giai đoạn ấu trùng của Phù du Kết quả của công trình này là cơ sở khoa học cho nghiên cứu phân loại về Phù du cũng như việc

sử dụng đối tượng này làm sinh vật chỉ thị cho các thủy vực nước ngọt ở Việt Nam [5]

Những nghiên cứu gần đây về bộ Phù du chủ yếu tập trung nghiên cứu

đa dạng thành phần loài của bộ này ở các VQG và Khu Bảo tồn thiên nhiên của nước ta Cụ thể như sau:

Nguyen et al (2001) đã xác định được 29 loài thuộc 7 họ gồm

Baetidae, Caenidae, Ephemerellidae, Ephemeridae, Heptaheniidae, Isonychiidae và Leptophlebiidae của bộ Phù du ở suối Thác Bác thuộc VQG Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc Các loài thuộc họ Baetidae, Heptageniidae và Leptophlebiidae có sự phân bố khá rộng, trong khi đó các loài thuộc họ Isonychiidae lại có sự phân bố tương đối hẹp [31]

Nguyễn Văn Vịnh (2005a) đã dẫn liệu bước đầu về Phù du ở VQG Ba

Vì đã xác định được 27 loài thuộc 22 giống và 9 họ, trong đó có 1 loài mới

cho khoa học là Polyplocia orientalis Trong nghiên cứu này, tác giả cũng chỉ

ra sự phân bố của các loài thuộc bộ Phù du theo tính chất của dòng chảy Kết quả nghiên cứu cho thấy có 16 loài phân bố ở nơi nước chảy (chủ yếu là các loài thuộc họ Heptageniidae và Leptophlebiidae), 7 loài phân bố ở nơi nước đứng (chủ yếu là các loài thuộc họ Baetidae và Caenidae) và 4 loài bắt gặp ở

cả nơi nước đứng và nước chảy [11]

Nguyễn Thị Xuân Phương và Hoàng Đức Huy (2009) nghiên cứu về đa dạng của côn trùng nước theo 3 cấp độ suối là suối cấp 1, suối cấp 3 và suối cấp 5 ở VQG Bidoup - Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại khu vực nghiên cứu đã xác định được 5 họ: Baetidae, Ephemerellidae, Heptageniidae, Leptophlebiidae và Chrysomelidae thuộc bộ Phù du Trong đó suối cấp 1 thu được 1 họ là họ Baetidae; suối cấp 3 thu được 4 họ là Baetidae, Ephemerellidae, Heptageniidae và Leptophlebiidae; suối cấp 5 thu được 3 họ

là Baetidae, Heptageniidae và Chrysomelidae Tuy nhiên nghiên cứu này chủ yếu nghiên cứu đặc điểm phân bố của các nhóm dinh dưỡng chức năng theo các cấp độ suối mà chưa đề cập đến phân bố và mật độ của các loài Phù du theo cấp độ suối [4]

Nguyễn Văn Vịnh và cộng sự (2014) đã xác định được 49 loài thuộc 34 giống 12 họ của bộ Phù du tại VQG Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ Kết quả phân tích 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 5 giống, 7 loài; họ Leptophlebiidae với 4 giống, 9 loài; họ Potamanthidae có 2 giống, 2 loài; họ Ephemeridae có 1 giống, 3 loài; họ Caenidae với 1 giống, 2 loài Các họ Teloganodidae, Polymitarcyidae, Neoephemeridae, Isonychiidae

và Austremerellidae mỗi họ chỉ có 1 giống, 1 loài Bên cạnh nghiên cứu đa

dạng về loài, các tác giả còn nghiên cứu về phân bố của Phù du theo tính chất của dòng chảy ở khu vực nghiên cứu [13].

Hoàng Đình Trung (2012, 2014) đã cung cấp dẫn liệu tương đối đầy đủ

về thành phần loài của bộ Phù du ở khu vực Bạch Mã - Hải Vân, tỉnh Thừa Thiên - Huế Theo nghiên cứu trên, đã xác định được 68 loài thuộc 40 giống,

13 họ của bộ Phù du cho khu vực nghiên cứu Bên cạnh nghiên cứu đa dạng

về loài, các nghiên cứu trên còn đề cập đến sự phân bố của Phù du theo đai độ cao, theo tính chất dòng chảy và theo dạng nền đáy Kết quả nghiên cứu cho thấy càng lên cao số lượng các taxon thuộc các bậc phân loại của bộ Phù du càng giảm, cụ thể như sau: ở đai độ cao dưới 500m thu được 47 loài, 31 giống

và 11 họ; ở đai độ cao từ 500m đến 900m thu được 38 loài, 27 giống và 9 họ; đai độ cao trên 900m thu được 31 loài, 25 giống và 9 họ [8,9]

Bên cạnh nghiên cứu về khu hệ, các nhà khoa học còn đi sâu nghiên cứu về phân loại học của bộ Phù du Đặc biệt từ năm 2000 trở lại đây hàng loạt các loài mới cho khoa học và loài đầu tiên ghi nhận cho khu hệ Phù du ở nước ta được các nhà khoa học trong và ngoài nước công bố

Nguyen và Bae (2003a, 2003b, 2003c, 2003d) đã công bố 5 loài mới thuộc bộ Phù du cho khoa học dựa trên các mẫu vật thu được ở Việt Nam, bao

gồm loài Potamanthelus unicutibius thuộc họ Neoephemeridae, loài

Polyplocia orientalis thuộc họ Polymitarcyidae, loài Isca fascia thuộc họ

Leptophlebiidae và 2 loài Afronurus meo và Afronurusmnong thuộc họ

Heptageniidae [32-35]

So với nhiều bộ côn trùng nước khác, bộ Phù du ở Việt Nam đã được nghiên cứu một cách có hệ thống với nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, đồng thời đây cũng là bộ có khóa định loại của ấu trùng tương đối hoàn thiện

CHƯƠNG 2 THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ tháng 8/2016 đến tháng 5/2018 Trong đó thời gian thu mẫu ngoài thực địa được thực hiện trong 2 đợt: đợt 1 từ ngày 10/6/2016 đến ngày 15/6/2016 và đợt 2 từ ngày 09/12/2016 đến ngày 14/12/2016 Các điểm điều tra thuộc khu vực Trạm ĐDSH Mê Linh, Vĩnh Phúc

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

2.2 Địa điểm nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại 10 điểm thu mẫu thuộc các suối khác nhau ở Trạm ĐDSH Mê Linh, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc Các địa điểm nghiên cứu được đánh số thứ tự lần lượt từ D1 đến D10 theo độ cao giảm dần so với mực nước biển

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

Điểm 1 (kí hiệu D1): tọa độ N: 21023,407’; E: 105042,599’; độ cao 135

m Chiều rộng của suối khoảng 8-9m Độ che phủ thực vật của suối cao 80-95

% Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,4-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng, đá cuội và sỏi nhỏ

Điềm 2 (kí hiệu D2): tọa độ N: 21023,497’; E: 105042,556’; độ cao 128

m Chiều rộng của suối khoảng 8-9m Độ che phủ thực vật của suối cao 80-90

% Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,4 m vào mùa khô và 0,4-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng, đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

Điểm 3 (kí hiệu D3): tọa độ N: 21023,657’; E: 105042,871’; độ cao 110

m Chiều rộng của suối khoảng 8-9m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 70-85 % Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,5-0,7 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng,

đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

Điểm 4 (kí hiệu D4): tọa độ N: 21023,601’; E: 105042,871’; độ cao 90

m Chiều rộng của suối khoảng 7-8m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 70-80 % Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,4-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng,

đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

Điểm 5 (kí hiệu D5): tọa độ N: 21023,471’; E: 105042,785’; độ cao 87

m Chiều rộng của suối khoảng 7-8m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 60-70 % Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,4-0,7 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng,

đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

Điểm 6 (kí hiệu D6): tọa độ N: 21023,438’; E: 105042,778’; độ cao 85

m Chiều rộng của suối khoảng 2-3,5m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 10-20 % Hai bên suối là ruộng canh tác, độ sâu của suối khoảng 0,3-0,6 m vào mùa khô và 0,4-0,8 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng xen lẫn có sỏi nhỏ và cát, lượng bùn đất khá nhiều, nước suối tương đối đục

Điểm 7 (kí hiệu D7):tọa độ N: 21023,377’; E: 105042,767’; độ cao 83

m Chiều rộng của suối khoảng 5,5-7,5m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 60-70 % Hai bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,5-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu

là đá tảng, đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

Điểm 8 (kí hiệu D8): tọa độ N: 21023,318’; E: 1050

42,756’; độ cao 82

m Chiều rộng của suối khoảng 4-5,5m Độ che phủ thực vật của suối khoảng

40-50 % Một bên suối là đường mòn, một bên suối là rừng nguyên sinh, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,4-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tảng, đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát Trong suối

có nhiều cậy bụi thủy sinh, chiều cao cây khoảng 0,5-0,8 m

Điềm 9 (kí hiệu D9): tọa độ N: 21023,242’; E: 105042,772’; độ cao 77

m Chiều rộng của suối khoảng 4-5m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 30-50 % Suối chảy qua cổng Trạm, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,5-0,7 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá cuội xen lẫn có đá tảng, sỏi nhỏ và cát

Điểm 10 (kí hiệu D10): tọa độ N: 21023,176’; E: 105042,755’; độ cao

59 m Chiều rộng của suối khoảng 4-4,5m Độ che phủ thực vật của suối khoảng 30-40 % Một bên suối là bãi đất trồng, một bên là rừng trồng, độ sâu của suối khoảng 0,2-0,5 m vào mùa khô và 0,5-0,6 m vào mùa mưa Nền đáy của suối chủ yếu là đá tàng, đá cuội xen lẫn có sỏi nhỏ và cát

2.3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Ấu trùng các loài Phù du thu được tại Trạm ĐDSH Mê Linh, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên

Theo phương pháp của Merritt và Cummins [25], Morse và cộng sự [27], Nguyen [36], quá trình thu mẫu định tính bằng vợt ao (Pond net) và vợt cầm tay (Hand net) Thu mẫu định lượng bằng cách sử dụng lưới Surber (50cm x 50cm, kích thước mắt lưới 0,2mm) Chúng tôi tiến hành thu mẫu bằng cách: đặt miệng vợt ngược dòng nước, dùng chân đạp phía trước vợt trong vòng vài 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 thu mẫu bám ở dưới bằng panh mềm để tránh làm nát mẫu Thu mẫu định tính được thực hiện ở cả nơi nước chảy và nước đứng Ở nhiều nơi

có cây bụi thủy sinh dùng vợt sục vào các cây bụi đó và các rễ cây ven bờ suối, ở những vùng nước nhỏ hoặc dòng chảy hẹp việc thu mẫu được tiến hành bằng vợt cầm tay

Đối với mẫu định lượng, sử dụng lưới Surber lấy 2 mẫu: 1 mẫu ở nơi nước đứng và 1 mẫu ở nơi nước chảy Mẫu sau khi thu được loại bỏ rác, làm sạch bùn đất Do các cá thể côn trùng nước có cơ thể mềm, dễ nát nên thu mẫu phải nhẹ nhàng và nhặt qua mẫu ngay tại thực địa Mẫu thu ngoài thực địa được bảo quản trong cồn 800, ghi etiket đầy đủ và đem về lưu trữ, bảo quản, phân tích và định loại tại Phòng thí nghiệm Động vật, Khoa Sinh- Kỹ thuật 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 panh nhặt các đại diện của ấu trùng và thiếu trùng côn trùng nước ở trong đó, mẫu sau 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 loại được công bố trong và ngoài nước của Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự

(2001) [5], Meritt và Cummins (1996) [25], Morse et al (1994) [27],

Dudgeon (1999) [15], Jacobus và McCafferty (2008) [19], Nisarat (2007) [37], Nguyen Van Vinh (2003) [36]

2.3.3 Chỉ số Đa dạng sinh học và chỉ số tương đồng

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 Shannon

- Weiner được tính bằng cách lấy số lượng cá thể của một đơn vị phân loại

chia cho tổng số cá thể trong mẫu, sau đó nhân với logarit của tỷ số đó Tổng các đơn vị phân loại cho chỉ số đa dạng Công thức để tính chỉ số này là:

Hai thành phần của sự đa dạng được kết hợp trong hàm Shannon - Weiner là số lượng loài và tính bình quân của sự phân bố các cá thể giữa các loài 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 dạng loài 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 [1]:

N: tổng số cá thể trong điểm thu mẫu

Chỉ số tương đồng Bray Curtis

Với:

BCij: Chỉ số tương đồng Bray Curtis giữa mẫu i và mẫu j

nik: Số cá thể của loài k trong mẫu i

njk: Số cá thể của loài k trong mẫu j

2.3.4 Xử lí số liệu

Số liệu thu thập được xử lý qua bảng biểu, sơ đồ, đồ thị Các số liệu được

xử lý bằng phần mềm Microsoft office exel 2007 và phần mềm Primer 6

2.4 Khái quát điều kiện tự nhiên ở trạm ĐDSH Mê Linh, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

2.4.1 Vị trí địa lý

Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh - Vĩnh Phúc nằm trong địa phận của

xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc (trước thuộc huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc) Trạm Đa dạng sinh học cách trung tâm thị xã Phúc Yên khoảng 35 km về phía Bắc Với diện tích 170,3 ha trong đó chiều dài khoảng 3.000 m, chiều rộng trung bìnhkhoảng 550m (chỗ rộng nhất khoảng 800m, chỗ hẹp nhất khoảng 300m)

Khu vực Trạm có tọa độ:

21o23’57’’ - 21o23’35’’vĩ độ Bắc

105o42’40’’ – 105o42’40’’ kinh độ Đông

Phía Bắc giáp huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên

Phía Đông và phía Nam giáp hợp tác xã Đồng Trầm, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên

Phía Tây giáp vùng ngoại vi Vườn Quốc gia Tam Đảo, huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc [2]

2.4.2 Địa hình

Đây thuộc vùng bán sơn địa phía Bắc huyện Mê Linh, là phần kéo dài

về phía Đông Nam của dãy Tam Đảo, có địa hình đồi và núi thấp với xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam

Địa hình khu vực nghiên cứu phần lớn là đất dốc, độ chia cắt sâu với nhiều dông phụ gần như vuông góc với dông chính, độ dốc trung bình từ 15 –

30o, nhiều nơi dốc đến 30 – 35o, điểm cao nhất là 520 m (điểm cực đông thuộc đỉnh núi Đá trắng) Ở khu vực Trạm các bãi bằng rất ít nằm rải rác dọc theo ven suối phía Tây

Hình 1.1 Bản đồ địa hình Trạm ĐDSH Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc ( Nguồn: Trạm ĐDSH Mê Linh, 2017)

Ngoài ra, còn có đất dốc tụ phù sa ở ven các suối lớn ở độ cao dưới 100

m Đất thuộc loại chua có pH = 5,0 - 5,5, thành phần cơ giới trung bình, độ dày tầng đất khoảng 30 - 40 cm [2]

2.4.3.2 Thổ nhưỡng

Nhìn chung các loại đá mẹ khá cứng, thành phần khoáng có nhiều Thạch anh, Muscovit, khó phong hóa, hình thành nên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt thô, dễ bị rửa trôi và xói mòn, nhất là những nơi dốc cao bị xói mòn mạnh để trơ lại phần đá rất cứng (điển hình là khu vực từ độ cao 300 - 400 m)

Theo nguồn gốc phát sinh trong vùng có hai loại đất chính sau:

- Ở độ cao trên 300 m là đất Feralit mùn vàng Đất có màu vàng ưu thế

do độ ẩm cao, hàm lượng sắt di động và nhôm tích luỹ cao Do đất phát triển trên đá Mácma axit kết tinh chua nên tầng đất, thành phần cơ giới nhẹ, tầng mùn, không có tầng thảm mục, đá lộ đầu nhiều trên 75%

- Ở độ cao dưới 300 m là đất Feralit mùn đỏ vàng phát triển trên nhiều loại đá khác nhau, đất có khả năng hấp phụ không cao do có nhiều khoáng sét phổ biến là Kaolinit

Ngoài ra còn có đất dốc tụ phù sa ven suối ở độ cao dưới 100 m Thành phần cơ giới của loại đất này là trung bình, tầng đất dày, độ ẩm cao, màu mỡ,

đã được khai phá để trồng lúa và hoa màu

Đất thuộc loại chua với độ pH 3,5 - 5,5 độ dày tầng đất trung bình 30 -

40 cm [2]

2.4.4 Khí hậu - thuỷ văn

Đây là vùng nhiệt đới gió mùa, nằm trong vùng khí hậu chung của đồng bằng Bắc Bộ, nhiệt độ trung bình hàng năm là 22 –23oC, tập trung không đều, tháng có nhiệt độ cao là tháng 6, tháng 7 và tháng 8 Còn mùa lạnh vào các tháng 12, tháng 1 và tháng 2 Nhiệt độ cao điểm trong các tháng nóng nực lên đến 40oC, nhiệt độ lạnh nhất tới 4oC Nhìn chung nhiệt độ trung bình vào mùa hè từ 27 – 29oC, trung bình vào mùa đông là 16 – 17o

C

Lượng mưa từ 1.100 - 1.600 mm/năm, phân bố không đều, tập trung vào mùa hè từ tháng 6 - 8 hàng năm, ở đây có 2 mùa gió thổi rõ rệt là gió mùa Đông Bắc (từ tháng 10 đến 3 năm sau) và gió mùa Đông Nam (từ tháng 4 đến tháng 9) Độ ẩm trung bình là 80% Là khu vực đầu nguồn của nhiều suối nhỏ

đổ vào hồ Đại Lải [2]

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành phần các loài Phù du tại khu vực nghiên cứu

Kết quả phân tích mẫu vật thu được tại khu vực nghiên cứu đã xác định được 28 loài thuộc 19 giống của 9 họ của bộ Phù du Kết quả nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.1

Bảng 3.1: Số lượng và tỷ lệ (%) các taxon thuộc các bậc phân loại

của Phù du tại Trạm ĐDSH Mê Linh

Hình 3.1: Số lượng và tỷ lệ (%) các taxon thuộc các bậc phân loại

của Phù du tại Trạm ĐDSH Mê Linh

Trước tiên ở mức độ giống, có thể nhận thấy họ Baetidae chiếm ưu thế

có 6 giống (chiếm 31,1%) trong tổng số giống thu được tại khu vực nghiên cứu Tiếp theo là họ Heptageniidae có 4 giống (chiếm 21,2%), họ Ephemerellidae và Leptophlebiidae cùng có 2 giống (chiếm 10,6%), các họ Caenidae, Ephemeridae, Polymitacryidae, Teloganellidae, Teloganodidae đều

chỉ có 1 giống duy nhất (cùng chiếm 5,3%)

Bên cạnh đó, sự khác nhau giữa các họ cũng thể hiện rất rõ ở mức độ loài Tương tự như ở mức độ giống, ở mức độ loài họ Baetidae có số lượng loài nhiều nhất với 10 loài (chiếm 35,2%) trên tổng số loài thu được tại khu vực nghiên cứu Tiếp đến, là họ Heptageniidae với 5 loài (chiếm 18,0%) Tại khu vực nghiên cứu, 2 họ Leptophlebiidae và Ephemerellidae, mỗi họ có 3 loài (cùng chiếm 10,8%) Hai họ Caenidae và Ephemeridae, mỗi họ có 2 loài (cùng chiếm 7,2%) Các họ còn lại, Polymitacryidae, Teloganellidae và Teloganodidae, mỗi họ chỉ có 1 loài (cùng chiếm 3,6%)

Bảng 3.2 Thành phần loài và phân bố theo các đợt nghiên cứu của Phù

du tại Trạm ĐDSH Mê Linh

STT Taxon

Đợt 1 (Mùa mưa)

Đợt 2 (Mùa khô) (I) Họ Baetidae Leach, 1815

(II) Họ Caenidae Newman, 1853

(III) Họ Ephemerellidae Klapálek, 1909

(IV) Họ Ephemeridae Lattreille, 1810

(V) Họ Heptageniidae Nedham & Betten, 1901