CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về Đa dạng sinh học 1. Khái niệm về đa dạng sinh học Có thể coi, thuật ngữ “đa dạng sinh học” lần đầu tiên được Norse và McManus (1980) định nghĩa, bao hàm khái niệm có liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng di truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài trong một quần xã sinh vật). Hiện nay có nhiều định nghĩa về đa dạng sinh học.
Định nghĩa do Quỹ Bảo tồn Thiên nhiên thế giới (1989)[17] quan niệm: Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp tồn tại trong môi trường”. Do vậy, đa dạng sinh học bao gồm 3 cấp độ: đa dạng gen, đa dạng loài, đa dạng hệ sinh thái. Đa dạng loài bao gồm toàn bộ các loài sinh vật sống trên trái đất, từ vi khuẩn đến các loài động, thực vật và các loài nấm. Ở mức độ vi mô hơn, đa dạng sinh học bao gồm cả sự khác biệt về gen giữa các loài, khác biệt về gen giữa các quần thể sống cách ly về địa lý cũng như sự khác biệt giữa các cá thể cùng chung sống trong một quần thể.
Đa dạng sinh học còn bao gồm cả sự khác biệt giữa các quần xã mà trong đó các loài sinh vật sinh sống, các hệ sinh thái nơi mà các loài cũng như các quần xã sinh vật tồn tại và cả sự khác biệt của các mối tương tác giữa chúng với nhau. Theo Công ước Đa dạng sinh học thì “ Đa dạng sinh học là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các hệ sinh thái trên cạn, ở biển và các hệ sinh thái dước nước khác và mọi tổ tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên. Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài), các hệ sinh thái (đa dạng hệ sinh thái). 3 - Đa dạng di truyền được hiểu là tần số và sự đa dạng của các gen và bộ gen trong mỗi quần thể và giữa các quần thể với nhau.
- Đa dạng loài là tần số và sự phong phú về trạng thái của các loài khác nhau. - Đa dạng hệ sinh thái là sự phong phú về trạng thái và tần số của các hệ sinh thái khác nhau. Từ ba góc độ này, người ta có thể tiếp cận với Đa dạng sinh học ở cả ba mức độ: mức độ gen phân tử (gen), mức độ cơ thể và mức độ hệ sinh thái (IUCN, 1994). Chỉ số Đa dạng sinh học Có lẽ Wallace (1878) là người đầu tiên cho rằng ở vùng nhiệt đới động vật đa dạng và phong phú hơn ở vùng ôn đới.
Một nhà khoa học tự nhiên có thể có một cảm nhận về sự đa dạng khi họ quan sát và so sánh giữa hai khu vực khác nhau, nhưng để thể hiện sự khác biệt này qua báo chí thì phải dùng các chỉ số nói về tính đa dạng loài. Một cách đơn giản nhất để xác định tính đa dạng là đếm số loài, kết quả này được gọi là sự phong phú về thành loài (McIntosh, 1967). - Cách đếm tương đương Xác định số loài trong một mẫu phụ thuộc rất lớn vào cỡ mẫu, mẫu càng lớn thì số loài xác định được càng nhiều. Phương pháp hạn chế những sai sót trong khi đếm các mẫu khác nhau về số lượng được gọi là cách đếm tương đương.
Để thực hiện công việc này, chúng ta phải đưa số lượng quần thể về số lượng chuẩn (khoảng 1000 cá thể). Công thức xác định số loài được đưa ra từ hai nhà khoa học Hurlbert (1971) và Simberloff (1972) nghiên cứu độc lập đó là : E(S) = 4 Với E(S) là số loài có thể xác định được trong mẫu, n là cỡ mẫu tiêu chuẩn, N là tổng số cá thể trong mẫu được xác định và ni là số cá thể của loài thứ i trong mẫu. Thuận ngữ là một sự kết hợp, nó được tính như sau: Để bổ sung cho cách đếm tương ứng, có nhiều chỉ số về sự phong phú thành phần loài được bổ sung vào như sau: Margalef (1969) : D = (S-1)/ Ln N Menhinick (1964): Odum, Cantlon và Kornicher (1960) R= S/ LogN Có sự khác biệt về chỉ số phong phú thành phần loài và sự khác biệt còn phụ thuộc vào loại chỉ số được sử dụng. Rõ ràng phải có một cách nào đó để xác định tính đa dạng, đưa vào tính toán chỉ số phong phú thành phần loài và sự ưu thế của những cá thể trong từng loài.
Cách tính đó được gọi là chỉ số đa dạng hay là chỉ số không đồng nhất. [4] - Chỉ số đa dạng Có hai loại chỉ số được xác định đó là chỉ số ưu thế và chỉ số thống kê Chỉ số ưu thế Chỉ số ưu thế cho biết nhiều về số lượng của loài phổ biến hay loài ưu thế, nó được Simpson (1949) giới thiệu đầu tiên trong thuật ngữ sinh thái. Chỉ số Simpson cho biết tần suất của bất kì hai cá thể nào phân bố ngẫu nhiên từ một quần xã rất lớn phụ thuộc vào những loài khác nhau, đó là: Với Pi là tần suất của những cá thể loài i.Trong đó Pi = 5 Với quần xã có số lượng hạn chế thì D được tính như sau: Với ni là số cá thể của loài thứ i và N là tổng số cá thể. Khi D tăng, sự đa dạng thực sự giảm.
Để tránh sự hiểu lầm, chỉ số Simpson thường được viết là 1- D hay 1/D vì thế khi giá trị này tăng thì chỉ số đa dạng tăng. Tuy nhiên sự bất tiện trong chỉ số Simpson là chỉ chú trọng vào những loài ưu thế. Như thể những loài hiếm chỉ có một cá thể thì bị mất đi khả năng làm thay đổi chỉ số này. McIntosh (1967) đề nghị chỉ số với và Pi là tần suất của loài thứ i.
Berger và Paker (1970) đưa ra một chỉ số khác d = N max / N với Nmax là số cá thể của loài ưu thế nhất. Cũng như chỉ số Simpson, các dạng hỗ trợ khác cũng được chấp nhận. Mặc dù chỉ số McIntosh và Berger và Parker không chú trọng về loài phổ biến, nhưng cả hai đều bị ảnh hưởng bởi số cá thể trong mẫu. Tóm lại không có chỉ số nào hoàn chỉnh nhưng theo May (1975) kết luận rằng chỉ số Berger – Parker là một trong những chỉ số đa dạng thỏa mãn nhiều yêu cầu nhất.
[4] Chỉ số thống kê Những chỉ số này dựa trên cơ sở là sự đa dạng trong tự nhiên, có thể xác định với cách thức tương tự như truyền thông tin bằng mật mã. Chỉ số Shannon - Weaner H’ (Shannon và Weaner, 1949), giả định tất cả các loài được thể hiện trong mẫu và thu mẫu ngẫu nhiên. Với Pi là tần suất của những cá thể loài thứ i. Chỉ số đa dạng của Shannon – Weaner trong một quần xã thường biến động trong khoảng từ 1,0 – 6,0.
Giá 6 trị cao nhất là Hmax xuất hiện khi mọi loài trong quần xã có số lượng tương đương nhau, lúc đó nó sẽ tương đương với lnS. Sự cân bằng trong quần xã đa dạng thực sự được tính theo công thức: Evenness = H’/Hmax = H’ / lnS với E nằm trong khoảng [0,1]. Chỉ số Brillouin: Tính ngẫu nhiên của mẫu không thể hoàn toàn giống nhau được, thí dụ như đối với bẫy bằng ánh sáng nơi có nhiều loài côn trùng phân bố và chịu sự hấp dẫn của ánh sáng với các mức khác nhau và như thế thì chỉ số Brillouin được dùng như sau: Một kết quả so sánh các chỉ số được liệt kê trong bảng 1. Vài chỉ số được sử dụng nhiều hơn một số chỉ số khác.
Đề bảo tồn tính đa dạng sinh học, chỉ số nào phát hiện được nhiều loài hiếm thì được sử dụng, khi so sánh các quần xã khác nhau về số lượng, thì chỉ số Simpson và Berger – Parker không thích hợp. [8] Chỉ số đa dạng ngoài tiêu chuẩn Rõ ràng chỉ số đa dạng chỉ thích hợp trong từng trường hợp nhất định. Đối với việc bảo tồn, những loài hiếm cần được quan tâm nhưng cũng cần có sự kết hợp nhiều thông tin sinh học trong việc tính toán quần xã đặc biệt trong khi sử dụng các chỉ số này để thực hiện công tác bảo tồn. Các phương pháp bảo tồn - Bảo tồn nguyên vị Bảo tồn nguyên vị bao gồm các phương pháp và công cụ nhằm mục đích bảo vệ các loài, các chủng và các sinh cảnh, các hệ sinh thái trong điều kiện tự nhiên.
Tùy theo đối tượng bảo tồn để áp dụng các hình thức quản lý thích hợp. Có thể nói đây là biện pháp hữu hiệu nhất bảo tồn tính Đa dạng sinh học. 7 Chỉ trong tự nhiên, các loài mới có khả năng tiếp tục quá trình thích nghi tiến hóa đối với môi trường thay đổi trong các quần xã tự nhiên của chúng. Thông thường bảo tồn nguyên vị được thực hiện bằng cách thành lập các khu bảo tồn và đề xuất các biện pháp quản lý phù hợp nhằm mục đích: Bảo tồn Đa dạng sinh học Bảo tồn cảnh quan địa lý, môi trường sinh thái, di tích lịch sử văn hóa.
Khu vực để nghiên cứu khoa học Nơi thăm quan học tập và du lịch sinh thái - Bảo tồn chuyển vị Bảo tồn chuyển vị là biện pháp chuyển dời và bảo tồn các loài cây, con và các vi sinh vật ra khỏi môi trường sống tự nhiên của chúng. Mục đích của việc di dời này là để nhân giống, lưu giữ, nhân nuôi vô tính hay cứu hộ trong trường hợp: Nơi sinh sống bị suy thoái hay hủy hoại không thể lưu giữ lâu hơn các loài nói trên. Dùng để làm vật liệu cho nghiên cứu, thực nghiệm và phát triển sản phẩm mới, để nâng cao kiến thức cho cộng đồng. Bảo tồn chuyển vị bao gồm các vườn thực vật, vườn động vật, các bể nuôi thủy hải sản, các bộ sưu tập vi sinh vật, các bảo tàng, các ngân hàng hạt giống, bộ sưu tập các chất mầm, mô cấy…Do các vi sinh vật hay các phần của cơ thể sinh vật được lưu giữ trong môi trường nhân tạo nên chúng bị tách khỏi quá trình tiến hóa tự nhiên.
Vì thế mối quan hệ gắn bó giữa bảo tồn chuyển vị với bảo tồn nguyên vị rất bổ ích cho công tác bảo tồn Đa dạng sinh học.