ĐẶT VẤN ĐỀ Côn trùng là một lớp (sinh vật) thuộc ngành Chân đốt. Chúng là nhóm động vật đa dạng nhất hành tinh, gồm hơn một triệu loài đã đƣợc mô tả và chiếm hơn một nửa số sinh vật sống. Côn trùng có thể sống đƣợc ở hầu hết các môi trƣờng, từ các khu vực sa mạc nóng bỏng cho đến vùng lãnh nguyên ở bắc cực lạnh giá, từ vùng núi cao đến rừng mƣa nhiệt đới cũng nhƣ các hoang đảo xa xôi. Chúng đào bới dƣới đất sâu, đục khoét trong gỗ cứng, bơi lội trong nƣớc sông suối ao hồ và cũng là một trong những sinh vật đầu tiên chiếm cứ khoảng không.
Côn trùng có vai trò rất lớn trong tự nhiên và trong xã hội loài ngƣời (N. Chỉ có 0,1% các loài côn trùng có hại cho con ngƣời. Nhiều côn trùng đƣợc coi là có hại cho con ngƣời vì chúng truyền bệnh (ruồi, muỗi), phá hủy các công trình (mối), hay làm hỏng các sản phẩm lƣơng thực (mọt), hại trong nông nghiệp (sâu hại). Phần lớn các loài côn trùng là có lợi cho môi trƣờng và con ngƣời.
Một số loài thụ phấn cho các loài thực vật có hoa (ví dụ nhƣ ong, bƣớm, kiến…). Một số côn trùng cũng sinh ra những chất hữu ích nhƣ mật, sáp, tơ. Nhiều nơi trên thế giới, côn trùng đƣợc sử dụng làm thức ăn cho con ngƣời. Ngƣời ta không thể ƣớc tính có bao nhiêu loài côn trùng đã nằm trong thực đơn của con ngƣời nhƣng nó đã có mặt trong rất nhiều thức ăn, đặc biệt là ngũ cốc.
Một vai trò rất quan trọng phải kể đến của côn trùng là vai trò cân bằng hệ sinh thái, cải thiện môi trƣờng đặc biệt là các loài thuộc họ bọ cánh cứng. Các loài cánh cứng sử dụng thức ăn là xác thối, xác động vật chết, các cây bị gẫy mục, trả lại môi trƣờng các dạng hữu ích cho các sinh vật khác sử dụng. Trong các loài bọ cánh cứng thì nhóm bọ hung ăn phân đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Chúng là thành phần quan trọng về mặt sinh thái của sinh vật nhiệt đới và đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh 1 thái (Halfter & Matthews 1966; Hanski & Cambefort 1991).
Chúng sử dụng phân để làm thức ăn và điều đó có lợi trong nhiều mặt, giữ một vai trò thiết yếu trong việc tái chế chất dinh dƣỡng bằng cách làm khô phân mà cuối cùng sẽ cho ra các khoáng chất. Vƣờn Quốc gia Hoàng Liên đƣợc các nhà khoa học trong và ngoài nƣớc đánh giá là một trong những khu bảo tồn có giá trị đa dạng sinh học cao của khu vực Miền Bắc và cả nƣớc. Hiện nay, tại VQG đã xác định đƣợc 2.847 loài thực vật bậc cao có mạch, thuộc 1.064 chi của 229 họ, trong 6 ngành thực vật. Thống kê đƣợc 555 loài động vật có xƣơng sống trên cạn, trong đó 96 loài thú; 346 loài chim; 63 loài bò sát và lƣỡng thê 50 loài.
Về côn trùng, bọ cánh cứng ăn lá có 89 loài, 40 giống và 9 phân họ bọ cánh cứng. Kẹp kìm có 18 loài thuộc 7 giống, trong đó 4 loài chỉ tìm thấy ở Hoàng Liên. Cho đến nay, những công trình nghiên cứu và khám phá nguồn tài nguyên rừng ở Vƣờn quốc gia Hoàng Liên vẫn đang đƣợc tiếp tục triển khai ở các mức độ khác nhau. Trên thực tế, tƣ liệu về bọ cánh cứng đặc biệt là họ bọ hung ăn phân rất ít, rất nghèo nàn.
Vì vậy, tôi đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đặc điểm khu hệ bọ hung ăn phân và bước đầu sử dụng chúng chỉ thị cho mức độ sử dụng đất ở Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai”. Mục đích nghiên cứu về bọ hung ăn phân để thấy đƣợc sự đa dạng và phong phú về thực trạng tài nguyên sinh vật này và bƣớc đầu đƣa ra đƣợc phƣơng pháp sử dụng bọ hung ăn phân làm nhân tố chỉ thị các mức độ sử dụng đất. 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu ngoài nƣớc 1.
Nghiên cứu thành phần, phân bố của nhóm bọ hung ăn phân Họ bọ hung (Scarabaeidae) đƣợc Linnaeus đề xuất vào năm 1758, Fabricius ghi nhận trong cuốn “ Phân loại côn trùng (Systema Entomologte), năm 1775. Năm1781, họ này có tên trong cuốn “Những loài côn trùng (Species Insectorum)”. Đây là một trong số những họ lớn của bộ cánh cứng (Coleoptera). Trên thế giới đã phát hiện đƣợc hơn 300.000 loài thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera), chúng chiếm tới 40% các loài côn trùng và khoảng 30% các loài động vật đã biết.
Họ bọ hung (Scarabaeidae) có khoảng 27.000 loài thuộc 600 giống và đƣợc chia thành 13 phân họ đã đƣợc phát hiện (Halffter G. Bọ hung thƣờng đƣợc tìm thấy trong các khu rừng mƣa nhiệt đới với hai nhóm chính. Nhóm thứ nhất là nhóm bọ hung lăn phân (paracoprids) chúng cuộn mình với phân và lăn đi. Sau đó chúng chôn hoặc giấu phân trong lớp thực vật ở bề mặt.
Nhóm thứ hai bao gồm các loài đào hang (telecoprids), chúng đào hang ngay bên dƣới khối lƣợng phân. Nhóm thứ ba, gồm các loài không phải lăn phân cũng không đào hang: chúng chỉ đơn giản là sống trong phân. Bọ hung có thể đƣợc định nghĩa là các thành viên của họ Scarabaeidae và Geotrupidae (Halffter & Matthews 1966). Các loài trong phân họ Coprinae và Scarabaeinae (Scarabaeidae) đƣợc coi là nhóm bọ hung quan trọng, cũng nhƣ một số loài trong Geotrupidae và Aphodiinae (Scarabaeidae).
Phân họ Scarabaeinae (Scarabaeidae) bao gồm hơn 5000 loài thuộc 12 chi. Scarabaeinae đặc biệt đa dạng trong vùng nhiệt đới, chúng chiếm phần lớn 3 trong các loài bọ hung. Châu Phi là nơi có sự phong phú nhất của Scarabaeinae với hơn 2000 loài thuộc 107 chi của 9 bộ. Tuy nhiên, thứ hạng chung của một số loài, đặc biệt là những loài trong bộ Onthophagini và Onitini vẫn còn gây tranh cãi.
Các loài bọ hung sống trong rừng nhiệt đới đã đƣợc nghiên cứu ở các nơi khác nhau trên thế giới (Halffter G. Sự phong phú của các loài bọ hung trong rừng nhiệt đới Đông Nam Á, Châu Phi và Nam Mỹ đã đƣợc so sánh bởi Hanski & Cambefort. Sự phân bố của các loài bọ hung trong rừng nhiệt đới đã đƣợc phân tích bởi Nichols et al, (2007). Tại khu vực Châu Á, chủ yếu ở Đông Nam Á, đã có nhiều nghiên cứu về bọ hung tại rừng nhiệt đới ẩm ƣớt và đã phát hiện đƣợc khoảng 450 loài, phần lớn trong số chúng thuộc giống Onthophagus (324 loài), đƣợc biết đến từ quần đảo (Hanski & Krikken 1991).
Davis et al. (2001) đã nghiên cứu trên các cánh rừng ở phía bắc Borneo và ở miền nam Thái Lan, Boonrotpong et al. (2004) ghi nhận khoảng 20 loài từ rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh. Qua nghiên cứu cho thấy thành phần của chúng bị ảnh hƣởng bởi cấu trúc rừng, động vật bản địa và các yếu tố khác, tuy nhiên không có bất kỳ ảnh hƣởng theo mùa về đa dạng loài.
Với 28 loài từ Sulawesi (Indonesia), Shahabuddin et al. (2010) tìm thấy nhiều loài phong phú, sự phong phú của các loài thay đổi từ rừng ngyên sinh sang rừng thứ sinh. Bọ hung ăn phân đƣợc xem là bị ảnh hƣởng mạnh mẽ bởi thảm thực vật và các loại đất (Nealis, 1977; Doube, 1983;. Barragan et al, 2011).
Thành phần và sự phân bố của các loài bọ hung có thể đƣợc xác định bởi cấu trúc vật lý của rừng (Davis , 1993; Davis & Sutton, 1998; Vulinec, 2008). Nhiều nghiên cứu đã đƣợc tiến hành để đánh giá tính đa dạng và thành phần động vật của bọ hung trên các môi trƣờng sống khác nhau. Jain & Mittal (2012) đã ghi nhận 32 loài (4673 cá thể) từ rừng Sonti và 24 loài (1.248 cá 4 thể) từ rừng Seonsar (Haryana - Ấn Độ), từ 16 chi và ba phân họ trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 10 trong năm 2008 và 2009. Mặc dù loài trong rừng Sonti ít hơn nhƣng sự đa dạng về thành phần loài cao hơn ở rừng Seonsar.
Sisyphus neglectus Gory (3106 cá thể) là loài ƣu thế nhất trong cả khu rừng, đặc biệt trong rừng Sonti (Jain & Mittal, 2012). Shahabuddin (2010) chỉ ra rằng sự phong phú của các loài bọ hung giảm đáng kể từ rừng tự nhiên đến rừng thứ sinh. Tuy nhiên các hệ thống nông lâm kết hợp ca cao dƣờng nhƣ có khả năng duy trì một tỷ lệ cao của các loài bọ hung sinh sống tại các khu rừng. Các mối quan hệ chặt chẽ giữa các loài bọ hung ghi lại tại các địa điểm rừng và nông lâm kết hợp phản ánh sự tƣơng đồng cao của một số các thông số môi trƣờng sống đo giữa cả hai loại môi trƣờng sống.
Mặc dù sự đa dạng của nhóm bọ hung ăn phân đƣợc biết đến từ nhiều địa điểm nghiên cứu độc lập trên thế giới, nhƣng ít ngƣời chú ý đến các câu hỏi cơ bản nhƣ thế nào là sự phong phú các loài bọ hung ăn phân, chúng phân bố nhƣ thế nào. Chúng đều phụ thuộc vào sự phong phú các loài trong khu vực và cách quản lý đất đai gây trở ngại cho sự phong phú các loài tự nhiên. Vì rừng nhiệt đới trên các lục địa khác nhau đƣợc đặc trƣng bởi các điều kiện vô sinh và hữu sinh rất khác nhau và phát triển khá độc lập trong sự riêng biệt. Nghiên cứu vai trò sinh thái của bọ hung ăn phân Thức ăn của con trƣởng thành thuộc nhóm bọ hung là phân, nấm, xác động thực vật, lá, phấn hoa, quả và rễ.
Một số loài sống trong tổ kiến, mối, các loài động vật gặm nhấm và thậm chí cả ở tổ chim. Các loài bọ hung ăn phân (Scarabaeinae, Aphodiinae) sử dụng phân động vật làm nơi bảo vệ cho trứng và thức ăn cho ấu trùng. Các loài thuộc phân họ Melolonthinae, Dynastinae, Rutelinae, Cetoniinae, Trichiinae ăn thực vật. Ấu trùng của một số loài thuộc phân họ Dynastinae, Rutelinae ăn rễ cây thân gỗ.
Một số loài thuộc phân họ Melolonthinae, Rutelinae, Dynastinae ăn rễ cây thân thảo. Hầu 5 hết ấu trùng của chúng đều gây hại thực vật. Dạng trƣởng thành và ấu trùng của các loài thuộc nhóm này có ý nghĩa kinh tế quan trọng. Một số loài ăn xác động vật, một số loài thụ phấn cho cây tăng năng suất chúng góp phần vào chu trình phân hủy chất thải của động thực vật, làm màu mỡ cho đất đai.
Ví dụ nhƣ ở Australia đa số loài bọ hung ăn phân đƣợc gọi là đội quân vệ sinh ở các trang trại chăn nuôi gia súc. Nhóm bọ hung ăn phân đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sinh học bằng cách giảm số lƣợng các loài gây hại nhƣ ruồi phân trong phân. Phân là nơi sinh sản cho ruồi sừng (Haematobia irritans) và ruồi Musca (Musca autumnalis), hai loài gây hại nguy hiểm cho gia súc.