Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC NÔNG NGHIỆP 1. Khái niệm ❖ Đa dạng sinh học Đa dạng sinh học (ĐDSH) là thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn cầu. Thuật ngữ ĐDSH xuất hiện lần đầu tiên trong ba bài viết của Myers (1979), Lovejoy (1980), Norse và McManus (1980) [44, 46, 47].
Sau đó, công trình của Wilson (1985) đã nhấn mạnh sự cần thiết trong các hoạt động nghiên cứu, bảo tồn tính đa dạng và phong phú của sự sống trên Trái đất [52]. Theo Công ước ĐDSH năm 1992 “ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các HST trên cạn, ở biển, các HST dưới nước khác và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên [14]. Theo Luật ĐDSH của Việt Nam năm 2008, “ĐDSH là sự phong phú về gen, loài sinh vật và hệ sinh thái trong tự nhiên” [19]. ĐDSH bao gồm: - Đa dạng di truyền được hiểu là tần số và sự đa dạng của các gen, bộ gen trong mỗi quần thể, 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 HST là sự phong phú về trạng thái và tần số của các HST khác nhau [1].
Từ ba góc độ này, người ta có thể tiếp cận ĐDSH ở cả ba mức độ: mức độ phân tử (gen), mức độ cơ thể và mức độ HST [1]. ❖ Đa dạng sinh học nông nghiệp ĐDSH nông nghiệp là một bộ phận của ĐDSH, bao gồm tất cả các thành phần của ĐDSH ở cấp độ gen, cấp độ loài, cấp hệ sinh thái liên quan đến thực phẩm và nông nghiệp, các hệ sinh thái nông nghiệp, bao gồm các giống cây trồng và vật nuôi. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đây là các giống địa phương hoặc giống cải tiến. Giống địa phương là giống được người dân chọn lọc và phát triển qua một thời gian dài, chúng biểu hiện mức độ đa dạng di truyền cao.
Giống cải tiến là kết quả chọn tạo giống hiện đại, có năng suất cao nhưng khá đồng nhất về di truyền [15]. Để duy trì ĐDSH nông nghiệp cần bảo tồn nguồn gen động thực vật, vì đây là nguồn nguyên liệu phát triển giống cây trồng, vật nuôi. Sự đa dạng về nguồn gen mang lại nhiều lợi ích như phát triển nông nghiệp bền vững, đảm bảo an ninh lương thực, tăng khả năng chống chịu và thích nghi với biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, với sự phát triển của nông nghiệp hiện đại thì ĐDSH nông nghiệp ngày càng giảm sút và thiếu quan tâm đầy đủ.
Vì vậy làm thế nào để nâng cao tính ĐDSH nông nghiệp, phát triển nông nghiệp một cách bền vững đang là bài toán cần tìm lời giải thích đáng. Đặc điểm, thành phần ĐDSH nông nghiệp là sản phẩm của mối tương tác chặt chẽ giữa nguồn gen, môi trường, hệ thống quản lý và canh tác của người nông dân. Do vậy, ĐDSH nông nghiệp phát triển như là kết quả của cả quá trình chọn lọc tự nhiên và sự tác động của con người [15]. Thành phần của HST nông nghiệp rất đa dạng (hình 1.
Về hệ động vật, HST nông nghiệp thường bao gồm động vật cỡ trung bình và nhỏ, các loài bắt mồi và kí sinh, các loài côn trùng, các loài ăn cỏ, giun đất. Trong đó, các loài côn trùng giúp thụ phấn, thiên địch; giun đất là những thành phần chính hỗ trợ ĐDSH, đóng vai trò như các dịch vụ sinh thái quan trọng: cầu nối của các quá trình tổ hợp gen, kiểm soát HST theo các quy luật tự nhiên, tuần hoàn dinh dưỡng và phân huỷ. Hệ thực vật thường bao gồm giống được trồng trọt, các loài cỏ trong khu vực canh tác. Bên cạnh đó, HST nông nghiệp còn chịu sự tác động mạnh mẽ từ con người như xen canh, luân canh, nông - lâm kết hợp, bón phân, chắn gió.
Tất cả những yếu tố này góp phần hình thành nên một HST nông nghiệp bền vững. Nếu sự suy giảm về hệ động thực vật trong HST nông nghiệp xảy ra, tính bền vững của HST nông nghiệp sẽ bị lung lay [21]. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các Loài Cỏ dại ĐVĐ loài bắt Loài Giun ĐVĐ hoang trung thụ mồi và ăn cỏ đất cỡ nhỏ dã bình phấn ký sinh ĐA DẠNG SINH HỌC HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP Sự cạnh Sự phân Chức năng Kiểm soát tranh với Cấu trúc của Chu trình giải, sự bắt tổ hợp gen quần thể, các loài xâm đất; chu sinh dưỡng mồi và chu qua thụ biện pháp lấn, các loài trình dinh và diệt trừ trình dinh phấn sinh học thiên địch dưỡng sâu bệnh dưỡng và cỏ dại Tăng cường xen canh, nông, lâm kết hợp, luân canh, cây che bóng, ủ phân, phân xanh, bón phân hữu cơ, chắn gió. 1 - Thành phần, chức năng và các chiến lược tăng cường ĐDSH trong HST nông nghiệp (Nguồn: Võ Thanh Sơn (2015) [21]) Các cảnh quan ĐDSH nông nghiệp chính bao gồm: HST đất ngập nước; các HST đồng cao; HST cây thân gỗ và khoảnh rừng; HST vườn nhà [1].
❖ Hệ sinh thái đất ngập nước HST đất ngập nước bao gồm các sinh cảnh: mương nội đồng, kênh tưới tiêu, sông, ruộng lúa, đất ngập nước, ao hồ. Đây là tập hợp các sinh cảnh có giá trị vô cùng quan trọng cho ĐDSH nông nghiệp, đặc biệt là trong mùa khô [1]. Trong đó: • Mương nội đồng là nơi cư trú của các loài thực vật, loài thụ phấn, loài săn mồi, loài ký sinh… có tác dụng làm cầu nối liên kết đồng ruộng với những thủy vực lớn hơn và là hệ thống tưới tiêu quan trọng cho ruộng đồng. Mương nội đồng thường nhỏ và đứt quãng, tuỳ theo mùa mà có mức nước khác nhau.
Hai bên và đáy mương thường được dọn sạch cỏ. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com • Kênh là những con đường dẫn nước, có nơi là đường dẫn nước chảy qua cũng có nơi chứa nước quanh năm và thường được xây dựng để phục vụ cho mục đích tưới tiêu. Kênh thường rộng, có mực nước sâu, có dòng chảy mạnh hơn so với mương nội đồng và thường có mức ĐDSH ở trong và xung quanh dòng kênh. • Sông là những hệ thống đường dẫn nước tự nhiên, là nguồn cung cấp nước cho hầu hết các kênh và mương.
Nước sông thường sâu hơn, có dòng chảy mạnh hơn, mực nước dao động tuỳ thuộc vào mùa mưa và mùa khô. Hai bờ sông thường có nhiều cây và có nhiều loài sinh vật sinh sống, đa dạng các loài động thực vật thuỷ sinh dưới nước. • Các cánh đồng lúa là một HST đất ngập nước quan trọng, có thể được coi là một đại diện đặc trưng cho HST nông nghiệp tại Việt Nam và một số nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới. Ruộng lúa hỗ trợ ĐDSH ở mức rất cao và có mức độ ảnh hưởng rộng lớn bởi chúng kết nối trực tiếp hay gián tiếp với hệ thống nguồn nước.
• Các ao, hồ nhân tạo hay tự nhiên, có thể tìm thấy ở các vùng nông thôn, miền núi gần các khu dân cư, các lều canh đồng hay ở ven ruộng. Phần lớn ao hồ do con người đào để dự trữ nước cho tưới tiêu, nước uống cho các loài gia súc như trâu và nuôi trồng thuỷ sản. • Các sinh cảnh đất ngập nước còn lại là những vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước, bất kể tự nhiên hay nhân tạo, thường xuyên hay tạm thời, có nước chảy hay nước tù, là nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, kể cả những vùng nước biển có độ sâu không quá 6 m khi triều thấp [2]. Tất cả các sinh cảnh trên đều có mức độ ĐDSH cao, mang nhiều chức năng và giá trị quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp.
Tuy nhiên, việc thu hẹp và biến đổi dần các vùng đất ngập nước thành các vùng sinh kế nông nghiệp của người dân, cũng như việc sử dụng các loại hóa chất nông nghiệp làm tích tụ các hoá chất độc hại và giảm thiểu các chất dinh dưỡng trong môi trường tự nhiên dẫn đến những tổn thất đáng kể về ĐDSH. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ❖ Hệ sinh thái đồng cao HST nông nghiệp đồng cao là HST bao gồm những cánh đồng được trồng trọt nhiều mùa vụ, những cánh đồng ít canh tác có năng suất thấp và những cánh đồng bỏ hoang [1]. Mỗi cánh đồng đều đóng góp nhất định vào ĐDSH. Trong đó phải kể đến các cánh đồng hoang, đây là môi trường có đóng góp quan trọng trong việc bảo tồn ĐDSH, ít bị tác động và ảnh hưởng bởi các yếu tố từ các mô hình canh tác và sản xuất nông nghiệp.
Các cánh đồng trồng trọt, tuy tạo ra các sản phẩm nông nghiệp nhưng chất lượng của môi trường sống và mức độ ĐDSH tại đây bị giảm đi đáng kể do nông dân sử dụng thuốc trừ sâu, các chất hoá học, kích thích tăng trưởng trong quá trình canh tác và sản xuất. Ngoài ra, bờ ruộng là nguồn quan trọng để tái tạo và phục hồi tính ĐDSH sau mỗi mùa thu hoạch trước khi bắt đầu vụ mùa mới; là môi trường sống của nhiều loài thực vật và nhiều loài côn trùng. Việc người nông dân tăng diện tích đồng ruộng mà phá bỏ các bờ ruộng là một nguy cơ đối với ĐDSH trong nông nghiệp. Việc giảm diện tích đất dành cho các khu ĐDSH cao và tăng khoảng cách giữa các khu vực này với trung tâm của các cánh đồng sẽ dẫn đến những tác động xấu đối với quá trình tái sinh các loài sinh vật tự nhiên quan trọng.
❖ Hệ sinh thái cây thân gỗ và khoảnh rừng HST cây gỗ và khoảnh rừng là HST có giá trị rất quan trọng đối với ĐDSH nông nghiệp, bao gồm các cây gỗ các cánh đồng, ven ruộng hay trong các trang trại, mảnh rừng, vườn cây lâu năm. Mỗi sinh cảnh có sự khác nhau về khí hậu, tính chất đất, địa hình, cường độ trồng trọt; đây là môi trường sống phù hợp của nhiều loài cây và côn trùng trong thời gian dài. Tại các trang trại và vườn cây gỗ, người nông dân rất ít quan tâm đến công tác bảo tồn ĐDSH bởi họ quy hoạch sinh cảnh theo hướng làm sạch cỏ. Còn đối với các mảnh rừng cây hoang dã, việc phá rừng mở rộng trang trại, đô thị hoá và lấy gỗ, v.
cũng như chặt phá các cây gỗ trên hệ thống ven đường để mở rộng khu vực ruộng 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồng làm cho các HST nông nghiệp trở nên bị chia cắt và khó đóng vai trò như những hành lang kết nối các sinh cảnh.