ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng thứ sinh và rừng trồng đang được hình thành, mở rộng khắp vùng nhiệt đới và dần thay thế rừng tự nhiên đã bị phá hủy bởi hoạt động của con người (Perz và Skole 2003, Dent vàWright 2009, Wright 2010).Các hệ sinh thái rừng thứ sinh và rừng trồng sẽ là cảnh quan chủ đạo ở vùng nhiệt đới trong thế kỷ 21. Đồng thời, sự mở rộng và phát triển các hệ sinh thái này được cho là có ý nghĩa quan trọng đối với việc bảo tồn đa dạng sinh học, bởi vì chúng có thể bù đắp sự mất mát đa dạng sinh học liên quan đến sự suy giảm diện tích rừng tự nhiên (Dent vàWright 2009). Do đó, nghiên cứu đánh giá năng lực duy trì tính đa dạng sinh học của rừng thứ sinh và rừng trồng đã được thực hiện ở nhiều nơi. Các nghiên cứu thường tập trung vào côn trùng do sự tương đồng sinh thái của chúng với các nhóm phân loại khác, qua đó cho phép chúng được sử dụng để chỉ thị sinh thái cho tính đa dạng sinh học tổng quát của sinh vật (Kremen và cs.
Trong số các nhóm côn trùng được nghiên cứu để đánh giá giá trị bảo tồn đa dạng sinh học của hệ sinh thái, quần xã bọ hung và bọ chân chạy nhận được sự quan tâm lớn do chúng dễ dàng được thu thập với chi phí thấp. Tuy nhiên, kết quả của những nghiên cứu trước khác nhau đáng kể; một số gợi ý rằng rừng trồng, đặc biệt là rừng thứ sinh, những lâm phần già hoặc những hệ sinh thái gần nguyên sơ có tiềm năng lớn trong bảo tồn quần xã bọ hung và bọ chân chạy, hỗ trợ tính đa dạng các quần xã côn trùng này tương tự như rừng tự nhiên (Vulinec 2002, Quintero vàRoslin 2005, Vulinec và cs. 2006, Nichols và cs. 2007) trong khi các nghiên cứu khác lại chỉ ra rằng những hệ sinh thái mới tạo này không thể thay thế cho rừng già để bảo tồn hầu hết các loài bọ hung và bọ chân chạy (Boonrotpong và cs.
2004, Shahabuddin và cs. 2005, Gardner và cs. Sự thiếu thống nhất giữa các nghiên cứu đã gây khó khăn cho việc ngoại suy về vai trò của rừng trồng cũng như rừng thứ sinh trong việc bảo tồn tính đa dạng quần xã bọ hung và bọ chân chạy ở những khu vực chưa được điều tra. Các 2 nghiên cứu trước đây được giới hạn ở các vị trí địa lý riêng biệt.Do vậy, những nghiên cứu mở rộng về đa dạng sinh học và chức năng sinh thái quần xã bọ hung, bọ chân chạy ở các hệ sinh thái và khu vực địa lý khác nhau là rất cần thiết, góp phần nâng cao hiểu biết về giá trị bảo tồn của các hệ sinh thái tách biệt này.
Vườn quốc gia (VQG) Cát Bà (20o44'–20o55'N, 106o54'–107o10'E) thuộc huyện Cát Hải, Hải Phòng, có tổng diện tích là 17.362,96 ha, bao gồm cả hệ sinh thái trên cạn (10.912,51 ha) và hệ sinh thái biển ( 6. VQG Cát Bà là trung tâm của Khu dự trữ sinh quyển thế giới Cát Bà đã được UNESCO công nhận, với cảnh quan chủ đạo là các đảo đá vôi karst nhô lên đột ngột từ biển. Do đặc điểm biệt lập và karst hóa cao, Cát Bà có một hệ động thực vật độc đáo với tỷ lệ các loài đặc hữu cao. Giống như hầu hết các khu bảo tồn thiên nhiên ở Việt Nam, phần lớn diện tích rừng tự nhiên ở Cát Bà đã bị xáo trộn mạnh, tạo ra các phân mảnh rừng tự nhiên, rừng thứ sinh, rừng trồng, trảng cỏ cây bụi và đất canh tác (Tordoff và cs.
Việc xác định vai trò của các sinh cảnh này trong việc bảo tồn tính đa dạng sinh học cũng như chức năng sinh thái của các nhóm côn trùng chỉ thị là cực kỳ quan trọng, góp phần quản lý hiệu quả việc sử dụng đất tại địa phương, nhưng vẫn chưa được tiến hành tại khu vực. Vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá vai trò của rừng trồng và rừng thứ sinh trong bảo tồn đa dạng sinh học và chức năng sinh thái của quần xã bọ hung ăn phân và bọ chân chạy tại Vườn Quốc gia Cát Bà, Hải Phòng”. Mục đích của nghiên cứu là cung cấp những thông tin về thành phần loài, tính đa dạng sinh học và chức năng sinh thái của hai quần xã sinh vật chỉ thị quan trọng bọ hung và bọ chân chạy tại các kiểu rừng trồng và rừng thứ sinh tại VQG Cát Bà. Đồng thời, trên cơ sở so sánh với rừng tự nhiên, nghiên cứu sẽ đánh giá được vai trò của rừng thứ sinh và rừng trồngtrong việc bảo tồn tính đa dạng sinh học cũng như chức năng sinh thái của hai quần xã côn trùng quan trong này.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan nghiên cứu vềbọ hung (Coleoptera: Scarabaeidae) Nền kinh tế, sức khỏe và an sinh của loài người có liên quan mật thiết đến các hệ sinh thái còn nguyên vẹn về mặt chức năng (MEA 2005), và mối quan hệ chặt chẽ giữa đa dạng sinh học và chức năng sinh thái là chìa khóa để dự đoán các tác động sinh thái và kinh tế của các hoạt động của con người (Armsworth và cs. Trong các hệ sinh thái trên cạn, côn trùng đóng vai trò sinh thái quan trọng trong các quá trình sinh thái như tuần hoàn dinh dưỡng, phát tán hạt giống và thụ phấn. Bọ hung ăn phân thuộc phân họ Scarabaeinae (Coleoptera: Scarabaeidae) là trung tâm của các quá trình này.
Bọ hung ăn phân là một nhóm côn trùng phân bố toàn cầu, đặc biệt đa dạng ở các khu rừng nhiệt đới và savan (Hanski và Cambefort 1991). Phần lớn các loài bọ hung ăn phân sử dụngphân động vật có vú làm thức ăn, một số ít sử dụng phân của các loài động vật có xương sống khác, cũng như trái cây thối rữa, nấm và xác thối rữa, đồng thời bọ hung sử dụng các chất xơ trong phânđể làm nguyên liệu tổ cho ấu trùng (Halffter và Edmonds 1982, Halffter và Matthews 1966). Thông qua quá trình vận chuyển, di dời phân động vật, bọ hung đã góp phần thúc đẩy chu trình tuần hoàn vật chất, cải thiện dinh dưỡng đất, vận chuyển và bảo vệ hạt giống, kiểm soát sinh vật gây hại trong phân động vật và bảo vệ môi trường. Đồng thời, do có mối liên hệ chặt chẽ với nguồn phân động vật, bọ hung ăn phân có thể phản ánh thành phần và cấu trúc của động vật.
Ngoài ra, bọ hung ăn phân rất nhạy cảm với những thay đổi trong cấu trúc vật lý của thực vật và được sử dụng làm sinh vật chỉ thị cho sử thay đổi của sinh cảnh. Thành phần, phân bố và tính đa dạng của bọ hungăn phân a. Thành phần, phân bố và tính đa dạng của bọ hung ăn phân tại một số vùng sinh thái Bọ hung ăn phân trong nghiên cứu này là những loài bọ hung ăn phân “thực sự” (true dung beetles) thuộc ba họ: Scarabaeidae, Aphodiidae và 4 Geotrupidae (Halffter và Matthews 1966) trong liên họ Scarabaeoidea. Chúng chủ yếu sử dụng phân của các loài động vật làm nguồn thức ăn và nguyên liệu xây tổ.
Hiện nay, có khoảng 7.000 loài bọ hung ăn phân đã được mô tả toàn cầu. Đặc điểm thành phần loài, phân bố và đa dạng quần xã bọ hung đã được biết đến ở nhiều hệ sinh thái trên thế giới. Một số nghiên cứu điển hình: Silva và cs. (2020) đã điều tra và xác định được 57 loài bọ hung ăn phân thuộc 22 giống từ 5.400 cá thể thu bắt được tại sinh cảnh savan và rừng tự nhiên tại Vườn Quốc gia Serra Azul State, Bang Mato Grosso, Braxin.
Bertone và cs. (2005) điều tra khu hệ bọ hung trên các đồng cỏ chăn thả gia súc ở Bắc Carolina (Mỹ) từ tháng 4 năm 2002 đến tháng 9 năm 2003 sử dụng bẫy hố có mồi nhử. Tổng cộng 30 loài bọ hung thuộc tám giống từ 89.993 các thể được thu bắt. Trong đó, giống Aphodius có số lượng loài cũng như số lượng cá thể lớn nhất.
Peck và Forsyth (1982) báo cáo về thành phần khu hệ bọ hung ăn phân thuộc phân họ Scarabaeinae gồm 31 loài thuộc 11 giống được thu thập bằng bẫy hố có mồi nhử là phân lợn trong thời gian từ tháng 5 năm 1975 đến tháng 7 năm 1976 tại Trạm nghiên cứu thực địa Centro Cientifico de Rio Palenque, Pinchincha Province, Ecuador. Şenyüz và cs. Nghiên cứu đã xác định được 92 loài bọ hung từ 41.131 cá thể thu bắt được trong thời gian từ tháng 6 năm 2010 đến tháng 5 năm 2011 bằng cách sử dụng bẫy hố có mồi nhử. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự suy giảm về thành phần loài, số lượng cá thể và tính đa dạng theo các mức tăng độ cao ở khu vực nghiên cứu.
Jain và Mittal (2012) đã ghi nhận 32 loài (4.673 cá thể) từ rừng Sonti và 24 loài (1.248 cá thể) từ rừng Seonsar (Haryana - Ấn Độ) trong hai năm 2008 và 2009. Mặc dù, số lượng loài trong rừng Sonti ít hơn nhưng sự đa 5 dạng về thành phần loài cao hơn ở rừng Seonsar. Loài bọ hung Sisyphus neglectus Gory (3.106 cá thể) là loài ưu thế nhất trong cả khu rừng, đặc biệt trong rừng Sonti (Jain và Mittal 2012). Tại vùng nhiệt đới, quần xã bọ hung ăn phân được cho là có tính đa dạng cao, nhưng cho đến nay thành phần loài và phân bố của quần xã bọ hung còn ít được nghiên cứu.
Kabakov và Napolov (1999 đã thống kê được 256 loài và phân loài bọ hung ăn phân tại Việt Nam và các vùng lân cận như: Trung Quốc, Lào, Campuchia và Thái Lan. Gần đây, Ochi và cs. (2004, 2008, 2009, 2018 và 2019a, b), Bui và cs. (2018), Bui và Bonkowski (2018), Bùi và cs.
(2019) đã phát hiện và mô tả nhiều loài bọ hung ăn phân mới cho khoa học tại khu vực này. Nhìn chung, các nghiên cứu về quần xã bọ hung tại các vùng sinh thái trên thế giới (bao gồm Việt Nam) chỉ ra sự khác biệt rất lớn về thành phần loài và tính đa dạng của khu hệ bọ hung. Điều này đòi hỏi cần có các nghiên cứu bổ sung tại các khu vực đặc biệt, các vùng bị cách ly địa lý để góp phần bổ sung dữ liệu đa dạng quần xã bọ hung cho khu vực cũng như thế giới. Thành phần, phân bố và tính đa dạng của hung ăn phân tại rừng trồng và rừng thứ sinh Thành phần, phân bố và tính đa dạng bọ hung trong các khu vực rừng trồng và rừng thứ sinh đã được mô tả trong nhiều nghiên cứu, nhưng kết quả rất khác nhau, ví dụ: Harada và cs.