Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu đa dạng sinh học ba bộ côn trùng nướcphù du ephemeroptera cánh úp plecoptera và cánh lông trichoptera ở vườn quốc gia hoàng liên tỉnh lào cai

Luận án tiến sĩ nghiên cứu đa dạng sinh học ba bộ côn trùng nước tại vườn quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. Khám phá sự phong phú và đặc điểm sinh thái.

• Tác giả: Nguyễn Văn Hiếu
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Vịnh
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Côn trùng học
• Đề tài: Nghiên cứu đa dạng sinh học ba bộ côn trùng nước: Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) và Cánh lông (Trichoptera) ở Vườn quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ PHÙ DU, CÁNH ÚP VÀ CÁNH LÔNG TRÊN THẾ GIỚI
• 1.1. Tình hình nghiên cứu về Phù du (Ephemeroptera) trên thế giới
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước

Nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, Lào Cai là một lĩnh vực quan trọng trong sinh thái học. Côn trùng nước, đặc biệt là ba bộ Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) và Cánh lông (Trichoptera), đóng vai trò thiết yếu trong hệ sinh thái thủy vực. Chúng không chỉ là chỉ thị sinh học cho chất lượng nước mà còn là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn. Việc nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về sự đa dạng và phân bố của các loài côn trùng nước, từ đó có những biện pháp bảo tồn hiệu quả.

1.1. Đặc điểm sinh thái của côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên

Côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên có sự đa dạng về loài và phân bố. Các loài này thường sống trong môi trường nước sạch, có dòng chảy ổn định. Đặc điểm sinh thái của chúng phản ánh sự thích nghi với điều kiện sống khác nhau, từ đó tạo nên sự phong phú trong hệ sinh thái.

1.2. Vai trò của côn trùng nước trong hệ sinh thái

Côn trùng nước không chỉ là nguồn thức ăn cho nhiều loài động vật khác mà còn tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ, góp phần duy trì cân bằng sinh thái. Chúng cũng là chỉ thị cho chất lượng môi trường nước, giúp đánh giá tình trạng ô nhiễm và sức khỏe của hệ sinh thái.

II. Thách thức trong nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về côn trùng nước, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc thu thập và phân tích dữ liệu. Các yếu tố như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và hoạt động của con người đang ảnh hưởng đến sự đa dạng và phân bố của các loài côn trùng nước. Việc thiếu thông tin chi tiết về các loài và môi trường sống của chúng cũng là một trở ngại lớn.

2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến côn trùng nước

Biến đổi khí hậu đang làm thay đổi nhiệt độ và lượng mưa, ảnh hưởng đến môi trường sống của côn trùng nước. Nhiều loài có thể bị đe dọa do sự thay đổi này, dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học.

2.2. Ô nhiễm môi trường và tác động đến côn trùng nước

Ô nhiễm từ hoạt động nông nghiệp và công nghiệp đang làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sự sống của côn trùng nước. Các chất độc hại có thể làm giảm số lượng và đa dạng loài, gây ra sự mất cân bằng trong hệ sinh thái.

III. Phương pháp nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước

Để nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên, các phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu được áp dụng. Việc sử dụng các phương pháp hiện đại giúp thu thập dữ liệu chính xác và đáng tin cậy. Các mẫu được thu thập từ nhiều địa điểm khác nhau, đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu.

3.1. Phương pháp thu mẫu côn trùng nước

Mẫu côn trùng nước được thu thập bằng cách sử dụng lưới bắt côn trùng và các thiết bị thu mẫu khác. Các mẫu này sau đó được phân loại và xác định loài trong phòng thí nghiệm.

3.2. Phân tích dữ liệu và đánh giá đa dạng sinh học

Dữ liệu thu thập được phân tích bằng các chỉ số đa dạng sinh học như chỉ số Shannon-Weiner. Phân tích này giúp đánh giá mức độ đa dạng và phân bố của các loài côn trùng nước trong khu vực nghiên cứu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng phong phú của các loài côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên. Các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông được ghi nhận với số lượng lớn, cho thấy sức sống mạnh mẽ của hệ sinh thái nơi đây. Những kết quả này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên nhiên.

4.1. Đa dạng loài côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên

Nghiên cứu đã ghi nhận được 131 loài côn trùng nước thuộc ba bộ Phù du, Cánh úp và Cánh lông. Đây là một con số ấn tượng, cho thấy sự phong phú của hệ sinh thái tại VQG Hoàng Liên.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong bảo tồn

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các chương trình bảo tồn côn trùng nước, từ đó bảo vệ sự đa dạng sinh học và cải thiện chất lượng môi trường sống cho các loài này.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nước tại VQG Hoàng Liên đã cung cấp những thông tin quý giá về sự phong phú và phân bố của các loài. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến sự đa dạng này. Tương lai của nghiên cứu côn trùng nước tại Việt Nam cần được chú trọng hơn nữa để bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu côn trùng nước

Nghiên cứu côn trùng nước không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hệ sinh thái mà còn góp phần vào việc bảo tồn đa dạng sinh học. Các loài côn trùng nước là chỉ thị quan trọng cho chất lượng môi trường.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần có các nghiên cứu tiếp theo để theo dõi sự biến động của các loài côn trùng nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường. Điều này sẽ giúp đưa ra các biện pháp bảo tồn hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Côn trùng nƣớc là một bộ phận không thể tách rời thế giới các loài côn trùng. Nhóm côn trùng này có đặc trƣng là vòng đời của chúng có một hay nhiều giai đoạn phát triển hoặc cả cuộc đời sống trong môi trƣờng nƣớc. Côn trùng nƣớc giữ vai trò quan trọng trong hệ sinh thái các thủy vực cả nƣớc đứng cũng nhƣ nƣớc chảy.

Mỗi một môi trƣờng thủy vực, nhóm sinh vật này đều có những đặc tính thích nghi phù hợp. So với nhiều nhóm sinh vật khác, côn trùng nƣớc có nhiều đặc tính nổi trội nhƣ: số lƣợng loài, số lƣợng cá thể lớn, khá nhạy cảm với sự thay đổi của môi trƣờng, thậm chí một số loài đặc trƣng cho các kiểu sinh cảnh khác nhau.đặc biệt chúng là những mắt xích không thể thiếu trong chuỗi và lƣới thức ăn. Các loài côn trùng nƣớc là những sinh vật tiêu thụ bậc 1, bậc 2 đồng thời lại là nguồn thức ăn của nhiều loài động vật khác. Nhiều loài côn trùng nƣớc có quan hệ mật thiết đối với con ngƣời.

Một số loài côn trùng nƣớc gây hại là tác nhân truyền bệnh, tác nhân gây bệnh, tác nhân phá hoại sản phẩm công nghiệp, nông nghiệp… Chính vì những lý do trên, việc nghiên cứu và ứng dụng khoa học về côn trùng ở nƣớc đã đƣợc tiến hành từ rất sớm. Hiện nay, trên thế giới đã xác định đƣợc 9 bộ côn trùng nƣớc. Trong đó ba bộ gồm: Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) và Cánh lông (Trichoptera) có số lƣợng loài khá lớn. Chúng có mặt ở hầu hết các thủy vực nƣớc ngọt, đặc biệt là các thủy vực dạng suối.

Chúng có vai trò rất quan trọng trong hệ sinh thái. Gần đây, các nhà khoa học đã sử dụng ba bộ côn trùng nƣớc này làm sinh vật chỉ thị để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc. VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai nằm trong khu vực Tây Bắc Việt Nam có hệ thống suối rất phong phú. Các hệ thống suối này là điều kiện thuận lợi cho sự tồn tại và phát triển của các loài côn trùng nƣớc nói chung cũng nhƣ các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông nói riêng.

Tuy vậy, các nghiên cứu về ba bộ này tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai còn ít và tản mạn, các nghiên cứu này chỉ tập trung chủ yếu ở các suối chính của VQG mà chƣa thực hiện nghiên cứu một cách 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] toàn diện ở hệ thống suối. Mặt khác, các nghiên cứu mới chỉ tập trung công bố về các loài mới hoặc thành phần loài ở phạm vi hẹp. Xuất phát từ những lý do trên, nghiên cứu sinh thực hiện đề tài luận án “Nghiên cứu đa dạng sinh học ba bộ côn trùng nƣớc: Phù du (Ephemeroptera), Cánh úp (Plecoptera) và Cánh lông (Trichoptera) ở Vƣờn quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai”. Mục đích và nội dung nghiên cứu 2.

Mục đích nghiên cứu Có đƣợc cơ sở dữ liệu đa dạng về loài và phân bố của các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông theo tính chất của dòng chảy, theo đai độ cao, theo mùa và theo cấp độ suối tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đa dạng về loài của ba bộ côn trùng nƣớc: Phù du, Cánh úp và Cánh lông tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. - Nghiên cứu phân bố của các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông theo tính chất của dòng chảy, theo đai độ cao, theo mùa và theo cấp độ suối. - Xác định nguyên nhân ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông, từ đó đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ sự đa dạng của nhóm côn trùng nƣớc này ở khu vực nghiên cứu.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tƣợng đƣợc sử dụng trong nghiên cứu là các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông ở giai đoạn ấu trùng và thiếu trùng thu đƣợc tại các điểm nghiên cứu khác nhau từ năm 2011 đến năm 2013 thuộc địa phận VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. Phạm vi nghiên cứu Đề tài luận án tập trung nghiên cứu đa dạng về loài của Phù du, Cánh úp và Cánh lông dựa trên đặc điểm hình thái của cá thể ở giai đoạn trƣớc trƣởng thành tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 4. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp một cách có hệ thống các dẫn liệu khoa học về thành phần loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông ở VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. - Cung cấp các dẫn liệu khoa học về đặc điểm phân bố của các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông theo tính chất của dòng chảy, theo đai độ cao, theo mùa và theo cấp độ suối tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. - Các kết quả thu đƣợc từ đề tài là cơ sở cho việc nghiên cứu chuyên sâu và phục vụ công tác giảng dạy ở bậc Đại học và Sau Đại học về các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông.

Ý nghĩa thực tiễn Dựa trên các kết quả thu đƣợc, đề tài cung cấp các dẫn liệu về Phù du, Cánh úp và Cánh lông tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai và các yếu tố ảnh hƣởng đến môi trƣờng sống của chúng, từ đó đề xuất các biện pháp nhằm bảo vệ sự đa dạng của nhóm sinh vật này ở khu vực nghiên cứu. Những đóng góp mới của luận án - Lần đầu tiên hệ thống danh sách cập nhật nhất gồm 131 loài, 92 giống, 34 họ thuộc 3 bộ: Phù du, Cánh úp và Cánh lông tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai. - Ghi nhận mới cho khu hệ động vật Việt Nam 20 loài và 1 họ thuộc bộ Phù du. Lần đầu tiên ghi nhận đƣợc 24 loài thuộc bộ Phù du và 1 loài thuộc bộ Cánh lông tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai.

- Cung cấp các dẫn liệu mới về phân bố của các loài Phù du, Cánh úp và Cánh lông theo tính chất dòng chảy, theo đai độ cao, theo mùa và theo cấp độ suối. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. Tình hình nghiên cứu về Phù du, Cánh úp và Cánh lông trên thế giới 1. Tình hình nghiên cứu về Phù du (Ephemeroptera) trên thế giới Bộ Phù du là bộ côn trùng có cánh cổ sinh tƣơng đối nguyên thủy, thậm chí còn đƣợc xem nhƣ một trong những tổ tiên của côn trùng.

Dựa vào những bằng chứng hóa thạch, chúng có thể đã phát sinh vào giai đoạn cuối của kỷ Cacbon và đầu kỷ Pecmơ trong đại Cổ sinh, cách đây khoảng 290 triệu năm (Edmund, 1982) [57]. Các loài thuộc bộ Phù du là mắt xích quan trọng trong hệ sinh thái và có mặt ở hầu hết các dạng thủy vực nƣớc ngọt nhƣ: ao, hồ, sông và đặc biệt là ở các dòng suối thuộc vùng núi cao. Các loài Phù du đƣợc mô tả từ rất sớm. Tiếp đến, vào thế kỷ XIX, Eaton (1871, 1881, 1883-1888, 1892) đã công bố hàng loạt các công trình nghiên cứu về Phù du nhƣ: mô tả các đặc điểm về mặt hình thái của cả giai đoạn ấu trùng và trƣởng thành, xây dựng khóa định loại đến các taxon bậc họ và giống của bộ Phù du [52 - 55].

Nghiên cứu về Phù du thực sự phát triển mạnh mẽ vào thế kỷ XX, điển hình là các công trình nghiên cứu của Ulmer (1920, 1924, 1932-1933, 1939) [140 - 143], Navás (1920, 1930) [95, 96], Lestage (1921, 1924, 1930) [77 - 79], Needham et al. 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 and Edmunds (1979), đã bổ sung những dẫn liệu mới và chỉnh lý khóa phân loại cho phù hợp với thực tế nghiên cứu đòi hỏi. Trong khóa định loại của McCafferty and Edmunds (1979) ngoài việc mô tả đặc điểm hình thái thì mối quan hệ họ hàng giữa các loài trong quá trình tiến hóa cũng đƣợc các tác giả đề cập [85].

Sau này, hệ thống phân loại Phù du ngày càng đƣợc hoàn chỉnh bởi các nghiên cứu tiếp theo của McCafferty (1983, 1991) [86, 87]. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Odgen and Michael (2005) đã tổng hợp những nghiên cứu về phân loại học của McCafferty và Edmunds đồng thời đƣa ra giả thuyết mới về nguồn gốc phát sinh của Phù du dựa trên những nghiên cứu về sinh học phân tử [121]. Jacobus and McCafferty (2008) đã sửa đổi lại tên một số giống của họ Ephemerellidae và mô tả hình dạng trứng của một số loài thuộc họ này. Đây là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu họ Ephemerellidae trên thế giới [69].

Theo Hubbard et al. (2008), trên toàn thế giới đã xác định đƣợc khoảng 3046 loài thuộc 405 giống và 42 họ của bộ Phù du. Trong đó ở châu Âu có khoảng 350 loài và Bắc Mỹ là 670 loài. Thành phần loài hay nói cách khác sự đa dạng về loài của Phù du ở các họ thể hiện rất khác nhau, có những họ chỉ có một loài nhƣ: Coryphoridae, Machadorythidae, Melanemerellidae, Pseudironidae, Rallidentidae, Siphlaenigmatidae, Siphluriscidae và Teloganellidae hoặc một vài loài nhƣ: Acanthametropodidae, Ametropodidae, Arthropleidae, Chromarcyidae, Ephemerythidae.

hay có những họ có tới hàng trăm loài nhƣ Baetidae, Heptageniidae, Leptophlebiidae. Tuy nhiên những con số này chƣa phản ánh hết mức độ đa dạng của Phù du vì còn nhiều khu vực trên thế giới vẫn chƣa đƣợc khám phá hết, nhất là các khu vực nhiệt đới [65]. Trong các châu lục trên thế giới, nghiên cứu về Phù du ở châu Á đƣợc các nhà khoa học rất quan tâm. Những nghiên cứu đầu tiên về Phù du ở đây đƣợc thực hiện bởi các nhà côn trùng học đến từ châu Âu nhƣ: Navás (1922, 1930) [95, 96], Lestage (1921, 1924) [77, 78].

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 [51]. Các nghiên cứu về Phù du ở châu Á tập trung chủ yếu ở Trung Quốc với các nghiên cứu của Hsu (1938) [64], Morse et al. (1994) [91], Tong and Dudgeon (2000a, 2003a, 2003b, 2003c) [131, 135-137], Quan et al. (2002) [123], Zhou et al.

(2000, 2004a, 2004b) [148-150], Zhou (2013) [151]; Hàn Quốc với các nghiên cứu của Bae (1997, 2001) [29, 30], Bae and Hwang (2010) [31]; Hồng Kông với các nghiên cứu của Tong and Dudgeon (2000b, 2000c, 2002) [132-134]; Đài 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Loan với nghiên cứu của Tomás and Jeng (2003) [129] và một số quốc gia trong khu vực Đông Nam Á với nghiên cứu của Hwang and Bae (2008) [66].