Đặc điểm sinh học một số loài lưỡng cư tại hệ sinh thái đồng ruộng Yên Thành

Tìm hiểu đặc điểm sinh học và vai trò thiên địch của các loài lưỡng cư tại đồng ruộng Yên Thành, Nghệ An trong việc kiểm soát sâu hại cây lúa.

• Tác giả: Chu Văn Sơn
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Xuân Quang
• Trường học: Trường Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Động vật
• Đề tài: Đặc điểm sinh học một số loài Lưỡng cư trên hệ sinh thái đồng ruộng Yên Thành - Nghệ An
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Vinh

Tóm tắt

I. Đặc điểm sinh học của lưỡng cư đồng ruộng Yên Thành

Các loài lưỡng cư phổ biến trên đồng ruộng Yên Thành bao gồm ngóe, cóc nhà, chẫu chuộc và cóc nước sần. Những sinh vật này sở hữu những đặc điểm hình thái đặc biệt giúp chúng thích nghi với môi trường nước và đất. Ngóe có cơ thể dài, da ẩm và khả năng thở qua da; cóc nhà có hình dáng gập gọn với da khô; chẫu chuộc sở hữu bàn tay có màng bơi; cóc nước sần có kích thước lớn và da sần sùi. Các loài này có mật độ phân bố khác nhau tùy theo vi sinh cảnh, từ ruộng lúa nước đến vùng đất ít ẩm. Nghiên cứu cho thấy chúng có thể sống độc lập hoặc thành đàn tập thể, tạo thành một quần thể sinh học quan trọng trong hệ sinh thái nông nghiệp Yên Thành.

1.1. Đặc điểm hình thái các loài lưỡng cư chủ yếu

Ngóe có cơ thể thon dài, da ẩm và dễ tổn thương. Cóc nhà sở hữu hình dáng gập gọn, da khô với những hạt xương. Chẫu chuộc có bàn tay với màng bơi phát triển, thích hợp cho môi trường nước. Cóc nước sần là loài lớn nhất với da sần sùi đặc trưng. Những đặc điểm này là kết quả của quá trình tiến hóa, giúp chúng thích nghi tối ưu với điều kiện sinh sống tại Yên Thành.

1.2. Môi trường sống và sự phân bố không gian

Lưỡng cư đồng ruộng Yên Thành phân bố ở các vi sinh cảnh khác nhau: vùng ruộng lúa nước, mương nước, bìa rừng và đất ẩm. Ngóe ưa thích các vùng nước tập trung, trong khi cóc nhà thường ở các khu vực đất khô hơn. Mật độ quần thể thay đổi theo mùa vụ, cao nhất vào vụ hè thu khi điều kiện ẩm ướt thuận lợi cho hoạt động sinh sản và cho ăn.

II. Vai trò sinh học và vị trí trong chuỗi thức ăn

Lưỡng cư đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái đồng ruộng Yên Thành như những thiên địch tự nhiên của các loài sâu hại. Thành phần thức ăn của chúng chủ yếu là côn trùng nhỏ, mầm tơ, bọ xít và các loài sâu hại khác gây thiệt hại cho cây lúa. Các loài lưỡng cư này ăn từ 10-50 con sâu mỗi ngày tùy loài và kích thước. Chúng cũng là thức ăn cho nhiều loài chim, rắn và động vật ăn thịt khác, tạo thành một chuỗi thức ăn liên tục. Nghiên cứu tại Yên Thành chứng minh mối quan hệ chặt chẽ giữa mật độ lưỡng cư và sâu hại lúa, đặc biệt là nhện đục lá, rệp nâu và sâu cuốn lá.

2.1. Thành phần thức ăn và hành vi ăn uống

Nghiên cứu tại đồng ruộng Yên Thành cho thấy ngóe chủ yếu ăn côn trùng nhỏ, mầm tơ và giun đất; cóc nhà tiêu diệt bọ, muỗi và sâu bé; chẫu chuộc và cóc nước sần ăn các loại côn trùng lớn hơn. Hành vi ăn uống có tính chọn lựa nhưng linh hoạt theo sự sẵn có của thức ăn trong môi trường sống.

2.2. Mối quan hệ với sâu hại cây trồng

Hệ số tương quan cho thấy mối liên hệ nghịch đảo mạnh mẽ giữa mật độ lưỡng cư và mật độ sâu hại trên ruộng lúa. Vào vụ hè thu 2008, khi lưỡng cư tăng đột biến, sâu hại giảm đáng kể. Điều này chứng tỏ vai trò kiểm soát sinh học tự nhiên của lưỡng cư trong bảo vệ cây trồng.

III. Ảnh hưởng của yếu tố sinh thái đến quần thể lưỡng cư

Quần thể lưỡng cư tại Yên Thành chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ các yếu tố sinh thái như độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng và loại thảm thực vật. Dữ liệu từ năm 2008-2009 cho thấy mật độ lưỡng cư cao nhất vào mùa mưa (vụ hè thu) khi độ ẩm đạt cao nhất (85-90%). Nhiệt độ trung bình 25-28°C là điều kiện tối ưu cho hoạt động và sinh sản. Các loài lưỡng cư phân bố không đều trên các vi sinh cảnh khác nhau, tập trung nhiều ở các khu vực có thảm thực vật che phủ tốt. Mưa và thay đổi mực nước cũng tác động lớn đến chu kỳ sinh sản và tập tính ăn bữa của chúng.

3.1. Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu

Độ ẩm là yếu tố hạn chế chính để lưỡng cư duy trì hoạt động sinh lý bình thường. Vào vụ hè thu 2008, độ ẩm duy trì từ 80-95%, tạo điều kiện lý tưởng cho hoạt động ăn bữa và sinh sản. Nhiệt độ trung bình 25-28°C ở Yên Thành nằm trong khoảng tối ưu cho hầu hết các loài. Lượng mưa năm 1500-1800mm hỗ trợ duy trì môi trường nước cần thiết.

3.2. Mối quan hệ với thảm thực vật và vi sinh cảnh

Lưỡng cư ưa thích các khu vực có thảm thực vật che phủ dày đặc như vùng bìa ruộng, rau sạch và bãi cỏ. Mật độ cao nhất ghi nhận tại các vi sinh cảnh rừng mưa tạm thời và ruộng lúa có cây trồng kèm theo. Sự hiện diện của thảm thảo bộ và cây bụi cung cấp nơi trú ẩn và nguồn thức ăn dồi dào.

IV. Ý nghĩa bảo tồn và quản lý lưỡng cư tại Yên Thành

Bảo tồn lưỡng cư tại Yên Thành có ý nghĩa quan trọng đối với nông nghiệp bền vững và cân bằng sinh thái. Các loài này là chỉ số sinh học hữu dụng phản ánh sức khỏe của hệ sinh thái đồng ruộng. Tuy nhiên, những hoạt động nông nghiệp hiện đại như sử dụng thuốc trừ sâu quá mức, thoát nước ruộng, và san bằng bãi đất ẩm đang đe dọa quần thể lưỡng cư. Để bảo vệ, cần giảm thiểu sử dụng hoá chất, duy trì vùng đất ẩm, tạo điều kiện cho sinh sản tự nhiên, và khuyến khích nông nghiệp sinh thái sử dụng thiên địch tự nhiên để kiểm soát sâu hại. Nghiên cứu tiếp tục là cần thiết để hiểu rõ hơn vai trò và nhu cầu bảo tồn của các loài lưỡng cư.

4.1. Giá trị của lưỡng cư trong canh tác bền vững

Lưỡng cư là thiên địch tự nhiên hiệu quả giúp giảm chi phí sử dụng thuốc trừ sâu hoá học. Bảo tồn quần thể lưỡng cư tự nhiên là cách tiếp cận nông nghiệp sinh thái chi phí thấp và bền vững. Khi bảo vệ được quần thể lưỡng cư, năng suất lúa tăng 10-15% mà không cần tăng chi phí sản xuất.

4.2. Các biện pháp bảo tồn và phát triển quần thể

Cần thiết lập khu vực bảo vệ cho lưỡng cư bằng cách duy trì vùng đất ẩm, mương nước không sử dụng hóa chất. Giảm sử dụng thuốc trừ sâu để bảo vệ nguồn thức ăn của lưỡng cư. Khuyến khích trồng cỏ bìa ruộng và cây bụi tạo nơi trú ẩn. Tuyên truyền nâng cao nhận thức của nông dân về lợi ích bảo tồn lưỡng cư trong sản xuất lúa bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU - Tính cấp thiết của đề tài: Ở nước ta, trong những năm qua công tác nghiên cứu Lưỡng cư đã được tiến hành tuy nhiên những tư liệu đặc điểm sinh học, sinh thái các loài Lưỡng cư trên hệ sinh thái nông nghiệp còn chưa nhiều. Trong hệ sinh thái nông nghiệp, lưỡng cư là một mắt xích quan trọng trong cân bằng sinh học, duy trì và phát triển bền vững đa dạng sinh học. Đặc biệt, lưỡng cư có vai trò quan trọng góp phần phòng trừ tổng hợp sâu hại nói chung và sâu hại lúa nói riêng. Quan điểm phòng trừ sâu hại tổng hợp (IPM) cần dựa trên mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trồng, sâu hại và thiên địch.

Các loài thiên địch thường hạn chế được số lượng các loài sâu hại chính, trong đó lưỡng cư là một thành phần thiên địch quan trọng. Bởi vậy, cần tiến hành nghiên cứu quan hệ giữa sâu hại và lưỡng cư thiên địch là cơ sở để bảo vệ và lợi dụng quần thể các loài thiên địch, để hạn chế số lượng sâu hại, đảm bảo sự cân bằng tự nhiên, giảm bớt việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đồng thời bảo vệ bền vững môi trường sinh thái. Lưỡng cư là nhóm động vật hữu ích cho con người, cùng với các loài côn trùng thiên địch khác, chúng góp phần khống chế sự phát triển của sâu hại trong sản xuất nông nghiệp. Theo Trần Kiên, Nguyễn Văn Sáng, Nguyễn Quốc Thắng (1977) thì "Lưỡng cư là đội quân hùng hậu, phong phú về số lượng tích cực tiêu diệt côn trùng phá hại mùa màng" Sự phát triển của nền nông nghiệp cùng với các biện pháp canh tác, đặc biệt việc lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật đã gây ô nhiễm môi trường, làm suy giảm đa dạng của hệ sinh thái nông nghiệp, làm giảm số lượng cá thể cũng như làm giảm số lượng loài thiên địch.

Vì vậy, nghiên cứu tính đa dạng sinh học, cũng như đặc điểm sinh học, sinh thái học các quần thể lưỡng cư là công việc cấp thiết để xây dựng cơ sở khoa học cho công tác duy trì, bảo vệ các đối tượng trên; đặc biệt trong hệ sinh thái nông nghiệp, nơi đa dạng sinh học ngày càng suy thoái rõ rệt.Chính vì những lí do cấp thiết đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: " Đặc điểm sinh học một số loài Lưỡng cư trên hệ sinh thái đồng ruộng Yên Thành - Nghệ An" 11 - Đề tài có mục đích: + Tìm hiểu về: Đặc điểm hình thái, đặc điểm dinh dưỡng, đặc điểm phân bố của một số loài Lưỡng cư trên hệ sinh thái nông nghiệp ở Yên Thành, Nghệ An và mối quan hệ giữa chúng với các loài sâu hại. + Xây dựng cơ sở khoa học cho các biện pháp khôi phục, bảo vệ và phát triển bền vững nhóm động vật này. + Bổ sung thêm tài liệu cho bộ môn Lưỡng cư học ở nước ta. - Nghiên cứu đặc điểm sinh học 4 loài lưỡng cư phổ biến trên đồng ruộng được giới hạn các nội dung sau: + Đặc điểm hình thái.

+ Đặc điểm về phân bố theo sinh cảnh. + Đặc điểm về dinh dưỡng. + Mối quan hệ giữa các loài lưỡng cư và sâu hại ở các giai đoạn phát triển của cây lúa. Cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn của đề tài 1.

Cơ sở khoa học - Quan điểm phòng trừ tổng hợp dịch hại (IPM) Trong những năm qua, sự phát triển của nền nông nghiệp nước ta đã đưa nước nhà không những thoát khỏi tình trạng thiếu lương thực mà còn trở thành một trong những nước xuất khẩu gạo lớn trên thế giới. Tuy vậy, kèm theo đó là việc sử dụng thuốc hoá học trong bảo vệ thực vật quá mức cho phép đã gây ô nhiễm môi trường và làm giảm số lượng các loài thiên địch có ích cho con người. Theo quan điểm quản lí tổng hợp dịch hại cây trồng cho rằng “ Phục hồi và sử dụng thiên địch tự nhiên nhằm giảm thiểu những ảnh hưởng của các loài sâu hại, hạn chế việc sử dụng thuốc hoá học trong bảo vệ thực vật là biện pháp tốt để phòng trừ sâu hại, đảm bảo sự phát triển bền vững và mối quan hệ này được thiết lập dựa trên sự đa dạng cân bằng giữa: Sâu hại – Thiên địch – Cây lúa. Lưỡng cư sử dụng sâu hại làm thức ăn và mối quan hệ này chủ yếu là quan hệ vật ăn thịt con mồi, trong mối quan hệ này, mật độ vật ăn thịt phụ thuộc chặt chẽ vào mật độ con mồi.

Trong tự nhiên, số lượng của các loài thiên địch và số lượng các loài sâu hại giao động quanh trạng thái cân bằng. Vì thế trong tự nhiên, số lượng cá thể của bất cứ một loài nào cũng không giảm tới mức biến mất và cũng không tăng đến mức vô tận, khuynh hướng này được hình thành nhờ quá trình điều hoà tự nhiên trong một môi trường không bị phá vỡ. Trong hệ sinh thái nông nghiệp, mối quan hệ vật ăn thịt – con mồi có vai trò lớn góp phần ổn định năng suất và giảm thiểu thiệt hại do sâu bệnh gây ra (Phạm Văn Lầm)[22]. Các nhóm lưỡng cư ở hệ sinh thái trên rất phổ biến, chúng sử dụng các loài động vật nhỏ làm thức ăn trong đó có các nhóm sâu hại.

- Quan hệ vật ăn thịt và con mồi Theo Trần Kiên[10] thức ăn ưa thích của các loài lưỡng cư – bò sát chủ yếu là côn trùng, đặc biệt là các loài côn trùng có kích thước nhỏ. Mặt khác các nhóm 13 lưỡng cư thích ứng với các sinh cảnh khác nhau, hoạt động theo các giờ khác nhau góp phần tích cực khống chế sự phát triển của các nhóm côn trùng. Cơ sở thực tiễn của đề tài Yên Thành là huyện chủ yếu trồng lúa nhưng hiện nay diện tích đất canh tác đang dần bị thu hẹp do việc xây dựng các công trình như: bệnh viện, trường học, nhà máy nước sạch, đường giao thông, hệ thống kênh mương bê tông trên đất sản xuất nông nghiệp đã làm thu hẹp nhiều chổ ở của lưỡng cư. Bên cạnh đó các chất thải từ nhà máy chế biến tinh bột sắn, nhà máy đường và sự tác động của các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ đã làm ảnh hưởng tới môi trường sống, làm suy giảm mật độ lưỡng cư trên đồng ruộng.

Các loài lưỡng cư, bò sát như: rắn cạp nong, rắn hổ mang, ếch đồng, chẫu …vẫn thường gặp trước đây nhưng ngày nay rất hiếm gặp. Ngoài ra người dân ở đây có thói quen bắt lưỡng cư vào mùa sinh sản để làm thức ăn cho cá trê phi, cá chim trắng, gia cầm đã làm ảnh hưởng tới mật độ của lưỡng cư trên đồng ruộng. Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài lưỡng cư là cấp thiết nhằm góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc bảo vệ, duy trì và phát triển bền vững các quần thể, các loài lưỡng cư, bò sát nói chung. Lƣợc sử nghiên cứu lƣỡng cƣ, bò sát ở Việt Nam 1.

Lƣợc sử nghiên cứu lƣỡng cƣ, bò sát Việt Nam Các công trình nghiên cứu về lưỡng cư, bò sát ở Việt Nam được bắt đầu vào những năm cuối thế kỉ XIX. Các công trình nghiên cứu thời kì này do các nhà khoa học nước ngoài thực hiện như Tirant (1885), Boulenger (1903), Smith (1921, 1923, 1924), Mocquard (1906), Parker (1934). Đáng chú ý là công trình của Bourret R và các cộng sự trong khoảng thời gian từ 1934 đến 1944 đã đề cập nhiều tới bò sát, lưỡng cư ở Đông Dương, trong đó có Việt Nam. Có tới 177 loài và loài phụ thằn lằn, 254 loài và loài phụ rắn, 44 loài và phụ loài rùa trên toàn Đông Dương, trong đó có nhiều loài ở miền Bắc Việt Nam (dẫn theo Hoàng Xuân Quang, 1993)[20].

Sau đó, mãi tới năm 1954 nhiều công trình nghiên cứu về lưỡng cư, bò sát do các nhà khoa học Việt Nam thực hiện đã được công bố. 14 Năm 1956, đợt điều tra của Đào Văn Tiến tại khu vực Vĩnh Linh (Quảng Trị) đã thống kê được 7 loài rắn, 4 loài thằn lằn, 2 loài rùa (Đào Văn Tiến 1957, 1960)[31]. Năm 1977, Đào Văn Tiến xây dựng đặc điểm phân loại và khoá định loại Lưỡng cư ở Việt Nam [31]. Năm 1978, Hoàng Đức Đạt, Trần Văn Minh đã công bố kết quả điều tra lưỡng cư ở Thừa Thiên Huế.

Năm 1981, trong công trình nghiên cứu " Kết quả điều tra cơ bản động vật miên Bắc Việt Nam" Trần Kiên, Nguyễn Văn Sáng, Hồ Thu Cúc đã thống kê ở Miền Bắc có 159 loài Bò sát thuộc 72 giống, 19 họ, 2 bộ, 69 loài Lưỡng cư thuộc 16 giống, 9 họ, 3 bộ (dẫn theo Hoàng Xuân Quang, 1993)[20]. Năm 1985, Nguyễn Văn Sáng, Hồ Thu Cúc, Trần Kiên công bố danh sách Lưỡng cư, Bò sát Việt Nam gồm 260 loài trong đó đã đưa vào danh sách 6 loài mới [16]. Năm 1993, Hoàng Xuân Quang đã thống kê danh sách lưỡng cư, bò sát các tỉnh thuộc Bắc Trung Bộ, gồm 128 loài, kèm theo phân tích về sự phân bố địa hình, sinh cảnh đặc điểm sinh học của các nhóm và quan hệ thành phần loài với các khu phân bố lưỡng cư, bò sát trong nước và các khu vực lân cận [20]. Năm 1995, Ngô Đắc Chứng nghiên cứu thành phần loài bò sát, lưỡng cư ở vườn quốc gia Bạch Mã (Thừa Thiên Huế) đã thống kê 19 loài lưỡng cư, 30 loài bò sát.

Có 3 loài bò sát và 8 loài lưỡng cư quý hiếm cần được bảo vệ. Năm 1999, Hoàng Xuân Quang, Ngô Đắc Chứng khi bàn về khu phân bố Lưỡng cư, Bò sát Nam Đông – Bạch Mã – Hải Vân đã nêu 41 loài bò sát, lưỡng cư thuộc 31 giống, 12 họ [23] 15 Nguyễn Văn Sáng, Hoàng Xuân Quang, 2000 với “ Khu hệ Lưỡng cư vườn quốc gia Bến En ( Thanh Hoá)” [29]. Nghiên cứu thành phần loài Bò sát, Lưỡng cư ở các tỉnh phía tây miền Đông Nam Bộ gồm Bình Dương, Bình Phước và Tây Ninh của (Ngô Đắc Chứng, Hoàng Xuân Quang, Phạm Văn Hoà, (2004)[11] nghiên cứu đa dạng thành phần loài Bò sát, Lưỡng cư khu vực núi Hoàng Liên, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai (Nguyễn Văn Sáng, Nguyễn Quang Trường, Hồ Thu Cúc, 2004)[28]. Cũng trong thời gian này Hoàng Xuân Quang, Hoàng Ngọc Thảo, Hồ Anh Tuấn nghiên cứu đa dạng thành phần loài và đặc điểm phân bố theo sinh cảnh của Lưỡng cư, Bò sát vùng đệm Vườn Quốc gia Pù Mát đã ghi nhận 41 loài, bổ sung 7 loài lưỡng cư và 8 loài bò sát cho danh sách loài ở đây.