Tổng quan nghiên cứu

Họ Bọ hung (Scarabaeidae) là một trong những họ lớn nhất của bộ Cánh cứng (Coleoptera) với khoảng 1.900 giống và 27.000 loài đã được định danh trên thế giới, trong đó khu hệ côn trùng Việt Nam ghi nhận khoảng 700 loài thuộc 7 phân họ. Nghiên cứu thành phần loài côn trùng họ Bọ hung tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên (KBTTN) Copia, tỉnh Sơn La giải quyết yêu cầu cấp thiết về đánh giá đa dạng sinh học trước tác động mạnh mẽ của biến đổi khí hậu và nạn cháy rừng. Năm 2016, thống kê từ Cục Kiểm lâm cho thấy huyện Thuận Châu xuất hiện 130 điểm có nguy cơ cháy rừng, trong đó KBTTN Copia là điểm nóng với 84 điểm bị đe dọa trực tiếp sau các đợt băng giá và khô hạn kéo dài.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là xác định thành phần loài bọ hung tại KBTTN Copia, đồng thời đánh giá và so sánh cấu trúc thành phần loài giữa 3 sinh cảnh rừng có mức độ tác động khác nhau. Phạm vi khảo sát được thực hiện trên diện tích rừng thuộc 3 xã Co Mạ, Long Hẹ và Chiềng Bôm trong giai đoạn 2016 - 2018 ở độ cao trung bình từ 1.100 m đến 1.200 m so với mực nước biển.

Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn khi bổ sung dẫn liệu định lượng về 115 loài bọ hung, phát hiện 10 loài mới cho khu hệ côn trùng Việt Nam và cung cấp dữ liệu cơ sở cho công tác giám sát diễn thế sinh thái sau cháy rừng. Kết quả đóng góp trực tiếp vào chiến lược quản lý tài nguyên sinh vật tại khu vực Tây Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên hệ thống phân loại học của Smith (2006), phân chia họ Scarabaeidae thành các phân họ chuẩn mực bao gồm Aphodiinae, Cetoniinae, Dynastinae, Melolonthinae, Rutelinae và Scarabaeinae. Đồng thời, đề tài áp dụng lý thuyết sinh thái học quần xã và sinh học phát triển côn trùng biến thái hoàn toàn trải qua 4 pha: trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành.

Các khái niệm then chốt được sử dụng để phân tích dữ liệu bao gồm:

  • Chỉ số phong phú loài Margalef ($d$) xác định mức độ đa dạng loài dựa trên tương quan số lượng cá thể ($N$) và số loài ($S$).
  • Chỉ số đa dạng Shannon - Weiner ($H'$) phản ánh tính phong phú và độ đồng đều của các quần xã sinh vật.
  • Chỉ số tương đồng Sorensen ($K$) đo lường mức độ tương đồng về thành phần loài giữa các sinh cảnh rừng khảo sát.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực địa gồm 775 cá thể bọ hung thu thập qua 3 đợt điều tra: đợt 1 (27/4 - 2/5/2016), đợt 2 (2/9 - 5/9/2016) và đợt 3 (13/5 - 16/5/2017). Phương pháp chọn mẫu được thiết lập trên 3 sinh cảnh rừng đại diện với diện tích khảo sát khoảng 10.000 m² mỗi sinh cảnh: rừng chưa bị tác động bởi cháy rừng (SC1, tầng cây cao 25 - 40 m), rừng mới cháy từ 4 - 6 tuần (SC2) và rừng đang phục hồi sau cháy từ 1 - 3 năm (SC3, tầng cây cao 10 - 20 m).

Kỹ thuật thu mẫu kết hợp linh hoạt giữa bẫy đèn (hoạt động từ 19h00 đến 23h00), bẫy tia cực tím UV (treo qua đêm từ 18h30 đến 6h30 sáng hôm sau) và vợt tay bắt ban ngày dọc các tuyến đường rừng. Mẫu vật sau khi thu gom được bảo quản trong cồn 70° hoặc sấy khô tiêu bản.

Tại phòng thí nghiệm thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, các đặc điểm hình thái ngoài và cơ quan sinh dục đực (aedeagus) được bóc tách tỉ mỉ, xử lý trong dung dịch KOH 10% suốt 24 giờ để làm sạch và quan sát dưới kính hiển vi soi nổi Olympus SZ61 và Leica M80 gắn camera IC80HD. Toàn bộ dữ liệu được phân tích thống kê sinh thái bằng phần mềm Microsoft Excel 2007 và PAST 3.0 nhằm đảm bảo độ tin cậy khoa học cao nhất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích 775 mẫu vật thu được trong hai năm 2016 - 2017 đã xác định được 80 loài thuộc 37 giống của 6 phân họ. Khi tổng hợp cùng các công bố trước đó của Nguyễn Thị Thu Hường và Lê Xuân Huệ (2009), tổng số loài bọ hung ghi nhận tại KBTTN Copia đạt 115 loài thuộc 46 giống. Nghiên cứu đã bổ sung 53 loài đã định danh cho danh lục khu hệ côn trùng tại khu bảo tồn.

Cấu trúc phân loại thể hiện sự vượt trội của hai phân họ chính: phân họ Rutelinae chiếm tỷ lệ loài cao nhất với 54 loài (chiếm 46,96%), tiếp theo là phân họ Melolonthinae với 35 loài (chiếm 30,43%) và 18 giống (chiếm 39,13% tổng số giống). Về cấp độ giống, giống Anomala chiếm ưu thế áp đảo với 32 loài (tương đương 27,83% tổng số loài), tiếp đến là Popillia với 7 loài (chiếm 6,09%).

Nghiên cứu phát hiện 10 loài mới ghi nhận lần đầu tiên cho khu hệ côn trùng Việt Nam, gồm: Anomala collotra, Anomala iwasei, Anomala lignea, Anomala parallela, Anomala varicolor, Anomala zornella, Dedalopterus bezdekorum, Ectinohoplia suturalis, Hoplia cyanosignata và Mimela plicatulla.

Về mặt bảo tồn, luận văn xác định 2 loài quý hiếm có tên trong Sách Đỏ Việt Nam (2007) là Cheirotomus battareli (cấp Nguy cấp - EN) và Eupatorus gracilicornis (cấp Sẽ nguy cấp - VU), cùng 2 loài đặc hữu của Việt Nam là Anomala bidoupnensis và Kibakoganea opaca.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố cấu trúc quần xã bọ hung thể hiện sự khác biệt sâu sắc giữa các sinh cảnh nghiên cứu qua bảng chỉ số đa dạng sinh học và biểu đồ cây tương đồng Sorensen. Sinh cảnh rừng tốt (SC1) sở hữu độ phong phú Margalef và chỉ số đa dạng Shannon - Weiner cao nhất nhờ thảm thực vật đa tầng, tán rừng che phủ 25 - 40 m và lớp đất mùn tơi xốp giàu dinh dưỡng. Ngược lại, tại sinh cảnh rừng mới cháy (SC2), số lượng cá thể và loài suy giảm nghiêm trọng do nhiệt độ bề mặt đất tăng cao và nguồn thức ăn từ thảm mục thực vật bị thiêu rụi.

Khi so sánh với các nghiên cứu tại miền Đông Phương như nghiên cứu của Chandra tại Ấn Độ (ghi nhận 124 loài) hay Hanboosong tại Thái Lan (ghi nhận 154 loài), khu hệ bọ hung tại KBTTN Copia có sự tương đồng lớn về các giống bắt mồi và ăn lá như Anomala, Mimela và Holotrichia. Độ cao trên 1.100 m kết hợp với đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa núi cao tạo nên tính chất giao thoa sinh học độc đáo, biến Copia thành nơi lưu trữ nhiều loài đặc hữu và loài phân bố hẹp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả khảo sát thực địa và phân tích cấu trúc quần xã, 4 giải pháp trọng tâm được khuyến nghị thực hiện:

  1. Kiểm soát cháy rừng nghiêm ngặt: Hạt Kiểm lâm huyện Thuận Châu phối hợp cùng Ban Quản lý KBTTN Copia tăng cường tuần tra, giám sát 84 điểm có nguy cơ cháy rừng cao tại 3 xã Co Mạ, Chiềng Bôm và Long Hẹ; đặt mục tiêu giảm 85% diện tích rừng bị cháy lan trong giai đoạn 2019 - 2022.
  2. Bảo vệ nghiêm ngặt loài nguy cấp: Thiết lập chương trình giám sát chuyên biệt cho 2 loài bọ hung có tên trong Sách Đỏ Việt Nam là Cheirotomus battareli và Eupatorus gracilicornis, ngăn chặn triệt để hành vi săn bắt thương mại và buôn bán mẫu vật trái phép.
  3. Mở rộng quan trắc sinh thái định kỳ: Ban Quản lý khu bảo tồn duy trì hệ thống bẫy đèn và bẫy UV tại các ô tiêu chuẩn 10.000 m² trên các sinh cảnh rừng phục hồi (SC3) nhằm theo dõi tốc độ tái đàn của các loài chỉ thị trong thời gian 3 - 5 năm tiếp theo.
  4. Nâng cao sinh kế cộng đồng vùng đệm: Ủy ban nhân dân huyện Thuận Châu cần triển khai các dự án hỗ trợ kỹ thuật nông lâm kết hợp, giải quyết việc làm cho 53% số hộ nghèo địa phương nhằm chấm dứt tình trạng phát đốt nương rẫy trái phép vào mùa khô.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu chuyên sâu giá trị cho các nhóm độc giả sau:

  • Nhà nghiên cứu côn trùng học và phân loại học động vật: Cung cấp mô tả chi tiết, hình ảnh chụp cấu trúc cơ quan sinh dục đực (paramere) và khóa định loại 10 loài mới ghi nhận tại Việt Nam.
  • Ban quản lý các khu bảo tồn và vườn quốc gia: Sử dụng dữ liệu đa dạng sinh học và cấu trúc quần xã bọ hung làm chỉ thị sinh học đánh giá mức độ phục hồi rừng sau cháy.
  • Giảng viên và sinh viên ngành Sinh học, Lâm nghiệp, Quản lý tài nguyên: Làm tài liệu tham khảo giảng dạy phương pháp điều tra thực địa, kỹ thuật thu mẫu bằng bẫy chuyên dụng và phân tích chỉ số sinh thái học.
  • Cán bộ hoạch định chính sách bảo tồn thiên nhiên: Ứng dụng các đề xuất quản lý vùng đệm và bảo tồn loài quý hiếm vào kế hoạch hành động đa dạng sinh học cấp tỉnh Sơn La.

Câu hỏi thường gặp

Họ Bọ hung tại KBTTN Copia có bao nhiêu loài và phân họ được ghi nhận?
Tổng cộng có 115 loài thuộc 46 giống của 6 phân họ đã được xác định tại KBTTN Copia. Trong đó, nghiên cứu giai đoạn 2016 - 2017 trực tiếp thu thập 775 mẫu vật và phân tích định danh được 80 loài thuộc 37 giống.

Những loài nào mới được ghi nhận lần đầu cho khu hệ côn trùng Việt Nam?
Nghiên cứu bổ sung 10 loài mới cho danh lục Việt Nam, bao gồm 6 loài thuộc giống Anomala (A. collotra, A. iwasei, A. lignea, A. parallela, A. varicolor, A. zornella) cùng 4 loài khác là Dedalopterus bezdekorum, Ectinohoplia suturalis, Hoplia cyanosignata và Mimela plicatulla.

Những loài bọ hung nào tại KBTTN Copia cần được ưu tiên bảo tồn?
Hai loài nguy cấp có tên trong Sách Đỏ Việt Nam (2007) cần ưu tiên bảo tồn tuyệt đối là Cheirotomus battareli (cấp EN) và Eupatorus gracilicornis (cấp VU), cùng 2 loài đặc hữu là Anomala bidoupnensis và Kibakoganea opaca.

Cháy rừng ảnh hưởng như thế nào đến cấu trúc thành phần loài bọ hung?
Cháy rừng làm thảm thực vật bị thiêu rụi, khiến sinh cảnh rừng mới cháy (SC2) suy giảm mạnh cả về số lượng giống lẫn số cá thể so với rừng tốt (SC1). Rừng phục hồi sau 1 - 3 năm (SC3) mới bắt đầu xuất hiện lại các loài ăn lá thuộc phân họ Rutelinae và Melolonthinae.

Phương pháp thu thập mẫu bọ hung nào đạt hiệu quả cao nhất?
Bẫy đèn (hoạt động từ 19h00 đến 23h00) và bẫy tia cực tím UV (treo qua đêm từ 18h30 đến 6h30) đạt hiệu quả cao nhất đối với các loài có tập tính hướng quang ban đêm, kết hợp vợt tay dọc đường mòn vào ban ngày để bổ sung các loài ăn hoa, lá.

Kết luận

  • Ghi nhận và lập danh lục tổng số 115 loài bọ hung thuộc 46 giống của 6 phân họ tại KBTTN Copia, bổ sung 53 loài đã định danh cho khu hệ địa phương.
  • Công bố 10 loài ghi nhận mới cho khu hệ côn trùng Việt Nam và tái khẳng định sự hiện diện của 2 loài Sách Đỏ Việt Nam cùng 2 loài đặc hữu.
  • Phân họ Rutelinae (54 loài, chiếm 46,96%) và Melolonthinae (35 loài, chiếm 30,43%) giữ vai trò ưu thế vượt trội trong cấu trúc quần xã.
  • Chứng minh sự suy giảm rõ rệt về chỉ số đa dạng sinh học và mật độ cá thể tại các sinh cảnh rừng bị tác động bởi cháy rừng so với sinh cảnh rừng nguyên vẹn.
  • Lộ trình tiếp theo cần triển khai ngay công tác giám sát biến động quần thể giai đoạn 2019 - 2025 và kêu gọi sự chung tay bảo vệ nghiêm ngặt hệ sinh thái rừng vùng Tây Bắc.