Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Đa dạng sinh học và đa dạng sinh học côn trùng Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về ĐDSH. Theo Qũy Quốc Tế về Bảo vệ Thiên nhiên (WWF) (1989) thì: “ĐDSH là sự phồn vinh của sự sống trên trái đất, là hàng triệu các loài thực vật, động vật và vi sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường” [25]. Theo Từ điển ĐDSH và phát triển bền vững (2001) [3], ĐDSH được định nghĩa như sau: “Thuật ngữ dùng để mô tả sự phong phú và đa dạng của giới tự nhiên.
ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống từ mọi nguồn, trong các hệ sinh thái trên đất liền, dưới biển và các hệ sinh thái dưới nước khác và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên. ĐDSH bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài) và các hệ sinh thái (đa dạng hệ sinh thái). ĐDSH bao gồm các nguồn tài nguyên di truyền, các cơ thể hay các phần cơ thể, các quần thể hay các hợp phần sinh học khác của hệ sinh thái, hiện đang có giá trị sử dụng hay có tiềm năng sử dụng cho con người”. Như vậy, ĐDSH có ba mức độ: mức độ phân tử (gen), cơ thể và hệ sinh thái.
Trong ba mức độ này, đa dạng sinh học loài (cơ thể) được quan tâm, nghiên cứu nhất. Một số phương pháp đánh giá ĐDSH loài [24]: - Lập bảng danh sách các loài: Kết thúc công tác đánh giá ĐDSH loài tại một địa điểm nào đấy là đưa ra các bảng danh sách các loài sinh vật có mặt với các thông tin về số lượng, mật độ. Cũng tại các bảng này cần có các cột ghi chú thêm ai (tác giả) ghi nhận, thời gian ghi nhận, quan sát hay thu mẫu, nơi gặp, tình trạng, phương pháp thu mẫu. Loài sinh vật được ghi nhận có thể là qua điều tra người dân địa phương, thợ săn.Muốn cho công tác điều tra thêm độ chính xác, cần có bộ ảnh mẫu và bộ mẫu thật.
- Khảo sát theo các tuyến: Nội dung là tính số lượng cá thể gặp ở dọc tuyến điều tra đã được chọn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 - Khảo sát theo các điểm, ô tiêu chuẩn: Phương pháp này thường áp dụng với côn trùng, thủy sinh vật, sinh vật đất. - Xác định nơi ở, ổ sinh thái, sinh cảnh, hệ sinh thái: Mỗi loài, mỗi cá thể đều có nơi ở và ổ sinh thái riêng. Bất cứ một địa điểm nào cần được đánh giá đều bao gồm ít nhất là một và thông thường gồm nhiều hệ sinh thái.
mỗi hệ sinh thái đều được đặc trưng bởi một quần xã sinh vật riêng. Do đó, khi cần đánh giá ĐDSH cần phân biệt các hệ sinh thái với các hiểu biết có trước về nơi ở và ổ sinh thái của các loài, các cá thể để lập kế hoạch quan sát và thu mẫu. - Bản đồ và máy định vị GPS: Trong công tác đánh giá ĐDSH, sử dụng các bản đồ với tỷ lệ thích hợp để ghi chú sự hiện diện của các loài là vô cùng quan trọng. Việc sử dụng bản đồ để đánh dấu các tuyến khảo sát, các ô tiêu chuẩn lấy mẫu cũng vậy.
Máy định vị GPS giúp xác định chính xác nơi quan sát và thu mẫu. - Công thức đánh giá ĐDSH loài: Những chỉ số thường được sử dụng để đánh giá ĐDSH: Chỉ số đa dạng Fisher và chỉ số phong phú Margalef, chỉ số Shannon – Weiner, chỉ số simpson…Việc sử dụng các chỉ số này phụ thuộc vào mục đích, nội dung nghiên cứu: + Chỉ số đa dạng Fisher: N S = ln(1 ) Trong đó: S: Tổng số loài trong mẫu N: Tổng số lượng cá thể trong mẫu : Chỉ số đa dạng loài trong quần xã thấp khi đa dạng loài thấp và ngược lại + Chỉ số đa dạng Simpson dùng để tính sự đa dạng của quần xã như sau: S 2 D=1- ( Pi ) I 1 Trong đó: D: Chỉ số đa dạng của Simpson Pi: Tỷ lệ loài i trên tổng số các cá thể (pi=ni/N) S: Là tổng số loài LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 D biến thiên từ 0 đến (1-1/S) và D càng lớn có nghĩa là tính đa dạng của quần xã cao và ngược lại. Côn trùng là nhóm phong phú và đa dạng nhất trong giới động vật. Ước tính số lượng loài côn trùng đã được mô tả trên thế giới khác nhau từ khoảng 720.
Groombridge và Jenkins (2002) đã thống kê được 963.000 loài gồm côn trùng và các động vật nhiều chân khác. Ước tính tổng số lượng côn trùng rất khác nhau ở khắp nơi trên thế giới từ 2.000 (Raven và Yeates 2007) lên đến khoảng 8. Các tính toán dựa trên ngoại suy từ loài Coleoptera và Lepidoptera tại New Guinea bởi Novotny et al. (2002) có thể đạt tới một con số từ 3,7 triệu và 5.000 cho tổng số động vật chân đốt trên thế giới.
Côn trùng không chỉ đa dạng về thành phần loài mà còn là nhóm có số lượng cá thể lớn, đông đúc nhất trên hành tinh chúng ta. Lớp côn trùng có đến một tỷ tỷ (108) cá thể, có nghĩa là trên 1 km2 bề mặt trái đất có tới 10 tỷ con sâu bọ sinh sống ở đó và nếu so với dân số loài người thì có khoảng 200 triệu con côn trùng cho bình quân 1 đầu người. Với tương quan như vậy, đã có người cho rằng sâu bọ mới chính là “chủ nhân” đích thực “thống trị” hành tinh xanh của chúng ta [27] Côn trùng là nhóm có dạng sống rất đa dạng: sinh vật rễ (gồm các côn trùng có quan hệ với rễ của thực vật như: các loài dế; sinh vật hoại sinh gồm những sinh vật ăn cặn bã hữu cơ phân hủy như ấu trùng bọ hung; sinh vật ăn phân; sinh vật ở hang và nhóm du động vật gồm các côn trùng có đặc tính luôn luôn di chuyển. Với sự đa dạng về thành phần loài, cũng như dạng sống, côn trùng có vai trò khác nhau đối với con người và sự sống trên hành tinh.
Trong nhận thức của con người, sâu bọ luôn bị xem là những sinh vật có hại, gây nhiều phiền toái cho đời sống của họ. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sâu bọ là mối đe dọa thường trực đến năng suất và phẩm chất của mùa màng cả trước và sau thu hoạch. Có thể kể đến một số loài sâu hại khét tiếng như: rầy nâu hại lúa, sâu tơ hại rau, ruồi đục quả, mọt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 thóc, ngô.Với ngành lâm nghiệp cũng vậy, sâu bọ thường gây ra những tổn thất nặng nề cho rừng: sâu róm thông, các loài xén tóc, sâu hại keo, vòi voi hại măng.Chúng đục phá gỗ từ khi cây còn sống cho đến lúc khai thác, chế biến để làm nhà cửa, bàn ghế, vật dụng trong nhà. Riêng nhóm mối thường làm tổ trong đất nên được xem là hiểm họa thường trực đối với các công trình xây dựng, giao thông và thủy lợi.
Bên cạnh những thiệt hại to lớn về vật chất nói trên, nhiều loài côn trùng: ruồi, muỗi, chấy, rận, rệp, bọ chét.là những sinh vật môi giới truyền dịch bệnh hiểm nghèo cho người và gia súc, là nỗi ám ảnh thường xuyên đến sinh mạng và sức khỏe của con người từ xưa tới nay. Những loài sâu bọ đáng ghét này không chỉ đe dọa tính mạng mà còn gây nhiều phiền toái cho cuộc sống, sinh hoạt hàng ngày của con người. Có thể nói không có một nhóm sinh vật nào lại đeo bám dai dẳng và gây hại nhiều mặt cho con người như côn trùng. Chính vì vậy cuộc chiến chống lại những sinh vật có hại này đã trải qua hàng ngàn năm nay nhưng vẫn chưa có hồi kết.
Tuy nhiên, sự quan tâm của con người đối với lớp động vật này không chỉ xuất phát từ mặt tác hại của chúng mà còn ở khía cạnh lợi ích to lớn do chúng mang lại cho con người và tự nhiên. Điều đó có thể thấy là côn trùng có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tăng năng suất cây trồng và tạo ra các dòng tiến hóa mới ở thực vật thượng đẳng thông qua việc tham gia vào quá trình thụ phấn cho cây. Quan trọng hơn với số lượng hết sức đông đảo, lại ăn được nhiều loại thức ăn: từ thực vật còn sống đến xác chết động thực vật, chất hữu mục nát, các sản phẩm bài tiết của động, thực vật, và ngày cả sâu bọ đồng loại, côn trùng đã đóng vai trò chủ đạo trong quá trình tuần hoàn vật chất, năng lượng, góp phần tạo nên sự cân bằng sinh thái, đảm bảo sự phát triển bền vững của tự nhiên. Côn trùng còn cung cấp cho con người những sản phẩm quý không thể thay thế được đối với nhu cầu ăn, mặc, chế tạo hàng hóa của con người: mật, sáp ong, tinh dầu cà cuống, tơ tằm, nhựa cánh kiến.
Nhiều loài côn trùng còn có giá trị làm thuốc cho con người: ong đen, dế cơm, bọ xít.Cuối cùng không thể không nói đến tài nguyên côn trùng như là một nguồn thực phẩm đầy tiềm năng cho con người. Từ thời thượng cổ loài người LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 đã biết thu bắt nhiều loài côn trùng làm thức ăn và cùng với tiến trình phát triển của nhân loại, lớp động vật nhỏ bé và đông đúc này đã trở thành một phần đáng kể trong thói quen ăn uống của con người ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ngày nay việc chăn nuôi, chế biến một số loài côn trùng như: tằm, dế, châu chấu, bọ muỗm, bọ dừa, cà cuống.đã trở thành một ngành kinh doanh thu hút sở thích ẩm thực của nhiều người. Có thể xem việc khai thác côn trùng làm thức ăn cho con người và vật nuôi là một hướng đi triển vọng và có ý nghĩa trong bối cảnh bùng nổ dân số, nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày một cạn kiệt và môi trường sống không ngừng bị hủy hoại do các hoạt động sản xuất quá mức của con người [27].
Các nghiên cứu về ĐDSH côn trùng ở ngoài nước 1. Nghiên cứu về phân loại, thành phần loài côn trùng Côn trùng trở thành một ngành khoa học được bắt đầu từ Aistote (384 – 322 tr. Ông được coi như người cha của lịch sử tự nhiên. Lần đầu tiên ông đã mô tả và sắp xếp thế giới động vật thành hai nhóm: nhóm có máu và nhóm không có máu.
Ở nhóm thứ 2 cơ thể phân đốt, chia thành đầu, ngực và bụng.