Tổng quan nghiên cứu

Đa dạng sinh học côn trùng là một trong những thành phần quan trọng nhất của hệ sinh thái trên Trái Đất, với hơn một triệu loài được mô tả và chiếm hơn một nửa số loài động vật đã biết. Theo ước tính, lớp côn trùng có đến một tỷ tỷ cá thể, chiếm hơn 90% các dạng sống trên hành tinh. Ở Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới và địa hình đa dạng, đa dạng sinh học côn trùng rất phong phú nhưng đang chịu áp lực suy giảm do các hoạt động phát triển kinh tế, đô thị hóa và ô nhiễm môi trường. Vườn Thực vật - Bảo tàng Tài nguyên rừng Việt Nam tại Vĩnh Quỳnh, Thanh Trì, Hà Nội, với diện tích hơn 3 ha và hơn 200 loài thực vật, là một khu vực có tiềm năng lớn để nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nhưng chưa được khảo sát đầy đủ.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thành phần loài, mức độ phong phú, phân bố và các yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến đa dạng côn trùng tại Vườn Thực vật, đồng thời đề xuất các giải pháp quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên côn trùng tại đây. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi Vườn Thực vật thuộc huyện Thanh Trì, Hà Nội, với thời gian khảo sát thực địa và phân tích mẫu trong khoảng năm 2013-2014. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học côn trùng, góp phần duy trì cân bằng sinh thái và phát triển bền vững hệ sinh thái rừng đô thị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về đa dạng sinh học, bao gồm:

  • Định nghĩa đa dạng sinh học theo Công ước về đa dạng sinh học và FAO, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái.
  • Chỉ số đánh giá đa dạng sinh học: Chỉ số phong phú Margalef, chỉ số Shannon – Weiner, chỉ số Simpson được sử dụng để đo lường mức độ đa dạng và phong phú của quần xã côn trùng.
  • Mô hình phân bố sinh thái: Phân tích mối quan hệ giữa các sinh cảnh khác nhau dựa trên hệ số tương quan Stugren-Radulescu để đánh giá sự gần gũi hoặc khác biệt của khu hệ côn trùng giữa các sinh cảnh.
  • Khái niệm sinh cảnh và ổ sinh thái: Mỗi loài côn trùng có nơi ở và ổ sinh thái riêng biệt, ảnh hưởng đến sự phân bố và đa dạng của chúng trong hệ sinh thái.

Các khái niệm chính bao gồm: đa dạng sinh học, chỉ số phong phú Margalef, hệ số tương quan sinh cảnh, sinh cảnh cây gỗ, sinh cảnh ven ao hồ, sinh cảnh tre nứa, sinh cảnh nông nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra thực địa kết hợp với phân tích mẫu và tổng hợp số liệu:

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập mẫu côn trùng tại 4 sinh cảnh chính trong Vườn Thực vật gồm cây gỗ, ven ao hồ, tre nứa và nông nghiệp. Tổng diện tích nghiên cứu là 3,2 ha, chia thành 9 lô với các điểm điều tra bán kính 10m.
  • Phương pháp thu thập mẫu: Sử dụng vợt bắt bướm, panh mềm, túi bướm để thu mẫu; điều tra cây tiêu chuẩn và ô dạng bản (1m x 1m) để khảo sát côn trùng dưới đất. Mỗi điểm điều tra dừng 30 phút để quan sát, chụp ảnh và thu mẫu.
  • Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu: Mẫu được xử lý bằng phương pháp cắm kim hoặc ngâm dung dịch cồn acetic, formaline 5% tùy loại côn trùng; bảo quản trong hộp mẫu có băng phiến chống mọt.
  • Phân loại mẫu: Giám định bởi chuyên gia Bộ môn Bảo vệ thực vật, sử dụng tài liệu chuyên môn và danh mục loài để xác định.
  • Phân tích số liệu: Tính chỉ số phong phú Margalef, hệ số tương quan Stugren-Radulescu để đánh giá đa dạng và mối quan hệ giữa các sinh cảnh. Phân tích ảnh hưởng của yếu tố môi trường như thời gian trong ngày, điều kiện thời tiết (nắng, râm, gió) đến hoạt động côn trùng.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và điều tra thực địa trong năm 2013-2014, xử lý mẫu và phân tích số liệu trong cùng thời gian, hoàn thiện luận văn năm 2014.

Cỡ mẫu gồm 155 loài côn trùng thuộc 37 họ, 11 bộ được thu thập và phân loại, đảm bảo tính đại diện cho khu vực nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần loài và đa dạng côn trùng: Tổng cộng 155 loài côn trùng thuộc 37 họ, 11 bộ được xác định tại Vườn Thực vật. Bộ Cánh vảy (Lepidoptera) chiếm đa số với 50 loài (32,26%), tiếp theo là bộ Cánh cứng (Coleoptera) với 35 loài (22,58%) và bộ Cánh nửa (Hemiptera) với 29 loài (18,71%).

  2. Phân bố theo sinh cảnh: Sinh cảnh nông nghiệp có số lượng loài cao nhất với 88 loài, chỉ số phong phú Margalef đạt 43,89; sinh cảnh cây gỗ có 80 loài, chỉ số 38,85; ven ao hồ 67 loài, chỉ số 34,49; tre nứa thấp nhất với 62 loài, chỉ số 31,62.

  3. Mối quan hệ giữa các sinh cảnh: Hệ số tương quan R cho thấy sinh cảnh ven ao và nông nghiệp có mối quan hệ gần gũi nhất với R = -0,28, trong khi các cặp sinh cảnh khác có hệ số R dao động từ -0,06 đến 0,19, phản ánh sự khác biệt về khu hệ côn trùng giữa các sinh cảnh.

  4. Ảnh hưởng của yếu tố sinh thái: Số lượng cá thể côn trùng biến động theo thời gian trong ngày và điều kiện thời tiết. Ví dụ, số cá thể côn trùng trong ngày nắng cao hơn so với ngày râm, và hoạt động côn trùng giảm khi có gió cấp 2-3.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy đa dạng sinh học côn trùng tại Vườn Thực vật khá phong phú, phản ánh sự đa dạng về sinh cảnh và nguồn thức ăn phong phú. Sinh cảnh nông nghiệp có chỉ số phong phú cao nhất có thể do sự đa dạng cây trồng và nguồn thức ăn phong phú, tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loài côn trùng sinh sống. Mối quan hệ gần gũi giữa sinh cảnh ven ao và nông nghiệp cho thấy sự giao thoa sinh thái, có thể do các loài côn trùng di chuyển và khai thác nguồn tài nguyên giữa hai sinh cảnh này.

So sánh với các nghiên cứu tại các khu bảo tồn khác ở Việt Nam, số lượng loài thu thập được tại Vườn Thực vật tuy khiêm tốn nhưng phản ánh đặc trưng sinh thái của khu vực đô thị ven đô. Các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ và gió ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động và phân bố côn trùng, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về sinh thái côn trùng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố số loài theo bộ côn trùng, bảng so sánh chỉ số phong phú Margalef giữa các sinh cảnh, và biểu đồ biến động số cá thể theo thời gian trong ngày và điều kiện thời tiết để minh họa rõ ràng các phát hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng kế hoạch bảo tồn đa dạng sinh học côn trùng: Thiết lập các khu vực bảo vệ sinh cảnh tự nhiên trong Vườn Thực vật, ưu tiên bảo vệ sinh cảnh nông nghiệp và ven ao hồ với chỉ số phong phú cao. Thời gian thực hiện trong 2 năm, chủ thể là Ban quản lý Bảo tàng Tài nguyên rừng phối hợp với các chuyên gia sinh thái.

  2. Phát triển mô hình quản lý sinh thái bền vững: Áp dụng các biện pháp quản lý sinh thái như giảm thiểu sử dụng hóa chất, duy trì đa dạng cây trồng và tạo môi trường sống thuận lợi cho các loài côn trùng có ích. Mục tiêu giảm thiểu tác động tiêu cực đến đa dạng côn trùng trong vòng 3 năm, do Ban quản lý và các nhà nghiên cứu thực hiện.

  3. Tăng cường nghiên cứu và giám sát đa dạng côn trùng: Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ để theo dõi biến động đa dạng sinh học côn trùng, phát hiện sớm các nguy cơ suy giảm. Thời gian triển khai liên tục, chủ thể là Viện Điều tra Quy hoạch rừng và các trường đại học liên quan.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo chuyên môn: Tổ chức các chương trình đào tạo, hội thảo về vai trò và bảo tồn côn trùng cho cán bộ quản lý, sinh viên và cộng đồng địa phương nhằm tăng cường sự tham gia bảo vệ tài nguyên. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do Ban quản lý phối hợp với các tổ chức giáo dục và môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý tài nguyên rừng và bảo tồn thiên nhiên: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách bảo vệ đa dạng sinh học côn trùng, quản lý sinh cảnh hiệu quả tại các khu bảo tồn và vườn thực vật.

  2. Các nhà nghiên cứu sinh thái và côn trùng học: Tham khảo phương pháp điều tra, phân tích và kết quả để phát triển các nghiên cứu chuyên sâu về đa dạng sinh học côn trùng trong môi trường đô thị và ven đô.

  3. Sinh viên và giảng viên ngành khoa học lâm nghiệp, sinh học và môi trường: Áp dụng nội dung luận văn làm tài liệu học tập, nghiên cứu khoa học và thực hành bảo tồn đa dạng sinh học.

  4. Cộng đồng địa phương và các tổ chức phi chính phủ về môi trường: Nâng cao nhận thức về vai trò của côn trùng trong hệ sinh thái, tham gia vào các hoạt động bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao đa dạng sinh học côn trùng lại quan trọng trong hệ sinh thái?
    Côn trùng đóng vai trò chủ đạo trong chu trình tuần hoàn vật chất, thụ phấn cho cây trồng, kiểm soát sâu hại và cung cấp nguồn thực phẩm cho nhiều loài khác. Ví dụ, ong mật giúp tăng sản lượng cây trồng lên đến 70% trong một số vùng.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá đa dạng sinh học côn trùng?
    Nghiên cứu sử dụng chỉ số phong phú Margalef, chỉ số Shannon – Weiner và Simpson để đo lường đa dạng loài, kết hợp điều tra thực địa và phân tích mẫu. Ví dụ, chỉ số Margalef được tính dựa trên số loài và tổng số cá thể thu thập được.

  3. Yếu tố sinh thái nào ảnh hưởng đến hoạt động côn trùng?
    Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và gió là các yếu tố chính. Số lượng cá thể côn trùng tăng cao vào những ngày nắng và giảm khi có gió mạnh, ảnh hưởng đến khả năng tìm kiếm thức ăn và sinh sản.

  4. Các biện pháp bảo tồn côn trùng hiệu quả là gì?
    Bảo vệ sinh cảnh tự nhiên, giảm sử dụng hóa chất, phát triển mô hình quản lý sinh thái bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp thiết thực. Ví dụ, duy trì vùng cây trồng đa dạng giúp tạo môi trường sống phong phú cho côn trùng.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng ở đâu ngoài Vườn Thực vật?
    Phương pháp và kết quả có thể áp dụng cho các khu bảo tồn, vườn quốc gia và khu vực đô thị khác nhằm đánh giá và quản lý đa dạng sinh học côn trùng, góp phần bảo vệ hệ sinh thái rừng và môi trường sống đô thị.

Kết luận

  • Đã xác định được 155 loài côn trùng thuộc 37 họ, 11 bộ tại Vườn Thực vật - Bảo tàng Tài nguyên rừng Việt Nam, với bộ Cánh vảy và Cánh cứng chiếm tỷ lệ cao nhất.
  • Sinh cảnh nông nghiệp và cây gỗ là những khu vực có đa dạng côn trùng phong phú nhất, phản ánh sự đa dạng sinh thái và nguồn thức ăn phong phú.
  • Mối quan hệ sinh thái giữa các sinh cảnh cho thấy sự giao thoa và phân bố đa dạng của côn trùng trong khu vực nghiên cứu.
  • Yếu tố môi trường như ánh sáng, thời gian trong ngày và điều kiện thời tiết ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động và phân bố côn trùng.
  • Đề xuất các giải pháp bảo tồn, quản lý và nâng cao nhận thức nhằm phát triển bền vững tài nguyên côn trùng tại Vườn Thực vật trong thời gian tới.

Tiếp theo, cần triển khai các biện pháp bảo tồn và giám sát định kỳ đa dạng sinh học côn trùng, đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các khu vực khác để hoàn thiện bức tranh đa dạng sinh học côn trùng tại Việt Nam. Mời các nhà quản lý, nhà khoa học và cộng đồng cùng tham gia bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này.