MỞ ĐẦU Bộ Cánh cứng (Coleoptera) thuộc lớp Côn trùng (Insecta) rất đa dạng và phong phú về thành phần loài, nên có số lượng loài lớn nhất trong lớp Côn trùng. Theo Hammond (1992) [22] có khoảng 40% số loài côn trùng được mô tả thuộc bộ Cánh cứng. Côn trùng bộ cánh cứng có kích thước rất thay đổi, từ rất nhỏ (nhỏ hơn 1mm) đến rất lớn (trên 75 mm), một số loài thuộc vùng nhiệt đới có chiều dài cơ thể có thể đạt đến 125 mm. Bộ này phân bố rất rộng rãi, hầu như hiện diện ở những cánh rừng rậm với hệ sinh thái đa dạng và những nơi có nguồn thức ăn dồi dào.
Bộ cánh cứng có vai trò rất to lớn trong hệ sinh thái, chúng là một mắt xích trong chuỗi thức ăn và chúng thường xuyên tham gia vào quá trình mùn hóa, khoáng hóa tàn dư thực vật và phân giải xác động vật, đào xới lớp đất mặt và thải ra các viên phân để giữ ẩm cho đất, tạo ra môi trường hoạt động tốt cho vi sinh vật góp phần hình thành lớp đất màu. Một số côn trùng cánh cứng là thiên địch của nhiều loại sâu hại, một số lượng ít các loài gây hại cho sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, con người đã tác động vào tự nhiên quá mức như: khai thác rừng, khai thác lâm sản, đốt rừng làm nương rẫy, các công trình xây dựng, cùng với các hoạt động khai thác không có kế hoạch đúng đắn, thiếu tính bền vững… Đặc biệt, hoạt động phun thuốc trừ sâu một cách tràn lan, thiếu khoa học đã làm suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên, làm cho các hệ sinh thái biến đổi theo chiều hướng xấu đi và làm giảm tính đa dạng sinh học khiến môi trường sống của nhiều loài sinh vật bị thu hẹp trong đó có côn trùng cánh cứng. Khu vực đề xuất Khu dự trữ thiên nhiên Động Châu – Khe Nước Trong (sau đây xin được gọi là Khu Dự trữ Động Châu – Khe Nước Trong) nằm ở phía nam tỉnh Quảng Bình, với tổng diện tích là: 22.128,06 ha, gồm 03 phân khu: Phân khu bảo vệ nghiêm ngặt là 13.674,96 ha, phân khu phục hồi sinh 2 thái là 8.437,8 ha, phân khu hành chính dịch vụ là 15,30 ha.
Khu vực này có ranh giới giáp với khu bảo tồn thiên nhiên Bắc Hướng Hóa (tỉnh Quảng Trị) tạo thành một khu vực liền vùng có diện tích tương đối lớn và sẽ có vị trí quan trọng trong hệ thống khu rừng đặc dụng của Việt Nam. Các nghiên cứu đã ghi nhận khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu – Khe Nước Trong nằm ở vùng sinh thái nông nghiệp Bắc Trung Bộ, thuộc khu vực Trung Trường Sơn. Nơi đây đã được các tổ chức bảo tồn thiên nhiên thế giới đánh giá rất quan trọng đối với công tác bảo tồn đa dạng sinh học. Quỹ bảo tồn thiên nhiên thế giới (WWF) coi đây là một trong 200 trung tâm đa dạng sinh học trên thế giới (Global 2000, WWF 2000).
Tổ chức Bảo tồn Chim quốc tế (BirdLife International) đánh giá đây là một trong 62 vùng chim quan trọng và đặc hữu của Việt Nam (BirdLife International, 2002). Những quan điểm về địa sinh học của các tác giả đều cho rằng đây là vùng quan trọng đối với đa dạng sinh học của Việt Nam và toàn cầu. Khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu – Khe Nước Trong có giá trị đa dạng sinh học cao. Đến nay đã thống kê được 1.030 loài thực vật bậc cao có mạch với 22 loài trong sách đỏ Thế giới, 26 loài trong sách đỏ Việt Nam, 15 loài trong Nghị định 06; 357 loài động vật có xương sống ở cạn với 39 loài trong Sách đỏ Thế giới, 44 loài trong sách đỏ Việt Nam và 40 loài trong Nghị định 06.
Đặc biệt khu vực có hệ sinh thái rừng đặc trưng với diện tích rất lớn gần 14.000 ha rừng kín thường xanh vùng núi đất thấp rất ít bị tác động có giá trị đa dạng sinh học cao và còn rất ít ở Việt Nam (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Bình, 2019). Các nghiên cứu về côn trùng tại đây hầu như chưa được thực hiện hoặc thực hiện mang tính chất nhỏ lẻ mà chưa có tính hệ thống, chưa đáp ứng được dữ liệu khoa học làm cơ sở cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học nói chung và đa dạng côn trùng nói riêng. 3 Để góp phần vào công tác bảo tồn tính ĐDSH, cung cấp thông tin ban đầu về thành phần, mật độ, phân bố, đặc điểm sinh học của côn trùng nói chung và côn trùng cánh cứng nói riêng, làm cơ sở đề ra phương hướng quản lý tài nguyên côn trùng của khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu – Khe Nước Trong, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính đa dạng và đề xuất một số giải pháp quản lý côn trùng bộ Cánh cứng (Coleoptera) tại khu vực đề xuất thành lập khu Dự trữ thiên nhiên Động Châu – Khe Nước Trong, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình”. 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Đa dạng sinh học và Đa dạng sinh học côn trùng bộ Cánh cứng 1. Đa dạng sinh học Theo Luật Đa dạng sinh học (2008) thì “Đa dạng sinh học là sự phong phú về gen, loài sinh vật và hệ sinh thái trong tự nhiên”. Ba cấp độ này làm việc cùng nhau để tạo ra sự phức tạp của sự sống trên Trái đất. Sự đa dạng di truyền ở cấp độ cơ bản nhất của nó được thể hiện bởi sự khác biệt trong trình tự của các nucleotide (adenine: A, cytosine: C, guanine: G, thymine: T…) hình thành nên ADN trong các tế bào của sinh vật.
ADN được chứa trong các nhiễm sắc thể có mặt trong tế bào; một số nhiễm sắc thể được chứa trong các bào quan của tế bào (ví dụ, các nhiễm sắc thể của ty thể và lục lạp). Mỗi một gen là một đoạn của ADN nằm trên nhiễm sắc thể và quy định một đặc tính cụ thể của một sinh vật. Whittaker (1972) đưa ra 3 khái niệm đa dạng trong sinh thái học: đa dạng alpha, đa dạng bê ta và đa dạng gamma. Đa dạng alpha đánh giá đa dạng cho tập hợp mẫu từ một quần xã nhất định.
Đa dạng beta đánh giá sự thay thế loài hay sự thay đổi thành phần sinh vật khi chuyển từ quần xã này sang quần xã khác. Đa dạng gamma đánh giá sự phong phú loài của một loạt sinh cảnh (một cảnh quan, một khu vực địa lý hoặc một hòn đảo), nó là hệ quả của đa dạng alpha của các quần xã thành phần và của đa dạng beta giữa chúng. Trong ba cấp độ đa dạng sinh học, cấp độ đa dạng loài gần như được áp dụng chủ yếu trong nghiên cứu sinh thái và bảo tồn sinh học, mặc dù các mức độ đa dạng của bậc phân loại cao hơn (chi, họ, bộ) hoặc mô hình đa dạng tiến hóa đôi khi cũng được coi là đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu cổ sinh vật học (Foote 1997; Roy et al. 1996; Raup và Sepkoski 1984).
Do đó, các nhà sinh vật học thường đánh giá đa dạng sinh học thông qua đánh giá độ giàu 5 loài. Lý tưởng nhất, để đánh giá các điều kiện và xu hướng của đa dạng sinh học trên toàn cầu hoặc phần nhỏ hơn là đo lường sự phong phú của tất cả các sinh vật theo không gian và thời gian, sử dụng phân loại (chẳng hạn như số lượng các loài), đặc điểm chức năng (ví dụ cây cố định nitơ như đậu so với cây không cố định nitơ), và sự tương tác giữa các loài có ảnh hưởng đến động lực và chức năng của chúng (ví dụ ăn thịt, ký sinh, cạnh tranh, giúp thụ phấn, và ảnh hưởng của những tương tác này đến hệ sinh thái như thế nào). Thậm chí quan trọng hơn sẽ là đánh giá sự dịch chuyển của đa dạng sinh học trong không gian hoặc thời gian. Hiện nay, chúng ta không thể làm được điều này với độ chính xác cao bởi vì các số liệu còn thiếu.
Đa dạng sinh học bộ Cánh cứng Côn trùng bộ Cánh cứng (Coleoptera) là bộ lớn nhất trong lớp côn trùng có trên 400.000 loài đã được mô tả xác định trên thế giới và được xem là nhóm côn trùng có số lượng loài lớn nhất, chiếm khoảng 30% số loài động vật và 40% số lượng loài côn trùng đã biết. Theo số liệu thống kê của Bouchard et al.891 loài Cánh cứng, chiếm 35,8% tổng số loài côn trùng được mô tả, trong khi đó Slipinski et al., (2011) [33] ước tính có trên 380.000 loài cánh cứng, chiếm 25% số loài được biết đến trên trái đất và chiếm khoảng 40% tổng số loài côn trùng. Côn trùng thuộc bộ Cánh cứng có thể phân bố rộng rãi, hiện diện hầu như khắp mọi nơi. Phần lớn côn trùng thuộc bộ Cánh cứng có hai đôi cánh, cặp cánh trước có cấu tạo bằng chất sừng cứng, cặp cánh sau bằng chất màng, thường dài hơn cặp cánh trước và ở trạng thái nghỉ cặp cánh sau thường xếp lại dưới cặp cánh trước.
Miệng của các loại côn trùng thuộc bộ này có kiểu nhai gậm, 2 ngàm (hàm trên) rất phát triển. Thức ăn của chúng cũng rất đa dạng và phong phú, đa số là thực vật. Tuy nhiên một số loài ăn động vật và một số loài côn trùng nhỏ khác cũng như các 6 chất hữu cơ mục nát, bào tử nấm…Chu kỳ sống của chúng cũng rất khác nhau, mỗi năm có từ 3-4 thế hệ và cần nhiều năm để hoàn thành một thế hệ. Các nghiên cứu về Đa dạng côn trùng bộ Cánh cứng trên thế giới Các công trình nghiên cứu về bộ Cánh cứng khá đa dạng, tập trung vào các vấn đề phân loại học, sinh học, sinh thái, quản lý… Nhà Triết học cổ Hy Lạp Aristoteles (384 – 322 TCN) đã hệ thống hóa được hơn 60 loài côn trùng, ông gọi tất cả những loài côn trùng ấy là những loài chân có đốt.
Nhà tự nhiên học vĩ đại người Thủy Điển Carlvon Linne được coi là người đầu tiên đưa ra đơn vị phân loại và đã tập hợp xây dựng được bảng phân loại về động vật trong đó có côn trùng. Năm 1745, hội Côn trùng học trên thế giới được thành lập ở nước Anh. Năm 1859, hội Côn trùng ở Nga được thành lập. Nhà Côn trùng học Nga Keppen (1882 – 1883) đã xuất bản cuốn sách gồm 3 tập côn trùng lâm nghiệp trong đó đề cập khá nhiều tới côn trùng bộ cánh cứng.
Những cuộc du hành của các nhà nghiên cứu Nga như Potarin (1899 – 1976), Provorovski (1895 – 1979), Kozlov (1883 – 1921), đã xuất bản những tài liệu về côn trùng ở trung tâm châu Á, Mông Cổ và miền Tây Trung Quốc.