Điều tra thành phần các loài côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) ở rừng keo lai và bạch đàn

• Tác giả: Bùi Quang Tiếp
• Người hướng dẫn: PGS. TS Phạm Quang Thu
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý bảo vệ tài nguyên rừng
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần côn trùng bộ cánh cứng ở rừng keo lai và bạch đàn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2. Nghiên cứu về côn trùng nói chung
• 1.3. Nghiên cứu về côn trùng cánh cứng
• 1.4. Những nghiên cứu về pheromone, chất dẫn dụ côn trùng và ứng dụng của nó
• 1.4.1. Nghiên cứu về pheromone
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.5.1. Nghiên cứu về côn trùng nói chung
• 1.5.2. Nghiên cứu về côn trùng Bộ cánh cứng
• 1.5.3. Nghiên cứu về pheromone và chất dẫn dụ. Ứng dụng của bẫy pheromone và chất dẫn dụ
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, PHẠM VI NGHIÊN CỨU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Đối tượng nghiên cứu
• 2.4. Địa điểm nghiên cứu
• 2.5. Nội dung nghiên cứu
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Phương pháp điều tra thành phần các loài côn trùng cánh cứng thu được bằng phương pháp bẫy
• 2.6.2. Mô tả đặc hình thái và đặc điểm nhận biết các loài côn trùng cánh cứng thu được
• 2.6.3. Phương pháp đánh giá tác dụng của các loại chất dẫn dụ đến loài côn trùng cánh cứng
• 2.6.4. Phương pháp xác định động thái biến đổi về thành phần loài và mật độ quần thể côn trùng cánh cứng bẫy được theo thời gian
• 2.6.5. So sánh mức độ đa dạng của các loài côn trùng cánh cứng bẫy được ở ba loại rừng
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI
• 3.1. Vị trí địa lý - địa hình
• 3.2. Khí hậu thuỷ văn
• 3.3. Đất đai - thực bì
• 3.4. Một số đặc điểm vị trí tiến hành đặt bẫy
• 3.4.1. Rừng Thông caribê
• 3.4.2. Rừng keo lai
• 3.4.3. Rừng bạch đàn dòng PN2 và U6
• 3.5. Tình hình dân sinh kinh tế
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Danh mục các loài côn trùng cánh cứng bẫy thông qua việc sử dụng ba chất dẫn dụ
• 4.2. Mô tả đặc điểm hình thái các loài côn trùng cánh cứng thu được
• 4.2.1. Họ bọ cánh rô (Cleridae)
• 4.2.2. Họ mọt gỗ chân dài (Platypodidae)
• 4.2.3. Họ mọt dài (Bostrychidae)
• 4.2.4. Họ bọ đen (Tenebrionidae)
• 4.2.5. Họ mọt hại vỏ (Scolytidae)
• 4.2.6. Họ chân chạy (Carabidae)
• 4.2.7. Họ ban miêu (Meloidae)
• 4.2.8. Họ bọ hung (Scarabaeidae)
• 4.2.9. Họ bổ củi (Elateridae)
• 4.3. Hiệu quả của chất dẫn dụ đối với thành phần loài côn trùng cánh cứng
• 4.4. Động thái biến đổi về thành phần loài và mật độ quần thể của côn trùng cánh cứng bẫy được theo thời gian
• 4.5. Động thái biến đổi về thành phần loài côn trùng cánh cứng thu được theo các mùa trong năm
• 4.6. Sự biến động về mật độ quần thể của một số loài côn trùng cánh cứng thu được theo các tháng trong năm
• 4.7. Đánh giá thành phần loài côn trùng cánh cứng ở 3 loại rừng
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về nghiên cứu thành phần côn trùng bộ cánh cứng

Nghiên cứu về côn trùng bộ cánh cứng (Coleoptera) là một lĩnh vực quan trọng trong sinh thái học và bảo vệ môi trường. Các loài côn trùng này không chỉ đa dạng về hình thái mà còn có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái. Việc điều tra thành phần côn trùng ở các khu rừng như rừng keo lai và bạch đàn giúp hiểu rõ hơn về sự đa dạng sinh học và tác động của chúng đến môi trường sống.

1.1. Đặc điểm sinh thái của côn trùng bộ cánh cứng

Côn trùng bộ cánh cứng có khả năng thích nghi cao với nhiều môi trường sống khác nhau. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ và tái tạo đất. Sự đa dạng của chúng ở các khu rừng như rừng keo lai và bạch đàn là minh chứng cho sự phong phú của hệ sinh thái.

1.2. Vai trò của côn trùng trong hệ sinh thái rừng

Côn trùng bộ cánh cứng không chỉ là tác nhân gây hại mà còn là những sinh vật hữu ích trong việc cải tạo đất và hỗ trợ quá trình thụ phấn cho thực vật. Chúng giúp duy trì sự cân bằng sinh thái và góp phần vào sự phát triển bền vững của rừng.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu côn trùng ở rừng keo lai và bạch đàn

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về thành phần côn trùng, nhưng việc điều tra ở các khu rừng như rừng keo lai và bạch đàn vẫn còn nhiều thách thức. Các phương pháp điều tra hiện tại thường tốn thời gian và công sức, dẫn đến việc thiếu thông tin chính xác về sự đa dạng của côn trùng.

2.1. Những khó khăn trong việc thu thập dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu về côn trùng bộ cánh cứng gặp khó khăn do sự đa dạng và phân bố không đồng đều của chúng trong các khu rừng. Các phương pháp điều tra truyền thống thường không hiệu quả trong việc xác định chính xác thành phần loài.

2.2. Tác động của môi trường đến sự đa dạng côn trùng

Môi trường sống của côn trùng bộ cánh cứng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khí hậu, đất đai và sự can thiệp của con người. Những thay đổi này có thể làm giảm sự đa dạng và số lượng của các loài côn trùng trong rừng.

III. Phương pháp nghiên cứu thành phần côn trùng bộ cánh cứng hiệu quả

Để nghiên cứu thành phần côn trùng bộ cánh cứng, các phương pháp hiện đại như bẫy và sử dụng pheromone đã được áp dụng. Những phương pháp này giúp thu thập dữ liệu chính xác và nhanh chóng hơn, từ đó nâng cao hiệu quả nghiên cứu.

3.1. Sử dụng bẫy để thu thập côn trùng

Phương pháp bẫy giúp thu thập côn trùng một cách hiệu quả. Các loại bẫy khác nhau được sử dụng để thu hút và giữ lại các loài côn trùng, từ đó xác định được thành phần loài trong khu vực nghiên cứu.

3.2. Ứng dụng pheromone trong nghiên cứu côn trùng

Pheromone được sử dụng để thu hút côn trùng đến bẫy, giúp tăng cường khả năng thu thập mẫu. Phương pháp này đã chứng minh hiệu quả trong việc xác định các loài côn trùng bộ cánh cứng trong rừng.

IV. Kết quả nghiên cứu thành phần côn trùng ở rừng keo lai và bạch đàn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng của côn trùng bộ cánh cứng ở rừng keo lai và bạch đàn rất phong phú. Các loài côn trùng được ghi nhận có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng.

4.1. Danh sách các loài côn trùng thu thập được

Danh sách các loài côn trùng bộ cánh cứng được thu thập từ các bẫy cho thấy sự phong phú về số lượng và chủng loại. Những loài này có thể được phân loại theo các nhóm khác nhau dựa trên đặc điểm hình thái và sinh thái.

4.2. Đánh giá tác động của côn trùng đến cây trồng

Các loài côn trùng bộ cánh cứng có thể gây hại cho cây trồng, nhưng cũng có những loài có lợi. Việc đánh giá tác động của chúng đến sự phát triển của cây trồng là cần thiết để có biện pháp quản lý hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu côn trùng bộ cánh cứng

Nghiên cứu về thành phần côn trùng bộ cánh cứng ở rừng keo lai và bạch đàn mở ra nhiều triển vọng cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc hiểu rõ hơn về sự đa dạng và vai trò của chúng trong hệ sinh thái sẽ giúp nâng cao hiệu quả bảo vệ và phát triển rừng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu côn trùng ở Việt Nam

Nghiên cứu côn trùng bộ cánh cứng ở Việt Nam cần được mở rộng và áp dụng các phương pháp hiện đại hơn. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng nghiên cứu và bảo vệ sự đa dạng sinh học.

5.2. Đề xuất các biện pháp bảo tồn côn trùng

Cần có các biện pháp bảo tồn và quản lý hiệu quả đối với các loài côn trùng bộ cánh cứng. Việc này không chỉ bảo vệ sự đa dạng sinh học mà còn hỗ trợ cho sự phát triển bền vững của rừng.

Tổng quan nghiên cứu

Côn trùng là lớp động vật phong phú nhất trên Trái Đất, chiếm hơn một nửa số loài động vật đã biết với hơn 1,2 triệu loài. Trong đó, Bộ cánh cứng (Coleoptera) là một trong những bộ lớn và đa dạng, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, vừa là tác nhân gây hại cho cây trồng vừa góp phần cải tạo đất và thụ phấn. Tại Việt Nam, sự đa dạng của côn trùng nói chung và Bộ cánh cứng nói riêng chưa được nghiên cứu sâu rộng, đặc biệt trong các hệ sinh thái rừng trồng như keo lai (Acacia hybrid), thông caribê (Pinus caribaea) và bạch đàn (Eucalyptus urophylla) dòng PN2, U6.

Luận văn tập trung điều tra thành phần các loài côn trùng Bộ cánh cứng tại Trung tâm Khoa học sản xuất Lâm nghiệp Đông Bắc Bộ, Vĩnh Phúc, trong giai đoạn 2010-2011. Mục tiêu chính là xây dựng danh lục các loài côn trùng cánh cứng, đánh giá hiệu quả của ba loại chất dẫn dụ (cồn + nhựa thông, Apinhi, 9E15-1) trong việc thu hút côn trùng, đồng thời phân tích động thái biến đổi thành phần loài và mật độ quần thể theo mùa và theo từng loại rừng. Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong quản lý bảo vệ tài nguyên rừng, góp phần phát triển các biện pháp sinh học phòng trừ sâu hại thân thiện với môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về côn trùng học, đặc biệt là:

• Lý thuyết phân loại và đặc điểm hình thái côn trùng Bộ cánh cứng: Giúp xác định và mô tả các loài côn trùng thu được dựa trên đặc điểm hình thái như kích thước, màu sắc, cấu trúc râu đầu, cánh cứng, và các đặc điểm nhận biết khác.
• Lý thuyết về pheromone và chất dẫn dụ sinh học: Pheromone là các hợp chất hóa học tiết ra từ cá thể côn trùng để thu hút hoặc điều khiển hành vi của cá thể cùng loài. Các loại pheromone như pheromone tập hợp, pheromone sinh dục, pheromone dẫn đường được ứng dụng trong việc bẫy và kiểm soát quần thể côn trùng.
• Mô hình điều tra đa dạng sinh học và động thái quần thể: Phân tích sự biến đổi thành phần loài và mật độ quần thể theo mùa vụ và môi trường sống khác nhau, từ đó đánh giá mức độ đa dạng và ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái.

Các khái niệm chính bao gồm: Bộ cánh cứng (Coleoptera), pheromone, chất dẫn dụ, đa dạng sinh học, mật độ quần thể, phương pháp bẫy sinh học.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập trực tiếp tại Trung tâm Khoa học sản xuất Lâm nghiệp Đông Bắc Bộ, Vĩnh Phúc, trong năm 2010-2011. Tổng số mẫu côn trùng thu được là 3502 cá thể thuộc 30 loài, 10 họ khác nhau.
• Phương pháp chọn mẫu: Sử dụng phương pháp bẫy với ba loại chất dẫn dụ (cồn + nhựa thông tự chế, Apinhi, 9E15-1 nhập khẩu từ Australia). Bẫy được đặt tại ba loại rừng: keo lai, thông caribê và bạch đàn dòng PN2, U6. Khoảng cách giữa các bẫy tối thiểu 200m, độ cao treo bẫy khoảng 1m so với mặt đất.
• Phương pháp phân tích: Mẫu côn trùng được giám định tên loài dựa trên đặc điểm hình thái dưới kính hiển vi soi nổi và kính lúp, đối chiếu với khóa phân loại và tài liệu chuyên ngành. Số liệu được tổng hợp, phân tích thống kê để đánh giá thành phần loài, mật độ quần thể theo mùa, hiệu quả của từng loại chất dẫn dụ và so sánh mức độ đa dạng giữa các loại rừng.
• Timeline nghiên cứu: Thu mẫu và theo dõi trong 12 tháng, phân tích dữ liệu theo từng mùa (xuân, hạ, thu, đông) và từng tháng trong năm 2010-2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần loài đa dạng: Thu được 3502 cá thể côn trùng Bộ cánh cứng, thuộc 30 loài, 10 họ khác nhau. Trong đó, 21 loài có khả năng gây hại gỗ và cây trồng, như các loài mọt gai đầu đỏ (Sinoxylon sp.), mọt gỗ chân dài (Platypus sp.), xén tóc (Cerambycidae), mọt hại vỏ (Scolytidae), bọ hung (Scarabaeidae). Các loài có chức năng cải tạo đất và săn mồi cũng được ghi nhận như họ chân chạy (Carabidae) và bọ cánh cứng rô (Cleridae).

2. Hiệu quả của chất dẫn dụ: Ba loại chất dẫn dụ có hiệu quả khác nhau trong việc thu hút các loài côn trùng. Ví dụ, cồn + nhựa thông thu hút đa dạng loài nhất, trong khi Apinhi và 9E15-1 có hiệu quả cao với một số loài đặc thù. Số lượng cá thể thu được qua từng loại chất dẫn dụ dao động từ khoảng 1000 đến 1300 cá thể mỗi loại, chiếm tỷ lệ tương đối cân bằng.

3. Động thái biến đổi theo mùa: Mật độ quần thể và thành phần loài biến đổi rõ rệt theo mùa. Mọt gai (Dryocoetes villosus) có hai chu kỳ xuất hiện cao nhất vào các tháng 4-6 và 8-10, chiếm tỷ lệ cá thể cao nhất trong tổng số mẫu. Các loài khác như bọ ba vạch xám (Stigmatium sp1) và bọ ba vạch vàng cam (Stigmatium sp2) xuất hiện liên tục từ tháng 4 đến tháng 12 với mật độ ổn định.

4. So sánh đa dạng giữa các loại rừng: Rừng thông caribê có mật độ và đa dạng loài cao hơn so với rừng keo lai và bạch đàn dòng PN2, U6. Ví dụ, loài mọt gai đầu đỏ chiếm ưu thế ở rừng thông caribê với mật độ cá thể cao hơn 30% so với hai loại rừng còn lại.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp bẫy sử dụng chất dẫn dụ là công cụ hiệu quả để điều tra thành phần và mật độ quần thể côn trùng Bộ cánh cứng trong các hệ sinh thái rừng trồng. Sự đa dạng loài phong phú phản ánh tính phức tạp sinh thái của khu vực nghiên cứu, đồng thời cho thấy ảnh hưởng của loại rừng và chất dẫn dụ đến thành phần loài.

Mức độ đa dạng cao ở rừng thông caribê có thể do điều kiện khí hậu, thực bì và cấu trúc rừng phù hợp hơn với nhiều loài côn trùng. Các chu kỳ xuất hiện của loài mọt gai phù hợp với mùa sinh trưởng của cây trồng, cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa sinh thái côn trùng và cây chủ.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả tương đồng với các báo cáo về sự đa dạng và tác động của Bộ cánh cứng trong rừng trồng, đồng thời bổ sung thêm dữ liệu về hiệu quả của các loại pheromone và chất dẫn dụ trong điều kiện Việt Nam. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến động mật độ quần thể theo tháng và bảng so sánh số lượng loài thu được theo từng loại chất dẫn dụ và từng loại rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi phương pháp bẫy pheromone trong giám sát và quản lý quần thể côn trùng Bộ cánh cứng tại các khu rừng trồng, nhằm phát hiện sớm và phòng trừ kịp thời các loài gây hại. Thời gian thực hiện: ngay trong vòng 1-2 năm tới; chủ thể: các cơ quan quản lý lâm nghiệp và nghiên cứu khoa học.

2. Phát triển và hoàn thiện các loại chất dẫn dụ phù hợp với từng loài côn trùng đặc trưng của từng loại rừng, nâng cao hiệu quả thu hút và kiểm soát sâu hại. Thời gian: 2-3 năm; chủ thể: viện nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất vật tư nông lâm nghiệp.

3. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cho cán bộ quản lý rừng và người dân địa phương về vai trò của côn trùng trong hệ sinh thái và cách sử dụng bẫy pheromone để bảo vệ rừng bền vững. Thời gian: liên tục; chủ thể: các tổ chức đào tạo và quản lý rừng.

4. Xây dựng hệ thống giám sát đa dạng sinh học côn trùng Bộ cánh cứng kết hợp với các chỉ số sinh thái để đánh giá sức khỏe rừng và hiệu quả quản lý bảo vệ tài nguyên rừng. Thời gian: 3-5 năm; chủ thể: các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý nhà nước.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý và cán bộ bảo vệ rừng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chương trình giám sát và phòng trừ sâu hại hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại kinh tế và bảo vệ đa dạng sinh học.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành côn trùng học, lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu về thành phần loài và ứng dụng pheromone trong điều tra côn trùng.

3. Doanh nghiệp sản xuất vật tư nông lâm nghiệp: Phát triển các sản phẩm chất dẫn dụ sinh học, bẫy pheromone phù hợp với điều kiện Việt Nam dựa trên kết quả nghiên cứu.

4. Người dân và cộng đồng địa phương sống gần rừng trồng: Nâng cao nhận thức về vai trò của côn trùng và cách sử dụng các biện pháp sinh học để bảo vệ rừng, góp phần phát triển kinh tế bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp bẫy pheromone có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
   Phương pháp bẫy pheromone giúp thu hút chính xác các loài côn trùng mục tiêu, giảm thiểu ảnh hưởng đến các loài khác và môi trường, tiết kiệm thời gian và công sức so với điều tra thủ công.

2. Ba loại chất dẫn dụ được sử dụng có điểm khác biệt gì?
   Cồn + nhựa thông có hiệu quả thu hút đa dạng loài nhất, trong khi Apinhi và 9E15-1 có tác dụng mạnh với một số loài đặc thù, giúp kiểm soát chính xác hơn.

3. Mật độ quần thể côn trùng biến đổi theo mùa như thế nào?
   Mọt gai có hai chu kỳ mật độ cao vào tháng 4-6 và 8-10, các loài khác như bọ ba vạch xuất hiện liên tục từ tháng 4 đến tháng 12, phản ánh sự thích nghi với điều kiện sinh thái và chu kỳ sinh trưởng của cây trồng.

4. Nghiên cứu này có thể áp dụng ở những khu vực khác không?
   Phương pháp và kết quả có thể được áp dụng tương tự ở các khu rừng trồng có điều kiện sinh thái tương đồng, tuy nhiên cần điều chỉnh chất dẫn dụ phù hợp với đặc điểm địa phương.

5. Làm thế nào để sử dụng kết quả nghiên cứu trong quản lý rừng?
   Kết quả giúp xây dựng hệ thống giám sát quần thể côn trùng gây hại, lựa chọn biện pháp phòng trừ sinh học hiệu quả, giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ đa dạng sinh học và nâng cao năng suất rừng trồng.

Kết luận

• Đã xác định được 30 loài côn trùng Bộ cánh cứng thuộc 10 họ khác nhau tại ba loại rừng keo lai, thông caribê và bạch đàn dòng PN2, U6 với tổng số 3502 cá thể thu thập.
• Ba loại chất dẫn dụ có hiệu quả khác nhau trong việc thu hút các loài côn trùng, góp phần xây dựng phương pháp điều tra thành phần loài hiệu quả.
• Mật độ quần thể và thành phần loài biến đổi theo mùa và theo loại rừng, trong đó rừng thông caribê có đa dạng và mật độ cao hơn.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc áp dụng bẫy pheromone trong quản lý bảo vệ rừng, giảm thiểu tác hại của sâu hại.
• Đề xuất các giải pháp ứng dụng và phát triển nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng bền vững.

Hành động tiếp theo: Triển khai áp dụng bẫy pheromone trong giám sát sâu hại tại các khu rừng trồng, đồng thời phát triển các loại chất dẫn dụ phù hợp hơn với điều kiện thực tế. Các cơ quan quản lý và nghiên cứu cần phối hợp để mở rộng phạm vi nghiên cứu và ứng dụng.

Kêu gọi hành động: Các nhà khoa học, quản lý rừng và doanh nghiệp cần hợp tác phát triển các giải pháp sinh học bền vững dựa trên kết quả nghiên cứu để bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng Việt Nam.