ĐẶT VẤN ĐỀ Côn trùng bộ Cánh cứng là bộ lớn nhất trong lớp côn trùng, khoảng 40% đã đƣợc biết đến và có trên 250.000 loài đã đƣợc mô tả. Côn trùng thuộc bộ Cánh cứng có kích thƣớc rất thay đổi, từ rất nhỏ (nhỏ hơn 1 mm) đến rất lớn (trên 75 mm), một số loài thuộc vùng nhiệt đới thì chiều dài cơ thể có thể đạt đến 125 mm. Bộ này phân bố rất rộng rãi, hầu nhƣ 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 thƣờng xuyên tham gia vào quá trình mùn hóa, khoáng hóa tàn dƣ thực vật và phân giải xác động vật, đào xới lớp mặt thải ra các viên phân để giữ ẩm tạo ra môi trƣờng hoạt động tốt cho vi sinh vật góp phần hình thành lớp đất màu.
Một số loài côn trùng Cánh cứng là thiên địch của nhiều loài sâu hại. Nhờ có các loài thiên địch này mà hạn chế đƣợc tác hại do các loài sâu hại gây ra cho con ngƣời cũng nhƣ môi trƣờng sống nói chung. Bên cạnh những loài có lợi cho sự phát triển kinh tế nông nghiệp, bảo vệ và làm sạch môi trƣờng còn tồn tại một số lƣợng ít các loài gây hại cho nền công – nông nghiệp. Từ thực tế đó, trong chiến lƣợc bảo tồn đa dạng sinh học cần quan tâm đến bảo tồn đa dạng sinh học của côn trùng Cánh cứng.
Tuy nhiên, con ngƣời đã tác động vào tự nhiên quá mức nhƣ: khai thác rừng, khai thác lâm sản, đốt rừng là nƣơng rẫy, các công trình xây dựng, cũng với các hoạt động khai thác không có kế hoạch đúng đắn, bền vững… đã làm suy thoái các nguồn tài nguyên thiên nhiên, làm cho các hệ sinh thái biến đổi theo chiều hƣớng xấu đi và làm giảm tính đa dạng sinh học khiến môi trƣờng sống của nhiều loài sinh vật bị thu hẹp trong đó có côn trùng Cánh cứng. Đặc biệt hoạt động phun thuốc trừ sâu một cách tràn lan, thiếu khoa học làm nhiều loài côn trùng bị suy giảm và bị diệt vong làm ảnh hƣởng xấu đến mạng lƣới thức ăn, làm mất cân bằng sinh thái. 1 Vƣờn quốc gia Xuân Sơn nằm ở điểm cuối của dãy Hoàng Liên Sơn, thuộc trung tâm đa dạng sinh học của vùng Đông Bắc. Với sự đa dạng về địa hình, địa chất đã tạo cho Vƣờn quốc gia Xuân Sơn sự đa dạng về các hệ sinh thái, thảm thực vật.
Vì vậy đã mang lại sự đa dạng và đặc trƣng đối với hệ thực vật nơi đây. Tuy nhiên, đi cùng với việc bảo tồn ngồn tài nguyên rừng quý giá ấy, các hoạt động của con ngƣời nhƣ: du lịch, tham quan, quy hoạch sản xuất đang ảnh hƣởng không ít tới hệ sinh thái rừng nơi đây. Hậu quả là làm ảnh hƣởng tới môi trƣờng sống của các loài động thực vật trong đó có côn trùng Cánh cứng mà cụ thể là gây suy giảm đáng kể số lƣợng. Các loài côn trùng nói chung và côn trùng bộ Cánh cứng (Coleoptera) có thành phần loài lớn và có ảnh hƣởng lớn tới hệ sinh thái rừng nhƣ: Vòi voi hại măng (Cyrtotrachelus longimanus), các loài Bọ hung hại rễ (Banhmina pavula Moser), Mọt tre nứa (Dinoderus minnutus Fabricius) hay là loài thiên địch thuộc họ Bọ rùa (Coccinellidae) ảnh hƣởng trực tiếp đến hệ sinh thái rừng.
Qua phân tích vai trò, ảnh hƣởng của côn trùng bộ Cánh cứng tới hệ sinh thái rừng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính đa dạng và đề xuất giải pháp bảo tồn côn trùng thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera) tại VQG Xuân Sơn – Phú Thọ” 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát đặc điểm của bộ Cánh cứng Bộ Cánh cứng (Coleoptera) là bộ lớn nhất trong lớp Côn trùng (Insecta) có trên 350.000 loài đã đƣợc mô tả. Côn trùng thuộc bộ Cánh cứng có kích thƣớc rất thay đổi, từ rất nhỏ (nhỏ hơn 1 mm, thuộc họ Ptiliidae, Lathridiidae) đến rất lớn (trên 75 mm), một số loài Xén tóc nhƣ Titanus giganteus thuộc vùng nhiệt đới thì chiều dài cơ thể có thể đạt đến 170 mm. Bộ này phân bố rất rộng rãi, hầu nhƣ hiện diện ở những cánh rừng rậm với hệ sinh thái đa dạng và những nơi có nguồn thức ăn dồi dào. Phần lớn côn trùng thuộc bộ Cánh cứng có hai đôi cánh, đôi cánh trƣớc có cấu tạo bằng chất sừng cứng, đôi cánh sau bằng chất màng, thƣờng dài hơn đôi cánh trƣớc và khi ở trạng thái nghỉ đôi cánh sau thƣờng xếp lại dƣới đôi cánh trƣớc.
Miệng của các loài côn trùng thuộc bộ này có kiểu gặm nhai, hai hàm trên rất phát triển. Côn trùng thuộc bộ Cánh cứng thuộc nhóm biến thái hoàn toàn. Sâu non có nhiều hình dạng khác nhau, nhƣng đa số có dạng chân chạy hoặc dạng bọ hung. Nhộng đa số là nhộng trần.
Có nhiều loài làm nhộng trong đất và đƣợc bao bọc bởi kén đất hoặc tàn dƣ thực vật. Một số loài nhƣ: Xén tóc nhộng đƣợc bao phủ bởi một lớp kén mỏng. Côn trùng thuộc bộ Cánh cứng thƣờng đẻ trứng trong đất, trong vỏ thân cây, trong mô lá, trong nƣớc. trứng có hình cầu hoặc bầu dục.
Thức ăn của côn trùng bộ Cánh cứng rất phức tạp, phần lớn ăn thực vật nhƣng cũng có nhiều loài ăn động vật, chuyên tấn công các loại côn trùng nhỏ khác, có loài lại chuyên ăn các chất hữu cơ mục nát và những di thể động thực vật, số ít lại ăn các bào tử nấm và còn một số nhỏ thộc nhóm ký sinh hoặc sống cộng sinh trong ổ những côn trùng sống thành xã hội. Chu kỳ sống của côn trùng bộ Cánh cứng rất khác nhau, mỗi năm có từ 3 - 4 thế hệ hoặc cần nhiều năm để hoàn thành một thế hệ.2 Nghiên cứu về côn trùng 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 học, quản lý… Nhà triết học cổ Hy Lạp Aristoteles (384 – 322 TCN) đã hệ thống hóa đƣợc 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 ngƣời Thụy Điển Carlvon Linne đƣợc coi là ngƣời đầu tiên đƣa ra đơn vị phân loại và đã tập hợp xây dựng đƣợc bảng phân loại về động vật và thực vật trong đó có côn trùng. Năm 1745, hội Côn trùng học trên thế giới đƣợc thành lập ở nƣớc Anh.
Năm 1859, hội Côn trùng ở Nga đƣợc 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 nhƣ 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. Các tác giả Lamarch (thế kỷ XIX), Handrich (thế kỷ XX), Krepton (1904)… đã liên tiếp đƣa ra các bảng phân loại côn trùng liên quan tới côn trùng bộ Cánh cứng chủ yếu là Mọt, Xén tóc và các loài Cánh cứng khác.
Ở Nga trƣớc Cách mạng tháng Mƣời vĩ đại đã xuất hiện nhiều nhà côn trùng nổi tiếng. Họ đã xuất bản những tác phẩm có giá trị về những loài nhƣ: Sâu róm thông, Sâu đo ăn lá, Ong ăn lá, các loài thuộc bộ Cánh cứng ăn lá thuộc họ Chrysomelidae, Mọt, Vòi voi, Xén tóc đục thân… Về phân loại, năm 1910 – 1940, Volka và Sonkling đã xuất bản tài liệu về côn trùng thuộc bộ Cánh cứng (Coleoptera) gồm 240.000 loài, đƣợc in trong 4 31 tập với hàng nghìn loài thuộc bộ Cánh cứng thuộc họ Bọ Cánh cứng ăn lá (Chrysomelidae).I Ilinski đã xuất bản cuốn “Phân loại côn trùng bằng trứng, sâu non và nhộng của các loài sâu hại rừng” trong đó đề cập đến phân loại một số loài thuộc họ Bọ lá. Năm 1959, Trƣơng Chấp Trung đã cho ra đời cuốn “Sâm lâm côn trùng học” liên tiếp từ năm 1965 giáo trình đƣợc viết lại nhiều lần, tác phẩm đó đã giới thiệu hình thái, tập tính sinh hoạt và các biện pháp phòng trừ nhiều loại bọ lá phá hoại cây rừng.A Ionescu đã xuất bản cuốn “Côn trùng học” trong đó đề cập đến phân loại họ Bọ lá (Chrysomelidae), trong đó trên thế giới đã phát hiện đƣợc 24.000 loài bọ lá và tác giả mô tả cụ thể đƣợc 14 loài.N Xegolop viết cuốn “Côn trùng học” giới thiệu về sâu Cánh cứng khoai tây (Leptinotasa decemlineata Say) là loại côn trùng gây hại rất nguy hiểm cho khoai tây và một số loài cây nông nghiệp khác. Năm 1965, Viện hàn lâm khoa học Nga đã xuất bản 11 tập phân loại côn trùng thuộc châu Âu, trong đó có tập thứ 5 về bộ Cánh cứng (Coleoptera).
Năm 1966, Bey – Bienko đã phát hiện và mô tả đƣợc 300.000 loài côn trùng thuộc bộ Cánh cứng.N Boronxop viết giáo trình “Côn trùng rừng” đề cập nhiều tới côn trùng bộ Cánh cứng nhƣ Mọt, Xén tóc, Sâu đinh và Bọ lá… Năm 1966, Bey – Bienko đã phát hiện và mô tả đƣợc 300.000 loài côn trùng thuộc bộ Cánh cứng. 5 Ở Trung Quốc, việc nghiên cứu côn trùng lâm nghiệp đƣợc thúc đẩy mạnh từ năm 1952. Năm 1959, Trƣơng Chấp Trung đã cho ra đời cuốn “Sâm lâm côn trùng học” liên tiếp từ năm 1965 giáo trình đƣợc viết lại nhiều lần, tác phẩm đó đã giới thiệu hình thái, tập tính sinh hoạt và các biện pháp phòng trừ nhiều loại bọ lá phá hoại cây rừng trong đó có các loài: Ambrostoma quadriimpressum Motsch, Gazercella aenescens Fairemaire, Gazercella maculli colis Motsch, Chrysomela populi Linnaeus, Chrysomela zutea Oliver… Năm 1987, Thai Bang Hoa và Cao Thu Lâm đã xuất bản cuốn “Côn trùng rừng Vân Nam” đã xây dựng một bảng tra của 3 họ phụ của họ Bọ lá (Chrysomelidae). Năm 1996, ba họ mới Nam Phi về loài bọ Cánh cứng đã đƣợc chính thức mô tả và đặt tên.
Năm 1992, Tòa Nhất Nam đã đƣa ra các tài liệu về thiên địch gây hại tại “Tạp chí Bọ rùa Vân Nam”. Năm 2003, các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu và giải mã gen của bọ Cánh cứng đỏ. Năm 2009, CSIRO tiến hành nghiên cứu về bọ Cánh cứng (Coleoptera) tại Úc bộ sƣu tập côn trùng Quốc gia, có trụ sở tại thủ đô Canberra ƣớc tính khoảng 80. Gần đây, theo báo khoa học ngày 02/04/2013, các nhà khoa học Đức đã phát hiện ra 101 loài côn trùng bọ Cánh cứng ở Papua New Guinea và không biết làm thế nào để đặt tên chúng.