BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI 10 15625/vap 2022 0030 MỐI LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC QUẦN XÃ VE GIÁP (ACARI ORIBATIDA) VÀ 4 LOẠI[.]
BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ DOI: 10.15625/vap.2022.0030 MỐI LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC QUẦN XÃ VE GIÁP (ACARI: ORIBATIDA) VÀ LOẠI SINH CẢNH Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Lại Thu Hiền1,*, Vũ Quang Mạnh2, Nguyễn Thị Hoa2 Tóm tắt Báo báo giới thiệu kết nghiên cứu thay đổi cấu trúc quần xã ve giáp theo loại sinh cảnh khác đồng sông Hồng Nghiên cứu tiến hành từ năm 2014 đến năm 2019 loại sinh cảnh: rừng trồng, trảng cỏ bụi, đất trồng lâu năm, đất trồng ngắn ngày Kết phân tích mẫu thu xác định 193 loài ve giáp, thuộc 88 giống phân giống, 42 họ Các số sinh thái quần xã phân tích nhằm làm rõ thay đổi quần xã qua loại sinh cảnh bao gồm: mật độ cá thể trung bình, số đa dạng Shannon - Weiner (H’), số đồng Peilou (J’), độ ưu loài hệ số tương đồng Qua phân tích số cho thấy quần xã ve giáp sinh cảnh rừng trồng phát triển đồng có tính đa dạng cao Nghiên cứu xác định nhóm lồi đặc trưng cho loại sinh cảnh trảng cỏ bụi đặc trưng vùng Kết phân tích cho thấy tính chất mơi trường ảnh hưởng định đặc trưng quần xã ve giáp Do đó, kết nghiên cứu góp phần xây dựng sở khoa học cho việc sử dụng cấu trúc quần xã ve giáp yếu tố thị sinh học cho biến đổi hệ sinh thái đất, góp phần bảo vệ phát triển bền vững hệ sinh thái đất Từ khóa: Đồng Sơng Hồng, thị, Oribatida, sinh cảnh, Ve giáp ĐẶT VẤN ĐỀ Ve giáp (Acari: Oribatida) nhóm động vật chân khớp bé sống đất, có kích thước thể từ 0,1 - 0,2 đến - mm (Vũ Quang Mạnh, 2007), chúng chiếm khoảng 90 % tổng số lượng chân khớp bé đất Trong hệ động vật đất, ve giáp đóng nhiều vai trị quan trọng tham gia vào trình phân huỷ hợp chất hữu cơ, chu trình luân chuyển tạo đất (Vũ Quang Mạnh, 2007) Đặc biệt, bối cảnh biến đổi khí hậu khả thị cho biến đổi môi trường sinh thái nhóm động vật quan tâm nghiên cứu Đồng Sông Hồng hai vựa lúa nước ta nên việc nghiên cứu nhóm động vật có ý nghĩa hệ sinh thái đất việc làm cần thiết Hơn nữa, khu vực có hệ sinh thái tự nhiên hệ sinh thái canh tác đa dạng điển hình, điều thuận lợi cho việc phát triển đa dạng hướng nghiên cứu Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu cấu trúc quần xã ve giáp mối liên hệ chúng với loại sinh cảnh khác (rừng trồng, trảng cỏ bụi, đất trồng lâu năm, đất trồng ngắn ngày) vùng đồng sông Hồng, bổ sung thêm liệu nhằm làm sáng tỏ khả ứng dụng, sử dụng chúng phương tiện để quản lý sử dụng bền vững hệ sinh thái đất Viện Sinh thái Bảo vệ cơng trình Trường Đại học Sư phạm Hà Nội * Email: hienlt968@gmail.com PHẦN NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 267 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mẫu ve giáp thu thời điểm loại sinh cảnh, bao gồm: rừng trồng, trảng cỏ bụi, sinh cảnh lâu năm sinh cảnh ngắn ngày Mẫu đất thực địa thu độ sâu - 10 cm có kích thước (5x5x10) cm3 Phương pháp thu mẫu đất tách lọc, phân tích, xử lý mẫu ve giáp sử dụng theo phương pháp Krivolutsky (1975), Schinner cộng (1995) Vũ Quang Mạnh (2003) Số lượng mẫu thu loại sinh cảnh thể Bảng 1: Bảng Số lượng mẫu thu loại sinh cảnh nghiên cứu Sinh cảnh Rừng trồng Số mẫu thu 60 (4 lần x 15 mẫu/lần) Trảng cỏ bụi Cây lâu năm Cây ngắn ngày Tổng 85 85 85 (4 lần x 20 (4 lần x 20 (4 lần x 20 315 mẫu/lần+ mẫu mẫu/lần + mẫu/lần + bổ sung) mẫu bổ sung) mẫu bổ sung) Định loại ve giáp xếp theo hệ thống phân loại Krivolutsky (1975), Balogh (1992, 2002), Norton Behan - Pelletier (2009), Schatz cộng (2011), Subias (2013) số tài liệu liên quan khác (Balogh, 1992, 2002; Norton and Behan - Pelletier, 2009; Krivolutsky, 1975; Schatz cộng sự, 2011; Subias, 2013) Các số liệu thu thập tổng hợp theo phương pháp thống kê toán học Các đặc điểm sinh thái vai trò quần xã ve giáp phân tích đánh giá thơng qua việc phân tích số sau: mật độ cá thể trung bình, độ ưu thế, số Shannon - Weiner (H’), Chỉ số đồng Peilou (J’) hệ số tương đồng Bray - Curtis KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Mật độ cá thể trung bình quần xã ve giáp loại sinh cảnh nghiên cứu Trên tổng số mẫu định lượng thu, xác định 193 loài ve giáp, thuộc 88 giống phân giống, 42 họ Số lượng loài quần xã ve giáp sinh cảnh giảm theo thứ tự: rừng trồng (97 loài), ngắn ngày (97 loài) > trảng cỏ bụi (91 loài) > lâu năm (83 lồi) Hình biểu thị mật độ cá thể trung bình quần xã ve giáp sinh cảnh nghiên cứu Phân tích kết cho thấy, mật độ cá thể trung bình quần xã ve giáp sinh cảnh nghiên cứu tăng theo thứ tự: lâu năm < ngắn ngày < trảng cỏ bụi < rừng trồng Quần xã ve giáp sinh cảnh rừng trồng có mật độ cá thể trung bình lớn (4978 cá thể/m2) Con số nằm khoảng dao dộng báo cáo Vũ Quang Mạnh (2012) cho đất rừng Việt Nam (2.600 - 10.000 cá thể/m2) hay báo cáo cho đất rừng khu vực Đông Nam Á (Hasegawa cộng sự, 2006; Vũ Quang Mạnh, 2012) 268 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Hình Mật độ cá thể trung bình quần xã ve giáp sinh cảnh Mặc dù quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ bụi đa dạng thành phần loài quần xã sinh cảnh ngắn ngày lại có mật độ cá thể cao Nguyên nhân dẫn đến kết tác giả nhận định hệ thực vật đất trảng cỏ bụi ổn định làm cho môi trường đất ổn định cấu trúc thành phần dinh dưỡng, quần xã có điều kiện tốt để phát triển số loài số lượng cá thể loài quần xã Đồng thời, thành phần thực vật đa dạng, thay đổi, đặc trưng sinh cảnh trảng cỏ bụi vùng nghiên cứu xuyến chi làm cho mơi trường có tính chun hóa cao hơn, thích hợp cho nhóm lồi thích nghi phát triển vượt trội tạo giới hạn định cho đa dạng thành phần loài Trên sinh cảnh ngắn ngày, hoạt động canh tác tác động thường xuyên làm cho môi trường đất ổn định cấu trúc, dinh dưỡng số yếu tố vi khí hậu làm hạn chế phát triển số lượng cá thể loài dẫn đến mật độ cá thể bị hạn chế Tuy nhiên, cấu trồng đa dạng yếu tố ảnh hưởng đến đa dạng thành phần loài quần xã theo nghiên cứu Balogh cộng (2008) cho thấy cấu trúc quần xã ve giáp xác định loại thực vật (Balogh cộng sự, 2008) Như vậy, qua kết phân tích cho thấy đặc điểm sinh cảnh tác động rõ nét đến đa dạng loài phát triển số lượng cá thể loài quần xã Ở hệ sinh thái có thảm phủ thực vật ổn định, chịu tác động người, quần xã ve giáp có mật độ cá thể lớn hệ sinh thái nơng nghiệp điển hình 3.2 Cấu trúc nhóm lồi ưu quần xã ve giáp loại sinh cảnh Loài ưu lồi xác định có độ ưu từ % trở lên Tại sinh cảnh nghiên cứu xác định 13 loài ve giáp ưu thế, quần xã ve giáp sinh cảnh nghiên cứu có từ đến loài ưu (Bảng 2) Các loài ưu nằm rải rác bậc phân loại từ thấp đến cao Khơng có lồi ưu sinh cảnh nghiên cứu Tuy nhiên, có 11 lồi (chiếm 84,62 % tổng số lồi ưu thế) ưu loại sinh cảnh Quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ bụi có lồi ưu thế, đặc biệt lồi Protoribates monodactylus ưu vượt trội sinh cảnh Cây xuyến chi loài bụi phổ biến vùng đồng Sông Hồng Tất mẫu định lượng thu sinh cảnh PHẦN NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 269 trảng cỏ bụi có thảm thực vật đặc trưng loại Do đó, phán đốn thảm thực vật đặc trưng yếu tố giúp loài Protoribates monodactylus phát triển vượt trội Bảng Cấu trúc nhóm lồi ưu quần xã ve giáp sinh cảnh nghiên cứu Loài ưu Javacarus kuehnelti Mesoplophora michaeliana Plateremaeus sp Furcoppia sp Congoppia deboissezoni Striatoppia opuntiseta Scheloribates elegans Bischeloribates heterodactylus Bischeloribates praeincisus 10 Perxylobates guehoi 11 Perxylobates vietnamensis 12 Protoribates monodactylus 13 Galumna flabellifera orientalis RT Độ ưu (%) TCCB CLN CNN 5,80 14,46 5,80 5,17 10,19 5,59 5,54 6,28 30,87 6,70 9,87 7,26 5,03 5,03 13,32 Chú thích: RT: rừng trồng, TCCB: trảng cỏ, bụi, CLN: lâu năm, CNN: ngắn ngày Quần xã ve giáp sinh cảnh lâu năm có số lượng lồi ưu lớn nhóm lồi ưu sinh cảnh phát triển đồng Đáng ý loài ưu sinh cảnh ngắn ngày phần lớn nằm nhóm ve giáp bậc thấp; sinh cảnh trảng cỏ bụi lâu năm, lồi ưu thuộc nhóm bậc cao nhiều Như vậy, cấu trúc nhóm ưu quần xã ve giáp loại sinh cảnh nghiên cứu khác rõ nét Trên sinh cảnh quần xã có nhóm lồi ưu đặc trưng Cấu trúc nhóm ưu quần xã ve giáp loại sinh cảnh yếu tố đặc trưng phản ánh thay đổi nhạy bén quần xã ve giáp sinh cảnh vùng nghiên cứu Thành phần mức độ phát triển loài quần xã có liên quan mật thiết đến thay đổi môi trường sống 3.3 Chỉ số đồng Pielou (J’) đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’) quần xã ve giáp loại sinh cảnh nghiên cứu Phân tích số liệu thu cho thấy, quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ bụi có số J’ thấp nhất, quần xã ve giáp phát triển đồng sinh cảnh nghiên cứu (Hình 2) Thảm thực vật ổn định đa dạng dường yếu tố tạo tính chất đặc thù mơi trường đất, tạo điều kiện cho nhóm lồi ưu phát triển mạnh vượt trội, mật độ cá thể quần xã cao Tuy nhiên, mặt khác điều lại tạo chênh lệch mức độ phát triển loài quần xã Kết hợp với kết số nghiên cứu trước nhận định sinh cảnh ngắn ngày, hoạt động canh tác yếu tố hạn chế phát triển đa dạng đồng quần xã ve giáp (Hulsmann Wolters, 1998) Môi trường ổn định có tính chất chọn lọc cao 270 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM khiến cho lồi mềm dẻo sinh thái có khả thích nghi phát triển tốt ngược lại ức chế phát triển nhóm lồi thích nghi, làm tăng khoảng cách mức độ phát triển loài quần xã làm giảm độ đồng Tính chất chun hóa mơi trường đặc điểm gây ức chế mơi trường gây ảnh hưởng tiêu cực đa dạng loài quần xã ve giáp Tuy nhiên, trường hợp này, quần xã hình thành nhóm lồi thích nghi phát triển ưu thế, làm giảm đồng quần xã Điều thể rõ nét mối tương quan cấu trúc quần xã ve giáp đặc điểm mơi trường sống Hình Chỉ số đồng J’ quần xã ve giáp sinh cảnh Hình Chỉ số đa dạng Shannon - Weiner (H’) quần xã ve giáp sinh cảnh Chú thích: RT: rừng trồng, TCCB: trảng cỏ bụi, CLN: lâu năm, CNN: ngắn ngày Quần xã ve giáp sinh cảnh rừng trồng có số lượng lồi lớn nhất, số đồng J’ số đa dạng H’ cao Do đó, đánh giá rằng, sinh cảnh nghiên cứu, quần xã ve giáp sinh cảnh rừng trồng phát triển đa dạng ổn định (Hình 3) So sánh quần xã ve giáp sinh cảnh lâu năm trảng cỏ bụi cho thấy, quần xã ve giáp đất trảng cỏ bụi có số lượng lồi lớn Tuy nhiên, quần xã sinh cảnh lâu năm phát triển đồng nên quần xã sinh cảnh lâu năm đa dạng Chỉ số đa dạng H’ khơng phụ thuộc vào số lượng lồi quần xã mà phụ thuộc vào cân số lượng cá thể loài quần xã Sự thay đổi số H’ quần xã ve giáp qua sinh cảnh tương ứng với thay đổi số J’ mà PHẦN NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG SINH HỌC 271 không tương ứng với thay đổi số lượng loài quần xã qua sinh cảnh Điều chứng tỏ phát triển đồng quần xã hay mức độ cân lồi quần xã đóng vai trò định quan trọng độ đa dạng quần xã 3.4 Sự tương đồng quần xã ve giáp loại sinh cảnh Bảng Hệ số tương đồng (%) quần xã ve giáp loại sinh cảnh Sinh cảnh RT TCCB CLN CNN RT TCCB CLN 28,10 28,68 28,91 42,53 40,65 42,25 CNN Qua Bảng Hình cho thấy quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ bụi sinh cảnh lâu năm có mức độ tương đồng lớn (42,53 %) Quần xã ve giáp rừng trồng tách biệt nhất, tỷ lệ tương đồng với quần xã ve giáp sinh cảnh khác nhỏ 30 % Độ tương đồng: S17 hệ số tương đồng Bray – Curtis Hình Biểu đồ tương đồng cấu trúc quần xã ve giáp sinh cảnh Chú thích: RT: rừng trồng, TCCB: trảng cỏ bụi, CLN: lâu năm, CNN: ngắn ngày Mức độ tương đồng quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ, bụi, lâu năm ngắn ngày dường thể xu hướng sinh cảnh chịu mức độ tác động người gần quần xã ve giáp có độ tương đồng cao Tuy nhiên, đánh giá mức độ gần gũi quần xã ve giáp sinh cảnh rừng trồng với quần xã ve giáp sinh cảnh cịn lại cho thấy chiều hướng ngược lại Điều chứng tỏ rằng, hoạt động nhân tác gây ảnh hưởng lên quần xã ve giáp không phụ thuộc vào mức độ mà cịn phụ thuộc vào loại hình cách thức tác động Ngoài ảnh hưởng trực tiếp, hoạt động canh tác gây ảnh hưởng gián tiếp, đặc biệt thông qua ảnh hưởng lên khu hệ thực vật Do để xác định xác vấn đề cần phải nghiên cứu cụ thể, tỉ mỉ quan tâm đến nhiều yếu tố 272 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM KẾT LUẬN Cấu trúc quần xã ve giáp có mối quan hệ chặt chẽ với loại sinh cảnh nghiên cứu Ở hệ sinh thái rừng trồng trảng cỏ bụi có thảm phủ thực vật ổn định, chịu tác động người hơn, quần xã ve giáp có mật độ cá thể lớn hệ sinh thái nơng nghiệp điển hình đồng sơng Hồng Tại sinh cảnh rừng trồng với môi trường sống ổn định chịu tác động nhất, quần xã ve giáp phát triển đồng có tính đa dạng cao Quần xã ve giáp sinh cảnh trảng cỏ bụi có lồi Protoribates monodactylus phát triển ưu vượt trội phán đốn có liên quan mật thiết đến cấu trúc thành phần lồi điển hình thảm thực vật loài xuyến chi Kết nghiên cứu bổ sung thêm liệu minh chứng cho biến đổi nhạy bén cấu trúc quần xã ve giáp ảnh hưởng điều kiện môi trường sống, góp phần xây dựng sở khoa học cho việc nghiên cứu sử dụng cấu trúc quần xã ve giáp yếu tố thị sinh học cho biến đổi hệ sinh thái đất, góp phần quản lý sử dụng bền vững hệ sinh thái đất TÀI LIỆU THAM KHẢO Balogh J., Balogh P., 1992 The Oribatid genera of the world I, II HNHM Press, Budapet, 375 pp Balogh J., Balogh P., 2002 Identification Keys to the Oribatid Mites of the Extra Holarctic Regions I, II Well - Press Publishing Limited, Hungary, pp 451 pp and 504 pp Balogh P., Gergócs V., Farkas E., Farkas P., Kocsis M., Hufnagel L., 2008 Oribatid assemblies of tropical high mountains on some points of the Gondwana-bridge - a case study Applied Ecology and Environmental Research, 6(3): 127-158 Bedano J C., Cantu M P., Doucet M E., 2005 Abundance of soil mites (Arachnida: Acari) in a natural soil of central Argentina Zoological Studies, 44(4): 505 - 512 Hasegawa M., Ito M T., Kitayama K., 2006 Community structure of oribatida mite in relation to elevation and geology on the slope of the Mount Kinabalu, Sabha, Malaysia European Journal of Soil biology, 42(1): 191 - 196 Hulsmann A., Wolters V., 1998 The effects of different tillage practices on soilmites, with particular reference to Oribatida Applied Soil Ecology, 9: 327- 332 Krivolutsky, D., 1975 Identification of Soil Mites Sarcoptiformes, In: M C Ghilarov (Ed.) Methods of Soil Zoological Studies Nauka Press, Moscow, Russia, 419 pp Norton R A., Behan Pelletier V., 2009 Oribatida, Chapter 15 in: Krantz G W & Walter D E (eds.), A Manual of Acarology Texas Techlonogy University Press, Lubbock, 816 pp Schatz H., Berhan - Pelletier M., Oconnor B M., Norton R A., 2011 Suborder Oribatida van der Hammen, 1968, In: Zhang Z -Q (ed.), Animal biodiversity: an outline of higher-level classification and survey of taxonomic richness Zootaxa, 3148: 148 ... Galumna flabellifera orientalis RT Độ ưu (%) TCCB CLN CNN 5,80 14,46 5,80 5,17 10,19 5,59 5,54 6,28 30, 87 6,70 9,87 7,26 5,03 5,03 13,32 Chú thích: RT: rừng trồng, TCCB: trảng cỏ, bụi, CLN: lâu năm,... Quần xã ve giáp rừng trồng tách biệt nhất, tỷ lệ tương đồng với quần xã ve giáp sinh cảnh khác nhỏ 30 % Độ tương đồng: S17 hệ số tương đồng Bray – Curtis Hình Biểu đồ tương đồng cấu trúc quần xã