Bảo tồn đa dạng sinh học

Chương 1 SINH HỌC BẢO TỒN VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC Mục tiêu: Giới thiệu khái niệm cơ bản về Sinh học bảo tồn và các mức độ đa dạng sinh học (đa dang loài, gen và đa dạng hệ sinh thái). Định lượng đa dạng sinh học. Sự phân bố của đa dạng sinh học. Những giá trị của đa dạng sinh học. Số tiết: 9 Nội dung: I. Khái niệm về sinh học bảo tồn Trên trái đất, các quần xã sinh vật trải qua hàng triệu năm phát triển đang bị đe dọa bởi các hoạt động của loài người. Sự tuyệt chủng hàng loạt ngày nay có thể so sánh với sự tuyệt chủng của các thời kỳ địa chất trong quá khứ, trong đó hàng chục ngàn, thậm chí hàng triệu loài bị tiêu diệt do các thảm hoạ tự nhiên, có thể là sự va chạm của các thiên thạch, động đất, hoả hoạn, Nhiều loài đang bị suy giảm một cách nhanh chóng, thậm chí một số loài đang ở ngưỡng cửa của tuyệt chủng mà nguyên nhân chủ yếu là do săn bắt quá mức, do sinh cảnh bị phá hủy và do sự xâm nhập của các loài ngoại lai. Nguy cơ đối với đa dạng sinh học ngày càng tăng do áp lực dân số tăng lên một cách nhanh chóng cũng như các tiến bộ về khoa học kỹ thuật. Tình trạng này lại càng trở nên trầm trọng hơn do việc phân phối của cải trên thế giới không đồng đều, về sự phân hóa giàu nghèo giữa các nước phát triển và kém phát triển, đặc biệt đối với các nước nhiệt đới, nơi vốn rất phong phú về loài. Hơn thế nữa, sự đe dọa đối với đa dạng sinh học do các yếu tố đơn độc chẳng hạn như mưa axit, khai thác gỗ, săn bắn quá mức, cùng kết hợp với nhau làm cho tình trạng ngày càng tồi tệ hơn. Như vậy chúng ta có thể thấy rằng, khác với các cuộc tuyệt chủng hàng loạt đã xảy ra trong quá khứ, sự tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay có những đặc trưng như sau: • Xảy ra với tốc độ rất nhanh. • Tác nhân chủ yếu là do con người (không phải bởi các điều kiện tự nhiên). • Liên quan đến việc mất mát, chia cắt và suy thoái nơi ở. • Không kèm theo sự hình thành loài mới. Sinh học bảo tồn là một nguyên lý khoa học được xây dựng để bảo vệ các loài, thiết lập các khu bảo tồn mới và cũng cố nâng cấp các vườn quốc gia cũng là để xác định những loài nào trên trái đất được bảo tồn cho tương lai. 1 Sinh học bảo tồn là một khoa học đa ngành (multi-disciplinary), tập hợp được rất nhiều người và nhiều tri thức thuộc các lĩnh vực khác nhau nhằm khắc phục tình trạng khủng hoảng đa dạng sinh học hiện nay. Sinh học bảo tồn bổ sung các nguyên tắc ứng dụng (applied disciplines) bằng cách cung cấp phương pháp tiếp cận có tính chất lý thuyết tổng thể cho việc bảo tồn đa dạng sinh học. Sinh học bảo tồn khác với các khoa học khác ở chổ là bảo tồn một cách lâu dài toàn bộ quần xã sinh vật là chính, các yếu tố kinh tế thường là thứ yếu. Về nhiều mặt có thể nói sinh học bảo tồn là một khoa học thiết yếu (crisis discipline). Các quyết định về vấn đề bảo tồn được đưa ra hàng ngày và thường là với những thông tin rất hạn chế do thời gian cấp bách. Sinh học bảo tồn cố gắng đề xuất những giải pháp phù hợp để giải quyết các vấn đề nảy sinh trong điều kiện thực tế ngày nay. Từ các khái niệm trên, có thể thấy rằng sinh học bảo tồn có hai mục tiêu: một là tìm hiểu những tác động tiêu cực do hoạt động của con người gây ra đối với các loài, quần xã và các hệ sinh thái; hai là để xây dựng các phương pháp tiếp cận để hạn chế sự tuyệt diệt của các loài và nếu có thể được, cứu trợ các loài đang bị đe dọa bằng cách đưa chúng hội nhập trở lại các hệ sinh thái đang còn phù hợp với chúng. Vào đầu những năm 1970, các nhà khoa học đã nhận thức được tình trạng khủng hoảng của đa dạng sinh học, nhưng không có một diễn đàn hay tổ chức trung tâm để đối phó với vấn đề đó. Số lượng người suy nghĩ và tiến hành nghiên cứu về vấn đề bảo tồn tăng lên thì cần thiết phải có thông tin cho nhau các phương pháp tiếp cận v`à ý tưởng mới. Để có thể thảo luận các mối quan tâm của mình, nhà sinh thái học Micheal Soulé đã tổ chức Hội thảo Quốc tế đầu tiên về Bảo tồn Sinh học vào năm 1978. Tại cuộc họp này, với sự tham gia của các nhà bảo tồn động vật hoang dã, các nhà quản lý động vật, các Viện sĩ, Soulé đã trình bày một phương pháp tiếp cận liên ngành mới để cứu giúp các loài thực vật, động vật khỏi cơn sóng tuyệt chủng hàng loạt do con người gây ra. Sau đó cùng với đồng nghiệp là Paul Ehrlich và Jared Diamond, Soulé đã phát triển Sinh học bảo tồn thành một ngành khoa học, trong đó kết hợp các kinh nghiệm về quản lý động vật hoang dã, lâm nghiệp và sinh học nghề cá với các lý thuyết về sinh học quần thể, di truyền, tiến hoá và địa lý sinh học để phát triển những phương pháp và tiếp cận mới trong việc bảo tồn loài và các hệ sinh thái. II. Các loài dễ bị tuyệt chủng Khi môi trường suy thoái do hoạt động của con người, quần thể của các loài sẽ bị giảm về số lượng, một số loài sẽ bị tuyệt chủng. Các nhà sinh thái học đã nghiên cứu kiểm chứng và thấy rằng không phải tất cả các loài đều có mức độ dễ tuyệt chủng như nhau; một số nhóm loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng. Các loài này rất cần được theo dõi cẩn thận và phải được quản lý với 2 những nổ lực nhằm bảo tồn chúng. Các loài đặc biệt dễ tuyệt chủng thường nằm trong các nhóm loài sau đây: 1. Các loài có vùng phân bố địa lý hẹp 2. Các loài chỉ tồn tại với một hay vài quần thể 3. Các loài có kích thước quần thể nhỏ 4. Các loài có quần thể đang suy giảm về số lượng 5. Các loài có mật độ quần thể thấp. 6. Các loài cần một vùng cư trú rộng lớn 7. Các loài có kích thước cơ thể lớn 8. Các loài không có khả năng di chuyển tốt 9. Các loài di cư theo mùa 10. Các loài ít có tính biến dị di truyền 11. Các loài với nơi sống đặc trưng 12. Các loài đặc trưng tìm thấy ở môi trường ổn định 13. Các loài sống thành bầy đàn 14. Các loài là đối tượng săn bắn và hái lượm của con người Các đặc điểm trên đây của các loài có xu hướng dễ bị tuyệt chủng không phải là những đặc điểm riêng biệt, chúng thường có xu hướng tạo thành từng nhóm đặc điểm. Ví dụ, các loài kích thước cơ thể lớn thường có mật độ quần thể thấp và địa bàn rộng - nghĩa là có tất cả các đặc điểm của một loài có xu hướng dễ bị dẫn đến tuyệt chủng. Bằng cách xác định các đặc điểm làm loài dễ bị dẫn đến tuyệt chủng, các nhà sinh học bảo tồn có thể dự tính được những việc làm cần thiết nhằm quản lý các loài dễ bị tuyệt chủng. 3 Chương 2 BẢO TỒN Ở CẤP QUẦN THỂ VÀ LOÀI Mục tiêu: Trình bày những bất cập của quần thể có kích thước nhỏ, các vấn đề liên quần thể biến thái, các vấn đề về sinh thái học cá thể liên quan đến bảo tồn các loài quý hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng. Các tiếp cận trong việc hình thành tái lập các quần thể mới. Chương này cũng trình bày vai trò của bảo tồn chuyển vị trong công tác bảo tồn; các cấp độ bảo tồn loài của IUCN và bảo tồn loài bằng pháp chế. Số tiết: 8 Nội dung: Không có một quần thể nào có thể tồn tại mãi mãi. Do những sự thay đổi thời tiết, sự diễn thế, dịch bệnh, và một loạt các sự kiện khác mà số phận cuối cùng của bất kỳ quần thể nào là sự tuyệt chủng. Do vậy, vấn đề thực tế là một quần thể sẽ bị tuyệt chủng nhanh hơn hay chậm hơn và nhân tố nào là nguyên nhân gây ra tuyệt chủng. Do các loài bị đe doạ được tạo thành bởi một hay một vài quần thể, do đó bảo tồn quần thể là giải pháp để bảo tồn loài. I. Những bất cập của quần thể nhỏ Một loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng khi chỉ có một vài quần thể nhỏ. Khi kích thước quần thể giảm dưới mức nào đó do nơi ở bị mất, bị suy thoái, cắt đoạn hay do bị con người khai thác quá mức thì quần thể nhanh chóng thu nhỏ lại và đi đến tuyệt chủng. Sự tuyệt chủng nhanh chóng của các quần thể có kích thước nhỏ đã dẫn đến khái niệm quần thể tối thiểu của một loài có thể sống được (minimum viable population - MVP), nói lên số lượng nhỏ nhất của các cá thể trong quần thể nào đó có khả năng tồn tại qua một quãng thời gian xác định. Theo Shaffer (1981) “Mỗi quần thể tối thiểu có thể sống được của bất kỳ một loài nào là một quần thể cách ly nhỏ nhất có 99% cơ hội tiếp tục tồn tại trong suốt 1.000 năm nữa, bất chấp những tác động không lường trước do thiên tai cũng như những biến động về quần thể, môi trường và di truyền”. Điểm mấu chốt của MVP - quần thể tối thiểu có thể sống được - là căn cứ theo chỉ số này có thể dự tính số lượng cá thể cần thiết để bảo tồn một loài. Muốn có được một ước tính tương đối chính xác về quần thể tối thiểu có thể sống được của một loài (MVP) thì cần phải có một nghiên cứu cụ thể về động thái số lượng của quần thể và nghiên cứu phân tích điều kiện môi trường nơi cư trú của chúng. Một vài nhà khoa học đã khuyến nghị một nguyên tắc chung là cố gắng bảo vệ 500 -1.000 cá thể cho các loài động vật có xương sống bởi vì con số này có vẻ như đủ để bảo tồn sự biến dị di truyền. Đối với những loài có độ dao động kích thước quần thể lớn, ví dụ như đối với một số loài động vật không xương sống và các loài cây hàng năm, thì 4 người ta cho rằng sự bảo tồn một quần thể gồm khoảng 10.000 cá thể sẽ là một chiến lược đem lại hiệu quả. Khi một loài đã có chỉ số quần thể tối thiểu có thể sống được thì có thể ước tính được diện tích dao động tối thiểu (minimum dynamic area - MDA) cho loài đó. Người ta đã ước tính được rằng, để bảo tồn những quần thể tối thiểu của các loài thú cần bảo tồn một diện tích vào khoảng từ 10.000 đến 100.000 ha. Các quần thể nhỏ dễ bị suy giảm nhanh về số lượng và bị tuyệt chủng cục bộ vì 3 nguyên nhân chính: những vấn đề về mặt di truyền; những dao động về số lượng quần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết; và những nhiễu động môi trường do những biến đổi về sự bắt mồi, cạnh tranh, dịch bệnh, nguồn thức ăn cũng như các rủi ro về thiên tai xảy ra bất thường như cháy, lũ lụt hay hạn hán. 1. Mất tính biến dị di truyền Tính biến dị di truyền có tầm quan trọng đặc biệt vì nó cho phép quần thể sinh vật thích nghi được với những biến đổi của môi trường. Biến dị di truyền xảy ra do các cá thể có những dạng gene khác nhau được gọi là allen. Trong các quần thể nhỏ, tần số xuất hiện của các allen có thể thay đổi một cách ngẫu nhiên từ thế hệ này sang thế hệ khác mà điều này lại tùy thuộc vào cá thể được giao phối. Quá trình trên gọi là sự phân ly gen (genetic drift). Khi một allen có tần suất xuất hiện thấp trong một quần thể nhỏ thì xác suất mất mát ngẫu nhiên trong từng thế hệ là đáng kể. Các quần thể nhỏ mà có sự phân ly di truyền thường mẫn cảm hơn với các ảnh hưởng có hại đến gen, ví dụ như sự suy thoái do giao phối nội dòng, sự mất tính mềm dẻo tiến hóa (evolutionary flexibility) và sự suy thoái do giao phối xa. Những yếu tố nêu trên có thể góp phần làm giảm kích thước quần thể và tăng xác suất loài bị tuyệt chủng. Suy thoái do giao phối nội dòng (inbreeding depression): Trong các quần thể lớn của hầu hết các loài động vật, các cá thể thường không giao phối với các cá thể đồng huyết tộc gần mình. Sự giao phối nội dòng, ví dụ giữa cha mẹ và con cái, cháu chắt hay sự tự thụ tinh ở các loài lưỡng tính thường sẽ gây nên sự suy thoái cận dòng được đặc trưng bởi việc ít con cái, hoặc con cái không khoẻ mạnh hay vô sinh. Một cách lý giải hợp lý nhất cho sự suy thoái do giao phối nội dòng là nó cho phép biểu hiện những allen nguy hại được di truyền lại từ cha mẹ. Suy thoái do giao phối xa (outbreeding depression): Khi một loài trở nên hiếm hay nơi cư trú của nó bị hủy hoại thì sự giao phối xa - tức là giao phối khác loài - có thể xảy ra. Những cá thể không có khả năng tìm được những cá thể cùng loài để giao phối thì có thể giao phối với một loài họ hàng. Kết quả là con cái của chúng thường yếu hay bất thụ do thiếu sự tương đồng của các 5 nhiễm sắc thể cũng như không có hệ enzym thích hợp được di truyền từ những cha mẹ khác loài. Hiện tượng đó được gọi là sự thoái hóa do giao phối xa. Sự suy thoái do giao phối xa cũng có thể là kết quả của sự giao phối giữa các loài phụ hay giữa các quần thể của cùng một loài. Mất tính mềm dẻo tiến hóa: những allen hiếm và những tổ hợp allen bất thường tuy chưa thể hiện ngay những ưu điểm của mình song rất có thể lại vô cùng thích hợp trong những điều kiện môi trường trong tương lai. Sự suy thoái tính biến dị di truyền trong những quần thể cực nhỏ có thể sẽ hạn chế khả năng phản ứng của quần thể với những biến đổi dài hạn của môi trường. Một khi không có đủ tính biến dị di truyền, các loài có thể bị tuyệt diệt. Kích thước quần thể có hiệu quả (effective population size): cần bao nhiêu cá thể để có thể duy trì được tính đa dạng sinh học trong một quần thể? Franklin (1980) cho rằng 50 cá thể có thể là số lượng tối thiểu cần thiết để duy trì tính biến dị di truyền. Thông qua việc sử dụng các số liệu về tỷ lệ đột biến ở ruồi giấm Drosophila, Franklin đã gợi ý rằng, trong những quần thể có 500 cá thể, tỷ lệ biến dị di truyền mới hình thành do đột biến có thể bằng với tính biến dị di truyền bị mất đi bởi kích thước nhỏ của quần thể. Dãi giá trị này được gọi là nguyên tắc 50/500, tức là các quần thể cách ly cần phải có ít nhất 50 cá thể và lý tưởng hơn là có 500 cá thể nhằm duy trì tính biến dị di truyền của quần thể đó. Nguyên tắc 50/500 không dễ áp dụng trong thực tế vì với giả thiết rằng một quần thể là tập hợp của N cá thể trong đó tất cả các cá thể đều cùng có khả năng giao phối và sinh sản. Tuy nhiên, nhiều cá thể trong một quần thể lại không sinh sản được vì những lý do như tuổi tác, sức khoẻ yếu, vô sinh, suy dinh dưỡng, cơ thể nhỏ bé hoặc do các cấu trúc xã hội đã cản trở không cho một vài cá thể tìm ra “bạn đời” của mình. Do những yếu tố nêu trên nên kích thước quần thể có hiệu quả (Ne) của những cá thể trong độ tuổi sinh sản thường là nhỏ hơn kích thước thực của quần thể (actual population size). Vì tỷ lệ mất tính biến dị di truyền là dựa vào kích thước quần thể có hiệu quả nên sự suy thoái tính biến dị có thể rất trầm trọng ngay cả khi kích thước thực tế của quần thể là khá lớn. Một quần thể có kích thước hiệu quả nhỏ hơn kích thước thực tế có thể xuất hiện trong những điều kiện sau: Tỷ lệ giới tính không tương xứng: do ngẫu nhiên mà quần thể có thể có tỷ lệ không tương xứng giữa con đực và con cái. Ví dụ, quần thể của các loài đơn giao (monogamous) như loài ngỗng gồm 20 con đực và 6 con cái thì chỉ có 12 cá thể sẽ tham gia vào họat động giao phối. Trong trường hợp này, kích thước quần thể có hiệu quả là 12 chứ không phải là 26. Ở những nhóm động vật tạp giao khác (polygamuos), ví dụ như ở hải cẩu, một con đực có ưu thế có thể cai quản một số lượng lớn con cái và ngăn cản không cho các con đực khác giao phối với những con cái dưới quyền cai 6 quản của nó. Ảnh hưởng của số lượng không tương xứng giữa con đực và con cái đến kích thước thực Ne có thể mô tả theo công thức: Ne = fm fm NN NN + 4 Trong đó Nm và Nf là số cá thể đực và cái trong quần thể. Sự biến động về sản phẩm sinh sản: ở nhiều loài, số lượng con non của từng cá thể thường có sự khác nhau đáng kể. Điều này càng đúng hơn với thực vật mà trong đó một số cây chỉ có thể sinh ra một vài hạt trong khi đó có những cây khác lại sinh ra hàng ngàn vạn hạt. Việc sinh ra một số con cái không đồng đều trong quần thể sẽ dẫn đến sự suy giảm đáng kể của Ne do một số ít cá thể trong thế hệ hiện tại đã tạo nên sự không cân đối trong quỹ gen của thế hệ tiếp theo. Những dao động bất thường và những cản trở quần thể: đối với một số loài, kích thước quần thể dao động đáng kể từ thế hệ này sang thế hệ khác, làm cho kích thước quần thể có hiệu quả sẽ dao động trong khoảng từ thấp nhất đến cao nhất. Như vậy chỉ cần một năm có sự suy giảm lớn về số lượng cá thể trong quần thể sẽ kéo theo sự giảm sút đáng kể của Ne. Nguyên tắc này kéo theo một hiện tượng gọi là cản trở quần thể (population bottleneck), khi một quần thể bị giảm kích thước nghiêm trọng thì những allen hiếm trong quần thể sẽ bị mất đi nếu không có cá thể nào mang những allen này sống sót và sinh sản. Một loại cản trở đặc biệt thường gọi là hiệu ứng lập đàn (founder effect) sẽ xuất hiện khi một vài cá thể rời bỏ quần thể lớn để thành lập một quần thể mới. Quần thể mới này thường có ít tính biến dị di truyền so với quần thể lớn nguyên thủy. 2. Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể Trong điều kiện môi trường ổn định lý tưởng, một quần thể sẽ phát triển cho đến khi đạt mức cao nhất khả năng chịu tải của môi trường. Tới ngưỡng này, tỷ lệ sinh trung bình trên một cá thể là sẽ ngang bằng với tỷ lệ chết trung bình và sẽ không có sự thay đổi nào về kích thước của quần thể. Tuy nhiên, trong thực tế, các cá thể của một quần thể thường không sinh ra một số lượng con cái trung bình mà hoặc là không sinh sản, hoặc số con cái ít hơn bình quân, hoặc là nhiều hơn bình quân. Chừng nào kích thước quần thể còn lớn thì trị số trung bình sẽ cung cấp những chỉ số chính xác về hiện trạng đang tiếp diễn trong quần thể. Tương tự, tỷ lệ chết trung bình trong một quần thể có thể được xác định thông qua nghiên cứu một số lượng lớn các cá thể trong quần thể. Khi kích thước quần thể giảm dưới 50 cá thể, sự khác nhau ở mỗi cá thể về sức sống được thể hiện bằng tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết sẽ gây nên dao động kích thước quần thể một cách ngẫu nhiên. Nếu kích thước quần thể dao động theo chiều đi xuống trong một năm nào đó do tỷ lệ chết cao hơn và tỷ lệ sinh thấp hơn so với giá trị trung bình thì kết quả là quần thể bị thu nhỏ và sẽ trở 7 nên mẫn cảm hơn so với những yếu tố biến động số lượng trong những năm tiếp theo. Những dao động ngẫu nhiên về kích thước quần thể theo chiều hướng tăng lên thì cuối cùng sẽ bị giới hạn bởi khả năng chịu tải của môi trường và sau đó quần thể lại dao động theo chiều đi xuống. Do vậy, mỗi khi quần thể bị thu nhỏ lại do nơi cư trú bị phá hủy hay bị chia cắt thì sự biến động số lượng quần thể sẽ trở thành một yếu tố quan trọng và quần thể đó rất dễ bị tuyệt chủng. Ở nhiều loài động vật, các quần thể nhỏ thường không ổn định do cấu trúc xã hội bị phá vỡ khi quần thể giảm xuống đến một mức nhất định nào đó. Các đàn động vật ăn cỏ hay các đàn chim có thể không có khả năng tìm kiếm thức ăn hay tự bảo vệ mình khi số lượng cá thể trong quần thể của chúng bị giảm xuống đến một mức nhất định. Những động vật săn bắt mồi theo bầy như chó hoang hay sư tử có thể cần phải có một số lượng cá thể nhất định nào đó thì mới săn mồi có hiệu quả. Rất nhiều quần thể của loài động vật sống trong những khu phân bố rộng lớn như gấu hay cá voi có thể sẽ không tìm được bạn đời cho mình một khi mật độ quần thể ở mức quá thấp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Allee (Allee effect). 3. Sự biến đổi môi trường và các thiên tai Những biến đổi ngẫu nhiên về môi trường sinh học và vật lý có thể gây nên những biến đổi về cấu trúc quần thể của một loài. Qua các nỗ lực mô hình hoá do Menges (1992) và một số người khác thực hiện đã cho thấy sự biến đổi ngẫu nhiên về môi trường nói chung có ảnh hưởng quan trọng hơn so với sự biến động ngẫu nhiên về số lượng quần thể, làm gia tăng tỷ lệ tuyệt chủng của các quần thể cở vừa và nhỏ. Menges đã đưa các thông số biến đổi môi trường vào một số mô hình quần thể cây cọ. Trong trường hợp mô hình chỉ xem xét sự biến đổi về số lượng quần thể thì kết quả đã cho thấy với kích thước nhỏ nhất mà quần thể có thể tồn tại trong vòng 100 năm là 140 cá thể. Tuy nhiên, khi đưa thêm các yếu tố biến đổi các thông số môi trường vào thì giá trị này đã tăng lên 380 cá thể. 4. Những cơn lốc tuyệt chủng (Extinction vortices) Một quần thể càng nhỏ thì nó càng dễ bị tổn thương bởi những biến đổi về số lượng, các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền; ảnh hưởng của các yếu tố này có xu hướng làm cho quần thể giảm kích thước, dần trở nên nhỏ hơn rồi bị tuyệt chủng với tốc độ được ví như là một cơn lốc tuyệt chủng. Ba yếu tố biến đổi môi trường, biến động số lượng quần thể và mất tính biến dị di truyền luôn tác động với nhau nên sự thu hẹp kích thước quần thể do một yếu tố gây ra sẽ làm tăng tính mẫn cảm của quần thể với các yếu tố khác. Một khi kích thước quần thể đã bị thu nhỏ thì hậu quả thông thường là tuyệt diệt, trừ khi có các điều kiện cực kỳ thích hợp cho sự gia tăng kích thước quần thể. Những quần thể như thế, đòi hỏi phải có một chương trình quản lý quần thể và nơi cư trú được tiến hành một cách cẩn thận nhằm giảm bớt những biến 8 động về số lượng và tác động các yếu tố môi trường từ đó hạn chế đến mức thấp nhất những tác động đối với các quần thể nhỏ. Hình 3.1. Cơn lốc tuyệt chủng II. Quần thể biến thái (Metapopulation) (Tùng, 2 cô gái) 1. Khái niệm Trải qua thời gian dài, quần thể của một loài có thể bị mất đi do tuyệt chủng cục bộ ở một vùng nào đó và các quần thể mới có thể sẽ được hình thành ở những vùng thích hợp gần đó. Hệ thống tạm thời này hay những quần thể biến động số lượng được liên kết với nhau nhờ sự di nhập được gọi là quần thể biến thái. Quần thể biến thái là tập hợp các quần thể nhỏ (subpopulations) của một loài sống biệt lập trong mỗi mảnh nhỏ của nơi cư trú trong một vùng sinh cảnh, tồn tại được do sự cân bằng giữa tuyệt chủng cục bộ và phục hồi của các quần thể, nhờ vào sự di nhập các cá thể từ một hoặc một vài quần thể này tới các quần thể khác. 2. Quần thể trung tâm, quần thể vệ tinh Các quần thể biến thái thường có một vài quần thể trung tâm và các quần thể vệ tinh. Các quần thể mà ở đấy có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể cao, tạo ra một số lượng cá thể dư thừa được gọi là các quần thể trung tâm hay quần thể gốc (source- population). Số lượng cá thể dư thừa từ các quần thể trung tâm này, sẽ di nhập vào các quần thể có tỷ lệ gia tăng số lượng cá thể thấp, thường bị tuyệt chủng cục bộ, được gọi là các quần thể vệ tinh (hay quần thể suy thoái - sink population). Các quần thể vệ tinh có thể lớn hơn các quần thể trung tâm, thậm chí có thể có số lượng cá thể lớn hơn, nhưng do chất lượng nơi cư trú Quần thể nhỏ Giao phối gần Phân ly di truyền Mất biến dị di truyền Tỷ lệ sMột quần thể càng nhỏ thì nó càng dễ bị tổn thương bởi những biến đổi về số lượng, các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền; ảnh hưởng của các yếu tố này có xu hướng làm cho quần thể giảm kích thước, dần trở nên nhỏ hơn rồi bị tuyệt chủng với tốc độ được ví như là một cơn lốc tuyệt chủng. Ba yếu tố biến đổi môi trường, biến động số lượng quần thể và mất tính biến dị di truyền luôn tác động với nhau nên sự thu hẹp kích thước quần thể do một yếu tố gây ra sẽ làm tăng tính mẫn cảm của quần thể với các yếu tố khácinh thấp Tỷ lệ tử cao Quần thể nhỏ hơn Giảm sức sống và khả năng thích ứng 9 thấp nên các quần thể vệ tinh có thể tuyệt chủng nếu không có sự di nhập cá thể từ các quần thể trung tâm. Sự di nhập các cá thể từ quần thể trung tâm tới các quần thể vệ tinh bảo đảm cho sự tồn tại của quần thể biến thái. Đối với các quần thể biến thái, sự phá huỷ nơi cư trú của một quần thể trung tâm có thể sẽ dẫn đến sự tuyệt chủng của các quần thể vệ tinh, vốn là những quần thể phụ thuộc nhiều vào quần thể trung tâm. Những nhiễu động do con người tạo ra gây cản trở cho sự di nhập của các cá thể như rào chắn, đường sá, đập nước, cũng có thể làm giảm tốc độ nhập cư giữa các khu vực cư trú khác nhau của loài và từ đó làm giảm, thậm chí làm mất đi khả năng tái lập quần thể sau khi xảy ra sự tuyệt chủng cục bộ. III. Sinh thái học cá thể (Autecology) Điểm then chốt để bảo tồn và quản lý một loài hiếm, đang có nguy cơ tuyệt chủng là phải hiểu biết đầy đủ về mối quan hệ sinh học của loài đó với môi trường chung quanh và tình trạng quần thể của loài đó. Những thông tin như thế thường được gọi là lịch sử tự nhiên (natural history), hoặc đôi khi được gọi một cách đơn giản là Sinh thái học (Ecology), trong khi thực ra theo nguyên tắc khoa học thì việc tìm hiểu chỉ một loài nào đó sẽ được gọi là Sinh thái học cá thể (Autecology). Dưới đây là các nhóm câu hỏi về sinh thái học cá thể cần được làm sáng tỏ khi tiến hành thiết kế và thực hiện một cách có hiệu quả những chương trình bảo tồn ở mức quần thể.  Môi trường: loài này được tìm thấy trong những dạng cư trú nào và diện tích mỗi nơi cư trú đó là bao nhiêu? Môi trường biến đổi như thế nào qua thời gian và không gian? Tần suất môi trường bị tác động bởi thiên tai như thế nào?  Sự phân bố: loài được tìm thấy tại đâu trong nơi cư trú? Loài này có di chuyển và di cư giữa các nơi cư trú, các vùng địa lý trong khoảng thời gian một ngày hay một năm không? Khả năng tạo thêm nơi cư trú mới của loài ra sao?  Những mối tương tác sinh học: loài cần loại thức ăn gì và các nhu cầu khác cần có là gì? Những loài cạnh tranh thức ăn và các nhu cầu khác? Có những vật ăn mồi, sâu hại và các ký sinh trùng nào có tác động đến kích thước quần thể loài?  Hình thái học: với kích thước, hình dạng, màu sắc và bề mặt cơ thể như thế nào thì cho phép loài tồn tại trong môi trường sinh sống của nó?  Sinh lý học: các cá thể của một loài cần bao nhiêu lượng thức ăn, nước, muối khoáng và các chất cần thiết khác để có thể tồn tại, sinh trưởng và sinh sản? Mỗi cá thể sử dụng nguồn nói trên với hiệu suất như thế nào? Loài có thể Tỷ lệ sMột quần thể càng nhỏ thì nó càng dễ bị tổn thương bởi những biến đổi về số lượng, các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền; ảnh hưởng của các yếu tố này có xu hướng làm cho quần thể giảm kích thước, dần trở nên nhỏ hơn rồi bị tuyệt chủng với tốc độ được ví như là một cơn lốc tuyệt chủng. Ba yếu tố biến đổi môi trường, biến động số lượng quần thể và mất tính biến dị di truyền luôn tác động với nhau nên sự thu hẹp kích thước quần thể do một yếu tố gây ra sẽ làm tăng tính mẫn cảm của quần thể với các yếu tố khácinh thấp 10 [...]... sinh thái là so sánh các ưu tiên về đa dạng sinh học với các khu bảo tồn đã có hoặc sắp thành lập Sự so sánh này có thể sẽ xác định được những lỗ hổng trong bảo tồn đa dạng sinh học bằng cách thành lập các khu bảo tồn mới Ở qui mô quốc gia, đa dạng sinh học được bảo vệ có hiệu quả nhất bằng cách bảo đảm rằng tất cả các dạng hệ sinh thái chủ yếu đều nằm trong các khu bảo tồn Hệ thống thông tin địa lý (GIS)... đại đa dạng sinh học (Megadiversity) Khái niệm về đại đa dạng sinh học được đề nghị lần đầu tiên khi viện Smithsonian tổ chức Hội nghị về Đa dạng Sinh học vào năm 1998 25 Theo cách tiếp cận này, những quyền tập trung ưu tiên vào đa dạng sinh học được hiểu theo nghĩa một đơn vị chính trị hơn là một thuật ngữ sinh thái Điều này công nhận một số ít đơn vị (17 nước) là trung tâm có độ đa dạng sinh học. .. như phục hồi các hệ sinh thái bị suy thoái cũng được đề cập Số tiết: 10 Nội dung: Bảo tồn các quần xã sinh vật nguyên vẹn là cách bảo tồn có hiệu quả nhất toàn bộ tính đa dạng sinh học Có 3 cách bảo tồn quần xã sinh vật, đó là xây dựng các khu bảo tồn, thực hiện các biện pháp bên ngoài các khu bảo tồn và phục hồi các quần xã sinh vật tại các nơi cư trú bị suy thoái I Các khu bảo tồn Một trong những... bảo tồn Các điểm nóng đa dạng sinh học là những vùng đang bị đe doạ và chứa một tỷ lệ cao đa dạng sinh học trên thế giới Các vùng này cần phải được bảo tồn ngay để chống lại việc mất mát của các loài do tuyệt chủng Mục tiêu của khái niệm điểm nóng là những nơi bị đe dọa lớn nhất tới số loài lớn nhất và cho phép những nhà bảo tồn tập trung những nổ lực về chi phí hiệu quả ở đó 25 điểm nóng đa dạng sinh. .. 3 BẢO TỒN Ở CẤP QUẦN XÃ Mục tiêu: Giới thiệu về số lượng, mục tiêu quản lý tổng hợp đối với các phân hạng hiện thời của IUCN và WCPA về các khu bảo tồn trên thế giới Trình bày các phương pháp tiếp cận để thiết lập các ưu tiên cho bảo tồn; các điểm nóng đa dạng sinh học, các đơn vị đại đa dạng sinh học và các khu hoang dã trên thế giới Những vấn đề về thiết kế các khu bảo tồn, quản lý các khu bảo tồn. .. bảo tồn hoạt động rất ít hay hầu như không hoạt động (các “khu bảo tồn giấy”) • Mạng lưới khu bảo tồn hiện nay còn quá nhỏ IUCN 1993, chủ trương rằng ít nhất 10% diện tích của mỗi quốc gia phải được bảo tồn Diện tích giành cho các khu bảo tồn biển còn thấp hơn nhiều (0,5% diện tích dại dương) mặc dù các lợi ích của các khu bảo tồn biển rất to lớn về đa dạng sinh học bên trong và bên ngoài các khu bảo. .. chung và đơn giản trong việc thiết kế các khu bảo tồn bởi vì mọi tình huống bảo tồn đều đòi hỏi sự quan tâm đặc biệt Những câu hỏi then chốt mà các nhà bảo tồn cố gắng giải quyết là: • Một khu bảo tồn cần rộng đến mức nào để bảo tồn được loài? • Tạo ra một khu bảo tồn lớn tốt hơn hay tạo ra nhiều khu bảo tồn nhỏ tốt hơn? • Cần phải bảo vệ trong khu bảo tồn bao nhiêu cá thể của một loài nguy cấp là... hoạt động nghiên cứu và bảo vệ môi trường vào cùng một địa điểm VI Bảo tồn bên ngoài các khu bảo tồn Khoảng 90% đất đai trên trái đất là nằm ngoài diện tích các khu bảo tồn Đa phần các đất đai nằm ngoài các khu bảo tồn vẫn chưa bị con người sử dụng triệt để và vẫn là nơi sinh sống nguyên thủy của sinh giới Do phần lớn diện tích đất đai ở hầu hết các nước là không thuộc khu bảo tồn nên rất nhiều loài... khu bảo tồn để bảo vệ nơi ở là một trong những phương pháp hữu hiệu nhất để bảo tồn đa dạng sinh học Theo danh sách của Liên hiệp quốc 2003, có 102.102 khu bảo vệ trên toàn thế giới, với diện tích 18,8 triệu km2 chiếm 12,65% diện tích bề mặt trái đất Mặc dù đã có những hiệu quả nhất định, các khu bảo tồn vẫn còn một số bất cập Có nhiều tiếp cận để thiết lập các ưu tiên cho bảo tồn đa dạng sinh học dựa... đích bảo tồn 2 Sinh thái học cảnh quan Sinh thái học cảnh quan nghiên cứu các kiểu nơi cư trú ở qui mô vùng và ảnh hưởng của chúng đến sự phân bố của loài và các quá trình sinh thái Theo định nghĩa của Forman và Godron (1986), cảnh quan là một vùng mà tại đó một nhóm các hệ sinh thái được lặp lại theo cùng một kiểu hình Sinh thái học cảnh quan có tầm quan trọng trong việc bảo vệ tính đa dạng sinh học