Nghiên cứu đa dạng côn trùng nước ở một số suối thuộc lưu vực sông mã, tỉnh thanh hóa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC Trƣởng A Tài NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÔN TRÙNG NƢỚC Ở MỘT SỐ SUỐI THUỘC LƢU VỰC SƠNG MÃ, TỈNH THANH HĨA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC Trƣởng A Tài NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÔN TRÙNG NƢỚC Ở MỘT SỐ SUỐI THUỘC LƢU VỰC SƠNG MÃ, TỈNH THANH HĨA Chun ngành: Động vật học Mã số: 60420103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN VỊNH Hà Nội - Năm 2014 Hà Nội - Năm 2012 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Văn Vịnh, người thầy tận tình dạy bảo, hướng dẫn định hướng cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo, cán nghiên cứu công tác môn Động vật Không xương sống, tạo điều kiện cho tơi q trình học tập nghiên cứu môn Tôi xin chân thành cảm ơn anh, chị bạn Viện Sinh thái Bảo vệ cơng trình – Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam hỗ trợ tạo điều kiện cho trình thực địa nghiên cứu đề tài Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè, thầy người động viên, giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Trƣởng A Tài MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .1 Chƣơng - TỔNG QUAN TÀI LIỆU .2 1.1 Tình hình nghiên cứu trùng nƣớc giới .2 1.2 Tình hình nghiên cứu côn trùng nƣớc Việt Nam 15 1.3 Điều kiện tự nhiên, xã hội đa dạng sinh học lƣu vực sông Mã thuộc tỉnh Thanh Hóa 24 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 24 1.3.2 Giá trị văn hóa - xã hội 28 1.3.3 Một số nghiên cứu đa dạng sinh học lƣu vực sông Mã 29 Chƣơng - THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Thời gian nghiên cứu 31 2.2 Địa điểm nghiên cứu 31 2.3 Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 36 2.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 36 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .36 2.3.3 Xử lý số liệu 39 Chƣơng - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40 3.1 Thành phần lồi trùng nƣớc khu vực nghiên cứu 40 3.1.1 Thành phần loài Phù du (Ephemeroptera) 41 3.1.2 Thành phần lồi Cánh lơng (Trichoptera) 43 3.1.3 Thành phần loài Chuồn chuồn (Odonata) 43 3.1.4 Thành phần loài Cánh cứng (Coleoptera) 44 3.1.5 Thành phần loài Cánh nửa (Hemiptera) 44 3.1.6 Thành phần loài Hai cánh (Diptera) 45 3.1.7 Thành phần loài Cánh vảy (Lepidoptera) 45 3.1.8 Thành phần loài Cánh úp (Plecoptera) 46 3.1.9 Thành phần loài Cánh rộng (Megaloptera) 46 3.2 So sánh thành phần loài côn trùng nƣớc điểm nghiên cứu 52 3.3 So sánh mật độ côn trùng nƣớc điểm nghiên cứu 53 3.4 Đánh giá mức độ tƣơng đồng thành phần loài điểm nghiên cứu 55 3.5 Loài ƣu số đa dạng 57 3.6 Các nhóm dinh dƣỡng chức 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Cấu trúc thành phần lồi trùng nƣớc khu vực nghiên cứu 40 Bảng 3.2 Danh sách thành phần lồi trùng nƣớc khu vực nghiên cứu 46 Bảng 3.3 Số lồi trùng nƣớc điểm thu mẫu 52 Bảng 3.4 Chỉ số tƣơng đồng Jaccard – Sorensen (%) điểm nghiên cứu 55 Bảng 3.5 Loài ƣu thế, số loài ƣu (DI), số Magalef (d) số Đa dạng sinh học Shannon – Weiner (H’) .58 Bảng 3.6 Các nhóm dinh dƣỡng chức côn trùng nƣớc .60 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ điểm thu mẫu lƣu vực sông Mã 35 Hình 3.1 Tỷ lệ % số lồi theo côn trùng nƣớc khu vực nghiên cứu 41 Hình 3.2 Số lồi trùng nƣớc điểm thu mẫu 53 Hình 3.3 Số cá thể trùng nƣớc điểm nghiên cứu 54 (trên đơn vị diện tích 0,25m2) 54 Hình 3.4 Sự tƣơng đồng thành phần loài điểm nghiên cứu 56 Hình 3.5 Tỷ lệ % nhóm dinh dƣỡng chức côn trùng nƣớc khu vực nghiên cứu 61 MỞ ĐẦU Côn trùng nƣớc lồi trùng sống nƣớc có giai đoạn sống nƣớc vòng đời chúng Chúng chiếm số lƣợng loài nhƣ số lƣợng cá thể lồi lớn mơi trƣờng nƣớc, lồi trùng nƣớc thích nghi với dạng thủy vực nƣớc chảy nƣớc đứng Với đặc điểm nên mơi trƣờng nƣớc tự nhiên chúng giữ vai trò mắt xích chuỗi lƣới thức ăn, nhiều lồi trùng nƣớc nhạy cảm với biến đổi môi trƣờng nƣớc, chúng sống môi trƣờng nƣớc nên từ lâu côn trùng nƣớc đƣợc nhà nghiên cứu sử dụng nhƣ sinh vật thị cho mơi trƣờng nƣớc Việt Nam nằm đới khí hậu nóng ẩm có hệ thống sơng suối dày đặc, có số lƣợng trùng nƣớc phong phú nên thu hút quan tâm nhà khoa học nƣớc, nhiên nghiên cứu hầu hết tập trung chủ yếu khu bảo tồn vƣờn quốc gia Sông Mã sơng lớn Việt Nam lƣu vực sơng có nhiều suối, với hệ động động vật thực vật phong phú nên đƣợc nhà khoa học quan tâm đến việc nghiên cứu xây dựng thành khu bảo tồn thiên nhiên, nhiên chƣa có nhiều nghiên cứu côn trùng nƣớc khu vực Vì vậy, chúng tơi tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu đa dạng côn trùng nƣớc số suối thuộc lƣu vực sơng Mã, tỉnh Thanh Hóa”, nhằm mục đích: - Xác định thành phần lồi trùng nƣớc số suối lƣu vực sông Mã thuộc tỉnh Thanh Hóa - Đánh giá số đặc điểm quần xã côn trùng nƣớc khu vực nghiên cứu Chƣơng - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu trùng nƣớc giới Từ đặc điểm côn trùng nƣớc nhƣ: đa dạng lồi, hình thái cấu tạo, thích nghi với điều kiện khác môi trƣờng nƣớc, nhạy cảm với biến đổi hệ sinh thái có ảnh hƣởng đến đời sống ngƣời nên côn trùng nƣớc sớm đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều nƣớc giới đặc biệt nƣớc phát triển Đến côn trùng nƣớc đƣợc xác định có thƣờng gặp Phù du (Ephemeroptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh úp (Plecoptera), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh lông (Tricoptera), Cánh cứng (Coleoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh rộng (Megaloptera) Cánh vảy (Lepidoptera) Những nghiên cứu côn trùng thƣờng tập trung vào việc định loại, nhiều nhà khoa học công bố hàng loạt công trình nghiên cứu trùng nƣớc nhƣ: McCafferty (1983) [47], Merritt Cummins (1996) [48],…Các nghiên cứu đƣa khóa định loại tới giống, chí tới lồi trùng nƣớc dựa vào đặc điểm hình thái giai đoạn trƣởng thành giai đoạn ấu trùng Bên cạnh tác giả đề cập đến số ứng dụng chúng sinh thái học Bên cạnh việc nghiên cứu phân loại học, nhà nghiên cứu tập trung vào việc nghiên cứu biến động quần thể côn trùng, mối quan hệ dinh dƣỡng, đáp ứng yêu cầu sinh thái học (Resh Rosenberg, 1984) [68], (Cummins, 1996) [48] Từ việc nghiên cứu biến động quần thể côn trùng ứng dụng đƣợc đời nhƣ việc sử dụng côn trùng nƣớc làm sinh vật thị chất lƣợng nƣớc đƣợc áp dụng khắp giới từ châu Âu đến châu Á, số tác giả lĩnh vực nhƣ: Wilhm Dorris (1968) [87], Morse, Yang, Tian (1994) [52], Subramanian Sivaramakrishnan (2007) [78] Ngoài nghiên cứu riêng rẽ côn trùng nƣớc nghiên cứu quần xã côn trùng nƣớc khu vực nghiên cứu đặc biệt đƣợc ý, có mặt nhóm trùng nƣớc địa điểm nghiên cứu cung cấp nhiều thông tin sinh cảnh khu vực nghiên cứu nhƣ đặc điểm nguồn dinh dƣỡng, đặc điểm độ chiếu sáng nhƣ môi trƣờng đáy Ngồi ta xác định số đa dạng sinh học nhƣ số Shannon – Weiner quần xã côn trùng nƣớc khu vực nghiên cứu, so sánh đa dạng chúng vị trí nghiên cứu đầu nguồn, nguồn, cuối nguồn, điểm khác khu vực nghiên cứu, số đa dạng đƣợc ứng dụng việc thị chất lƣợng nƣớc khu vực đƣợc nghiên cứu Ở Pháp số khu vực Châu Âu, nghiên cứu Mi - Young Song, Fabien Leprieur cộng (2008) [49] việc đánh giá số liên quan đến côn trùng nƣớc (Ephemeroptera, Plecoptera,Trichoptera, Coleoptera (EPTC)) cho thấy suối khu nơng nghiệp có độ đa dạng loài nhƣ mật độ thấp so với suối rừng Các nghiên cứu đa dạng côn trùng nƣớc ứng dụng thị chất lƣợng nƣớc đƣợc nghiên cứu nhiều nƣớc giới, nghiên cứu tập trung vào việc định loại côn trùng thuộc trùng nƣớc qua xác định số đa dạng sinh học khu vực đƣợc nghiên cứu Ở Châu Á nghiên cứu đƣợc thực nhiều Ấn Độ kể đến nghiên cứu tác giả Jenila, RadhaKrishnan Nair (2013) [40], Rajnish Kumar Sharma and Nirupma Agrawal (2012) [67], Sarmistha Jana cộng (2009) [71] Các tác giả Trung Quốc nhƣ Chorng Bin Hsu, Ping - Shih Yang (2005) [27], Yang Lian Fang cộng (1992) [89], Malaysia kể đến tác giả Mohd Rasdi cộng (2010) [50], Việt Nam nghiên cứu đa dạng quần xã côn trùng nƣớc đƣợc nghiên cứu chủ yếu Nguyen cộng [54, 62, 70, 70] Việc sử dụng số sinh học đánh giá chất lƣợng nƣớc ngày trở nên phổ biến, số 50 số sinh học có số liên quan đến trùng nƣớc là: số phong phú lồi (Taxa (Species) Richness), số phong phú EPT (EPT Richness (Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera)), số sinh học Hilsenhoff (Hilsenhoff Biotic Index), mơ hình phần trăm tƣơng đồng (Percent Model Affinity (PMA)) [45] Đ4 Suối Luồng (luồng tiên), xã Thiết Kế - Bá Thƣớc - Thanh Hóa Đ5 Sơng Lò, Xn Phú - Quan Hóa- Thanh Hóa Đ6 Suối Kéo, Thanh Xuân - Quan Hóa - Thanh Hóa Đ7 Suối Pƣng, xã Phú Lệ - Quan Hóa - Thanh Hóa Đ8 Suối Táo, Táo - Trung Lý - Mƣờng Lát - Thanh Hóa Đ9 Suối Trà Lan, Trà Lan - Mƣờng Lý - Mƣờng Lát – Thanh Hóa Đ10 Suối Poong, làng Poong - thị trấn Mƣờng Lát - Mƣờng Lát - Thanh Hóa Đ11 Suối Na Khà, Na Khà - Tén Tằn - Mƣờng Lát - Thanh Hóa Đ12 Suối Sim, Tén Tằn - Mƣờng Lát - Thanh Hóa Phụ lục Một số hình ảnh trùng nƣớc khu vực nghiên cứu (Nguồn: Trưởng A Tài, 2014) Choroterpides major Ecdyonurus landai Notacanthella commodema Cinticostella notata Ephemera hainanensis Teloganodes tristis Gestroiella limnocoroides - mặt bụng Heleocoris ovatus - mặt bụng Simulium sp Gestroiella limnocoroides - mặt lƣng Heleocoris ovatus - mặt lƣng Eoophyla sp Neoperla sp Odobrevia sp Protohermes sp Jaechanax dentatus Phụlục 3: Thành phần lồi số lƣợng cá thể trùng nƣớc điểm thu mẫu STT Bậc phân loại Đ1 ĐT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Bộ Phù du (Ephemeroptera) Họ Baetidae Acentrella sp Baetiella trispinata Tong and Dudgeon, 2000 Baetiella sp Baetiella sp Baetis sp Baetis sp Baetis sp Centroptella sp Cloeon sp Labiobaetis sp Labiobaetis sp Labiobaetis sp Nigrobaetis sp Nigrobaetis sp Platybaetis edmundsi Müller-Liebenau, 1980 Platybaeris sp Procloeon sp Họ Ephemeridae Ephemera hainanensis You & Gui, 1995 Ephemera serica Eaton, 1871 Đ2 ĐT Đ3 NC ĐT NC Đ4 ĐT Đ5 Đ6 Đ7 Đ8 Đ9 Đ10 Đ11 Đ12 NC ĐT NC ĐT NC ĐT NC ĐT NC ĐT ĐT NC ĐT NC ĐT 14 8 2 13 29 11 NC 1 11 55 10 2 9 10 15 23 1 1 2 1 17 24 5 2 10 295 1 4 1 1 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Ephemera sp Họ Ephemerellidae Notacanthella perculta Allen, 1971 Teloganopsis jinghongensis Xu, You & Hsu, 1984 Torleya nepalica Allen & Edmunds, 1963 Cincticostella notata Teloganopsis oriens Jacobus & McCafferty, 2006 Notacanthella commodema Allen, 1971 Họ Heptagenidae Paegniodes dao Nguyen and Bae, 2004 Trichogenia maxillaries Braasch & Soldán, 1988 Ecdyonurus landai Braasch and Soldán, 1984 Ecdyonurus cervina Braasch & Soldán, 1984 Afronurus philippinensis Flowers & Pescador, 1984 Asionurus primus Braasch & Soldán, 1986 Compsoneuria thienenmanni Ulmer, 1939 Afronurus mnong Nguyen and Bae, 2003 Epeorus hieroglyphicus Braasch & Soldán, 1984 Họ Leptophlebiidae Choroterpides major Ulmer, 1939 Choroterpes trifurcata Ulmer, 1939 Choroterpes vitata Nguyen & Bae, 2003 Họ Caenidae Caenis cornigera Kang & Yang, 1994 Caenis sp Caenis sp Caenis sp 12 12 56 1 11 12 62 38 15 21 1 11 24 10 42 218 35 3 2 2 35 47 13 2 19 1 35 41 2 1 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 Họ Teloganodidae Teloganodes tristis Hagen, 1858 Họ Isonychiidae Isonychia formosana Ulmer, 1912 Họ Neoephemeridae Potamanthellus edmundsi Bae & McCafferty, 1998 Họ Prosopistomatidae Prosopistoma sinensis Tong&Dudgeon,2000 Họ Pothamanthidae Rhoenanthus magnnificus Ulmer, 1920 Bộ Cánh lông (Trichoptera) Họ Philopomatidae Wormaldia sp Chimarra sp Chimarra sp Họ Stenopsychidae Stenopsyche siamensis Martynov, 1931 Stenopsyche marmorata Mey, 1991 Họ Hydroptilidae Orthotrichia sp Họ Lepidostomatidae Lepidostoma sp Họ Limnephilidae Hesperphylax sp Họ Hydropsychidae Arctopsyche sp Amphipsyche sp 1 1 1 18 3 16 12 28 1 1 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 Ceratopsyche sp Ceratopsyche sp Ceratopsyche sp Ceratopsyche sp Ceratopsyche sp Cheumatopsyche sp Cheumatopsyche sp Cheumatopsyche sp Diplectrona sp Hydromanicus sp Hydromanicus sp Hydromanicus sp Hydropsyche sp Hydropsyche sp Hydropsyche sp Hydropsyche sp Macrostemun sp Potamyia flavida Potamyia sp Potamyia sp Họ Calamoceratidae Ganonema sp Họ Hydrobiosidae Apsilochorema sp Bộ Cánh nửa (Hemiptera) Họ Gerridae Amemboa sp 12 70 53 73 23 96 12 14 215 10 11 22 33 78 2 18 38 24 43 12 14 11 46 2 11 1 1 3 11 2 11 13 4 24 10 4 50 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 Họ Naucoridae Gestroiella limnocoroides Montandon, 1897 Naucoris sp Heleocoris ovatus Montandon, 1897 Laccocoris sp Họ Nepidae Cercotmetus sp Laccotrephes sp Họ Veliidae Rhagovelia sumatrensis Lundblad, 1933 Họ Aphelocheiridae Aphelocheirus sp Aphelocheirus aestivalis Fabricius, 1794 Họ Hebridae Nieserius sp Họ Helotrephidae Hydrotrephes sp Tiphotrephes sp Bộ Chuồn chuồn (Odonata) Họ Gomphidae Sinictinogomphus sp Gomphidia confluens Selys, 1878 Gustrogomphus sp Labrogomphus sp Ophiogomphus sp Sinogomphus sp Stylogomphus sp 1 2 42 2 1 1 1 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 Fukienogomphus sp Trigomphus sp Megalogomphus sp Phaenandrogomphus sp Leptogomphus sp Họ Libellulidae Brachythemis sp Pantala sp Sympetrum sp Crocothemis sp Crocothemis sp Macrodiplax sp Pseudothemis sp Sympetrum sp Lyriothemis sp Họ Corduliidae Epitheca sp Somatochlora sp Macromia sp Cordula sp Họ Protoneuridae Prodasineura sp Họ Coenagrionidae Argiocnemis rubescens Selys, 1877 Họ Calopterygidae Matrona sp Họ Euphaeidae 1 1 1 1 1 2 1 1 1 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 Euphaea subcostalis Selys, 1873 Bộ Cánh cứng (Coleoptera) Họ Dytiscyidae Laccobius sp.1 Họ Dryopidae Helichus sp Họ Elmidae Macronychus quadriterculatus Stenelmis sp Duberaphia sp Odobrevia sp Macrelmis sp Potamophilus sp Họ Halipidae Peltodytes edentulus Leconte, 1863 Họ Hydrophilidae Hydrobius fuscipes Linnaeus, 1758 Tropisternus sp Enochrus sp Họ Noteridae Hydrocoptus sp Họ Psephenidae Psephenoides subopacus Pic, 1954 Jaechanax dentatus Lee, Sato & Yang 2000 Nipponeubria sp Psephenoides sp Họ Scirtidae 1 1 1 1 1 1 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 Cyphon sp Bộ Hai cánh (Diptera) Họ Athericidae Atrichops sp Họ Chironomidae Nanocladius sp Chironomus sp Kiefferulus sp Thienemannimyia sp Họ Tipulidae Pedicia sp Tipula sp Limnophila sp Antocha sp Họ Simuliidae Simulium fenestratum Edwards, 1934 Simulium inthanonense Takaoka & Suzuki, 1984 Họ Ceratopogonidae Bezzia sp Họ Tabanidae Tabanus sp Bộ Cánh vảy (Lepidoptera) Họ Nymphulinae Nymphula sp Họ Crambidae Elophila interruptalis Pryer, 1877 Eoophyla sp 1 1 1 12 12 2 3 23 10 1 1 1 1 1 17 4 1 1 1 15 1 156 157 158 159 Paracymoriza sp Bộ Cánh úp (Plecoptera) Họ Perlidae Neoperla sp Bộ Cánh rộng (Megaloptera) Họ Corydalidae Protohermes sp Corydalus sp ĐT: định tính ĐC: định lƣợng nƣớc chảy 4 1 1 4 1 ... Nghiên cứu đa dạng côn trùng nƣớc số suối thuộc lƣu vực sơng Mã, tỉnh Thanh Hóa , nhằm mục đích: - Xác định thành phần lồi trùng nƣớc số suối lƣu vực sông Mã thuộc tỉnh Thanh Hóa - Đánh giá số. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA SINH HỌC Trƣởng A Tài NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÔN TRÙNG NƢỚC Ở MỘT SỐ SUỐI THUỘC LƢU VỰC SƠNG MÃ, TỈNH THANH HĨA Chun ngành: Động vật học Mã số: 60420103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA... vực đƣợc nghiên cứu Các nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nƣớc cung cấp dẫn liệu côn trùng nƣớc khu vực đƣợc nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu có liên quan Nghiên cứu Phù