Nghiên cứu thành phần loài và đặc trưng phân bố của kiến hymenoptera formicidae tại thạch thất hà nộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CỦA KIẾN (HYMENOPTERA: FORMICIDAE) TẠI THẠCH THẤT, HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC TRƯNG PHÂN BỐ CỦA KIẾN (HYMENOPTERA: FORMICIDAE) TẠI THẠCH THẤT, HÀ NỘI Chuyên ngành: Động vật học Mã số: 60420103 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Văn Quảng Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Văn Quảng, Bộ môn Động vật Không xương sống, Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tận tâm dạy hướng dẫn em suốt q trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy (cô) giáo Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên nhiệt tình giảng dạy cho em suốt trình học tập trường, đặc biệt quý Thầy (cô) Bộ môn Động vật Không xương sống tạo điều kiện giúp đỡ em nhiều q trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp Bộ mơn Để hồn thiện luận văn hơm nay, em xin gửi lời cảm ơn đến Ths Bùi Thanh Vân, Bộ môn Sinh học, Trường THPT chuyên Khoa học Tự nhiên, TS Bùi Tuấn Việt, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam PGS Katsuyuki Eguchi, Phịng thí nghiệm Hệ thống học Động vật, Khoa Khoa học Sinh học, Trường đại học Thủ Tokyo nhiệt tình giúp đỡ chuyên môn cho em Em gửi lời cảm ơn tới tất bạn, anh chị em phịng thí nghiệm, bạn bè đồng nghiệp khích lệ tinh thần, quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ em thực đề tài Cuối cùng, cho em gửi lời cảm ơn đến Bố, Mẹ, Vợ người thân, người bên cạnh em, hết lòng giúp đỡ, động viên tiếp sức cho em trình thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hồn chỉnh nhất, song em khơng thể tránh sai sót Em mong nhận thơng cảm góp ý q Thầy (cơ), bạn để luận văn hồn chỉnh Hà Nội, ngày tháng Học viên i năm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu thành phần loài đặc trưng phân bố kiến giới 1.2 Nghiên cứu thành phần loài đặc trưng phân bố kiến Việt Nam CHƯƠNG THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Đối tượng nghiên cứu 12 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu .12 2.3 Phương pháp nghiên cứu .17 2.3.1 Phương pháp thu mẫu thu mẫu thực địa 17 2.3.2 Phương pháp phân tích định loại mẫu vật 21 2.3.3 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Thành phần loài kiến Thạch Thất, Hà Nội 28 3.2 Phân tích cấu trúc thành phần lồi kiến khu vực nghiên cứu 36 3.3 So sánh thành phần loài kiến .40 3.4 Đặc trưng phân bố kiến Thạch Thất, Hà Nội 43 3.4.1 Đặc trưng phân bố theo sinh cảnh 43 3.4.2 Đánh giá mức độ đa dạng kiến sinh cảnh nghiên cứu 48 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, viết viết tắt tắt Ký hiệu, Giải nghĩa CAQ Cây ăn CNNDN Cây nông nghiệp dài ngày CNNNN Cây nông nghiệp ngắn ngày CBTC Cây bụi, trảng cỏ KBT Khu bảo tồn KDC Khu dân cư NTHN Nội thành Hà Nội RT Rừng trồng sc Sinh cảnh Loài chưa định loại thuộc mẫu Xuân Trường sp of XT TP Thành phố VQG Vườn quốc gia iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh sách địa điểm thu mẫu 14 Bảng 3.1 Số lượng taxon kiến thu phương pháp thu mẫu khác 28 Bảng 3.2 Danh sách thành phần loài kiến thu khu vực nghiên cứu .29 Bảng 3.3 Cấu trúc thành phần phân họ kiến khu vực nghiên cứu 36 Bảng 3.4 Số lượng tỷ lệ % số loài giống kiến khu vực nghiên cứu 38 Bảng 3.5 Cấu trúc thành phần phân họ kiến Thạch Thất 40 Bảng 3.6 Số lượng taxon kiến Thạch Thất địa điểm nghiên cứu khác Hà Nội .41 Bảng 3.7 Cấu trúc thành phần phân họ kiến vùng khác Hà Nội 41 Bảng 3.8 Số lượng giống, loài cá thể kiến thu sinh cảnh điều tra 43 Bảng 3.9 Số loài thuộc phân họ kiến thu sinh cảnh nghiên cứu 45 Bảng 3.10 Số loài phân họ kiến tương ứng với số sinh cảnh nghiên cứu 47 Bảng 3.11 Những loài kiến có độ thường gặp ≥ 50% sinh cảnh 48 Bảng 3.12 Chỉ số tương đồng Bray-Curtis thành phần loài kiến sinh cảnh nghiên cứu 54 Bảng 3.13 Các số đa dạng sinh học quần xã kiến sinh cảnh nghiên cứu 56 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu địa điểm thu mẫu 13 Hình 2.2 Một số sinh cảnh lựa chọn để thu mẫu 15 Hình 2.3 Một số sinh cảnh lựa chọn để thu mẫu (tiếp) 16 Hình 2.4 Bẫy hố (pitfall trap) đặt thực địa 18 Hình 2.5 Một bẫy chìm sinh cảnh Cây ăn 19 Hình 2.6 Thu mẫu trực quan chổi lông sinh cảnh Rừng trồng .20 Hình 2.7 Phân tích mẫu vật phịng thí nghiệm 21 Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo thể kiến 22 Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo phần đầu kiến .23 Hình 2.10 Các đặc điểm hình thái phần đầu kiến nhìn trực diện 23 Hình 2.11 Các đặc điểm hàm bên trái kiến 24 Hình 3.1 Tỷ lệ % số giống phân họ kiến khu vực nghiên cứu 37 Hình 3.2 Tỷ lệ % số loài phân họ kiến khu vực nghiên cứu 37 Hình 3.3 So sánh số lượng giống loài sinh cảnh nghiên cứu .44 Hình 3.4 Biến đổi tỷ lệ % số loài thuộc phân họ kiến sinh cảnh nghiên cứu 46 Hình 3.5 Nhóm lồi có giá trị độ phong phú 2,0% sinh cảnh nghiên cứu .51 Hình 3.6 Nhóm lồi có giá trị độ phong phú 2,0% sinh cảnh nghiên cứu (tiếp) 52 Hình 3.7 Sự tương đồng thành phần loài kiến sinh cảnh nghiên cứu 55 Hình 3.8 Sơ đồ biểu diễn số đa dạng sinh học kiến sinh cảnh khu vực nghiên cứu 57 v MỞ ĐẦU Kiến (Formicidae, Hymenoptera) nhóm trùng đa dạng, phong phú có vai trò quan trọng hệ sinh thái nhiệt đới cận nhiệt đới tồn giới Kiến có vai trò chức quan trọng nhiều bậc dinh dưỡng hệ sinh thái Chúng động vật ăn thịt, mồi sinh vật phân giải xác hữu làm giàu cho đất Kiến sử dụng công cụ biện pháp đấu tranh sinh học, phòng trừ loài sâu hại bảo vệ trồng (Wilson, 2000) [73] Một số lồi kiến nhân ni khai thác làm thực phẩm thuốc chữa bệnh cho người Bên cạch đó, lồi kiến cịn nhạy cảm với thay đổi điều kiện mơi trường, nên chúng sử dụng yếu tố thị để giám sát tác động môi trường, quản lý hệ sinh thái đánh giá phục hồi hệ sinh thái (Andersen & Majer, 2004) [16] Theo thống kê Antwiki, giới phát khoảng 15.339 loài phân loài kiến thuộc 404 giống 17 phân họ [83] Ở Việt Nam phát khoảng 302 loài thuộc 88 giống, nhà khoa học dự đốn Việt Nam có khoảng 500 loài (Bùi Tuấn Việt, 2003; Zryanin, 2011) [13, 79] Dù nghiên cứu thành phần loài Việt Nam tiến hành từ sớm phần lớn tập chung khu bảo tồn (KBT) vườn quốc gia (VQG), nhà khoa học mới phát khoảng 60% tổng số loài dự kiến Hà Nội thủ đô Việt Nam Năm 2008, Hà Nội sát nhập tỉnh Hà Tây vài xã thuộc tỉnh lân cận (Hịa Bình, Vĩnh Phúc), từ diện tích thủ mở rộng gấp 3,6 lần.Về địa hình, Hà Nội bao gồm vùng núi (vùng Ba Vì), vùng đồi (Thạch Thất, Chương Mỹ, Quốc Oai, Mỹ Đức) vùng đồng (nội thành Hà Nội) Vì đa dạng sinh học Hà Nội trở nên phong phú nhiều so với trước (khi chưa sát nhập) Việc phát triển Hà Nội theo hướng bền vững không kế hoạch phát triển kinh tế, sở hạ tầng hay dân số mà vấn đề bảo tồn, cân sinh thái cần phải quan tâm Nhiều điều tra đa dạng sinh học nhóm sinh vật khác triển khai Hà Nội Theo số liệu Sở Tài nguyên Môi trường, Hà Nội thống kê xác định 655 loài thực vật bậc cao, 569 loài nấm lớn, 595 lồi trùng, 61 lồi động vật đất, 33 lồi bị sát – ếch nhái, 103 lồi chim, 40 loài hú, 476 loài thực vật nổi, 125 loài động vật khơng xương sống thủy sinh, 118 lồi cá 48 loài cá cảnh nhập nội 103 loài chim, 40 lồi thú, 118 lồi cá, 33 lồi bị sát-ếch nhái, 125 lồi động vật khơng xương sống nước [15] Riêng nhóm chân khớp đất, nghiên cứu Nguyễn Văn Quảng cộng ghi nhận 362 lồi, có 94 lồi kiến [8] Tuy nhiên, điều tra nhóm kiến mới tiến hành khu vực vùng núi vùng đồng bằng, khu vực vùng đồi chưa có dẫn liệu đầy đủ, dẫn liệu phân bố kiến theo sinh cảnh Thạch Thất khu vực có địa hình vùng đồi, nằm vùng núi Ba Vì nội thành Hà Nội Vì vậy, để góp phần bổ sung cho đầy đủ đa dạng sinh học kiến khu vực Hà Nội lựa chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần loài đặc trưng phân bố kiến (Hymenoptera: Formicidae) Thạch Thất, Hà Nội” với mục tiêu chính: - Xác định thành phần loài kiến khu vực Thạch Thất, Hà Nội - Phân tích đặc trưng phân bố kiến sinh cảnh khu vực nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu thành phần loài đặc trưng phân bố kiến giới Các loài kiến nằm họ nhất, Formicidae, thuộc tổng họ Vespoidea, cánh màng Hymenoptera [42] Đây nhóm trùng có tổ chức xã hội cao, sống theo quần tộc với số lượng từ vài chục đến vài triệu cá thể Trong quần tộc kiến lớn, thường gồm đa số đẳng cấp kiến thợ, thực hầu hết chức chăm sóc kiến chúa, ấp trứng, chuyển trứng, nuôi dưỡng kiến con, tìm kiếm thức ăn, xây dựng tổ nhóm chuyên biệt khác nhóm có chức canh gác tổ (kiến lính), kiến cánh, … (Oster Wilson, 1978) [55] Kiến biết đến sinh vật nhỏ bé, có kích thước thay đổi từ 0,75mm đến 52mm (0,030 đến 2,0inch), nặng trung bình 15mg [64], lồi lớn hóa thạch Titanomyrma giganteum, kiến chúa có chiều dài 60mm (2,4inch) với sải cánh 150mm (5,9inch) Hầu hết lồi kiến có màu đen vàng đỏ, số lồi có màu lục lồi rừng nhiệt đới có ánh kim loại Hóa thạch tìm thấy sớm lồi kiến kỷ Phấn Trắng, thời với loài khủng long cách 110 – 130 triệu năm Trải qua hàng trăm triệu năm, nhiều lồi thời bị tuyệt chủng lồi kiến tồn trì thống trị mặt sinh thái [44] Ngày nay, dễ dàng bắt gặp kiến hệ sinh thái cạn Theo Hölldobler Wilson (1990), có đến 1/3 (33%) sinh khối động vật cạn kiến mối Ở rừng rậm nhiệt đới Amazon, Brazil có đến 8.000.000 cá thể kiến hecta [46], ước tính sinh khối lồi kiến gấp đến lần tổng sinh khối động vật có xương sống khác [49] Một báo cáo khác hai tác giả kiến có mặt gần tất hệ sinh thái cạn trái đất - trừ Nam Cực kết hợp sinh khối chúng lại sinh khối tồn lồi người Chúng loài phong phú loài côn trùng xã hội, thể Lioponera longitarsus (Mayr, 1879) Phân họ Formicinae Anoplolepis gracilipes (Smith, F., 1857) Camponotus consobrinus (Erichson, 1842) Camponotus mitis (Smith, F., 1858) Camponotus nicobarensis Mayr, 1865 Camponotus rufoglaucus (Jerdon, 1851) Camponotus sp Nylanderia dugasi (Forel, 1911) Nylanderia querna Kallal and LaPolla, 2012 Oecophylla smaragdina (Fabricius, 1775) Paratrechina longicornis (Latreille, 1802) Paratrechina sp Plagiolepis pygmaea (Latreille, 1798) Polyrhachis dives Smith, 1857 Polyrhachis laevissima Smith, F., 1858 Polyrhachis vigilans Smith, F., 1858 Polyrhachis sp Phân họ Myrmicinae Calyptomyrmex rectopilosus Dlussky & Radchenko, 1990 Cardiocondyla emeryi Bernard, 1948 Cardiocondyla minutior Forel, 1899 Carebara diversa (Jerdon, 1851) Carebara sangi (Eguchi & Bui, 2007) Carebara sp.1 Crematogaster biroi Mayr, 1897 Crematogaster daisyi Forel, 1901 Crematogaster imperfecta Hosoichi, 2015 Crematogaster rogenhoferi Mayr, 1879 Crematogaster sp Meranoplus bicolor (Guérin-Méneville, 1844) Monomorium liliuokalanii Forel, 1899 Monomorium pharaonis (Linnaeus, 1758) Pheidole megacephala (Fabricius, 1793) (minor) Pheidole megacephala (Fabricius, 1793) (major) Pristomyrmex punctatus (Smith, F., 1860) Recurvidris hebe Bolton, 1992 Solenopsis geminata (Fabricius, 1804) Solenopsis sp Strumigenys lewisi Cameron, 1886 Strumigenys nepalensis De Andrade, 1914 Tetramorium aptum Bolton, 1977 Tetramorium flavipes Emery, 1893 Tetramorium kheperra (Bolton, 1976) Tetramorium sp Phân họ Ponerinae Anochetus myops Emery, 1893 Anochetus strigatellus Brown, 1978 Brachyponera chinensis (Emery, 1895) Diacamma vagans Smith, 1860 Ectomomyrmex claudatus Menozzi, 1926 Harpegnathos venator (Smith, 1858) Hypoponera sp Hypoponera sp Leptogenys kitteli (Mayr, 1870) Leptogenys peuqueti (André, 1887) Leptogenys purpurea (Emery, 1887) Odontomachus monticola Emery, 1892 Odontoponera denticulata (Smith, F., 1858) Ponera japonica Wheeller, 1906 Pseudoneoponera rufipes (Jerdon, 1851) Phân họ Pseudomyrmecinae Tetraponera allaborans (Walker, 1859) Tetraponera nitida (Smith, 1860) ... ? ?Nghiên cứu thành phần loài đặc trưng phân bố kiến (Hymenoptera: Formicidae) Thạch Thất, Hà Nội” với mục tiêu chính: - Xác định thành phần loài kiến khu vực Thạch Thất, Hà Nội - Phân tích đặc. .. tích cấu trúc thành phần loài kiến khu vực nghiên cứu 36 3.3 So sánh thành phần loài kiến .40 3.4 Đặc trưng phân bố kiến Thạch Thất, Hà Nội 43 3.4.1 Đặc trưng phân bố theo sinh cảnh... 1857) Đồng thời, nghiên cứu bổ sung thêm 29 loài vào danh sách thành phần loài kiến Hà Nội (Bảng 3.2 Phụ lục 4) 3.4 Đặc trưng phân bố kiến Thạch Thất, Hà Nội 3.4.1 Đặc trưng phân bố theo sinh cảnh