Ảnh hưởng của sinh cảnh đến cấu trúc định tính, định lượng của collembola ở vùng đệm Vườn Quốc gia Xuân Sơn, Phú Thọ

Nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của sinh cảnh đến sự tồn tại, phát triển của Collembola-một trong những thành viên quan trọng của hệ sinh thái đất, chúng tôi đã phân tích sự biến đổi cấu trúc định tính tính, định lượng của Collembola theo 5 sinh cảnh thuộc vùng đệm Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn. Trước năm 2009, ở đây cũng đã có một số dự án, đề tài nghiên cứu được triển khai nhằm phát triển kinh tế, cải thiện mức sống của người dân, đảm bảo cuộc sống ổn định lâu dài cho nhân dân địa phương, góp phần quản lý rừng bền vững.

HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ ẢNH HƯỞNG CỦA SINH CẢNH ĐẾN CẤU TRÚC ĐỊNH TÍNH, ĐỊNH LƯỢNG CỦA COLLEMBOLA Ở VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN, PHÚ THỌ i n NGUYỄN HỮU THẢO Trường i h ng ng Ph Th NGUYỄN TRÍ TIẾN i n inh h i v T i ng yên inh vậ n Kh a h v C ng ngh i a Vốn xuất phát từ nguồn gốc chung đất rừng tự nhiên, nhằm phục vụ cho sinh tồn mình, người tác động vào mơi trường đất mức độ khác nhau, với biện pháp khai thác, điều kiện sử dụng đất khác trải qua trình lâu dài, hình thành nên sinh cảnh với lớp thảm phủ đặc trưng (thảm thực vật rừng thứ sinh thân gỗ, thảm thực vật rừng trồng, tập đoàn ăn thân gỗ lâu năm, thảm thực vật thân thảo hàng năm ) Với kiểu sinh cảnh vậy, có hệ động vật tương ứng, thích nghi với tập hợp điều kiện sống (nội sinh ngoại sinh) cụ thể sinh cảnh Theo Krivolutski (1975), ảnh hưởng sinh cảnh thông qua hoạt động nhân tác đến hệ động vật đất, chừng mực định, thể qua phản ứng chúng nhằm thích nghi với điều kiện sống môi trường Khảo sát thay đổi tỷ lệ nhóm phân loại hay giá trị số định lượng quần xã sinh vật cho ta ước lượng mức độ phán đoán chiều hướng ảnh hưởng [6] Nhằm tìm hiểu ảnh hưởng sinh cảnh đến tồn tại, phát triển Collembola-một thành viên quan trọng hệ sinh thái đất, chúng tơi phân tích biến đổi cấu trúc định tính tính, định lượng Collembola theo sinh cảnh thuộc vùng đệm Vườn Quốc gia (VQG) Xuân Sơn Trước năm 2009, có số dự án, đề tài nghiên cứu triển khai nhằm phát triển kinh tế, cải thiện mức sống người dân, đảm bảo sống ổn định lâu dài cho nhân dân địa phương, góp phần quản lý rừng bền vững I PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Từ 2009 đến 2011, thực đợt thực địa thu mẫu Collembola xã vùng đệm VQG Xuân Sơn, Phú Thọ (bao gồm xã: Đồng Sơn, Tân Sơn, Kiệt Sơn, Lai Đồng, Xuân Đài, Kim Thượng Minh Đài), kiểu sinh cảnh (rừng tự nhiên-RTN; rừng trồng-RT; vườn trồng ăn lâu năm-VQ; đồng ruộng trồng ngắn ngày-ĐR nương trồng chè chuyên canh-Ch) Mẫu định lượng thu theo phương pháp Ghilarov (1975) [4] Krivolutski (1975) [6] Collembola tách khỏi đất phễu Tullgren-Berlese Số liệu tính tốn, xử lý theo Gormy Grum (1993) [5] Các tiêu phân tích: Tỷ lệ nhóm phân loại, tỷ lệ nhóm dạng sống, số lượng loài, mật độ (cá thể/m2), số đa dạng H', số đồng J', loài ưu cấu trúc ưu Collembola II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phần nhóm phân loại Khi phân tích dẫn liệu, chúng tơi hướng ý vào nhóm phân loại: Poduromorpha, Isotomidae, Entomobryidae, Paronellidae, Entomobryomorpha khác 1594 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ Symphypleona nhóm nằm mức thứ tự tập hợp Collembola đó, tạo mức cân sinh lý nội rõ rệt (Betsch et al., 1981) Kết nghiên cứu cho thấy: Trong sinh cảnh điều tra, rừng tự nhiên có tỷ lệ nhóm phân loại gần với tỷ lệ chung khu vực Tỷ lệ có thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện sống cụ thể sinh cảnh cụ thể, theo xu hướng: Khi chuyển từ mơi trường mang nhiều tính tự nhiên tính nhân tác (rừng tự nhiên) sang mơi trường mang nhiều tính nhân tác tính tự nhiên (4 sinh cảnh cịn lại), tỷ lệ nhóm Paronellidae, Symphypleona giảm đi: Ở đất chuyên canh trồng chè, tỷ lệ nhóm giảm gần nửa (đặc biệt, gảm rõ rệt đất canh tác cịn có mặt nhóm, hồn tồn vắng mặt nhóm Paronellidae), đó, tỷ lệ nhóm Isotomidae, Entomobryidae tăng lên (Tỷ lệ Isotomidae vườn đất chuyên canh chè tăng gấp 1,7 đến 1,8 lần; tỷ lệ Entomobryidae tăng lên từ 1,18 đến 1,22 lần so với rừng tự nhiên) Nguyên nhân tăng giảm là: Hầu hết đại diện thuộc nhóm Paronellidae Symphypleona lồi sống khoảng khơng gian bên lớp thảm (nhiều loài giống Salina, Callyntrura, Lepidonella) hay mặt bên lớp thảm, bên lớp đất mặt (một số loài Sminthurides, sphaeridia, Sphyrotheca ) Ngược lại, nhiều đại diện Isotomidae Entomobryidae lại sống chủ yếu tầng nông, sâu đất (toàn loài Isotomidae, nhiều loài Entomobrya, Sinella, Rambutsinella ) Điều hoàn toàn phù hợp với trạng sinh cảnh vùng đệm: Trong sinh cảnh chịu nhiều tác động người, lớp thảm vụn hữu khơng có có mỏng Lớp thảm thực vật phủ thân bụi (đất trồng chè chuyên canh) hay thân thảo (đất canh tác trồng ngắn ngày) thay thê lớp thực vật thân gỗ, với độ che phủ tốt hơn, thành phần thực vật đa dạng rừng tự nhiên Paronellidae nhóm đặc trưng cho sinh cảnh rừng, chúng tồn tại, phát triển tốt nơi có lớp thảm vụn hữu ẩm, đất tơi xốp, ánh nắng Ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phần nhóm dạng sống Kết cho thấy: Khi xếp kiểu sinh cảnh theo chiều hướng tăng dần mức độ can thiệp người vào môi trường đất (RTN RT VQ ĐR Ch), đồng nghĩa với việc điều kiện sống môi trường (đất) bị thay đổi ảnh hưởng hoạt động kinh tế người (thay rừng tự nhiên rừng trồng, cải tạo đất rừng thành đất nông nghiệp trồng ăn quả, trồng ngắn ngày hay chuyên canh ) tỷ lệ nhóm dạng sống thay đổi theo chiều hướng: Tỷ lệ nhóm thảm giảm đi, ngược lại, tỷ lệ nhóm đất lại tăng lên để thích ứng với điều kiện sống mới: Mặt đất dần lớp vụn thực vật che phủ, nơi cư trú chủ yếu nhóm dạng sống bề mặt thảm khơng gian (Nhóm thảm có tỷ lệ cao RTN -16,16%, giảm sinh cảnh: RT-6,78% > VQ-6,38% > Ch-6,07% đạt tỷ lệ thấp ĐCT-2,09%; Với nhóm đất, mức dao động giá trị tỷ lệ lớn, theo chiều ngược với giá trị tỷ lệ nhóm thảm; Nhóm có tỷ lệ thấp RTN-32,05% tăng dần theo thứ tự: RT-37,29% < Ch-42,42% < ĐCT-45,83% đạt cao VQ-46,81%) Ảnh hưởng đến giá trị số định lượng Ảnh hưởng hoạt động nhân tác đến môi trường sống quần xã Collembola gây biến đổi cấu trúc nội thấy rõ phân tích giá trị số định lượng như: Số lượng loài, mật độ, số đa dạng loài H’, số đồng J’ thay đổi giá trị chiều hướng thay đổi sinh cảnh xếp sinh cảnh theo trật tự định, phù hợp với mức độ tăng lên hoạt động nhân tác, kết trình bày hình 1595 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ Nghìn cá thể/m210 Số lồi 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 RTN RT VQ Số loài ĐCT Ch H' 3,5 2,5 1,5 0,5 Số loài 100 RTN RT VQ Số loài Số loài 100 80 60 40 20 J' 0.8 0.6 0.4 0.2 RTN RT VQ ĐCT Số loài ĐCT Ch Mật độ H' Hình Chi hư ng ăng gi m giá tr s nh ng: S loài, mậ , s a ng i ’ hỉ s ng J’ a Collembola theo sinh c nh v ng QG X n n Ch J' Khi chuyển từ sinh cảnh tự nhiên sang sinh cảnh nhân tác, thấy giảm dần rõ nét số lượng loài, số đa dạng H’, số đồng J’, ngược lại, mật độ (cá thể/m2) Collembola lại tăng lên Nguyên nhân dẫn đến tăng, giảm giá trị số xu hướng tăng giảm ngược chiều giá trị mật độ với số lượng loài, số đa dạng loài H’, số đồng J’ quần xã Collembola vùng đệm liên quan chặt chẽ với thay đổi điều kiện sống nơi tập hợp sinh vật cư trú Dưới ảnh hưởng hoạt động nhân tác, tính ổn định mơi trường tự nhiên bị phá vỡ (rừng tự nhiên), điều kiện sinh thái thay đổi theo hướng bất lợi cho tồn sinh vật, số lồi thích nghi, số lượng ít, bị tiêu diệt; lồi sống sót được, lồi có độ mềm dẻo sinh thái cao nhanh chóng phát triển, gia tăng số lượng Một vài lồi ưu môi trường sống cũ bị thay số lồi ưu có tính chun hóa thích nghi cao, hậu q trình thay đổi là: Số lượng lồi nghèo số lượng cá thể loài lại tăng lên, kéo theo tăng kích thước chung (mật độ) quần xã, từ làm giảm giá trị độ đa dạng loài H’ độ đồng J’ Sự lý giải minh họa rõ phân tích cấu trúc ưu quần xã Collembola vùng đệm Khi nghiên cứu phân bố chân khớp sống bề mặt đất sinh cảnh khu vực nhiệt đới hay nghiên cứu bảo tồn tính đa dạng động vật khơng xương sống hệ sinh thái nông nghiệp, rừng hay tự nhiên Oxtraylia, David et al (2002) Penelope (1992) có nhận xét tương tự [7] Ảnh hưởng đến loài ưu cấu trúc ưu Tại vùng đệm VQG Xuân Sơn, kết nghiên cứu ghi nhận 15 loài Collembola ưu thế, đó, sinh cảnh có một nhóm lồi Collembola ưu đặc trưng riêng Trên sở xem xét nhóm này, hình dung khác biệt kiểu sinh cảnh ảnh hưởng điều kiện môi trường đến cấu trúc quần xã sinh vật sống môi trường Hình biểu diễn cấu trúc ưu Collembola sinh cảnh vùng đệm VQG Xuân Sơn Từ cấu trúc ưu Collembola sinh cảnh nêu trên, thấy rõ: Hai sinh cảnh 1596 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ đất canh tác vườn có tỷ lệ % số lượng cá thể riêng loài ưu với lồi ưu với lồi cịn lại quần xã có độ chênh lệch lớn so với sinh cảnh lại Ở sinh cảnh vườn đất canh tác, riêng số lượng cá thể loài (Proisotoma submuscicola với vườn Cryptopygus thermophilus với đất canh tác) chiếm từ 42,02%-45,54% tổng số lượng chung sinh cảnh Điều hiểu hai sinh cảnh trên, có khả tồn yếu tố môi trường, mà yếu tố phù hợp cho phát triển vài loài Collembola định hay nói cách khác, vài lồi Collembola có tính thích nghi cao, nên có khả tồn tại, sinh sôi, phát triển mạnh môi trường đất có tính đặc thù Hậu trường hợp làm cho độ đồng số lượng cá thể loài quần xã giảm xuống, kéo theo suy giảm độ đa dạng loài H’ 50 % 40 30 20 10 50 % 40 30 14,56 19.56 12,74 9,58 20 8,74 11.25 6,31 10 Loài ưu Rừng tự nhiên 8.52 5.88 10,02 6,57 5,6 11 Loài Loàiưu ưu Rừng trồng 42,02 5,49 Loài ưu Vườn 50% 40 30 20 10 45,54 9,42 6,32 5,1 Loài ưu Đất canh tác 50 % Ghi chú: Loài ưu 40 30 8.62 50% 40 30 20 10 9.36 10 23,07 18,16 20 9,4 5,55 10 5,55 12 13 14 15 Loài ưu Đất trồng chè Hình C r Proisotoma submuscicola, Sphaeridia pumilis, Rambutsinella honchongensis, Pseudosinella immaculata, Entomobrya lanuginosa, Cryptopygus thermophilus, Isotomurus puntiferus, Calvatomina antena, Calvatomina tuberculata, 10 Homidia socia, 11 Dicranocentrus indicus, 12 Xenylla humicola, 13 Pseudosinella octopunctata, 14 Lepidonella sp., 15 Isotomurus palustris h c a Collembola sinh c nh v ng QG X n n 1597 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ Kết phù hợp với nhận xét Elzbieta (1994) cho rằng: Trong mơi trường bị tác động, cấu trúc ưu nhìn chung đặc trưng việc tăng đại diện loài ưu (thường hay loài) giảm đồng thời đại diện lồi cịn lại Khi môi trường bị tác động mạnh hơn, tỷ lệ đáng kể loài với số lượng cá thể bị loại trừ Trong quần xã vậy, có lồi ưu lồi đóng vai trị chính, định kích thước động lực phát triển quần xã, lồi cịn lại xuất vài lần hay chí lần Loại hình cấu trúc phản ánh thối hóa mơi trường đất nơi (Elzbieta et al., 1994) Như vậy, việc nghiên cứu chi tiết cấu trúc định tính, định lượng hoạt động sống hệ động vật khơng xương sống nói chung, Collembola nói riêng cần thiết để dự đốn hậu xảy tác động nhân tác khác soạn thảo kế hoạch quản lý, khai thác, khôi phục (bảo tồn phát triển) bền vững kiểu sinh cảnh, hệ sinh thái tự nhiên vùng đệm VQG Xuân Sơn, Phú Thọ III KẾT LUẬN Ảnh hưởng sinh cảnh (với thảm thực vật phủ khác nhau) đến Collembola, chừng mực định, thể qua phản ứng chúng nhằm thích nghi với điều kiện sống môi trường xác định: Ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phần nhóm phân loại: Tỷ lệ có thay đổi theo xu hướng: Khi chuyển từ mơi trường mang nhiều tính tự nhiên tính nhân tác (rừng tự nhiên) sang mơi trường mang nhiều tính nhân tác tính tự nhiên (4 sinh cảnh cịn lại), tỷ lệ nhóm Paronellidae, Symphypleona giảm đi, đó, tỷ lệ nhóm Isotomidae, Entomobryidae tăng lên Ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phần nhóm dạng sống: Khi xếp kiểu sinh cảnh theo chiều hướng tăng dần mức độ can thiệp người vào môi trường đất (rừng tự nhiên rừng trồng vườn đồng ruộng nương chè) tỷ lệ nhóm dạng sống thay đổi theo chiều hướng: Tỷ lệ nhóm thảm giảm đi, ngược lại, tỷ lệ nhóm đất lại tăng lên Ảnh hưởng đến giá trị số định lượng: Khi chuyển từ sinh cảnh tự nhiên sang sinh cảnh nhân tác, thấy giảm dần rõ nét số lượng loài, số đa dạng H’, số đồng J’; ngược lại, mật độ (cá thể/m2) Collembola lại tăng lên Nguyên nhân dẫn đến tăng, giảm giá trị số xu hướng tăng giảm ngược chiều giá trị mật độ với số lượng loài, số đa dạng loài H’, số đồng J’ quần xã Collembola vùng đệm liên quan chặt chẽ với thay đổi điều kiện sống nơi tập hợp sinh vật cư trú Ảnh hưởng đến loài ưu cấu trúc ưu thế: Làm thay đổi tập hợp Collembola ưu theo chiều hướng: Sinh cảnh chịu nhiều ảnh hưởng hoạt động nhân tác có tỷ lệ % số lượng cá thể riêng loài ưu với loài ưu với lồi cịn lại quần xã có độ chênh lệch lớn so với sinh cảnh chịu tác động Loại hình cấu trúc phản ánh thối hóa môi trường đất nơi nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO Betsch J.M., Betsch-Pinot M.C et Mikhalevich Y., 1981 Evolution des peulements de microarthropodes du soil en fonction des traitements subic par une foret dense humid en Guyane francąice Acta Œcologia Œcol Gener., Vol.2, N03, p 245-263 David M Goehring, Gretchen C Daily & Cagan H Sekercioglu, 2002 Distribution of grounddwelling arthropods in tropical countryside habitats Journal of Insect Conservation, vol 6, p 83-91 Elzbieta Chudzicka, Ewa Skibinska, 1994 An evaluation of an urban environment on the basis of faunistic data Proceedings of the II European Meeting of the International Network for Urban Ecology Polska Akademia Nauk, Warszawa, p 175-185 1598 HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT LẦN THỨ Ghilarov M C., 1975 Taking censuses of microarthropods (Microfauna) and nematodes” In: Methods of soil Zoologycal Studies, Pub “Nauka”, Mosco , p 30-43 (in Russan with English summary) Gormy C., Grum L., 1993 Methods in soil Zoology, PWN, Polish scientife publisher, Warszawa, p 518-620 Krivolutsky D A., 1975 The complex studies of the microarthropods’ population density In: Methods of soil Zoologycal Studies, Pub “Nauka”, Mosco : P 44-48 (in Russan with English summary) Penelope Greenlade, 1992 Conserving invertebrate diversity in agricultural, forestry and natural ecosystems in Australia Agriculture, Ecosystems and Environment, vol 40, p 297-312 INFLUENCE OF HABITAT ON QUALITATIVE, QUANTITATIVE STRUCTURE OF COLLEMBOLA IN BUFFER AREA OF XUAN SON NATIONAL PARK, PHU THO NGUYEN HUU THAO, NGUYEN TRI TIEN SUMMARY Collembola sampling was carried out in buffer area of Xuan Son National Park (NP), Phu Tho (including village Kim Thuong, Xuan Dai, Minh Dai, Tan Son, Kiet Son, Lai Dong, Dong Son) with fieldtrips during the period 2009-2011 According to habitat types: Natural forest, plantation forest, cultivated land with polyannual fruit-tree, agricultural land with annual plants and tee-growing land Tottaly, 380 soil samples were obtained and invesgated Berlese-Tullgren funnels were used for extraction of soil collembola from the collected materials The samling and extraction methods are described in details in Ghilarov (1975) and Krivolutsky (1975) Data were analysed and calculated after to Gormy and Grum (1993) In general, the results analysis have showed that there is a significant relation between the qualitative, quantitative structure of collembola and habitat types The species number, H’ diversity index, J’ green index, and the propotion of litter-groups gradually decreased from natural forest to cultivated land with polyannual fruit-tree, agricultural land with annuaal plants and tee-growing land, the density and the propotion of soil-groups of collembola community gradually increased The research results showed that the habitat types have influence in changing the dominant species The dominant structure of collembola in study habitat indicated the quality of forest soil better than of cultivated land and agricultural land 1599 ... kiểu sinh cảnh ảnh hưởng điều kiện môi trường đến cấu trúc quần xã sinh vật sống mơi trường Hình biểu diễn cấu trúc ưu Collembola sinh cảnh vùng đệm VQG Xuân Sơn Từ cấu trúc ưu Collembola sinh cảnh. .. triển) bền vững kiểu sinh cảnh, hệ sinh thái tự nhiên vùng đệm VQG Xuân Sơn, Phú Thọ III KẾT LUẬN Ảnh hưởng sinh cảnh (với thảm thực vật phủ khác nhau) đến Collembola, chừng mực định, thể qua phản... VQ-46,81%) Ảnh hưởng đến giá trị số định lượng Ảnh hưởng hoạt động nhân tác đến môi trường sống quần xã Collembola gây biến đổi cấu trúc nội thấy rõ phân tích giá trị số định lượng như: Số lượng loài,