Phương pháp thu mẫu ngoài tự nhiên
Các dụng cụ thu mẫu: định tính bằng vợt ao (Pond net) và vợt cầm tay (Hand net). Thu mẫu định lƣợng bằng cách sử dụng lƣới Surber (50cm x 50cm, kích thƣớc mắt lƣới 0,2 mm).
Thu mẫu định tính đƣợc tiến hành bằng cách đặt miệng vợt ngƣợc dòng nƣớc, dùng chân đạp nền đáy cho côn trùng nƣớc theo dòng chảy đi vào trong lƣới. Ở những nơi có cây bụi thủy sinh dùng vợt sục vào các cây bụi đó và các rễ cây ven bờ suối, với những nền đáy có đá lớn thì nhấc đá lên và bắt mẫu bằng panh một cách nhẹ nhàng để tránh làm nát mẫu, ở những vùng nƣớc nhỏ hoặc dòng chảy hẹp thì việc thu mẫu đƣợc thực hiện bằng vợt cầm tay.
Mẫu sau khi thu đƣợc loại bỏ rác, làm sạch bùn đất. Việc xử lý mẫu và làm sạch tiến hành nhẹ nhàng để tránh làm nát côn trùng. Mẫu thu ngoài thực địa đƣợc bảo quản trong cồn 70%, ghi etiket đầy đủ và đem về lƣu trữ, bảo quản, phân tích và định loại tại phòng thí nghiệm Đa dạng Sinh học, Bộ môn Động vật Không xƣơng sống, Khoa Sinh học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm
Phƣơng pháp nhặt mẫu: các mẫu thu đƣợc ngoài thực địa khi mang về phòng thí nghiệm đƣợc rửa sạch cho ra khay có nƣớc. Dùng panh nhặt hết các ấu trùng và thiếu trùng côn trùng nƣớc cần nghiên cứu cho vào lọ và bảo quản trong cồn 70%.
37
- Dụng cụ phân tích gồm: kính hiển vi, kính lúp, đĩa petri, lam kính, lamen, kim nhọn, panh.
- Phân loại mẫu vật: mẫu vật đƣợc định loại theo các khóa định loại đƣợc công bố trong và ngoài nƣớc của Nguyễn Văn Vịnh (2003) [55], Cao Thị Kim Thu (2002) [23], Hoàng Đức Huy (2005) [35], Trần Anh Đức (2008) [79], Nisarat (2007), Nguyễn Xuân Quýnh và cộng sự (2001), Meritt & Cummins (1996) [48], Morse, Yang & Tian (1994) [52].
Chỉ số đa dạng sinh học và chỉ số tương đồng
Các chỉ số đa dạng sinh học (ĐDSH) đƣợc sử dụng trong nghiên cứu là: chỉ số Shannon - Weiner (chỉ số H’) và chỉ số Margalef (chỉ số d).
Chỉ số Shannon - Weiner (chỉ số H’) nhằm xác định lƣợng thông tin hay tổng lƣợng trật tự (hay bất trật tự) có trong một hệ thống. Chỉ số này đƣợc tính bằng cách lấy số lƣợng cá thể của một đơn vị phân loại chia cho tổng số cá thể trong mẫu, sau đó nhân với logarit của tỷ số đó. Tổng các đơn vị phân loại cho chỉ số đa dạng. Công thức để tính chỉ số này là: s ' i i 2 i =1 n n H =- log N N Với H’: chỉ số đa dạng loài
s: số lƣợng loài
N: số lƣợng cá thể trong toàn bộ mẫu ni: số lƣợng cá thể của loài i
Hai thành phần của sự đa dạng đƣợc kết hợp trong hàm Shannon - Weiner là số lƣợng loài và tính bình quân của sự phân bố các cá thể giữa các loài. Do vậy, số lƣợng loài càng cao thì chỉ số H’ càng lớn và sự phân bố các cá thể giữa các loài càng ngang bằng nhau thì cũng gia tăng chỉ số đa dạng loài đƣợc xác định thông qua hàm số Shannon - Weiner.
38
Từ kết quả tính toán, có thể nhận xét về mức độ đa dạng theo các cấp sau đây:
- Nếu chỉ số đa dạng > 3: ĐDSH tốt và rất tốt - Nếu chỉ số đa dạng từ 1 - 3: ĐDSH khá
- Nếu chỉ số đa dạng < 1: ĐDSH kém và rất kém
Chỉ số Margalef (chỉ số d): là chỉ số đƣợc sử dụng rộng rãi để xác định tính đa dạng hay độ phong phú về loài, chỉ số Margalef đƣợc xác định khi biết số loài và số lƣợng cá thể trong mẫu đại diện của quần xã. Chỉ số đa dạng đƣợc tính theo công thức: 1 log S d N
Trong đó d: chỉ số đa dạng Margalef S: số loài trong mẫu N: tổng số cá thể
Mức độ đa dạng theo chỉ số Margalef đƣợc xác định nhƣ sau (Nguyễn Huy Chiến, 2007):
-d > 3,5: tính đa dạng rất phong phú -2,6 ≤ d ≤ 3,5: tính đa dạng phong phú -1,6 ≤ d ≤ 2,5: tính đa dạng tƣơng đối tốt -0,6 ≤ d ≤ 1,5: tính đa dạng bình thƣờng -d < 0,6: tính đa dạng kém Chỉ số loài ƣu thế 1 2 n n DI N Trong đó:
39
n1: số lƣợng cá thể của loài ƣu thế thứ nhất n2: số lƣợng cá thể của loài ƣu thế thứ hai
N: tổng số cá thể trong điểm thu mẫu
Chỉ số tƣơng đồng (chỉ số Jaccard - Sorensen) đƣợc sử dụng để đánh giá mức độ giống nhau về thành phần loài của các điểm nghiên cứu. Chỉ số này đƣợc tính theo công thức: 2c K a b Trong đó:
a: số loài trong điểm thu mẫu thứ nhất b: số loài trong điểm thu mẫu thứ hai c: số loài chung cho cả hai điểm thu mẫu
K nhận giá trị từ 0 đến 1. Giá trị K càng gần 1 thì mức độ giống nhau về thành phần loài của các điểm nghiên cứu càng lớn. Các giá trị của K tƣơng ứng với mức tƣơng đồng nhƣ sau: 0,00 - 0,20: gần nhau rất ít 0,21 - 0,40: gần nhau ít 0,41 - 0,60: gần nhau 0,61 - 0,80: gần nhau nhiều 0,81 - 1,00: rất gần nhau 2.3.3. Xử lý số liệu
Số liệu thu thập đƣợc xử lý qua bảng biểu, sơ đồ, đồ thị biểu diễn số lƣợng và biến động số lƣợng. Các số liệu đƣợc xử lý bằng phần mềm Microsoft office excel 2010 và phần mềm Primer 6.
40 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Thành phần loài côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu
Phân tích mẫu côn trùng nƣớc thu đƣợc ở khu vực cuối nguồn của một số suối thuộc lƣu vực Sông Mã xác định đƣợc 159 loài thuộc 125 giống, 51 họ, 9 bộ. Cấu trúc thành phần loài, giống, họ, bộ đƣợc trình bày trong bảng 3.1
Bảng 3.1. Cấu trúc thành phần loài côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu
Stt Bộ Họ Giống Loài Số lƣợng Tỷ lệ % Số lƣợng Tỷ lệ % Số lƣợng Tỷ lệ % 1 Phù du 11 21,5 31 24,8 47 29,6 2 Chuồn chuồn 7 13,7 28 22,4 29 18,2 3 Cánh úp 1 2,0 1 0,8 1 0,6 4 Cánh nửa 7 13,7 12 9,6 13 8,2 5 Cánh cứng 8 15,7 17 13,6 18 11,3 6 Cánh rộng 1 2,0 2 1,6 2 1,3 7 Hai cánh 6 11,8 12 9,6 13 8,2 8 Cánh lông 8 15,7 18 14,4 32 20,1 9 Cánh vảy 2 3,9 4 3,2 4 2,5 Tổng 51 100 125 100 159 100
Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong 9 bộ côn trùng nƣớc thu đƣợc tại khu vực nghiên cứu bộ Phù du có số loài lớn nhất với 47 loài (29,6%), tiếp theo là bộ Cánh lông với 32 loài (20,1%), bộ Chuồn chuồn có 29 loài (18,2%), bộ Cánh cứng 18 loài (11,3%), bộ Hai cánh và bộ Cánh nửa có số loài bằng nhau với 13 loài (8,2%), bộ Cánh vảy có 4 loài (2,5%), bộ Cánh rộng có 2 loài (1,3%), cuối cùng là bộ Cánh úp
41
có 1 loài (0,6%). Cấu trúc thành phần loài côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu đƣợc thể hiện trong hình 3.1.
Hình 3.1. Tỷ lệ % số loài theo từng bộ côn trùng nƣớc tại khu vực nghiên cứu
Khi so sánh với kết quả nghiên cứu của Lê Quỳnh Trang (2012) tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa cho thấy ở hai khu vực nghiên cứu các loài thuộc bộ Phù du và Cánh lông luôn chiếm ƣu thế ở các thủy vực, các bộ còn lại có sự khác nhau về số loài ở hai khu vực nghiên cứu, các loài thuộc bộ Cánh úp, Cánh nửa trong nghiên cứu của Lê Quỳnh Trang (2012) chiếm tỷ lệ lớn hơn so với kết quả trong nghiên cứu này, ngƣợc lại bộ Chuồn chuồn lại chiếm tỷ lệ thấp hơn. Tuy nhiên, khi so sánh về cấu trúc thành phần loài của các bộ côn trùng nƣớc trong nghiên cứu này với khu vực cuối nguồn của suối tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông thì kết quả hoàn toàn phù hợp.
3.1.1. Thành phần loài của bộ Phù du (Ephemeroptera)
Kết quả sau khi phân tích mẫu thu đƣợc 47 loài thuộc 31 giống, 11 họ chiếm số lƣợng lớn nhất trong tổng số các loài thu đƣợc tại khu vực nghiên cứu. Trong đó, họ Baetidae có số loài nhiều nhất (17 loài), tiếp đến là họ Heptagenidae (9 loài),
42
Ephemerellidae (6 loài), Caenidae (4 loài), Ephemeridae (3 loài), Leptophlebiidae (3 loài), các họ có số loài ít nhất là: Isonychiidae, Neoephemeridae, Prosopistomatidae, Pothamanthidae mỗi họ chỉ thu đƣợc duy nhất một loài.
Họ Baetidae không những có số loài lớn nhất mà sự phân bố của họ này cũng rộng nhất vì hầu hết các điểm thu mẫu đều bắt gặp các loài thuộc họ Baetidae, điển hình là loài Acentrella sp.. Trong số 17 loài thuộc 9 giống của họ Baetidae chỉ có một loài xác định đƣợc tên khoa học (Platybaetis edmundsi), các loài còn lại mặc dù có sự khác nhau rõ rệt về hình thái và khác các loài đã biết, tuy nhiên để xác định đƣợc tên khoa học cần có những nghiên cứu sâu hơn.
Họ Heptagenidae có số loài lớn thứ 2 sau họ Baetidae, họ này xác định đƣợc 9 loài thuộc 7 giống, các loài trong họ Heptagenidae đều đã xác định đƣợc tên khoa học. Họ này thích nghi ở nơi nƣớc chảy mạnh, trong quá trình thu mẫu bắt gặp họ này chủ yếu ở điểm thu mẫu Đ3, Đ4. Loài Ecdyonurus cervina phân bố rộng nhất
trong số 9 loài thuộc họ này, loài này gặp nhiều ở các điểm Đ3, Đ4, Đ5, Đ6, Đ7, Đ8.
Họ Ephemerellidae xác định đƣợc 6 loài: Notacanthella perculta, Teloganopsis jinghongensis, Torleya nepalica, Cincticostella notata, Teloganopsis oriens, Notacanthella commodema. Số cá thể của các loài thu đƣợc tƣơng đối nhiều.
Các họ Caenidae, Leptophlebiidae, Ephemeridae mặc dù có số loài không nhiều và không phải tất cả các điểm đều thu đƣợc, nhƣng ở các điểm chúng có mặt thƣờng thu đƣợc với số lƣợng cá thể khá lớn. Số loài của các họ lần lƣợt nhƣ sau: họ Caenidae có 4 loài trong đó chỉ có 1 loài xác định đƣợc tên khoa học (Caenis
cornigera), 3 loài còn lại chƣa xác định đƣợc tên khoa học. Họ Leptophlebiidae xác
định đƣợc 3 loài: Choroterpides major, Choroterpes trifurcata, Choroterpes vittata. Họ Ephemeridae có 3 loài trong đó có 2 loài đƣợc mô tả ở Việt Nam bởi Nguyen Van Vinh, Nguyen Van Hieu, Bae Yeon Jae (2011) (Ephemera hainanensis,
43
Các họ còn lại trong bộ Phù du có số loài rất ít, mỗi họ chỉ có một loài và xác suất bắt gặp các họ này trong quá trình thu mẫu rất thấp, gồm có: Teloganodidae (Teloganodes tristis), Isonychiidae (Isonychia formosana), Neoephemeridae (Potamanthellus edmundsi), Prosopistomatidae (Prosopistoma
sinensis), Pothamanthidae (Rhoenanthus magnnificus).
Nhìn chung các loài thuộc bộ Phù du tại khu vực nghiên cứu chủ yếu là các loài phân bố rộng và phổ biến tại các thủy vực dạng suối ở miền Bắc Việt Nam (Nguyễn Văn Vịnh, 2003) [54].
3.1.2. Thành phần loài của bộ Cánh lông (Trichoptera)
Bộ Cánh lông có số loài lớn thứ hai sau bộ Phù du, bộ này có 32 loài thuộc 18 giống, 8 họ. Tuy nhiên, hầu hết các loài thuộc bộ Cánh lông chƣa xác định đƣợc tên khoa học cụ thể, do các nghiên cứu về giai đoạn ấu trùng của bộ này còn khá ít vì vậy để xác định đƣợc tên khoa học cần có những nghiên cứu sâu hơn.
Mặc dù, số loài thu đƣợc ít hơn bộ Phù du nhƣng sự phân bố của bộ này rất rộng gần nhƣ tất cả các điểm thu mẫu đều thu đƣợc các loài thuộc bộ này, hầu hết các điểm thu mẫu ở những sinh cảnh nƣớc chảy đều có mặt chúng. Trong bộ này họ Hydropsychidae chiếm số lƣợng lớn nhất về số loài cũng nhƣ số lƣợng cá thể của mỗi loài, cụ thể họ Hydropsychidae xác định đƣợc 22 loài, họ Philopomatidae có 3 loài, họ Stenopsychidae có 2 loài. Các họ còn lại chỉ có mặt ở một số điểm và chỉ có duy nhất một loài: Hydroptilidae, Lepidostomatidae, Limnephilidae, Calamoceratidae, Hydrobiosidae (bảng 3.2).
3.1.3. Thành phần loài của bộ Chuồn chuồn (Odonata)
Bộ Chuồn chuồn có số loài lớn thứ ba sau bộ Phù du và bộ Cánh lông với 29 loài thuộc 28 giống, 7 họ, hầu hết các loài chƣa xác định đƣợc tên khoa học cụ thể, chỉ có ba loài xác định đƣợc tên khoa học: Euphaea subcostalis (Euphaeidae),
44 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các loài thuộc bộ Chuồn chuồn thu đƣợc hầu hết ở các điểm thu mẫu trong khu vực nghiên cứu, các loài thu đƣợc thuộc các họ và các giống khác nhau, tuy nhiên khác với các bộ Phù du và bộ Cánh lông ở mỗi điểm thu mẫu chỉ thu đƣợc số loài rất ít và số cá thể của các loài đó cũng rất ít chỉ 1 hoặc 2 cá thể.
Hai họ Gomphidae và Libellulidae có số loài lớn nhất và có sự phân bố rộng hơn các họ còn lại. Họ Gomphidae có 12 loài, họ Libellulidae có 9 loài, họ Corduliidae có 4 loài trong khi các họ còn lại mỗi họ chỉ thu đƣợc một loài.
3.1.4. Thành phần loài của bộ Cánh cứng (Coleoptera)
Bộ Cánh cứng với 18 loài thuộc 17 giống, 8 họ. Trong đó chỉ có 5 loài xác định đƣợc tên khoa học: Macronychus quadriterculatus (Elmidae), Peltodytes
edentulous (Halipidae), Hydrobius fuscipes (Hydrophilidae), Psephenoides
subopacus (Psephenidae), Jaechanax dentatus (Psephenidae).
Trong 8 họ thuộc bộ Cánh cứng thì họ Elmidae chiếm ƣu thế nhất với 6 loài và xác suất bắt gặp cũng lớn hơn so với các họ còn lại trong bộ Cánh cứng (bảng 3.2), tiếp đến là họ Psephenidae có 4 loài, Hydrophilidae có 3 loài, các họ còn lại (Dytiscyidae, Dryopidae, Scirtidae) mỗi họ chỉ có một loài. Khi so sánh kết quả về số loài trong bộ Cánh cứng với kết quả nghiên cứu của Lê Quỳnh Trang (2012) tại khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, Thanh Hóa ta thấy có sự tƣơng tự về thành phần loài giữa các họ thuộc bộ Cánh cứng.
Các loài thuộc bộ Cánh cứng hầu hết chỉ thu đƣợc ở các điểm Đ2 đến Đ6 các điểm này nền đáy đa dạng, nhiều mùn bã hữu cơ.
3.1.5. Thành phần loài của bộ Cánh nửa (Hemiptera)
Kết quả phân loại bộ Cánh nửa xác định đƣợc 13 loài thuộc 12 giống, 7 họ trong đó chỉ có 4 loài xác định đƣợc tên khoa học: Gestroiella limnocoroides
(Naucoridae), Heleocoris ovatus (Naucoridae), Rhagovelia sumantrensis (Veliidae),
45
Các loài thuộc bộ Cánh nửa thu đƣợc chủ yếu ở các điểm Đ2 (40m), Đ3 (53m), Đ4 (56m). Trong đó, chiếm ƣu thế là các loài thuộc họ Naucoridae do số loài thuộc họ này chiếm số lƣợng lớn nhất (4 loài), số điểm thu đƣợc các loài thuộc họ này cũng nhiều nhất, trong khi các họ còn lại nhƣ: Nepidae, Aphelocheiridae, Helotrephidae mỗi họ chỉ thu đƣợc 2 loài, các họ còn lại chỉ thu đƣợc một loài: Gerridae, Veliidae, Hebridae. Các họ này chỉ thu đƣợc rải rác ở một số điểm trong khu vực nghiên cứu (bảng 3.2).
3.1.6. Thành phần loài của bộ Hai cánh (Diptera)
Số loài thu đƣợc từ kết quả phân tích mẫu của bộ Hai cánh là 13 loài thuộc 12 giống, 6 họ. Trong đó chỉ có hai loài thuộc họ Simuliidae xác định đƣợc tên khoa học: Simulium fenestratum, Simulium inthanonense. Các loài còn lại chƣa xác định đƣợc tên khoa học.
Hai họ Chironomidae và Tipulidae chiếm ƣu thế nhất về số loài, cả hai họ đều có 4 loài. Họ Simuliidae có hai loài, các họ còn lại chỉ có một loài: Athericidae, Ceratopogonidae, Tabanidae. Hai loài Thienemannimyia sp. (Chironomidae),
Simulium fenestratum (Simuliidae) chiếm ƣu thế nhất và có sự phân bố rộng nhất, hai loài này thu đƣợc gần nhƣ là ở tất cả các điểm từ Đ3 (53m) đến Đ10 (150m) với số lƣợng cá thể tƣơng đối lớn tại các điểm thu mẫu (phụ lục 3).
3.1.7. Thành phần loài của bộ Cánh vảy (Lepidoptera)
Khi phân tích mẫu từ một số suối thuộc lƣu vực sông Mã, Thanh Hóa đã xác đƣợc 4 loài thuộc 4 giống, 2 họ của bộ Cánh vảy. Trong đó chỉ có 1 loài xác định đƣợc tên khoa học (Elophila interruptalis (Crambidae)), 3 loài còn lại chƣa xác định đƣợc tên khoa học: Nymphula sp. (Nymphulinae), Eoophyla sp., Paracymoriza sp. (Crambidae).
Mặc dù có số loài ít nhƣng bộ Cánh vảy phân bố khá rộng, trong đó loài
Eoophyla sp. (Crambidae) chiếm ƣu thế nhất về số cá thể và có sự phân bố rộng
nhất, chúng có mặt ở các điểm từ đầu đến cuối tuyến thu mẫu Đ3 (53m), Đ4 (56m), Đ6 (64m), Đ7 (70m), Đ9 (145m), Đ12 (174m).
46
3.1.8. Thành phần loài của bộ Cánh úp (Plecoptera)
Các cá thể thu đƣợc của Bộ Cánh úp mặc dù có sự khác nhau về hình thái tuy nhiên chƣa xác định đƣợc tên khoa học. Trong nghiên cứu này xác định đƣợc một giống (Neoperla) thuộc họ Perlidae. Các cá thể thuộc bộ Cánh úp thu đƣợc chủ yếu ở các điểm Đ3, Đ4, Đ7, Đ8, Đ12. Quá trình thu mẫu chủ yếu ở cuối nguồn của các