ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Quỳnh Trang NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC CỦA CÔN TRÙNG NƢỚC Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ LNG TỈNH THANH HĨA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐẦU Hà Nội - Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Quỳnh Trang NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC CỦA CÔN TRÙNG NƢỚC Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ LNG TỈNH THANH HĨA Chun ngành: Động vật học Mã số: 60 42 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN VỊNH Hà Nội - Năm 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu trùng nước giới 1.2 Tình hình nghiên cứu trùng nước Việt Nam 14 1.3 Đa dạng sinh học Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông 20 1.4 Một số đặc điểm tự nhiên kinh tế - xã hội Khu BTTN Pù Lng 21 1.4.1 Vị trí địa lý 21 1.4.2 Địa hình 21 1.4.3 Địa chất, đất đai 21 1.4.4 Khí hậu 22 1.4.5 Thủy văn 22 1.4.6 Điều kiện kinh tế - xã hội 23 Chƣơng THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .24 2.1 Thời gian nghiên cứu 24 2.2 Địa điểm nghiên cứu 24 2.3 Vật liệu phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Vật liệu nghiên cứu 30 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.3 Các số đa dạng sinh học số tương đồng 31 2.3.4 Xử lý số liệu 33 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34 3.1 Một số số thủy lý, hóa học điểm nghiên cứu 34 3.2 Thành phần lồi trùng nước khu vực nghiên cứu .35 3.3 So sánh thành phần lồi trùng nước khu vực nghiên cứu 53 3.4 Một số đặc điểm quần xã côn trùng nước khu vực nghiên cứu 55 3.4.1 Mật độ côn trùng nước khu vực nghiên cứu 55 3.4.2 So sánh mật độ côn trùng nước khu vực nghiên cứu 56 3.4.3 Loài ưu số số đa dạng 58 3.4.4 Các nhóm dinh dưỡng chức 60 3.5 So sánh tính chất tương đồng đa dạng côn trùng nước Khu BTTN Pù Luông với số khu vực nghiên cứu khác 62 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Một số số thủy lý, hóa điểm thu mẫu 3434 Bảng Cấu trúc thành phần lồi trùng nước khu vực nghiên cứu 36 Bảng Thành phần lồi trùng nước thu khu vực nghiên cứu 42 Bảng Số lượng lồi trùng nước khu vực nghiên cứu 53 Bảng Số lượng cá thể côn trùng nước khu vực nghiên cứu 5555 Bảng Số lượng cá thể trung bình trùng nước khu vực nghiên cứu theo khu vực (trên đơn vị diện tích 0,25m ) 57 Bảng Loài ưu thế, số loài ưu (DI), số Magalef (d) số Đa dạng sinh học Shannon - Weiner (H’) 5959 Bảng Các nhóm dinh dưỡng chức côn trùng nước .60 Bảng Số lồi trùng nước xác định khu vực nghiên cứu 63 Bảng 10 Chỉ số tương đồng (%) khu vực nghiên cứu 64 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Sơ đồ khu vực nghiên cứu điểm thu mẫu 29 Hình Sự biến thiên nhiệt độ điểm nghiên cứu 35 Hình Tỷ lệ số loài theo khu vực nghiên cứu 36 Hình Số lồi thu trùng nước theo ba khu vực nghiên cứu 54 Hình Số cá thể thu côn trùng nước khu vực nghiên cứu 56 Hình Số cá thể côn trùng nước thu ba khu vực nghiên cứu (trên đơn vị diện tích 0,25m ) 58 Hình Tỷ lệ (%) số lượng cá thể theo nhóm dinh dưỡng chức ba khu vực nghiên cứu (trên đơn vị diện tích 0,5 m ) 62 Hình So sánh số lượng lồi trùng nước Pù Luông số khu vực nghiên cứu khác 64 Hình Mối tương quan khu vực nghiên cứu 65 MỞ ĐẦU Côn trùng nước bao gồm lồi có giai đoạn phát triển vòng đời chúng sống nước Cùng với phong phú dạng thủy vực thủy vực nước đứng, nước chảy hay thủy vực tạm thời nhân tạo tạo nên quần xã côn trùng nước vô đa dạng Cũng động vật không xương sống khác, trùng nước góp phần trì hệ sinh thái thủy vực phát triển ổn định Chúng mắt xích khơng thể thiếu mạng lưới thức ăn hệ sinh thái Nhiều nhóm trùng nước cịn có chức lọc nước giữ cho mơi trường sống chúng sạch, hay số khác lại tạo nguồn ôxy chúng ăn nạo lớp tảo phát triển bề mặt đá thủy sinh Bên cạnh đó, lồi trùng nước cịn có ý nghĩa lớn đời sống người Hầu hết, chúng đối tượng sử dụng giám sát sinh học Do số loài nhạy cảm biến đổi môi trường nên chúng dùng làm sinh vật thị đánh giá chất lượng mơi trường nước Ngồi ra, việc nghiên cứu sử dụng côn trùng nước làm thức ăn cho ngành thủy sản quan tâm đến Nhiều doanh nghiệp dựa tập tính vũ hóa số nhóm trùng nước tiêu biểu Phù du, tạo số lượng lớn lưỡi câu bắt chước hình dạng chúng phục vụ cho hoạt động thương mại giải trí người nhiều năm qua Sự đa dạng với vai trị trùng nước lớn thực tế nhiều lồi cịn chưa biết đến, đặc biệt vùng nhiệt đới giới Việt Nam nước nhiệt đới, năm gần côn trùng nước quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, nghiên cứu cịn tản mạn, đề tài: “Nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nƣớc Khu Bảo tồn nhiên nhiên Pù Lng, tỉnh Thanh Hóa” thực nhằm mục tiêu sau đây: - Xác định thành phần lồi mật độ côn trùng nước số hệ thống suối thuộc Khu Bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Pù Lng Đánh giá mức độ đa dạng lồi côn trùng nước dựa vào số số đa dạng sinh học Do thời gian nghiên cứu có hạn, kiến thức kinh nghiệm thân tác giả hạn chế nên luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo bạn để tác giả có điều kiện rút kinh nghiệm hoàn thiện luận văn cách tốt Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu côn trùng nƣớc giới Côn trùng nước nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu từ sớm Qua cơng trình nghiên cứu công bố, xác định có thuộc trùng nước bộ: Phù du (Ephemeroptera), Chuồn chuồn (Odonata), Cánh úp (Plecoptera), Cánh nửa (Hemiptera), Cánh lông (Trichoptera), Cánh cứng (Coleoptera), Hai cánh (Diptera), Cánh rộng (Megaloptera), Cánh vảy (Lepidoptera) Nhiều cơng trình nghiên cứu phân loại sinh thái côn trùng nước công bố (Ross, 1944; Usinger, 1956; Edmondson, 1959; Klots, 1966) [43] Từng nhóm nghiên cứu tổng hợp tài liệu chuyên khảo phân loại học (Eaton, 1871, 1883-1888; Lepneva, 1970, 1971; Mc Cafferty, 1973, 1975; Kawai, 1961, 1963), sinh thái học (Corbet, 1999; Brittain, 1982) tiến hóa (Edmunds, 1972; Mc Cafferty, 1991, 1999) [24] Các lồi trùng nước nhạy cảm với biến đổi mơi trường, nhiều lồi số chúng sinh vật quan trọng thị chất lượng mơi trường nước Do đó, có nhiều cơng trình nghiên cứu lĩnh vực ứng dụng Kuehne (1962), Wilhm & Dorris (1968), Barnes & Minshall (1983), Morse (1984) [50] Sự đa dạng hình thái tầm quan trọng côn trùng nước hệ sinh thái thủy vực mang lại nhiều khám phá thú vị mô tả phân loại cho nhà côn trùng học đồng thời thúc đẩy phạm vi nghiên cứu ngày mở rộng sâu vào chế sinh thái học biến động quần thể, mối quan hệ dinh dưỡng Tiêu biểu cơng trình Lindeman (1942), Cummins & Klug (1979), Merritt & Cummins (1984), Resh & Rosenberg (1984), Cummins (1974, 1996) [47] Đến cuối kỷ XX đầu kỷ XXI, nhiều nhà khoa học công bố hàng loạt cơng trình nghiên cứu trùng nước như: Mc Cafferty (1983), Kawai (1985), Morse et al (1994), Yang & Tian (1994), Merritt & Cummins (1996), Mc Cafferty (1999)… Các nghiên cứu đưa khóa định loại tới giống, chí tới lồi trùng nước dựa vào hình thái trưởng thành ấu trùng Bên cạnh tác giả cịn đề cập đến số ứng dụng chúng sinh thái học [47]  Nghiên cứu Phù du (Ephemeroptera) Phù du trùng có cánh cổ sinh Những hóa thạch cổ xưa tìm thấy kỷ Cacbon kỷ Pecmia cách 250 triệu năm (Edmunds, 1982; Dudgeon, 1999) Đến năm 2008, giới phát 3000 loài thuộc 400 giống 42 họ thuộc Phù du [28] Phù du côn trùng phân bố rộng khắp giới, giai đoạn ấu trùng chúng có mặt hầu hết thủy vực nước như: ao, sông, suối, đầm lầy đến vùng nước nông hồ (Needham et al., 1935; Burk, 1953; Edmunds et al , 1976) [54] Thời kì đầu, Phù du chủ yếu nghiên cứu nhà khoa học châu Âu châu Mỹ Lineaus (1758) người đặt móng cho nghiên cứu Phù du mơ tả lồi Phù du có mặt châu Âu xếp chúng vào nhóm mà ơng đặt tên Ephemera [54] Vào thập niên cuối kỷ XIX hàng loạt cơng trình nghiên cứu công bố Eaton (1871, 1881, 1883 -1888, 1892) cung cấp kiến thức Phù du, đặc biệt đặc điểm dùng cho việc xây dựng khóa định loại đến họ giống Thế kỷ XX, đánh dấu cho giai đoạn bùng nổ nghiên cứu Phù du, điển hình cơng trình nghiên cứu Ulmer (1920, 1924, 1925, 1932, 1933), Navás (1920, 1930), Lestage (1921, 1924, 1927, 1930), Needham et al (1935) [54] Về hệ thống phân loại học, Edmunds (1962) người xây dựng phát sinh loài Phù du hệ thống phân loại đến họ Do việc nghiên cứu Phù du phát triển chiều rộng lẫn chiều sâu nên hệ thống phân loại ông ngày bị hạn chế, Tshernova (1972), Mc Cafferty & Edmunds (1973), Mc Cafferty (1991) [4], bổ sung dẫn liệu chỉnh lý khóa phân loại cho phù hợp với thực tế nghiên cứu đòi hỏi Gần đây, Odgen & Whiting (2005) tổng Phụ lục Một số hình ảnh trùng nƣớc khu vực nghiên cứu (Nguồn: Lê Quỳnh Trang, 2012) Polyplocia orientalis Euphaea decorata Gestroiella sp Rhoenanthus magnificus Sympecma sp Hydrometra gilloglyi Amphinemura sp Nemoura sp Lepidostoma sp Marilia sp Psephenoides sp (mặt bụng) Psephenoides sp (mặt lưng) Laccophilus sp Elophyla sp Tipula sp Paracymoriza sp Phụ lục Số lƣợng lồi số lƣợng cá thể trùng nƣớc (trên đơn vị diện tích 0,25m ) khu vực nghiên cứu Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT Đ4 ĐL ĐT ĐT ĐT NC Ephemerop tera Họ Baetidae Acentrella sp 2 Baetis sp 12 Baetis sp Baetiella trispinata Baetiella sp Nigrobaetis sp p Nigrobaetis sp Platybaetis edmundsi Platybaetis bishopi Heterocloen sp Procloen sp p Họ Caenidae Caenis cornigera 13 Caenis sp 14 Caenis sp p Họ Ephemerell idae Cincticostel a sp 10 11 15 16 17 18 19 20 21 22 ĐL ĐT NĐ Đ6 ĐL ĐL ĐL ĐT NC ĐT NĐ NC p p p p p p p p p p p p p p p 20 p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 57 2 Serratella albostriata Serratella sp Torleya arenosa Torleya sp p Họ Ephemerid ae Ephemera serica Ephemera sp p Ephemera sp Đ5 ĐL p p p 12 p p p p p 22 p 24 p p 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Họ Heptagenii dae Asionurus primus Afronurus mnong p Thalerosphy rus vietnamensi Ecdyonurus landai p Ecdyonurus cervina p p Epeorus tiberius Paegniodes dao p p Rhithrogeni ella tonkinensis Iron martinus p Họ Leptophlebi idae Choroterpes proba Choroterpes trifurcata p Choroterpes sp p p p p p 18 p p 20 p p 31 p p p p p p p p 14 p Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT Đ4 ĐL ĐT ĐT ĐL ĐT NC 35 Choroterpid es major 36 Isca janeae 37 Isca sp 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 p Đ5 ĐL Đ6 ĐL ĐT ĐT NĐ NC ĐL ĐL ĐT NĐ NC Habrophlebi odes p prominens p p Họ Polymitarc yidae Polyplocia orientalis p Họ Potamanthi dae Rhoenanthu s magnificus Odonata Họ Calopterygi dae Neurobasic sp p Calopteryx sp Họ Chlorolesti dae Sinolestes sp Họ Cordulegas tridae Anotogaster sp Họ Corduliidae Epitheca marginata Somatochlo sp Họ Euphaeidae Euphaea decorata p Họ Gomphidae Lamelligom phus sp p Melligomph us ardens Merogomph us sp Heliogomph p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p 1 p 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 us sp Ophiogomp hus sp Phaenandro gomphus sp Sieboldius sp Sinictinogo mphus sp p p p Họ Lestidae Sympecma sp Họ Libellulidae Brachydipla x sp Họ Macromiid ae Macromia sp p Macromia sp p p p p Plecoptera Họ Nemourida e Amphinemu sp Nemoura sp p p Họ Perlidae 62 Etrocorema nigrogenicul atum p p Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT ĐT NC 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 Neoperla lushana Acroneuria sp Topoperla noncoloris p Tetropina sp Hemiptera Họ Aphelocher idae Aphelocheir us robustus Họ Corixidae Sigara paivai p ĐL ĐT Đ5 ĐL ĐT NĐ Đ6 ĐL ĐT NC ĐL ĐL ĐT NĐ NC p p p p p p p p p p Sigara sp Họ Gerridae Metrocoris sp Onychotrec hus sp Ptilomera hemmingsen i Ptilomera tigrina Họ Hebridae Hyrcanus varicolor Hebrus sp Họ Helotrephid ae Fischerotrep hes sp Idiotrephes sp Platytrephes sp p Hydrotrephe s sp Helotrephes sp Họ Hydrometri dae Hydrometra gilloglyi Họ Đ4 ĐL ĐT p p p p p p p p p p p p 74 p p p p p p p p 26 p p p p p p p p p 82 83 Micronecti dae Micronecta sp Họ Naucoridae Gestroiella sp 85 Naucoris sp Laccocoris sp 86 Họ Nepidae Laccotrephe s sp 84 87 88 89 Ranatra sp Họ Notonectida e Enithares metallica Enithares sp p 42 p p p p p p Họ Pleidae 90 Paraplea sp 91 Họ Saldidae Saldula sp 92 Họ Veliidae Microvelia sp p p p p Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT ĐT NC 93 Coleoptera Họ Dryopidae Helichus sp Họ Dytiscidae 94 Cybister sp 95 Eretes sp Laccophilus sp 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 Họ Elmidae Neocylloepu s sp Ordobrevia sp p Stenelmis sp p Họ Gyrinidae Gyretes sp p Họ Haliplidae Peltodytes sp Họ Hydrophili dae Enochrus sp Hydrobius sp Laccobius sp Họ Psephenida e Eubria palustris Eubrianax sp p Psephenoid es sp p Nipponeubri a sp Macroeubri a luei Họ Ptilodactyli dae Stenocclus sp Họ Scirtidae Đ4 ĐL ĐT ĐL ĐT Đ5 ĐL ĐT NĐ Đ6 ĐL ĐT NC ĐL ĐL ĐT NĐ NC p p p p p p p p p 21 p p p p p p p p p p 113 Cyphon sp Họ Staphylinid ae Bledius sp Megalopter a Họ Corydalida e Corydalus sp 114 Diptera Họ Athericidae Atrichops sp 111 112 115 116 117 118 Suragina sp Họ Blepharicer idae Blepharicer a sp Họ Ceratopogo nidae Dasyhelea sp Bezzia sp Họ Chironomi dae p p p 10 p p p p 1 1 p Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT ĐT NC 119 120 121 122 123 124 125 126 127 Ablabesmyi a sp Thienemann imyia sp Kiefferulus sp Chironomus sp 129 Tipula sp Hexatoma sp 130 Antocha sp 128 131 132 133 134 135 136 ĐL ĐT Đ5 ĐL ĐT NĐ Đ6 ĐL ĐT NĐ NC ĐL ĐT NC p p p p 46 27 p 10 p 13 Goera sp Họ Helicopsych idae Helicopsych e sp p 3 p p p p p p p p p p p p 1 p p p p 1 1 Trichoptera Họ Calamocera tidae Anisocentro pus sp Họ Ecnomidae Ecnomus sp Họ Glossosoma tidae Agapetus sp Họ Goeridae Goera sp ĐL p Họ Dixidae Nothodixa sp Họ Empididae Hemerodro mia sp Họ Ephydridae Ephydra sp Họ Simuliidae Simulium sp Họ Tabanidae Tabanus sp Họ Tipulidae Đ4 ĐL ĐT p p p 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 Họ Hydrobiosi dae Apsilochore ma sp Họ Hydropsyc hidae Ceratopsych e sp Ceratopsych e sp Ceratopsych e sp Ceratopsych e sp Cheumatops yche sp Cheumatops yche sp Cheumatops yche sp Cheumatops yche sp Diplectrona sp Diplectrona sp Hydrosyche sp 2 p p p p p p p p p p p p p p p 31 Đ1 STT Đ2 Taxon Đ3 ĐL ĐT ĐT ĐT ĐT ĐT NC 158 Hydrosyche sp Hydrosyche sp Hydromanic us sp p Macrostemu m sp Parapsyche sp Potamyia sp Họ Hydroptilid ae Orthotrichia sp Stactobiella sp Họ Lepidostom atidae Lepidostom a sp Họ Leptocerida e Mystacydes sp 159 Oecetis sp 160 Setodes sp Họ Ondontocer idae 161 Marilia sp 1p 162 Marilia sp 163 Marilia sp Psilotreta sp Họ Philopotam idae Chimara sp Họ Psychomiid ae Psychomyia sp Psychomyia sp 149 150 151 152 153 154 155 156 157 164 165 166 167 Đ4 ĐL ĐT ĐL ĐT Đ5 ĐL ĐT NĐ Đ6 ĐL ĐT NC ĐL ĐL ĐT NĐ NC p p p p p p p p p 34 p 1 p p 21 p 19 168 169 170 171 172 173 Họ Stenopsychi dae Stenopsyche siamensis Họ Uenoidae Neophylax sp Lepidopter a Họ Crambidae Paracymori za sp p p p 11 p Elophila sp Potamomus a sp Họ Pyralidae Parapoynx sp Tổng Ghi chú: ĐT: định tính, ĐL: định lượng, NC: nước chảy, NĐ: nước đứng, p: có mặt 15 p 183 160 66 58 15 93 163 95 43 48 ... Nam nước nhiệt đới, năm gần côn trùng nước quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, nghiên cứu cịn tản mạn, đề tài: ? ?Nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng nƣớc Khu Bảo tồn nhiên nhiên Pù Lng, tỉnh Thanh Hóa? ??...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lê Quỳnh Trang NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG SINH HỌC CỦA CÔN TRÙNG NƢỚC Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ LNG TỈNH THANH HĨA... nghiên cứu trùng nước giới 1.2 Tình hình nghiên cứu trùng nước Việt Nam 14 1.3 Đa dạng sinh học Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông 20 1.4 Một số đặc điểm tự nhiên kinh tế - xã hội Khu