Tài liệu Thành phần loài và đặc điểm phân bố của giun đất ở khu vực xã liên hòa, lạc thủy, hòa bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THANH THỦY THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA GIUN ĐẤT Ở KHU VỰC XÃ LIÊN HÒA, LẠC THỦY, HÒA BÌNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SƠN LA, NĂM 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC NGUYỄN THANH THỦY THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA GIUN ĐẤT Ở KHU VỰC XÃ LIÊN HÒA, LẠC THỦY, HÒA BÌNH Chuyên ngành: TN2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Đỗ Đức Sáng SƠN LA, NĂM 2014 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ to lớn của nhiều đơn vị và cá nhân. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn tới: Phòng Đào tạo Đại học, phòng khảo thí và Bảo đảm chất lượng giáo dục trường Đại học Tây Bắc. Ban Chủ nhiệm khoa Sinh - Hóa; cán bộ, giảng viên Bộ môn Động vật Sinh thái khoa Sinh – Hóa, trường ĐH Tây Bắc. Nhân dân và chính quyền địa phương ở những nơi chúng tôi đến thu mẫu. Gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Các đơn vị trên đã tạo điều kiện thuận lợi về thủ tục, thời gian, trang thiết bị, hóa chất, địa điểm phân tích mẫu để đề tài được thực hiện và giúp cho việc thu mẫu ở các địa phương. Đặc biệt chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của ThS. Đỗ Đức Sáng trong công tác định loại, phân tích mẫu và định hướng các nội dung nghiên cứu, tôi xin chân thành cảm ơn thầy. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các đơn vị và cá nhân đã nêu trên. Sơn La, tháng 5 năm 2014 Nguyễn Thanh Thủy MỤC LỤC PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .....................................................................................................1 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài .......................................................................................3 1.3. Nội dung nghiên cứu..........................................................................................................3 1.4. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu...................................................................4 1.5. Ý nghĩa khoa học của đề tài ..............................................................................................4 1.6. Khái quát tình hình nghiên cứu giun đất ..........................................................................4 1.6.1. Ở Việt Nam ..............................................................................................................4 1.6.2. Ở khu vực nghiên cứu .............................................................................................7 1.7. Khái quát đặc điểm tự nhiên - xã hội khu vực nghiên cứu..............................................7 1.7.1. Đặc điểm tự nhiên ...................................................................................................7 1.7.2. Đặc điểm xã hội .......................................................................................................9 1.8. Phương tiện và phương pháp nghiên cứu .......................................................................10 1.8.1. Phương tiện nghiên cứu ........................................................................................10 1.8.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................10 PHẦN 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 1. THÀNH PHẦN LOÀI GIUN ĐẤT Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Thành phần loài giun đất ở khu vực nghiên cứu............................................................16 2.2. Một số nhận định về thành phần loài ở khu vực nghiên cứu……………………….29 2.3. So sánh thành phần loài giun đất ở khu vực nghiên cứu với một số khu vực lân cận. 32 CHƢƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA GIUN ĐẤT Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU THEO SINH CẢNH 2.1. Các sinh cảnh ở khu vực nghiên cứu. .............................................................................35 2.2. Đặc điểm phân bố của giun đất theo sinh cảnh ..............................................................36 PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận ....................................................................................................................43 3.2. Kiến nghị ..........................................................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................44 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Nghĩa Viết KVNC Khu vực nghiên cứu Ph Pheretima TT Thị trấn Tp Thành phố nnk Những người khác tr Nxb Trang Nhà xuất bản DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu và các điểm thu mẫu ...................................... 11 Hình 2. Hình thái ngoài một số giống giun đất ở nước ta...................................... 13 Hình 3. Hình thái và vị trí của tinh hoàn, túi tinh hoàn (A); túi nhận tinh (B) của giun đất................................................................................................................... 14 Hình 4. Hình thái ngoài và cấu tạo trong của Pheretima posthuma ...................... 14 Bảng 1. Thành phần loài và phân loài, sinh cảnh, địa điểm thu mẫu và đặc điểm túi nhận tinh của các loài giun đất ở khu vực nghiên cứu ................................ 16 Bảng 2. Các loài chung nhau giữa KVNC với một số khu vực lân cận……….32 Bảng 3. Tỷ lệ các loài và phân loài giun đất chung giữa các khu vực ................... 34 Bảng 4. Đặc điểm phân bố của giun đất theo sinh cảnh ........................................ 40 DANH SÁCH BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1. Mức độ đa dạng thành phần loài trong các họ giun đất thuộc khu vực nghiên cứu .............................................................................................................. 29 Biểu đồ 2. Mức độ đa dạng thành phần loài trong các giống giun đất ở khu vực nghiên cứu .............................................................................................................. 30 Biểu đồ 3. Phần trăm số loài giun đất trong các giống ở sinh cảnh núi đá vôi..36 Biểu đồ 4. Phần trăm số loài giun đất trong các giống ở sinh cảnh đất trồng cây lâu năm......................................................................................................................... 37 Biểu đồ 5. Phần trăm số loài giun đất trong các giống ở sinh cảnh đất trồng cây ngắn ngày ............................................................................................................... 38 Biểu đồ 6. Phần trăm số loài giun đất trong các giống ở sinh cảnh gần nguồn nước. .. ………………………………………………………………………......39 Biểu đồ 7. Phần trăm số loài giun đất trong các giống ở sinh cảnh khu dân cư... ..40 Biểu đồ 8. Sự phân bố của giun đất theo các sinh cảnh ở khu vực nghiên cứu. .... 41 PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Giun đất là một đối tượng của động vật không xương sống thuộc ngành Giun đốt (Annelida), phân ngành Có đai (Clitellata), lớp Giun ít tơ (Oligochaeta) [13, 31], chúng có đời sống liên quan ít nhiều đến môi trường đất. Trong tự nhiên, giun đất sống trong đất và thảm mục, giun đất di chuyển rất tích cực bằng cách chủ động đào hang, rãnh để tìm kiếm thức ăn, nhận biết đồng loại, ghép đôi và sinh sản. Nhờ hệ thống hang đào được trong suốt vòng đời của mình, chúng xáo trộn làm tơi xốp lớp đất mặt, đào hang chuyển các vụn thực vật trên mặt đất xuống lớp sâu hơn, tạo nên lớp đất màu mỡ giàu mùn, giàu khoáng. Hang giun đất tạo điều kiện đưa không khí và nước vào đất, làm cho đất thoáng và ẩm [5, 6]. Giun đất đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vật chất hữu cơ trong đất. Chúng đưa vào ống tiêu hóa của mình các vụn hữu cơ và đất trong quá trình đào hang. Các vụn hữu cơ từ thực vật, động vật khi được đưa vào ống tiêu hóa của giun sẽ được nghiền nhỏ và phân loại nhờ hệ thống enzyme tiêu hóa. Chất thải sau đó được tống ra ngoài dưới dạng phân giun giàu các hợp chất trao đổi, có giá trị dinh dưỡng cao đối với thực vật và vi sinh vật [5, 6]. Trong nông nghiệp, giun đất là một trợ thủ đắc lực của người nông dân. Với hoạt động cơ học của mình, giun đất giúp giảm đáng kể công đoạn làm đất nhất là công cày, cuốc, giun làm tăng độ phì nhiêu cho đất. Trong nông nghiệp hiện nay phân bón hóa học là nguồn bổ sung dinh dưỡng chính cho cây trồng, nhưng do việc sử dụng không hợp lý nên lượng phân bón trở thành hiểm họa cho môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước ngầm. Giun đất đã góp phần giải quyết vấn đề này [7]. Căn cứ vào thành phần, số lượng, mật độ của các loài giun đất ở những ổ sinh thái khác nhau có thể xác định được mức độ thay đổi cảnh quan hay dự đoán được một số tính chất của môi trường đất như Ph. posthuma thường gặp ở đất cát pha, Ph. elongata ở đất nặng, Pontoscolex corethrurus ở đất nghèo mùn và chua [8, 21, 31]… 1 Do thịt giun đất có giá trị dinh dưỡng cao nên trong tự nhiên chúng là nguồn thức ăn phong phú của nhiều nhóm động vật như chim, rùa, rắn, cá... Ngoài ra, giun đất cũng là những mắt xích vật chất quan trọng trong chuỗi và lưới thức ăn góp phần khép kín chu trình tự nhiên. Đa số chúng là sinh vật tiêu thụ bậc 1 chúng ăn các vụn hữu cơ trong đất [13]. Nhiều vùng của nước ta và nhiều nước trên thế giới đã tiến hành gây nuôi giun đất trên quy mô gia đình hoặc công nghiệp để làm thức ăn chăn nuôi cho gia cầm, cá, ếch, ba ba, lươn [21]… Giun đất đã được sử dụng trong y học dân gian để chữa một số bệnh sốt rét, hen suyễn, đậu mùa…với tên gọi là “Địa long” [21, 22]. Khi sống trong đất, một số loài giun đất còn là vật chủ trung gian truyền một số giun sán ký sinh như Giun phổi, Giun thận [27]. Do đó nghiên cứu giun đất có ý nghĩa thực tiễn trong việc phát triển chăn nuôi, hạn chế thiệt hại do giun sán ký sinh gây ra. Về mặt lý thuyết, nghiên cứu giun đất góp thêm dữ liệu hình dung con đường chuyển từ nước lên cạn của động vật, góp phần hình dung quá trình hình thành đơn vị bậc loài, dưới loài và sự tiến hóa của các hệ cơ quan động vật [27, 31]. Ở Việt Nam, giun đất là một trong những nhóm sinh vật được nghiên cứu từ khá sớm. Trong đó tập trung chủ yếu vào các nghiên cứu về thành phần loài và đặc điểm phân bố của giun đất. Những khu vực đã được nghiên cứu nhiều: Đồng bằng Sông Hồng [24], vùng Đông Bắc cùng một số khu vực Tây Bắc [27, 28], Bắc Trung Bộ, Tây Nam Bộ và một vài địa điểm nhỏ của Tây Nguyên [21], Đông Nam Bộ [31]. Vùng Tây Bắc nói chung và Hòa Bình nói riêng đã có một số công trình nghiên cứu như Đỗ Văn Nhượng (1995) [27], Đỗ Đức Sáng (2007) [28] và của Nguyễn Đình Việt cùng Hà Mạnh Linh (2010) [34]. Cho đến nay chưa có ghi nhận công trình nghiên cứu nào về giun đất ở xã Liên Hòa, Lạc Thủy, Hòa Bình. Xã Liên Hòa nằm ở phía đông nam của huyện Lạc Thủy. Khu vực này có diện tích chủ yếu là đồi núi và đất canh tác nông lâm nghiệp, cư dân ở đây chủ 2 yếu là dân tộc thiểu số do đó nhận thức về bảo vệ rừng cũng như kỹ thuật canh tác còn rất hạn chế khiến cho diện tích rừng bị thu hẹp, đất canh tác suy giảm về chất lượng, hệ sinh thái cũng suy giảm về mức độ đa dạng và mật độ. Do đó việc nghiên cứu về giun đất ở khu vực này là yêu cầu thực tế và cần thiết, chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài: “Thành phần loài và đặc điểm phân bố của giun đất ở khu vực xã Liên Hòa, Lạc Thủy, Hòa Bình”. 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài + Mục tiêu Đề tài nhằm giải quyết 3 mục tiêu sau: - Thống kê thành phần loài giun đất của khu vực nghiên cứu. - Xác định một số đặc điểm chẩn loại về hình thái ngoài, đặc điểm manh tràng, túi nhận tinh các loài giun đất ở KVNC. - Xác định đặc điểm phân bố theo sinh cảnh các loài giun đất của KVNC. + Nhiệm vụ - Thu thập nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài như tài liệu về đặc điểm tự nhiên, xã hội khu vực nghiên cứu, đặc điểm cấu tạo, giải phẫu, tài liệu dùng trong việc định loại nhóm giun đất. - Tiến hành công việc thu mẫu vật theo những phương pháp phù hợp, xử lý mẫu tại thực địa và trong phòng thí nghiệm. - Quan sát các loại môi trường và sinh cảnh có giun đất phân bố và không có mặt, ghi chép để có sự phân tích, đánh giá và nhận xét. - Tiến hành công tác định loại nguồn mẫu vật trong phòng thí nghiệm. - Xử lý các kết quả thu được ngoài thực địa và trong phòng thí nghiệm. - Tổng kết thành phần loài và báo cáo. 1.3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sự đa dạng thành phần loài giun đất KVNC: định loại, lập danh sách các loài giun đất ở KVNC; đánh giá độ đa dạng thành phần các loài giun đất KVNC; mô tả đặc điểm hình thái ngoài của các loài giun đất, đặc điểm phân bố theo sinh cảnh các loài giun đất ở KVNC. - So sánh thành phần loài giun đất ở KVNC với khu vực lân cận. 3 1.4. Đối tƣợng, địa điểm và thời gian nghiên cứu Đối tượng của đề tài là các loài giun đất ở xã Liên Hòa, huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình. Nghiên cứu này được thực hiện ở xã Liên Hòa với các địa điểm sau: thôn Liên Hồng, thôn Liên Ba, thôn Đồng Huống và thôn Vỏ. Mẫu giun được tiến hành thu trong 5 sinh cảnh (sinh cảnh khu dân cư, đất gần nguồn nước, đất trồng cây ngắn ngày, đất trồng cây lâu năm và núi đá vôi). Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố của giun đất nhưng do hạn chế về thời gian, địa bàn rộng, không thuận lợi trong quá trình đi thu mẫu, nội dung nghiên cứu của đề tài chỉ xét đến đặc điểm phân bố của giun đất theo sinh cảnh. Cho đến nay, hệ thống phân loại giun đất vẫn chưa được thống nhất giữa các tác giả nghiên cứu, nhất là sự phân chia các loài trong giống Pheretima thành những giống nhỏ hơn [31]. Nghiên cứu này vẫn theo hệ thống của Kinberg (1867) cho giống Pheretima. Các số liệu trong đề tài được tiến hành từ tháng 7/2013 - 5/2014. - Tháng 7 - 11/2013, thu thập tài liệu liên quan đến để tài, thu thập mẫu giun tại các KVNC, lập đề cương đề tài và nghiên cứu tài liệu thu thập được. - Tháng 12/2013 - 3/2014, phân tích mẫu, tổng hợp xử lý các dẫn liệu thu được. - Tháng 4 - 5/2014, hoàn thành và báo cáo đề tài. 1.5. Ý nghĩa khoa học của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp những dẫn liệu cho khoa học mới mang tính hệ thống về thành phần loài và đặc điểm phân bố khu hệ giun đất ở KVNC. Nguồn mẫu vật sẽ được sử dụng trong việc giảng dạy cho nhiều nội dung, nhiều học phần như: học phần động vật không xương sống, học phần sinh thái học, học phần sinh học phát triển.. 1.6. Khái quát tình hình nghiên cứu giun đất 1.6.1. Ở Việt Nam Khu hệ giun đất ở Việt Nam được nghiên cứu từ khoảng cuối thế kỷ XIX. 4 Phần lớn các nghiên cứu còn lẻ tẻ, trong phạm vi hẹp do các nhà nghiên cứu nước ngoài thực hiện [27, 30]. Mở đầu là công trình của Perrier năm 1872, có mô tả loài Perichaeta aspegillum ở Việt Nam. Năm 1875, Perrier phát hiện thêm ba loài mới cho khu vực này, trong đó có 1 loài mới là Ph. juliani và 2 loài lần đầu tiên gặp ở Việt Nam là Ph. posthuma và Ph. houlleli. Năm 1931, Stephenson công bố thêm hai loài mới ở vùng cao nguyên phía nam Việt Nam là Ph. bianensis và Ph. annamensis [27, 31]. Sau đó năm 1934, Michaelsen đã công bố danh sách của 20 loài giun đất đã biết ở Đông Dương (chủ yếu là Việt Nam và Campuchia), trong đó có 16 loài mới 15 loài thuộc giống Pheretima và 1 loài thuộc giống Drawida [27, 31]. Năm 1956, Omodeo công bố các giun đất ở Đông Dương và Địa Trung Hải có nhắc tới 6 loài giun thu ở Sài Gòn và Vũng Tàu, với 1 loài mới là Ph. saigonensis [31]. Như vậy, trong giai đoạn 1872 - 1965, chỉ có các tác giả nước ngoài công bố được 26 loài giun đất cho Việt Nam (thuộc 5 giống, giống Pheretima chiếm ưu thế với 23 loài). Các nghiên cứu này mang tính chất tản mạng, mẫu thu chủ yếu ở một vài thành phố lớn hay các điểm du lịch [27, 28, 31]. Trong giai đoạn từ 1965 - 1975, việc nghiên cứu giun đất ở Việt Nam tạm thời bị gián đoạn bởi chiến tranh. Trong giai đoạn này, các nhà nghiên cứu chỉ tập trung được dẫn liệu về hình thái và sinh thái học của một vài loài giun đất phổ biến để phục vụ cho công tác biên soạn giáo trình động vật không xương sống [31]. Cho đến năm 1979, công tác thu mẫu giun đất ở Việt Nam mới được tiến hành rộng rãi và có hệ thống nhằm phục vụ cho nội dung nghiên cứu luận án tiến sĩ khoa học “Giun đất Việt Nam - Hệ thống học, khu hệ, phân bố và địa lý động vật” của Thái Trần Bái (1983). Trong nghiên cứu này ông đã công bố được 109 loài và phân loài, thuộc 6 họ và 17 giống cho khu hệ giun đất Việt Nam. Trong số trên có 39 loài và phân loài là loài mới. Ngoài ra, công trình còn thảo luận thêm về hệ thống phân loại học của nhóm Pheretima và rút ra những quy luật tiến hóa của một số cơ quan cho nhóm loài này. Sau đó Thái Trần Bái tiếp tục hướng dẫn nhiều 5 nghiên cứu sinh và học viên cao học điều tra thành phần loài, đặc điểm phân bố của giun đất ở những vùng miền khác nhau của Việt Nam [31]. Từ 1985 - 1996 đây là giai đoạn có nhiều công trình nghiên cứu về khu hệ giun đất Việt Nam được công bố nhất, do trong giai đoạn này có 6 luận án phó tiến sĩ về giun đất được thực hiện ở 6 khu vực khác nhau của nước ta. Trần Thúy Mùi (1985) nghiên cứu giun đất Đồng bằng Sông Hồng [24], của Đỗ Văn Nhượng (1994) nghiên cứu khu hệ giun đất miền Tây Bắc [27], Nguyễn Văn Thuận nghiên cứu khu hệ giun đất ở khu vực Bình Trị Thiên [31], nghiên cứu khu hệ giun đất ở khu hệ Đông Bắc và Quảng Nam - Đà Nẵng của Lê Văn Triển và Phạm Thị Hồng Hà [13, 32]. Trong các năm gần đây việc nghiên cứu khu hệ giun đất ngày càng được chú trọng. Ngoài việc bổ sung danh sách thành phần loài, còn có những công trình đi sâu nghiên cứu về đặc điểm giải phẫu của nhiều giống và nhiều nhóm loài, đặc biệt là giống Pheretima, tiêu biểu là các công trình nghiên cứu của tác giả Thái Trần Bái như: biến đổi tiêu hóa của tấm tràng và tấm ruột của Pheretima (1982); một vài đặc điểm về hệ cơ của Pheretima (1982); biến đổi tiêu hóa của túi nhận tinh và quá trình hoàn chỉnh cơ chế chuyển tinh ở Pheretima (1983); biến đổi tiêu hóa của tơ và vách ngăn phía trước cơ thể của Pheretima (1983); mô tả các loài Pheretiama thuộc nhóm không có manh tràng (1996) [28, 30, 31]… Theo tổng kết của Thái Trần Bái (2000) và cập nhập bổ sung các dẫn liệu mới, cho đến nay khu hệ giun đất ở Việt Nam đã phát hiện được 201 loài và phân loài, thuộc 18 giống của 7 họ. Trong đó, họ Megascolesidae nhiều nhất với 179 loài và phân loài, kế đến họ Octocaettidae (6 loài), Moniligastridae (5 loài), Lumbricidae (2 loài) và 2 họ còn lại mỗi họ có 1 loài (Glossoscolecidae, Almidae) [9, 28, 31]. Trong những năm gần đây có một số công trình nghiên cứu mới về giun đất như: năm 2007, khi nghiên cứu khu hệ giun đất tỉnh Sơn La, Đỗ Đức Sáng đã tổng kết được 41 loài thuộc 10 giống và 7 họ. Nghiên cứu này đã cung cấp thêm dẫn liệu về giun đất cho khu vực Tây Bắc [27]. Năm 2013, Nguyễn Thanh Tùng đã thống kê được 34 loài thuộc 9 giống, 6 họ ở khu hệ giun đất ở Đồng 6 bằng sông Cửu Long, trong đó có 2 loài mới cho khoa học là Pheretima mangophila Nguyen, 2011 và Pheretima thaii Nguyen, 2011; 1 loài mới gặp ở Việt Nam Drawida barwelli (Beddard, 1886) [31]. Nếu theo hệ thống phân loại của Sims và Easton (1972) và Easton (1979) thì 176 loài và phân loài trong giống Pheretima ở Việt Nam được chia thành 7 giống: Amynthas (111 loài và phân loài), Metaphere (46 loài và phân loài), Polypheretima (9 loài), Planapheretima (5 loài), Metapheretima (3 loài) và 2 giống (Pheretima, Pithemera) mỗi giống có 1 loài (Pheretima domasa và Pithemera bicincta). Như vậy, giống Amynthas và Metaphere có số loài chiếm ưu thế ở Việt Nam [30, 31]. 1.6.2. Ở khu vực nghiên cứu Từ năm 1992 - 1995, trong luận án Tiến sĩ khoa học sinh học “Khu hệ giun đất miền Tây Bắc Việt Nam” Độ Văn Nhượng đã tiến hành nghiên cứu giun đất ở khu vực Hòa Bình - Thanh Hóa [27]. Năm 2010, có đề tài khoa học cấp trường của sinh viên đại học Tây Bắc “Nghiên cứu khu hệ giun đất ở xã Hòa Sơn và thị trấn Lương Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình” [34]. Từ đó đến nay chưa có thêm một công trình nghiên cứu nào về giun đất ở một xã của Hòa Bình. 1.7. Khái quát đặc điểm tự nhiên - xã hội khu vực nghiên cứu 1.7.1. Đặc điểm tự nhiên - Vị trí địa lý và lãnh thổ Xã Liên Hòa có ranh giới phía đông giáp xã Cố Nghĩa, phía tây giáp xã Hưng Thi và xã Đồng Môn, phía nam giáp xã An Lạc, phía bắc giáp xã Khoan Dụ [36]. Xã Liên Hòa có tọa độ địa lí: 20o30’00’’ vĩ độ Bắc; 105o44’13’’ kinh độ Đông [38]. - Địa hình Địa hình huyện Lạc Thuỷ nói chung và xã Liên Hòa nói riêng mang tính chất đặc trưng chuyển tiếp giữa miền núi và trung du. Nhìn tổng thể, địa hình có xu hướng thấp dần theo hướng từ tây bắc xuống đông nam, tương đối phức tạp với nhiều đồi và núi đá vôi, xen kẽ là hệ thống sông, suối [36]. 7 - Khí hậu Khí hậu Lạc Thủy nói chung và xã Liên Hòa nói riêng mang nét đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10. Trong mùa mưa, lượng mưa tương đối cao: 1.681 mm, chủ yếu tập trung vào tháng 6 và 7. Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trước và kết thúc vào tháng 4 năm sau. Vào mùa mưa, do điều kiện mặt đệm và địa hình chia cắt mạnh kết hợp với mưa lớn dễ gây ra lụt lội, lũ quét ảnh hưởng đến sản xuất và sinh hoạt của người dân. Độ ẩm trung bình năm khoảng 75 - 86%, cao nhất vào các tháng 7 và 8. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 23oC, cao nhất là 28oC, thấp nhất là 17,2oC. Khí hậu lạnh nhất từ giữa tháng 11 năm trước đến tháng 2 năm sau [38]. Với lượng mưa và độ ẩm như vậy có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân bố và thành phần các loài giun đất trong khu vực nghiên cứu. - Tài nguyên đất Cơ cấu đất của xã Liên Hòa: có tổng diện tích tự nhiên 1454,87 ha, diện tích đất nông nghiệp là 862,65 ha, đất lâm nghiệp có rừng là 199,65 ha [36].Về mặt chất lượng, nhìn chung tầng đất canh tác nơi đây mỏng, có nguồn gốc hình thành từ đá vôi, granít, sa thạch, trầm tích [36]... Kết quả phân tích định lượng cho thấy: lớp đất có độ phì khá, thuận lợi cho giun đất sinh sống. - Tài nguyên sinh vật Với tình trạng rừng bị tàn phá như hiện nay đã tác động đến cảnh quan và môi trường sống của nhiều nhóm động vật, trong đó có giun đất với các loài liên quan trực tiếp đến môi trường đất và thảm thực vật. Về động vật: diện tích rừng do bị tàn phá nhiều nên ít gặp các loài thú lớn, các bộ thường gặp gồm: Ăn sâu bọ, Dơi, Tê tê, Gặm nhấm, Ăn thịt, Ngón chẵn. Trong rừng có nhiều loài thú sống trong đất và trên mặt đất. Ở đồi trọc, tuy không nhiều các loài thú sống định cư nhưng thường gặp một số sống vãng lai như sóc, chồn, chuột [36]. 8 Về chim: do địa hình, vị trí địa lý và thảm thực vật nên đã gặp nhiều loài chim sinh sống, bao gồm các loài chim là tổ, chim không làm tổ, chim định cư, chim trú đông… trong đó có nhiều loài ăn thịt [36]. Về lưỡng cư, bò sát có các họ Tắc kè, Nhông, Thằn lằn bóng, Thằn lằn chính thức, Kỳ đà, Rắn mống, Rắn nước, Rùa, Cóc bùn, Cóc, Nhái bén, Ếch, Ếch cây, Nhái bầu... Các họ lưỡng cư phân bố chủ yếu ở rừng, suối, các hố nước [36]…. Trong các loài động vật trên có nhiều loài sử dụng giun đất làm thức ăn hoặc ăn thịt các loài động vật sử dụng thức ăn là giun đất, tiêu biểu như các nhóm rùa, rắn, ếch, nhái, chim ăn thịt sống trên mặt đất… 1.7.2. Đặc điểm xã hội - Dân số và dân tộc Dân số theo thống kê của xã năm 2013 ở Liên Hòa có 1725 người, mật độ dân số ở đây khá thưa thớt [36]. Lao động: theo điều tra thì tỉ lệ lao động trên nhân khẩu là 40%. Dân tộc ở xã Liên Hoà chủ yếu là người Mường, họ vẫn còn tập quán đốt rừng làm nương rẫy do đó ít nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống của các loài động vật nói chung và của giun đất nói riêng. - Kinh tế Sản xuất nông nghiệp là ngành sản xuất chủ yếu, chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu kinh tế của xã Liên Hòa. Các cây nông nghiệp chủ yếu như ngô, khoai, sắn, lúa... Cây công nghiệp dài ngày nổi bật là cây chè. Các loại cây ăn quả tương đối điển hình, mang lại lợi nhuận cao như: nhãn, vải, cam, quýt [36]. Lâm nghiệp là ngành kinh tế quan trọng chiếm một tỷ trọng khá lớn cả về diện tích và lao động. Sản phẩm chủ yếu của ngành lâm nghiệp là các loại rừng trồng ,rừng chăm sóc và khai thác củi, tre, luồng, nứa [36]... Diện tích rừng những năm gần đây đang được khôi phục dần sẽ tạo môi trường sinh sống tốt cho giun đất. 9 1.8. Phƣơng tiện và phƣơng pháp nghiên cứu 1.8.1. Phƣơng tiện nghiên cứu - Dụng cụ, hóa chất Dụng cụ: bút chì, bút bi, túi vải, thước dây, sổ ghi chép, thước đo, bộ đồ mổ, kính lúp soi nổi, thước palmer, giấy can… Hóa chất: formol 2% để làm chết, formol 4% dùng trong định hình mẫu vật. - Mẫu vật Nghiên cứu này được thực hiện dựa trên kết quả phân tích của 986 cá thể giun đất, trong đó tiến hành giải phẫu 30 cá thể. Các mẫu hiện được lưu tại phòng thực hành Động vật - Sinh thái, khoa Sinh - Hóa trường ĐH Tây Bắc. 1.8.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 1.8.2.1. Phương pháp thu mẫu Thu mẫu theo nguyên tắc: thu tất cả các loại giun đất bắt gặp, thu số lượng nhiều, thu mẫu bằng các phương pháp đặc trưng và ở những sinh cảnh khác nhau. Các mẫu thu cần nguyên vẹn, tránh đứt gãy để thuận lợi cho công tác định loại. - Mẫu thu định lượng Mẫu thu định lượng giun đất theo phương pháp Ghiliarov (1976) (Nguyễn Thanh Tùng, 2013). Kích thước hố đào là 50 cm x 50 cm (= 0,25 m2), đất được lấy theo tầng 5 - 10 cm từ trên xuống bằng xẻng hoặc các dụng cụ đào khác, đào đến độ sâu không gặp giun nữa. Giun đất được lượm bằng tay cho vào các túi vải có kích thước 20 cm x 12 cm, trong mỗi mẫu có nhãn ghi địa điểm, thời gian, sinh cảnh và người thu mẫu [22, 27, 31]. - Mẫu thu định tính Mẫu định tính được thu ở các sinh cảnh khác nhau trong khu vực nghiên cứu với mục đích bổ sung cho mẫu định lượng về thành phần loài. Ngoài ra, mẫu định tính còn có vai trò xác định sự biến dị hình thái, đặc điểm phân bố... Thu mẫu bằng các dụng cụ đã nêu trên, gặp con nào thu con đó, kể cả những cá thể bò trên mặt đất sau trận mưa. Mỗi mẫu thu để giun vào một túi riêng và ghi nhãn [22, 28]. 10 0 1,5 núi đá vôi đất trồng cây lâu năm đất trồng cây ngắn ngày đất gần nguồn nước khu dân cư 3 km Xã Cố Nghĩa N N Xã Khoan Dụ Xã Đồng Môn Xã An Lạc Xã Hưng Thi Hình 1. Sơ đồ khu vực nghiên cứu và các điểm thu mẫu (vẽ theo Tập bản đồ hành chính 64 tỉnh, thành phố Việt Nam) 1.8.2.2. Phương pháp ghi nhật ký Trên cơ sở quan sát đối tượng nghiên cứu, môi trường tự nhiên, đặc điểm sinh cảnh nơi thu mẫu, các thông tin chủ yếu về môi trường đất, thảm thực vật, độ ẩm của đất, thời điểm thu mẫu, quan sát các hoạt động của giun như hệ thống hang, thức ăn, sinh sản, kén và các hoạt động khác… Tiến hành ghi chép đầy đủ, chi tiết đặc biệt về tập tính, màu sắc, hình dạng, cách di chuyển của giun khi còn sống [18]. 1.8.2.3 . Phương pháp phân chia sinh cảnh Vũ Tự Lập (2011) khi nghiên cứu cấu trúc thẳng đứng cảnh quan địa lý miền Bắc Việt Nam và dựa vào các đại tổ hợp thực vật đã chia thành các cảnh địa lý: cảnh bờ biển; cảnh đồng bằng; cảnh đồi núi thấp, cảnh đồi núi trung bình; cảnh đồi núi cao; cảnh thung lũng và bồn địa; cảnh núi thấp; cảnh núi trung bình và núi cao; cảnh đồi đá vôi; cảnh núi đá vôi [20]. Đỗ Văn Nhượng (1995) khi nghiên cứu giun đất miền Tây Bắc Việt Nam đã phân chia KVNC thành 7 nhóm sinh cảnh gồm: rừng nhiệt đới ẩm ở độ cao dưới 700 m, rừng á nhiệt đới núi thấp ở độ cao từ 700 - 1800 m, rừng á nhiệt đới núi cao ở độ cao từ 700 - 2600 m, trảng thứ sinh, đất trồng trên nền rừng, vườn quanh nhà, đất ven sông suối [27]. Đỗ Đức Sáng (2007) khi nghiên cứu về khu 11 hệ giun đất tỉnh Sơn La cũng đã chia thành 5 nhóm sinh cảnh là: rừng (gồm cả diện tích rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh), trảng thứ sinh, đất trồng trên nền rừng và nền đồi, sinh cảnh đất vườn, đất gần nguồn nước (đất ven sông, suối, ruộng) [28]. Căn cứ theo các tác giả trên với điều kiện thực tế thu mẫu cùng các dẫn liệu có được đề tài đã phân chia khu vực nghiên cứu thành các nhóm sinh cảnh chính sau: sinh cảnh khu dân cư; đất gần nguồn nước; đất trồng cây lâu năm; đất trồng cây ngắn ngày; núi đá vôi. 1.8.2.4. Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu vật Xử lý giun đất thu về theo các bước sau [28]: - Rửa giun đất bằng nước lã cho sạch đất và vụn hữu cơ bám ngoài. - Làm chết giun bằng dung dịch formol 2%, giữ giun ở trạng thái duỗi thẳng trong khoảng 15 phút cho mẫu vừa cứng. - Chuyển giun sang dung dịch formol 4% để cố định cơ thể. Mẫu vật được lưu giữ tại phòng thực hành khoa Sinh - Hóa, trường ĐH Tây Bắc. 1.8.2.5. Phương pháp giải phẫu Cách giải phẫu được tiến hành như sau: cắt một đường dọc từ ở giữa lưng từ lỗ miệng tới hậu môn, dùng từng cặp ghim căng thành cơ thể của giun trên bàn mổ.Trong khi panh rộng thành cơ thể cần dùng kim nhọn tách các vách ngăn đốt, sau đó đổ nước vào khay mổ để giữ cho mẫu không bị khô [12]. Tiến hành gỡ và quan sát cấu tạo môi, cơ quan tiêu hóa,túi nhận tinh, manh tràng, tuyến tiền liệt, rãnh ruột, vách đốt nhằm làm rõ thêm thức ăn của giun đất và các đặc điểm bổ sung cho công việc định loại [12]. 1.8.2.6. Phương pháp định loại Định loại giun đất là vấn đề phức tạp vì nhiều đặc điểm dùng trong phân loại có sự thay đổi lớn. Việc định loại các giống, loài giun đất chủ yếu dựa vào các khóa định loại của các tác giả Thái Trần Bái (1991, 1996, 2000, 2005) [2, 4, 9, 11], Trần Thúy Mùi (1985) [24], Nguyễn Văn Thuận (1994) [29], Đỗ Văn Nhượng (1995) [27], Đỗ Đức Sáng (2007) [28] và Nguyễn Thanh Tùng (2013) [31]. Trong quá trình định loại, tôi căn cứ vào nhiều đặc điểm hình thái và giải phẫu, nhận xét trên số lượng lớn cá thể từ các địa điểm thu khác nhau. 12 Nguyên tắc phân loại được sử dụng là nguyên tắc phân loại học hiện đại: dựa vào tập hợp nhiều mẫu, căn cứ vào nhiều đặc điểm khác nhau từ hình thái ngoài tới cấu tạo trong. Việc quan sát mẫu vật được hỗ trợ bởi kính lúp hai mắt với độ phóng đại từ 1 đến 4 lần. Trong quá trình định loại, một số đặc điểm được sử dụng để định loại như: kiểu tơ, đai sinh dục (kín hay hở, vị trí bắt đầu và số đốt), vị trí lỗ sinh dục đực và cái, vị trí lỗ tuyến tiền liệt, tơ giao phối [31]… Để định loại các loài trong giống Pheretima cần phải sử dụng một số đặc điểm chính như: manh tràng (sự xuất hiện và kiểu đơn giản hay phức tạp), lỗ sinh dục đực (vị trí và cấu tạo), túi nhận tinh (vị trí, số lượng), nhú phụ sinh dục (hình thái số lượng và vị trí sắp xếp), tình trạng vách ngăn đốt (tiêu biến, dày và mỏng) [31]… Hình 2. Hình thái ngoài một số giống giun đất ở nước ta (theo Thái Trần Bái, 1991) A. Pheretima; B. Lampito; C. Perionyx; D. Dichogaster; E. Ocnerodrilus; G. Gordiodrilus; H. Pontoscolex; I. Drawida. 13 Hình 3. Hình thái và vị trí của tinh hoàn, túi tinh hoàn (A);túi nhận tinh (B) của giun đất (theo Đỗ Văn Nhượng, 1995) 1.Tinh hoàn, 2. Tinh nang, 3. Ống dẫn tinh, 4. Diverticulum, 5. Ampun, 6. Cuống của ampun Hình 4. Hình thái ngoài và cấu tạo trong của Pheretima posthuma (theo Nguyễn Thanh Tùng, 2012) 14