Giáo trình Đa dạng sinh học và bảo tồn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN SƢ PHẠM TỰ NHIÊN -------*****------- ƠNG VĨNH AN BÀI GIẢNG: ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ BẢO TỒN (BIODIVERSITY AND CONSERVATION) Nghệ An, 2018 1 CHƢƠNG I. MỞ ĐẦU 1. Nắm và hiểu được các định nghĩa khác nhau về Đa dạng sinh học. Những giá trị chính của ĐDSH. 2. Nắm được mục tiêu và đối tượng nghiên cứu của ĐDSH. 3. Khái niệm về sinh học bảo tồn. PHẦN NỘI DUNG PHẦN GHI CHÚ 1. Định nghĩa Thuật ngữ "Đa dạng sinh học" lần đầu tiên được Norse và McManus (1980) định nghĩa, bao hàm hai khái niệm cĩ liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một lồi) và đa dạng sinh thái (số lượng các lồi trong một quần xã sinh vật). Cĩ nhiều định nghĩa khác về ĐDSH: - ĐDSH là tồn bộ gen, các lồi và các hệ sinh thái trong một vùng hoặc trên tồn thế giới. - ĐDSH là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng lồi và đa dạng hệ sinh thái [FAO]. - ĐDSH là tính đa dạng, trạng thái khác nhau về đặc tính hoặc chất lượng (R. Patrick, 1983). - ĐDSH là sự đa dạng và tính khác nhau của các sinh vật sống và các phức hệ sinh thái mà chúng tồn tại trong đĩ. - Tính đa dạng cĩ thể định nghĩa là một số lượng xác định các đối tượng khác nhau và tần số xuất hiện tương đối của chúng. Đối với ĐDSH, những đối tượng này được tổ chức ở nhiều cấp độ, từ các hệ sinh thái phức tạp đến các cấu trúc hố học là cơ sở phân tử của vật chất di truyền. Do đĩ, thuật ngữ này bao hàm các hệ sinh thái, các lồi, các gen khác nhau và sự phong phú tương đối của chúng 2 (OTA, 1987). - ĐDSH là tính đa dạng của sự sống và các quá trình hoạt động của nĩ (U. S. Forest Service, 1990). - ĐDSH bao gồm tất cả các lồi thực vật, động vật, vi sinh vật, các hệ sinh thái và quá trình sinh thái học mà chúng tham gia. Đây là khái niệm bao trùm cho mức độ phong phú của tự nhiên, bao gồm cả số lượng và tần số xuất hiện của các hệ sinh thái, các lồi và các gen di truyền trong một tổ hợp xác định (McNeely et al., 1990). - ĐDSH là tính đa dạng của sự sống ở mọi cấp độ tổ chức, biểu hiện bởi số lượng và tần số xuất hiện tương đối của các đối tượng (gen, sinh vật, hệ sinh thái) (EPA, 1990). - ĐDSH là tồn bộ sự đa dạng và khác nhau giữa các sinh vật sống và trong chính sinh vật đĩ, cũng như đối với các hệ sinh thái mà các sinh vật tồn tại trong đĩ; bao hàm cả đa dạng hệ sinh thái hoặc đa dạng quần xã, đa dạng lồi và đa dạng di truyền (Pendinglegislation,U.S. Congress 1991). - ĐDSH là tính đa dạng của sinh vật ở mọi cấp độ, từ những biến dị di truyền trong cùng một lồi đến sự đa dạng của các lồi, giống/chi, họ và thậm chí cả các mức phân loại cao hơn; bao gồm cả đa dạng hệ sinh thái, gồm cả các quần xã sinh vật trong các sinh cảnh cụ thể và các điều kiện vật lý mà chúng sinh sống trong đĩ (Wilson,1992). - ĐDSH là phức hệ vượt quá sự hiểu biết và cĩ giá trị khơng thể đo đếm được, đa dạng sinh học là tồn bộ tính đa dạng của sự sống trên trái đất (Ryan,1992). - ĐDSH là tính đa dạng về cấu trúc và chức năng của các dạng sống ở các mức di truyền, quần thể, lồi, quần xã và hệ sinh thái (Sandlund et al., 1993). Theo Cơng ƣớc Đa dạng sinh học (1992): 3 - "Đa dạng sinh học" (biodiversity, biological diversity) là sự phong phú của mọi cơ thể sống cĩ trong tất cả các hệ sinh thái trên cạn, đại dương và các thủy vực khác, cũng như các phức hệ sinh thái mà các sinh vật là một thành phần,...; thuật ngữ này bao hàm sự khác nhau trong một lồi, giữa các lồi và giữa các hệ sinh thái. Theo định nghĩa của Quỹ Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên (World Wildlife Fund): Đa dạng sinh học là “sự phồn thịnh của cuộc sống trên trái đất, là hàng triệu lồi động vật, thực vật và vi sinh vật, là những nguồn gen của chúng và là các hệ sinh thái phức tạp cùng tồn tại trong mơi trường sống”. Như vậy: đa dạng sinh học cần phải được xem xét ở ba mức độ. - Đa dạng Di truyền: là sự phong phú những biến dị trong cấu trúc di truyền của các cá thể bên trong lồi hoặc giữa các lồi; những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các quần thể. - Đa dạng Lồi: là sự phong phú về các lồi được tìm thấy trong các hệ sinh thái tại một vùng lãnh thổ xác định thơng qua việc điều tra, kiểm kê. - Đa dạng HST: là sự phong phú về các kiểu HST khác nhau ở cạn cũng như ở nước tại một vùng nào đĩ. Hệ sinh thái là hệ thống bao gồm sinh vật và mơi trường tác động lẫn nhau mà ở đĩ thực hiện vịng tuần hồn vật chất, năng lượng và trao đổi thơng tin. 2. Mục tiêu, đối tƣợng nghiên cứu của đa dạng sinh học Đa dạng sinh học là một phân mơn của sinh học, đa dạng sinh học lấy đối tượng là tồn bộ sinh vật sống trên trái đất làm đối tượng nghiên cứu của mình. Cĩ 3 nhĩm đa dạng cơ bản được tạo nên là: đa dạng di truyền; đa dạng lồi và đa dạng hệ sinh thái. 4 Như vậy, mục tiêu của đa dạng sinh học là tập trung nghiên cứu sự đa dạng trong sinh vật từ di truyền cho đến các hệ sinh thái. Tuy nhiên, đối với mỗi cấp độ đa dạng sẽ cĩ những mặt thuận lợi và khĩ khăn riêng khi tiến hành nghiên cứu: - Đối với đa dạng di truyền, các quần thể được thiết lập từ các cá thể, mỗi một cá thể cĩ một thành phần nhiễm sắc thể, các nhiễm sắc thể được cấu thành từ các gen và gen được cấu thành từ nucleotide. - Ngược lại, trong đa dạng lồi, giới, ngành, họ, chi, lồi, dưới lồi, quần thể và cá thể hình thành nên một chuỗi tổ hợp, trong đĩ tất cả các nhân tố ở mức thấp hơn nằm trong mỗi mức cao hơn. Cùng với quá trình tiến hố, sự tổ chức phân loại này của đa dạng sinh học phản ánh một khái niệm tổ chức trung tâm của sinh học hiện đại. 3. Giá trị của ĐDSH ĐDSH cĩ nhiều giá trị khác nhau, gồm các giá trị sử dụng trực tiếp và các giá trị gián tiếp: phục vụ đời sống của con người; giá trị sử dụng cho tiêu thụ; nâng cao chất lượng cây trồng, vật nuơi; duy trì sự sống trên trái đất, ổn định khí hậu, giảm nhẹ thiên tai; phục vụ đời sống tinh thần, nghệ thuật, thẩm mỹ và văn hố... 4. Sinh học bảo tồn Sinh học bảo tồn là một mơn khoa học đa ngành, được xây dựng nhằm hạn chế các mối đe dọa đối với ĐDSH (Soule, 1985). Mục tiêu của sinh học bảo tồn: - Tìm hiểu những tác động tiêu cực do các hoạt động của con người gây ra đối với các lồi, các quần xã và hệ sinh thái. - Xây dựng các phương pháp tiếp cận để hạn chế sự tuyệt diệt của các lồi, khơi phục các lồi đang cĩ nguy cơ bị đe dọa. 5 ------------------------------------------------------------------------------------------------ CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG I. 1. Trình bày những quan điểm khác nhau về ĐDSH? 2. Trình bày những quan điểm của di truyền học về ĐDSH? 3. Trình bày cơ sở khoa học và quan điểm của phân loại học về ĐDSH? 4. Trình bày cơ sở khoa học và quan điểm của Sinh thái học về ĐDSH? 5. Mối quan hệ giữa Sinh vật với mơi trường và sinh vật với sinh vật thể hiện như thế nào? lấy ví dụ minh họa. 6. Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu của ĐDSH? Ý nghĩa của nghiên cứu ĐDSH? 7. Cơ sở khoa học của Sinh học bảo tồn? 6 CHƢƠNG 2. CÁC CẤP ĐỘ CỦA CỦA ĐA DẠNG SINH HỌC 1. Nắm được các quan niệm về lồi, Taxon phân loại. 2. Hiểu được nguyên nhân, cơ chế đa dạng di truyền, đa dạng lồi và các Taxon 3. Nắm được tổng quát đa dạng di truyền ở Việt Nam 4. Nắm được tổng quát về sự đa dạng lồi trên Thế giới. 5. Nắm được sự đa dạng về các Taxon phân loại 6. Nắm được đa dạng trong các HST trên cạn và dưới nước. 7. Nắm được đặc trưng HST ở Việt Nam. PHẦN NỘI DUNG PHẦN GHI CHÚ 2.1. ĐA DẠNG VỀ GEN 2.1.1. GEN VÀ CẤU TRÚC CỦA GEN Đa dạng di truyền bao gồm các thành phần các mã di truyền cấu trúc nên cơ thể sinh vật (nucleotides, genes, chromosomes) và sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể và giữa các quần thể với nhau. Đa dạng di truyền trong nội bộ lồi thường là kết quả của thuộc tính sinh sản của các cá thể trong quần thể. Một quần thể là một nhĩm các cá thể giao phối với nhau và sản sinh ra con cái hữu thụ. Một lồi cĩ thể cĩ một hay vài quần thể khác nhau. Một quần thể cĩ thể chỉ gồm một số ít cá thể hay cĩ thể cĩ hàng triệu cá thể. Các cá thể trong một quần thể thường rất khác nhau về mặt di truyền. Sự đa dạng về bộ gen cĩ được do các cá thể cĩ các gen khác nhau, gen là một đơn vị di truyền cùng với những nhiễm sắc thể được đặc trưng bởi những protein đặc biệt. Các dạng khác nhau của gen được gọi là allen và những sự khác biệt nảy sinh qua đột biến, là những sự thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành nhiễm sắc thể của cá thể. Sự khác biệt của các allen trong gen cĩ thể ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh lý của các cá thể một cách khác nhau. Tổng số các sắp xếp của gen và allen trong quần thể được coi là quỹ gen (gene pool), trong khi một tổ hợp nào đấy của gen 7 và allen trong bất kỳ cá thể nào thì được gọi là kiểu di truyền (genotype). Kiểu hình (phenotype) của một cá thể nĩi lên các đặc điểm về hình thái, sinh lý, sinh hố là kết quả của biểu hiện kiểu gen trong một mơi trường nhất định. Sai khác di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những thay đổi của mơi trường. Nhìn chung, các lồi quí hiếm phân bố hẹp ít cĩ sự đa dạng di truyền hơn các lồi cĩ phân bố rộng và kết quả là chúng dễ bị tuyệt chủng hơn khi điều kiện mơi trường thay đổi. 2.1.2. Đa dạng gen (Gen, gen Alen, gen đa Alen, kiểu gen, vốn gen) 2.1.2.1. Khái niệm: + Gen là một đoạn của phân tử Axit Nucleic mang thơng tin di truyền: quy định cấu trúc một phân tử Protit nào đĩ, một phân tử ARN nào đĩ, một phản ứng nào đĩ hoặc điều khiển hoạt động của gen + Gen Alen: là các gen cĩ cùng nguồn gốc và cùng nằm trên một vị trí xác định (Locus) trên cặp NST tương đồng làm thành cặp gen Alen + Gen đa Alen: Là các gen dễ bị đột biến và tạo ra nhiều trạng thái khác nhau của cùng một gen. Trong cơ thể chỉ cĩ tối đa 2 Alen của cùng một gen, trong quần thể cĩ mặt đầy đủ các Alen của một gen. + Vốn gen: là tập hợp tất cả các gen của quần thể. Vốn gen cùng lớn thì sự đa hình về kiểu gen và kiểu hình càng cao và đa dạng về mức phản ứng và cơ hội tồn tại của quần thể càng cao. + Đa dạng di truyền bao gồm thành phần các mã di truyền cấu trúc nên cơ thể sinh vật (nucleotides, genes, chromosomes) và sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong một quần thể và giữa các quần thể với nhau. Đa dạng di truyền trong nội bộ lồi thường là kết quả của tập tính sinh sản của các cá thể trong quần thể (một số ít cá thể/ 8 hoặc hàng triệu cá thể). Các cá thể trong một quần thể thường rất khác nhau về mặt di truyền. Đa dạng di truyền ở đây được hiểu là: đa dạng về gen, Vốn gen, đa dạng về kiểu gen. Điều này là cơ sở dẫn đến đa dạng về kiểu hình, 2.1.2.2. Nguyên nhân, cơ chế dẫn đến sự đa dạng gen + Nguyên nhân: do tác động của mơi trường + Cơ chế dẫn đến đa dạng di truyền - Do đột biến gen dẫn đến tăng vốn gen của quần thể. Qua giao phối đã hình thành sự đa dạng kiểu gen - Do đột biến NST: đối với thực vật và động vật bậc thấp, đột biến NST cĩ lợi cho nhĩm SV này. - Do Biến dị tổ hợp: - Do tiếp hợp và trao đổi chéo * Ở Vi khuẩn: hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo (do lơng giới tính) đẫn đến sự trao đổi vật chất di truyền tạo nên biến dị tổ hợp Hình 2.1. Hiện tƣợng tiếp hợp và trao đổi chéo của Vi khuẩn * Ở Động vật nguyên sinh cũng cĩ hiện tượng tiếp hợp và trao đổi vật chất di truyền ở trùng đế giày (Paramecium caudatum) 9 2.2. Hiện tƣợng tiếp hợp và trao đổi chéo ở trùng đế giày P. caudatum * Ở thực vật và động vật bậc cao: Trong quá trình giảm phân hình thành giao tử. Tại kỳ trước của phân bào I giảm phân cĩ hiện tượng các NST đồng dạng khác nhau tiếp hợp và cĩ thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo đoạn NST tương đồng dẫn đến sự đổi chỗ của các gen Alen dẫn đến hiện tượng hốn vị gen → tăng khả năng phát sinh loại giao tử mới → tăng sự xuất hiện biến dị tổ hợp. Hình 2.3. Hiện tƣợng tiếp hợp, trao đổi chéo của NST trong giảm phân - Do Tải nạp (Vi khuẩn) 10 Hình 2.4. Hiện tƣợng tải nạp ở vi khuẩn - Do biến nạp (Vi khuẩn) Hình 2.5. Hiện tƣợng biến nạp của Vi khuẩn - Các cá thể cĩ các gen khác nhau (các alen khác nhau) - Những sự khác biệt nảy sinh qua đột biến, là những sự thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành nhiễm sắc thể của cá thể. Quỹ gen của lồi càng lớn sự đa dạng di truyền càng cao. 2.1.2.3. Ý nghĩa đa dạng di truyền Đa dạng di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những thay đổi của mơi trường. Do đĩ các lồi quí hiếm, phân bố hẹp: ít cĩ sự đa dạng di truyền hơn các lồi cĩ phân bố rộng nên dễ bị tuyệt chủng hơn khi điều kiện mơi trường thay đổi. 2.1.2.4. Đa dạng nguồn gen ở Việt Nam: Theo đánh giá của Jucovski (1970), Việt Nam là một trong 12 trung tâm nguồn gốc giống cây trồng của thế giới. Mức độ 11 ĐDSH của hệ thực vật cây trồng ở Việt Nam cao hơn nhiều so với dự đốn. a. Nguồn gen giống cây trồng, vật nuơi: Ở Việt Nam, hiện nay đang sử dụng trong sản xuất nơng nghiệp 16 nhĩm các lồi cây trồng khác nhau như cây lương thực chính, cây lương thực bổ sung, cây ăn quả, cây rau, cây gia vị, cây làm nước uống, cây lấy sợi, cây thức ăn gia súc, cây bĩng mát, cây cơng nghiệp, cây lấy gỗ... với tổng số trên 800 lồi cây trồng với hàng nghìn giống khác nhau. Cĩ 3 nhĩm cây trồng đang được nơng dân sử dụng. - Các giống cây trồng bản địa: Nhĩm giống cây trồng này hiện nay đang chiếm vị trí chủ đạo đối với nhiều loại cây trồng. Trong số nhĩm giống cây trồng này cĩ những giống đã được nơng dân sử dụng và lưu truyền hàng nghìn năm nay. - Các giống cây trồng mới: Là những giống cây cĩ khả năng cho năng suất cao và cĩ một số đặc tính tốt khác như: phẩm chất nơng sản tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh cao... được các nhà khoa học chọn lọc, lai tạo thành. Những năm gần đây các giống cây trồng được các nhà khoa học chọn lọc và lai tạo mới cũng như các loại giống cây trồng được nhập nội, trước khi đưa ra sản xuất rộng rãi, được hội đồng khoa học Bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thơn xem xét cơng nhận như lúa: 156 giống; ngơ: 47 giống; đậu tương: 22 giống; cao su: 14 giống; cà phê: 14 giống... - Các giống cây trồng được nơng dân ở các tỉnh biên giới trao đổi với nhau qua biên giới hoặc mua bán qua đường tiểu ngạch. Hiện nay, Ngân hàng gen cây trồng Quốc gia đang bảo tồn 12.300 giống của 115 lồi cây trồng. Đây là tài sản quý của đất nước, phần lớn khơng cịn trong sản xuất và trong tự nhiên nữa. Một bộ phận quan trọng của số giống này là nguồn gen bản địa với nhiều đặc tính quý mà duy nhất chỉ nước ta cĩ. 12 Về vật nuơi, hiện nay Việt Nam cĩ 14 lồi gia súc và gia cầm đang được chăn nuơi chủ yếu bao gồm 20 giống lợn trong đĩ cĩ 14 giống nội, 21 giống bị (5 giống nội), 27 giống gà (16 giống nội), 10 giống vịt (5 giống nội), 7 giống ngan (3 giống nội), 5 giống ngỗng (2 giống nội), 5 giống dê (2 giống nội), 3 giống trâu (2 giống nội), 1 giống cừu, 4 giống thỏ (2 giống nội), 3 giống ngựa (2 giống nội), bồ câu, hươu và nai (cĩ khoảng 10 ngàn con hươu nai được nuơi trong tồn quốc). b. Đặc trưng đa dạng nguồn gen: - Các biểu hiện của kiểu gen ở Việt Nam rất phong phú. Riêng kiểu gen cây lúa cĩ đến hàng trăm kiểu hình khác nhau, thể hiện ở gần 400 giống lúa khác nhau. - Các kiểu gen ở Việt Nam thường cĩ nhiều biến dị, đột biến. Trong đĩ cĩ những biến dị xảy ra dưới tác động của các yếu tố tự nhięn (sấm, chớp, bức xạ..), cĩ những đột biến xảy ra do những tác nhân nhân tạo. Đây là một trong những nguồn tạo giống mới. - ĐDSH gen ở Việt Nam chứa đựng khả năng chống chịu và tính mềm dẻo sinh thái cao của các kiểu gen 2.2. ĐA DẠNG VỀ CÁC TAXON PHÂN LOẠI 2.2.1.GIỚI THIỆU VỀ CÁC TAXON PHÂN LOẠI Luật quốc tế danh pháp động vật (International Code of Zoological Nomenclature, bản hiệu đính lần thứ 4, cĩ hiệu lực từ tháng 1 năm 2000) giải thích: Một đơn vị phân loại, bất kể là đã được định tên khoa học hay chưa, là một quần thể hoặc một nhĩm quần thể sinh vật, thường được coi là một đơn vị đơn phát sinh (một quần thể địa phương, một giống, một họ, một bộ) và cĩ những đặc điểm chung, khác biệt với các đơn vị tương tự khác. Mỗi Taxon bao gồm tất cả các taxon phụ thuộc bậc thấp hơn và các cá thể sinh vật thuộc 13 taxon đĩ. Các Taxon ở bậc lồi và phân lồi gọi là đơn taxon bậc thấp. Các Taxon ở bậc trên lồi, từ giống (hay chi) trở lên đến ngành gọi là Taxon loại bậc cao. Simpson (1961) định nghĩa: “Taxon là một nhĩm sinh vật cụ thể, được cơng nhận là một đơn vị chính thức ở một bậc bất kỳ trong thang phân loại”. E. Mayr (1991) định nghĩa cụ thể hơn: "Một Taxon là một nhĩm quần thể hay một nhĩm Taxon đơn phát sinh (phát sinh từ một tổ tiên chung), cĩ thể nhận biết qua một số đặc điểm chung; mỗi nhĩm như vậy phải khác biệt rõ ràng để được nhận một tên khoa học và xếp vào một bậc cụ thể trong thang phân loại sinh vật. - Đơn vị phân loại là nhĩm phân loại của một bậc nào đĩ tách riêng khá rõ và cĩ một thứ hạng nhất định. Đơn vị phân loại là một lồi nhất định hoặc một đối tượng cụ thể. Ví dụ: Lồi nĩi chung khơng phải là đơn vị phân loại nhưng một lồi nhất định nào đĩ, ví dụ lồi Nhơng xanh Calotes versicolor lại là một đơn vị phân loại. Hay họ Sáo - Sturnidae là một đơn vị phân loại bậc cao, trong khi Họ nĩi chung khơng phải là đơn vị phân loại. 2.2.1.1. Sự hình thành các Taxon phân loại. Theo quan điểm tiến hĩa tổng hợp sụ hihf thành các đơn vị phân loại bậc cao là kết quả của quá trình tiến hĩa lớn, là tác động tổng hợp của các nhân tố tiến hĩa (Quá trình đột biến, Quá trình giao phối, Quá trình chọn lọc tự nhiên, Quá trình cách ly... tác động trên tồn bộ sinh giới dẫn đến sự phân ly tính trạng và sự đồng quy tính trạng. Kết quả hình thành các đơn vị phân loại (Taxon) khác nhau (Hình....) 14 Hình 2.6. Sự hình thành Taxon phân loại bậc cao 2.2.1.2. Các Taxon phân loại: Ngành, lớp, chi, họ bộ, giống, lồi. - Nhiều lồi cĩ cùng tổ tiên họp thành một chi (giống) (Genus) - Nhiều chi cĩ chung nguồn gốc hình thành một họ (Family) - Nhiều họ cĩ chung nguồn gốc họp thành bộ (Ordo) - Nhiều bộ cĩ chung nguồn gốc hình thành lớp (Classis) - Nhiều lớp cĩ chung nguồn gốc hình thành ngành Ví dụ: Lớp bị sát (Reptilia) gồm Bộ chủy đầu; bộ cĩ vảy, bộ rùa, bộ cá sấu Bộ cĩ vảy gồm: phân bộ thằn lằn và phân bộ rắn Phân bộ rắn gồm: Họ rắn hai đầu, họ rắn lục, họ rắn giun, họ rắn nước, họ rắn biển, họ rắn hổ, họ rắn hai đầu, họ rắn mống... Họ Rắn nước gồm: giống rắn ráo, giống rắn sọc dưa... Giống rắn ráo gồm các lồi: rắn ráo thường, rấn ráo trâu, rắn ráo gờ... Lớp lưỡng cư (Amphibia) gồm: bộ khơng đuơi, bộ cĩ đuơi, bộ khơng chân 2.2.1.3. Các Taxon phân loại cơ sở a. Thuật ngữ về lồi (Species) a.1. Lồi loại hình (Typological Species concept): Quan niệm lồi loại hình là quan niệm lồi của thời Linnê trở 15 về trước, xuất phát từ quan điểm triết học Plato - triết học duy tâm siêu hình. Trong tự nhiên người ta thấy cĩ sự đa dạng cĩ thể quan sát được: điều đĩ phản ánh sự tồn tại số lượng các lồi loại hình (type). Quan niệm lồi loại hình là dựa vào hình thái để xác định, sử dụng các dẫn liệu hình thái làm căn cứ. - Mỗi lồi thể hiện một loại hình nhất định, tạo hĩa sinh ra bao nhiêu loại hình thì cĩ bấy nhiêu lồi và chúng mãi mãi tồn tại. - Các cá thể trong cùng một lồi giống nhau, cĩ cùng một đặc điểm bản chất, hay cịn gọi là đặc điểm bản thể (essence). - Sự sai khác giữa các cá thể trong lồi là rất hạn hữu. a 2. Lồi duy danh (Nominalistic species concept): Những người chủ trương quan niệm lồi duy danh (Occam và những người cùng quan điểm) phủ định sự tồn tại khách quan của lồi và cho rằng trong thiên nhiên chỉ cĩ các cá thể tồn tại mà thơi, lồi khơng tồn tại thực tế. Đây cũng là quan điểm của Buffon, Lamac... a.3. Lồi sinh học (Biological species concept): (i) Khái niệm về lồi sinh học: K. Jordan (1905) là người đầu tiên trình bày quan niệm lồi sinh học với những đặc điểm cơ bản như sau: 1/ Các thành viên của lồi hình thành một cộng đồng sinh sản (reproductive community). Các cá thể khác giới tính của một lồi động vật nhận biết nhau qua khả năng giao phối và tìm đến nhau với mục đích sinh sản. Cĩ rất nhiều cơ chế để bảo đảm khả năng sinh sản của lồi. 2/ Mỗi lồi là một đơn vị sinh thái (ecologycal unit): mỗi lồi cĩ một ổ sinh thái (ecological nich). Trong một địa phương cụ thể, mỗi lồi đều cĩ quan hệ qua lại về nhiều mặt với các lồi khác cùng sống, cùng chia sẻ và cạnh tranh các điều kiện mơi trường. 16 3/ Mỗi lồi là một đơn vị di truyền (genetic unit): mỗi lồi cĩ một nguồn gen (hay vốn gen) chung rất lớn, cĩ cơ chế tự bảo vệ, chống lại sự xâm nhập và pha trộn gen từ một nguồn gen khác và cĩ khả năng di truyền cho các thế hệ sau. Mỗi cá thể là thành viên của lồi chỉ mang một phần rất nhỏ trong nguồn gen chung của lồi, trong một thời gian nhất định. Các cá thể khác giới tính trong lồi cĩ thể trao đổi gen và di truyền lại cho các thế hệ sau. Ba đặc điểm này của lồi chứng tỏ lồi là những quần thể sinh vật hồn tồn khác với lồi theo định nghĩa của quan niệm lồi loại hình. Ernt Mayr (1991) định nghĩa lồi sinh học như sau: ”Lồi là một nhĩm các quần thể tự nhiên giao phối được với nhau và cách ly về sinh sản với các nhĩm khác”. Định nghĩa về hình thái của lồi thường được các nhà sinh học hay các nhà phân loại học, sử dụng để định loại, đặt tên khoa học cho những mẫu vật là những lồi mới. Định nghĩa về sinh học của lồi là định nghĩa thường được các nhà sinh học di truyền sử dụng do đây là cơ sở trong mối liên hệ về gen hơn là các đặc điểm về cấu tạo hình thái khác. Tuy nhiên, trong thực tế, định nghĩa sinh học của lồi là khĩ sử dụng bởi vì nĩ địi hỏi những kiến thức về các cá thể thực sự cĩ khả năng trong việc giao phối với nhau, những thơng tin như vậy thường khơng phải lúc nào cũng cĩ sẵn. Do vậy, trong thực tế các nhà sinh học thực hành thường mơ tả các lồi này bằng các đặc điểm hình thái cho đến khi lồi đĩ được các nhà phân loại đặt tên Latinh. (ii) Đơn vị tồn tại thực của lồi: - Lồi là tập hợp các quần thể đồng hương khơng đồng thời. hay nĩi cách khác lồi là tập hợp các quần thể cĩ chung vốn gen, cĩ đặc điểm sinh lý, sinh hĩa giống nhau phân bố ở các khu vực 17 khác nhau. Các địa phương cĩ các quần thể thuộc lồi họp thành khơng gian gọi là Vùng phân bố của lồi. Vùng phân bố của lồi được hạn chế bởi những yếu tố về Khơng gian và thời gian gọi là Đường biên giới của Lồi. - Đơn vị tồn tại thực của lồi là Quần thể; trong đĩ diễn ra mối quan hệ mật thiết và đặc trưng cho lồi (quan hệ hỗ trợ, quan hệ cạnh tranh , quan hệ sinh sản...). Trong quần thể luơn tồn tại những độ tuổi khác nhau: Non, trưởng thành, già) và đặc trưng về cấu trúc di truyền. - Quần thể là đơn vị sinh thái, đơn vị sinh sản và đơn vị di truyền của lồi. (iii) Nguyên nhân và cơ chế tiên hĩa đa dạng của lồi: - Nguyên nhân: Do tác động của mơi trường sống - Cơ chế tiến hĩa đa dạng của lồi: Do tác động tổng hợp của các nhân tố tiến hĩa: Quá trình đột biến, Quá trình giao phối, Quá trình Chọn lọc tự nhiên và các cơ chế cách ly. Trong đĩ:  Quá trình đột biến: Do ảnh hưởng của tác động mơi trường dẫn đến phát sinh đột biến gen, Đột biến NST. Đột biến gen xảy ra phổ biến trong quần thể (≈10-2). Đột biến gen đa phần là lặn nên khơng thể hiện ngay thành kiểu hình cĩ hại nên khơng bị loại bỏ mà đi ngay vào tổ hợp gen dị hợp tử. Đột biến gen được nhân lên thơng qua quá trình sinh sản biến quần thể trở thành kho dự trữ về gen và làm tăng vố gen của quần thể. Đột biến NST đặc biệt cĩ ý nghĩa với sự phát sinh những dạng mới (cĩ thể là lồi mới) đối với thực vật. (Đột biến đa bội cịn làm tăng sức sống của sinh vật).  Quá trình giao phối: đưa các gen lặn cĩ hại vào 18 tổ hợp gen dị hợp tử, cĩ ý nghĩa bảo tồn nguồn gen; Khi mơi trường thay đổi thì giá trị của đột biến cĩ thể thay đổi từ dạng cĩ hại trở nên cĩ lợi cho Sinh vật; Thơng qua giao phối dẫn đến đa dạng kiểu gen, đa dạng kiểu hình _ Nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên (vì CLTN tác động vào kiểu hình dẫn đến chọn lọc kiểu gen)  Quá trình tự phối hoặc giao phối gần: Dẫn đến các gen lặn cĩ thể nhanh chĩng biểu hiện thành kiểu hình cĩ hại và bị CLTN đào thải ra khỏi vốn gen của quần thể, làm tăng sức sống của quần thể  Quá trình CLTN: Sàng lọc và sáng tạo ra những kiểu gen cĩ khả năng biểu hiện thành kiểu hình thích nghi; CLTN phân hĩa khả năng sinh sản của những kiểu gen thích nghi nhất. CLTN dẫn đến sự hình thành đặc điểm thích nghi; CLTN diễn ra theo nhiều hướng khác nhau dẫn đến sự phân lý tính trạng cĩ nghĩa là tù một dạng ban đầu chỉ thích nghi với một điều kiện nhất định đã hình thành nhiều dạng mới, mỗi dạng thích nghi với điều kiện sống nhất định Ví dụ: trong điều kiện băng giá, CLTN theo các hướng khác nhau dẫn đến những dạng cĩ đặc điểm thích nghi khác nhau: Dạng lơng dày, dạng ngĩn chi mĩng vuốt phát triển cĩ tập tính đào hang trú lạnh, dạng cĩ tập tính di cư, dạng cĩ khả năng tích mỡ dưới da dày...  Du nhập gen: Sự du nhập gen dẫn đến sự đa dạng của vốn gen, đa dạng về biến dị tổ hợp cĩ thể dẫn đến sự xuất hiện những dạng mới. Du nhập gen thường thấy ở Thực vật. 19  Sự cách ly: Cĩ thể cách lý về sinh thái, cách ly địa lý...dẫn đến sự ngăn ngừa quá trình giao phối, ngăn ngừa quá trình trao đổi nguồn gen. Lâu dần dẫn đến cách ly về di truyền, đồng nghĩa là sự ra đời các đơn vị phân loại mới: Phân lồi (lồi phụ), hoặc lồi mới. Theo quan điểm tiến hĩa sự đa dạng lồi là quá trình biến đổi thành phần kiểu trên của quần thể, bao gồm sự phát sinh đột biến, sự phát tán đột biến qua giao phối, sự chọn lọc các đột biến và biến dị tổ hợp cĩ lợi, sụ cách ly di truyền giữa quần thể đã biến đổi với quần thể gốc. Kết quả là sự hình thành lồi các lồi mới từ lồi ban đầu. Hình 2.7. Sự tiến hĩa dẫn đến đa dạng lồi (iv). Các loại lồi sinh học và đặc trưng của nĩ. - Lồi đồng hình: Là các lồi cĩ kiểu gen khác nhau như kiểu hình rất giống nhau. Theo E.Mayr (1942) ở Chim cĩ 17000 lồi thì cĩ một nửa là lồi đồng hình. - Lồi dị hình: Là lồi cĩ kiểu gen giống nhau nhưng kiểu hình khác nhau. Những lồi này cĩ vốn gen lớn, 20 đa dạng về biến dị tổ hợp và cĩ mức phản ứng rộng dễ chụi tác động của mơi trường. - Lồi đơn hình: Lồi chỉ cĩ một quần thể. Thường thì lồi này cĩ giới hạn sinh thái hẹp, cĩ tập tính định cư, cĩ thể là lồi đặc hữu cho một khu vực. - Lồi đa hình: Lồi cĩ nhiều quần thể. Thường là những lồi cĩ giới hạn sinh thái rộng và cĩ tập tính di cư. - Lồi thân thuộc: là các lồi cĩ chung một tổ tiên, cĩ vốn gen tương đối giống nhau nên kiểu hình rất giống nhau khĩ phân biệt (Sáo mỏ ngà và sáo mỏ trắng). Thuật ngữ lồi thân thuộc dùng để chiwr các lồi trong cùng một giống (một chi). (v). Đa dạng lồi: Đa dạng lồi là sự phong phú các lồi được tìm thấy trong một hệ sinh thái, một vùng lãnh thổ xác định hay trên tồn bộ trái đất, được xác định thơng qua điều tra, kiểm kê số lượng các lồi. Như vậy, để xác định đa dạng lồi cần phải xác định được thành phần lồi sống trong khu vực, hệ sinh thái đĩ. a4. Sự đa dạng lồi trên Thế giới và Việt Nam (i) Đa dạng lồi trên Thế giới: Hiện nay cĩ khoảng 1,7 triệu lồi đã được mơ tả. Ít nhất là hai lần số đĩ cịn chưa mơ tả, chủ yếu là cơn trùng và các nhĩm chân khớp khác trong vùng nhiệt đới. Bảng 2.1. Các lồi sinh vật hiện biết trên Thế giới 21 Kiến thức của chúng ta về số lượng lồi là chưa chính xác do nhiều lồi khĩ thấy cịn chưa được phân loại học chú ý. Ví dụ như ve bét, giun trịn và nấm sống trong đất và các lồi cơn trùng sống trong rừng nhiệt đới cĩ kích thước rất nhỏ và khĩ nghiên cứu. Các lồi này cĩ thể lên tới hàng trăm ngàn thậm chí triệu lồi. Các lồi vi khuẩn cũng được biết rất ít. Chỉ cĩ khoảng 4.000 lồi vi khuẩn được các nhà vi sinh vật biết đến do những khĩ khăn trong việc nuơi cấy và định loại. Việc lấy mẫu khĩ khăn đã cản trở chúng ta nghiên cứu tìm hiểu về số lượng các lồi trong đại dương. Đại dương cĩ lẽ là nơi cĩ tính đa dạng lớn nhất. Một ngành động vật mới, ngành Loricefera lần đầu tiên phát hiện vào năm 1983 nhờ vào các mẫu vật thu được ở đáy biển sâu và khơng nghi ngờ gì là sẽ cĩ nhiều lồi hơn nữa sẽ được phát hiện. (ii). Đa dạng lồi ở Việt Nam: Tập hợp các dẫn liệu nghiên cứu, điều tra cơ bản đã cĩ từ trước đến nay, thành phần lồi thực vật, động vật ở Việt Nam được thống kê thì nhĩm sinh vật vi tảo ở vùng nước ngọt được xác định 22 là 1.438 lồi chiếm 9,6% so với thế giới (số lồi cĩ trên thế giới là 15.000); thực vật bậc cao cĩ khoảng 11.400 lồi chiếm 5% so với thế giới (số lồi cĩ trên thế giới là 220.000); bị sát cĩ 296 lồi chiếm 4,7% so với thế giới (số lồi cĩ trên thế giới là 6.300)... Theo các tài liệu thống kê, Việt Nam là một trong 25 nước cĩ mức độ ĐDSH cao trên thế giới với dự tính cĩ thể cĩ tới 20.000-30.000 lồi thực vật. Việt Nam được xếp thứ 16 về mức độ ĐDSH (chiếm 6,5% số lồi cĩ trên thế giới): + Đa dạng lồi trong hệ sinh thái trên cạn: - Khu hệ thực vật: Tổng kết các cơng bố về hệ thực vật Việt Nam, đă ghi nhận cĩ 15.986 lồi thực vật ở Việt Nam. Trong đĩ, cĩ 4.528 lồi thực vật bậc thấp và 11.458 lồi thực vật bậc cao. Trong số đĩ cĩ 10 % số lồi thực vật là đặc hữu. - Khu hệ động vật: cho đến nay đã thống kê được 307 lồi giun trịn, 161 lồi giun sán ký sinh ở gia súc, 200 lồi giun đất, 145 lồi ve giáp, 113 lồi bọ nhảy, 7.750 lồi cơn trùng, 260 lồi bị sát, 120 lồi ếch nhái, 840 lồi chim, 310 lồi và phân lồi thú. Trong hệ thống các khu bảo vệ vùng Đơng Dương - Mã Lai của IUCN, Việt Nam được xem là nơi giàu về thành phần lồi và cĩ mức độ đặc hữu cao so với các nước trong vùng phụ Đơng Dương. Động vật giới Việt Nam cĩ nhiều dạng đặc hữu: hơn 100 lồi và phân lồi chim, 78 lồi và phân lồi thú đặc hữu. Riêng trong số 25 lồi thú linh trưởng đã được ghi nhận ở Việt Nam cĩ tới 16 lồi, trong đĩ cĩ 4 lồi và phân lồi đặc hữu của Việt Nam, 3 phân lồi chỉ phân bố ở Việt Nam và Lào, 2 phân lồi chỉ cĩ ở vùng rừng hai nước Việt Nam - Campuchia. + Đa dạng lồi trong hệ sinh thái đất ngập nước nội địa: Các thủy vực nước ngọt nội địa Việt Nam rất đa dạng về hệ thực vật cũng như hệ động vật, bao gồm các nhĩm vi tảo, rong, các lồi 23 cây cỏ ngập nước và bán ngập nước, động vật khơng xương sống và cá. - Vi tảo: đã xác định được cĩ 1.438 lồi tảo thuộc 259 chi và 9 ngành; - Cho đến nay đã thống kê và xác định được 794 lồi động vật khơng xương sống. Trong đĩ, đáng lưu ý là trong thành phần lồi giáp xác nhỏ, cĩ 54 lồi và 8 giống lần đầu tiên được mơ tả ở Việt Nam. Riêng hai nhĩm tơm, cua (giáp xác lớn) cĩ 59 lồi thì cĩ tới 7 giống và 33 lồi (55,9% tổng số lồi) lần đầu tiên được mơ tả. Trong tổng số 147 lồi trai ốc, cĩ 43 lồi (29,2% tổng số lồi), 3 giống lần đầu tiên được mơ tả, tất cả đều là những lồi đặc hữu của Việt Nam hay vùng Đơng Dương. Điều đĩ cho thấy sự đa dạng và mức độ đặc hữu của khu hệ tơm, cua, trai, ốc nước ngọt nội địa Việt Nam là rất lớn. - Theo các dẫn liệu thống kê, thành phần lồi cá các thủy vực nước ngọt nội địa Việt Nam bao gồm trên 700 lồi và phân lồi, thuộc 228 giống, 57 họ và 18 bộ. Riêng họ cá chép cĩ 276 lồi và phân lồi thuộc 100 giống và 4 họ, 1 phân họ được coi là đặc hữu ở Việt Nam. Phần lớn các lồi đặc hữu đều cĩ phân bố ở các thủy vực sơng, suối, vùng núi. + Đa dạng lồi trong các hệ sinh thái biển và ven bờ: Đặc tính của khu hệ sinh vật biển Việt Nam thể hiện rõ ở đặc tính nhiệt đới, đặc tính hỗn hợp, đặc tính ít đặc hữu và đặc tính khác biệt bắc - nam. Trong vùng biển nước ta đă phát hiện được chừng 11.000 lồi sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái điển hình và thuộc 6 vùng đa dạng sinh học biển khác nhau, trong đĩ cĩ hai vùng biển: Mĩng Cái - Đồ Sơn, Hải Vân - Vũng Tàu cĩ mức độ đa dạng sinh học cao hơn các vùng cịn lại. Đặc biệt, tại vùng thềm lục địa cĩ 9 vùng nước trồi cĩ năng suất sinh học rất cao, kèm theo là các bãi cá lớn. Tổng số lồi sinh vật biển đã biết 24 ở Việt Nam cĩ khoảng 11.000 lồi, trong đĩ cá (khoảng 130 lồi kinh tế) cĩ 2.458 lồi; rong biển cĩ 653 lồi; động vật phù du cĩ 657 lồi; thực vật phù du cĩ 537 lồi; thực vật ngập mặn cĩ 94 lồi; tơm biển cĩ 225 lồi... Các nghiên cứu về biến động nguồn lợi đã cho thấy danh sách khu hệ cá biển của Việt Nam đến tháng 1/2005 là 2.458 lồi, tăng 420 lồi so với danh sách được lập năm 1985 (cĩ 2.038 lồi) và đã phát hiện thêm 7 lồi thú biển mới. + Một số lồi sinh vật mới được phát hiện trong thời gian gần đây ở VN Trong khoảng 10 năm trở lại đây, từ các kết quả điều tra cơ bản các vùng lãnh thổ khác nhau ở Việt Nam, một số lồi mới được phát hiện và mơ tả, trong đĩ nhiều chi, lồi mới cho khoa học. Một số các nhĩm sinh vật trước đây chưa được nghiên cứu, nay đã cĩ những dẫn liệu bước đầu như nhĩm giáp xác bơi nghiêng ở biển, dơi, kiến, ốc ở cạn... Một số kết quả điều tra cơ bản gần đây về các lồi quý hiếm cũng cho thấy quần thể lồi Rái cá lơng mũi - lồi tưởng đã tuyệt chủng, nay lại thấy ở khu bảo tồn U Minh thượng (Kiên Giang). Các lồi mới được phát hiện đã làm phong phú thêm cho đa dạng sinh học của Việt Nam, trong khi một số lồi khác, đặc biệt các lồi cĩ giá trị kinh tế đã biết lại cĩ xu hướng giảm số lượng hoặc cĩ nguy cơ tuyệt chủng. Hình 2.8. Rái cá lơng mũi (KBTTN U Minh Thƣợng, Kiên Giang) 25 Nhiều lồi cĩ nguy cơ bị tuyệt chủng: Theo Sách Đỏ Việt Nam (2007), cĩ 407 lồi động vật; gồm 90 lồi Thú, 74 lồi Chim, 40 lồi bị sát, 13 lồi lưỡng cư, 89 lồi cá, 101 lồi động vật khơng xương sống. Nghị định 32/2006/NĐ-CP của Thủ tướng chính phủ về nghiêm cấm săn bắt, buơn bán các lồi Động – Thực vật hoang dã, quý hiếm. Danh lục Đỏ thế giới IUCN (2006): 368 lồi. + Đặc trưng đa dạng lồi ở Việt Nam - Số lượng các lồi sinh vật nhiều, sinh khối lớn. Tính ra bình quân trên 1 km2 lãnh thổ Việt Nam cĩ 4,5 lồi thực vật, gần 7 lồi động vật, với mật độ hàng chục nghìn cá thể. Đây là một trong những mật độ đậm đặc các lồi sinh vật so với thế giới. - Cấu trúc lồi rất đa dạng. Do đặc điểm địa hình, do phân hĩa các kiểu khí hậu, cấu trúc các quần thể trong nội bộ lồi thường rất phức tạp. Cĩ nhiều lồi cĩ hàng chục dạng sống khác nhau. - Khả năng thích nghi của lồi cao. Thích nghi của các lồi được thực hiện thơng qua các đặc điểm thích nghi của từng cá thể, thơng qua chuyển đổi cấu trúc lồi. Lồi sinh vật ở Việt Nam nĩi chung cĩ đặc tính chống chịu cao đối với các thay đổi của các yếu tố và điều kiện ngoại cảnh. 2.3. ĐA DẠNG VỀ QUẦN XÃ VÀ HỆ SINH THÁI 2.3.1. Quần xã Khái niệm quần xã: Là tập hợp các sinh vật cùng sống trong một khoảng khơng gian nhất định gọi là sinh cảnh, được hình thành trong một quá trình lịch sử lâu dài, liên hệ với nhau do tính chung nhất các đặc trưng sinh thái, biểu hiện tính thích nghi giữa sinh vật và ngoại cảnh. 26 Các đặc trưng cơ bản của quần xã: - Đặc trưng về thành phần lồi: Độ nhiều, độ thường gặp, tần số, lồi ưu thế, độ ưa thích, độ đa dạng. - Đặc trưng về sự phân bố: cấu trúc quần xã phân bố theo chiều thẳng đứng; cấu trúc quần xã phân bố theo chiều ngang - Sự biến đổi cấu trúc của sự phân bố theo chu kỳ. 2.3.2. Hệ sinh thái (HST) Khái niệm: tập hợp các quần xã sinh vật sống trong một khoảng khơng gian nhất định (sinh cảnh) tạo nên một hệ tương đối ổn định và bền vững gọi là Hệ sinh thái. Một HST hồn chỉnh bao gồm các thành phần chủ yếu với các chức phận: 1. Chất vơ cơ; 2. Vật cung cấp (sản xuất: tổng hợp chất vơ cơ  chất hữu cơ); 3. Vật tiêu thụ; 4. Vật phân giải (biến chất hữu cơ  vơ cơ). - Các HST đều cĩ yêu cầu về nguồn năng lượng bên ngồi để hoạt động (ánh sáng mặt trời). - HST được duy trì nhờ vào các chu trình chuyển hĩa vật chất trong HST 2.3.3. Đa dạng về hệ sinh thái Đa dạng về hệ sinh thái là thước đo sự phong phú về sinh cảnh, nơi ở, ổ sinh thái và các hệ sinh thái ở các cấp độ khác nhau. Sự đa dạng này được phản ảnh quan trọng nhất bởi sự đa dạng về sinh cảnh, các quần xã sinh vật và các quá trình sinh thái trong sinh quyển. Chẳng hạn như sự phân bố của các lồi sinh vật theo khơng gian khác nhau, nghĩa là đặc trưng cho từng sinh cảnh khác nhau. Rừng nhiệt đới thường xanh đã phân thành nhiều tầng và các thuỷ vực cũng phân thành các tầng nước khác nhau về thuỷ lý, thuỷ hố để sử dụng tối ưu năng lượng của hệ sinh thái và tạo chotính đa dạng sinh học càng cao. 27 Mơi trường vật lý, đặc biệt là vịng tuần hồn năm của nhiệt độ và lượng mưa, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc điểm của quần xã sinh vật, quyết định địa điểm đĩ sẽ là rừng, đồng cỏ, sa mạc hay đất ngập nước. Quần xã sinh vật cũng cĩ thể biến đổi tính chất vật lý của hệ sinh thái. Ví dụ, trong một hệ sinh thái trên cạn, tốc độ giĩ, độ ẩm, nhiệt độ và tính chất đất đai cĩ thể bị ảnh hưởng do cây cối và các động vật sống tại đĩ. Trong một quần xã sinh vật, mỗi lồi sử dụng một nhĩm tài nguyên nhất định, tạo thành tổ sinh thái của lồi đĩ. Tổ sinh thái cho một lồi thực vật cĩ thể bao gồm loại đất mà lồi đĩ sống, lượng ánh sáng mặt trời và độ ẩm mà lồi đĩ cần, kiểu hệ thống thụ phấn và cơ chế phát tán của hạt,... Tổ sinh thái của một lồi động vật cĩ thể bao gồm kiểu nơi sinh sống của lồi, biên độ nhiệt độ mà lồi đĩ cĩ thể sống được, các loại thức ăn và lượng nước mà chúng cần,... Bất cứ thành phần nào của tổ sinh thái đều là nguồn tài nguyên cĩ giới hạn và do đĩ cĩ ảnh hưởng đến giới hạn kích thước của quần thể. Các hệ sinh thái trong sinh quyển tồn tại ở hai mơi trường cĩ sự khác biệt về các đặc tính lý hố và sinh học. Đĩ là mơi trường trên cạn và mơi trường dưới nước. Các hệ sinh thái trên cạn được đặc trưng bởi các quần hệ thực vật, chiếm sinh khối lớn và gắn liền với khí hậu địa phương, do đĩ tên của quần xã cảnh quan vùng địa lý gọi là khu sinh học (biome), thường là tên của quần hệ thực vật ở đấy. Khu sinh học là một hệ sinh thái lớn, đặc trưng bởi kiểu khí hậu đặc thù, bao gồm các lồi động vật sống trong quần hệ thực vật, thích ứng tốt với mơi trường tự nhiên. 2.3.3.1. Các hệ sinh thái trên cạn (Biome): Tính chất: các hệ sinh thái trên cạn đặc trưng bởi các quần hệ thực vật địa phương, chiếm sinh khối lớn và gắn liền với khí 28 hậu địa phương. Các biom chính trên trái đất: a. Đài nguyên hay đồng rêu (Tundra): Bao quanh bắc cực và vành đai phần bắc của lục địa Âu Á, Bắc Mỹ. Chiếm khoảng 20% diện tích trái đất. Nhiều đầm lầy giá lạnh, băng tuyết với nhiều đụn rêu rãi rác. Mùa đơng dài khắc nghiệt, mùa hè ngắn. Thực vật: ít, chủ yếu là rêu, địa y, cỏ bơng lau, phong lùn và liễu miền cực. Động vật đặc trưng: hươu tuần lộc, hươu kéo xe, thỏ, sĩi Bắc cực, gấu trắng Bắc cực, chim cánh cụt, Nhiều lồi chim sống thành từng bầy lớn, di cư xuống vùng vĩ độ thấp để tránh rét mùa đơng. Hình 2.9. Hệ sinh thái Đồng rêu đới lạnh (nguồn Botanical society of America) b. Rừng mưa nhiệt đới (Tropicalrain forests): Xuất hiện ở vùng gần xích đạo. Khí hậu luơn ấm (từ 20 đến 25 0C) lượng mưa dồi dào (ít nhất 1.900 mm/năm). Giàu cĩ nhất, cả về độ đa dạng và tổng sinh khối. Cĩ cấu trúc phức tạp, với nhiều cấp độ của đời sống. Chứa hơn một nửa các dạng sống trên cạn. 29 Hình 2.10. Hệ sinh thái rừng mƣa nhiệt đới (Nguồn Botanical society of America) c. Rừng ơn đới (temperate forests) Cĩ ở miền đơng của Bắc Mỹ, Đơng Á, nhiều nước Châu Âu. Lượng mưa: 750-1500 mm. Sự phát triển theo mùa được xác định rõ ràng giữa 140 đến 300 ngày. Các lồi thực vật ưu thế bao gồm sồi, thích, và những cây gỗ lớn lá rụng khác. Cây gỗ của rừng lá rụng cĩ tán lá rộng, rụng đi vào mùa thu và mọc trở lại vào mùa xuân. Hình 2.11. Hệ sinh thái rừng Ơn đới rụng lá theo mùa (Botanical society of America) d. Đồng cỏ (Grasslands) Xuất hiện ở vùng nhiệt đới và ơn đới ở Mỹ, Châu Phi, Châu Á, và Úc (Các đồng cỏ tự nhiên đã từng bao phủ hơn 40% bề mặt trái đất). Lượng mưa thấp hay mùa khơ kéo dài. Đất rất dày và phì nhiêu, phù hợp cho nơng nghiệp. 30 Thực vật ưu thế: các lồi cỏ, hồn tồn khơng cĩ cây gỗ. Động vật ưu thế: động vật ăn cỏ và các lồi đào hang (chuột, chĩ đồng, thỏ, và các động vật ăn thịt khác) Hình 2.12. Hệ sinh thái đồng cỏ (Nguồn Botanical society of America) e. Cây bụi (Shrubland, Chaparral): Ưu thế là các cây bụi, lá nhỏ, cĩ màu xanh đậm, thường cĩ màng dày, biểu bì cĩ sáp, và cĩ khả năng chống chịu vào mùa hè khơ và hay cháy. Một số lồi cây lá tiêu giảm và phát triển thành gai. Xuất hiện một phần ở Nam Mỹ, phía Tây Úc, miền trung Chile, và xung quanh biển Địa Trung Hải. Khu hệ động vật thường cĩ tính đặc hữu cao. Hình 2.13. Hệ sinh thái trảng cỏ, cây bụi (Nguồn Botanical society of America) g. Sa mạc (Deserts) Đặc trưng bởi điều kiện khơ và biên độ nhiệt rộng vào ban 31 ngày. Các sa mạc khác nhau phụ thuộc vào lượng mưa, khoảng < 250 mm/năm. Một số hoang mạc khơng cĩ thực vật: sa mạc Naomid ở Châu Phi, sa mạc Atacama Sechura ở Chi lê và Pêru. Các lồi thực vật thích nghi để lấy nước và chống chịu với điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt (rễ sâu để hút nước, lá biến thành gai nhọn,) Động vật ít: lạc đà một bướu, linh dương, báo, sư tử, Các lồi gặm nhấm trong đất (chuột túi và chuột đàn) phong phú. Hầu hết các lồi chim là chim chạy. Cĩ hiện tượng ngủ hè, di cư theo mùa, dự trữ thức ăn. Hình 2.14. Hệ sinh thái Sa mạc Hình 2.14. Hệ sinh thái Sa mạc (Nguồn Botanical society of America) h. Rừng lá kim (Taiga, Boreal Forest) Phân bố ở hầu hết các vùng phía Bắc của Bắc Âu và Bắc Mỹ. Lượng mưa thấp, 100 - 400 mm/năm, mùa sinh trưởng ngắn. Mùa đơng lạnh và ngắn, trong khi đĩ mùa hè cĩ xu hướng ấm. Đặc trưng bởi các lồi cây thẳng như Vân sam, Lãnh sam, Thiết sam và Thơng... cĩ vỏ bảo vệ dày, lá cĩ dạng kim cĩ thể chịu đựng trọng lượng của tuyết tích tụ lại. Động vật phổ biến: chĩ sĩi, gấu Mỹ và tuần lộc. Tính ưu thế của một số lồi được thể hiện rõ ràng, tính đa dạng thấp so với các khu sinh quyển ơn đới và nhiệt đới. 32 Hình 2.15. Hệ sinh thái rừng lá kim Ơn đới (Taiga) 2.3.3.2. Các hệ sinh thái dƣới nƣớc Đặc điểm: Mơi trường nước ít khắc nghiệt hơn so với mơi trường trên cạn. Các sinh vật thuỷ sinh bơi lội trong nước nhờ vào lực đẩy của nước, khơng phải đối phĩ với tình trạng khơ hạn. Các chất dinh dưỡng hồ tan chi phối sự phân bố của các sinh vật. Các HST ở nước được chia thành HST nước mặn và HST nước ngọt. a. HST nƣớc mặn: Độ sâu tới 11.000 m. HST biển chứa nhiều muối hồ tan hơn HST nước ngọt. Sinh vật nước mặn thích nghi với nồng độ muối 30 – 38%. Thực vật giới nghèo nàn; động vật giới phong phú (trừ nhĩm sâu bọ). Dựa vào phương thức vận chuyển, các nhĩm SV chia thành 3 loại: 1. Sinh vật nền đáy (Benthos): - TV: tảo nâu, tảo đỏ, tảo lục. - ĐV: bọt biển, hải quỳ, cầu gai, cua... 2. Sinh vật nổi (Plankton) - Vi khuẩn sống nổi, TV nổi, ĐV nổi (trùng lỗ, sứa, giáp xác nhỏ...) 3. Sinh vật tự bơi: bị sát biển, chân đầu, giáp xác cao... Theo tầng nước: 33 - Tầng nước từ 200 mét trở lên: tầng giàu dinh dưỡng. - Tầng trên (tầng sáng): khơng quá 100m - Tầng giữa (tầng ít sáng): chỉ cĩ các tia sáng ngắn và cực ngắn, khơng quá 150m. - Tầng dưới (tầng tối): hồn tồn khơng cĩ ánh sáng. Theo độ sâu: - Thềm lục địa (200-500m): vùng triều, dưới triều. - Sườn dốc lục địa (500-3.000m): vùng đáy dốc. - Nền đại dương (từ 3000m trở xuống): vùng đáy sâu và vùng đáy cực sâu. Ở HST nước mặn thường phân chia thành các quần xã sinh vật: - Quần xã vùng ven bờ: Thay đổi tùy theo các vùng biển. Sự biến động của nhiệt độ và độ mặn lớn. Sinh vật cĩ khả năng chống chịu giỏi, hoạt động theo chu kỳ ngày đêm tương ứng với thủy triều. Tính đa dạng cao. - Quần xã vùng khơi: kém đa dạng hơn vùng ven bờ. Chu kỳ hoạt động chủ yếu theo chiều thẳng đứng. Hình thành những đặc điểm thích nghi đặc biệt. b. HST nƣớc ngọt: Sinh vật thích nghi với nồng độ muối thấp (0,05-5/000). Kém đa dạng hơn HST nước mặn. Được chia thành 2 loại: Các hệ sinh thái nước đứng, gồm các vực nước đứng; hệ sinh thái đầm; hệ sinh thái hồ. Các hệ sinh thái nước chảy: sơng, suối. Chế độ nước chảy. Chế độ nhiệt, muối, khống thay đổi, phụ thuộc mùa. Thành phần lồi sinh vật khơng đồng nhất, thay đổi theo thượng – trung – hạ lưu; mang tính chất pha trộn. Nước trong các thuỷ vực nước ngọt lớn thường cĩ sự phân tầng nhiệt độ. Một số hồ lớn vùng ơn đới thường cĩ hiện tượng 34 chu chuyển nước theo mùa nên các chất dinh dưỡng được đưa từ tầng sâu lên tầng mặt, giúp cho sự phát triển của các sinh vật nổi trong hồ. 2.3.3.3. Đa dạng các hệ sinh thái của Việt Nam a. Hệ sinh thái trên cạn Trong các kiểu hệ sinh thái trên cạn thì rừng cĩ sự đa dạng về thành phần lồi cao nhất, đồng thời đây cũng là nơi cư trú của nhiều lồi động, thực vật hoang dã và vi sinh vật cĩ giá trị kinh tế và khoa học. Các kiểu hệ sinh thái tự nhiên khác cĩ thành phần lồi nghèo hơn. Kiểu hệ sinh thái nơng nghiệp và khu đơ thị là những kiểu hệ sinh thái nhân tạo, thành phần lồi sinh vật nghèo nàn. Xét theo tính chất cơ bản là thảm thực vật bao phủ đặc trưng cho rừng mưa nhiệt đới ở Việt Nam, cĩ thể thấy các kiểu rừng tiêu biểu: rừng kín vùng thấp, rừng thưa, trảng truơng, rừng kín vùng cao, quần hệ lạnh vùng cao. Trong đĩ, các kiểu và kiểu phụ thảm thực vật sau đây cĩ tính ĐDSH cao hơn và đáng chú ý hơn cả: kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới; kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khơ nhiệt đới; kiểu rừng kín cây lá rộng, ẩm á nhiệt đới núi thấp; kiểu phụ rừng trên núi đá vơi. b. Hệ sinh thái đất ngập nước: Cơng ước Ramsar định nghĩa "Đất ngập nước là những vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, thường xuyên hay tạm thời, cĩ nước chảy hay nước tù, là nước ngọt, nước lợ hay nước biển kể cả những vùng nước biển cĩ độ sâu khơng quá 6 mét khi triều thấp". Đất ngập nước (ĐNN) Việt Nam rất đa dạng về loại hình và hệ sinh thái, thuộc 2 nhĩm ĐNN: ĐNN nội địa, ĐNN ven biển. Trong đĩ cĩ một số kiểu cĩ tính ĐDSH cao: c. Rừng ngập mặn ven biển: Rừng ngập mặn cĩ các chức năng và giá trị như cung cấp 35 các sản phẩm gỗ, củi, thủy sản và nhiều sản phẩm khác; là bãi đẻ, bãi ăn và ương các lồi cá, tơm, cua và các lồi thủy sản cĩ giá trị kinh tế khác; xâm chiếm và cố định các bãi bùn ngập triều mới bồi, bảo vệ bờ biển chống lại tác động của sĩng biển và bão tố ven biển; là nơi cư trú cho rất nhiều lồi động vật hoang dã bản địa và di cư (chim, thú, lưỡng cư, bị sát). - Đầm lầy than bùn: đầm lầy than bùn là đặc trưng cho vùng Đơng Nam Á. U Minh thượng và U Minh hạ thuộc các tỉnh Kiên Giang, Cà Mau là hai vùng đầm lầy than bùn tiêu biểu cịn sĩt lại ở đồng bằng sơng Cửu Long của Việt Nam. - Đầm phá: thường thấy ở vùng ven biển Trung bộ Việt Nam. Do đặc tính pha trộn giữa khối nước ngọt và nước mặn nên khu hệ thủy sinh vật đầm phá rất phong phú bao gồm các lồi nước ngọt, nước lợ và nước mặn. Cấu trúc quần xã sinh vật đầm phá thay đổi theo mùa rõ rệt. d. Rạn san hơ, cỏ biển: đây là các kiểu hệ sinh thái đặc trưng cho vùng biển ven bờ, đặc biệt rạn san hơ đặc trưng cho vùng biển nhiệt đới. Quần xã rạn san hơ rất phong phú bao gồm các nhĩm động vật đáy (thân mềm, giáp xác), cá rạn. Thảm cỏ biển thường là nơi cư trú của nhiều loại rùa biển và đặc biệt lồi thú biển Dugong. e. Vùng biển quanh các đảo ven bờ: Ven bờ biển Việt Nam cĩ hệ thống các đảo rất phong phú. Vùng nước ven bờ của hầu hết các đảo lớn được đánh giá cĩ mức độ ĐDSH rất cao với các hệ sinh thái đặc thù như rạn san hơ, cỏ biển... Việt Nam cĩ 2 vùng ĐNN quan trọng là ĐNN vùng cửa sơng đồng bằng sơng Hồng và ĐNN đồng bằng sơng Cửu Long: - ĐNN ở vùng cửa sơng đồng bằng sơng Hồng cĩ diện tích 229.762 ha. Đây là nơi tập trung các hệ sinh thái với thành phần 36 các lồi thực vật, động vật vùng rừng ngập mặn phong phú, đặc biệt là nơi cư trú của nhiều lồi chim nước. - ĐNN đồng bằng sơng Cửu Long cĩ diện tích đất ngập nước 4.939.684 ha. Đây là bãi đẻ quan trọng của nhiều lồi thủy sản di cư từ phía thượng nguồn sơng Mê Cơng. Những khu rừng ngập nước và đồng bằng ngập lũ cũng là những vùng cĩ tiềm năng sản xuất cao. Cĩ 3 hệ sinh thái tự nhiên chính ở đồng bằng sơng Cửu Long, đĩ là hệ sinh thái ngập mặn ven biển; hệ sinh thái rừng tràm ở vùng ngập nước nội địa và hệ sinh thái cửa sơng. Mỗi kiểu hệ sinh thái ĐNN đều cĩ khu hệ sinh vật đặc trưng của mình. Tuy nhiên, đặc tính khu hệ sinh vật của các hệ sinh thái này cịn phụ thuộc vào từng vùng cảnh quan và vùng địa lý tự nhiên. g. Hệ sinh thái biển: Việt Nam cĩ đường bờ biển dài 3.260 km và vùng đặc quyền kinh tế rộng trên 1 triệu km2 với nguồn tài nguyên sinh vật biển khá phong phú. Trong vùng biển nước ta đã phát hiện được chừng 11.000 lồi sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái điển hình, thuộc 6 vùng ĐDSH biển khác nhau. h. Đặc trưng của đa dạng hệ sinh thái ở Việt Nam: - Tính phong phú và đa dạng của các kiểu hệ sinh thái: Với một diện tích khơng rộng, nhưng trên lãnh thổ Việt Nam cĩ rất nhiều kiểu hệ sinh thái khác nhau. Ở từng vùng địa lý khơng lớn cũng tồn tại nhiều kiểu hệ sinh thái. - Thành phần các quần xã trong các hệ sinh thái rất giàu. Cấu trúc quần xã trong các hệ sinh thái phức tạp, nhiều tầng bậc, nhiều nhánh. Điểm đặc trưng này làm cho đa dạng hệ sinh thái ở Việt Nam cĩ nhiều điểm khác biệt so với các nước khác trên thế giới. - Tính phong phú của các mối quan hệ giữa các yếu tố vật lý và các yếu tố sinh học, giữa các nhĩm sinh vật với nhau, giữa các lồi, giữa các quần thể trong cùng một lồi sinh vật. Mạng lưới dinh 37 dưỡng, các chuỗi dinh dưỡng với nhiều khâu nối tiếp nhau làm tăng tính bền vững của các hệ sinh thái. Các mối quan hệ năng lượng được thực hiện song song với các mối quan hệ vật chất rất phong phú, nhiều tầng, bậc thơng qua các nhĩm sinh vật: tự dưỡng (sinh vật sản xuất), dị dưỡng (sinh vật tiêu thụ), hoại sinh (sinh vật phân hủy) trong các hệ sinh thái ở Việt Nam là những chuỗi quan hệ mà ở nhiều nước khác trên thế giới khơng cĩ được. - Các hệ sinh thái ở Việt Nam cĩ đặc trưng tính mềm dẻo sinh thái cao, thể hiện ở sức chịu tải cao; khả năng tự tái tạo lớn; khả năng trung hịa và hạn chế các tác động cĩ hại; khả năng tự khắc phục những tổn thương; khả năng tiếp nhận, chuyển hĩa, đồng hĩa các tác động từ bên ngồi. - Các hệ sinh thái ở Việt Nam phần lớn là những hệ sinh thái nhạy cảm. Tính mềm dẻo sinh thái của các hệ sinh thái ở Việt Nam làm cho các hệ đĩ luơn ở trong trạng thái hoạt động mạnh, vì vậy, thường rất nhạy cảm với các tác động từ bên ngồi, kể cả các tác động của thiên nhiên, cũng như những tác động của con người. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC VIỆT NAM: Việt Nam được quốc tế cơng nhận là một trong những quốc gia cĩ tính đa dạng sinh học cao nhất thế giới, với nhiều kiểu rừng, đầm lầy, sơng suối, rạn san hơ... tạo nên mơi trường sống cho khoảng 10% tổng số lồi chim và thú hoang dã trên Thế Giới. Việt Nam được Quỹ Bảo tồn động vật hoang dã (WWF) cơng nhận cĩ 3 trong hơn 200 vùng sinh thái tồn cầu; Tổ chức bảo tồn chim quốc tế (Birdlife) cơng nhận là một trong 5 vùng chim đặc hữu; Tổ chức Bảo tồn thiên nhiên Thế giới (IUCN) cơng nhận cĩ 6 trung tâm đa dạng về thực vật. Việt Nam cịn là một trong 8 "trung tâm giống gốc" của nhiều loại cây trồng, vật nuơi, trong đĩ cĩ hàng chục giống gia súc và gia cầm. Đặc biệt các nguồn lúa và khoai, những lồi được coi 38 là cĩ nguồn gốc từ Việt Nam, đang là cơ sở cho việc cải tiến các giống lúa và cây lương thực trên thế giới. Hệ sinh thái của Việt Nam rất phong phú, bao gồm 11.458 lồi động vật, hơn 21.000 lồi thực vật và khoảng 3.000 lồi vi sinh vật, trong đĩ cĩ rất nhiều lồi được sử dụng để cung cấp vật liệu di truyền. Trong 30 năm qua, nhiều lồi động thực vật được bổ sung vào danh sách các lồi của Việt Nam như 5 lồi thú mới là sao la, mang lớn, mang Trường Sơn, chà vá chân xám và thỏ vằn Trường Sơn, 3 lồi chim mới là khướu vằn đầu đen, khướu Ngọc Linh và khướu Kon Ka Kinh, khoảng 420 lồi cá biển và 7 lồi thú biển. Nhiều lồi mới khác thuộc các lớp bị sát, lưỡng cư và động vật khơng xương sống cũng đã được mơ tả. Về thực vật, tính từ năm 1993 đến năm 2002, các nhà khoa học đã ghi nhận thêm 2 họ, 19 chi và trên 70 lồi mới. Tỷ lệ phát hiện lồi mới đặc biệt cao ở họ Lan. Để bảo vệ và duy trì hệ sinh thái này, trong những năm qua, Việt Nam đã tăng cường đầu tư cho các chương trình, dự án bảo tồn sinh học. Theo báo cáo mơi trường Việt Nam 2005, tổng kinh phí đầu tư cho bảo tồn đa dạng sinh học năm 2005 đạt xấp xỉ 51,8 triệu USD, gấp 10 lần so với một thập kỷ trước --------------------------------------------------------------------- CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG II 1. Cơ sở phân tử của sự đa dạng Sinh học trên trái đất 2. Tính đa dạng ở cấp độ phân tử biểu thiện như thế nào 3. Cơ chế tiến hĩa phân tử của đa dạng sinh học. 4. Các cấp độ đa dạng sinh học 5. Trình bày quan niệm về lồi, cấu trúc lồi 6. Các loại lồi và đặc trưng của nĩ, cho ví dụ minh họa 7. Trình bày cĩ chế tiến hĩa đa dạng lồi. Lấy ví dụ minh họa 8. Cơ chế hình thành các taxon phân loại bậc cao 9. Các kiểu hệ sinh thái và phân bố trên quả đất 39 10. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng nhiệt đới. 11. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Cận nhiệt đới. 12. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng ơn đới rụng lá theo mùa. 13. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái rừng lá kim 14. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái vùng triều 15. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh đại dương. Lấy ví dụ 16. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng ngập mặn? Lấy ví dụ 17. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Đầm phá? Lấy ví dụ minh họa. 18. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Thượng nguồn? Lấy ví dụ minh họa 19. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Trung lưu? Lấy ví dụ minh họa 20. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Hạ lưu? Lấy ví dụ minh họa 21. Đặc trưng về đa dạng sinh học của Việt Nam? 22. Cơ chế tiến hĩa đa dạng của Vi khuẩn? 23. Cơ chế tiến hĩa đa dạng của thực vật? 24. Cơ chế tiến hĩa của thực vật 25. Trình bày hệ thống các taxon thực vật, lấy ví dụ minh họa 26. Trình bày hệ thống các taxon động vật, lấy ví dụ minh họa 27. Trong chương trình sinh học ở bậc THPT, giáo dục về đa dạng sinh học được lồng ghép vào những bài nào? Lấy ví dụ minh họa 28. Cơ sở phân tử của sự đa dạng Sinh học trên trái đất 29. Tính đa dạng ở cấp độ phân tử biểu thiện như thế nào 30. Cơ chế tiến hĩa phân tử của đa dạng sinh học. 31. Các cấp độ đa dạng sinh học 32. Trình bày quan niệm về lồi, cấu trúc lồi 33. Các loại lồi và đặc trưng của nĩ, cho ví dụ minh họa 40 34. Trình bày cĩ chế tiến hĩa đa dạng lồi. Lấy ví dụ minh họa 35. Cơ chế hình thành các taxon phân loại bậc cao 36. Các kiểu hệ sinh thái và phân bố trên quả đất 37. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng nhiệt đới. 38. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Cận nhiệt đới. 39. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng ơn đới rụng lá theo mùa. 40. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái rừng lá kim 41. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái vùng triều 42. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh đại dương. Lấy ví dụ 43. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Rừng ngập mặn? Lấy ví dụ 44. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Đầm phá? Lấy ví dụ minh họa. 45. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Thượng nguồn? Lấy ví dụ minh họa 46. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Trung lưu? Lấy ví dụ minh họa 47. Đặc trưng về đa dạng sinh học của hệ sinh thái Hạ lưu? Lấy ví dụ minh họa 48. Đặc trưng về đa dạng sinh học của Việt Nam? 49. Cơ chế tiến hĩa đa dạng của Vi khuẩn? 50. Cơ chế tiến hĩa đa dạng của thực vật? 51. Cơ chế tiến hĩa của thực vật 52. Trình bày hệ thống các taxon thực vật, lấy ví dụ minh họa 53. Trình bày hệ thống các taxon động vật, lấy ví dụ minh họa 54. Trong chương trình sinh học ở bậc THPT, giáo dục về đa dạng sinh học được lồng ghép vào những bài nào? Lấy ví dụ minh họa 41 CHƢƠNG 3. NHỮNG GIÁ TRỊ CỦA ĐA DẠNG SINH HỌC 3.1. NHỮNG GIÁ TRỊ KINH TẾ TRỰC TIẾP PHẦN NỘI DUNG PHẦN GHI CHÚ 3.1.1. GIÁ TRỊ CHO TIÊU THỤ Bao gồm các sản phẩm tiêu dùng cho cuộc sống hàng ngày như củi đốt và các loại sản phẩm khác cho các mục tiêu sử dụng như tiêu dùng cho gia đình và khơng xuất hiện ở thị trường trong nước và quốc tế. Những sản phẩm này khơng đĩng gĩp gì vào giá trị GDP vì chúng khơng được bán cũng như khơng được mua. (i). Nguồn gốc của cây trồng là do sự thuần hĩa từ cây hoang dại Hình 3.1. Bản đồ nguồn gốc các cây lƣơng thực trên trái đất Hình 3.2. Tỉ lệ các loại cây lƣơng thực, thực phẩm trên trái đất 42 Hình 3.3. Nhu cầu về thực phẩm của ngƣời dân Đơng Nam Á Những nghiên cứu về những xã hội truyền thống tại các nước đang phát triển cho thấy cộng đồng cư dân bản địa khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên xung quanh như củi đun, rau cỏ, hoa quả, thịt cá, dược phẩm và nguyên vật liệu xây dựng. Ví dụ 80% dân số trên thế giới vẫn dựa vào những dược phẩm mang tính truyền thống lấy từ các lồi động vật, thực vật để sử dụng để sơ cứu ban đầu khi họ bị nhiễm bệnh. Trên 5.000 lồi được dùng cho mục đích chữa bệnh ở Trung Quốc, Việt Nam và khoảng 2.000 lồiđược dùng tạivùng hạlưu sơng Amazon. (ii). Giá trị của nguồn tài nguyên ĐDSH Riêng Hoa Kỳ, vào cuối những năm 70 giá trị tài nguyên sinh vật hoang dã khai thác được khoảng 87 tỉ đơ la (chiếm khoảng 4,5% tổng sản phẩm quốc nội) Một trong những nhu cầu khơng thể thiếu được của con người là protein, nguồn này cĩ thể kiếm được bằng săn bắn các lồi động vật hoang dã để lấy thịt. Trên tồn thế giới, 100 triệu tấn cá, chủ yếu là các lồi hoang dã bị đánh bắt mỗi năm. Phần lớn số cá này được sử dụng ngay tại địa phương 3.1.2. Giá trị sử dụng cho sản xuất Là giá bán cho các sản phẩm thu lượm được từ thiên nhiên trên thị trường trong nước và ngồi nước. Sản phẩm 43 này được định giá theo các phương pháp kinh tế tiêu chuẩn và giá được định là giá mua tại gốc, thường dưới dạng sơ chế hay nguyên liệu. Ví dụ, hàng năm tiền thu mua vỏ quế ở Việt Nam khoảng 1 triệu đơla, cịn tiền bán các loại thuốc chế biến từ vỏ quế khoảng 2,5 triệu đơla. Tại thời điểm hiện nay, gỗ là một trong những sản phẩm bị khai thác nhiều nhất từ rừng tự nhiên với giá trị lớn hơn 100 tỷ đơla mỗi năm. Những sản phẩm lâm nghiệp ngồi gỗ cịn cĩ động vật hoang dã, hoa quả,nhựa, dầu, mây và các loại cây thuốc. Giá trị sử dụng cho sản xuất lớn nhất của nhiều lồi là khả năng của các lồi đĩ cung cấp những nguyên vật liệu cho cơng nghiệp, nơng nghiệp và là cơ sở để cải tiến cho các giống cây trồng trong nơng nghiệp. Sự phát triển các giống mới cĩ thể mang lại những kết quả kinh tế to lớn. Ví dụ, việc phát hiện một lồi cây lưu niên cĩ họ hàng với ngơ tại Tây Mehicơ đáng giá hàng tỷ đơla vì nĩ lai tạo giống ngơ cĩ thể trồng nhiều năm mà khơng cần gieo trồng hàng năm nữa. Hình 3.4. Ngơ và Gạo đƣợc tạo ra từ cấy gen mang lại giá trị kinh tế cao Những lồi hoang dã cĩ thể cĩ thể dùng như những tác nhân phịng trừ sinh học. Thế giới tự nhiên là nguồn vơ tận cung cấp những nguồn loại dược phẩm mới. 25% các đơn thuốc ở Mỹ cĩ sử dụng các chế phẩm được điều chế từ cây, cỏ..... 44 Hình 3.5. Những thực vật chiết xuất đƣợc những chất cĩ hoạt tính sinh học - Hơn 3000 kháng sinh cĩ nguồn gốc từ Vi sinh vật : - Streptomycine (Streptomyces griseus) (1944); - Chlortetracycline (Streptomyces aureofaciens) (1948); - Cyclosporine thu được từ một loại nấm trong đất đã gia tăng sự thành công trong việc ghép tim và thận bằng cách loại bỏ phản ứng miễn dịch. 3.2. NHỮNG GIÁ TRỊ GIÁN TIẾP Những giá trị kinh tế gián tiếp là những khía cạnh khác của đa dạng sinh học như các quá trình xảy ra trong mơi trường 45 và các chức năng của hệ sinh thái là những mối lợi khơng thể đo đếm được và nhiều khi là vơ giá. Do những lợi ích này khơng phải là hàng hố hay là dịch vụ, nên thường khơng được tính đến trong quá trình tính tốn giá trị GDP của quốc gia. Tuy vậy, chúng cĩ vai trị rất quan trọng trong cơng việc duy trì những sản phẩm tự nhiên mà nền kinh tế của các nước đĩ phụ thuộc. Nếu như các hệ sinh thái tự nhiên khơng cịn khả năng cung cấp những lợi ích như vậy thì phải tìm những nguồn tài nguyên thay thế khác thường đắt hơn nhiều. Những vùng đất ngập nước cĩ giá trị to lớn kinh tế to lớn hiểu ngầm đến hiện tại. Ví dụ: Một vùng ngập nước cĩ giá trị vài chục Hecta cĩ khả năng lọc nước thải tương đương với một trạm xử lý nước nhiều triệu Đơ la Hình 3.6. Khu dự trữ sinh quyển đất ngập nƣớc 3.3. Giá trị sử dụng khơng cho tiêu thụ Các quần xã sinh vật mang lại hàng loạt các hình thức dịch vụ mơi trường mà khơng bị tiêu thụ trong quá trình sử dụng. Giá trị khơng tiêu thụ này đơi khi cĩ thể tính tốn dễ dàng như trong trường hợp giá trị của những lồi cơn trùng thụ phấn cho cây trồng. Sự xác định những giá trị dịch vụ sinh thái khác cĩ thể cịn khĩ hơn nhất là trên phạm vi tồn cầu. Sau đây là một phần các lợi nhuận do đa dạng sinh học mang lại nhưng thường khơng 46 được tính trong các bảng báo cáo đánh giá tác động mơi trường hay trong các tính tốn GDP. a. Khả năng sản xuất của hệ sinh thái: Khoảng 40% sức sản xuất của hệ sinh thái trên cạn phục vụ cho cuộc sống của con người. Tương tự như vậy, ở những vùng cửa sơng, dãi ven biển là nơi những thực vật thuỷ sinh và tảo phát triển mạnh, chúng là mắt xích đầu tiên của hàng loạt chuỗi thức ăn tạo thành các hải sản như trai,sị, tơm cua,... b. Bảo vệ tài nguyên đất và nước: Các quần xã sinh vật cĩ vai trị quan trọng trong việc bảo vệ rừng đầu nguồn, những hệ sinh thái vùng đệm, phịng chống lũ lụt và hạn hán cũng như việc duy trì chất lượng nước. c. Điều hồ khí hậu: Quần xã thực vật cĩ vai trị vơ cùng quan trọng trong việc điều hồ khí hậu địa phương, khí hậu vùng và ngay cả khí hậu tồn cầu. d. Phân huỷ các chất thải: Các quần xã sinh vật cĩ khả năng phân huỷ các chất ơ nhiễm như kim loại nặng, thuốc trừ sâu và các chất thải sinh hoạt khác đang ngày càng gia tăng do các hoạt động của con người. e. Những mối quan hệ giữa các lồi: Nhiều lồi cĩ giá trị được con người khai thác, nhưng để tồn tại, các lồi này lại phụ thuộc rất nhiều vào các lồi hoang dã khác. Nếu những lồi hoang dã đĩ mất đi, sẽ dẫn đến việc mất mát cả những lồi cĩ giá trị kinh tế to lớn. Một trong những quan hệ cĩ ý nghĩa kinh tế lớn lao nhất trong các quần xã sinh vật là mối quan hệ giữa cây rừng, cây trồng và các sinh vật phân giải sống trong đất, phân huỷ các chất hữu cơ,cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng. 47 3.3. GIÁ TRỊ CHO NGHỈ NGƠI VÀ DU LỊCH SINH THÁI Các hoạt động, hình thức du lịch, giải trí khơng làm ảnh hưởng đến thiên nhiên. Ví dụ các hoạt động nghỉ ngơi, an dưỡng liên quan đến thiên nhiên: - 84% người dân Canada chi phí 800 triệu USD/năm. - 50 triệu người Nhật: 4 tỉ USD/năm. Du lịch sinh thái: ngành cơng nghiệp khơng khĩi; lợi nhuận 12 tỉ USD/năm/ tồn thế giới. Các hoạt động tham quan, giải trí, du lịch sinh thái như thám hiểm hang động, khám phá thiên nhiên. Quan sát chim, thú, và các động vật hoang dã khác (ngồi tự nhiên: khác với trước đây là nuơi nhốt). Câu cá,... Hình 3.7. Giá trị nghỉ ngơi, du lịch sinh thái 3.4. LÀM GIÀU CHẤT LƢỢNG CUỘC SỐNG a. Giải trí và thẩm mỹ: Nhiều lồi động – thực vật được nuơi, trồng làm cảnh, vật giải trí cho con người... Mang lại các giá trị lớn qua xuất khẩu các lồi thuần hĩa. VD: Tổng giá trị của việc xuất khẩu vẹt ở các nước Trung và Nam Mỹ từ năm 1982 - 1986 ước tính khoảng 1.6 tỷ USD. 48 b. Giáo dục và nghiên cứu khoa học Biên soạn các tài liệu, nghiên cứu đa dạng sinh học, sinh thái học,... Nâng cao nhận thức, hiểu biết của con người về đa dạng sinh học, bảo vệ tài nguyên. Quan trắc mơi trường: các sinh vật chỉ thị dùng để quan trắc đánh giá hiện trạng mơi trường. c. Các giá trị về văn hĩa: Tạo nên các cảnh quan thiên nhiên: tác động đến nguồn cảm xúc cho các sáng tạo văn học, nghệ thuật... Cung cấp nguyên vật liệu phát triển các nghề truyền thống: sự gắn bĩ giữa đời sống văn hố với ĐDSH. Nhiều lồi vật trở thành vật linh thiêng hoặc thờ cúng. Hình 3.8. Giá trị cho sáng tạo nghệ thuật d. ĐDSH giúp ổn định hệ thống chính trị, xã hội Tài nguyên ĐDSH là cơ sở cho sự ổn định kinh tế và giàu cĩ thơng qua tích lũy, khác thác, sử dụng. Sự ổn định về kinh tế sẽ dấn đến ổn định về hệ thống chính trị, xã hội. Suy giảm ĐDSH làm mất khả năng cung cấp các nguồn tài nguyên cần thiết cho cuộc sống con người, bắt buộc con người phải di cư đến nơi thuận lợi, từ nơng thơn đến thành thị, từ miền núi xuống đồng bằng dẫn đến làm mất ổn định chính trị, ảnh hưởng đến mơi trường, an tồn xã hội. Nhiều nơi chiến tranh chỉ do tranh chấp nguồn nước. 49 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG II 1. Trình bày những giá trị trực tiếp của ĐDSH? Lấy ví dụ minh họa 3. Giá trị về đa tài nguyên động vật đối với con người? Lấy ví dụ minh họa 3. Giá trị về đa đa dạng tài nguyên thực vật đối với con người? Lấy ví dụ minh họa 4. Giá trị đa dạng về tài nguyên Nấm đối với con người? lấy ví dụ minh họa 5. Giá trị đa dạng về tài nguyên Vi sinh vật đối với con người? Lấy ví dụ minh họa 6. Giá trị đa dạng về Gen đối với con người? Lấy ví dụ minh họa. 7. Giá trị mà ĐDSH mang lại cho ngành du lịch? Lấy ví dụ minh họa 8. Những dẫn liệu về giá trị gián tiếp mà ĐDSH mang lại cho mơi trường? 9. Giá trị về đa dạng thực vật đĩng gĩp cho lĩnh vực giải trí, thẩm mỹ? Lấy ví dụ minh họa. 10. Ở Việt Nam cĩ những khu vui chơi giải trí cĩ liên quan đến ĐDSH? 11. Trình bày những hướng nghiên cứu về Đ DSH đang diễn ra? lấy ví dụ minh họa. 12. Sự hiện diện của ĐDSH trong văn hĩa tâm linh? Lấy ví dụ minh họa 13. Xây dựng sơ đồ tư duy về những giá trị của Đ DSH đối với con người. 14. Anh (chị) đã sử dụng tài nguyên thực vật trong cuộc sống của mình như thế nào? Lấy ví dụ minh họa. 15. Anh (chị) đã sử dụng tài nguyên động vật trong cuộc sống của mình như thế nào? Lấy ví dụ minh họa 16. Tại địa phương mà Anh (chị) đang sinh sống, người dân đã sử dụng tài nguyên động vật như thế nào? Lấy ví dụ minh họa 50 17. Tại địa phương mà Anh (chị) đang sinh sống, người dân đã sử dụng tài nguyên thực vật như thế nào? Lấy ví dụ minh họa 18. Tại địa phương mà Anh (chị) đang sinh sống, người dân đã sử dụng tài nguyên Nấm như thế nào? Lấy ví dụ minh họa 19. Với tư cách là người học tập và nghiên cứu về Sinh học, Anh (Chị) đã ứng dụng hiểu biết về Đ DSH trong cuộc sống như thế nào? Lấy ví dụ minh họa 20. Với tư cách là giáo viên dạy mơn sinh học, Anh (Chị) sẽ lồng ghép ĐDSH để giáo dục học sinh trong những bài dạy nào của chương trình THPT? Lấy ví dụ. 51 CHƢƠNG 4 . NHỮNG TÁC ĐỘNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐA DẠNG SINH HỌC PHẦN NỘI DUNG PHẦN GHI CHÚ 4.1. SỰ TUYỆT CHỦNG 4.1.1. Khái niệm tuyệt chủng a. Tuyệt chủng trên phạm vi tồn cầu: - Một lồi được coi là tuyệt chủng trên phạm vi tồn cầu khi khơng cịn một cá thể nào của lồi đĩ cịn sống sĩt tại bất kỳ nơi nào trên thế giới. Hình 4.1. Các lồi đã tuyệt chủng tồn cầu - Nếu một số cá thể của lồi cịn sống sĩt nhờ con người (chăm sĩc, kiểm sốt, nuơi dưỡng) thì được xem là tuyệt chủng trong thiên nhiên. Hình 4.2. Sự tuyệt chủng ngồi tự nhiên b. Tuyệt chủng cục bộ: - Nếu lồi khơng cịn sống sĩt tại nơi chúng đã từng sinh sống nhưng vẫn thấy tại một số nơi khác trong thiên nhiên (vùng phân bố rộng  bị thu hẹp). 52 Hình 4.3. Lồi Heo vịi bị tuyệt chủng ở Việt Nam c. Tuyệt chủng trên phương diện sinh thái: - Số lượng của lồi cịn lại ít đến nỗi tác dụng của nĩ khơng cĩ ý nghĩa đến những lồi khác trong quần xã. Ví sụ: sự tồn tại của lồi hổ hiện nay khơng cịn tác dụng đến quần thể động vật con mồi. 4.1.2. Tốc độ tuyệt chủng * Thời gian tuyệt chủng: - Khi quần thể của lồi cĩ số lượng cá thể dưới một mức độ báo động nhất định: nhiều khả năng lồi sẽ bị tuyệt chủng. - Ví dụ ở một số quần thể trong tự nhiên: một vài cá thể của lồi vẫn sống sĩt sau vài năm hay vài chục năm nhưng cuối cùng sẽ bị tuyệt chủng do sự tồn tại của lồi chỉ giới hạn trong vịng đời của những cá thể sống sĩt đĩ. * Những sự tuyệt chủng do con người gây ra: - Sau khi con người xuất hiện một thời gian ngắn: 74 - 86% các lồi động vật lớn tại những địa điểm này bị tuyệt chủng (châu Úc, Nam - Bắc Mỹ). Nguyên nhân do săn bắt, đốt phá rừng. - Số liệu về sự tuyệt chủng là khơng cĩ con số chính xác do: + Một số lồi bị coi là đã tuyệt chủng: vẫn cịn tồn 53 tại và phát hiện lại. + Một số lồi tưởng như vẫn tồn tại: trên thực tế đã bị tuyệt chủng. + Cĩ khoảng 85 lồi thú và 113lồi chim bị tuyệt chủng từ năm 1600. - Tốc độ tuyệt chủng tăng nhanh trong thời gian gần đây: Ví dụ tốc độ tuyệt chủng chim và thú: + Từ 1600 - 1700: 1 lồi/ 10 năm + Từ 1850 - 1950: 1 lồi/ 1 năm + Khoảng 11% số chim, thú cịn lại trên thế giới đang bị đe doạ tuyệt chủng. + Một số nhĩm khác: cá (452/24.000), lưỡng cư (59/3.000), bị sát (167/6.000). - Tuyệt chủng các lồi là sự quan tâm của sinh học bảo tồn: + Nhiều lồi đã bị tuyệt chủng cục bộ trong từng khu vực và quê hương của chúng. + Một số lồi trước kia phổ biến: hiện nay chỉ giời hạn trong một vùng nhỏ (ví dụ Quạ khoang, Quạ đen, Ác là ở Việt Nam). - Số lượng các lồi bị tuyệt chủng cục bộ giống như chỉ thị cảnh báo sự suy thối và huỷ hoại đang xảy ra với mơi trường. 4.1.3. Nguyên nhân của sự tuyệt chủng Lồi và quần xã đã thích nghi và tồn tại với điều kiện mơi trường sống nhưng vẫn bị tuyệt chủng: đĩ là do những ảnh hưởng lớn của con người gây ra. Những nguy hại chính ảnh hưởng đến đa dạng sinh học cĩ liên quan đến con người bao gồm: - Phá huỷ, chia cắt, suy thối, ơ nhiễm mơi trường sống 54 của các lồi. - Khai thác quá mức các lồi phục vụ cho các mục đích của con người. - Du nhập của các lồi ngoại lai và gia tăng các dịch bệnh. Hầu hết các lồi bị đe doạ đều chịu ảnh hưởng của ít nhất là 2 trong số các yếu tố trên, vì vậy tốc độ tuyệt chủng các lồi tiếp diễn nhanh hơn bất chấp các cố gắng nhằm bảo vệ các lồi. Các nguyên nhân trên đều gây ra do việc sử dụng, khai thác tài nguyên ngày càng tăng và do mức tăng dân số quá nhanh. 4.2. Sự phá huỷ nơi cƣ trú 4.2.1. Nơi cư trú bị tàn phá - Mối đe doạ chính đối với DDSH là nơi cư trú bị mất và bị phá huỷ, vì vậy việc làm cĩ ý nghĩa nhất là bảo tồn nơi cư trú của lồi. - Mất nơi cư trú: là nguy cơ đầu tiên dẫn đến sự tuyệt chủng các lồi. Ví dụ: nguyên nhân tuyệt chủng và đe doạ đối với các nhĩm động vật: Nguyên nhân (%) Mất nơi cư trú Khai thác quá mức Sự du nhập Thú săn mồi Nguy ên nhân khác Nguyên nhân chưa biết Tuyệt chủng Thú 19 23 20 1 1 36 Chim 20 11 22 0 2 37 Bị sát 5 32 42 0 0 21 Cá 35 4 30 0 4 48 Đe dọa tuyệt chủng Thú 68 54 6 8 12 - 55 Chim 58 30 28 1 1 - Bị sát 53 63 17 3 6 - Lƣỡng cƣ 77 29 14 - 3 - Cá 78 12 28 - 2 - - Sự suy giảm diện tích rừng: tốc độ suy giảm ở nhiều nơi trên thế giới từ 1,5 - 2% (Việt Nam, Paraguay, Mexico). - Ví dụ ở châu Á (đến năm 1994): Nước Rừng nguyên sinh cịn lại (1.000ha) % nơi cư trú bị mất Ấn Độ 49.929 78 Indonêxia 60.403 51 Philippin < 1.000 97 Việt Nam 6.758 76 - Vai trị của các rừng mưa nhiệt đới: + Chỉ chiếm 7% S bề mặt trái đất nhưng chứa hơn 50% tổng số lồi. + Diện tích ban đầu khoảng 16.106 km2. + Đến 1982: 9,5.106 km2. + Đến 1985: 8,5.106 km2. + Hiện nay: trung bình 1 năm cĩ 80.000 km2 rừng bị mất hồn tồn, 100.000km2 rừng bị suy thối. + Nguyên nhân: - Mở rộng đất canh tác làm nương rẫy, đất nơng nghiệp, chăn nuơi, cây cơng nghiệp, cây ăn quả  cấu trúc HST thay đổi. - Khai thác gỗ, củi 56 Hình... Diện tích rừng bị thu hẹp lại do hoạt động của con ngƣời Hình... Sự suy giảm diên tích rừng của Việt Nam 4.2.2. Sự phân mảnh nơi cư trú - Sự chia cắt/ phân mảnh nơi cư trú của các lồi: là qúa trình mà một khu vực rộng lớn bị thu nhỏ lại hoặc bị chia cắt thành 2 hay nhiều mảnh nhỏ (Wilcove et al., 1986; Shafer, 1990). - Khu vực cư trú rộng lớn của lồi thường bị chia cắt thành nhiều phần nhỏ do làm đường xá, xây dựng, mở rộng đất đai hay bất kỳ mộtloại hình rào chắn nào 57 khác cản trở việc di chuyển tự do của lồi trong khu vực phân bố. - Nơi cư trú bị chia cắt: một phần nhỏ được giữ lại, cách ly với những phần khác: hình thái, cấu trúc cảnh quan bị thay đổi Như vậy, nơi cư trú nguyên thuỷ khác với nơi cư trú mới ở 2 điểm: - Nơi cư trú mới cĩ tỷ lệ giữa phần biên và diện tích lớn hơn. - Tâm điểm của mỗi phần của nơi cư trú mới gần với được biên của mỗi phần cư trú hơn. - Do đĩ diện tích an tồn của lồi bị thu hẹp. * Những đe doạ từ việc phân mảnh nơi cư trú: - Làm hạn chế khả năng phát tán và định cư của lồi. - Nhiều lồi chim, thú, cơn trùng sẽ khơng vượt qua được khoảng cách bị chia cắt vì cĩ nhiều nguy cơ bị săn bắt. - Hay các lồi mới khĩ xâm nhập được vào các phàn mới chia cắt  thành phần lồi trong mỗi phần bị chia cắt sẽ suy giảm theo thời gian - Làm suy giảm khả năng kiếm mồi của các lồi động vật. - Gĩp phần làm suy giảm quần thể và dẫn đến sự tuyệt chủng, do: + quần thể lớn ban đầu bị chia thành 2 hay nhiều Diện tích cư trú an tồn: 64 ha 1000 m 100 m 800 m 8,7 ha 8,7 ha 8,7 ha 8,7 ha Diện tích cư trú an tồn: 8,7x4 = 34,8 ha 58 quần thể nhỏ; + các quần thể nhỏ sống trong khu vực riêng biệt; + các quần thể nhỏ dễ bị tổn thương dẫn đến tuyệt chủng. Hình... Những tác động của con ngƣời làm phân mảnh nơi cƣ trú của lồi 4.3. Mơi trường sống bị ơ nhiễm - Các quần xã và các lồi trong quần xã cĩ thể bị ảnh hưởng sâu sắc do các hoạt động của con người gây ra  ơ nhiễm mơi trường. - Nguyên nhân chủ yếu: + Thuốc trừ sâu + Hố chất + Chất thải cơng nghiệp + Chất thải sinh hoạt + Ơ nhiễm khác từ nhà máy, ơ tơ - Tác động chung của ơ nhiễm đến chất lượng nước, khơng khí, khí hậu tồn cầu là vấn đề lớn gây nguy hại đối với ĐDSH và sức khoẻ con người. a. Ơ nhiễm do thuốc trừ sâu - Sử dụng thuốc trừ sâu để phịng trừ các lồi cơn trùng gây hại cho cây trồng, phun vào nước để tiêu diệt ấu trùng muỗi: gây nguy hại tới những quần thể khác sống 59 trong thiên nhiên do bị nồng độ DDT và các sản phẩm bán phân huỷ của chúng. Ví dụ: + Nồng độ DDT khi tích luỹ đến mức cao trong tế bào cơ thể của chim ăn cơn trùng bị nhiễm DDT: cĩ xu hướng đẻ ra những quả trứng vỏ mỏng, dễ vỡ, khĩ nở thành con non  quần thể cả chúng bị suy giảm. + Trên các khu vực canh tác nơng nghiệp: các lồi cơn trùng cĩ ích và các lồi khác bị tiêu diệt chung với các cơn trùng gây hại. + Muỗi và các cơn trùng gây hại cĩ hiện tượng quen dần với hố chất  tăng nồng độ và liều lượng DDT mới tiêu diệt được b. Ơ nhiễm nước - Nước thải cơng nghiệp và sinh hoạt khơng được xử lý. - Các loại chất thải hữu cơ trong các thuỷ vực nội địa. - Ơ nhiễm chất thải ở sơng, biển (ơ nhiễm dầu). - Thuốc trừ sâu, chất diệt cỏ gây ơ nhiễm nguồn nước  các lồi động vật thuỷ sinh bị nhiễm độc, chết c. Ơ nhiễm khơng khí: ở mức độ nào đĩ sẽ làm biến đổi khí hậu tồn cầu - Mưa axít: các nền cơng nghiệp (gang thép, nhiệt điện) thải ra nitrat, sunfat tạo thành axít nitric, axít sunfuric kết hợp với mây, khí  mưa axít. Tác dụng: giảm pH đất, độ axít trong nước tăng  tiêu diệt nhiều lồi động vật. - Sản sinh ra ơzơn và lắng đọng khí nitơ: xe ơtơ, nhà máy điện, hoạt động cơng nghiệp  hydro cacbon, khí nitơ ơxít. Ơzơn cĩ nồng độ cao ở tầng khí quyển sẽ gây hại tới các mơ thực vật, các quần xã sinh học làm giảm năng suất... 60 - Kim loại độc hại: Xăng chứa chì, cơng nghiệp luyện kim, khai thác mỏ dẫn đến lượng lớn chì, thiếc và kim loại độc hại khác vào khí quyển. Hình.... Những tác động của con ngƣời dẫn đến ơ nhiễm mơi trƣờng sống 4.4. Tác động biên - Nơi cư trú bị chia cắt thành nhiều phần nhỏ sẽ làm tăng tỷ lệ của sự tác động biên so với diện tích cư trú. - Ở đường biên: + Mơi trường bị tác động nhiều so với quần thể bên trong, + Sự giao động lớn về ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, giĩ trong khi các lồi động vật, thực vật thường thích hợp với biên độ nhất định về các điều kiện mơi trường trên nên nhiều lồi khơng thích hợp với sự thay đổi đĩ. - Đường biên đĩng vai trị quan trọng trong việc bảo vệ thành phần của rừng. Vì vậy khi bị chia cắt: + Thành phần lồi của rừng bị thay đổi rõ rệt, diện tích rừng là nơi cư trú của lồi bị suy giảm. + Lượng giĩ tăng, độ ẩm giảm, nhiệt độ phàn biên tăng cao  nguy cơ cháy rừng + Tăng khả năng xâm nhập của các lồi ngoại lai. 61 + Tăng khả năng tiếp xúc của các lồi động vật thuần dưỡng với các quần thể hoang dã  tăng nguy cơ lây lan dịch bệnh sang các động vật hoang dã và ngược lại. 4.5. Khai thác quá mức các lồi - ĐDSH đạt đỉnh cao khoảng 30.000 năm trước đây. - Đa dạng của lồi giảm dần cùng với sự tăng trưởng của lồi người: Dân số ít: phương pháp hái lượm thơ sơ: ít tàn phá và mang tính bền vững hơn. Dân số tăng: nhu cầu tăng - phương pháp hái lượm được cải tiến dẫn tới tốc độ tác động vào tự nhiên mạnh hơn, manh tính chất tàn phá hơn. Ví dụ: trong buổi đại lễ của vua Hawai, chiếc áo chồng bằng lơng chim được sử dụng bằng lơng của 70.000 cá thể của 1 lồi (lồi này đã bị tuyệt diệt). - Sự khai thác cĩ tính tàn phá của con người đã ảnh hưởng đến khoảng 1/3 số lồi động vật cĩ xương sống bị đe doạ tuyệt chủng. - Khai thác quá mức là nguyên nhân thứ hai sau mất nơi cư trú, là nguyên nhân quan trọng dẫn đến tuyệt chủng các lồi. - Các nhà nghiên cứu trong quản lý các lồi hoang dã đã 62 xây dựng một mơ hình xác định số lượng tối đa nguồn tài nguyên cĩ thể khai thác được một cách bền vững (Getz và Haight, 1989): “Lượng tối đa nguồn tài nguyên cĩ thể khai thác một cách bền vững là sản lượng cĩ thể thu hoạch hàng năm tương đương với năng suất sinh học mà quần thể tự nhiên sản sinh được”. Tuy nhiên trên thực tế mơ hình này khơng thể áp dụng được. Ví dụ: -- Khai thác cá hồi trên biển Đại Tây Dương: trên thực tế quần thể của lồi cá này suy giảm đến 90%. -- Các lồi di cư vào hải phận quốc tế nên khĩ kiểm sốt. -- Khai thác rừng: cây lớn hết sẽ chuyển sang khai thác cây chưa đến tuổi khai thác, cuối cùng chuyển sang cây non, rồi khai thác hết lồi này thì chuyển sang lồi cây khác. Hình.... Nạn Khai thác và buơn bán động vật hoang dã ở VN và trên Thế giới 4.6. Sự du nhập các lồi ngoại lai - Phân bố của các lồi trên trái đất được giới hạn bởi các chướng ngại (khí hậu, địa hình) ngăn cản sự phát tán của lồi. - Sự phân cách và quá trình tiến hố dẫn đến các lồi phân 63 ly theo các hướng khác nhau và hình thành các lồi đặc hữu. - Các lồi du nhập từ vùng này sang vùng khác do nhiều nguyên nhân chủ định hay khơng chủ định: buơn bán, trao đổi, giải trí, trong đĩ: + Phần lớn khơng cĩ khả năng sống sĩt vì khơng thích hợp với điều kiện mới. + Một số thích nghi, một số cịn xâm lấn vượt trội so với lồi bản địa (do chưa gặp phải các lồi thiên địch, động vật thù địch, cơn trùng, nấm) dẫn tới đẩy các lồi bản địa dần đến sự tuyệt chủng. Ví dụ: cỏ lào Eupatorium odoratum; ốc bươu vàng gây thảm hoạ cho lúa; rau má tầu; cá chim trắng; thỏ được mang đến châu Úc đã ăn sạch các lồi cỏ bản địa, để khơng chế người ta đã phải nhập về một số tác nhân gây bệnh cho thỏ tại chính quê hương của chúng để tiêu diệt Hình.... Sự xâm nhập của thực vật ngoại lai 4.7. Sự lây lan dịch bệnh Các nguyên tắc cơ bản về dịch bệnh học được ứng dụng trong nuơi dưỡng và quản lý các lồi quý hiếm: 64 - Các lồi vật nuơi/ hay hoang dã khi sống trong quần thể với mật độ cao cĩ nguy cơ dễ mắc dịch bệnh. - Tác hại gián tiếp do nơi cư trú bị phá huỷ dẫn đến chất lượng mơi trường sống suy giảm, thức ăn khan hiếm nên động vật trở nên yếu, dễ mắc bệnh. - Tại các khu bảo tồn, vườn thú, lồi tiếp xúc với nhiều lồi khác ít gặp trong tự nhiên. Nếu một lồi bị bệnh sẽ gây nhiễm sang các lồi khác. Và khi được thả về tự nhiên sẽ cĩ nguy cơ truyền bệnh cho tồn bộ quần thể hoang dã. 4.8. Sự thay đổi khí hậu tồn cầu - Khí nhà kính: CO2, Mêtan, NO2 khi kết hợp với hơi nước sẽ làm chậm tốc độ phát tán nhiệt và bức xạ khỏi mặt đất. - Nồng độ khí càng đậm đặc  nhiệt độ bề mặt trái đất càng tăng. - Nguyên nhân: do việc đốt các nguyên liệu hố thạch như than, dầu, khí tự nhiên chặt phá rừng - Dẫn chứng: nhiệt độ trái đất ấm lên khoảng 0,50C trong thế kỷ 20, thế kỷ 21: sẽ tăng lên khoảng 2 - 60C. - Sự thay đổi khí hậu sẽ tác động lớn đến các quá trình sinh học. Ví dụ: các lồi cĩ phân bố hẹp hoặc phát tán kém: dễ bị tuyệt chủng. - Nhiệt độ trái đất nĩng lên: băng tan ở các vùng cực làm tăng mực nước biển. Ví dụ: 50 - 100 năm tới: tăng 0,2 - 1,5m, vì vậy sẽ ảnh hưởng đến các lồi sinh vật sống nhờ đất ngập nước. - Sự thay đổi khí hậu trái đất: sẽ làm thay đổi cấu trúc quần xã sinh học, chỉ cịn số ít lồi cĩ khả năng thích ứng 65 được với điều kiện sống mới thì sẽ tồn tại. Hình... Tác động của hiệu ứng nhà kính do khí thải cơng nghiệp ----------------------------------------------------------------------------------- CÂU HỎI ƠN TẬP CHƢƠNG 4. 1. trình bày khái niệm về sụ tuyệt chủng của Sinh vật? Lấy ví dụ minh họa về sự tuyệt chủng. 2. Tuyệt chủng tồn cầu là gì? Lấy ví dụ những lồi động vật đã bị tuyệt chủng mà Anh (Chị) biết. 3. Tuyệt chủng cục bộ là gì? lấy ví dụ một số lồi đã tuyệt chủng ở VN 4. Như thế nào được gọi là tuyệt chủng ngồi tự nhiên? Lấy ví dụ những lồi đã tuyệt chủng ngồi tự nhiên ở VN và Thế giới. 5. Như thế nào là tuyệt chủng về mặt sinh học? Lấy ví dụ về tuyệt chủng về mặt sinh học ở VN. 6. Dẫn liệu về tốc độ tuyệt chủng của các lồi qua các thời kỳ? 7. Trình bày những nguyên nhân dẫn đến sự tuyệt chủng của các lồi? 8. Những dẫn liệu về sự khai thác quá mức các lồi động vật ở VN đang diễn ra như thế nào? 9. Như thế nào là tác động biên? Phân tích ảnh hưởng của nĩ đến sự tuyệt chủng các lồi sinh vật chụi tác động của yếu tố này? 10. Như thế nào là phân mảnh nơi cư trú của sinh vật? Phân tích ảnh hưởng của nĩ đến sự tuyệt chủng các lồi sinh vật chịu tác 66 động của yếu tố này? 11. Phân tích những ảnh hưởng của sinh vật ngoại lai đến sự truyệt chủng của các lồi sinh vật bản địa. Lấy ví dụ minh họa 12. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng như thế nào đối với các sinh vật cĩ giới hạn sinh thái hẹp? Lấy ví dụ 13. Ở địa phương nơi Anh (Chị) đang sinh sống đã cĩ những tác động gì cĩ khả năng dẫn đến sụ tuyệt chủng của các lồi. Lấy ví dụ minh họa 14. Trong chương trình sinh học ở các trường PTTH, để giáo dục cho học sinh về sự tuyệt chủng, theo Anh (Chị) nên lồng ghép vào những bài nào? lấy ví dụ cụ thể. 67 CHƢƠNG 5. BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC PHẦN NỘI DUNG PHẦN GHI CHÚ 5.1. CÁC HÌNH THỨC BẢO TỒN Bảo tồn ĐDSH ở tất cả các mức độ là duy trì một các cơ bản các quần thể của lồi cĩ thể thực hiện được/ hoặc các quần thể xác định được. Cĩ 2 hình thức bảo tồn cơ bản: 5.1.2. Bảo tồn nguyên vị (In-situ): 5.1.1.1. Khái niệm bảo tồn nguyên vị Là bảo vệ lồi, quần thể của lồi trong hiện trạng tự nhiên hoang dại của chúng. 5.1.1.2. Đối tượng của bảo tồn nguyên vị: Đối với lồi hiếm: quần thể là quá nhỏ để tồn tại, hoặc các cá thể cịn lại khơng nằm trong trong khu vực bảo vệ nên cần tới bảo tồn chuyển vị. Chiếm tỷ lệ lớn hiện nay trên thế giới. 5.1.1.3. Cơ sở để thực hiện: + Chỉ trong điều kiện tự nhiên các lồi mới cĩ khả năng tiếp tục quá trình thích nghi tiến hố với những biến đổi trong mơi trường tự nhiên. + Hiệu quả hơn và cho phép các quần thể tiếp tục thích nghi trong các điều kiện tự nhiên của lồi. 5.1.1.3. Các hình thức áp dụng bảo tồn nguyên vị: Vườn Quốc Gia, Khu bảo tồn 5.1.2. Bảo tồn chuyển vị (Ex-situ): 5.1.2.1. Khái niệm bảo tồn chuyển vị: Là hình thức bảo tồn mà trong đĩ động, thực vật hoang dại được chuyển đổi mơi trường sống từ điều diện tự nhiên sang điều kiện nhân tạo, hoặc bằng nuơi trồng hoặc nuơi nhốt. 5.1.2.2. Cơ sở khoa học của bảo tồn chuyển vị 68 + Là những nghiên cứu khoa học cơ bản về những đặc điểm sinh học, sinh thái của lồi: Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, ổ sinh thái, thức ăn, bệnh dịch, tập tính... + Các kỹ thuật: như ngân hàng giống, bảo quản phơi, trứng, tinh trùng Tuy nhiên, bảo tồn chuyển vị khĩ thực hiện: tỷ lệ thành cơng nhỏ và rất tốn kém. 5.1.2.3. Tiêu chuẩn áo dụng bảo tồn chuyển vị đối với các lồi + Các lồi cĩ số lượng suy giảm nghiên trọng, cần khơi phục số lượng và thả về tự nhiên để phát triển bền vững + Các lồi cĩ giá trị kinh tế lớn, đang suy giảm số lượng ngồi tự nhiên. trong điều nuơi cĩ thể chủ động kiểm sốt và nhân nhanh số lượng nhằm: Giảm sức ép đa dạng sinh học đối với lồi đĩ + Các lồi mất mơi trường sống nghiêm trọng 5.1.2.4. Các hình thức áp dụng bảo tồn chuyển vị: Bảo tồn chuyển vị động vật gồm: + Vườn thú, +Trang trại nuơi và thuần hĩa động vật, + Các trang trại nhân giống thực vật, + Chương trình nhân giống động vật. 5.1.3. Mối quan hệ giữa bảo tồn nguyên vị và bảo tồn chuyển vị Bảo tồn nguyên vị và bảo tồn chuyển vị bổ sung cho nhau: + Các cá thể từ các quần thể bảo tồn chuyển vị định kỳ được thả ra thiên nhiên để tăng cường cho các quần thể bảo tồn nguyên vị. 69 + Bảo tồn chuyển vị cung cấp những hiểu biết về đặc tính sinh học của lồi, từ đĩ cĩ các giải pháp bảo tồn hiệu quả. Ví dụ: - Các quần thể bảo tồn chuyển vị nếu cĩ khả năng cung cấp sẽ làm giảm áp lực lên các quần thể từ nhiên. - Các quần thể bảo tồn chuyển vị gĩp phần giáo dục và sự cần thiết phải bảo tồn lồi. Ví dụ: bảo tồn rùa, linh trưởng ở VQG Cúc Phương. 5.2. CÁC CẤP ĐỘ BẢO TỒN 5.2.1. Bảo tồn Bảo tồn quần thể và lồi 5.2.1.1. Những nguyên tắc bảo tồn lồi Để bảo tồn lồi trong những điều kiện khắc nghiệt cần xác định: - Tính ổn định của quần thể dưới những điều kiện nhất định. - Các lồi đang bị suy giảm cần được quan tâm như thế nào? - Về nguyên tắc: quần thể càng nhiều cá thể thì được bảo tồn càng tốt, trên một diện tích cư trú lớn nhất cĩ thể được của nơi cư trú đang được bảo vệ. Trên cơ sở đĩ, một định nghĩa được đưa ra là: “Quần thể tối thiểu của một lồi - Minimum viable population” (Shaffer, 1981). Quần thể tối thiểu: là quần thể nhỏ nhất cĩ 95 - 99% cơ hội tiếp tục tồn tại trong suốt 100 hay 500 năm nữa bất chấp những tác động khơng lường trước do thiên tai cũng như những biến động về quần thể, mơi trường và di truyền. Vì vậy cĩ thể dự tính số lượng cá thể cần thiết để 70 bảo tồn một lồi. Muốn dự tính chính xác về quần thể tối thiểu: cần cĩ các nghiên cứu cụ thể về động thái số lượng của quần thể và điều kiện mơi trường nơi cư trú của chúng. Ví dụ: nghiên cứu 120 quần thể lồi cừu núi sừng lớn ở Tây nam nước Mỹ trong 70 năm: - Những quần thể cĩ 50 cá thể:100% bị tuyệt chủng trong vịng 50 năm. - Những quần thể cĩ hơn 100 cá thể: tồn tại được 50 năm. Để bảo tồn các lồi: cần cĩ quần thể đủ lớn. Các quần thể nhỏ dễ bị tuyệt chủng cục bộ do: - Mất tính biến dị di truyền do giao phối nội dịng dẫn đến suy thối và do sự phân ly gen. - Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và tỷ lệ tử. - Những biến động về mơi trường như cạnh tranh thiên tai, dịch bệnh, nguồn thức ăn 5.2.1.2. Các cơng cụ khi bảo tồn lồi 1) Các bộ luật quốc gia: + Các cơng cụ pháp chế hay pháp luật cĩ thể được áp dụng tại địa phương, quốc gia hay quốc tế để bảo vệ ĐDSH. Ví dụ: + Luật về các Lồi đang cĩ nguy cơ Tuyệt chủng do Quốc hội Mỹ thơng qua năm 1973. + Nghị định 18/HĐBT ngày 17/1/1992  Nghị định 32/2006-NĐ-CP của Thủ tướng chính phủ quy định danh mục Thực vật rừng, Động vật rừng quý, hiếm và chế độ quản lý, bảo vệ. + Chỉ thị 130/TT ngày 27 - 3 - 1993 về quản lý, bảo vệ Động - Thực vật quý hiếm. + Nghi định 48.CP của Chính phủ 71 + Nghị định 160/CP của Chính phủ. 2) Cơng ước quốc tế: Lý do cần cĩ hợp tác quốc tế: + Các lồi di chuyển qua nhiều biên giới như các lồi chim di cư. + Buơn bán quốc tế về các sản phẩm sinh học sẽ gây hậu quả khai thác quá mức các lồi nhằm đáp ứng nhu cầu thương mại, vì vậy cần quản lý trên cả lĩnh vực xuất nhập khẩu. + Những lợi ích của ĐDSH là cĩ tầm quan trọng quốc tế. + Cĩ nhiều vấn đề của các lồi hay hệ sinh thái bị đe doạ cĩ quy mơ tồn cầu như: Đánh bắt thuỷ sản quá mức, săn bắn quá mức, ơ nhiễm khơng khí, mưa axit, ơ nhiễm nước và đại dương, biến đổi khí hậu tồn cầu, suy thối tầng ơzơn. Các cơng ước quốc tế: + Cơng ước Quốc tế về Buơn bán các Lồi Động - Thực vật hoang dã nguy cấp (CITES - Conservation on Internatinal Trade in Endangered of Wild Fauna and Flora): các lồi được kiểm sốt gồm 30.000 lồi động, thực vật ở phụ lục I, II, III. Hiện cĩ 152 nước thành viên. + Cơng ước về bảo tồn các lồi sinh vật biển và các vùng đất ngập nước. + Cơng ước quốc tế về kiểm sốt cá voi. + Cơng ước quốc tế về bảo vệ các lồi Chim. + Cơng ước Bảo tồn ĐDSH (1992). Việt Nam gia nhập năm 1994. 5.2.1.3. Các cấp độ bảo tồn lồi. Gồm 5 cấp độ bảo tồn, trong đĩ các lồi thuộc cấp độ 2 - 4 được coi là đang bị đe doạ tuyệt chủng: 72 - Đã tuyệt chủng - EX (Extinct): một taxon được coi là tuyệt chủng khi cá thể cuối cùng của của taxon đĩ đã khơng cịn tồn tại. - Tuyệt chủng ngồi thiên nhiên - EW (Extinct in the wild): một taxon được coi là tuyệt chủng ngồi thiên nhiên khi chỉ tìm thấy trong điều kiện nuơi nhốt hay cĩ một vài quần thể đã được trở lại tự nhiên từ điều kiện nuơi nhốt. - Rất nguy cấp - CR (Critically Endangered) - Nguy cấp - EN (Endangered) - Sẽ nguy cấp - VU (Vulnerable) Một taxon được xếp ở các cấp độ CR, EN hay VU khi được xác định đang đứng trước nguy cơ rất lớn sẽ bị tuyệt chủng ngồi thiên nhiên trong một tương lai gần, được xác định bởi một trong các tiêu chuẩn về mức độ suy giảm quần thể, khu phân bố hay số lượng cá thể ở các mức độ khác nhau. Ngồi ra cịn cĩ các cấp độ khác như: LR (ít nguy cấp); DD (thiếu dẫn liệu); NE (khơng đánh giá: chưa được đối chiếu với các tiêu chuẩn phân hạng). 5.2.1. BẢO TỒN NGUỒN GEN 5.2.2.1.Bảo tồn nguồn gen tại các trang trại. Phương pháp được tiến hành từ hàng nghìn năm. Nguyên tắc: Các giống cây trồng địa phương/ cổ truyền tuy năng suất thấp hơn nhưng cĩ tính ổn định cao hơn, khả năng thích nghi với điều kiện mơi trường tốt hơn, do đĩ năng suất ổn định hơn. Ví dụ ở VN: - Trên 400 giống lúa mùa địa phương ở các tỉnh phía Nam cĩ tính chống chịu chua, phèn, nước mặn, nước sâu, khơ hạn như giống lúa Một Bụi. 73 - Các giống chịu mặn Cườm, Bầu, Chiêm Đá ở các tỉnh phía Bắc: chưa giống nào thay thế được. - Các giống lúa nương: hiện vẫn duy trì 160 giống. - Hiện nay chưa giống lúa nào cĩ thể thay thế cho các giống như gạo tám, nếp cẩm... - Một số cây lâm nghiệp: quế, hồi, dẻ Cao Bằng, dẻ Bắc Giang... được bảo tồn nguyên vẹn. Nhiều lồi khĩ thay thể bằng các giống cải tiến do các đặc điểm về điều kiện sinh thái, đất đai, mơi trường địa phương: vải thiều Thanh Hà, nhãn lồng Hưng Yên, bười Phúc Trạch, cam xã Đồi... Các giống cải tiến: chỉ thích hợp cho các vùng cĩ điều kiệm thâm canh tốt, hoặc thuận tiện cho giao lưu hàng hĩa. 5.2.2.2. Ngân hàng gen Ngân hàng gen hay ngân hàng hạt giống: là những bộ sưu tập hạt giống thu lượm từ các cây hoang dại, cây trồng. Hạt được lưu giữ trong điều kiện lạnh và khơ trong thời gian dài, sau đĩ cho nảy mầm. Hiện cĩ hơn 50 ngân hàng hạt giống trên thế giới. Khĩ khăn: Điều kiện bảo quản: điện, thiết bị... Hạt mất dần khả năng nảy mầm do dự trữ năng lượng quá lâu. Khơng phải tất cả các lồi đều cĩ thể bảo tồn bằng hạt giống: khoảng 15% số lồi TV cĩ hạt thuộc loại bảo thủ: khơng chịu được các điều kiện nhiệt độ thấp. Tùy theo nhu cầu bảo quản ngắn hạn – trung hạn – dài hạn: các kho hạt cĩ những trang thiết bị kỹ thuật phù hợp. 74 5.2.2.3. Các tập đồn cơ bản Là tập đồn các mẫu hạt giống TV, chứa đựng các thơng tin di truyền khác nhau của mỗi lồi, được bảo quản dài hạn, chỉ được sử dụng trogn những trường hợp cần thiết nhằm bảo tồn tình trạng ban đầu. Chính vì vậy: cần cĩ các điều kiện bảo quản cần thiết để sức nảy mầm > 85%. Hạt được bảo quản trong các kho lạnh (-18 đến -200 C, độ ẩm 35-40%; hàm lượng nước trong hạt 3-7%. Hạt đĩng gĩi trong bao kín, cách ly hồn tồn với MT xung quanh. 5.2.2.4. Các tập đồn hoạt động Là mẫu giống tập đồn cơ bản, được bảo quản với số lượng lớn để cĩ thể cung cấp thường xuyên cho người sử dụng. Thường xuyên biến động, được nhân lại và bổ sung. Điều kiện bảo quản dễ hơn: nhiệt độ khoảng ±50 C, độ ẩm 50 – 60%, hàm lượng nước trong hạt 7-8%. Thời gian bảo quản: cĩ thể 10 – 15 năm, cĩ khi 30 – 40 năm. 5.2.2.5. Tập đồn cơng tác: Là tập đồn mẫu hạt giống của các cơ sở nghiên cứu khoa học và chọn giống. Phục vụ cho nghiên cứu cải thiện giống. Hạt được bảo quản trong điều kiện ngắn hạn (2 – 3 năm) 5.2.2.6. Ngân hàng gen in vitro Là tập đồn các vật liệu di truyền được bảo quản trong mơi trường dinh dưỡng nhân tạo, trong điều kiện vơ trùng. Đối tượng bảo quản in vitro là những vật liệu sinh sản vơ tính, các vật liệu dùng để nhân nhanh phục vụ chương trình 75 chọn tạo và nhân giống, hạt phấn và ngân hàng ADN. 5.2.2.7. Ngân hàng gen đồng ruộng Để chỉ các tập đồn thực vật sống, được duy trì ngồi khu cư trú tự nhiên của chúng. Cĩ thể là các tập đồn trồng trên đồng ruộng hay các vườn TV... Đối tượng chủ yếu: những lồi cây lâu năm như cây ăn quả, cây cơng nghiệp, cây thuốc, cây lấy gỗ... 5.3. BẢO TỒN Ở CẤP QUẦN XÃ 5.3.1. Thiết lập các khu bảo tồn Bảo tồn các quần xã nguyên vẹn là cách bảo tồn cĩ hiệu quả nhất tồn bộ tính ĐDSH. Cĩ thể xem là cách duy nhất để bảo tồn lồi. Cĩ 3 cách bảo tồn quần xã sinh vật: - Xây dựng các Khu bảo tồn. - Thực hiện các biện pháp bên ngồi các khu bảo tồn. - Phục hồi các quần xã sinh vật tại các nơi cư trú bị suy thối. Hoạt động của các KBT: khu bảo tồn thường do nhà nước thành lập, cĩ sự hợp tác giữa chính phủ các nước đang phát triển với các tổ chức bảo tồn quốc tế, các ngân hàng thế giới Ví dụ ở Việt Nam: Chính phủ Hà Lan hỗ trợ 2 triệu USD trong 2 năm cho khu BTTN Vũ Quang (Hà Tĩnh), 5 triệu USD/ năm cho khu BTT Cát Tiên (Đồng Nai). Cộng đồng châu Âu hỗ trợ cho VQG Pù Mát, VQG Bạch Mã. Thành lập các KBT: quan trọng nhất trong bảo tồn các quần xã sinh vật. 5.2.3.2. Hệ thống các khu bảo tồn. Hệ thống các KBT (được IUCN xây dựng) nhằm xác định rõ chức năng và mức độ sử dụng, bao gồm: 76 1. Khu BTTN nghiêm ngặt 2. Vườn quốc gia 3. Cơng trình quốc gia 4. Khu quản lý nơi cư trú động vật hoang dã 5. Khu dự trữ cảnh quan 6. Khu dự trữ tài nguyên 7. Các khu sinh học tự nhiên và các khu dự trữ nhân loại học 8. Các khu quản lý đa năng 1) Khu BTTN nghiêm ngặt: - được bảo vệ nghiêm ngặt; - chỉ dành cho các hoạt động nghiên cứu khoa học, đào tạo; - cho phép giữ gìn các quần thể các lồi cũng như tồn bộ hệ sinh thái. 2) Vườn quốc gia: - khu vực rộng lớn cĩ vẻ đẹp thiên nhiên (biển hay đất liền); - bảo vệ cho 1 hoặc một vài hệ sinh thái; - sử dụng cho mục đích giáo dục, nghiên cứu khoa học, tham quan giải trí, du lịch; - tài nguyên khơng được sử dụng cho mục đích thương mại. 3) Cơng trình quốc gia: - Khu dự trữ nhỏ hơn; - Bảo tồn những đặc trưng về sinh học, địa lý, địa chất hay văn hố của một nơi nào đĩ. 4) Khu quản lý nơi cư trú động vật hoang dã: - Tương tự các khu bảo tồn; - Con người được phép hoạt động để duy trì đặc thù của cộng đồng địa phương; 77 - Cĩ thể được khai thác kiểm sốt. 5) Khu dự trữ cảnh quan: - Vùng trên đất liền và biển; - Cho phép khai thác tài nguyên theo phương pháp cổ truyền, khơng cĩ tính chất phá huỷ; - Cơ hội cho phát triển du lịch và giải trí. 6) Khu dự trữ tài nguyên: - các vùng mà tài nguyên thiên nhiên được bảo vệ cho tương lai; - việc sử dụng tài nguyên được kiểm sốt phù hợp với chính sách quốc gia. 7) Các khu sinh học tự nhiên và các khu dự trữ nhân loại học: - Cho phép các cộng đồng truyền thống được duy trì cuộc sống của họ mà khơng cĩ sự can thiệp từ bên ngồi; - Khai thác tài nguyên sử dụng cho cuộc sống bằng các biện pháp truyền thống. 8) Các khu quản lý đa năng: - Cho phép sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên; - Hoạt động bảo tồn song song với hoạt động khai thác tài nguyên bền vững. Cho đến năm 1993, tồn thế giới cĩ 8.619 khu bảo tồn, tương đương 7.922.660 km2 (khoảng 6% diện tích bề mặt trái đất), trong đĩ chỉ cĩ 3,5% thuộc loại bảo vệ nghiêm ngặt (VQG và khu BTTN). 5.2.3.2. Chức năng và lợi ích của các khu bảo tồn Một hệ thống các KBT là cốt lõi nhằm duy trì tính ĐDSH của các lồi, các hệ sinh thái, các nguồn gen thiên nhiên. Hệ thống các KBT đảm bảo an tồn cho: 78 - Các hệ sinh thái tự nhiên và các hệ sinh thái biến đổi đang nuơi dưỡng sự sống, bảo vệ các lồi hoang dã và các vùng cĩ tính ĐDSH cao - Các khu danh lam thắng cảnh quan trọng đảm bảo sự hài hồ giữa con người và thiên nhiên, những di tích lịch sử và các di sản; - Sử dụng lâu dài và bền vững nguồn tài nguyên hoang dã; - Sử dụng các hệ sinh thái tự nhiên hoặc đã cải biến vào mục đích giáo dục, giải trí; - Bảo vệ đất và nước ở những vùng dễ bị xĩi mịn, những nơi đất dốc, vùng rừng đầu nguồn - Điều chỉnh và làm sạch nước bằng cách bảo vệ các vùng đất ngập nước và rừng; - Giúp con người tránh những tai hoạ do thiên nhiên gây ra như lũ lụt, hạn hán - Giữ gìn các thảm thực vật quan trọng; - Duy trì các nguồn gen tự nhiên hoặc những lồi quan trọng làm dược liệu, thuốc men; - Bảo vệ các lồi và các quần thể nhạy cảm tránh khỏi sự quấy phá của con người; - Cung cấp nơi sinh sống, làm tổ, nuơi con cho những lồi sắp bị huỷ diệt và những lồi di cư. 5.2.4. Các tiêu chí ƣu tiên cho việc bảo tồn lồi và quần xã Cĩ thể dùng 3 tiêu chí sau để lập ra các ưu tiên: - Tính đặc biệt: Một quần xã sẽ được ưu tiên bảo vệ cao hơn nếu đĩ là nơi sinh sống chủ yếu của nhiều lồi đặc hữu quý hiếm hơn so với những quần xã chỉ gồm các lồi phổ biến. Một lồi thường cĩ giá trị bảo tồn nhiều hơn 79 nếu cĩ tính độc nhất về mặt phân loại học (lồi duy nhất của giống hay họ, so với lồi là thành viên của một giống cĩ nhiều lồi). - Tính nguy cấp: Một lồi đang cĩ nguy cơ bị tuyệt chủng sẽ được quan tâm nhiều hơn so với những lồi khơng bị đe doạ. - Tính hữu dụng: Những lồi cĩ giá trị kinh tế hoặc giá trị khác đối với con người sẽ được ưu tiên bảo vệ. Ví dụ: điể