Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. ĐỘNG VẬT ĐẤT TRONG MỐI LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG SINH THÁI 30 1. Khái quát về động vật đất và vai trò của chúng
1.3.1. Khái quát về động vật đất và vai trò của chúng
Vai trò và hoạt động của các nhóm sinh vật đất từ lâu đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Động vật đất, gồm nhiều nhóm chức năng (động vật kiến tạo đất, động vật phân giải thảm mục…) và nhiều nhóm phân loại (giun tròn, giun đất, bọ nhảy, hình nhện, chân khớp bé, côn trùng, ấu trùng và trưởng thành…), giữ vai trò quan trọng trong các quá trình hóa mùn và hóa khoáng vụn hữu cơ, làm cho đất màu mỡ và có cấu trúc tốt. Nhiều công trình lớn nghiên cứu về khu hệ động vật đất đã được tiến hành ở các vùng khác nhau trên toàn thế giới. Bên cạnh vai trò phân hủy mùn và cải tạo đất, nhiều nhóm động vật đất được sử dụng như là chỉ thị sinh học trong việc đánh giá tác động của môi trường [2], [3], [35].
Đã từ lâu, giun đất là đối tượng được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu bởi giun đất là một trong những nhóm động vật đất giữ vai trò quan trọng trong tự nhiên và trong đời sống của con người. Đối với hệ sinh thái đất, giun đất là một trong những nhóm sinh vật tham gia tích cực nhất vào quá trình tạo đất, tham gia vào các chu trình tuần hoàn vật chất và năng lượng. Với cấu tạo cơ thể hình thoi nhọn hai đầu, có các vành tơ nhỏ chạy vòng bao cơ bọc quanh mình, giun đất có thể dễ dàng đào bới, len lỏi và chui rúc sâu trong các tầng đất, góp phần quan trọng làm cho đất tơi xốp, thông thoáng và giữ được ẩm. Giun đất tham gia trực tiếp vào các quá trình phân hủy cơ học xác vụn thực vật, phân hủy xenlulô, chuyển hóa các vụn thực vật và vật chất hữu cơ, khoáng chất khác [2].
Ngoài ra, giun đất còn có khả năng làm sạch môi trường sống, thông qua việc phân giải rác, lá cây trên mặt đất. Nếu ngăn cản giun đất tiếp xúc với lá rụng thì sự phân giải lá rụng chậm từ 2-3 lần. Phân giun đất giàu mùn, giàu các yếu tố khoáng (đạm amôn, phốtphát trao đổi… ), có khả năng chịu nước cao (độ bền cơ học) nên phân giun được xem như là loại phân bón không độc hại như phân bón hoá học [3].
Trong đời sống con người, giun đất còn được biết đến là nguồn thức ăn cho gia súc, gia cầm (lợn, gà, vịt…) rất giàu đạm, giúp chúng tăng trọng nhanh. Giun đất còn được sử dụng trong những bài thuốc dân gian của nhiều nước (Việt Nam, Miến Điện, Lào…) để chữa một số bệnh như hen suyễn, sỏi thận, đậu mùa…[35], [64].
Ở Việt Nam, các quần xã sinh vật đất được xem xét và đánh giá đầy đủ như một thành phần cấu trúc không thể thiếu trong các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tác. Các nghiên cứu về khu hệ các nhóm động vật đất tại một số vườn quốc gia và khu bảo tồn thiên nhiên đã và đang được tiến hành [64], [88].
1.3.2. Mối liên quan giữa thảm thực vật và sinh vật đất
Giữa thảm thực vật – đất – sinh vật đất tồn tại mối quan hệ qua lại mật thiết thông qua vòng tuần hoàn vật chất. Vòng tuần hoàn vật chất có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, nó đảm bảo cho các chất khoáng không bị mất đi mà còn được bổ sung thêm. Vì thế khi thảm thực vật bị mất đi thì vòng tuần hoàn khoáng giữa thảm thực vật và đất bị phá vỡ,làm cho hàm lượng mùn và dinh dưỡng khoáng trong đất bị nghèo kiệt. Kết quả là tính chất đất bị thay đổi do quá trình xói mòn và rửa trôi. Thảm thực vật mất đi hay suy giảm thì lớp thảm mục trên mặt đất (cành, lá, hoa quả rơi rụng) cũng không còn, làm ảnh hưởng đến sự tồn tại và sinh trưởng của các quần xã sinh vật đất, do nguồn cung cấp dinh dưỡng bị nghèo kiệt hoặc bị cắt đứt. Ngược lại, các quần xã sinh vật đất, khi cư trú trong môi trường đất, có tác động tích cực trở lại đối với lớp thảm thực vật và với chất lượng đất do trong các hoạt động sống của mình, sinh vật đất đã góp phần phân giải các vụn hữu cơ tạo mùn, giàu dinh dưỡng, làm tơi xốp đất, đất thoáng khí và hoàn trả một phần các chất khoáng cho đất... tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thực vật trên mặt đất.
Nhà bác học Đacuyn (1881) là nhà người đầu tiên đã nêu lên vai trò của động vật đất đối với đất và với thực vật trong cuốn sách “sự tạo tầng mùn thực vật nhờ các hoạt động của giun đất” [98]. Từ những năm cuối thế kỷ 19 đã xuất hiện nhiều công trình nghiên cứu về giun đất của Post (1862), Hensen (1877, 1882). Những công trình nghiên cứu về vai trò của vi sinh vật đất trong việc phân hủy xác vụn thực vật bởi Muller (1879, 1884) (Vũ Quang Mạnh, 1995, 2005 [63], [64]), (Lê Văn Khoa, 2004 [51]).
Đến giữa thế kỷ 20, có rất nhiều công trình nghiên cứu về thành phần, vai trò của động vật đất bởi Ghilarove (1949), Franz (1950), Egltis (1954),...
(Vũ Quang Mạnh, 1995 [63]).
Khi nghiên cứu về hệ sinh thái đồng cỏ của vùng ôn đới Macfadyen (1963) đã chỉ rõ: vai trò của động vật đất như 85% năng lượng của xác thực vật được giải phóng là nhờ vào các hoạt động phân giải của sinh vật đất.
Khi nghiên cứu về các côn trùng xã hội trong đất, Handel (1981) đã nhận xét: một số động vật đất như kiến và giun đất có tác dụng làm xốp đất, kiến còn có tác dụng trong việc phát tán một số loài cây hòa thảo mà các loài cây này đã sản xuất 40% sinh khối trên mặt đất [64].
Ở Việt Nam, có nhiều công trình nghiên cứu về động vật đất như giun đất của Thái Trần Bái (1983), ve giáp của Vũ Quang Mạnh (1995), bọ nhảy của Nguyễn Trí Tiến (1995). Các nghiên cứu này chỉ ra rằng thành phần số lượng của nhiều nhóm động vật đất có liên quan đến sự suy kiệt của thảm thực vật [64].
Lê Xuân Cảnh, Vũ Thị Liên, Hoàng Chung (2000) [16] nghiên cứu cấu trúc quần xã động vật đất dưới các thảm thực vật khác nhau ở Thái Nguyên và Bắc Cạn đã kết luận: thảm thực vật có tác động mạnh đến cấu trúc, số lượng, của giun đất và các nhóm Mesofauna khác.
Lê Ngọc Công (2004) [31], nghiên cứu về về ảnh hưởng của mô hình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi ở Thái Nguyên cũng có nhận xét về động vật đất: thành phần, số lượng của một số nhóm động vật đất đều tăng lên theo thời gian phục hồi rừng.
Huỳnh Thị Kim Hối và cs (2005) [38] chỉ ra rằng: cấu trúc thảm thực vật, độ che phủ có ảnh hưởng lớn đến các sinh vật sống trong đất; thành phần và số lượng của động vật đất tăng dần theo thời gian phục hồi của thảm thực vật.