Xây dựng cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học rạn san hô ở Khu bảo tồn biển Hòn Mun, Vịnh Nha Trang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG



TRẦN MẠNH HÙNG


XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC RẠN SAN HÔ Ở KHU
BẢO TỒN BIỂN HÒN MUN, VỊNH NHA TRANG


Chuyên ngành: Công nghệ sinh học


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. PHẠM THU THỦY



NHA TRANG - NĂM 2010

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………….…… 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………………… …. 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ TIN SINH HỌC VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC……… 4
1.1.1 Khái niệm về tin sinh học ………………………….…… 4
1.1.2 Một số lĩnh vực nghiên cứu chính của tin sinh học ….…. 5
1.1.2.1 Cơ sở dữ liệu bảo tồn đa dạng sinh học 5
1.1.2.2 Phân tích trình tự gen 6
1.1.2.3 Dự đoán cấu trúc protein 7
1.1.3 Khái niệm về cơ sở dữ liệu sinh học 8
1.2 PHÂN LOẠI CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC 9
1.2.1 Cơ sở dữ liệu về phân tử sinh học 9
1.2.1.1 Cơ sở dữ liệu về sinh học phân tử 9
1.2.1.2 Cơ sở dữ liệu về trình tự nucleotide – amino acid 11
1.2.1.3 Cơ sở dữ liệu về cấu trúc sinh học 11
1.2.2 Cơ sở dữ liệu về di truyền – hệ gene học 12
1.3 CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC KHU BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC 13
1.3.1 Cơ sở dữ liệu một số khu bảo tồn đa dạng sinh học trên thế giới 14
1.3.1.1 Khu bảo tồn tự nhiên Srebarna 14
1.3.1.2 Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu 15
1.3.2 Cơ sở dữ liệu một số khu bảo tồn đa dạng sinh học trong nƣớc 16
1.3.2.1 Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng 16
1.3.2.2 Vƣờn Quốc gia Bạch Mã 18
1.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC KHU BẢO TỒN BIỂN 19
1.4.1 Cơ sở dữ liệu các khu bảo tồn biển trên thế giới 19
1.4.1.1 Rạn san hô Great Barrier 19
1.4.1.2 Một số khu bảo tồn biển khác 20
1.4.2 Cơ sở dữ liệu các khu bảo tồn biển trong nƣớc 21
1.4.2.1 Khu bảo tồn biển Phú Quốc 21
1.4.2.2 Một số khu bảo tồn biển khác 22
1.5 CƠ SỞ DỮ LIỆU KHU BẢO TỒN BIỂN HÕN MUN 23
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 26

2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.2.1 Thu thập dữ liệu 26
2.2.2 Xử lý dữ liệu 26
2.2.3 Thiết kế và quản lý website 27
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28
3.1 GIỚI THIỆU 30
3.2 RẠN SAN HÔ 31
3.3 CÁC QUẦN XÃ RẠN SAN HÔ 32
3.4 ĐA DẠNG LOÀI 33
3.5 SAN HÔ 35
3.6 SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI SAN HÔ 36
3.7 QUẢN LÝ VÀ BẢO TỒN 36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
PHỤ LỤC 42



1

LỜI NÓI ĐẦU
Khu bảo tồn biển Hòn Mun được ra đời vào năm 2001 nhằm mục đích bảo tồn một
mô hình điển hình về đa dạng sinh học biển có tầm quan trọng quốc tế đang bị đe dọa và
đạt được mục tiêu giúp các cộng đồng dân cư tại các đảo nâng cao đời sống và cộng tác
với các bên liên quan khác để bảo vệ và quản lý có hiệu quả đa dạng sinh học biển Hòn
Mun, tạo nên một mô hình hợp tác quản lý cho các khu bảo tồn biển của Việt Nam.
Khu bảo tồn biển Hòn Mun thành lập sẽ giúp cho môi trường sống của con người
cũng như môi trường sinh thái biển tại Vịnh Nha Trang được bảo vệ. Tuy nhiên, việc
tuyên truyền, phổ biến về dự án khu bảo tồn tới người dân xung quanh đã được tiến hành
nhưng vẫn chưa thật sự phổ biến rộng rãi tới mọi người do việc thiếu thốn về mặt cơ sở

dữ liệu cũng như việc đơn giản hóa các ngôn ngữ khoa học để người dân có thể tìm hiểu
rõ hơn về mục đích quan trọng của Khu bảo tồn biển Hòn Mun, qua đó nâng cao ý thức
con người trong việc duy trì và phát triển Khu bảo tồn biển Hòn Mun nói riêng và các
Khu bảo tồn của Việt Nam nói chung, giúp cho môi trường sống càng thêm trong sạch.
Trước thực tế thiếu thốn về các cơ sở dữ liệu để tuyên truyền rộng rãi tới người
dân nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, thông qua những kiến thức đã học, đề tài
“Xây dựng cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học rạn san hô ở Khu bảo tồn biển Hòn Mun,
Vịnh Nha Trang” đã được tiến hành.
Nội dung của đề tài bao gồm:
1. Thu thập dữ liệu về đa dạng sinh học rạn san hô và các quần xã sinh vật cư trú rạn
san hô ở Khu bảo tồn biển Hòn Mun (bao gồm tên và số lượng các họ - chi - loài san hô,
cá, rong, tảo…, sự phát triển và nguy cơ đối với các rạn san hô…).
2. Xây dựng một Website gồm tập hợp tất cả các dữ liệu về rạn san hô ở Khu bảo tồn
biển Hòn Mun theo các mục riêng biệt nhằm giúp mọi người theo dõi và cập nhật thông
tin về san hô một cách dễ dàng.

Nha Trang, tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện

TRẦN MẠNH HÙNG

2


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TỔNG QUAN VỀ TIN SINH HỌC VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC
1.1.1 KHÁI NIỆM VỀ TIN SINH HỌC
Tin sinh học (Bioinformatics) là một lĩnh vực khoa học sử dụng các công nghệ của
các ngành toán học ứng dụng, tin học, thống kê, khoa học máy tính, hóa học và hóa sinh
để giải quyết các vấn đề sinh học(Phan Trọng Nhật, 2008 ).

Một thuật ngữ thường được dùng thay thế cho tin sinh học là Sinh học tính toán
(Computational biology). Tuy nhiên, tin sinh học thiên về việc phát triển các giải thuật, lý
thuyết và các kĩ thuật thống kê và tính toán để giải quyết các bài toán bắt nguồn từ nhu
cầu quản lí và phân tích dữ liệu sinh học. Trong khi đó, sinh học tính toán thiên về kiểm
định các giả thuyết được đặt ra của một vấn đề trong sinh học nhờ máy tính thực hiện
trên dữ liệu mô phỏng, với mục đích chính là phát hiện và nâng cao tri thức về sinh học
(ví dụ: dự đoán mối quan hệ tương tác giữa các protein, dự đoán cấu trúc bậc 2 của phân
tử protein, v.v.).




Tin sinh học
3

Là một lĩnh vực khá đặc biệt trong công nghệ sinh học và sinh học hiện đại, tin
sinh học cũng cần có những công cụ riêng phục vụ cho nhu cầu và sự phát triển của nó.
Những công cụ cơ bản có thể bao gồm:
- Máy tính.
- Các thuật toán: thống kê các số liệu thô, sự xắp xếp của mã trình tự.
- Các công cụ, phần mềm (software).
- Internet.
Một trong các công cụ dùng trong sinh học tính toán nổi tiếng nhất là BLAST, một
giải thuật để tìm kiếm những trình tự nucleic acid hoặc protein tương đồng lưu trữ trên
các cơ sở dữ liệu. Ba nguồn cơ sở dữ liệu công cộng lớn nhất về trình tự DNA và protein
(thường được gọi là ngân hàng gene (ngân hàng cơ sở dữ liệu gene) là NCBI, EMBL và
DDBJ.
Các ngôn ngữ lập trình của máy tính như Perl và Python thường được dùng để giao
tiếp và ly trích dữ liệu từ các ngân hàng cơ sở dữ liệu sinh học thông qua những chương
trình tin sinh học. Cộng đồng những lập trình viên tin sinh học đã triển khai nhiều dự án

phần mềm mã nguồn mở như EMBOSS, Bioconductor, BioPerl, BioPython, BioRuby và
BioJava. Điều này giúp cho việc chia sẻ, phát triển và phổ biến các công cụ lập trình và
tài nguyên lập trình giữa các nhà tin sinh học.
1.1.2 MỘT SỐ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA TIN SINH HỌC
1.1.2.1 Cơ sở dữ liệu bảo tồn đa dạng sinh học
Tin sinh học được áp dụng nhiều trong lĩnh vực bảo tồn đa dạng sinh học. Thông
tin quan trọng nhất được thu thập chính là tên, miêu tả, sự phân bố, trạng thái và kích
thước dân số của các chủng loài, nhu cầu thói quen và cách mà mỗi tổ chức tương tác với
các chủng loài khác. Thông tin này được lưu trữ vào trong cơ sở dữ liệu các máy tính,
được truy xuất bởi các chương trình phần mềm để tìm kiếm, hiển thị, phân tích các thông
tin đó một cách tự động, và quan trọng nhất, là để giao tiếp được với con người, đặc biệt
qua internet. Các chuỗi DNA của các loài sắp tuyệt chủng có thể được bảo quản, và tên
cùng miêu tả của mỗi loài đang bị giam giữ được lưu lại để có thể cho phép truy xuất tối
đa đến các thông tin cần cho việc bảo tồn đa dạng sinh học.
4

Một ví dụ của ứng dụng này là dự án Species (2000). Nó là một dự án nghiên cứu
toàn cầu dựa vào internet để giúp cung cấp thông tin về mỗi chủng loài được biết đến của
cây, động vật, nấm và vi khuẩn còn tồn tại để làm nền tảng cho việc nghiên cứu đa dạng
sinh học toàn cầu. Bất cứ ai trên thế giới cũng có thể tìm thấy lượng lớn thông tin về bất
kì chủng loài nào từ các cơ sở dữ liệu cung cấp.
1.1.2.2 Phân tích trình tự gen
Đã có rất nhiều trình tự DNA của các loài sinh vật đã được lưu trữ trong các ngân
hàng cơ sở dữ liệu gene. Những dữ liệu này sẽ được phân tích để tìm ra những gene cấu
trúc (gene mã hoá cho một protein nào đó), cũng như tìm ra quy luật của những trình tự
tương đồng giữa các protein. Việc so sánh các gene trong cùng một loài hay giữa các loài
khác nhau có thể cho thấy sự tương đồng về chức năng của protein, hay mối quan hệ phát
sinh chủng loại giữa những loài này (thể hiện trên cây phát sinh chủng loại - phylogenetic
tree). Với sự tăng trưởng khổng lồ của dữ liệu loại này, việc phân tích trình tự DNA một
cách thủ công trở nên không thể thực hiện nổi.

Ngày nay, các chương trình máy tính được sử dụng để giúp tìm các trình tự tương
đồng trong bản đồ gen (genome) của hàng loạt sinh vật, với số lượng nucleotide trong
trình tự lên đến hàng tỉ. Những chương trình này có thể tìm kiếm những trình tự DNA
không giống nhau hoàn toàn do các đột biến nucleotide (thay thế, mất hay thêm các gốc
base). Những giải thuật bắt cặp trình tự cũng được áp dụng ngay cả trong quá trình xác
định trình tự DNA, là kỹ thuật xác định trình tự đoạn nhỏ (kỹ thuật này đã được công ty
Celera Genomics sử dụng để xác định trình tự genome của vi khuẩn Haemophilus
influenzae). Kỹ thuật xác định trình tự hiện nay không thể tiến hành với cả đoạn trình tự
DNA lớn (cỡ vài chục nghìn nucleotide trở lên) nên người ta sử dụng xác định trình tự
nhỏ để giải mã hàng nghìn đoạn trình tự với kích thước khoảng 600 - 800 nucleotide. Sau
đó, những đoạn trình tự nhỏ này sẽ được sắp xếp thứ tự và nối lại với nhau (thông qua
việc bắt cặp trình tự ở những đầu gối lên nhau) tạo thành một trình tự genome hoàn chỉnh.
Kỹ thuật xác định trình tự đoạn nhỏ tạo ra chuỗi dữ liệu một cách nhanh chóng,
nhưng nhiệm vụ sắp xếp lại các mảnh DNA có thể là khá phức tạp cho các genome lớn.
Trong trường hợp dự án bản đồ gen người, các nhà tin sinh học phải mất cả hàng tháng
đồng thời sử dụng hàng loạt siêu máy tính (các máy DEC Alpha ra đời năm 2000) để sắp
5

xếp đúng trình tự ngắn lại. Xác định trình tự đoạn nhỏ là kỹ thuật ưu tiên sử dụng trong
hầu hết các dự án giải mã genome hiện nay và giải thuật lắp ráp genome - một trong
những lĩnh vực nóng của tin sinh học.
Một khía cạnh khác của tin sinh học trong việc phân tích trình tự là việc tìm kiếm
tự động các gen và những trình tự điều khiển bên trong một genome. Không phải là tất cả
nucleotides bên trong một genome đều là gen. Phần lớn các DNA bên trong genome của
các sinh vật bậc cao là các đoạn DNA không phục vụ cho một nhiệm vụ cụ thể nào (hoặc
do khoa học hiện nay chưa nhận ra) được gọi là những đoạn DNA rác. Tin sinh học còn
giúp kết nối dữ liệu giữa các dự án genomics và proteomics, ví dụ việc sử dụng trình tự
DNA để nhận dạng protein.
1.1.2.3 Dự đoán cấu trúc protein
Dự đoán cấu trúc là một ứng dụng quan trọng nữa của tin sinh học. Có thể dễ dàng

xác định trình tự axit amin hay còn gọi là cấu trúc bậc một của protein từ trình tự gene mã
hóa cho nó. Nhưng, protein chỉ có chức năng vốn có khi nó cuộn gấp thành hình dạng
chính xác (nếu điều này xảy ra ta có cấu trúc bậc hai, cấu trúc bậc ba và cấu trúc bậc bốn).
Tuy nhiên, sẽ là vô cùng khó khăn nếu chỉ dự đoán các cấu trúc gấp nếp này từ trình tự
axit amin. Một số phương pháp dự đoán cấu trúc bằng máy tính hiện đang phát triển.
Một trong các ý tưởng quan trọng trong nghiên cứu tin sinh học là quan điểm
tương đồng. Trong một nhánh genomic của tin sinh học, tính tương đồng được sử dụng để
dự đoán cấu trúc của gene: nếu biết trình tự và chức năng của gene A và trình tự này
tương đồng với trình tự của gene B chưa biết chức năng thì có thể kết luận là A và B có
cùng chức năng. Trong nhánh cấu trúc của tin sinh học, tính tương đồng được dùng để
xác định những hợp phần quan trọng trong cấu trúc của protein cũng như tương tác của nó
với các protein khác. Với kỹ thuật mô phỏng tính tương đồng, thông tin này được dùng để
dự đoán cấu trúc của một protein khi đã biết cấu trúc của một protein khác tương đồng
với nó. Hiện tại đây là cách dự đoán cấu trúc protein đáng tin cậy nhất.
Một ví dụ là hemoglobin ở người và hemoglobin của các cây họ đậu khá tương
đồng với nhau. Cả hai đều có vai trò vận chuyển ôxy. Mặc dù trình tự axit amin hoàn toàn
khác nhau, cấu trúc của chúng trên thực tế lại đồng nhất cho thấy rằng chúng hầu như có
cùng một chức năng.
6

1.1.3 KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC
Cơ sở dữ liệu là một hệ thống các thông tin có cấu trúc được lưu trữ trên các thiết
bị lưu trữ thông tin thứ cấp (như băng từ, đĩa từ ) để có thể thỏa mãn yêu cầu khai thác
thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với nhiều
mục đích khác nhau.
Cơ sở dữ liệu sinh học là thư viện thông tin khoa học – đời sống về sinh học được
thu thập từ các thí nghiệm khoa học thông qua các thí nghiệm, các thử nghiệm công nghệ
cao và phân tích tính toán. Chúng chứa các thông tin về các lĩnh vực nghiên cứu chính
của sinh học như genomics (hệ gene học), proteomics (hệ protein), metabolomics,
microarray, biểu hiện gene….

Thông tin chứa trong các cơ sở dữ liệu sinh học bao gồm các chức năng của gene,
cơ cấu, nội địa hóa (cả di động và các nhiễm sắc thể), các hiệu ứng lâm sàng của đột biến
cũng như tương tác giữa các chuỗi sinh học và các kiểu cấu trúc.
Cơ sở dữ liệu sinh học trở thành một công cụ quan trọng trong việc hỗ trợ các nhà
khoa học tìm hiểu và khám phá những hiện tượng sinh học của vật chủ: từ cấu trúc của
các phân tử sinh học và sự tương tác giữa chúng đến toàn bộ quá trính biến dưỡng của
sinh vật và hiều biết về sự tiến hóa của các loài. Kiến thức này giúp con người dễ dàng
hơn trong cuộc cuộc chiến chống bệnh tật, hỗ trợ việc phát triển thuốc dược liệu và trong
việc khám phá mối quan hệ giữa các loài trong lịch sử tiến hóa.
Tính đến năm 2004, đã có khoảng 500 cơ sở dữ liệu sinh học công cộng và thương
mại. Những cơ sở dữ liệu này thường lưu trữ dữ liệu bộ gene và protein, nhưng chúng
cũng sử dụng phân loại học. Thông tin của chúng là trình tự nucleotide của gene hoặc
trình tự amino acid của protein. Ngoài ra chúng còn chứa thông tin về chức năng, cấu
trúc, vị trí trên nhiễm sắc thể hay những tác động lâm sàng của các đột biến cũng như sự
tương tự của các trình tự sinh học được tìm thấy.
Tuy nhiên, những tri thức sinh học của cơ sở dữ liệu thường được phân thành
nhiều cơ sở dữ liệu chuyên biệt (cục bộ) khác nhau. Điều này tạo ra những khó khăn cho
việc đảm bảo tính thống nhất thông tin sinh học, trong một số trường hợp dẫn đến làm
giảm chất lượng thông tin.
7

Hầu hết những thông tin về những cơ sở dữ liệu sinh học được phát hành đều được
đăng tải (hàng năm) trong mục “Cơ sở dữ liệu phát hành của NAR”. Chúng sắp xếp các
thư mục cơ sở dữ liệu trực tuyến liên quan đến tin sinh học và được dùng miễn phí.




1.2 PHÂN LOẠI CÁC CƠ SỞ DỮ LIỆU SINH HỌC
1.2.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ PHÂN TỬ SINH HỌC

1.2.1.1 Cơ sở dữ liệu về sinh học phân tử
a. DDBJ (DNA Data Bank of Japan): .
Hình 1: Thống kê sự gia tăng dữ liệu trình tự tại Genbank
(1982 - 2006)

Cặp nucleotide (tỉ)
Trình tự DNA (triệu)
8

b. EMBL Nucleotide DB (European Molecular Biology Laboratory ):

c. GenBank (National Center for Biotechnology Information): http://-
www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank.
Đây là ba ngân hàng cơ sở dữ liệu về phân tử sinh học được thành lập dưới sự hợp
tác của Viện Tin sinh học Châu Âu (European Bioinformatics Institute - EBI) và Trung
tâm quốc gia thông tin Công nghệ sinh học của Mỹ (National Center for Biotechnology
Information - NCBI). Những ngân hàng dữ liệu này trình bày cho những hiểu biết hiện
nay của con người về những trình tự của tất cả các sinh vật. Chúng trao đổi thông tin lưu
trữ với nhau và là nguồn tài nguyên thông tin của nhiều cơ sở dữ liệu khác.






Hình 2: Giao diện trang chủ của DDBJ
9

1.2.1.2 Cơ sở dữ liệu về trình tự nucleotide – amino acid
a. SWISS-PROT Protein knowledgebase (Swiss Institute of Bioinformatics):

b. UCSC Genome Bioinformatics Genome Browser and Tools (UCSC):

c. Ensembl Genome Browser (Sanger Institute and EBI): http://-
www.ensembl.org/index.html.
d. PEDANT Protein Extraction, Description and ANalysis Tool
(Forschungszentrum f. Umwelt & Gesundheit):
e. PROSITE Database of Protein Families and Domains: http://-
www.expasy.org/prosite/.
f. DIP Database of Interacting Proteins (University of California):

g. Pfam Protein families database of alignments and HMMs (Sanger Institute):

Đây là những trang cơ sở dữ liệu toàn diện về các trình tự nucleotide – amino acid,
được lấy từ các tài liệu khác nhau, cung cấp các chú giải ở mức cao về mỗi trình tự
nucleotide – amino acid của mỗi protein, qua đó chúng ta có thể biết được cấu trúc của
protein, chức năng của protein… Hiện nay, các cơ sở dữ liệu này chứa khoảng 140.000
trình tự nucleotide – amino acid cảu hơn 8.000 loài sinh vật khác nhau.
1.2.1.3 Cơ sở dữ liệu về cấu trúc sinh học
a. PDB Protein Data Bank (Research Collaboratory for Structural
Bioinformatics (RCSB)):
b. SCOP Structural Classification of Proteins: .
c. SWISS-MODEL Server and Repository for Protein Structure Models:

d. ModBase Database of Comparative Protein Structure Models (Sali Lab,
UCSF):
10

Các website trên được tập hợp thông tin từ những nguồn khác nhau và thường tạo
ra nhiều tiện ích mới thuận tiện cho người dung trong việc tìm hiểu về cấu trúc của một

loài sinh vật hay một protein bất kỳ.




1.2.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU VỀ DI TRUYỀN – HỆ GENE HỌC
a. Entrez (Nat.Center for Biotechn.Inf.):
b. euGenes (Univ. of Indiana): :8089/.
c. GeneCards (Weizmann Inst.):
d. Gene Expression Omnibus (National Center for Biotechnology Infor-
mation):
e. SMD (Univ. of Stanford):
Từ các cơ sở dữ liệu về di truyền, các nhà khoa học có thể tìm hiểu và khám phá ra
những hiện tượng sinh học từ cấu trúc của các phân tử sinh học và sự tương tác giữa
Hình 3: Giao diện trang chủ của SWISS-MODEL
11

chúng đến toàn bộ quá trính biến dưỡng của sinh vật và hiều biết về sự tiến hóa của các
loài. Kiến thức này giúp con người dễ dàng hơn trong cuộc cuộc chiến chống bệnh tật, hỗ
trợ việc phát triển thuốc dược liệu và trong việc khám phá mối quan hệ giữa các loài trong
lịch sử tiến hóa.




1.3 CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC KHU BẢO TỒN ĐA DẠNG SINH HỌC
Hiện nay, vấn đề bảo tồn và phát triển các khu bảo tồn thiên nhiên trên thế giới
đang được các nhà chức trách và các cơ quan có thẩm quyền chú trọng nhằm duy trì sự
trong lành của môi trường sống đang bị ô nhiễm bởi sự phát triển chóng mặt của nền công
nghiệp trên thế giới mà còn là điểm đến du lịch hấp dẫn với các du khách.

Hình 4: Giao diện trang chủ của euGenes (Univ. of Indiana)
12

1.3.1 CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA MỘT SỐ KHU BẢO TỒN TRÊN THẾ GIỚI
1.3.1.1 Khu bảo tồn tự nhiên Srebarna
Khu bảo tồn tự nhiên Srebarna là khu bảo tồn động và thực vật nằm ở phía đông
bắc Bulgaria (Nam Dobruja), gần làng Srebarna, cách tỉnh Silistra 18km về phía tây và
cách sông Danube 2km về phía nam. Khu bảo tồn này gồm 1 hồ Srebarna cùng khu vực
bao quanh hồ, nằm trên đoạn đường Via Pontica (đường thời La mã cổ), và cũng là chặng
đường của các chim di trú giữa châu Âu và châu Phi.
Khu bảo tồn Srebarna có diện tích 6 km² và 1 khu trái rộng 5.4 km². Hồ có chiều
sâu từ 1m tới 3m. Trong khu bảo tồn cũng có 1 nhà bảo tàng, nơi sưu tập các (xác) loài
động vật tiêu biểu của khu bảo tồn được nhồi (để trưng bày).
Hồ Srebarna có nhiều loài thực vật sống dưới nước, như cây sậy (Phragmites) sống
chung quanh và trong lòng hồ. Khu bảo tồn này có khoảng 139 loài cây, trong đó 11 loài
có nguy cơ bị tuyệt chủng (nếu sống ngoài khu bảo tồn).



Hình 5: Trang chủ Khu bảo tồn tự nhiên Srebarna
13

Khu bảo tồn này có 1 hệ động vật khá đa dạng, gồm 39 loài có vú, 21 loài bò sát và
lưỡng cư, 10 loài cá và 179 loài chim làm tổ trong khu bảo tồn, trong đó có chim bồ nông
lông đầu quăn (Pelecanus crispus), thiên nga có mấu (Cygnus olor), ngỗng xám (Anser
anser), vịt, chim diều mướp (Circus aeruginosus), chim sơn ca cổ xanh (Luscinia
svecica), chim sẻ ngô (Paridae), con diệc (Ardeidae), chim cốc (Phalacrocoracidae) vv

1.3.1.2 Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu
Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu là khu bảo tồn thiên nhiên lớn thứ ba trên thế giới.
Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu nằm ở phía Bắc của Úc. Từ trung tâm hay từ những nơi
khác trong cùng thành phố đến khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu khá thuận tiện. Du khách
có thể di chuyển bằng xe bus hay bằng chính xe du lịch của mình.




Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu nổi tiếng với hệ động vật thực vật phong phú về
chủng loại cũng như về số lượng. Ngay trong khu bảo tồn thiên nhiên du khách có thể
Hình 6: Trang chủ Khu bảo tồn thiên nhiên Kakadu
14

ngắm nhìn những thác nước thiên nhiên và những ngọn núi đẹp như tranh vẽ. Hay có thể
tận mắt chứng kiến những hình vẽ đặc sắc của thổ dân miêu tả thiên nhiên và cuộc sống
xung quanh. Diện tích của Kakadu ước chừng khoảng 20000km
2
. Ngày xưa vùng đất của
khu bảo tồn này là vùng đầm lầy ướt át với núi đá và lau sậy. Hệ thống thực vật của
Kakadu rất phong phú với 1600 loài thực vật, 60 loài động vật có vú, 290 loài chim.120
loài bò sát, 25 loài ếch nhát và 55 loài khác. Trong đó có một số loài cá hiếm chỉ có ở
Kakadu. Nhưng nổi tiếng hơn hết ở Kakadu là cá sấu. Vùng đầm lầy Kakadu có khá nhiều
cá sấu sinh sống.
1.3.2 MỘT SỐ KHU BẢO TỒN TRONG NƢỚC
Hiện nay, Chính phủ Việt Nam đang rà soát, sắp xếp lại hệ thống các khu bảo tồn
gồm 11 Vườn Quốc gia, 61 khu Bảo tồn thiên nhiên và 34 khu rừng Văn hoá - Lịch sử -
Môi trường.
1.3.2.1 Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng
Vườn Quốc gia Cúc Phương (hay rừng Cúc Phương) là một khu bảo tồn thiên

nhiên, khu rừng đặc dụng nằm trên địa phận ranh giới 3 khu vực Tây Bắc, đồng bằng
sông Hồng và Bắc Trung Bộ thuộc ba tỉnh: Ninh Bình, Hòa Bình, Thanh Hóa. Vườn quốc
gia này có hệ động thực vật phong phú đa dạng mang đặc trưng rừng mưa nhiệt đới.
Nhiều loài động thực vật có nguy cơ tuyệt chủng cao được phát hiện và bảo tồn tại đây.
Đây cũng là vườn quốc gia đầu tiên tại Việt Nam.
Cúc Phương nằm ở phía đông nam của dãy núi Tam Điệp, một dãy núi đá vôi chạy
từ tỉnh Sơn La ở hướng tây bắc. Dải núi đá vôi này với ưu thế là kiểu karst tự nhiên, hình
thành trong lòng đại dương cách đây khoảng 200 triệu năm. Dãy núi này nhô lên đến độ
cao 636m tạo thành một nét địa hình nổi bật giữa một vùng đồng bằng. Rừng Cúc Phương
còn đóng vai trò bảo vệ đầu nguồn hồ chứa nước Yên Quang - hồ cung cấp nước cho sinh
hoạt và sản xuất nông nghiệp các vùng lân cận.
Cúc Phương có hệ thực vật phong phú. Hiện nay, các nhà khoa học đã thống kê
được gần 2.000 loài thực vật có mạch thuộc 887 chi trong 221 họ thực vật. Các họ giàu
loài nhất trong hệ thực vật Cúc Phương là các họ Đại kích, Hòa thảo, Đậu, Thiến thảo,
Cúc, Dâu tằm, Nguyệt quế, Cói, Lan và Ô rô. Khu hệ thực vật ở Cúc Phương là tập hợp
yếu tố địa lý thực vật bao gồm Trung Quốc-Himalaya, Ấn Độ-Myanma và Malesia. Đến
15

nay, đã có 3 loài thực vật có mạch đặc hữu được xác định cho hệ thực vật Cúc Phương là
hồ trăn Cúc Phương, mua Cúc Phương và cui Cúc Phương. Vườn quốc gia Cúc Phương
cũng được xác định là 1 trong 7 trung tâm đa dạng thực vật của Việt Nam.




Cúc Phương có hệ sinh thái khá phong phú và đa dạng, gồm 97 loài thú (trong đó
nổi bật nhất là các loài khỉ châu Á), 300 loài chim, 76 loài bò sát, 46 loài lưỡng cư, 11
loài cá và hàng ngàn loài côn trùng. Nhiều loài nằm trong sách đỏ Việt Nam.
Cúc Phương là nơi sinh sống của một số quần thể thú quan trọng về mặt bảo tồn, trong đó
có loài linh trưởng đang bị đe dọa tuyệt chủng trên toàn cầu, ở mức đe dọa cực kỳ nguy

cấp là voọc quần đùi trắng và loài sẽ bị nguy cấp trên toàn cầu là Cầy vằn, loài báo hoa
mai là loài bị đe dọa ở mức quốc gia. Cúc Phương cũng có hơn 40 loài dơi đã được ghi
nhận tại đây.
Hình 7: Trang chủ Vườn Quốc gia Cúc Phương
16

Đến nay, đã có 313 loài chim được xác định ở rừng Cúc Phương. Cúc Phương nằm
tại vị trí tận cùng phía bắc của vùng chim đặc hữu vùng đất thấp Trung Bộ, tuy nhiên, chỉ
có một loài có vùng phân bố giới hạn được ghi nhận tại đây là khướu mỏ dài. Cúc Phương
được công nhận là một vùng chim quan trọng tại Việt Nam.
1.3.2.2 Vƣờn Quốc gia Bạch Mã
Vườn quốc gia Bạch Mã là một vườn quốc gia thuộc tỉnh Thừa Thiên-Huế, cách
thành phố Huế 40km. Vườn quốc gia Bạch Mã được thành lập theo quyết định số 214-CT
ngày 15 tháng 7 năm 1991 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng Việt Nam.
Vườn quốc gia Bạch Mã có diện tích khoảng 22.030ha, chủ yếu nằm trên 2 huyện
Phú Lộc và Nam Đông thuộc tỉnh Thừa Thiên-Huế. Đỉnh Bạch Mã với độ cao 1.450m so
với mực nước biển là đỉnh núi cao nhất của vườn.
Tháng 1 năm 2008, Chính phủ nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam quyết
định mở rộng diện tích vườn quốc gia Bạch Mã lên thành 37.480 ha.



Hình 8: Trang chủ Vườn quốc gia Bạch Mã
17

Vườn có tính đa dạng sinh học cao. Thực vật ở đây gồm 2147 loài, trong đó có một
số loài hiếm và có giá trị như hoàng đàn giả, trầm hương. Động vật đã ghi nhận được
1.493 loài, đặc biệt có một số loài thú mới được phát hiện ở Việt Nam như sao la.
1.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC KHU BẢO TỒN BIỂN
1.4.1 CÁC KHU BẢO TỒN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI

1.4.1.1 Rạn san hô Great Barrier
Rạn san hô Great Barrier là hệ thống đá ngầm san hô lớn nhất thế giới, bao gồm
khoảng chừng 3.000 tảng đá ngầm riêng rẽ và 900 hòn đảo, kéo dài khoảng 2.600km, bao
phủ một vùng có diện tích xấp xỉ 344.400 km
2
. Phần đá ngầm nằm ở khu vực biển San
Hô, cách bờ biển Queensland về hướng đông bắc Úc. Một phần lớn đá ngầm được bảo vệ
bởi công viên hải dương rạn san hô Great Barrier.




Hình 9: Trang chủ Khu bảo tồn Great Barrier
18

Rạn san hô Great Barrier có thể được nhìn thấy từ ngoài không gian và có khi được
quy cho là đơn thể lớn nhất thế giới. Trong thực tế, nó được hình thành từ hàng triệu sinh
vật nhỏ, là những polyp san hô. Rạn san hô Great Barrier cũng được công nhận là Di sản
thiên nhiên thế giới vào năm 198. Đài CNN đã gọi nó là một trong bảy kỳ quan thiên
nhiên của thế giới. Tổ chức Tín Quốc Queensland coi nó là biểu tượng của bang
Queensland.
Đây là một khu vực đa dạng về sinh học, bao gồm cả nhiều loài đang lâm nguy và
đang gặp nguy hiểm. 30 loài cá voi, cá heo đã được ghi nhận tại rạn san hô Great Barrier,
kể cả loài cá voi Dwarf Minke, cá heo Indo-Pacific Humpback, và cá voi Humpback. Một
lượng lớn dân số cá nược cũng sinh sống ở đây. Sáu loài rùa biển đã đến rạn san hô để
gây giống, như: Green, Leatherback, Hawksbill, Loggerhead, Flatback, và Olive Ridley.
Trên 200 loài chim (bao gồm cả 40 loài chim nước) sống trên vùng trời của rạn san
hô Great Barrier, kể cả loài đại bàng biển bụng trắng và chim nhạn hồng. 5000 loài động
vật thân mềm cũng đã được ghi nhận, có cả loài trai khổng lồ, nhiều loài Nudibranch và
ốc sên vỏ hình nón. 17 loài rắn biển. Hơn 1500 loài cá, có cả Clownfish, Red Bass, Red-

Throat Emperor, và nhiều loài cá Snapper và cá hồi san hô. 400 loài san hô kể cả san hô
cứng và san hô mềm. Có 15 loài cỏ biển ở gần rạn san hô thu hút các nược và rùa biển.
500 loài tảo đại dương hoặc tảo biển. Loài sứa Irukandji cũng sinh sống ở rạn san hô này.
1.4.1.2 Một số khu bảo tồn biển khác
- Khu bảo tồn biển Chagos thuộc quần đảo Chagos ở ngoài khơi biển Ấn Độ
Dương là Khu bảo tồn biển lớn nhất thế giới hiện nay với diện tích khoảng 550.000km
2
.
Quần đảo Chagos có 55 hòn đảo, tự hào là nơi có đảo san hô vòng lớn nhất thế giới và
nhiều rạn san hô nhỏ hơn, trong đó một vài rạn san hô được cho là hẻo lánh và nguyên sơ
nhất so với bất cứ nơi đâu trên trái đất. Đây còn là nơi cư trú phong phú của hơn 1.000
loài cá, nhiều đàn chim biển, nhiều loài rùa nguy cấp cùng loài cua dừa khổng lồ. Không
giống như các rạn san hô khác tại Ấn Độ Dương, các rạn san hô ở quần đảo Chagos có
khả năng phục hồi nhanh chóng sau thảm họa “tẩy trắng san hô” năm 1997-1998 do biến
đổi khí hậu làm gia tăng nhiệt độ bề mặt nước ở đại dương.
- Khu bảo tồn quần đảo Phoenix (PIPA) thuộc quốc đảo Kiribati đang bảo tồn
một trong những hệ sinh thái quần đảo san hô đại dương còn nguyên vẹn cuối cùng trên
19

thế giới, gồm có tám đảo san hô vòng và hai hệ thống mạch quặng chìm dưới mặt biển
trong một vùng gần như không có người ở, chỉ có sự sống của những con chim. Khu bảo
tồn rộng 410.500 km
2
này cũng bao gồm những ngọn núi và môi trường sống khác ở sâu
dưới nước.
Tính đa dạng sinh học biển ở đây rất phong phú, với hơn 120 loài san hô và 520
loài cá, trong đó có một số loài hoàn toàn mới mà khoa học chưa biết đến. Với sự xuất
hiện của một số tổ chim biển quý hiếm nhất ở Thái Bình Dương, cũng như những loài cá
to khỏe và sự có mặt của những con rùa biển cùng những loài sinh vật khác, đã chứng
minh vùng thiên nhiên này còn sơ khai, nguyên thủy và đóng cai trò quan trọng khi trở

thành tuyến đường di trú.
1.4.2 CÁC KHU BẢO TỒN BIỂN TRONG NƢỚC
1.4.2.1 Khu bảo tồn biển Phú Quốc




Hình 10: Trang chủ khu bảo tồn biển Phú Quốc
20

Khu bảo tồn biển Phú Quốc thuộc huyện đảo Phú Quốc thuộc tỉnh Kiên Giang.
Nới đây được đặc trưng bởi tính đa dạng sinh học biển khá cao các rạn san hô, thảm cỏ
biển trong tình trạng tương đối tốt. Vùng đảo này là nơi phân bố và sinh sống của hàng
loạt các nhóm loài thuỷ sinh vật khác nhau bao gồm san hô, cá rạn, các loài cá di cư, thân
mềm, giáp xác, da gai và thú biển….
Kết quả từ các cuộc điều tra được tiến hành tới thời điểm này đã xác định được
trong vùng biển Phú Quốc có 108 loài san hô thuộc cả hai nhóm san hô cứng và san hô
mềm, 135 loài cá rạn san hô, 3 loài cá di cư (bao gồm Atule kalla, Rastrelliger kanagurta
và Scomberomorus commersonii), 132 loài thân mềm lớn sinh sống trong rạn san hô, 9
loài giáp xác, 32 loài da gai và 6 loài thú biển sinh sống và kiếm ăn. Nguồn lợi cá mú
trong vùng An Thới được xác định là đa dạng nhất về cả thành phần loài lẫn số lượng cá
thể trong loài so với bất kỳ một vùng biển nào dọc theo bờ biển của Việt Nam. Vùng quần
đảo An Thới có giá trị đặc biệt, là nơi sinh sống và kiếm ăn của nhiều loài cá vãng lai,
những loài cá chỉ sinh sống tại vùng biển An Thới một giai đoạn ngắn trong vòng đời của
chúng. Trong số những loài cá này, có rất nhiều loài có giá trị kinh tế cao. Thảm cỏ biển
trên 12.000 ha, lớn nhất cả nước; Đặc biệt còn có loài bò biển (Dugong) quý hiếm trong
danh mục các loài có nguy cơ tiệt chủng cần được bảo vệ sinh sống.
1.4.2.2 Một số khu bảo tồn biển khác
- Khu bảo tồn biển Cù lao Chàm thuộc cụm đảo Cù Lao Chàm, xã đảo Tân Hiệp,
thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, nằm cách bờ biển Cửa Đại 15 km và đã được

UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển thế giới.Đây là một địa điểm du lịch có khí
hậu quanh năm mát mẻ, hệ động thực vật phong phú, đặc biệt là nguồn hải sản và nguồn
tài nguyên yến sào. Các rạn san hô ở khu vực biển Cù Lao Chàm cũng được các nhà khoa
học đánh giá cao và đưa vào danh sách bảo vệ.
Khu vực dành riêng cho khu bảo tồn này gồm 8 hòn đảo: Hòn Lao, Hòn Dài, Hòn
Mồ, Hòn Khô mẹ, Hòn Khô con, Hòn Lá, Hòn Tai, Hòn Ông và 5.175ha mặt nước, với
khoảng 165 rạn san hô, 500ha thảm rong, cỏ biển và các loài hải sản có giá trị cao sinh
sống. Các nhà khoa học đã tìm thấy ở Cù Lao Chàm 135 loại san hô, trong đó có 6 loài
lần đầu tiên ghi nhận ở vùng biển Việt Nam; 202 loài cá; 4 loài tôm hùm và và 84 loài
nhuyễn thể.
21

- Khu bảo tồn biển đảo Cồn Cỏ có tổng diện tích 4.532 ha, nằm cách đất liền
khoảng 15 hải lý, gồm 3 phân khu: phân khu bảo vệ nghiêm ngặt rộng 534 ha, phân khu
phục hồi sinh thái rộng 1.392 ha và phân khu phát triển rộng 2.376 ha. Ngoài ra, còn có
vùng phát triển cộng đồng. Diện tích nổi của đảo là 230ha và một vành đai bảo vệ nằm
ngoài khu bảo tồn biển rộng từ 300 - 500m tính từ ranh giới khu bảo tồn trở ra nhằm hạn
chế tác động từ bên ngoài.
Hiện nay, các cơ quan nghiên cứu đã phát hiện và thống kê được tại Cồn Cỏ có tới
113 loài san hô, 57 loài rong cỏ biển, 67 loài động vật đáy, 19 loài giáp xác, 224 loài cá
biển khơi, 87 loài cá rạn san hô (có cả san hô màu đỏ và san hô màu đen - san hô sừng),
164 loài thực vật phù du, 68 nhóm loài động vật phù du. Trong đó có nhiều loại hải sản
quý hiếm có giá trị kinh tế cao như tôm hùm các loại, cua ghẹ, hải sâm, vẹm xanh, điệp,
cá mú, cá thu, cá kẽm và trên bờ còn có cua đá - một loại hải sản đặc trưng của Khu bảo
tồn biển đảo Cồn Cỏ.
1.5 CƠ SỞ DỮ LIỆU KHU BẢO TỒN BIỂN HÒN MUN
Khu bảo tồn biển Hòn Mun là một khu bảo tồn sinh vật biển tại Nha Trang,
Khánh Hòa. Khu bảo tồn biển này gồm các đảo nằm trong Vịnh Nha Trang như: Hòn Tre,
Hòn Miễu, Hòn Tằm, Hòn Một, Hòn Mun, Hòn Cau, Hòn Vung, Hòn Rơm và Hòn Ngọc.
Khu bảo tồn Hòn Mun ra đời năm 2001 với sự phối hợp của Bộ Thủy sản, UBND tỉnh

Khánh Hòa và Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên thế giới phối hợp thực hiện. Khu vực bảo tồn
này có diện tíhc khoảng 160 km
2
bao gồm 38 km
2
mặt đất và 122 km
2
mặt nước biển.
Theo mục đích thành lập đã được ghi trong dự án thì khu bảo tồn này nhằm “Bảo tồn một
mô hình điển hình về đa dạng sinh học biển có tầm quan trọng quốc tế và đang bị đe
dọa” và đạt được mục tiêu giúp các cộng đồng dân cư tại các đảo nâng cao đời sống và
cộng tác với các bên liên quan khác để bảo vệ và quản lý có hiệu quả đa dạng sinh học
biển Hòn Mun, tạo nên một mô hình hợp tác quản lý cho các khu bảo tồn biển của Việt
Nam.
Hệ sinh biển ở đây khá phong phú, đặc biệt ở đây có 350 loài san hô với nhiều màu
sắc: xanh, đỏ, vàng, trắng….ở độ sâu trung bình 10m trên tổng số 800 loài san hô cứng
trên thế giới. Các hang đá của khu bảo tồn này là nơi làm tổ của các loại chim yến. Tại
22

khu vực bảo tồn có nhiều đảo, dưới chân các đảo chìm dưới biển là các hang động biển kỳ
ảo, thuận lợi cho du lịch lặn và nghiên cứu biển.
Website là website chủ của Khu bảo tồn biển
Hòn Mun. Nơi đây lưu trữ các báo cáo điều tra, khảo sát về đa dạng sinh học của Khu bảo
tồn biển Hòn Mun từ năm 2002 đến năm 2005 trong dự án thí điểm “Xây dựng khu bảo
tồn biển Hòn Mun – Vịnh Nha Trang”. Tuy nhiên các tài liệu về đa dạng sinh học san hô
ở Khu bảo tồn biển Hòn Mun ở định dạng .pdf nên không thuận lợi cho việc theo dõi
thông tin và tra cứu thông tin. Do đó, việc “Xây dựng cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học
rạn san hô ở Khu bảo tồn biển Hòn Mun, Vịnh Nha Trang” là thực sự cần thiết, giúp
mọi người có thể theo dõi và tra cứu thông tin một cách thuận tiện, nhất là trong thế kỷ
công nghệ thông tin như hiện nay.