sttsvtt

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CHỦ ĐỀ “ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƯỜNG VÀ QUẦN XÃ SINH VẬT TRONG HỆ SINH THÁI BIỂN” GIẢNG VIÊN TS NGUYỄN DUY QUỲNH TRÂM TÊN HỌC PHẦN SINH THÁI THỦY SINH VẬT NGÀNH HỌC NTTS NHÓ[.]

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CHỦ ĐỀ “ĐẶC ĐIỂM BIỂN” MÔI TRƯỜNG VÀ QUẦN XÃ SINH VẬT TRONG HỆ SINH THÁI GIẢNG VIÊN : TS NGUYỄN DUY QUỲNH TRÂM TÊN HỌC PHẦN: SINH THÁI THỦY SINH VẬT NGÀNH HỌC : NTTS NHÓM HỌC PHẦN : 04 HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: Văn Đình Thi, Văn Thị Thanh Thanh, Trần Thị Thảo, Lê Thanh Tiến, Lê Thừa Thịnh, Hồng Nhật Tân, Nguyễn Chánh Tín, Mai Thủy Tiên, Trương Đức Thiện, Phạm Thị Việt Thanh NĂM HỌC : 2021-2022 Mục lục I ĐẶT VẤN ĐỀ II NỘI DUNG .1 Khái niệm hệ sinh thái biển Các thành phần hệ sinh thái biển 2.1 Môi trường biển 2.1.1 Nước biển 2.1.1.1 Tính ổn định thành phần muối nước biển 2.1.1.2 Cân nước biển 2.1.2 Một số yếu tố sinh thái .3 2.2 Quần xã sinh vật hệ sinh thái biển 2.2.1 Thành phần loài 2.2.2 Phân bố lồi theo khơng gian .6 2.2.3 Quan hệ sinh dưỡng quần xã sinh vật biển .7 2.2.4 Quan hệ sinh thái loài quần xã sinh vật biển III KẾT LUẬN I ĐẶT VẤN ĐỀ Biển chiếm diện tích lớn, ngồi việc tạo cảnh quan đẹp biển cịn có nhiều vai trị quan trọng đời sống người; đặc biệt, sinh vật biển nguồn thức ăn phong phú cho người Ngày nay, người lạm dụng mức gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái biển, lẽ mà cần phải tìm hiểu hệ sinh thái biển nhằm hiểu rõ lợi ích biển có biện pháp bảo vệ chúng tốt II NỘI DUNG Khái niệm hệ sinh thái biển Hệ sinh thái biển tổ hợp quần xã sinh vật biển, môi trường biển, sinh vật biển chúng tương tác với mơi trường biển để tạo nên chu trình vật chất (chu trình sinh, địa, hóa chuyển hóa lượng biển) Hệ sinh thái biển hệ sinh thái thủy sinh lớn giới phân biệt vùng nước có hàm lượng muối cao Nước biển bao phủ 70% bề mặt Trái Đất, chiếm 97% lượng nước cung cấp cho Trái Đất 90% khu vực có sống hành tinh Hệ sinh thái biển bao gồm hệ sinh thái gần bờ, chẳng hạn ruộng muối, bãi bồi, đồng cỏ biển, rừng ngập mặn, hệ thống bãi triều đá rạn san hô ngầm Chúng mở rộng từ bờ biển để bao gồm hệ sinh thái khơi, bao gồm đại dương, nước biển bề mặt, biển sâu, miệng phun thủy nhiệt đại dương đáy biển Các thành phần hệ sinh thái biển Một hệ sinh thái biển tương tác cộng đồng sinh vật biển môi trường chúng Hệ sinh thái biển đặc trưng yếu tố ánh sáng, thức ăn chất dinh dưỡng Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển bao gồm nhiệt độ nước, độ sâu độ mặn, địa hình địa phương Những thay đổi điều kiện thay đổi thành phần loài tạo nên cộng đồng biển 2.1 2.1.1 Nước biển Mơi trường 2.1.1.1 Tính ổn định thành phần muối nước biển biển Quy luật tính ổn định thành phần muối nước biển đặc trưng riêng có nước biển Quy luật không phát biểu thành văn, mà biểu diễn theo bảng tóm tắt Dittmar (1884) sau: Bảng 1: Thành phần hóa học nước biển Muối NaCl MgCl2 MgSO4 CaSO4 K2SO4 CaCO3 MgBr2… Tổng số Nồng độ g/kg 27,21 3,82 1,66 1,26 0,86 0,12 0,08 35 % 77,76 10,89 4,73 3,60 2,46 0,34 0,22 Hợp chất Cl- Hợp chất SO 42- 88,65 10,79 Hợp chất CO 32Hợp chất khác 100 Nguồn: Dittmar (1884) Nước biển đại dương giới có độ mặn khoảng 35‰ Điều có nghĩa lít (1.000ml) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưng khơng phải tồn bộ) clorua natri (NaCI) hịa tan, tồn dạng ion Na + CF+ chủ yếu Phần lớn nước biển đại dương có độ mặn khơng đồng đều, nằm khoảng từ 31‰ - 38‰ Nước biển nơi có pha trộn với nước đổ từ sông hay gần sông băng tan chảy nhạt cách đáng kể Ngược lại, độ mặn nước biển biển cô lập cao 10 lần so với độ mặn nước biển đại dương Tỷ trọng nước biển nằm khoảng 1.020 tới 1.030 kg/m bề mặt, sâu lòng đại dương với áp suất cao, nước biển có tỷ trọng riêng tới 1.050 kg/m hay cao Như thế, nước biển nặng nước (nước tinh khiết đạt tỷ trọng riêng tối đa 1.000 g/l nhiệt độ 4°C) trọng lượng riêng muối tượng điện giải Điểm đóng băng nước biển giảm xuống độ mặn tăng lên khoảng -2°C nồng độ muối 35‰ 2.1.1.2 Cân nước biển Do đệm hóa học, độ pH nước biển bị giới hạn khoảng 7,7 tới 8,4 Cơ chế đệm giải thích sau: Do có tồn hệ H 2CO3 – H2CO3-– CO32- qua phản ứng sau: pH5 H2CO3 H+ + HCO3- pH>8,3 HCO3- H+ + CO32- 2.2 Một số yếu tố sinh thái - Ánh sáng: Nguồn ánh sáng chủ yếu từ mặt trời mặt trăng tỏa xuống Ngồi ra, cịn phải kể đến nguồn ánh sáng sinh vật từ cá thể sinh vật phát Các tia sáng vào tầng nước không đồng đều, phụ thuộc vào cường độ ánh sáng độ sâu nước Cường độ chiếu sáng giảm dần theo độ sâu - Nhiệt độ: Có phân tầng nhiệt độ theo chiều sâu: tầng mặt có nhiệt độ thay đổi theo ngày theo mùa Tầng trung gian có nhiệt độ giảm từ 1-3°C Tầng sâu có nhiệt độ thấp ổn định Trong biển, hồn lưu khối nước đóng góp quan trọng vào phân bố lại nhiệt độ nước phân bố sinh vật - Áp lực nước: Do trọng lượng riêng cao có muối hòa tan nên áp lực nước nước biển lớn Càng xuống sâu áp lực nước tăng, xuống sâu 10,3 m tăng 1atm - Hàm lượng muối hịa tan: nước biển tự nhiên có độ muối 35‰ hàm lượng muối NaCl chiếm đến 30,117%, hàm lượng lại loại muối khác chiếm gần 5% Nếu xét theo tỷ lệ phần trăm (%) muối ăn loại muối khác nước biển tự nhiên có hàm lượng muối ăn chiếm khoảng 86% loại muối khác chiếm đến 14% (Roy Chester, 1989) Trong muối biển tự nhiên có thành phần quan trọng sau: + Các ion nguyên tố kiềm: Na + K+ chiếm 31,92% + Các ion nguyên tố kiềm thổ: Mg 2+, Ca2+ Sr+ chiếm 4,89% + Các ion nguyên tố halogen: Cl - , Br-, F- I- chiếm 55,46% + Các ion quan trọng khác: SO 42-, HCO3- B3+ chiếm 8,16% + Các ion nguyên tố vi lượng khác chiếm lượng nhỏ 0,000005% Như vậy, thành phần muối biển tự nhiên có hàm lượng ion nhóm nguyên tố halogen chiếm tỷ lệ cao nhất, tiếp đến ion nguyên tố nhóm kiềm, kiềm thổ, ion nguyên tố hợp chất khác: SO 42-, HCO3- B3+, thấp ion nguyên tố nhóm vi lượng khác chiếm lượng nhỏ - Các khí hịa tan: gồm oxy (O2), cacbonic (CO2), nito (N2),… + Oxy: tầng quang hợp, oxy hịa tan có thủy vực từ khơng khí hoạt động quang hợp thực vật Càng xuống sâu, hàm lượng oxy giảm cường độ chiếu sáng giảm khả quang hợp thực vật giảm Lượng oxy tiêu thụ q trình hơ hấp, oxy hóa chất biển, hàm lượng cao ngồi khơng khí + Cacbonic: Có nguồn gốc từ khơng khí, hoạt động hơ hấp thủy sinh vật q trình phân hủy chất hữu Khí CO có tính phân cực nên dễ hịa tan nước biển tạo nên hệ đệm trì ổn định pH mức trung bình, thuận lợi cho đời sống loài sinh vật biển 2.3 Quần xã sinh vật hệ sinh thái biển 2.3.1 Thành phần loài Sinh vật biển đa dạng thành phần loài, gồm vi khuẩn, tảo đơn bào, loài giáp xác, thân mềm, ruột khoang, cá, bò sát, thú biển sống tầng nước đáy thềm lục địa Phân loại dựa vào nơi sống: - Sinh vật tầng nước (pelagos): + Sinh vật phù du Sinh vật phù du (Plankton) gồm thực vật phù du (Phytoplankton) động vật phù du (Zooplankton), sinh vật nhỏ sống trơi có khả bơi cách yếu ớt tầng nước ngọt, biển, đại dương sinh vật nhạy cảm với thay đổi tính chất lý hóa nước Trong vài lồi nhóm plankton di chuyển theo chiều thẳng đứng tới vài trăm mét ngày (một tập tính gọi di cư theo chiều thẳng đứng) vị trí theo chiều ngang chúng xác định di chuyển dòng nước chứa chúng  Thực vật phù du (Phytoplankton) nhóm thực vật có kích thước hiển vi sống nước, nguồn thức ăn chủ yếu cho động vật phù du, ấu trùng giáp xác, động vật thân mềm loài ăn lọc khác Thực vật phù du bao gồm nhóm tảo sống gần mặt nước, nơi có đầy đủ ánh sáng cho trình quang hợp Hai ngành tảo silic (Bacillariophyta) tảo giáp (Pyrophyta) thành phần quan trọng tạo nên suất sơ cấp cho biển đại dương  Động vật phù du (Zooplankton) sinh vật phù du dị dưỡng bơi sống trôi cột nước Gồm động vật nguyên sinh, giáp xác nhiều động vật nhỏ khác mà chúng sử dụng sinh vật phù du khác làm thức ăn Động vật phù du bao gồm trứng ấu trùng số loài động vật lớn cá, giáp xác, giun đốt Các cá thể động vật phù du thường có kích thước q nhỏ để quan sát mắt thường, số khác có kích thước lớn sứa Thành phần động vật phù du chủ yếu đại diện Động vật giáp xác (Crustacea), gồm giáp xác chân chèo (Copepoda), tôm lân (Euphausidae), Mysidae, giáp xác bơi nghiêng (Amphipoda) Thân mềm với đại diện chủ yếu Chân cánh (Pteropoda), ấu trùng loài giáp xác, thân mềm, da gai, cá + Sinh vật tự bơi ( nekton): Nekton bao gồm lồi động vật tích cực di chuyển nước Ví dụ bao gồm động vật có xương sống cá, cá voi, rùa, cá mập động vật không xương sống mực Nekton sống suốt cột nước di chuyển nhanh dòng nước Nekton tự đẩy cột nước cách bơi phương tiện khác Ngồi hai nhóm sinh vật sống tầng nước cịn có nhóm sinh vật sinh vật màng nước (neiston), sinh vật trôi (pleiston) sinh vật sống bám (periphyton) - Sinh vật đáy (benthos): bao gồm sinh vật có liên quan đến sinh thái với đáy đại dương Chủ yếu bao gồm giun, giáp xác, thân mềm, da gai nhuyễn thể Nguồn thức ăn sinh vật đáy tảo chất hữu từ đất liền Những động vật di chuyển tự gần đáy biển gắn với đáy biển - Sinh vật vùng triều : Vùng triều vùng nằm mực nước biển cao thấp Sinh vật sống vùng triều đa dạng chúng lồi thích ứng rộng với thay đổi môi trường Sinh vật sống vùng triều gọi sinh vật thị vùng triều 2.3.2 Phân bố lồi theo khơng gian * Theo chiều thẳng đứng: - Vùng biển khơi mặt (epipelagic): vùng biển mặt xa bờ, sâu không 200 m đại dương Vùng có diện ánh sáng, sinh vật quang hợp Tập trung nhiều lồi sinh vật tôm, mực, sứa, - Vùng biển khơi trung (mesopelagic): độ sâu từ khoảng 200 - 1000m: Nơi tiếp nhận ánh sáng Nhiệt độ nước lạnh so với tầng khơi mặt Những loài sống thường loài giáp xác nhiều tôm, cua,… - Vùng biển khơi sâu (bathypelagic): độ sâu từ khoảng 1000 - 4000m Nơi luôn tối đen, nhiệt độ nước lạnh có số lồi động vật sinh sống Hầu hết động vật có tỉ lệ trao đổi chất thấp vùng nước thiếu chất dinh dưỡng, có da mong manh, bắp thể trơn trượt Một số loài tiêu biểu bao gồm: mực, biển, bạch tuộc, cá rắn viper,… Do thiếu sáng, lồi động vật sống có đơi mắt nhỏ khơng có mắt, khơng thể nhìn thấy mồi, chúng thích nghi cách phát triển miệng rộng dài ra, ví dụ lươn gulper Cá di chuyển chậm có mang khỏe để lấy ôxy từ nước - Vùng biển khơi sâu thẳm (abyssalpelagic): độ sâu từ 4000 – 6000m Nhiệt độ vùng biển 2oC, nước mặn, áp lực nước cao Nhưng có sống tồn đây, ví dụ sâu biển, nhím biển Khá nhiều lồi có phát quang sinh học - Vùng đáy vực khơi tăm tối (hadalpelagic): độ sâu từ 6000-10000m, nơi sâu nhất, tăm tối lạnh lẽo đại dương Chỉ có sinh vật tồn đây, hải sâm, nhện biển, bọt biển,… * Phân bố theo chiều ngang: vùng gần bờ xa bờ Ở quần xã biển, vùng gần bờ thành phần sinh vật phong phú, khơi xa số lượng lồi dần 2.3.3 Quan hệ sinh dưỡng quần xã sinh vật biển Cũng giống sinh vật cạn, sinh vật biển có quan hệ dinh dưỡng với nhau, gọi chuỗi thức ăn Trong đó, lồi đứng trước thức ăn loài đứng sau Mỗi loài coi mắt xích chuỗi thức ăn Trong hầu hết trường hợp, loài vừa sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước (ăn sinh vật đứng trước), vừa sinh vật bị mắt xích phía sau tiêu thụ (bị ăn) Cụ thể, chuỗi thức ăn gồm có: - Sinh vật sản xuất: đại dương sinh vật sản xuất lồi thực vật phù du (các loài tảo nhỏ), rong biển, thực vật, thường tiêu thụ sinh vật cực nhỏ gọi động vật phù du động vật ăn cỏ khác - Sinh vật tiêu thụ: + Sinh vật tiêu thụ bậc 1: động vật ăn loài thực vật (chủ yếu tiêu thụ sinh vật phù du) ăn trực tiếp động vật sản xuất Nhóm gồm lồi động vật phù du, động vật giáp xác, động vật thân mềm, cá, sứa, số loài cá mập cá voi ăn động vật phù du + Sinh vật tiêu thụ bậc 2: nhóm có chế độ dinh dưỡng gồm lồi thực vật phù du, động vật phù du, loài động vật ăn thịt khác (như cá, cua, rắn biển, cá voi xanh …) + Sinh vật tiêu thụ bậc 3: nhóm ăn tạp ăn động vật, chúng ăn sinh vật tiêu thụ bậc bậc 2, đơi ăn sinh vật sản xuất Nhóm gồm loài cá lớn cá ngừ, cá mú, cá chình, rùa, cá mập, cá heo, cá voi, hải cẩu, sư tử biển, chim cánh cụt, số lồi chim biển mịng biển, chim cắt + Sinh vật tiêu thụ bậc 4: nhóm tiêu thụ sinh vật tiêu thụ bậc (cá mập trắng, cá tuyết, cá sấu, gấu bắc cực …) - Sinh vật phân hủy: Những loài vi sinh vật vi khuẩn, nấm Chúng thực nhiệm vụ phân hủy chất thải môi trường biển sinh vật chết Ví dụ chuỗi thức ăn đơn giản biển: Thực vật phù du -> Động vật phù du -> Cá nhỏ -> Cá thu -> Cá heo nục -> Cá mập lớn 2.3.4 Quan hệ sinh thái loài quần xã sinh vật biển Gồm có quan hệ hỗ trợ quan hệ đối kháng: - Quan hệ hỗ trợ: quan hệ hai bên có lợi khơng có hại cho loài khác mối quan hệ, gồm: cộng sinh, hội sinh, hợp tác + Cộng sinh: ví dụ: Khuẩn lam sống lớp biểu mô san hô, hến biển, giun biển… quang hợp, tạo nguồn thức ăn bổ sung cho động vật + Hội sinh: ví dụ: cá ép ln tìm đến lồi động vật lớn (cá mập, vích…) chí tàu thuyền để ép chặt thân vào Nhờ đó, cá dễ dàng di chuyển xa, dễ kiếm ăn hô hấp + Hợp tác: ví dụ: lồi tơm, cá nhỏ thường bò thân cá lạc, cá dưa để ăn ngoại kí sinh sống làm thức ăn - Quan hệ đối kháng: quan hệ bên lồi có lợi bên lồi bị hại, gồm: cạnh tranh, ký sinh, ức chế cảm nhiễm, sinh vật ăn sinh vật khác + Cạnh tranh: ví dụ: cạnh tranh thức ăn, mơi trường sống lồi cá + Ký sinh: ví dụ: Trùng bào tử ký sinh thể cá + Ức chế cảm nhiễm: ví dụ: Tảo giáp phát triển mạnh vào mùa sinh sản tiết chất độc gọi “thuỷ triều đỏ“ hay “nước nở hoa“ làm chết nhiều động vật khơng xương sống nhiều lồi khác chết ăn phải động vật bị nhiễm độc + Sinh vật ăn sinh vật khác: ví dụ: cá mập ăn lồi tơm, cua, cá nhỏ khác III KẾT LUẬN Hệ sinh thái biển tổ hợp quần xã sinh vật biển, môi trường biển, sinh vật biển chúng tương tác với mơi trường biển để tạo nên chu trình vật chất (chu trình sinh, địa, hóa chuyển hóa lượng biển) Đặc điểm môi trường: nước biển có tính ổn định thành phần muối pH nước biển ổn định nhờ có hệ đệm cacbonat (CO 32-) bicacbonat (HCO 3-) Áp suất nước biển tăng dần theo độ sâu Cường độ chiếu sáng giảm dần theo độ sâu Nhiệt độ phân tầng theo chiều sâu: tầng mặt có nhiệt độ thay đổi theo ngày theo mùa, tầng trung gian có nhiệt độ giảm từ 1-3oC, tầng sâu có nhiệt độ ổn định Hàm lượng muối hòa tan thay đổi Các yếu tố sinh thái trình hải dương học chúng tác động đến hệ sinh thái đại dương, ví dụ nồng độ muối Na, Ca, Mg K, hàm lượng oxy hòa tan thay đổi, ánh sáng nhiệt độ tạo nên môi trường ảnh hưởng đến đời sống sinh vật biển Đặc điểm quần xã sinh vật hệ sinh thái biển: có đa dạng thành phần loài đa dạng địa điểm phân bố Có đầy đủ cấu trúc hệ sinh thái gồm thành phần phi sinh vật thành phần sinh vật (sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân hủy) Các loài sinh vật quần xã biển có mối quan hệ dinh dưỡng sinh thái TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Duy Quỳnh Trâm, PGS TS Tôn Thất Chất, (2017) Giáo trình sinh thái thủy sinh vật, Nhà xuất Đại học Huế [2] TS Nguyễn Duy Quỳnh Trâm, (2016) Giáo trình quản lý chất lượng nước ni trồng thủy sản, Nhà xuất Đại học Huế [3] Wikipedia, (2009) Hệ sinh thái biển Từ < https://vi.wikipedia.org/wiki/Hệ_sinh_thái_biển> [4].Sinh thái học - Hệ sinh thái biển Từ [5] Sinh vật biển Từ < http://www.vibienxanh.vn/1.3-sinh-vat-bien.html> 10