ScanGate document CHƯƠNG 5 QUẦN XẢ SINH VẬT Tất cả sinh vật trên trái đất đều thuộc súih quyển Nhưng sinh quyển bao trùm cả trái đất nên phải chia thành đợn vị nhỏ ít nhiều đồng nhất mà kích thưốc khô[.]
CHƯƠNG QUẦN XẢ SINH VẬT Tất sinh vật trái đất thuộc súih Nhưng sinh bao trùm trái đất nên phải chia thành đợn vị nhỏ nhiều đồng mà kích thưốc khơng cố định để phân tích nghiên cứu tỷ mỉ Đơn vị quần xã Hiệọ định nghĩa quần xã khác vối ý nghĩa nguyên gốc Mobius số tác giả khác tiù h phát triển môn học ĐỊNH NGHỈÁ Quần xã tổ hợp quần thể khác loài phân bố khu vực hay khơng gian định mơi trưịng (sinh sản hay siuh thái cẳnh, biơtơp), có mối quan hệ dinh dưỡng, trao đổi chất sử dụng uguồn lợi chuiig Nó cịn thống bố trí xếp để trì siuh tồn ỉoài Như ỉà quần xp hoạt động thể thốiig nhất, có tính chất độc lập, có nội cân động, Iihò tưdng hỗ lẫn sinh vật sinh vật vói mơi trưịng x61 Địch nghĩa khơng xác định diện tích, kích thưóc thịi gian sống quần xã, nghĩa ià tất yếu tố co giãn tuỳ điều kiện mồi trưòng quần xã TÍNH CHẤT CỦA QUẦN xả Các quần xã đểu có chức giấug uhau, lứiưng khác cấu trúc, thành phần Các chức sinh vật phụ thuộc vào quần xã Có thành phầu uu Iiliò điều kiện thuậu lợi quần xã tạo Vì mín phát triển thành thành phần ưu quần xã phải đẩy mạnh tồn quần xã bỏi thành phầii quần xã môl quau hệ tương hỗ tương đốì ổn địiih Nói cách khác, muốn đẩy mạnh hưng tliỊiih thàuh phầu uào khơug làm cho thành phầu tiến cách tạo điều kiện thuận lợi cho nó, mà cịn cho tất quần xã nữa, bồi quần xã khơi thống Kích thưóc quần xã có khác Nếu lón, có cấu trúc chức độc lập, trao đổi chất đầy đủ quần xã thuộc vào hệ sỉiứi thái hồn chỉnh Đó quần xã sở Các quầu xã khôug đầy đủ phụ thuộc vào quần xã iân cậu có thếug chức năug cấu trúc troug quan hệ dinh dưdng trao đổi chất, thống khả năug 'tồiĩ lặĩ cúầ*câc lõàt nhat*địìđĩ thl thiíộc*niột*hệ'sinbr thár khơiig hồn chỉuh Đó quần xã nhỏ 162 Các quần xã thưịng có ranh giói rõ ràng hay ngược lại chiíiig chuyển tiếp dần theo gradien tổ hỢp yếu tơ" giói hạn chuyển tiếp rõ hđn Nội dung nghiên cứu chíiih cùa quần xã gồm: a Thành phần cấu trúc; b Ranh giói; c Sự đa dạng lồi; d Kiểu cấu trúc; e Các mối quau hệ lẫn Iihau ỏ ỏ quần xă; g Quần xã sinh thái đệm - hiệu ứng giáp rauh; h Địa lý quần xã; i Động thái quần xã THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA QUẦN xã Quần xã ỉà tổ hỢp nhiều sinh vật, có số lồi hay nhóm lồi ưu định chất chức Chứng thuộc nhiều nhóm phân loại khác (như nhiều ỉồi rừng) có từih tưđng hỗ lẫn quần xẫ Chúng có số lượng nhiều góp phần định sơ' ỉượng lồi, kích thưốc, suất quần xã Các ỉồỉ hay nhóm lồi (sũih vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ v.v.) nhóm có ưu sinh thái Chiing có ảnh hưỏng đến mơi trưịng, đến cấu trúc độ nhiều sinh vật đến tính đa dạng tính chất khác quần xã Là phận hệ sinh thái, quần xã có cấu trức chức xác định Trong cấu tróc cấu trúc đứng cần đặc biệt ý bỏi động vật sống nhiều tầng 3Ỉnh thái khơng gian, chim, trùng, ịhậm chí i6 cầy cáo ăn trái cây, on^ mật, gấu ăn mật ong ỏ tầng cao Khỉ nghiên cứu quần xă cần phải mô tả sinh thái cảnh (ecotop), phạm vi hẹp hđn nđi (nđi sơng, habitat) sinh vật hay nhóm sinh vật líu Ndi sống động vật gồm có sinh thái cảnh mà lồi hay nhóm động vật sốhg Chẳng hạn chim làm tổ ỏ ven rừng ăn đồng ruộng kể cận Như nđi sơng lồi chim gồm trạm (station): rừng đồng ruộng Độ nhiều hay phong phú loài ưu quần xă đề cập đến số ưu lồi dó Chỉ số líu (C) lồi ỏ troug quần xã theo Simpsou (1949) ỉà: c = (ni/N)^ Trong đó: Uị giá trị vai trò ưu (số cá thể, ỉượng sinh vật, sản lượng) Ví dụ sơTcá thể lồi ni = 2; N giá trị tổng sơ' vai trị loài ỏ quần xẵ Đặt tên quần xả Việc đặt tên cách xác quần xă phải dựa vào đặc điểm sau; a Cấu trúc đặc trưng loài ưu thế; b Dạng sống quần xã; c Các loài thị; d Điều kiện irơi trưịng quần xã; e Chức năng, chẳng hạn trao đổi chất quần xă; g Sinh thái cảnh khác (trên cạn, dưóỉ nước, nưóc ngọt, nưóc ỉợ V.V.) Sau nghiên cứu, phân tích mơ tả xong quần xã phải xác định tên quần xă -chủ-xếu-dựa-Vào ilấd ittểoi ji4q Jẩu định tĩọng jỊặc điểm Ví dụ hhư quần xã cửa sơng, quần xã cỏ lông sương Ischaemum indicum, quần xã hầu ông vùng triều v.v 164 XÁC ĐỊNH RANH GIỚI CỦA QUẦN xã Việc xác định ranh giói quần xâ ỏ cảnh quan ỉà quan trọng Ngưòi ta áp dụng phưdng pháp sau; a Phưdng pháp phân khu đưỢc áp dụng quần xẵ không nhất; b Phương pháp gradỉen dựa vào phân chia quần thể theo gradien yếu tố mơi tnỉịng tổ hỢp điều kiện ỏ xung quanh hay theo trục dựa vào số giống số thống kê khác Ngưòỉ ta thưòng dùng số sau: Chỉ 8ốgiống (S) (similarity) hai loài, hai mẫu nhà hoá học Sorensen (1948) Xác định số dựa vào có mặt iồi ỏ quần xã cạnh 2c s = a +b Trong đó: a Tổng số loài quần xã A; b Tổng số loài quần xă B; c Tổng số lồi có mặt chimg quần xã A Đ Còn số không giống ỉà - s Hệ số chung nhà toán học Jaccard (1902) Đây ỉà hệ sô' chung quần xã lân cận ỏ vùng ranh giói: c ‘^ ^ Hệ số chung a +b - c (xem thích ỏ trên) Nếu hệ sơTchung giống lồi ỏ cừng quần xă, ngược lại chứng ỏ quần xã khác vùng ranh giói 165 Bằng phưđng pháp gradien người ta xác định đưởc ranh giới quần xà vói gradien chiều cao sưịn núi Nhưng ỏ rừng có màu sắc, cấu trúc, thành phần dạng nhiều khác ị từ chân núi đến đỉnh núi Mỗi đai rừng tượng trưng cho quần xã vối nhiều quần xã phụ mà có quần thể chiếm giữ Các quần xã phân bố theo trật tự định ố S ự ĐA DẠNG HAY GIÀU c ó VỂ LỒI CỦA QUẨN XÃ Như đă thấy d quần xă hay nhóm dinh dưõng có số lồi líu vể số lượng, có suất chi số phong phú cao Chúng có chức nhóm dinh dưỡng Số cịn lại có nhiều lồi có số^ cá thể lồi hờn, định đa dạng lồi quần xả hay nhóm dinh dưõng Tỷ lệ số lượng loài số phong phú nói gọi số đa dạng Chỉ số khơng ỉón ỏ quần xă có nhiềụ giối hạn vật lý, hoá học sinh học 5.1 Các sấ da dạng vế loài a Chỉ sốđa dạng hài (d) nhiều tác sau; S-1 s d,= logN dí “ 15y1000 cátìiể Trong đó: s số loài; N số cá thể 16 V lĩ b Chl sốShannon tổng đa dạng H: m „ „ m H=- X “ Z P ilo g P i i=1.2.3 N N Trong đó: Hi giá trị "vai trị" lồi i đó; N tổng giá trị vai trị; m sơ' nhóm; p, xác suất vai trị loài = Iii / N c Chỉ số quân binh (E): H E = logS Trong đó: H số Shannon; s số ỉượng lồi Tính tốn Ví dụ quần xă có lồi quan trọng Mật độ chứng cá thể/m^, biểu thị đại lượng đặc trưng vai trị cho lồi số Cho quần xă khác có lồi giá trị vai trị lồi 6, cịn loài khác Khi túih c ta có đại ỉượng 0,2 đơl vói quần xă thứ 0,4 đối vối quần xã thứ Trong trưòng hợp ưu tập trung hdn (ỏ tập trung loài) Sư đa đạng có quan hệ trực tiếp vối tùỉh ổn định hay cân động hệ sinh thái Tùứi đa dạng không nối lên niối quan hệ chức náng quần xâ Nhưng vối số lượng cá thể quần xã biểu thị mạng lưối thức ăn phức tạp mca quan hệ tương hỗ bền vững quần xã Có thể theo dõi mổĩ quan hệ chuỗi thức ăn chất đồng vị phóng xạ Ị6 S.2 Nguyên nhân đa dạng quần xă Yếu tố lịch sử Tất quần xã có xu đa dạng vói thịi gian Quầii xã già giàu lồi hdn quần xã mối, CỊII trẻ Sự đa dạng cao quần xă hay hệ sinh thái bền vững, tiến hóa đạt đến cân d rừng mưa nhiệt đối (thưòng ngun thủy) Cịn đa dạng thấp ỏ quần xă hay hệ sinh thái đđn giản vững bền quần xă trồng Yếu tố khí hậu Những vùng có khí hậu bền vững phù hỢp vói xuất quần xẵ thích nghi chun hóa cao vùng có khí hậu thay đểi S ự khơng đồng khơng gũin Mơi tníịng phức tạp quần xã đa dạiig, troug yếu tố địa đóng vai trị quan trọng đa dạng mơi trường hình thành lồi (Mayr, 1963) Sự khơng đồng khơng gian gây nêu giàu có hệ thực vật ỏ vừng nhiệt đối Khí hậu cho phép có nhiều kiểu thực vật quần xã Các kiểu tảng lên vối không đồng mơi txưdng Rừng nhiệt đối có mơi tnồng đa dạng hởn rừng ôn đới KIỂU CẤU TRÚC CỦA QUẦN xã Cấu trúc quần xã định bỏi yếu tố chủ yếu sau: a Sự phân bố số ỉượng sinh vật không gian tùih đa dạng loàỉ; b Mối quan hệ tương sinh vật mổl 168 trưòng Còn đa dạng cấu trúc điíỢc định bỗi biến hình khác quần xã tạo chức tính ổu địuh tổ chức ỏ bên quần xã hiệu hành Nó mức độ tập hỢp cá thể quần thể quần thể khác Nghiên cứu cấu trúc quần xă gồm: a Cấu trúc tầng theo chiều thẳng đứng; b Cấu trúc chiều ngang (sự phân đối); c Cấu trúc có chu kỳ (mùa khí hậu, mừa sinh sản V.V.); d Cấu trúc mạng lưối Hinh dưdng; e Cấu trúc dậc túih sinh sản ỏ siuh vật; g Cấu trức đặc tùứi sống thành đàn bầy; h Cấu trúc kết cạnh tranh, đâ kháng, hỗ siiih V.V.; i Cấu trúc liên hệ, di chuyển hay tác động ugẫu nhiên Sự phân tầng ỉà tính chất đặc trưng quần xã (động vật thực vật) Như rừng oó hai tầng cờ bẳn: a Tầng tự dưdng chủ yếu ỏ cao (cây xanh); b Tầng dị dưdng chủ yếu ỏ mặt đất đất gổm động vật ăn thịt, vi sinh vật phân hủy thực vật động vật Mỗi phân chia tiếp thành phân tầng Chẳng hạn tầng tự dưSog có phân tầng gỗ cao, gỗ nhd, gỗ nhỏ, bụi cỏ ỏ mặt đất Trong tầng cần thống kê ỉ(^ thực vật động vật gắn bó vối phần tầng khác ò thòi sinh học khác Sự đa dạng lồi chim ơn đới có qiian hộ vớỉ chiều cao qiiần xã rừng mức độ phân tầng 169 Đối với quần xã ò nước, ngưòỉ ta phân biệt: a Tầng sinh vật nưóc cố nhiều ánh sáng, nhiều oxy nhiệt độ nóng; b Tầng oxy, nhiệt độ trung bỉnh ánh sáng; c Tầng đáy oố ánh sáng hay khơng có (đại dưđng), oxy lạnh hớn hết, có cặn bă hữu thức ăn khác Mỗi tầng có ỉồi cá, tơm, sinh vật phừ du Riêng tầng đáy, ngồi cá tơm cịn có nhuyễn thể ị ỉớp bừn Hàm lượng oxy, ánh sáng nhiệt độ định ỉên xuống thẳng đứng d độ sâu ịchác sinh vật thuỷ sinh chu kỳ ngày đêm chu kỳ mừa Sự ỉên xuống đố giải thích nhu cầu hơ hấp, tìm thức ân giai đoạn sinh ỉý phát triển k>ài Cấu trức quần xă thay đểỉ theo chu kỷ mừa Chu kỳ mùa d ôn đổi thuộc tùih hầu hết quần xã Vào mừa thu đông, chim di trứ, rụng, cấu trúc thay đểỉ, cịn chức chậm I9Ì Cịn ỏ nhiệt đói hỉện tưộng rõ hdn, nhiều phân biệt cấu trức quần xã mùa khô mùa mưa kiểu rừng khộp Tây Nguyên CÁC MỐI QUAN HỆ LẪN NHAỤ NGOÀI QUẨN XÃ Vấn đề đẵ nghiên cứu nhiều hệ sinh thái, trưốc hết qiMin hệ chuỗi thức ăn mà bắt đầu thực vật kết thúc động vật sinh vật phâii hủy hay ngưòi Trong thực tế quan hệ dinh đưõng quần xă không Wn ^ ẵ n ĩkí ĩõạf cầũ^raĩ.W ãiĩ w lẫ n ~ ^ ầ lf ĩất-phớc tạp tạo gọi lưâỉ thức ăn 170