Bài giảng bảo vệ rừng tổng hợp chương 6 gs ts nguyễn thế nhã (tt)

1 Quan hệ SVBM ăn thịt-con mồi Mơ hình bắt mồi ăn thịt Sự thích ứng chức hay số lượng (Functional vs numeric response) Độ bền vững mơ hình vật ăn thịtcon mồi Hai vấn đề lớn: Vật ăn thịt hạn chế quần thể mồi sức chứa môi trường K − Con mồi (bét) − Vật ăn thịt Mật độ quần thể 6.5 Sinh vật bắt mồi ăn thịt 10 11 12 Tháng Quần thể vật ăn thịt mồi tăng hay giảm theo vòng quy luật Mèo rừng = Bắt mồi Thỏ = Con mồi Vòng quan hệ vật ăn thịt – mồi: Vật ăn thịt ăn mồi làm giảm số lượng chúng Vật ăn thịt bị đói nên giảm số lượng Do có vật ăn thịt nên mồi có tỷ lệ sơng sót cao quần thể mồi lại tăng lên Quần thể mồi tăng lại tạo điều kiện để vật ăn thịt tăng lên Mơ hình Lotka-Volterra: Tóm tắt Con mồi gia tăng theo hàm số mũ thiếu vắng vật ăn thịt Ăn thịt tỷ lệ thuận với sức sinh sản mồi vật ăn thịt (bắt gặp ngẫu nhiên) Quần thể vật ăn thịt tăng lên theo số lượng mồi Tỷ lệ chết phụ thuộc vào mật độ mồi Và tiếp tục … R = kích thước quần thể mồi (“tài nguyên”) P = kích thước quần thể vật bắt mồi ăn thịt dR  rR  cRP dt dR  rR  cRP dt r = Tỷ lệ tăng trưởng theo hàm số mũ mồi (exponential growth rate of the prey) c = Hiệu lực bắt mồi vật ăn thịt (capture efficiency of the predators) Tỷ lệ thay đổi quần thể mồi Tỷ lệ tăng trưởng tiềm mồi Lượng mồi bị vật ăn thịt ăn • Con mồi tiến tới trạng thái cân Vật ăn thịt (VAT): dR/dt = dP  acRP  dP dt – Trạng thái cân (equilibrium – state) – Quần thể trạng thái cân không thay đổi Tỷ lệ chết VAT Tốc độ thay đổi quần thể VAT Mức biến đổi thành VAT mồi a = Hiệu lực thay đổi mồi thành VAT d = tỷ lệ chết VAT • Quần thể vật ăn thịt tiến tới trạng thái cân dP/dt = dP   acRP  dP dt  R d ac • Quần thể VAT ổn định phụ thuộc vào kích thước quần thể mồi dR   rR  cRP dt  P r c • Sự ổn định quần thể mồi phụ thuộc vào kích thước quần thể vật ăn thịt • Đường đẳng khuynh (Isocline) – Quần thể khơng thay đổi • Số lượng VAT khơng đổi R = d/ac • Số lượng mồi khơng đổi P = r/c R = kích thước quần thể mồi (“tài nguyên”) P = kích thước quần thể vật ăn thịt r = Tỷ lệ tăng trưởng mồi c = Hiệu lực bắt mồi vật ăn thịt a = Hiệu lực mồi thành VAT  VAT có số lượng khơng đổi khi: R Con mồi ổn định khi: P   d ac Con mồi ổn định khi: r c Con mồi giảm Số lượng VAT (P) Số lượng VAT (P) P r c Đường đẳng khuynh CON MỒI r/c Con mồi tăng d/ac Số lượng mồi (R) Số lượng mồi (R) Số lượng CON MỒI phụ thuộc vào quần thể VAT Số lượng VAT phụ thuộc vào quần thể mồi VAT đẳng khuynh Điểm cân equilibrium  Số lượng VAT (P) VAT ổn định khi: VAT giảm R  d ac  r c R d ac Số lượng VAT (P) P r/c VAT tăng d/ac Số lượng mồi (R) d/ac Số lượng mồi (R) Sự thay đổi số lượng CON MỒI gây loại phản ứng: Phản ứng chức (Functional response) – Mối quan hệ cá thể vật ăn thịt với mật độ mồi Số lượng VAT hay CON MỒI mồi Con mồi Vật ăn thịt Thời gian Mơ hình Lotka-Volterra: ăn thịt (tiêu thụ) mồi tỷ lệ thuận với khả có mồi (cRP) Tốc độ ăn cỏ Số lượng VAT (P) Số lượng CON MỒI (R) Một vòng – Type I mơ hình chức (functional response) – VAT khơng thõa mãn – Không hạn chế tốc độ sinh trưởng VAT Phản ứng lượng (Numeric response) – thay đổi số lượng quần thể VAT ứng với khả kiếm mồi Sinh khối cỏ g/m2 Type III functional response – sức ăn thịt mồi thấp mật độ mồi thấp, sau tăng lên, đạt giới hạn Lượng mồi bị ăn thịt Type II functional response – tỷ lệ ăn thịt mồi đầu tăng, sau VAT bão hịa (giới hạn sức tiêu diệt mồi) Mật độ mồi (CoM) Tỷ lệ mồi bị ăn – Khi mật độ thấp, mồi có hội ẩn náu, mật độ cao dẫn tới thiếu chỗ ẩn nấp – VAT ngày có khả bắt mồi tốt có nhiều mồi – VAT thay đổi lồi mồi mật độ mồi cao hay thấp Số lượng mồi bị ăn Tại có type III functional response? Mật độ quần thể mồi Sự thay đổi số lượng (phản ứng số) • Sinh trưởng quần thể – (Thông thường đa số quần thể VAT sinh trưởng chậm) • Sự nhập cư – Quần thể VAT bị hấp dẫn bùng nổ số lượng mồi Thỏ hoang mèo Chó sói Vật ăn thịt 100 Con mồi 100 Mối quan hệ dạng chu kỳ VAT-CoM khơng bền – Lồi bắt mồi lợi hại làm tuyệt giống mồi (CoM) – Một quần thể vượt q điểm cân khơng cịn sức để quay trở điểm cân – Có thể dao động nẫu nhiên khiến cho loài loài bị tuyệt diệt Năm Các yếu tố thúc đẩy bền vững mối quan hệ VAT-CoM Vật ăn thịt không lợi hại (con mồi nạn) – Vật ăn thịt khơng hiệu (giá trị c thấp) cho phép nhiều mồi sống sót – Nhiều mồi sống tạo điều kiện nguồn sinh sống cho nhiều vật ăn thịt Các yếu tố bên hạn chế quần thể – Tỷ lệ VAT chết (d ) cao – Tỷ lệ tăng trưởng CoM (r) thấp Có nguồn thức ăn khác cho VAT – Giảm áp lực tới quần thể mồi CoM Có nơi ẩn náu khỏ bị ăn thịt mật độ mồi thấp • Thí nghiệm Huffaker chung sống VAT-CoM • lồi ve bét, loài ăn thịt mồi – Ngăn cản quần thể mồi giảm xuống thấp Phản ứng thay đổi số lượng nhanh VAT quần thể mồi thay đổi Số lượng vật ăn thịt • Đưa rào cản phân tách tạo điều kiện để VAT CoM chung sống Nơi ẩn náu khỏi bị ăn thịt cho phép VAT CoM chung sống Số lượng mồi • Bắt đầu thí nghiệm – VAT săn đuổi dẫn tới nguy tuyệt chủng mồi, sau tự VAT bị tuyệt diệt Con mồi Ăn thịt Chu kỳ Chu kỳ Chu kỳ Sự bùng nổ số lượng mồi (“dịch CoM) Tốc độ sinh trưởng đầu cá thể Đường cong sinh trưởng quần thể ro K Mật độ quần thể mồi dR  rR  cRP dt Type III VAT Tỷ lệ chết đầu cá thể K Mật độ quần thể mồi dR  rR  (predation) dt Tình trạng bền vững mối quan hệ VAT-CoM Dưới điểm A – Tỷ lệ sinh > Tỷ lệ chết; Quần thể gia tăng số lượng A Tại điểm A – Điểm cân bền vững; quần thể tăng điểm A giảm điểm A A Giữa điểm A & B – VAT làm giảm quần thể trở điểm A A B 10 Điểm cân không bền (Unstable equilibrium) – Điểm cân mà quần thể chuyển sang điểm cân mới, khác trước bị nhiễu loạn môi trường Điểm B – Điểm cân không bền; điểm B, hoạt động ăn thịt đẩy quần thể điểm A; điểm B, VAT có hiệu lực bắt mồi thấp, quần thể giảm xuống điểm C B Giữa điểm B & C – VAT có hiệu lục thấp mồi tăng tới điểm C B Điểm C – Cân bền vững B 11 • Hệ VAT-CoM có nhiều trạng thái bền vững khác • Giảm số lượng VAT dẫn tới dịch mồi Tỷ lệ sinh Tỷ lệ chết 12 ... quần thể mồi lại tăng lên Quần thể mồi tăng lại tạo điều kiện để vật ăn thịt tăng lên Mơ hình Lotka-Volterra: Tóm tắt Con mồi gia tăng theo hàm số mũ thiếu vắng vật ăn thịt Ăn thịt tỷ lệ thuận với... ăn thịt với mật độ mồi Số lượng VAT hay CON MỒI mồi Con mồi Vật ăn thịt Thời gian Mơ hình Lotka-Volterra: ăn thịt (tiêu thụ) mồi tỷ lệ thuận với khả có mồi (cRP) Tốc độ ăn cỏ Số lượng VAT (P)... bùng nổ số lượng mồi Thỏ hoang mèo Chó sói Vật ăn thịt 100 Con mồi 100 Mối quan hệ dạng chu kỳ VAT-CoM khơng bền – Lồi bắt mồi lợi hại làm tuyệt giống mồi (CoM) – Một quần thể vượt q điểm cân khơng