ðể trình bày và phân tích rõ một số vấn ñề có liên quan ñến sự hình thành sinh khối và phát triển của một quần xã thực vật mà quần xã thực vật lại là một trong các thành phần của hệ sinh
Trang 1Tiểu Luận
Đề Tài:
SINH LÝ THỰC VẬT
Trang 21 Vấn ñề về sinh khối của quần xã thực vật trong hệ sinh thái
Theo nội dung yêu cầu của bài thu hoạch, trước tiên chúng tôi xin ñược trình bày về khái niệm sinh khối là gì ? “Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng sinh vật sống trên một ñơn vị diện tích, thể tích vùng"
Lượng sinh khối là chỉ ở thời ñiểm ñiều tra nhất ñịnh chất hữu cơ tích lũy ñược trên ñơn vị diện tích, ñơn vị tính là trọng lượng khô g/m2 hoặc j/m2
Phân biệt sinh khối và sức sản xuất (sản lượng và năng suất): Lượng sinh khối và sức sản xuất là 2 khái niệm khác nhau, năng suất gồm có khái niệm tốc suất là chỉ năng suất khi ñiều tra ở thời ñiểm nhất ñịnh chất hữu cơ tồn tại trên ñơn vị diện tích Sinh khối là năng suất, sản lượng là phần có thể sử dụng ñược
Khối lượng sinh khối trong sinh quyển ước tính là n.1014 - 2.1016 tấn Trong ñó, riêng ở các ñại dương hiện có 1,1 109 tấn sinh khối thực vật và 2,89
1010 tấn sinh khối ñộng vật Phần chủ yếu của sinh khối tập trung trên lục ñịa với ưu thế nghiêng về phía sinh khối thực vật
Sinh khối của trái ñất hiện chiếm một tỷ lệ nhỏ so với trọng lượng của toàn bộ trái ñất và rất bé so với thạch quyển, thủy quyển Tuy nhiên, trong thời gian ñịa chất lâu dài, từ khi xuất hiện vào khoảng 3 tỷ năm trước ñây, sinh khối trái ñất ñã thực hiện một chu trình biến ñổi mạnh mẽ một khối lượng lớn vật chất trên trái ñất Sinh khối có mặt trên hầu hết các loại ñất ñá trầm tích, biến chất và các khoáng sản trầm tích của trái ñất dưới dạng vật chất hữu cơ Theo tính toán của của các nhà khoa học, tổng khối lượng vật chất hữu cơ trong toàn
bộ các ñá trầm tích là 3,8 1015 tấn
ðể trình bày và phân tích rõ một số vấn ñề có liên quan ñến sự hình thành sinh khối và phát triển của một quần xã thực vật mà quần xã thực vật lại là một trong các thành phần của hệ sinh thái và có mối quan hệ chặt chẽ với hệ sinh thái
"Hệ sinh thái là hệ thống các quần thể sinh vật sống chung và phát triển trong một môi trường nhất ñịnh, quan hệ tương tác với nhau và với môi trường ñó"
Theo ñộ lớn, hệ sinh thái có thể chia thành hệ sinh thái nhỏ (bể nuôi cá),
hệ sinh thái vừa (một thảm rừng, một hồ chứa nước), hệ sinh thái lớn (ñại dương) Tập hợp tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt trái ñất thành một hệ sinh thái khổng lồ sinh thái quyển (sinh quyển) Hệ sinh thái bao gồm hai thành phần:
Trang 3Vơ sinh (nước, khơng khí, ) và sinh vật Giữa hai thành phần trên luơn luơn cĩ
sự trao đổi chất, năng lượng và thơng tin
Sinh vật trong hệ sinh thái được chia làm ba loại:
• Sinh vật sản xuất thơng thường là tảo hoặc thực vật, cĩ chức năng tổng hợp chất hữu cơ từ vật chất vơ sinh dưới tác động của ánh sáng mặt trời
• Sinh vật tiêu thụ gồm các loại động vật ở nhiều bậc khác nhau Bậc 1 là động vật ăn thực vật Bậc 2 là động vật ăn thịt,
• Sinh vật phân hủy gồm các vi khuẩn, nấm phân bố ở khắp mọi nơi, cĩ chức năng chính là phân huỷ xác chết sinh vật, chuyển chúng thành các thành phần dinh dưỡng cho thực vật
Trong hệ sinh thái liên tục xảy ra quá trình tổng hợp và phân hủy vật chất hữu cơ và năng lượng Vịng tuần hồn vật chất trong hệ sinh thái là vịng kín, cịn vịng tuần hồn năng lượng là vịng hở Như vậy, năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất tiếp nhận sẽ di chuyển tới sinh vật tiêu thụ các bậc cao hơn Trong quá trình đĩ, năng lượng bị phát tán và thu nhỏ về kích thước Trái lại, các nguyên tố hố học tham gia vào quá trình tổng hợp chất hữu cơ sau một chu trình tuần hồn sẽ trở lại trạng thái ban đầu trong mơi trường
2 Rừng là một hệ sinh thái:
Trong thực tế hiện nay ở nhiều nước trên thế giới đã sử dụng rộng rãi khái niệm “ Rừng là một hệ sinh thái” Để tìm hiểu một cách rõ ràng trước tiên chúng ta xem xét các khái niệm cơ bản về hệ sinh thái
Theo AP Tansley (1935): Các cơ thể sống không thể tách rời môi trường xung quanh mà chúng phải cùng với môi trường đó tạo thành một hệ thống vật lý thống nhất Những hệ thống vật lý – sinh học này là những đơn
vị cơ bản của tự nhiên gọi là hệ sinh thái
Theo G Willee (1957): Một đơn vị tự nhiên bao gồm tập hợp các yếu tố sống và không sống, do kết quả tương tác của những yếu tố này tạo nên một hệ thống ổn định, tại hệ thống đó có chu trình vật chất giữa các thành phần sống và không sống đơn vị tự nhiên này gọi là hệ sinh thái
Theo I.S.Mêlêkhơp (1974): Rừng là sự hình thành phức tạp của tự nhiên,
là thành phần cơ bản của sinh quyển địa cầu Nếu như tất cả thực vật ở trên trái đất đã tạo ra 53 tỉ tấn sinh khối (ở trạng thái khơ tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm đến 37 tỉ tấn (70%) Và cây rừng giải phĩng ra 52,5 tỉ tấn (hay 44%) O2
để phục vụ cho hơ hấp của con người, động vật và sâu bọ trên trái đất trong
khoảng hơn 2 năm (S.V.BeLop 1976)
Trang 42.1 Thành phần của hệ sinh thái:
Thành phần của hệ sinh thái rất phức tạp có thể chia ra làm các phần sau:
- Các chất vô cơ: Bao gồm các chất: N O2 H2O CO2 P Fe Zn… đây là những chất tham gia vào thành phần dinh dưỡng khoáng (tuần hoàn vật chất) ở trong hệ sinh thái
- Các chất hữu cơ: Bao gồm Protein, lipit gluxit các chất mùn… đây là các chất cấu thành quan trọng trong hệ sinh thái
- Khí hậu: Đây là thành phần môi trường hình thành nên các yếu tố vật lý như : nhiệt độ độ ẩm, ánh sáng
- Sinh vật: Là thành phần sống của hệ sinh thái, bao gồm:
Sinh vật tự dưỡng (Sinh vật sản xuất): chủ yếu là thực vật màu xanh nó
có khả năng tạo ra thức ăn cho bản thân mình từ những chất vô cơ đơn giản thông qua quá trình quang hợp
Sinh vật dị dưỡng (Sinh vật tiêu thụ): chủ yếu là động vật nó ăn các sinh
vật khác huặc những phần nhỏ các vật chất hữu cơ Bản thân nó không thể tự tạo ra nguồn thức ăn cho mình
Sinh vật dị dưỡng ( sinh vật hoại sinh): chủ yếu là vi sinh vật và nấm nó
phân giải phá hủy các chất hữu cơ phức tạp giải phóng ra các chất vô cơ đơn giản những chất này được thực vật sử dụng làm thức ăn
2.2 Quá trình tổng hợp và phân hủy trong hệ sinh thái
2.2.1 Quá trình tổng hợp:
Quang tổng hợp: Quá trình này được thực hiện ở thực vật
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6CO2
Hoá tổng hợp của các vi khuẩn (tảo)
Các vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh hay vi sinh vật cố định đạm (Sinh khối nhỏ)
Tốc độ và kết quả của quá trình tổng hợp của sinh vật tự dưỡng được coi là năng suất cơ sở (NS sơ cấp) của hệ sinh thái
Là quá trình oxi hoá sinh học và giải phóng ra năng lượng
+ Hô hấp hảo khí: Chất ô xi hóa là oxi phân tử (O2) liên kết với H2 nó
ngược chiều với quá trình quang hợp ( sản phẩm: H2O, CO2 và giải phóng ra năng lượng)
Trang 5+ Hô hấp kị khí: Chất ô xi hoá là chất vô cơ oxi không tham gia vào
phản ứng loại này chủ yếu do vi sinh vật hoại sinh
+ Lên men: Cơ chế giống hô hấp kị khí chất oxi hoá là chất hữu cơ
2.3 Dịng năng lượng trong hệ sinh thái
Mặt trời là nguồn năng lượng nguyên thủy của nguồn năng lượng trên trái đất
Sự vận chuyển năng lượng từ thực vật đến các sinh vật khác làm thức ăn được gọi là chuỗi thức ăn Mỗi 1 loài trong chuỗi thức ăn đó tạo nên 1 bậc dinh dưỡng, khi qua mỗi bậc dinh dưỡng 80- 90% năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt, vì vậy số lượng bậc dinh dưỡng rất hạn chế
EMT Thực vật
Quang năng Hoá năng SVTT bậc I SVTT bậc II SVTT bậc III
Có 2 loại chuỗi thức ăn:
- Chuỗi chăn nuôi: TV ĐVTTI ĐVTTII ĐVTTIII
- Chuỗi vật phế thải: l Chất hữu cơ vụn nát (xác chết) sinh vật ăn
Trong hệ sinh thái tồn tại lưới thức ăn:
Lá TV Sâu Chim sâu Diều hâu
Hệ sinh thái rừng
Duy trì nhiệt độ, xúc tiến thoái hơi nước
Phản xạ lại
khí quyển
1% EMt dùng quang hợp
TV
I
II
III
Trang 6Trong hệ sinh thái có nhiều chuỗi thức ăn Hệ sinh thái nào thành phần càng đơn giản thì khó bền vững ngược lại hệ sinh thái nào thành phần càng phức tạp càng khó bị phá hủy
2.4 Chu trình sinh địa hĩa học
Trong tự nhiên các nguyên tố hoá học từ môi trường được chuyển động theo một vòng tuần hoàn khép kín theo những con đường đặc trưng từ môi trường vào cơ thể sinh vật và từ sinh vật ra môi trường các vòng tuần hoàn khép kín đó được gọi là chu trình sinh địa hoá học
Yếu tố sinh học Môi trường (đất) Các nhân tố hoá học
• Các chu trình của các chất khí: Nguồn vốn nằm trong khí quyển và thủy quyển như CTTH C CTTH N CTTH H2O CTTH O2
• Chu trình tuần hoàn C và O2 là hai chu trình rất mẫn cảm với sự tác động của con người nó sẽ gây ra những biến động lớn về khí hậu và thời tiết những biến đổi này thường rất nguy hiêm
Ví dụ : CO 2 có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại là tia mang nhiêu năng lượng nhiệt, do đó khi hàm lượng CO 2 tăng cao thì nhiệt độ không khí trên mặt trái đất sẽ tăng cao Lớp băng ở 2 cực sẽ tan dần ra Mực nước đại dương sẽ dâng cao làm ngập các vùng thấp ven biển
Ni-tơ : Ni-tơ trong khí quyển chiếm thành phần chủ yếu nhưng có tính trơ Thực vật không trực tiếp hấp thụ Ni-tơ được mà hấp thụ dưới dạng muối ni-tơ-rát (NO 3 ) hay dạng amôn (NH 4 + ) nhờ tác dụng của các vi sinh vật cố định đạm sống tự do và cộng sinh trong các tầng tự dưỡng và dị dưỡng của hệ sinh thái, trong các điều kiện ưa khí và kỵ khí của đất và trong các lớp trầm tích dưới nước
• Chu trình N là yếu tố giới hạn kiểm soát của sự sống
• Chu trình lắng đọng trầm tích: nguồn vốn thuộc địa quyển như chu trình P,
K
Phần lớn các nguyên tố hoá học thuộc môi trường đất những nguyên tố này tham gia vào chu trình lắng đọng trầm tích thông qua quá trình phong hoá kết tủa và vận chuyển sinh học
Ví dụ : chu trình P
P có trong nguyên sinh chất của tế bào Khi sinh vật tiêu thụ sử dung các sinh vật khác làm thức ăn thì P của cơ thể này chuyển sang cơ thể khác khi sinh vật chết đi P chuyển thành muối phốt phát Một phần chuyển thành lân dễ tiêu cung cấp cho thực vật phần khác bị hoà tan rửa trôi theo dòng nước ra sông biển, sinh vật phù du sử dụng làm thức ăn ở đây lân lại tham gia vào chu trình mới cuối cùng P lắng đọng lại dưới biển
Trang 72.5 Hệ sinh thái được gọi là rừng
Hệ sinh thái được gọi là rừng khi thành phần sinh vật sản xuất là những loài cây gỗ có kích thước và mật độ đủ lớn để tạo ra được những đặc trưng riêng về hoàn cảnh khác với hệ sinh thái khác như rừng nhiệt đới chẳng hạn
Ví dụ :Trong rừng nhiệt đới bao gồm các thành phần sau
2.5.1 Quần xã thực vật rừng (sinh vật sản xuất )
Quần xã thực vật rừng bao gồm tất cả những thực vật có diệp lục và không diệp lục, trong đó thực vật có diệp lục đóng vai trò quan trọng
Trong quần xã thực vật rừng tuỳ theo hình thái và vai trò của từng loại cây mà phân thành các loại sau:
- Loại cây cao: Là những cây gỗ chiếm tầng cao của rừng, trong đó lại
tuỳ theo số lượng và tác dụng của nó với sinh thái rừng mà chia thành:
+ Cây lập quần : Là những cây chiếm ưu thế ve àvai trò sinh thái,
tức là nó quyết định đến đặc điểm sinh thái rừng và tạo lập nên những đặc trưng riêng của rừng
+ Cây ưu thế: Là những cây có số lượng nhiều nhất trong tầng
rừng Nó cũng có thể là cây lập quần, tức là cây ưu thế về sinh thái
- Loại cây tái sinh: Là những cây mọc từ hạt giống hoăc từ gôc chặt
của cây cao Tuỳtheo độ tuổi, độ cao và đặc tính mà cây tái sinh được chia thành cây mạ và cây con
- Cây bụi: Là những cây thân gỗ có chiều cao nhỏ hơn 6m, nhiều cành
nhánh gần bằng nhau, ra hoa, kết quả sớm
- Thảm tươi: Là những cây thân thảo , thân củ mọc sát mặt đất hoặc tới
độ cao 1-2m, mọc dày đặc như một thảm tươi
- Thực vật ngoại tầng: Là những thục vật có thể ở bất cứ tầng thứ nào
trong rừng, nói cách khác là nó ở tầng này, ngoài tầng khác Thực vật ngoại tầng gồm: Dây leo, Thực vật phụ sinh, Thực vật ký sinh
2.5.2 Quần xã Động vật rừng (sinh vật tiêu thụ)
Quần xã Động vật rừng bao gồm các loại: Thú, chim, bò sát, sâu bọ, giun…mỗi loài cư trú ở một phạm vi không gian nhất định từ tầng cao của tán rừng đến tầng đất chứa rễ cây rừng Mỗi loài động vật có một vai trò nhất định trong hệ sinh thái
Trang 82.5.3 Quần xã Vi sinh vật (sinh vật phân hủy)
Quần xã Vi sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn và vi nấm Chúng có ở mọi tầng thứ, từ lá cây, hoa, quả đến thân cây, rễ cây, trong đất, trong không khí Chúng có vai trò to lớn trong hệ sinh thái
- Phân giải chất hữu cơ
- Tổng hợp mùn
- Cố định đạm
2.5.4 Đất rừng
Đất rừng bao gồm các hợp chất vô cơ, hữu cơ, nước Đất là nơi đứng chân, cung cấp dinh dưỡng khoáng cho thực vật , nơi cư trú của một số động vật, vi sinh vật Đất ảnh hưởng rất lớn đến sinh vật
2.5.5 Tiểu khí hậu rừng
Khí hậu bao gồm các yếu tố: ánh sáng, nhiệt độ, nước, không khí, dưới tán rừng các yếu tố này đều khác với ở nơi đất trống do đó tạo nên một tiểu khí hậu, ảnh hưởng đến hoạt động sống của mọi sinh vật
3 Phân tích các thành phần và đặc trưng cơ bản của quần xã thực vật rừng
3.1 Cấu trúc quần xã thực vật rừng (QXTVR)
Cấu trúc là quy luật xắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên QXTVR theo không gian và thời gian
3.1.2 Có 3 loại cấu trúc:
3.1.2.1 Cấu trúc sinh thái: Là cấu trúc bao gồm tổ thành loài thực vật, dạng
sống, tầng phiến
3.1.2.2 Cấu trúc hình thái:
- Cấu trúc thẳng đứng (tầng thứ ) Mật độ
Cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang Độ tàn che
Mạng hình phân bố cây
Trang 93.1.2.3 Cấu trúc thời gian : Tuổi
Ý nghĩa: Nghiên cứu mô hình cấu trúc sẵn có trong tự nhiên và trong thực nghiệm để tìm ra cấu trúc mẫu là nhiệm vụ quan trọng của lâm sinh học
hiện đại (Mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều kịên lập địa, có sự phối hợp hài hoà giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có sản lượng, tính ổn định và chức năng phòng hộ cao nhất, nhằm đáp ứng mục tiêu kinh doanh nhất định)
3.2 Thành phần của QXTVR và các đặc trưng cơ bản của lâm phần
3.2.1 Một số khái niệm
Quần thể cây gỗ: là tập hợp những cá thể cùng loài và cùng chung một dạng sống ưu thế
Quần xã cây gỗ: Được hiểu là tập hợp các quần thể các loài cùng chung sống với nhau trong 1 vùng lãnh thổ và giữa chúng có mối quan hệ qua lại lẫn nhau
3.2.2 Tổ thành
Tổ thành là chỉ tiêu cấu trúc cho ta biết tỉ lệ giữa các loài cây trong quần xã
Có thể xác định các loại rừng thông qua:
+ Rừng thuần loài: là rừng bao gồm 1 loài cây huặc khi khai thác trữ lượng 1 loài > 90%
+ Rừng hỗn loài : là những quần xã có từ 2 loài trở lên
+ Loài ưu thế sinh thái: là những loài có năng suất sinh khối >50%
+ Ưu hợp: là tỉ lệ các loài chiếm ưu thế trong quần xã
Điều tra Viết công thức tổ thành theo số loài cây: (biết về sinh thái)
Theo tiết diện ngang (Ý nghĩa về mặt kinh tế)
Theo thể tích thân cây Cách xác định hệ số tổ thành loài:
a = ∑ n ∑ 10
n
a : là hệ số tổ thành của một loài nào đó
n : Số cây của 1 loài cần tính hệ số
Tổng n : Tổng số cây của các loài trong ô tiêu chuẩn đã điều tra
Trang 10Những loài cây có hệ số tổ thành < 1 thực tế có số lượng không đáng kể Quy định :
-Dùng dấu hiệu dấu (+) để viết thay cho hệ số tổ thành của các loài có hệ số 0.6 – 0.9
-Dùng dấu hiệu dấu (-) để viết thay cho hệ số tổ thành của các loài có hệ số 0 5 trở xuống
Sự phân tầng mang tính tương đối có nhiều loài cây ở thời điểm cụ thể nó nằm ở tầng bất kỳ nào đó nhưng theo thời gian nó sẽ vươn lên tầng trên Người ta chia ra thành 3 tầng như sau:
+ Tầng cây cao: Ký hiệu là A, trong đó lại chia ra thành 3 tầng:
- Tầng A1 Gọi là tầng vượt tán (tầng nhô): Bao gồm những cây thường có chiều cao vượt khỏi tán rừng chính
Thí dụ: Những cây trong họ Dầu (Dipterocarpaceae) như Chò, Dầu rái,
Vên vên v.v
- Tầng A2 Gọi là tầng cây ưu thế sinh thái, Dây là tầng tạo ra sự khép tán liên tục theo chiều nằm ngang chiếm số lượng nhiều nhất trong rừng Nó là tầng quyết định đến đặc trưng của tiểu hoàn cảnh rừng
- Tầng A3 Gọi là tầng dưới tán, bao gồm những cây có thể chịu được bóng che của cây cao hoặc là những cây đang vươn lên tầng A2
+ Tầng cây bụi: Ký hiệu là B, bao gồm những cây không có thân chính rõ rệt, phân cành thấp, cành thường cong queo, các cành thường có độ lớn gần bằng nhau.hay các cây trong họ cau dừa nó góp phần bổ xung cho tiểu hoàn cảnh rừng ( tạo nên độ che phủ nhất đinh) và là nơi cư trú và cung cấp thức ăn cho động vật
+ Tầng cỏ quyết : Ký hiệu là C, bao gồm những cây thân thảo phần lớn là thực vật trong lớp 1 lá mầm và một số loài thực vật bậc thấp như dương xỉ, quyết Nó góp phần ngăn chặn dòng chảy hạn chế xói mòn rửa trôi và cung cấp thức ăn cho động vật, có nhiều lâm sản ngoài gỗ
Trang 113.2.4 Độ tàn che
Độ tàn che là một chỉ tiêu cấu trúc cho biết tỉ lệ che chiếu của tán rừng lên mặt phẳng nằm ngang
Ý nghĩa : cho chúng ta biết khả năng tận dụng không gian sống của cây rừng Người ta chia thành các cấp:
0.3- 0.4 Cấp I Thấp 0.5- 0.6 Cấp II Trung bình 0.6 – 0.8 Cấp III Cao
Độ đầy là chỉ tiêu nói nên sản lượng
3.2.6 Thực vật ngoại tầng
Là những thực vật có thể ở bất cứ tầng thứ nào trong rừng, Thực vật ngoại tầng gồm: Dây leo, thực vật phụ sinh, thực vật ký sinh Thường gặp nhiều loài cây trong các họ : Họ Phong Lan (Orchidaceae), họ Môn Ráy (Araceae ), họ Tằm gửi (Loranthaceae), họ Cọ Dừa ( Arecaceae), họ Nho ( Ampelidaceae), họ Na (Annonaceae),v.v Chúng cạnh tranh chất dinh dưỡng với cây cao và cây tái sinh
3.2.7 Động vật rừng
Động vật rừng bao gồm các lớp: Thú, chim, bò sát, ếch nhái., côn trùng, giun …mỗi loài cư trú ở một phạm vi không gian nhất định từ tầng cao của tán rừng đến tầng đất chứa rễ cây rừng
Mỗi loài động vật có một vai trò nhất định trong hệ sinh thái rừng + Là sinh vật tiêu thụ trong hệ sinh thái rừng
Trang 12+ Làm cho đất tơi xốp, thụ phấn cho hoa và phát tán hạt giống Ngoài
ra chúng cũng có nhiều tác hại như làm gãy đổ cây con, gây dịch hại …
4 Phân tích các quy luật sinh thái cơ bản và ứng dụng vào thực tiễn lâm nghiệp
4.1 Tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái
Sự tác động của các nhân tố sinh thái trên cơ thể sinh vật hay quần thể thực vật là sự tác động tổng hợp vì :
- Trong tự nhiên không có một nhân tố sinh thái nào tồn tại độc lập chúng luôn luôn phụ thuộc chi phối tác động lẫn nhau
- Trong tự nhiên không có 1 sinh vật nào chỉ cần 1 nhân tố sinh thái mà có thể tồn tại được
Ứng dụng: trong thực tiễn lâm nghiệp người ta phải hình thành nên hệ
thống các biện pháp kỹ thuật đảm bảo 2 yêu cầu:
+ Tổng hợp: Các kỹ thuật đơn lẻ giải quyết mâu thuẫn trực tiếp, giải quyết được mâu thuẫn này mâu thuẫn khác nổi nên lại áp dụng kỹ thuật đơn lẻ
+ Liên hoàn: Biện pháp kỹ thuật trước làm tiền đề cho biện pháp kỹ thuật sau phát huy tác dụng Những biện pháp kỹ thuật đơn lẻ trong hệ thống phải được xắp xếp theo một trật tự không thể đảo ngược
4.2 Quy luật về tính độc lập tương đối của các nhân tố sinh thái
Mặc dù sự tác động của các nhân tố sinh thái là sự tác động tổng hợp nhưng mỗi nhân tố sinh thái có vai trò riêng trong đời sống thực vật
Ví dụ : Không thể lấy nước để thay thế cho ánh sáng trong quang hợp của cây xanh
Các nhân tố sinh thái nếu có cùng chung 1 vai trò hay chức năng trong hoạt động sống của sinh vật thì chúng có thể bổ xung hay hỗ trợ cho nhau nhưng không thay thế được
Ví dụ : Quang hợp cần ánh sáng và CO 2
Sự thiếu hụt ánh sáng ở dưới tán rừng được bổ xung bằng lượng CO 2 cao nhưng nếu không có ánh sáng thì nồng độ CO 2 có cao cũng không thể thay thế được
Sự thay đổi các nhân tố sinh thái có thể làm biến đổi về số lượng và chất lượng QXSV theo nguyên tắc: Nếu nhân tố sinh thái biến đổi từ từ có quy luật thì dẫn tới sự thay đổi về mặt chất lượng của quần xã có nghĩa làm biến đổi tính di truyền của các loài trong quá khứ
Ví dụ: rừng khộp tây nguyên
Trang 13Ứng dụng: Thuần hóa các loài
Nếu các nhân tố sinh thái thay đổi đột ngột không theo quy luật thì sẽ làm thay đổi về mặt số lượng
Ứng dụng: Cải tạo rừng
4.3 Quy luật về các nhân tố chủ đạo
Trong toàn bộ đời sống sinh vật nói chung và QXTVR nói riêng có những giai đoạn sẽ có một nhân tố sinh thái hay một nhóm nhân tố sinh thái nổi nên chi phối quá trình sinh trưởng và phát triển của giai đoạn đó những nhân tố và nhóm nhân tố sinh thái này được gọi là nhân tố chủ đạo
Bản chất: nhân tố chủ đạo hay nhóm nhân tố chủ đạo phải là những nhân tố sinh thái tạo ra được những mâu thuẫn giữa đặc điểm di truyền của thực vật với nhóm hoàn cảnh sống tronh từng giai đoạn
Nhân tố chủ đạo hay nhóm nhân tố chủ đạo không cố định mà thường xuyên thay đổi do đó thường xuyên phải giải quyết mâu thuẫn
Ứng dụng: nó là cơ sở khoa học cho việc chọn thời điểm tác động các
biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp
Ví dụ: Ứng dụng trong tỉa thưa rừng Tỉa thưa rừng tạo ra không gian thích hợp cho cây rừng sinh trưởng và phát triển
5 Phân tích những yếu tố sinh lý và yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng tới sự
hì nh thành sinh khối và phát triển của một quần xã thực vật rừng, đề xuất cách thức để cải thiện năng suất và sự phát triển bền vững
Trong tự nhiên QXTVR luôn luôn quan hệ chặt chẽ với hoàn cảnh Mối quan hệ này luôn biến đổi theo không gian và thời gian
5.1 Quan hệ qua lại giữa một quần xã thực vật rừng và ánh sáng
5.1.1 Bức xạ mặt trời là nguồn sống của thực vật
- Hàng năm trái đất nhận 3.1020kcal từ mặt trời
- Trong quang phổ của ánh sáng trắng N=390-1200mNM
- Chỉ có tia sáng 420-720NM có tác dụng về mặt sinh lý (tia phục vụ cho quang hợp.)
- Tia đỏ và hồng ngoại xúc tiến sinh trưởng về chiều cao vì gián tiếp ảnh hưởng thoát hơi nước tia tử ngoại ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật
- Tia lam –chàm là tia sáng có tác dụng hình thành nên protein
Trang 145.1.2 Ý nghĩa sinh thái của ánh sáng
- Aùnh sáng là nhân tố sinh tồn: Thực vật thông qua quang hợp hình thành nên Hydratc
- Gián tiếp :
+ Aûnh hưởng đến chế độ nhiệt
+Aûnh hưởng tới hình thái cây thông qua quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật
+Aûnh hưởng đến quá trình hình thành tầng thứ của cấu trúc rừng
-Trong quá trình sống của thực vật, nhu cầu ánh sáng của thực vật không giống nhau hình thành nên tính chịu bóng của thực vật (là khả năng sống và phát triển bình thường của thực vật trong điều kiện bị che bóng)
-Trong sản xuất lâm nghiệp việc xác định tính chịu bóng của thực vật có
ý nghĩa thực tiễn lớn
-Người ta dựa vào tính chịu bóng của thực vật làm căn cứ lựa chọn cây trồng và lập địa thích hợp
-Đưa ra biện pháp xử lý thích hợp trong điều chỉnh cấu trúc của rừng -Ứng dụng trong trồng rừng
-Căn cứ phân loại cây
Để xác định được tính chịu bóng của thực vật dựa vào một số đặc trưng
cơ bản:
-Mật độ và độ kép tán của cây rừng
-Dựa vào hiện tượng tỉa cành tự nhiên của các loài trong quần xã
-Quan sát khả năng sống và sinh trưởng của các loài thực vật trong điều kiện bị che bóng
-Quan sát bề dày của vỏ: Chịu bóng vỏ mỏng, ưa sáng vỏ dày
-Quan sát tính chịu hạn
-Xác định trong phòng thí nghiệm
5.1.4 Aûnh hưởng của quần xã thực vật rừng tới ánh sáng:
Phân phối lại lượng ánh sáng chiếu tới từ mặt trời khi gặp bề dày tán rừng
- Quá trình phản xạ lại ánh sáng và không gian: Phản xạ nhiều hay ít Phụ thuộc vào loài cây:
Trang 15+ Kiểu rừng Lá kim
Lá rộng
+ Tuổi rừng rừng non
Rừng già + Độ khép tán, Tầng thứ
QXTVR hấp thu ánh sáng Quang hợp
TO Để duy trì cân bằng nhiệtvà xúc tiến thoát hơi nước
Hình thành các bộ phận ánh sáng lọt qua tán rừng: Không nhiều nhưng vai trò sinh trưởng lớn, nó cung cấp năng lượng cho thực vật tầng dưới (đốm, vệt sáng khác nhau) vì nó bị chi phối bởi diện tích các đốm sáng, thời gian tồn tại của đốm sáng, mật độ đốm sáng đó và nó bị chi phối bởi cấu trúc của rừng ( độ khép tán) và vị trí của mặt trời theo thời gian
- Đây là một trong những căn cứ quan trọng trong quá trình xúc tiến tái
sinh
- Thông qua quá trình điều chỉnh ánh sáng Xúc tiến quá trình phân giải
thảm mục
- Xác định: + Gián tiếp thông qua xác định tán che
+ Đo bằng máy(LUX)
5.1.5 Điều tiết ánh sáng để nâng cao sản lượng rừng trong sản xuất lâm
nghiệp
-Điều tiết cho quang hợp : tỉa thưa, tỉa cành, giàn che cho gieo ươm -Điều tiết tạo ra hình thái cây và tán: Taọ rừng giống và cây ăn qủa -Điều tiết ánh sáng thúc đẩy quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật (đặc biệt là quá trình ra hoa kết quả)
-Khi rừng ở giai đoạn trung niên hoặc gần già điều tiết ánh sáng hỗ trợ thúc dẩy cho quá trình tái sinh
5.2 Mối quan hệ giữa quần xã thực vật rừng nhiệt đới với nhiệt độ:
5.2.1 Ý nghĩa sinh thái của nhiệt độ:
- Nguồn nhiệt: Bức xạ nhiệt từ mặt trời địa nhiệt, phản ứng sinh hoá, phản xạ từ vật thể gần, sóng điện từ
- Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất:
+ Aûnh hưởng quang hợp
Trang 16+ Aûnh hưởng hô hấp
+ Aûnh hưởng đến enzim (hệ men)
+ Aûnh hưởng đến thoát hơi nước
+ Nhiệt dộ ảnh hưởng tới P thẩm thấu của tế bào đặc biệt là các tế bào lông hút trong hệ rễ
- Nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình tái sinh và dạng sống của thực vật + Tái sinh giúp ra hoa thụ phấn (nhiệt độ tăng nhiệt độ giảm đều ảnh hưởng đến nó), sự nảy nầm của hạt giống, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây mẹ và cây con
+ Dạng sống: Hình thành nen nhóm loài cây ngủ đông, tạo ra than ngầm dưới đất (măng)
- Nhiệt độ ảnh hưởng dến quá trình sinh trưởng và phát triển: các quy luật về vật hậu học sinh trưởng H/Dbi5 chi phối nhiệt độä rõ
Vùng nhiệt đới có loài cây ra hoa đồng loạt (giẻ ăn quả ) càfê
5.2.2 Cân bằng nhiệt ở trong rừng và nơi đất trồng:
Quần xã thực vật rừng ảnh hưởng theo mùa
5.2.3 Aûnh hưởng của nhiệt độ cực hạn và biện pháp phòng chống
Nhiệt độ vượt hoặc dưới giới hạn sống của thực vật:
-to CH cao: Là nhiệt độ vượt quá giới hạn trên
+Thúc dẩy quá trình thoát hơi nước thực vật bị mất nước làm cây héo và dài ra dẫn đến chết
+Làm cho cây bị bỏng các bộ phận non của cây
Giải thích: Cây nhiệt đới ẩm nên trồng nơi đất trống sẽ chết
+Làm tăng cường độ hô hấp dẫn tới rối loạn hô hấp làm cho hô hấp lớn hơn quang hợp cây không có tính lùn
+Khi nhiệt độ tăng các protein trong tế bào phân huỷ giải phóng ra NH3 gây độc làm cây bị tổn thương dẫn đến chết
Ở Việt Nam xuất hiện khi có gió Lào, ennilô
Làm cho nhiệt độ tăng, độ ẩm giảm tốc độ gió mạnh, ảnh hưởng tới sản xuất
-to CH thấp : Là to nằm dưới giới hạn tối thiểu
+Làm chậm các quá trình trao đổi chất: Quang hợp ,hô hấp, vận chuyển dinh dưỡng khoáng
+Làm cho nước ở tế bào bị đóng băng độ ầm tăng gây tổn thương cho tế bào
+Aûnh hưởng đến quá trình ra hoa và thụ phấn
Trang 17Ở Việt Nam xuất hiện vào mùa đông (núi cao) có tuyết và sương muối gây nguy hiểm cho gieo ươm có thể làm cây chết
-Biện pháp phòng tránh :
+Dự báo (T4 : 4 – T5 : 5 -T6 : trước khi có gió, trời ẩm có gió mạnh sau đó nắng nóng) gió Lào
+Trồng rừng hỗn loài trồng bàng rừng phòng hộ
+Bón phân và tưới nước
+Lập giàn che
+Hun khói
5.3 Mối quan hệ của quần xã thực vật rừng với nước
5.3.1 Ý nghĩa sinh thái của nước
-Nước là nhân tố của sinh tồn, nước là môi trường sống trước đây và hiện nay của sinh vật
-Nước với đặc tính vật lý có sức căng bề mặt lớn khi nước trong tế bào tạo ra cho tế bào và cơ thể có một tư thái ổn định
-Nước có trong C T ,T B trong CNS
-Nước tạo ra cơ chế trao đổi dinh dưỡng, khoáng thông qua hiện tượng hút nước của rễ cây Rễ hút nước dựa vào áp suất thẩm thấu, sự thoát hơi nước tạo ra quá trình di chuyển nước
-Nước ảnh hưởng tới quá trình nảy mầm của hạt giống, chi phối đến qúa trình sinh trưởng của thực vật
-Nước thông qua lượng mưa hàng năm, độ ẩm và nhiệt độ, tạo ra một phức hệ quyết định sự khác nhau của thảm thực vật
5.3.2 Nguồn nước của thực vật:
-Sương: “Giáng thuỷ theo chiều nằm ngang” Sương mù là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới tiểu khí hậu rừng góp phần quan trọng trong quá trình cân bằng nước trong quần xã thực vật
-Mưa: Là “giáng thuỷ theo chiều thẳng đứng” và là một trong những chu trình quan trọng nhất của tự nhiên (Đ T H nước, T H H nước) ảnh hưởng gián
Trang 18tiếp thông qua độ ẩm đất và độ ẩm không khí: tổng lượng mưa hàng năm Pm là trị số đo cụ thể Phân phối lượng mưa cực kỳ quan trọng
Pm=1800-2000T N-Do mưa tập trung một mùa dẫn đến rừng thưa(orenelforest)
P=2200-2400 D N –Do mưa đều hơn dẫn đến rừng rậm
-Mưa đá tuyết : Là loại giáng thuỷ khi hơi nước bị đóng băng, có lợi là nguồn nước cung cấp nước khi tuyết tan Hại là khi nổi dậy làm gẫy cành ngọn
5.3.3 Aûnh hưởng của quần xã thực vật rừng với nhân tố nước
Tạo ra quá trình trao đổi nước giữa quần xã thực vật rừng với khí quyển (hơi nước)
Hơi nước từ không khí xâm phạm vào cơ thể thực vật vả từ cơ thể thực vật trở lại không khí nó phụ thuộc vào áp suất hơi nước ở trong cơ thể thực vật
-Sự vận chuyển nước ở trong cơ thể thực vật phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất gơi nước trong cơ thể thực vật và áp suất hơi nước trong khí quyển và vận tốc của gió
-Quá trình thoát hơi nước ở thực vật là một hoạt động sinh lý quan trọng trong quá trình trao đổi nước thông qua cơ chế đóng mở khí khổng
-Bốc hơi vật lý bề mặt trong quần xã thực vật rừng phụ thuộc vào độ ẩm trung bình nhiệt độ và vận tốc gió
Tuần hoàn nước giữa cây rừng và đất: Là 1 một chu trình sinh địa hoá học Dinh dưỡng, khoáng hoà tan trong nước đưa vào cơ thể thực vật chính qua quá trình thoát hơi nước tạo ra cơ chế lưu thông cho sự vận chuyển này khi nước từ thực vật thoát ra không khí nó tiếp tục ngưng kết tạo ra các loại giáng thuỷ trả lại cho đất và tiếp tục hoà tan đưa vào thực vật
Vậy Tuần hoàn Dinh dưỡng, khoáng và thoát hơi nước có quan hệ chặt chẽ với nhau do đó có thể nói rằng nước là một nguyên tố giới hạn về phân bố và sinh trưởng của quần xã thực vật
5.3.4 Nhu cầu và yêu cầu về nước của thực vật
Nhu cầu: Nước của thực vật là lượng nước được tính bằng gam hay lít để thực vật có thể tạo ra một đơn vị sinh khối/1 đơn vị thời gian
Yêu cầu: Nước của thực vật là sự đòi hỏi của thực vật về độ ẩm của MTST(%)
Nhận xét:
Trang 19Những thực vật có nhu cầu và yêu cầu tăng là: thảm tươi dưới đáy rừng (họ Araceae)
Những thực vật có nhu cầu tăng và yêu cầu giảm là thực vật chịu hạn (Xương rồng)
Những thực vật có nhu cầu giảm, yêu cầu tăng là cây rừng ngập mặn Dựa vào điều này chia thực vật ra làm 3 nhóm :
-Chịu hạn -Trung sinh -Ưa ẩm
Ý nghĩa: Xác định chọn loại cây trồng trong điều kiện lập địa thích hợp
5.4 Mối quan hệ giữa quần xã thực vật với khơng khí và giĩ
- Thành phần:
Nitơ =(78%) Oxi =21%
CO2 = 0.03%
Khí thể khác -CO2: Là loại khí nhà kính có tác dụng duy trì chế độ to ở trên trái đất (100 năm lại đây nhiệt độ tăng 2oC )
+ Quang hợp
Chu trình C quan hệ với hô hấp O2 quang hợp, CO2 hô hấp
-O2 – Hô hấp O2 trên quy mô không thiếu Cục bộ thiếu nghiêm trọng -N2 -NO- 3, NH4+
-Khí gây ô nhiễm : Chất thải CN, SO2, H2S, dễ liên kết
-Bụi
5.4.2 Vai trò của quần xã thực vật rừng đối với không khí và gió
- Tạo ra cân bằng CO2 và O2
- Quần xã thực vật rừng hấp thụ hoà tan chất khí, bụi
5.4.3 Rừng và gió
Tác dụng:
- Gió lưu thông và điều hoà không khí và độ ẩm
- Thụ phấn hoa phát tán hạt giống
- Điều tiết quá trình thoát hơi nước, bốc hơi vật lý
Tác hại:
-Cây lệch tán dẫn đến ghỗ lệch kim
