GIÁO TRÌNH THỦY SINH VẬT HỌC PHẦN 1

GIÁO TRÌNH THỦY SINH VẬT HỌC PHẦN 1

http://www.ebook.edu.vn 1 Thuỷ sinh vật học Giáo trình Thuỷ sinh vật h c dùng cho học sinh Trung cấp kỹ thuật ngnh Nuôi trồng thuỷ sản. Nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức cơ bản về sinh thái học thuỷ vực v phân loại thuỷ sinh vật. Trên cơ sở đó, học sinh sẽ vận dụng các kiến thức đã học vo sản xuất Nuôi trồng tnuỷ sản , công tác điều tra thu hoạch vực nớc để góp phần phát triển Nuôi trồng v bảo vệ nguồn lợi Thuỷ sản. http://www.ebook.edu.vn 2 Phần 1 : Sinh thái học Thuỷ vực Bài mở đầu I. Một số khái niệm cơ bản trong Sinh Thái Học 1. Khái niệm sinh thái học thuỷ vực: Sinh thái học thuỷ vực là một bộ phận của sinh thái học nói chung lấy đối tợng nghiên cứu là mối quan hệ của thuỷ sinh vật với môi trờng nớc, nơi diễn ra các hoạt động sống của thuỷ sinh vật ở các mức độ sống khác nhau, từ cá thể đến quần thể, quần xã và hệ sinh thái . Những mối quan hệ tơng tác giữa các sinh vật với nhau và với môi trờng tạo nên các chu trình vật chất và sự chuyển hoá năng lợng, từ đó hình thành nên nguồn lợi sinh vật mà con ngời có thể khai thác và sử dụng. Về phía mình, chu trình chuyển hoá vật chất và sự chuyển hoá năng lợng trong thuỷ quyển nói riêng hay trong sinh quyển nói chung lại đảm bảo cho sự thống nhất hoạt động của các thành viên cáu trúc nên hệ và giữa các hệ thống với nhau tạo nên những chỉnh thể thiên nhiên thuộc các kích cỡ lớn nhỏ khác nhau, tồn tại một cách ổn định. 2. Những khái niệm và nguyên tắc sinh thái cơ bản 2.1. Khái niệm : Trong sinh thái học ngời ta đã đa ra những khái niêm sau: Ngoại cảnh, môi trờng, các yếu tố môi trờng Chúng ta sẽ xem xét một số những khái niệm đó: a/ Ngoại cảnh: Ngoại cảnh hay thế giới bên ngoài là thiên nhiên, con ngời và kết quả hoạt động của con ngời. Ngoại cảnh tồn tại một cách khách quan nh trời mây, non nớc, thành quách, lăng tẩm, biển, hồ, sông, suối b/ Môi trờng: Là một phần của ngoại cảnh bao gồm những thực thể và hiện tợng của tự nhiên mà ở đó có cơ thể, quần thể, loài có liên quan một cách trực tiếp và gián tiếp bằng các phản ứng thích nghi của mình. Từ định nghĩa này ta có thể phân biệt đợc đâu là môi trờng của loài này mà không phải là môi trờng của loài khác. Thí dụ lớp nớc mặt là môi trờng sống của sinh vật phù du (Plankton) song lại không phải là môi trờng sống của sinh vật đáy sâu hàng nghìn mét. c/ Các yếu tố môi trờng và các yếu tố sinh thái: Các yếu tố môi trờng là các thực thể và những hiện tợng riêng lẻ của tự nhiên, của thế giới sống, bao gồm cả con ng ời và hoạt động sống của nó mà sinh vật chịu ảnh hởng trực tiếp hay gián tiếp nh nhiệt độ ánh sáng, độ mặn, thức ăn Những yếu tố này tác động lên sinh vật gọi là các yếu tố sinh thái. Mỗi yếu tố có nguồn gốc, bản sắc riêng và khi tác động lên sinh vật chúng tạo nên những hậu quả riêng và sự thích nghi riêng của sinh vật. Các yếu tố môi trờng tuỳ theo nguồn gốc và ảnh hởng tác động của chúng lên đời sống sinh vật mà chúng đợc phân chia thành mấy loại sau: - Các yếu tố vô sinh nh : Các muối dinh dỡng, nớc, ánh sáng, nhiệt độ - Các yếu tố hữu sinh nh : Vật kí sinh, vật dữ, thức ăn, mần bệnhCác yếu tố hữu sinh bao gồm cả con ngời và tác động của con ngời. 2.2. Quy luật tác động của các nhân tố sinh thái. Các yếu tố môi trờng tác dộng lên đời sống của cá thể, quần thể, quần xãkhông phải đơn lẻ mà là một tổ hợp, đồng thời tức là các cá thể, quần thể, loàicùng một lúc phải phản ứng lại với tác động tổ hợp của các yếu tố môi trờng. Mỗi yếu tố môi trờng khi tác động lên đời sống của sinh vật đợc thể hiện trên mấy khía cạnh sau: http://www.ebook.edu.vn 3 - Bản chất của yếu tố đó, thí dụ nhiệt độ là nóng lạnh, độ mặn là cao hay thấp - Cờng độ hay liều lợng tác động( cao thấp, nhiều hay ít) - Độ dài của tác động (thời gian dài ngắn) - Phơng thức tác động : Tác động liên tục hay đứt đoạn, chu kì tác động (mau hay tha) Do vậy, sự phản ứng của sinh vật đối với các tác động của một yếu tố hay tổ hợp các yếu tố cũng rất đa dạng song rất chính xác và có hiệu quả tới mức kì diệu. Trong sinh thái học liên quan tới tác động của các yếu tố môi trờng xuất hiện hai định luật cơ bản: Định luật tối thiểu và định luật chống chịu. - Định luật tối thiểu của Liebig phát biểu rằng: Đời sống của sinh vật với mỗi nhân tố (nhất là các nguyên tố hoá học) đòi hỏi phải có một lợng tối thiểu mới tồn tại đợc. Lợng này gọi là thêm(định luật này chỉ ứng dụng trong trạng thái ổn định). - Định luật chống chịu của Shelford: Những yếu tố sinh thái không chỉ là một lợng tối thiểu nh trờng hợp của định luật Liebig đã nêu trên mà cả trong trờng hợp quá thừa nh các yếu tố nhiệt độ, độ ẩmDo đó sinh vật còn đợc đặc trng bởi những giá trị sinh thái tối thiểu và tối đa của yếu tố môi trờng. Biên độ giữa hai giá trị đó mà sinh vật thích nghi đợc gọi là giới hạn sinh thái của sinh vật. Khái niệm về giới hạn sinh thái đợc gọi là định luật chống chịu của Shelford. Trong giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một yếu tố nào đó bao gồm các điểm giới hạn: Giới hạn dới (tối thiểu - minimum) và giới hạn trên (tối đa- maximum) và một khoảng cực thuận (optimum) là điểm mà ở đấy sinh vật sống bình thờng nhng mức tiêu phí năng l ợng thấp nhất. Hai khoảng ở hai phía của cực thuận là các khoảng chống chịu.Thí dụ các loài thuỷ sinh vật thờng sống ở giá trị pH từ 6,5 đến 8,5. Nếu một sinh vật có trị số sinh thái lớn đối với yếu tố nào đó ta nói sinh vật đó rộngvới yếu tố đó thí dụ rộng nhiệt, rộng muối, còn nếu sinh vật có trị số sinh thái thấp thì ta nói sinh vật đó hẹp nh hẹp nhiệt, hẹp muối. một sinh vật có trị số sinh thái rộng đối với nhiều yếu tố môi trờng thờng có vùng phân bố rộng, trở thành loài phân bố toàn cầu. Một sinh vật có thể có trị sinh thái rộng đối với yếu tố này nhng lại hẹp với các yếu tố khác thì loài đó sẽ có vùng phân bố hạn chế. Khi một yếu tố này trở nên kém cực thuận đối với đời sống thì giới hạn chống chịu đối với các yếu tố khác cũng bị thu hẹp, chặng hạn nếu hàm lợng muối nitơ thấp, thực vật đòi hỏi lợng nớc cho sinh trởng bình thờng sẽ cao hơn so với ở hàm lợng nitơ cao. Trong thiên nhiên khi sinh vật rơi vào điều kiện sống không phù hợp với vùng tối u thì một yếu tố (hay một nhóm yếu tố) khác trở nên quan trọng và đóng vai trò thay thế. Khi cơ thể sinh vật thay đổi trạng thái sinh lí của mình (mang thai, sinh sản, bệnh tật) và những cơ thể ở giai đoạn phát triển sớm (trứng, ấu trùng, con non ) thì nhiều yéu tố của môi trờng trở thành yếu tố giới hạn. Đối với mỗi cơ thể mỗi hoạt động chức năng cũng có những giới hạn sinh thái xác định. Sinh sản là thời điểm có sức chống chịu kém nhất so với các hoạt động khác , còn hô hấp có giới hạn sinh thái rộng nhất. http://www.ebook.edu.vn 4 II. Đối tợng nhiệm vụ môn học: 1. Đối tợng môn học. Đối tợng nghiên cứu của thuỷ sinh học có thể coi là các thuỷ sinh vật (thực vật, động vật, vi khuẩn, nấm) và các quá trình sinh học trong thuỷ vực. Thuỷ sinh học chủ yếu nghiên cứu về mặt sinh thái học cá thể, quần thể, quần loại của sinh vật ở nớc. Các dạng tổ chức trên cá thể của vật sống, các đặc điểm cấu trúc, chức phận và vị trí của chúng trong quá trình chuyển hoá vật chất và năng lợng trong tự nhiên, đặc tính mối quan hệ qua lại của chúng với môi trờng sống Môn học còn giới thiệu phần phân loại, các đặc diểm sinh học, sinh thái học của một số đối tợng thờng gặp chủ yếu trong các nhóm: Thực vật bc thp (Thallophytes ), Thực vật bậc cao (Kormophytes), ộng vật nổi (Zooplankton), ộng vật đáy (Zoobenthos). Các đối tợng đợc đợc giới thiệu trong giáo trình này là những giống loài có giá trị làm thức ăn cho tôm cá hoặc các động vật thuỷ sinh khác, hoặc chúng là các đối tợng nuôi trồng, khai thác trong ngành thuỷ sản cũng nh các sinh vật gây hại cho các đối tợng kinh tế trong nghề nuôi trồng thuỷ sản. 2. Nhiệm vụ môn học: Nhiệm vụ tổng quát của thuỷ sinh học là tìm hiểu và trên cơ sở đó điều khiển hoạt động sống của thuỷ sinh vật và các quá trình sinh học trong thuỷ vực, làm sao cho con ngời có thể sử dụng đợc một cách có lợi nhất các nguồn lợi của thuỷ vực trớc hết là nguồn lợi sinh vật. Để thực hiện nhiệm vụ này, thuỷ sinh học phải cung cấp các dẫn liệu làm cơ sở cho việc khai thác hợp lí nguồn lợi sinh vật các thuỷ vực để có thể đề ra các biện pháp bảo vệ và chủ động tái tạo lại khu hệ thuỷ sinh vật và môi trờng sống của chúng theo hớng có lợi nhất, nhằm tăng cờng khai thác chúng, thoả mãn nhu cầu về đời sống và sản xuất ngày càng lớn của con ngời. II. Phơng pháp và kỹ thuật điều tra Thuỷ sinh vật. Giới thiệu các bớc cơ bản trong việc điều tra thu mẫu Sinh vật phù du Plankton và Động vật đáy Zoobenthos trong các thuỷ vực tự nhiên và những thuỷ vực Nuôi trồng thuỷ sản. 1. M ục đích của việc điều tra cơ bản vực nớc: Việc điều tra cơ bản vực nớc với nhiều nội dung tuỳ theo mục đích, yêu cầu và kinh phí của công việc. Công tác điều tra sinh vật nớc là một trong những nội dung của việc điều tra cơ bản vực nớc với các bớc và kỹ thuật thu, phân tích mẫu khác nhau tuỳ theo nhóm sinh vật, loại hình, qui mô của thủy vực và các yêu cầu của công tác điều tra nghiên cứu. 2. Kỹ thuật thu mẫu sinh vật phù du Plankton và động vật đáy Zoobenthos: Do sinh vật nớc gồm nhiều nhóm thực vật, động vật ở nhiều bậc phân loại khác nhau nên khó có một phơng pháp nghiên cứu chung cho tất cả nhóm. Ngời ta chia chúng ra làm các nhóm lớn ( Nhóm sinh vật sống trôi, sinh vật phù du, sinh vật tự bơi, sinh vật đáy), trong đó các nhóm Sinh vật phù du Plankton và nhóm động vật đáy Zoobenthos thờng đợc nghiên cứ nhiều vì vai trò và giá trị kinh tế của chúng đối với ngành nuôi trồng thuỷ sản. Trong giáo trình này cũng chỉ giới thiệu kỹ thuật thu mẫu sinh vật phù du và động vật đáy trong các thuỷ vực tự nhiên cũng nh các thuỷ vực có nuôi trồng thuỷ sản. a/ Kỹ thuật thu mẫu sinh vật phù du ( thực vật nổi, động vật nổi) - Thời gian thu mẫu: Mặc dù có thể thu bất cứ thời gian nào trong ngày, nhng để có số liệu tin cậy, sử dụng trong nghiên cứu nên ngời ta thờng thu trong cùng một http://www.ebook.edu.vn 5 khoảng thời gian ở tất cả các đợt thu mẫu. Thờng thu mẫu sinh vật nổi vào buổi sáng khi ánh sáng mặt trời không chiếu gay gắt. - Địa điểm thu mẫu : Tuỳ mục đích yêu cầu và kinh phí của việc điều tra thu mẫu mà ngời ta chọn địa điểm và định ra số điểm thu mẫu. ở các khu vực điều tra có diện tích lớn thì phải dựa vào bản đồ địa phơng (có tỉ lệ lớn). Tuỳ điều kiện địa hình cụ thể mà phân ra các mặt cắt và trên các mặt cắt cụ thể sẽ định ra các điểm thu mẫu. Thí dụ ở các thuỷ vực nhỏ nh ao, ruộngta định ra các điểm đại diện chung cho toàn thuỷ vực đó là 5 điểm thu mẫu (4 điểm ở 4 góc và một điểm ở giữa). Các thuỷ vực sâu nh biển, hồ lớn thì tại mỗi điểm thu ta thu mẫu ở nhiều tầng nớc tuỳ theo độ sâu của thuỷ vực. - Dụng cụ và hoá chất : + Dụng cụ: Dụng cụ để thu mẫu sinh vật phù du phổ biến là dùng lới vớt thực vật nổi ( No = 40 Micromet ), lới vớt động vật nổi ( No = 60 - 80 Micromet hoặc lớn hơn). Lới vớt này có thể sử dụng cho cả mẫu thu định tính và thu định lợng. Ngời ta còn sử dụng các loại lới vớt định lợng khi thu mẫu định lợng. Nguyên tắc chung của lới vớt định lợng là phải tính toán đợc kích thớc của lới để biết đợc thể tích nớc thu hay có thể suy ra lợng nớc chảy qua lới trong thời gian thu mẫu. Ngoài lới vớt, còn sử dụng các dụng cụ khác nh bình lắng, Batomet, máy li tâm, các chai thuỷ tinh nút mài hay các chai bằng chất dẻo loại 100 hay 125ml để đựng mẫu. + Hoá chất : Phổ biến là dùng Foormol nồng độ 2- 4% để cố định mẫu. - Cách thu mẫu : + Mẫu định tính ( Để xác định thành phần giống loài): Dùng lới vớt, thu mẫu tại địa điểm đã xác định. Tuỳ điều kiện và các loại hình thuỷ vực khác nhau mà cách thu mẫu có khác nhau, nói chung là thu đợc càng nhiều càng tốt. Các mẫu đã thu xong đợc đựng trong các chai thuỷ tinh bằng nút mài hay chất dẻo. Mẫu đợc cố định bằng Foormol để bảo quản mẫu. Ghi nhãn với các thông tin chủ yếu nh thời gian, địa điểm thu mẫu, loại mẫu (định tính hay định lợng). + Mẫu định lợng( Mẫu thu để xác định sinh vật lợng của thuỷ vực điều tra nghiên cứu) : Có 2 phơng pháp là phơng pháp thu mẫu lắng và lọc Phơng pháp lắng: (thờng đợc sử dụng khi thu mẫu định lợng thực vật nổi), sử dụng dùng bình 1lit (hoặc ống đong hay các dụng cụ đã định sẵn thể tích), thu mẫu nớc trong thuỷ vực tại điểm thu, sau đó cố định mẫu bằng Foormol 2 4 % . Để mẫu lắng 24h. Sau đó mẫu đợc phân tích trong phòng thí nghiệm. Phơng pháp lọc: Dùng các dụng cụ đã đợc xác định chính xác thể tích, có thể sử dụng các loại: Thùng, xô, ống đongđong chính xác đúng số lợng mầu nớc bằng các dụng cụ trên, đem lọc mẫu nớc qua lới vớt (thực vật hay động vât). Phần nớc sẽ ra ngoài còn phần mẫu thu đợc ở cốc đong dới phần đáy của lới vớt. Thu phần mẫu, sau đó mang về phòng thí nghiệm để phân tích (lu ý cố định các mẫu bằng Foormol 2 4 %). - Phân tích mẫu: Công tác phân tích mẫu đợc thực hiện trong phòng thí nghiệm + Mẫu định tính: Xác định thành phần loài dựa vào các tài liệu phân loại với những nguyên tắc và phơng pháp phân loại thích hợp với từng nhóm. + Mẫu định lợng : Nhằm tìm hiểu dặc tính số lợng của đối tợng nghiên cứu. Phơng pháp thờng dùng là tính số lợng cá thể, hay khối lợng (khô hoặc t ơi) trên một dơn vị thể tích rồi từ đó suy ra số lợng hay khối lợng toàn thuỷ vực (Đối với http://www.ebook.edu.vn 6 thực vật nổi là số tế bào/l; Động vật nổi là số cá thể/l hay m 3 hoặc mg (g)/ l, m 3 ). Trong trờng hợp phân tích sơ bộ ngời ta thờng dùng các khái niệm: Độ gặp: Nhiều hay ít số cá thể của một loài trong một mẫu thu đợc, chỉ số này quy định tuỳ từng tác giả theo một thang bậc có tính chất quy ớc nh : Không gặp, ít gặp, gặp nhiều, gặp rất nhiều Tần số gặp là số lợng mẫu có loài sinh vật nghiên cứu trên tổng số mẫu đã thu thập. Đối với mẫu định lợng thực vật nổi (Phytoplankton) thờng dùng phổ biến là buồng đếm hồng cầu để đếm mẫu. Đối với động vật nổi (Zooplankton) ngời ta thờng dùng Buồng đếm động vật nổi với nhiều loại khác nhau để đếm mẫu. b/ Nhóm Động vật đáy Zoobenthos : - Thời gian nghiên cứu, địa điểm thu mẫucũng giống nh cách thu mẫu Sinh vật nổi. - Dụng cụ thu, tuỳ đối tợng, nơi phân bố ta có thể sử dụng cào, vợt, dao đào, nậy Thông thờng để thu mẫu định lợng động vật đáy sống tự do trên và trong nền đáy thuỷ vực ngời ta dùng gàu đáy để thu. Số lợng gàu thu cũng tuỳ loại hình thuỷ vực và đặc tính phân bố của các nhóm động vật đáy. Thí dụ khi thu mẫu trong các ao vừa và nhỏ ta thu tại 4 góc ao và giữa ao mỗi điểm 1 -2 gàu hay nhiều hơn (tuỳ theo đặc tính phân bố của nhóm động vật đáy ở đây cũng nh thời gian, khả năng và kinh phí cho phép). Cách phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm cũng giống nhóm sinh vật phù du . Ta phân tích định tính để biết thành phần giống loài trong các thuỷ vực nghiên cứu. Mầu định lợng từ số lợng gàu thu ta tính ra đợc số lợng cá thể/m 2 và khối lơng g/m 2 . Chơng I : Môi trờng của Thuỷ sinh vật I. Môi trờng tự nhiên 1. Nớc trong thiên nhiên và giá trị của nớc: 1.1. Nớc trong thiên nhiên : Nớc đóng vai trò rất quan trọng trong sinh giớí và con ngời. Điều khẳng định rằng trong cơ thể sinh vật chứa 75 90% là nớc. Nơi nào có nớc thì nơi đó có sự sống và ngợc lại, nơi nào thiếu nớc, nơi đó sự sống trở nên nghèo nàn. Nớc là một thể lỏng không màu, không mùi, không vị. Dới áp xuất thờng nơc sôi ở 100 0 C. Một Centimet khối nớc có khôi lợng là một gam. Nớc là dung môi của nhiều chất. Nớc tồn tại dới 3 dạng: Thể lỏng, thể rắn và thể hơi. Sự chuyển dạng của nớc nhờ vào nhiệt độ của môi trờng và đặc tính vật lí của nớc. Nớc trên trái đất dới dạng các thuỷ vực nh: Ao hồ, sông suốis trong đất và trong các đại dơng. Nớc trong đại dơng chiếm một thể tích hơn 1370 triệu km 3 và trải trên diện tích 71% bề mặt hành tinh, đóng vai trò chủ chốt trong cân bằng nhiệt ẩm trên phạm vi toàn cầu. 1.2. Giá trị của nớc : Nớc là một trong thành phần sống của tế bào. Ngời ta đã tính rằng, cứ tạo nên 1 tấn tế bào sống cần tới 10 tấn nớc. Trong cơ thể con ngời, khi lợng nớc mất quá 15% trọng lợng cơ thể, cơ thể sẽ ngừng mọi quá trình trao đổi chất và đơng nhiên không tránh khỏi sự diệt vong. http://www.ebook.edu.vn 7 Trong nông nghiệp, nhu cầu nớc của cây trồng rất lớn. Toàn bộ diện tích gieo trồng trên toàn thế giới cần tới 180 tỉ m 3 nớc mỗi năm. Do vậy nhu cầu về nớc của con ngời ngày một cao. Nhân loại đạt tới mức 6 tỉ ngời thì mức nớc tiêu thụ là 2500m 3 /ngời/năm thì tổng lợng nơc sẽ lên tới 1500k 3 /năm. Hiện nay nhiều vùng thừa nớc, nhiều vùng thiếu nớc, thậm chí có nơi số lợng nớc thừa nhng do nớc bị nhiễm bẩn nên nớc cũng trở nên khan hiếm một cách trầm trọng. 2. Đặc tính của môi trờng nớc thuận lợi cho sự sống : Nớc có nhiều đặc tính quí giá đối với đời sống của sinh vật nói riêng hay cả sinh quyển và hành tinh nói chung. Nh chúng ta đã biết cuộc sống trên trái đất phụ thuộc vào nớc. Trong tế bào sống 70 90 % là nớc và mọi phản ứng hoá học đặc trng cho đời sống sinh vật đều xảy ra trong môi trờng nớc. So với các chất lỏng khác, nớc có nhiều đặc tính lí hoá cơ hợc thuận lợi cho đời sống và sự phát triển của các sinh vật sống trong đó. Đó là các đặc tính: a/ Khối lợng riêng cao, độ dẫn nhớt thấp: ở 4 0 C nớc tinh khiết có khối lợng riêng là 1g/cm 3 . Trong thiên nhiên do có thêm các chất hoà tan nên khối lợng riêng của nớc có thể lên tới 1,347g/cm 3 . Độ nhớt của nớc thấp so với nhiều chất lỏng khác. ở 10 0 C là 1,31 đơn vị trong khi đó độ nhớt của glycerin 3950 đơn vị. Khối lợng riêng cao, độ nhớt thấp ảnh hởng quan trọng tới sự di động của thuỷ sinh vật trong môi trờng nớc. Sức năng đỡ sẽ lớn làm vật dễ nổi, sức cản nhỏ, vật sẽ bơi nhanh và tốn ít sức. b/ Khối lợng nớc luôn luôn chuyển động: Do nhiều nguyên nhân khối nớc trong thuỷ vực luôn luôn chuyển động (kể cả trong thuỷ vực nớc tĩnh). Nớc chyển động giúp cho sự di chuyển của thuỷ sinh vật, cung cấp O 2 và thức ăn, phân tán chất thải, điều hoà nhiệt độ, độ mặn, khí hoà tan trong nớc. c/ Nhiệt riêng cao, độ dẫn nhiệt kém: Nhiệt riêng (hay dung nhiệt) của nớc bằng 1, alcol bằng 0,5. Nhiệt riêng của băng thấp (0,5 calo/g/ 0 C), do vậy lợng nhiệt cần để biến đổi băng thành nớc rất lớn, giá trị đó bằng 79,72 calo/g và ngợc lại khi nớc biến đổi thành băng thì lại toả ra một nhiệt lợng tơng tự. Khi nớc bốc hơi, lợng nhiệt cần thiết để phá huỷ các liên kết Hydro của các phân tử nớc là 540 calo/g. Do những đặc tính này mà nguồn năng lợng cần thiết để tan băng vào mùa xuân và nguồn năng lợng đợc thải ra khi nớc đóng băng trong mùa đông cũng rất lớn. Đặc tính này rất quan trọng đối với thuỷ vực xứ lạnh. Khi lớp nớc trên bề mặt thuỷ vực bị đóng băng, nhiệt toả ra giữ cho lớp nớc bên dới không đóng băng đợc, đảm bảo hoạt động sống liên tục của thuỷ sinh vật trong thuỷ vực. Còn khi nớc bốc hơi , do lợng nhiệt cần thiết cũng khá lớn (540 calo/g). Lợng nhiệt này làm giảm đi nhiệt độ của khối nớc xung quanh một cách đáng kể. Đặc điểm này rất quan trọng ở các thuỷ vực trong xứ nóng. Khi nớc trên bề mặt bị bốc hơi dới ánh nắng mặt trời, do độ thu nhiệt lớn của nớc nên nó giữ cho nớc trong thuỷ vực không quá nóng làm ảnh hởng xấu tới đời sống của thuỷ sinh vật. Nhiệt riêng cao của nớc đóng vai trò trong việc duy trì sự ổn định trong môi trờng nớc. Sự dao động nhiệt của nớc xảy ra rất từ từ vì vậy những cực trị về nhiệt độ nớc theo mùa và theo ngày đêm đều nhỏ hơn nhiều so với môi trờng trên cạn. Nhiệt riêng cao của nớc có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh quyển, nó http://www.ebook.edu.vn 8 nh chất đệm đối với sự dao động nhiệt, đủ khả năng cải thiện điều kiện khí hậu của một vùng đất nằm kề các vực nớc lớn. Hơn nữa sinh vật sống trong nớc là những loài hẹp nhiệt so với những loài sống trên cạn. Tốc độ lạnh đi hay nóng lên của khối nớc bao giờ cũng chậm hơn so với môi trờng trên cạn, do đó mùa thuỷ văn bao giờ cũng chậm hơn so với mùa khí hậu. Độ dẫn nhiệt của nớc kém so với nhiều kim loại tuy rằng so với nhiều chất lỏng khác thì khá lớn. Đặc điểm này cùng với đặc điểm nhiệt riêng cao làm cho khối nớc trong thuỷ vực hút nhiều nhiệt, giữ nhiệt, đảm bảo điều kiện nhiệt độ ôn hoà cho thuỷ sinh vật. d/ Độ hoà tan lớn: Nớc là dung môi hoà tan đợc một số lớn hợp chất vô cơ và hữu cơ, các chất khí. Khả năng hoà tan và điện li lớn của nớc đã làm cho môi trờng nớc trở thành môi trờng dinh dỡng cung cấp các muối dinh dỡng và các chất khí cho thuỷ vực đồng thời phân tán dễ dàng các chất do chúng thải ra, đảm bảo đời sống bình thờng trong thuỷ vực. e/ Nớc có độ dẫn điện và truyền âm cao: độ dẫn điện cao hơn nhiều chất lỏng khác chỉ kém kim loại. Nớc có khả năng truyền âm rất tốt so với không khí.Âm thanh đi vào nớc ít bị hấp thụ và truyền đi rất xa. Những đặc tính này đóng vai trò quan trọng trong đời sống của thuỷ sinh vật. g/ Sức căng bề mặt lớn: Nớc cất có sức căng bề mặt (màng ngăn cách giữa nớc và không khí) lớn hơn nhiều so với nhiều chất lỏng khác (trừ thuỷ ngân). Sức căng bề mặt giảm khi nhiệt độ nớc tăng lên và tăng lên đôi chút khi có muối hoà tan. Màng nớc là nơi sống rất đặc trng cho các sinh vật sống trên hay dới màng nớc. II. Một số yếu tố sinh thái chính trong môi trờng nớc 1. Nhiệt độ : 1.1. Nguồn nhiệt trong môi trờng n ớc : Nguồn nhiệt lớn nhất mà hành tinh chúng ta nhận đợc là từ mặt trời do các tia sáng có bớc sóng dài nh các tia hồng ngoại, đỏ, da cam. Khoảng nhiệt tồn tại trên hành tinh là 1 000 0 C song sự sống chỉ có mặt ở dảy nhiệt độ từ - 200 0 C đến 100 0 C. đa số các sinh vật chỉ sống trong giới hạn hẹp của nhiệt độ, khoảng từ 0 0 C đến 50 0 C tuy nhiên một số vi khuẩn và tảo sống trong các suối nớc nóng chụ đựng đợc nhiệt độ tới 80 0 C và 88 0 C. Một vài loài côn trùng và cá bống sống đợc trong suối nớc nóng nhiệt độ tới 52 0 C. Nhiệt độ nớc thờng thấp hơn nhiệt độ không khí và ổn định hơn, do đó đa số các loài thuỷ sinh vật đều là những loài hẹp nhiệt so với các loài sống trên cạn. đại bộ phận các loài thuỷ sinh vật là những loài biến nhiệt (trừ các loài chim, thú sống trong nớc). Do đặc điểm này mà mọi quá trình sinh trởng, phát triển, sinh sản của chúng đều phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trờng nớc và có những giới hạn nhiệt độ rất đặc trng. 1.2. Biến động nhiệt độ trong môi trờng nớc : Nhiệt độ phân bố trong các vực nớc trên hành tinh rất khác nhau do nhiều nguyên nhân nh các yếu tố về địa lí (phân bố theo vĩ độ), khí hậu (ngày đêm, mùa trong năm), do sự truyền nhiệt của nớc kém (giữa các lớp nớc mặt và đáy, các chu kì xáo trộn của các khối nớc mỗi thời điểm ) mà có sự phân bố rất đặc trng của các oài sinh vật nh loài a lạnh, loài a ấm, loài rộng nhiệt. a/ Sự biến đổi của nhiệt dộ nớc trong môi trờng theo vĩ độ : http://www.ebook.edu.vn 9 Do sự hâm nóng của lớp nớc tầng mặt khác nhau mà đại dơng đợc phân thành 5 vùng khí hậu. - Vùng nhiệt đới (bao gồm cả nhiệt đới xích đạo và cận nhiệt đới) nằm trong khoảng 40 0 Bắc và Nam, nhiệt độ trung bình năm của vùng này là 26 -27 0 C. - Vùng cận cực (Bắc và nam) Giới hạn phía bắc của vùng nằm ở khoảng 60 0 Bắc, đợc xác định bởi sự có mặt của băng trong mùa hè, nhiệt độ trung bình đạt 8 - 10 0 C. Giới hạn phía nam của vùng nằm ở khoảng 50 60 0 Nam, nhiệt độ trung bình 7 -8 0 C. Vùng cực (Bắc và Nam) có nhiệt độ trung bình của nớc là 0 0 C hoặc thấp hơn. b/ Nhiệt độ biến đổi theo mùa vụ : Biến đổi nhiệt độ theo mùa vụ phụ thuộc vào từng loại thuỷ vực, từng vùng địa lí khác nhau, độ cao so với mực nớc biển và các lớp nớc sâu khác nhau trong thuỷ vực mà qui luật biến đổi nhiệt độ theo mùa cũng khác nhau. Nhiệt độ nớc ở bề mặt đại dơng vùng nhiệt đới có biên độ nhiệt độ dao động theo mùa chỉ trong khoảng 3 - 4 0 C. Vùng cận cực trong khoảng 8 12 0 C, còn vùng cực không quá 2 3 0 C. ở các biển nhỏ ven bờ, dao động nớc ở tầng mặt theo mùa lớn hơn ví dụ ở Vịnh bắc bộ, do nớc trong vịnh nông, nhiệt độ nớc ở tầng mặt dao động trong khoảng 32 0 C (mùa hè) và 16 0 C (mùa đông). Việc biến đổi nhiệt độ nớc theo mùa ở biển và đại dơng chỉ thấy rõ ở tầng nớc mặt (bề dày 400 - 500m). ở các tầng nớc sâu, nhiệt độ hầu nh không biến đổi. Các thuỷ vực nội địa, qui luật biến đổi nhiệt độ nớc theo mùa vụ phức tạp hơn. Các thuỷ vực ôn đới có chế độ nớc bề mặt dao động trong khoảng 0 25 0 C. ở các thuỷ vực nhiệt đới, nớc bề mặt có nhiệt độ dao động trong khoảng 20 35 0 C. Các ruộng cấy lúa vùng nhiệt đới nhiệt độ nớc có thể lên đến 40 0 C. Biên độ thay đổi này, ở các hồ lớn, các hồ vùng cao và các thuỷ vực vùng cận nhiệt đới theo hớng giảm thấp đi. Các thuỷ vực nông nh ao, ruộng lúa nớc biến đổi nhiệt độ nớc theo mùa phụ thuộc vào biến đổi nhiệt độ không khí theo mùa. c/ Nhiệt độ biến đổi theo độ sâu : Biến đổi nhiệt độ nớc theo độ sâu chỉ thấy rõ ở các thuỷ vực tơng đối sâu và trong các thuỷ vực này cũng thấy rõ nhất ở tầng nớc mặt còn tầng nớc sâu không thấy rõ. Do biến đổi nhiệt độ nớc theo độ sâu, khối nớc trong thuỷ vực của đại dơng và các hồ nội địa có thể chia thành ba tầng có đặc tính khác nhau về chế độ nhiệt độ. - Tầng mặt có nhiệt độ nớc tơng đối cao và biến đổi theo mùa rõ rệt. - Tầng đáy có nhiệt độ tơng đối thấp và hầu nh không biến đổi. - Tầng giữa là tầng chuyển tiếp có nhiệt độ nớc đột ngột biến đổi từ nhiệt độ cao của tầng mặt xuống nhiệt độ thấp của tầng đáy. Giới hạn của mỗi tầng biến đổi tuỳ theo từng thuỷ vực, ở hải dơng giới hạn tầng giữa ở độ sâu khoảng 15 -100m. Biến đổi nhiệt độ theo độ sâu theo qui luật chung là nhiệt độ giảm dần từ trên mặt xuống đáy. Riêng các thuỷ vực vùng cực và các thuỷ vực vùng ôn đới về mùa đông, do đặc tính nhiệt động học của nớc nên có tình hình ngợc lại trong khi nớc ở tầng mặt đông đặc (0 0 C) thì nớc ở tầng đáy vẫn không đông đặc vào khoảng 4 0 C. Các thuỷ vực vùng cực, các thuỷ vực nội địa nhiệt đới biến đổi nhiệt độ nớc theo độ sâu không lớn chỉ khoảng vài độ kể cả các thuỷ vực có độ sâu vài trăm mét. ở các thuỷ vực vùng ôn đới về mùa hạ , chênh lệch nhiệt độ giữa nớc tầng mặt và dới sâu rất lớn có thể lên tới trên 20 0 C. http://www.ebook.edu.vn 10 1.3. ảnh hởng của nhiệt độ đối với môi trờng sống của Thuỷ sinh vật : ảnh hởng của nhiệt độ đối với đời sống của thuỷ sinh vật rất lớn - ảnh hởng tới sự phân bố của thuỷ sinh vật : Chế độ nhiệt trong thuỷ vực quyết định sự phân bố của thuỷ sinh vật theo vĩ độ, theo thuỷ vực, và biến đổi thành phần loài theo mùa, theo độ sâu. - ảnh hởng tới sự phát triển và sinh sản của thuỷ sinh vật : + ảnh hởng tớ sự phát triển: Đối với động vật biến nhiệt nh cá, tôm, cua, động vật thân mềnthì tốc độ phát triển và số thế hệ trong một năm phụ thuộc vào nhiệt độ. ở nhiều thuỷ sinh vật tổng nhiệt ngày đêm cần cho sự phát triển của một giai đoạn sống gần với cực thuận thờng ít nhiều ổn định. Chẳng hạn, đối với trứng của cá Hồi, tổng nhiệt cho sự phát triển khoảng 410 0 C Nhiệt độ hữu hiệu Số ngày cần cho Tổng nhiệt ngày Cho sự phát triển sự ấp trứng (0 0 C) 2 0 C 205 410 5 0 C 82 410 10 0 C 41 410 + ảnh hởng tới sinh sản: sự sinh sản của côn trùng cũng nh một số động vật khác chỉ xảy ra ở nhiệt độ nhất định, thí dụ cá chép chỉ đẻ khi nhiệt độ không dới 15 0 C. Ngời ta giải thích do nhiệt độ môi trờng ảnh hởng tới sự trao đổi nhiệt chung của cơ thể mà ảnh hởng tới chức phận của tinh hoàn và buồng trứng. Khi nhiệt độ nóng quá hay lạnh quá có thể làm ngng trệ sự sinh tinh và quá trình sinh trứng. - ảnh hởng đến trạng thái đình dục ngủ đông, ngủ hè : là trạng thái ngủ đợc gây ra trực tiếp và tức thời khi điều kiện môi trờng không phù hợp. Chúng thể hiện dới hình thức ngủ đông và ngủ hè. Trạng thái ngủ hè là sự ngừng phát triển gây nên khi nhiệt độ môi trờng lên quá cao hay hầu hết do độ ẩm xuống quá thấp. Trạng thái ngủ đông xuất hiện khi nhiệt độ môi trờng xuống tơng đối thấp làm đình chỉ sự phát triển của động vật. - ảnh hởng tới một số chỉ tiêu sinh lí : Nhiệt độ ảnh hởng tới số lợng thức ăn tiêu thụ. Cá ở vĩ độ cao có hình thức chuyển hoá đặc biệt giúp chúng dinh dỡng khi nhiệt độ môi trờng xuống thấp hoặc rất thấp. Cá ở vĩ độ thấp thì sự tiêu hoá đợc tăng cờng khi nhiệt độ cao nghĩa là khi nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ tiêu hoá. Đối với sự trao đổi khí của thuỷ sinh vật thì nói chung khi nhiệt độ môi trờng càng cao thì cờng độ hô hấp càng tăng. 2. ánh sáng và sự chiếu sáng trong nớc: 2.1. ánh sáng chiếu xuống nớc: Nguồn ánh sáng trong các thuỷ vực tự nhiên là từ mặt trời và mặt trăng toả xuống, ngoài ra còn phải kể tới nguồn ánh sáng sinh vật từ các thuỷ sinh vật có khả năng phát sáng phát ra nhng trong đó chủ yếu từ nguồn ánh sáng mặt trời. 2.2 Sự truyền ánh sáng và hấp thụ ánh sáng : Cờng độ và thành phần quang phổ của ánh sáng mặt trời trong nớc phụ thuộc vào lợng bức xạ mặt trời toả xuống mặt nớc và sự phân bố trong lớp n ớc. ánh sáng đi vào môi trờng nớc, một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ trên mặt nớc, một phần ánh sáng khoảng 1% bị tán xạ bởi các phần tử nớc và các vật lơ lửng trong [...]... http://www.ebook.edu.vn 16 nổi (giáp xác nhỏ) hay nh tôm, cua vừa bò dới đáy lại vừa bơi trong tầng đáy Đối với những động vật này sẽ có các tên gọi trung gian nh Sinh vật nổi tự bơi, sinh vật tự bơi ở đáy 3 Sinh vật đáy Benthos: Thành phần sinh vật đáy sống ở nền đáy của thuỷ vực nông đợc đặc trng bởi những sinh vật ăn mùn bã sinh vật hoặc bùn đáy ở các thuỷ vực sâu không còn thực vật chỉ còn động vật đáy Theo... cần cho các quá trình sinh trởng và phát triển của thuỷ sinh vật 1. 2 Dinh dỡng dị dỡng Heterotrophy : Thuỷ sinh vật sử dụng các chất hữu cơ có sẵn (sinh vật ở dạng sống hay dạng phân huỷ) để tạo nên vật chất hữu cơ của cơ thể, sử dụng nguồn năng lợng của cơ thể Thuỷ sinh vật dinh dỡng dị dỡng bao gồm các động vật nhóm sinh vật tiêu thụ ,ăn các chất hữu cơ có sẵn dới dạng các sinh vật hay các hay các... trạch, lơn Sinh vật đáy còn còn có thể chia thành các tập hợp sinh vật sống theo từng loại nền đáy a thích nh: Sinh vật a đáy bùn Pelophile, sinh vật a đáy cát Psammophile, sinh vật a đáy đá Lithophile, sinh vật a đáy sét argilophile VI Các dạng mặt nớc và các thuỷ sinh vật sống trong đó Các thuỷ vực trên trái đất có thể chia thành hai nhóm lớn :Đại dơng (Hải dơng ) và các thuỷ vực nội địa 1 Đại dơng... trúc khác nhau và không đồng nhất về độ dày Về đặc tính vật lí của nền đáy, đợc đặc trng bằng cấp độ hạt (hay thành phần cơ học) Đáy hạt nhỏ là đáy mền gồm các loại đáy sét, đáy bùn và đáy cát có kích thớc hạt tơng ứng là nhỏ hơn 0,01mm; 0, 01 0 ,10 mm; 0 ,10 1mm Loại đáy cứng có các độ hạt từ 0 ,1 1cm (đá răm); 1 10 cm (sỏi); 10 10 0cm (cuội) và trên 1m là đá tảng Ngay nền đáy mền cũng không đơn thuần đợc... trong quá trình quang hợp và hô hấp Khác với sinh vật ở cạn, thuỷ sinh vật trao đổi khí O2 và CO2 trong môi trờng nớc.Vì vậy trao đổi khí của thuỷ sinh vật, một mặt phụ thuộc vào đặc điểm thích ứng http://www.ebook.edu.vn 30 của thuỷ sinh vật với hoạt động trao đổi khí ở nớc Mặt khác phụ thuộc rất nhiều vào chế độ khí trong môi trờng nớc 1 Hô hấp của thuỷ sinh vật: Hô hấp là quá trình oxy hoá sinh học hay... II : Sinh học cá thể Thuỷ sinh vật I Dinh dỡng của Thuỷ sinh vật 1 Các dạng dinh dỡng : Dinh dỡng là quá trình trong đó nguồn vật chất, trớc hết là các chất hữu cơ đợc chuyển vào một cơ thể khác để cung cấp vật chất và năng lợng cho cơ thể thực hiện mọi chức năng sống của mình nh vận động, sinh trởng và tái sản xuất những cơ thể mới Dinh dỡng của thuỷ sinh vật giữ vai trò quan trọng trong quá trình. .. thức sinh sản của thuỷ sinh vật rất đa dạng trong đó hình thức sinh sản vô tính và đơn tính cũng nh lối thụ tinh ngoài rất phổ biến 2 .1 Sinh sản vô tính: Là quá trình tự phân chia cơ thể mình thành những cơ thể và thế hệ mới Cách sinh sản này là phổ biến đối với vi sinh vật, tảo, và không ít đối với thực vật bậc cao http://www.ebook.edu.vn 35 ở động vật cũng có lối sinh sản vô tính nh ở nhiều nguyên sinh. .. đặc tính hoá học của nớc ao phụ thuộc chủ yếu vào nguồn cung cấp nớc của ao, đặc tính thổ nhỡng, nền đáy của ao và đặc điểm của quần xã sinh vật ao b/ Đặc điểm sinh vật của ao: Đặc điểm của quần xã sinh vật ao là thành phần loài tơng đối đồng nhất ở mọi sinh cảnh, thờng có số lợng lớn, đặc biệt phong phú http://www.ebook.edu.vn 21 là các nhóm vi khuẩn, thực vật nổi, thực vật lớn Thực vật nổi trong... động vật 2.3 Sinh vật nổi Plankton: Bao gồm những sinh vật sống trôi nổi một cách thụ động hoặc vận động rất yếu trong lớp nớc tầng mặt, chủ yếu dựa vào chuyển động của khối nớc mà di chuyển Thuộc vào nhóm này bao gồm vi sinh vật sống nổi Bacterioplankton, thực vật sống nổi Phytoplankton, động vật nổi Zooplankton 2.4 Sinh vật tự bơi Nekton: Đây là một thành phần quan trọng trong trong các quần loại sinh. .. trọng cho thuỷ sinh vật giá trị của detrit phụ thuộc vào nguồn gốc của chúng và hàm lợng của vi sinh vật cũng nh các nguyên sinh động vật, tảotập trung trên đó những loài ăn lọc nh nguyên sinh động vật, giáp xác, thân mền, một số loài cá và nhiều động vật khác sử dụng detrit làm thức ăn Khi các detrit lắng xuống đáy nó trở thành thức ăn cho các sinh vật đáy nh động vật thân mền, động vật da gai, ấu . kích thớc hạt tơng ứng là nhỏ hơn 0,01mm; 0, 01 0 ,10 mm; 0 ,10 1mm. Loại đáy cứng có các độ hạt từ 0 ,1 1cm (đá răm); 1 10 cm (sỏi); 10 10 0cm (cuội) và trên 1m là đá tảng. Ngay nền đáy mền cũng. khoảng 410 0 C Nhiệt độ hữu hiệu Số ngày cần cho Tổng nhiệt ngày Cho sự phát triển sự ấp trứng (0 0 C) 2 0 C 205 410 5 0 C 82 410 10 0 C 41 410 + ảnh hởng tới sinh sản: sự sinh sản. http://www.ebook.edu.vn 2 Phần 1 : Sinh thái học Thuỷ vực Bài mở đầu I. Một số khái niệm cơ bản trong Sinh Thái Học 1. Khái niệm sinh thái học thuỷ vực: Sinh thái học thuỷ vực là một bộ phận của sinh thái học