Chuong 5 quan xa sinh vat

Chƣơng 5: QUẦN XÃ SINH VẬT Đào Thanh Sơn Khoa Môi trƣờng Tài nguyên Đại hoc Bách Khoa TP HCM QUẦN XÃ SINH VẬT 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 5.2 CÁC QUẦN XÃ CHÍNH 5.3 QUAN HỆ GIỮA CÁC LỒI TRONG QUẦN XÃ 5.4 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.5 SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA QUẦN XÃ SINH VẬT 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Quần xã sinh vật: bao gồm hai hay nhiều quần thể sống sinh cảnh, đƣợc hình thành q trình, có mối liên hệ với Quần xã sinh cảnh bao gồm SV sống sinh cảnh Trong quần xã sinh cảnh có quần xã nhỏ hơn, song đƣợc xác định rõ ràng không gian gọi quần xã vi sinh vật cảnh nhƣ quần xã tầng, quần xã hang, hốc, hốc hoặc, Quần xã ký sinh bao gồm vật ký sinh cƣ trú xác SV (xác ĐV hay thân đổ) 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Vùng ranh giới quần xã gọi vùng chuyển tiếp hay vùng đệm Ví dụ: Bìa rừng hay bãi lầy vùng đệm quần xã rừng quần xã đồng ruộng Ở vùng chuyển tiếp ngồi lồi có mặt quần xã cịn có lồi riêng Số lồi vùng chuyển tiếp đơi phong phú với số lồi nhiều so với quần xã 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Việc xác định ranh giới quần xã cảnh quan quan trọng Áp dụng phƣơng pháp sau: (1) Phƣơng pháp phân khu đƣợc áp dụng quần xã không đồng nhất; (2) Phƣơng pháp gradien dựa vào phân chia quần thể theo gradien yếu tố MT tổ hợp điều kiện xung quanh hay theo trục dựa vào số giống thông số thống kê 5.2 CÁC QUẦN XÃ CHÍNH 5.5.1 CÁC QUẦN XÃ TRÊN CẠN 5.5.2 CÁC QUẦN XÃ DƢỚI NƢỚC 5.5.1 Các quần xã cạn 5.5.1.1 Rừng nhiệt đới Rừng nhiệt đới (tropical forests) tìm thấy vùng xích đạo, nơi có lƣợng mƣa > 2.400 mm/năm t0 trung bình > 170C Thiếu nƣớc t0 thấp giới hạn sinh thái cho phát triển rừng nhiệt đới 5.5.1 Các quần xã cạn Đất rừng nhiệt đới thƣờng khơng màu mỡ, nhƣng có hệ TV phong phú Do mƣa lớn nhiều chất dinh dƣỡng bị rửa trơi Khơng có lớp hữu giàu có bề mặt nhƣ hệ thống rừng ôn đới; nhiên, với yếu tố MT đặc trƣng tạo điều kiện phân hủy nhanh rụng dinh dƣỡng đƣợc hấp thụ trở lại, có bảo tồn lƣợng cao Đó lý rừng nhiệt đới bị phá cho mục đích SX nông nghiệp, nhƣng chẳng sau dinh dƣỡng đất cạn kiệt khơng cịn canh tác đƣợc 5.5.1 Các quần xã cạn Rừng nhiệt đới phân bố nhiều Nam Mỹ, Bắc Mỹ, Trung Mỹ, Tây Trung Phi, Đơng Nam Á nhiều hịn đảo Ấn Độ Dƣơng, Đại Tây Dƣơng với tổng diện tích đất khoảng tỷ ha, chiếm 23% diện tích Trái đất Số ngƣời sống vùng đất rừng nhiệt đới chiếm khoảng 20% dân số Thế giới Hiện rừng nhiệt đới bị tác động nghiêm trọng hoạt động ngƣời 5.5.1 Các quần xã cạn Rừng nhiệt đới Yên bạch - Eupatorium odoratum L Video clip on Animals in tropics Hồ đằng - Cissus evrardii Gagn 5.2.6 Quan hệ cộng sinh Quan hệ cộng sinh quan hệ hợp tác lồi SV bên có lợi, nhƣng bên sống, phát triển sinh sản đƣợc dựa vào hợp tác bên Quan hệ cộng sinh phổ biến nhiều loài SV 5.2.7 Quan hệ hợp tác Cũng giống nhƣ quan hệ cộng sinh, song lồi khơng thiết phải thƣờng xuyên sống chung với nhau, sống tách riêng chúng tồn đƣợc Ví dụ: Trâu chim sáo hay nhạn bể cò Sự hợp tác giúp cho bên bảo vệ có hiệu trước kẻ thù 5.2.8 Quan hệ hội sinh Quan hệ hội sinh quan hệ lồi SV nhƣng bên có lợi cần thiết, cịn bên khơng có lợi khơng có hại Ví dụ: Cá ép bám vào rùa biển cá lớn để phát tán xa (clip on QH hoi sinh) 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ Chỉ số tƣơng đồng (Sorensen, 1949) 2c S = a+b Trong đó, a tổng số loài quần xã A b tổng số loài quần xã B c số loài có mặt quần xã A B 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ Phân loại quần xã Hệ số chung (Jaccard, 1902) c H = -a+b–c Trong đó, a tổng số loài quần xã A b tổng số loài quần xã B c số loài có mặt quần xã A B Nếu hệ số chung giống lồi quần xã, ngƣợc lại chúng quần xã khác vùng ranh giới 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.3.1.1 Độ đa dạng Độ đa dạng mức độ phong phú số lƣợng loài quần xã Độ đa dạng thể tính chất sinh học nhƣ sau: Khi điều kiện phù hợp quần xã có số lƣợng lồi lớn số lƣợng cá thể loài nhỏ Khi điều kiện khơng phù hợp, khí hậu vùng khơng ổn định quần xã có số lƣợng lồi thấp, song số lƣợng loài cao 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ Chỉ số đa dạng Shannon-Wiener (Shannon Weaver, 1949) s H’ = - Σ pi * ln(pi) i=1 Trong đó, pi tỷ số số lƣợng loài thứ I tổng số cá thể có quần xã s tổng số lồi có quần xã Chỉ số cân (Pielou, 1966) H’ H’ E = = H’max ln(S) Chỉ số ƣu (Berger-Parker, 1970) Nmax D = -N Trong đó, Nmax tổng số cá thể lồi có số lƣợng cao 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.3.1.2 Độ nhiều (mật độ, sinh khối) Độ nhiều ứng với số lƣợng cá thể (sinh khối) loài đơn vị diện tích quần xã Độ nhiều thay đổi theo thời gian (mùa, năm, hay đột xuất) Độ nhiều thực chất mật độ quần thể loài quần xã Vì kích thƣớc thể lồi quần xã đa dạng tiêu sinh khối (hay tốt khối lượng khô đơn vị diện tích) đƣợc dùng để xác định độ nhiều quần thể 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.3.1.3 Độ thường gặp hay số có mặt Độ thƣờng gặp tỷ lệ % số điểm lấy mẫu có lồi đƣợc nghiên cứu so với tổng số địa điểm lấy mẫu vùng nghiên cứu quần xã đƣợc biểu thị công thức sau: p * 100 C = P Trong đó, p số lần lấy mẫu có lồi đƣợc xét P tổng số địa điểm lấy mẫu C > 50% (Loài thƣờng gặp); 25% < C < 50% (Lồi gặp; C < 25% (Lồi ngẫu nhiên) 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.3.1.4 Tần số Tần số tỷ lệ % số cá thể loài toàn cá thể quần xã toàn lần thu mẫu lần thu mẫu (nếu điều kiện thu nhiều lần) quần xã 5.3.1.5 Loài ưu Loài ƣu loài đóng vai trị quan trọng quần xã số lƣợng, cỡ lớn, thể tác động chúng Có thể sử dụng số ƣu để phân tích đánh giá ƣu lồi quần xã 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ 5.3.1.6 Những tính chất cấu trúc phân bố cá thể biến động phân bố theo chu kỳ quần xã Cấu trúc quần xã theo chiều thẳng đứng Trong quần xã thƣờng thể nhiều phân tầng theo đƣờng thẳng đứng Ví dụ: Rừng nhiệt đới thường có tầng có tầng gỗ lớn, tầng bụi thấp, tầng cỏ dương xỉ 5.3 NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ Phân tầng quần xã phân bố không yếu tố ngoại cảnh, tạo điều kiện cho lồi quần xã tăng thêm khả sử dụng nguồn sống quần xã, làm giảm mức độ cạnh tranh chúng với Cấu trúc phân bố quần xã theo chiều ngang Theo chiều ngang cấu trúc quần xã đƣợc đặc trƣng phân bố loài SV theo vành đai đồng tâm mà đặc tính lý hóa MT thay đổi theo bậc thang định Ở thủy vực, SV đƣợc phân bố theo vùng ven bờ vùng khơi 5.4 SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA QUẦN XÃ SINH VẬT Sự diễn biến động quần xã q trình phát triển Sự diễn thực chất trình biến đổi quần xã qua giai đoạn khác Trong trình diễn song song với trình biến đổi quần xã q trình biến đổi khí hậu, thổ nhƣỡng địa chất giá thể (nếu MT cƣ trú quần xã yếu tố sinh học) Có loại diễn thế: Diễn nguyên sinh Diễn thứ sinh Diễn phân hủy 5.4.1 Diễn nguyên sinh Diễn nguyên sinh khởi đầu từ MT coi “chỗ trống”, từ có nhóm SV đầu tiên, quần xã nhƣ đƣợc gọi quần xã tiên phong Tiếp theo quần xã tiên phong dãy quần xã Sau dẫn đến quần xã tƣơng đối ổn định gọi quần xã đỉnh cực (climax) Ở quần xã đỉnh cực có cân ST quần xã ngoại cảnh nên ổn định thời gian tƣơng đối dài Ví dụ: Theo dõi phát triển quần xã cánh đồng bỏ hoang ta thấy: Từ quần xã cánh đồng bỏ hoang biến đổi dần thành quần xã trảng cỏ rậm thành quần xã trảng bụi, quần xã trảng gỗ lớn, quần xã rừng thƣa, cuối quần xã thƣờng xanh (quần xã cực đỉnh) 5.4.2 Diễn thứ sinh Sự diễn thứ sinh xuất MT có quần xã định Sau quần xã bị hủy hoại thay đổi khí hậu hỏa hoạn, xói mịn hay tác động người Quá trình diễn thứ sinh không dẫn đến đỉnh cực nhƣ q trình diễn ngun sinh Ví dụ: Quần xã rừng ngập mặn nguyên sinh Cà Mau phá rừng làm đầm ni tơm, sau Nhà nước khơng cho phép ni tơm nhằm tăng diện tích rừng ngập mặn vùng cửa sông ven biển Những quần xã rừng ngập mặn trình bày theo sơ đồ sau: Quần xã rừng ngập mặn hỗn hợp → Đầm nuôi tôm → Đất ngập nước ao tôm 5.4.3 Diễn phân hủy Sự diễn phân hủy q trình diễn khơng dẫn tới quần xã đỉnh cực; dƣới tác dụng yếu tố sinh học, MT dần biến đổi theo hƣớng bị phân hủy qua quần xã trình diễn Đó trường hợp diễn quần xã thân đổ hay xác loài ĐV