bài tiểu luận cuối kỳ sinh thái học trình bày thành phần của hệ sinh thái và vai trò của quần xã sinh vật trong hệ sinh thái

Câu 2 : Trình bày và cho biết tầm quan trọng của chu trình carbon đối với Trang 8 sự sống trên trái đất.Câu 3: Dựa trên thông tin và kết quả thu thập các loài trong quần xã sinhvật trong

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐỊA CHẤT

còd

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ

Môn : Sinh thái học

Đề : 01

Giảng viên : TS Đỗ Trọng Quốc

Mã sinh viên : 22000785

Hà Nội, tháng 6 năm 2023

MỤC LỤC

Lời mở đầu……….Trang 3 Nội dung……….Trang 4 Câu 1 : Trình bày thành phần của hệ sinh thái và vai trò của quần xã sinh

vật trong hệ sinh thái Lấy ví dụ về quá trình trao đổi vật chất/ năng lượng Trang 4 trong hệ sinh thái cụ thể

Câu 2 : Trình bày và cho biết tầm quan trọng của chu trình carbon đối với Trang 8

sự sống trên trái đất

Câu 3: Dựa trên thông tin và kết quả thu thập các loài trong quần xã sinh

vật trong bảng dữ liệu dưới đây, tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon Trang 9 ( H-index ), nhận xét về kết quả thu được và phân tích sự khác biệt giữa các

vị trí khảo sát

Danh mục hình ảnh……… Trang 13 Danh mục bảng biểu……… Trang 13 Kết luận……….Trang 14

Lời mở đầu

Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và môi trường sống của quần xã ( sinh cảnh ), trong hệ sinh thái các sinh vật luôn luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh và tương đối ổn định

Các sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo thành một thể thống nhất tương đối ổn định

Các thành phần của hệ sinh thái

Một hệ sinh thái hoàn chỉnh có các thành phần chủ yếu là

- Các thành phần vô sinh như đất đá, nước, thảm mục,…

- Sinh vật sản xuất là thực vật

- Sinh vật tiêu thụ gồm có động vật ăn thực vật và động vật ăn thịt

- Sinh vật phân giải như vi khuẩn, nấm,…

Phân loại hệ sinh thái

Hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước mặn và hệ sinh thái nước ngọt là 3 nhóm hệ sinh thái chính Các nhóm này được chia ra nhiều hệ sinh thái nhỏ hơn

- Hệ sinh thái trên cạn gồm các hệ sinh thái rừng nhiệt đới, savan, sa mạc,…

- Hệ sinh thái mặn gồm các hệ sinh thái ven bờ biển, san hô, ……

- Hệ sinh thái nước ngọt gồm hệ sinh sinh thái nước ( ao, hồ ),……

Nội dung

Câu 1: Trình bày thành phần của hệ sinh thái và vai trò của quần xã sinh vật trong hệ sinh thái Lấy ví dụ về quá trình trao đổi vật chất/ năng lượng trong hệ sinh thái cụ thể

Trả lời :

* Hệ sinh thái có 2 thành phần là thành phần vô sinh ( sinh cảnh ) và thành phần hữu sinh ( quần xã sinh vật )

Thành phần vô sinh ( sinh cảnh )

- Các yếu tố khí hậu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển,…

- Các yếu tố thổ nhưỡng là nơi mà thực vật có thể phát triển mạnh khoẻ được Thổ nhưỡng được đặc trưng bởi hai thành phần chính gồm thành phần khoáng

và thành phần hữu cơ

+) Thành phần khoáng : chiếm phần lớn trọng lượng của đất, nó gồm những hạt khoáng có màu sắc loang lổ với kích thước to nhỏ không đồng đều nhau

+) Thành phần hữu cơ : chiếm một tỷ lệ nhỏ trọng lượng của đất, nó tồn tại trong tầng trên cùng của lớp đất và có màu xám thẫm hoặc đen Là các chất giữ vai trò kết nối giữa yếu tố vô sinh và hữu sinh, chất đó có thể là chất mùn, protein,…

Nước và xác sinh vật trong môi trường

Thành phần hữu sinh ( quần xã sinh vật ) : Thực vật, động vật và vi sinh vật Gồm 3 nhóm chính

- Sinh vật sản xuất : Là những sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời

để tổng hợp nên các chất hữu cơ Gồm thực vật là chủ yếu và một số vi sinh vật

Hình 1: sinh vật sản xuất

- Sinh vật tiêu thụ : gồm động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt Sinh vật tiêu thụ là các sinh vật của một chuỗi thức ăn sinh thái, chúng nhận năng lượng bằng cách tiêu thụ các sinh vật khác

Hình 2: Sinh vật tiêu thụ

- Sinh vật phân giải : Là những sinh vật phân giải xác chết và chất thải của sinh vật thành các chất vô cơ Gồm chủ yếu là các loại vi khuẩn, nấm, một số loài động vật không xương sống ( Vd : giun đất, sâu bọ,….) Nó có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, cung cấp muối khoáng và khí CO2 cho cây xanh tổng hợp chất hữu cơ

Hình 3: Nấm trên thân cây là các sinh vật phân giải

⇒ Tất cả các thành phần trên đều tương tác với nhau và đóng vai trò quan trọng trong duy trì sự cân bằng và sự bền vững của hệ sinh thái

* Vai trò của quần xã sinh vật trong hệ sinh thái

- Quần xã sinh vật được hiểu là một tập hợp các quần thể sinh vật, chúng thuộc nhiều loài khác nhau nhưng lại cùng chung sống với nhau trong một không gian và thời gian nhất định Các sinh vật trong quần xã sinh vật này có mối quan hệ gắn bó mật thiết và

hỗ trợ lẫn nhau như một thể thống nhất vì thế mà quần xã sinh vật có cấu trúc rất ổn định

- Vai trò của quần xã sinh vật trong hệ sinh thái rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến các yếu tố khác trong môi trường sống của chúng bao gồm thực phẩm, nước, không khí và các tài nguyên khác

- Các quần xã sinh vật có thể giúp duy trì sự cân bằng sinh thái bằng cách kiểm soát số lượng các loài khác nhau trong hệ sinh thái Chúng cũng có thể giúp phân huỷ các chất thải và tái chế các nguồn tài nguyên, giúp giảm thiểu tác động của con người đến môi trường Ngoài ra quần xã sinh vật còn có thể cung cấp thực phẩm cho các loài khác trong hệ sinh thái, giúp duy trì chuỗi thức ăn và đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái

* Lấy ví dụ về quá trình trao đổi vật chất/ năng lượng trong hệ sinh thái cụ thể

Ví dụ 1: Quá trình giữa cây và con cừu trong một hệ thống đồng cỏ:

Cây sử dụng mặt trời để hấp thụ năng lượng và chất dinh dưỡng từ đất để phát triển Con cừu ăn cỏ để lấy được chất sơ và protein từ cỏ để phát triển Khi con cừu tiêu hoá và bài tiết ra phân, các chất dinh dưỡng được trả lại môi trường đất giúp tăng cường sức khoẻ của cây và đặc biệt là các vi sinh vật phân huỷ phân của cừu giúp tăng cường độ mùn và độ giãn nở của đất Quá trình trao đổi này cho phép tái tạo và duy trì sự sống trên Trái đất

Ví dụ 2: Quá trình giữa hải âu và cá nhỏ:

Hải âu ăn cá nhỏ để cung cấp chất đạm và protein cho cơ thể trong khi cá nhỏ cung cấp năng lượng và chất sơ cho hải âu Sau khi tiêu hoá hải âu sẽ thải ra các chất dinh dưỡng và chất thải trong phân cung cấp cho vi sinh vật và các sinh vật khác trong hệ sinh thái Các chất sơ từ cá nhỏ cũng có thể được trao đổi cho vi sinh vật trong môi trường nước để duy trì chu trình các chất dinh dưỡng trong hệ sinh thái Quá trình trao đổi này giữ cho mức độ tinh khiết của môi trường nước và đảm bảo sự phát triển của các sinh vật trong hệ sinh thái

Câu 2 : Trình bày và cho biết tầm quan trọng của chu trình carbon đối với

sự sống trên trái đất

Trả lời:

Chu trình carbon là quá trình di chuyển của các phân tử carbon giữa các khí quyển, đại dương, đất và sinh vật Carbon tham gia vào thành phần cấu tạo của carbonhydrat, chất tiền thân để hình thành các hợp chất hữu cơ khác như protein , lipid,… Carbon đi vào chu trình dưới dạng CO2 Thực vật lấy CO2 từ khí quyển, nước và muối khoáng từ đất để tạo ra chất hữu cơ đầu tiên thông qua hoạt động quang hợp Trong quá trình quang hợp cây cối và các sinh vật khác giữa sử dụng năng lượng mặt trời để hấp thụ khí CO2 từ khí quyển và chuyển đổi nó thành các hợp chất hữu cơ Các sinh vật tiêu thụ và các hợp chất hữu cơ này để tạo ra năng lượng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống trên trái đất Sau đó các sinh vật hô hấp để giải phóng năng lượng CO2 trở lại khí quyển Động vật ăn cỏ sử dụng thực vật làm thức ăn rồi lại chuyển các hợp chất chứa carbon cho động vật ăn thịt Trong quá trình hô hấp của động, thực vật và sự phân giải của vi sinh vật, CO2 và nước được trả lại cho môi trường Ngoài ra các quá trình tự nhiên khác như đổ rác, phân huỷ và đốt cháy cũng giải phóng CO2 vào khí quyển Carbon được giải phóng vào khí quyển theo một số cách như thông qua hô hấp của động và thực vật, thông qua phân huỷ các chất có nguồn gốc từ động, thực vật bởi vi khuẩn, các vụ phun trào núi lửa và biến chất giải phóng các khí vào khí quyển Tuy nhiên sự tăng lượng khí CO2 trong khí quyển do hoạt động của con người như đốt nhiên liệu hoá thạch và phá rừng đã gây ra hiệu ứng nhà kính và làm tăng nhiệt độ trái đất Điều này ảnh hưởng đến chu trình carbon và gây ra các vấn đề về môi trường như biến đổi khí hậu, sự suy thoái đất và sự suy giảm

đa dạng sinh học Carbon là nguyên tố quan trọng cho sự tồn tại của sự sống Hầu hết các hợp chất hữu cơ đã biết đều có liên quan đến nhiều chất có nguồn gốc hữu cơ và

vô cơ Một trong những quá trình truyền liên tục của chu trình carbon là một trong những quá trình mà thành phần này cho phép tái sử dụng và tái chế Cụ thể nó có khả

năng duy trì mức độ của nguyên tố này trong một sự cân bằng toàn cầu không đổi Qua đó chúng ta có thể thấy tầm quan trọng của chu trình carbon đối với sự sống trên trái đất là rất lớn Chu trình carbon thể hiện quan hệ sinh thái giữa các chất trong môi trường Điều này giúp đảm bảo sự sống trên trái đất vì chu trình này duy trì khí hậu và

sự lây lan của các chất hoá học quan trọng như oxy, CO2 Điều này cũng cải thiện các hiện tượng như tăng lượng oxit, kích thích sục mặt biển, mở ra không gian giao tiếp giữa lớp nước sâu và lớp nước mặt biển, giúp cho việc truyền tải và phân bố các chất hoá học quan trọng trong biển trở nên hiệu quả hơn

Hình 4 : Biểu đồ chu trình carbon Các số màu đen chỉ ra lượng carbon được lưu giữ trong các nguồn chứa khác nhau, tính bằng tỉ tấn Các số màu xanh lam sẫm chỉ ra

lượng carbon di chuyển giữa các nguồn.

Câu 3: Dựa trên thông tin về kết quả thu thập các loài trong quần xã sinh vật trong bảng dữ liệu dưới đây, tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon ( H-index ), nhận xét về kết quả thu được và phân tích sự khác biệt giữa các vị trí khảo sát

Chicoreus capucinus 10 Alpheus sp 50

Clistocoeloma merguiensis 25 Litopenaeus vannamei 50

Neritina cornucopia 45 Metapenaeopsis mogiensis 75

Clistocoeloma merguiensis 20 Parapenaeopsis sculptilis 56

Portunus trituberculatus 35

Trả lời :

Đối với mẫu C

Ta có tổng số lượng cá thể: N=685

Tổng số các loài trong quần xã: S=22

Vị trí lấy mẫu C

cá thể

Neritina cornucopia 10 10/685 -4.22 -0.06

Clistocoeloma merguiensis 25 25/685 -3.31 -0.12

Clistocoeloma merguiensis 20 20/685 -3.53 -0.10

Bảng 1: Bảng tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon tại vị trí lấy mẫu C

H = ∑| [pi x ln(pi) ] | = 2.65

Đối với mẫu D

Ta có tổng số lượng cá thể: N=1334

Tổng số các loài trong quần xã: S=25

Vị trí lấy mẫu D

cá thể

Charybdis sp 35 35/1334 -3.64 -0.09

Metapenaeopsis mogiensis 75 75/1334 -2.87 -0.16

Metapenaeopsis palmensis 45 45/1334 -3.38 -0.11

Parapenaeopsis sculptilis 56 56/1334 -3.17 -0.13

Portunus trituberculatus 35 35/1334 -3.64 -0.09

Bảng 2: Bảng tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon tại vị trí lấy mẫu D

H =∑| [pi x ln(pi) ] | = 3.07

* Nhận xét :

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 3 : Nấm trên thân cây là các sinh vật phân giải 5 Hình 4 : Biểu đồ chu trình carbon Các số màu đen chỉ ra lượng carbon được

lưu giữ trong các nguồn chứa khác nhau, tính bằng tỉ tấn Các số màu xanh 8 lam sẫm chỉ ra lượng carbon di chuyển giữa các nguồn

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Bảng tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon tại vị trí lấy mẫu C 11 Bảng 2: Bảng tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon tại vị trí lấy mẫu D 12

KẾT LUẬN

Hệ sinh thái có vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của con người cụ thể như việc giữ gìn tài nguyên đất, ngăn chặn sạt lở, bão lũ, đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái tự nhiên đó là khả năng tự lặp lại cân bằng

Các sinh vật luôn luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo thành một thể thống nhất tương đối ổn định

Thực tế hiện nay nhiều hoạt động của con người gây hậu quả xấu đối với môi trường, làm tiệt chủng các loài sinh vật, làm suy giảm các hệ sinh thái hoang dã, làm mất cân bằng hệ sinh thái

Tuy nhiên với sự hiểu biết ngày càng tăng, con người đã và đang nỗ lực khắc phục tình trạng đó đồng thời bảo vệ và cải tạo môi trường tự nhiên bằng những biện pháp như:

Hạn chế phát triển dân số quá nhanh

Sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên

Bảo vệ các loài sinh vật

Phục hồi và trồng rừng