Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cương

Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cương Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cương Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cương Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cương Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cương Sinh thái học Quần thể Sinh học đại cươngSinh thái học Quần thể Sinh học đại cương

“ Add your company slogan ”

Sinh thái học quần thể

ĐỊNH NGHĨA QUẦN THỂ

định, có khả năng giao phối với nhau và cho ra các thế hệ con cháu hữuthụ.

KÍCH THƯỚC QUẦN THỂ

là số lượng cá thể hay khối lượng tuyệt đối của quần thể phù hợp với nguồn sống và không gian mà quần thể chiếm cứ

MỐI QUAN HỆ THUẬN NGHỊCH

Vi khuẩn gây bệnh tảTảo xoắn

và sinh vật lượng cao

VAI TRÒ CỦA KÍCH THƯỚC QuẦN THỂ

▪Kích thước lớn  khả năng duy trì sự tồn tại càng cao

▪Kích thước quần thể của cùng 1 loài ở vùng ôn đới luôn lớn hơn vùng vĩ độ thấp

Số lượng tối thiểu

▪đặc trưng cho loài▪đảm bảo duy trì các chức năng

của quần thể▪Nếu số lượng cá thể của quần

thể dưới mức tối thiểu  quần thể dễ bị diệt vong

Số lượng tối đa

▪được chi phối bởi môi trường▪Số lượng tối đa (K) tương ứng

với sức chứa của môi trường

VAI TRÒ CỦA KÍCH THƯỚC QUẦN THỂ

CÔNG THỨC TÍNH KÍCH THƯỚC QUẦN THỂ

Số lượng sinh ra và nhập cưBirths

Nt: số lượng cá thể của quần thể ở thời điểm tB: số lượng cá thể của quần thể được sinh ra trong khoảng thời gian từ t đến t+1D: số lượng cá thể của quần thể chết đi trong khoảng thời gian từ t đến t+1I: số lượng cá thể của quần thể nhập cư vào trong khoảng thời gian từ t đến t+1E: số lượng cá thể của quần thể xuất cư trong khoảng thời gian từ t đến t+1

MẬT ĐỘ QUẦN THỂ

050100200300400

Ấu trùngtrọng lượng

25mgCá con trọng

lượng 2gCá 1 tuổitrọng lượng

20gCá 2 tuổitrọng lượng

280gSố lượngKhối lượng

Mật độ cá Cyprinus carpio

trên 1m3 nướcsố lượng cá thể (khối lượng, năng lượng) tính trên một đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể đó sinh sống

Ý NGHĨA CỦA MẬT ĐỘ

chịu đựng của môi trường

▪Làmột tín hiệu sinh học

phối các hoạt động chức năng và trạng thái sinh lý củacác cáthể trong quần thể

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MẬT ĐỘ

▪Đối với vi sinh vật

▪Đối với thực vật nổi và động vậtnổi

▪Đối với thực vật hoặcđộng vật đáy

▪Đối với động vật hoạt động (cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú)

▪Đối với các quần thể chuyển động, nhưng kích thước quần thể là xác định

▪Đối với các quần thể khó gặp.

CẤU TRÚC KHÔNG GIAN CỦA QUẦN THỂ

▪ Các dạng phân bố của các cá thể trong quần thể ▪ Sự tụ họp, vùng an toàn và nguyên lý Allee ▪ Sự cách ly và tính lãnh thổ

CÁC DẠNG PHÂN BỐ CỦA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ

Phân bố đềuPhân bố ngẫu nhiênPhân bố điểm

PHÂN BỐ ĐỀU●Môi trường đồng nhất

●Sự cạnh tranh về không gian giữa các cá thể rất mạnh

●Các cá thể có xu hướng tụ họp với nhau thành nhóm để kiếm ăn, chống lại loài ăn thịt…

CẤU TRÚC TUỔI

Tuổi sinh lý

là thành phần các nhóm tuổi trong quần thể

Tuổi sinh thái

Một quần thể thông thường được cấu trúc bởi 3 nhóm tuổi:

Nhóm tuổi trước sinh sản

Nhóm tuổi

đang sinh sản

Nhóm tuổi sau sinh sản

CẤU TRÚC TUỔI

CÁC DẠNG THÁP TUỔI

(chấm: sau ss; trắng: đang ss; gạch: trước ss)

Quần thể suy thoái

Quần thể trẻ (đang phát triển)Quần thể ổn định

CÁC ĐẶC TRƯNG VỀ CẤU TRÚC TUỔI▪Cấu trúc tuổi càng phức tạp thì sức sống của quần thể càng cao, ổn

định hơn.▪Cấu trúc tuổi của quần thể đơn giản hay phức tạp phụ thuộc vào

tuổi thọ trung bình của loài cao hay thấp và phụ thuộc vào vĩ độ địalý.

▪Sự sai khác về tỷ lệ các nhóm tuổi trong quần thể mang tính thíchnghivới điều kiện môi trường.

▪Cấu trúc tuổi của quần thể thay đổi theo chu kỳ sinh sản▪Trongđiều kiện môi trường thuận lợi cấu trúc tuổi thay đổi theo

hướng tăng tỷ lệ nhóm tuổi trước sinh sản, còn khi điều kiện môitrường khó khăn thì theo hướng ngược lại

CẤU TRÚC SINH SẢN

▪ là tỷ lệ đực cái của các giai đoạn: trước sinh sản, đang sing sản và sau sinh sản

▪ Phụ thuộc:

Khái niệm quần xã sinh vật

là một tập hợp các quần thể khác loài,

phân bố trong một sinh cảnh xác địnhcó quan hệ với nhau và với môi trường để tồn tại và phát triển một cách ổn định theo thời gian

Quần xã có những đặc trưng mà quần thể không có:

▪ xích, lưới thức ăn; tháp sinh thái▪ biến đổi các yếu tố môi trường vật lý

Khái niệm quần xã sinh vật

▪địa điểm phân bố

▪loài chiếm ưu thế

Tên gọi quần xã

Ranh giới quần xã

▪ Nhiều quần xã córanh giới rõ ràng.Song cũng nhiềuquần xã không córanhgiới rạch ròi màchúngthường gối lênnhau,tạo nên nhữngdạng chuyển tiếp hayvùng đệm giữa cácquần xã chính

Quần xã vùng đệm

Cấu trúc quần xã sinh vật

▪Đa dạng về loài▪Cấu trúc không gian và cấu trúc dinh dưỡng▪Các mối tương tác của các quần thể trong quần xã sinh vật

Thành phần loài và số lượng cá thể từng loài

Căn cứ vào vai trò

Nhóm loài ưu thế

Nhóm loài thứ yếu

Nhóm loài ngẫu nhiên

Căn cứ vào chức năng

Sinh vật tự dưỡngdị dưỡngSinh vật

Sinh vật tiêu thụphân hủySinh vật

Các dạng sinh vật tiêu thụ

Sinh vật tiêu thụ

Động vật ăn cỏĐộng vật ăn thịtĐộng vật ăn tạp

Mối quan hệ giữa thành phần loài và số lượng cá thể của mỗi loài

Số lượng loài trong quần xã càng đa dạng thì số lượng cá thể của mỗi loài

càng giảm và ngược lại.

Trong quá trình phát triển của quần xã số lượng loài ngày càng tăng

Đi từ thấp lên cao, từ mặt biển xuống đáy đại dương

số lượng loài và số lượng cá thể mỗi loài đều giảmKhi đi từ cực đến xích đạo,

từ khơi vào bờ số lượng loài tăng lên, số lượng cá thể của mỗi loài giảm đi.

Cấu trúc dinh dưỡng

Sinh vật sản xuất

Sinh vật tiêu thụ

Sinh vật phân hủy

Người ăn thực vật

Người ăn động vật

BòBẬC DINH DƯỠNG

Sinh vật tiêu thụ bậc 2

Sinh vật tiêu thụ bậc 1

Sinh vật sản xuất

Xích thức ăn

▪là conđường mà theo nó chấthữu cơ của sinh vật sản xuấtchuyển từ một bậc dinhdưỡng này sang một bậc dinhdưỡng khác

bậc dinh dưỡng

Trong xích thức ăn các mắt xích được gọi là bậc dinh dưỡng

Bậc dinh dưỡng

▪làmột nhóm sinhvật khác nhau về

dụng một loại thứcăn và nhờ đó màcác nhóm sinhvậtbậc sau có sảnphẩm để sử dụng.

BẬC DINH DƯỠNG

Thực vật phù duThực vật

Động vật ăn cỏĐộng vật ăn cỏ

Động vật ăn thịtĐộng vật ăn thịt

Động vật ăn thịtĐộng vật ăn thịt

Động vật ăn thịtĐộng vật ăn thịt

Sinh vậtSinh vậttiêu thụ bậc 1

Sinh vậttiêu thụ bậc 2

Sinh vậttiêu thụ bậc 3

Sinh vậttiêu thụ bậc 4

1 Xích thức ăn chăn nuôi (xích thức ăn thực vật hay xích thức ăn đồng cỏ)

2 Xích thức ăn phế liệu3 Xích thức ăn thẩm thấu

Ba loại xích thức ăn cơ bản

Xích thức ăn chăn nuôi

Thực vật

Động vật ăn thực vật

Động vật ăn thịt

bậc 1

Động vật ăn thịt

bậc 2

Xích thức ăn phế liệu

Phế liệu

Động vật ănphế liệu

Động vật ăn thịt

Xớch thức ăn thẩm thấu

Chất hữu cơ hũa tan

Vi sinh vật và động vật nguyờn sinh

Giỏp xỏc

Cỏ

Lưới thức ăn

là tổ hợp cỏc xớch thức ăn

Thực vậtThỏSúcChuộtChim ăn hạtCụn trựng ăn thực vật

Cụn trựng ăn thịt

CúcRắnCỳ mốo

Cỏo

NhệnChim ăn Cụn trựng

Thỏp sinh thỏiKhi xếp chồng cỏc bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao

ta cú thỏp sinh thỏi

THÁP SINH THÁI

THÁPSỐ LƯỢNGSINH KHỐITHÁP NĂNG LƯỢNGTHÁP

Số lượngcỏ thể Khối lượng Năng lượng1 cây lúa

sâu đục thânong ký

sinh

CáĐV nổi

Tảo

Năng lượng mặt trời 1.000.000JSinh vật

sản xuấtTiêu thụ bậc 1Tiêu thụ

bậc 2Tiêu thụ

bậc 3

Tháp sinh thái

Tháp năng lượng

luôn có dạng hình tháp điển hình

SINH THÁI HỌC HỆ SINH THÁI

2 Cấu trúc hệ sinh thái

www.uwn.edu

Các khái niệm tương đương:

• Sinh vật quần lạc của Mobius (1877, Đức)• Thể vi vũ trụ của Forber (1887, Mỹ) • Hệ sinh học của Thienemann (1939, Đức)• Sinh địa quần lạc của Sukachev (1944, Nga).

Mô hình của một hệ sinh thái

KHÔNG GIAN VẬT LÝ(Giá thể và môitrường)

NGUỒN DINH DƯỠNG

QUẦN XÃ SINH VẬT

KHÍ QUYỂN

Dòng vật chấtDòng năg lượng

Kích thước của hệ sinh thái?

Ranh giới giữa các hệ sinh thái?

➢Không có ranh giới rõ ràng

Hệ đệm

HST rừng

HST đồng

cỏHST trên cạn

HST dưới nước

Cấu trúc thành phần của hệ sinh thái

Môi trường vật lý và hóa học

Quần xã sinh vật

HỆ SINH THÁI

CÁC CHẤT VÔ CƠ

MÔI TRƯỜNG VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC

CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬUCÁC CHẤT

HỮU CƠ

• Khí ôxy• Khí cacbonic• Muối khoáng

• Ánh sáng• Nhiệt độ• Lượng mưa• Lipit

• Protein• Vitamin

QUẦN XÃ SINH VẬT

SINH VẬT SẢN XUẤT

SINH VẬT TIÊU THỤ

SINH VẬT PHÂN HỦY

Đặc điểm của sinh vật sản xuất

quang hợp hoặc hóa tổng hợp

cơ từ các chất vô cơ đơn giản

Đặc điểm của sinh vật phân hủy

sinh vật dị dưỡng

cơ phức tạp thành các chất vô cơ đơn giản

Cấu trúc chức năng

5 Quá trình diễn thế6 Các quá trình tự điều chỉnh

Vòng tuần hoàn vật chất và dòng năng lượng

Vòng tuần hoàn vật chất

Dòng năng lượngTỏa

nhiệtTỏa

nhiệt

Tỏa nhiệt

Tỏa nhiệtTỏa

nhiệt

Năng lượng

Sinh vật sản xuấtCác chất

vô cơ

Sinh vật phân hủy

Sinh vật tiêu thụ

wps.prenhall.com

Hệ sinh thái cân bằng

1 Khi 4 quá trình đầu tiên đạt trạng thái cân bằng động

chỉnh

bằng động

SINH THÁI HỌC HỆ SINH THÁI

Sự diễn thế của hệ sinh thái

DIỄN THẾ SINH THÁI LÀ GÌ?

wps.prenhall.com

QUÁ TRÌNH DIỄN THẾ

➢Sự thay đổi của môi trường vật lý:

▪Đóng vai trò xác định đặc tính và tốc độ của diễn thế➢Thành phần loài của quần xã thay đổi, giữ vai trò

chủ đạo trong diễn thế

Diễn thế mang tính định hướng

Diễn thế mang tính định hướng

1.Nguyên nhân bên trong:

▪Do loài ưu thế làm thay đổi môi trường vật lý

2.Nguyên nhân bên ngoài:

▪Hệ sinh thái buộc phải khôi phục lại

NGUYÊN NHÂN GÂY DIỄN THẾ

1.Phân loại dựa vào giá thể diễn ra diễn thế

DiỄN THẾ THỨ CẤP

2 P/R > 13 B/P, B/R, B/E (E = P + R) tăng

DIỄN THẾ TỰ DƯỠNG

www.physicalgeography.net

hợp vật chất ít hơn sự phân hủy 2 P/R < 13 B/P, B/R,

B/E giảm

DIỄN THẾ DỊ DƯỠNG

wps.prenhall.com

Sự thay đổi của các chỉ tiêu năng lượng

trong quá trình diễn thế

TỔNG SINH KHỐITÍCH TỤ CÁC CHẤT DINH DƯỠNG

HÔ HẤPNĂNG SUẤT SƠ CẤP NGUYÊN

Sự thay đổi của các chỉ tiêu cấu trúc quần xã trong quá trình diễn thế

SỐ LƯỢNG LOÀIKÍCH THƯỚC TỪNG QUẦN THỂ

CÁC MỐI TƯƠNG TÁC DƯƠNGKÍCH THƯỚC CƠ THỂ

SINH VẬT SẢN XUẤTTUỔI THỌ và CẤU TRÚC TUỔI

Sự thay đổi của các chỉ tiêu khác trong quá trình diễn thế

• Tăng trưởng số lượng: r sang k• Chu trình vật chất khép kín• Xích thức ăn phế liệu quan trọng• Lưới thức ăn phức tạp dần• Xích thức ăn dạng thẳng sang dạng mạng• Sử dụng năng lượng tối ưu

• Tính bền vững cao hơn

HỆ SINH THÁI ĐỈNH CỰC

▪ Quần thể ưu thể cân bằng▪ Tổng đầu vào và đầu ra bằng nhau▪ Ít có xu hướng làm biến đổi môi trường▪ Có khả năng tồn tại lâu dài

▪ Quần xã sinh vật vẫn có sự biến đổi về cấu trúc nhưng diễn ra chậm chạp

▪ Mỗi vùng có hệ sinh thái đỉnh cực đặc trưng riêng

Hệ sinh thái đỉnh cực vùng ôn đới

1 Rừng lá rộng rụng theo mùa ôn đới2 Thảo nguyên vùng ôn đới

3 Rừng lá kim

Hệ sinh thái đỉnh cực vùng nhiệt đới

1 Rừng mưa thường xanh nhiệt đới2 Rừng nhiệt đới rụng lá theo mùa3 Thảo nguyên và sa van nhiệt đới

Hệ sinh thái vùng cực và vùng khô nóng

1 Đồng rêu (Tundra)2 Sa mạc