sinh thái học môi trường

SINH THÁI HỌCĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU  Tất cả mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi trường xung quanh sinh học môi trường E.P.Odum, 1983  Theo thuyết tiến hoá chọn lọc tự nhiên Darwin

PHẦN I SINH THÁI HỌC

 KHÁI NI M SINH THÁI H C KHÁI NI M SINH THÁI H C Ệ Ệ Ọ Ọ

 CÁC NHÂN T SINH THÁI CÁC NHÂN T SINH THÁI Ố Ố

 QU N TH QU N TH Ầ Ầ Ể Ể

 QU N XÃ QU N XÃ Ầ Ầ

 H SINH THÁI H SINH THÁI Ệ Ệ

PHẦN II MÔI TRƯỜNG

 CON NG CON NG ƯỜ ƯỜ I VÀ MÔI I VÀ MÔI

 B O V MÔI TR B O V MÔI TR Ả Ả Ệ Ệ ƯỜ ƯỜ NG VÀ NG VÀ

TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

PHẦN III

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 Sinh thái môi tr Sinh thái môi tr ườ ườ ng h c c b n - GSTS Lê Huy Bá và Lâm ng h c c b n - GSTS Lê Huy Bá và Lâm ọ ọ ơ ả ơ ả

 Sinh thái và môi tr Sinh thái và môi tr ườ ườ ng – PTS Nguy n V n Tuyên – 1998 ng – PTS Nguy n V n Tuyên – 1998 ễ ễ ă ă

 Môi tr Môi tr ườ ườ ng và con ng ng và con ng ườ ườ i - PGSV n Thái và ctv– 1999 i - PGSV n Thái và ctv– 1999 ă ă

 Leture of Basic and Applied Tropical Ecology – Dr

Stephen Elliott – 1996

 Fundamental Ecology - E.P.Odum – 1972

 Human development report 2004 – UNDP.

 Thông tin trên các websites

CHƯƠNG I

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC

 L L ượ ử ượ ử c s và khái ni m sinh thái h c c s và khái ni m sinh thái h c ệ ệ ọ ọ

 Quy lu t tác Quy lu t tác ậ ậ độ độ ng c a các nhân t sinh thái ng c a các nhân t sinh thái ủ ủ ố ố

 Ả Ả nh h nh h ưở ưở ng các nhân t vô sinh lên c th sinh v t ng các nhân t vô sinh lên c th sinh v t ố ố ơ ể ơ ể ậ ậ

và s thích nghi c a sinh v t ự ủ ậ

và s thích nghi c a sinh v t ự ủ ậ

Khái niệm

 SINH THÁI H C LÀ GÌ? SINH THÁI H C LÀ GÌ? Ọ Ọ

oikos + logos = ecology

Sinh thái h c là khoa h c v các c th s ng trong “ngôi nhà c a nó” ọ ọ ề ơ ể ố ủ

Sinh thái h c là khoa h c v các c th s ng trong “ngôi nhà c a nó” ọ ọ ề ơ ể ố ủ

(Heckel E ,1869)

 Odum (1971): Khoa h c v quan h qua l i gi a sinh v t/ nhóm Odum (1971): Khoa h c v quan h qua l i gi a sinh v t/ nhóm ọ ọ ề ề ệ ệ ạ ạ ữ ữ ậ ậ sinh v t v i môi tr ậ ớ ườ ng xung quanh

sinh v t v i môi tr ậ ớ ườ ng xung quanh

• Ricklefs (1976) Sinh thái h c là b môn nghiên c u cá th , qu n Ricklefs (1976) Sinh thái h c là b môn nghiên c u cá th , qu n ọ ọ ộ ộ ứ ứ ể ể ầ ầ

th , qu n xã trong m i quan h t ể ầ ố ệ ươ ng h v i môi tr ỗ ớ ườ ng xung

th , qu n xã trong m i quan h t ể ầ ố ệ ươ ng h v i môi tr ỗ ớ ườ ng xung

quanh v i các nhân t lý, hoá và sinh h c ớ ố ọ

quanh v i các nhân t lý, hoá và sinh h c ớ ố ọ

• Groxzinxki (1980): Sinh thái h c là khoa h c nghiên c u m i quan Groxzinxki (1980): Sinh thái h c là khoa h c nghiên c u m i quan ọ ọ ọ ọ ứ ứ ố ố

h t ệ ươ ng h gi a sinh v t và môi tr ỗ ữ ậ ườ ng xung quanh.

h t ệ ươ ng h gi a sinh v t và môi tr ỗ ữ ậ ườ ng xung quanh.

⇒ Sinh thái h c là môn khoa h c v c u trúc và ch c n ng c a thiên Sinh thái h c là môn khoa h c v c u trúc và ch c n ng c a thiên ọ ọ ọ ọ ề ấ ề ấ ứ ứ ă ă ủ ủ nhiên, nghiên c u và ng d ng các quy lu t hình thành và ho t ứ ứ ụ ậ ạ độ ng

nhiên, nghiên c u và ng d ng các quy lu t hình thành và ho t ứ ứ ụ ậ ạ độ ng

SINH THÁI HỌC

L ượ c

L ượ c sử

 Th i k xã h i nguyên thu : Th i k xã h i nguyên thu : ờ ỳ ờ ỳ ộ ộ ỷ ỷ

+ ki n th c v ế ứ ề độ ng th c v t xung quanh ự ậ để sinh t n ồ

+ ki n th c v ế ứ ề độ ng th c v t xung quanh ự ậ để sinh t n ồ

+ công c : bi n ụ ế đổ i môi sinh

+ công c : bi n ụ ế đổ i môi sinh

 Aristote, Hipocrat…: các công trình nghiên c u Aristote, Hipocrat…: các công trình nghiên c u ứ đề ứ đề u có liên quan u có liên quan

n sinh thái

đế n sinh thái

đế

 1900: môn khoa h c sinh thái h c tách ra h c sinh thái h c tách ra ọ ọ ọ ọ độ ậ độ ậ c l p c l p.

 Cu i th k 18: nghiên c u các y u t ngo i c nh; m i quan h Cu i th k 18: nghiên c u các y u t ngo i c nh; m i quan h ố ố ế ỷ ế ỷ ứ ứ ế ố ế ố ạ ả ạ ả ố ố ệ ệ

 Hi n nay: là môn khoa h c toàn c u, các nghiên c u quan h gi a Hi n nay: là môn khoa h c toàn c u, các nghiên c u quan h gi a ệ ệ ọ ọ ầ ầ ứ ứ ệ ữ ệ ữ

i u ki n ngo i c nh và sinh v t; c i t o môi tr ng theo

đ ề i u ki n ngo i c nh và sinh v t; c i t o môi tr ệ ạ ả ậ ả ạ ườ ng theo

h ướ ng có l i cho con ng ợ ườ i.

h ướ ng có l i cho con ng ợ ườ i.

 Hi n nay sinh thái h c g m: c sinh thái h c, sinh thái h c ng Hi n nay sinh thái h c g m: c sinh thái h c, sinh thái h c ng ệ ệ ọ ọ ồ ồ ổ ổ ọ ọ ọ ứ ọ ứ

d ng, sinh thái h c t p tính, th c v t, ụ ọ ậ ự ậ độ ng v t….do ậ đượ ự c s

d ng, sinh thái h c t p tính, th c v t, ụ ọ ậ ự ậ độ ng v t….do ậ đượ ự c s

h tr c a các ngành khoa h c khác nh sinh lý, toán h c, a lý… ỗ ợ ủ ọ ư ọ đị

h tr c a các ngành khoa h c khác nh sinh lý, toán h c, a lý… ỗ ợ ủ ọ ư ọ đị

SINH THÁI HỌC

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

 Tất cả mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi

trường xung quanh (sinh học môi trường) (E.P.Odum, 1983)

 Theo thuyết tiến hoá chọn lọc tự nhiên (Darwin): sinh thái học nghiên cứu lịch sử đời sống của các loai thực vật, động vật…=> sinh thái học cá thể hay tự sinh thái (Autoecologia)

 Thế kỷ 19, sinh thái học nghiên cứu ở mức độ tổ

chức cao hơn: quần xã, hệ sinh thái => tổng sinh thái (synecologia) : nghiên cứu các phức hợp động thưc vật

và những đặc trưng cấu trúc, chức năng của phức hệ được hình thành dưới tác động của môi trường.

SINH THÁI HỌC

C U TRÚC SINH THÁI H C Ấ Ọ

C U TRÚC SINH THÁI H C Ấ Ọ

SINH THÁI HỌC

C U TRÚC SINH THÁI H C Ấ Ọ

SINH THÁI HỌC

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành trong

phòng thí nghiệm hay môi trường bán tự nhiên nhằm tìm hiểu các chỉ số hoạt động chức năng của cơ thể hay tập tính của sinh vật dưới tác động của 1 hay 1 số yếu tố môi trường độc lập

 Nghiên cứu thực địa: quan sát, ghi chép, đo đạc, thu mẫu…và số liệu được xử lý bằng

phương pháp thống kê.

Kết quả thực nghiệm và thực địa được dùng cho phương pháp mô phỏng và mô hình hóa trên máy tính dựa trên các tính toán toán học.

SINH THÁI HỌC

Ý NGHĨA VÀ VAI TRÒ CỦA SINH THÁI HỌC

Nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi trên cơ sở cải tạo môi trường sống của chúng

Hạn chế và tiêu diệt các địch hại cho đời sồn cây trồng, vật nuôi và con người.

Thuần hoá và di giống các loài sinh vật

Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, duy trì đa dạng sinh học và phát triển tài nguyên cho khai thác bền vững

Bảo vệ và cải tạo môi trường sống cho con người

và các loài sinh vật.

=> Cơ sở khoa học, phương thức phát triển bền

vững xã hội

SINH THÁI HỌC

CH ƯƠ NG II: CÁC NHÂN T SINH THÁI Ố

 Nhân t vô sinh: Nhân t vô sinh: ố ố

 Con người

 Môi tr Môi tr ườ ườ ng: t ng h p các y u t bên ngoài có nh ng: t ng h p các y u t bên ngoài có nh ổ ổ ợ ợ ế ố ế ố ả ả

h ưở ng đế n sinh v t ậ

h ưở ng đế n sinh v t ậ

SINH THÁI HỌC

QUY LUẬT TÁC ĐỘNG CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

 Đặc tính tác động của nhân tố sinh thái:

⇒Tác động lên sinh vật theo 3 hướng:

•Loại trừ sinh vật khỏi nơi phân bố

• ảnh hưởng số lượng quần thể: sinh sản, tử vong, di

cư, nhập cư

• Hình thành các đặc điểm thích nghi mới

SINH THÁI HỌC

QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC

Định luật lượng tối thiểu (E Liebig, 1840):

“chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác

định đại lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời

gian”

 Mở rộng: sự thể hiện tất cả các quá trình sinh thái học

được chi phối bởi nhân tố hiện diện với liều lượng ít nhất trong môi trường.

Nguyên tắc bổ trợ:

Nguyên tắc hạn chế: Định luật lượng tối thiểu chỉ đúng khi các điều kiện trong trạng thái tĩnh

Nguyên tắc bổ sung: các yếu tố có sự tương hỗ.

SINH THÁI HỌC

QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC Đinh luật về sự chống chịu (quy luật giới hạn sinh thái)

 Shelford (1913): “năng suất của sinh vật không chỉ liên hệ với sức chịu đựng tối thiểu

về liều lượng mà còn liên hệ với liều tối đa của một nhân tố nào đó từ bên ngoài”

 Giới hạn tối thiểu -tối đa : biên độ sinh thái/ giới hạn sinh thái.

Ví dụ: cá rô phi Tilapia morambica: 5,6-420C/300C

Đinh luật về sự chống chịu - Nhận xét

 Sinh v t có gi i h n r ng v i nhân t này nh ng Sinh v t có gi i h n r ng v i nhân t này nh ng ậ ậ ớ ạ ớ ạ ộ ộ ớ ớ ố ố ư ư

l i có gi i h n h p v i nhân t khác ạ ớ ạ ẹ ớ ố

 S nh v t có gi i h n sinh thái r ng v i nhi u nhân S nh v t có gi i h n sinh thái r ng v i nhi u nhân ị ị ậ ậ ớ ạ ớ ạ ộ ộ ớ ớ ề ề

t sinh thái => phân b r ng ố ố ộ

 Gi i h n sinh thái khác nhau v i nh ng loài g n Gi i h n sinh thái khác nhau v i nh ng loài g n ớ ạ ớ ạ ớ ớ ữ ữ ầ ầ

nhau

 Khi sinh v t trong i u ki n không thích v i 1 Khi sinh v t trong i u ki n không thích v i 1 ậ ậ đ ề đ ề ệ ệ ớ ớ

nhân t ST thì gi i h n ST vói các nhân t b thu l i ố ớ ạ ố ị ạ

 Các sinh v t th i k non, sinh s n có gi i h n Các sinh v t th i k non, sinh s n có gi i h n ậ ở ậ ở ờ ỳ ờ ỳ ả ả ớ ạ ớ ạ

sinh thái h p h n các cá th khác ẹ ơ ể

SINH THÁI HỌC

SINH THÁI HỌC

Quy luật tác động tổng hợp của

các nhân tố sinh thái

 Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái

 Sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này có thể dẫn đến sự thay đổi về lượng và có khi về

chất của nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu ảnh hưởng của các thay đổi đó.

Các nhân tố sinh thái gắn bó chặt chẽ với nhau thành tổ hợp sinh thái.

SINH THÁI HỌC

QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC

Quy luật tác động không đồng đều của các nhân tố sinh thái

‘Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên chức phận của cơ thể sống Nhân tố cực thuân cho quá

trình này nhưng có hại hoặc nguy

hiểm cho quá trình khác.’

SINH THÁI HỌC

QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC

Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

Trong mối quan hệ qua lại giữa sinh vật và môi trường, không những môi trường tác động lên sinh vật mà sinh vật cũng ảnh hưởng đến các nhân tố của môi trường và làm thay đổi tính chất của nhân tố đó.

SINH THÁI HỌC

NHIỆT ĐỘ

Ý nghĩa: tác động trực tiếp/ gián tiếp đến sinh

trưởng, phát triển, phân bố cá thể, quần thể và quần

 Sinh lý: tốc độ tiêu hoá, trao đổi khí

 Phát triển, sinh sản, đình dục, ngủ đông, ngủ hè

VD: ruồi quả Ceratilis capitata

t=26oC, độ ẩm = 70%: vòng đời = 20 ngày t=19,5oC: vòng đời = 41,9 ngày

 Tập tính: di cư

 Phân bố

SINH THÁI HỌC

NƯỚC là một nhân tố sinh thái

Ý nghĩa:

Thành phần tế bào sống

 Tham gia quá trình sống: quang hợp, trao đổi khoáng

và chất dinh dưỡng, trao đổi nhiệt

 tham gia phản ứng hoá học trong cơ thể và la dung môi

 Môi trường sống của nhiều loài sinh vật

 Các dạng nước trong khí quyển: mù, sương,

mưa, tuyết

Độ ẩm:

 Tương đối

 Tuyệt đối

 N N ƯỚ ƯỚ C là m t nhân t sinh thái C là m t nhân t sinh thái ộ ộ ố ố

 Thực vật ưa ẩm: lỗ khí luôn mở, tầng kitin

mỏng, áp suất thấm lọc yếu

Thực vật chịu hạn:

Cây mọng nước: xương rồng (Câctceae), bỏng

(Crassulacaceae)…

 Cây lá cứng: họ cói Cyperaceae

Thực vật trung sinh: kích thước lá trung bình, tầng cutin mỏng, co nhiều lỗ khí, có thể chịu hạn

ở mức độ nhất định

 Trao Trao đổ ướ đổ ướ i n i n c: c:

 Lấy nước: uống, hấp thụ qua da, ăn thức ăn chứa nước, sử dụng nước trao đổi chất

 Thải nước: bài tiết, qua da, hô hấp

 Chống mất nước: cấu tạo cơ thể, dùng nước trao đổi chất, tập tính

 T p tính T p tính ậ ậ

 Phân b a lý Phân b a lý ố đị ố đị

SINH THÁI HỌC

SINH THÁI HỌC

Ảnh hưởng tổng hợp của nhiệt độ và độ ẩm

SINH THÁI HỌC

ÁNH SÁNG LÀ MỘT NHÂN TỐ SINH THÁI

Ý nghĩa: yếu tố điều chỉnh và giới hạn đối với sinh vật.

Thành phần ánh sáng:

SINH THÁI HỌC

ÁNH SÁNG LÀ M T NHÂN T SINH THÁI Ộ Ố

ÁNH SÁNG LÀ M T NHÂN T SINH THÁI Ộ Ố

Tác Tác độ độ ng ánh sáng ng ánh sáng đế đế n th c v t n th c v t ự ự ậ ậ

 Chi phối quang hợp- sản lượng sơ cấp toàn cầu

 Nảy mầm: quá trình hô hấp của hật cảm ứng với

cường độ và chế độ ánh sáng

 hình thái cây: thân, tán, tính hướng quang, tỉa cành

tự nhiên, vỏ, rễ

Đặc điểm lá:

• vị trí lá so với tia sáng tới: nghiêng/ vuông góc

• Hình thái giải phẫu lá: phần ngọn/ ưa sáng có tầng kitin

dày, gân lá nhiều, màu nhạt, ít diệp lục >< lá dưới to bản, mỏng, màu lục thẫm, nhiều diệp lục

 Sinh lý: quang hợp, thoát hơi nước

 Cây ngày ngắn/ cây ngày dài

SINH THÁI HỌC

ÁNH SÁNG LÀ M T NHÂN T SINH THÁI Ộ Ố

 Tác Tác độ độ ng ánh sáng ng ánh sáng đế độ đế độ n n ng v t ng v t ậ ậ

 Động vật ưa sáng: chịu giới hạn rộng với độ dài

bước sóng, cường độ và thời gian chiếu sáng >< động vật ưa tối

 Ảnh hưởng của bước sóng:

• Vùng hồng ngoại: tác dụng nhiệt; ảnh hưởng tính quang

hướng động

• Tịa tử ngoại (tạo gốc tự do, làm đứt liên kết hoá học): làm

chết, biến đổi bộ máy di truyền; biến đổi tiền vitamin A, D thành vitamin

• Vùng khả kiến: ảnh hưởng đến mùa sinh sản

 Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng: tăng cường

độ chiếu sáng => sinh vật thành thục sớm hơn

 Ánh sáng là tín hiệu điều chỉnh chu kỳ sống: Chu kỳ ngày đêm, mùa

SINH THÁI HỌC

KHÔNG KHÍ LÀ MỘT NHÂN TỐ SINH THÁI

SINH THÁI HỌC

ĐẤT LÀ MỘT NHÂN TỐ SINH THÁI

Ý nghĩa: đất là môi trường sống của sinh vật sống trên cạn

Nhân tố vật lý, khoáng và chất hữu cơ của đất ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của thực vật

SINH THÁI HỌC

SINH VẬT LÀ MỘT NHÂN TỐ SINH THÁI

Quan hệ cùng loài

Quan hê khác loài MÔI TRƯỜNG

SINH THÁI HỌC

CHƯƠNG III

QUẦN THỂ SINH VẬT

SINH THÁI HỌC

QUẦN THỂ - Khái niệm

ĐỊNH NGHĨA: Quần thể là một nhóm cá thể của một loài (hặc một nhóm khác nhau, nhưng có thể trao đổi về thông tin di truyền), sống trong một khoảng không gian xác

định, co những dặc trưng của nhóm, chứ khong phải của từng cá thể riêng biệt (E.P Odum, 1971).

• Biến động số lượng cá thể trong quần thể

Phân loại quần thể

- Loài

- Dưới loài (cùng lãnh thổ địa lý)

- Quần thể địa lý (cùng khí hậu, cảnh quan)

- Quần thể sinh thái (cùng sinh cảnh, yếu tố ngoại cảnh thống nhất)

- Quần thể yếu tố (khu vực nhỏ)

SINH THÁI HỌC

QUẦN THỂ- MẬT ĐỘ QUẦN THỂ

Định nghĩa: Mật độ quần thể là số lượng của các

cá thể trên một đơn vị không gian sống(thể tích/ diên tích) Mật độ thương tính bằng số lượng hay sinh khối sinh vật/ đơn vị không gian sống.

Mật độ quần thể biến động theo chu kỳ và phụ

thuộc vào nguồn thức ăn, mức độ lan truyền vật

ký sinh, xác suất gặp nhau giữa cá thể đực cái.

• đếm trực tiếp: đối vóii sinh cảnh trống, sinh vật lớn

• tính theo dải: áp dụng chim, thú, lưỡng the, bò sát Đếm cá thể làoi nghiên cứu trên 1 lộ trình gọi là dải tính nằm trên 1 sinh cảnh

co điều kiện ngoại cảnh giống nhau

• Tính theo ô thí điểm: thuỷ sinh vật, côn trùng Tính mật độ trên 1

số ô thí điểm  suy ra mật độ chung.

• Phương phắt thả và bắt lại:

• Giả sử quần thể có N cá thể; bắt X cá thể và đánh đấu

• Sau thời gian t, bắt n cá thể, có x cá thể bị đánh dấu

Dựa vào các dấu hiệu gián tiếp (số hang, dấu chân, phân).

Áp dụng với động vật nhanh nhẹn, số lượng ít

SINH THÁI HỌC

QUẦN THỂ- THÀNH PHẦN TUỔI VÀ GIỚI TÍNH

Cấu trúc tuổi: phản ánh tính thích ứng của quần thể, đảm bảo cho quần thể tồn tại trong những điều kiện cụ thể, ảnh hưởng đến tỷ lệ sinh sản và tử vong.

Trong sinh thái học: tuổi biểu thị theo giai đoạn phát triển:

Giai đoạn trước sinh sản  Khác nhau về thời gian

 Khác nhau về nhu cầu điều kiện sống  giảm áp lực cạnh tranh

Giai đoạn sinh sản

Giai đoạn sau sinh sản

SINH THÁI HỌC

QUẦN THỂ- THÀNH PHẦN TUỔI VÀ GIỚI TÍNH

Hình tháp nhóm tuổi:

- Xu hướng phát triển của quần thể

- Với nhiều quần thể, năng suất sinh học được xác định bởi tháp tuổi

Ví du:

Tháp sinh thái của quần thể

chuột đồng (Microtuss agrestis)

SINH THÁI HỌC

QUẦN THỂ- THÀNH PHẦN TUỔI VÀ GIỚI TÍNH

Thành phần giới tính: mang đặc tính thích ứng của mối quan hệ tương tác giữa quần thể và môi trường

Theo cơ chế di truyền: tỉ lệ giới tính = 1:1

Thực tế: tỉ lệ giới tính phụ thuộc mật độ, số lượng cá thể

 điều chỉnh số lượng cá thể.

 Thành phần giới tính được chia thành 3 bậc:

• Thành phần giống bậc I: tỉ lệ giới tính của trứng đã thụ tinh (1:1)

• Thành phần giống bậc II: tỉ lệ giới tính của trứng mới

nở hoặc con non

• Thành phần giống bậc III: tỉ lệ giới tính của cá thể

trưởng thành  có liên hệ trực tiếp đến tập tính sinh dục và tiềm năng sinh sản Ở động vật, sự mất cân

bằng giới tính quyết định tính dơn thê/ đa thê