* QuÇn x· sinh vËt lµ tæ hîp cña c¸c quÇn thÓ kh¸c loµi víi nh÷ng mèi t¬ng t¸c gi÷a chóng, sèng trong mét vïng ®Þa lý x¸c ®Þnh, hay tæ hîp cña c¸c loµi mµ chøc n¨ng sinh th¸i vµ sù biÕn [r]
(1)Mở đầu 1 Khái niệm sinh thái häc
Sinh thái học khoa học sinh học, nghiên cứu mối quan hệ sinh vật với sinh vật sinh vật với môi trờng tổ chức từ cá thể, quần thể, quần xã đến hệ sinh thái
ThuËt ng÷ sinh thái học bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, Oikos nghĩa nhà hay nơi
2 Đối tợng nghiên cứu sinh thái học.
Sinh thia hc nghiên cứu quan hệ sinh vật với môi trờng hay cụ thể nghiên cứu sinh học nhóm cá thể q trình chức xảy mơi trờng tất mối quan hệ thể sinh vật với môi trờng
3 ý nghÜa vai trò sinh thái học.
* Cựng với lĩnh vực khác sinh học, sinh thái học giúp ngày hiểu sâu sắc chất sống mối tơng tác với yếu tố môi trờng khứ, bao gồm ngời tiến hoá ngời Hơn sinh thái học tạo nên nguyên tắc định hớng cho hoạt động ngời để phát triển văn minh mà không huỷ hoại đến đời sống sinh giới chất lợng môi trờng
* Trong cuéc sống, sinh thái học có vai trò nh:
- Nâng cao suất vật nuôi trồng sở cải tạo điều kiện sống chóng
- Hạn chế tiêu diệt địch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, trồng đời sống ngời
- ThuÇn hoá di gống loài sinh vật
- Khai thác hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, trì đa dạng sinh học phát triển tài nguyên cho khai thác bền vững
- Bảo vệ cải tạo môi trờng sống cho ngời loài sống tốt
Chơng I
Mối quan hệ tơng tác thể môi trờng
1 Những khái niệm bản.
1.1 Ngoại cảnh hay giới bên ngoài.
L thiờn nhiờn, ngời kết hoạt động nó, tồn cách khách quan nh trời, mây, non nớc, thành quách, lăng tẩm…
(2)* Môi trờng phần ngoại cảnh, bao gồm tợng thực thể tự nhiên…mà cá thể, quần thể, lồi…có quan hệ trực tiếp gián tiếp với phản ứng thích nghi Từ định nghĩa ta phân biệt mơi trờng lồi với mơi trờng lồi khác
* Mơi trờng sống ngời(theo Unesco năm 1981): Mơi trờng bao gồm tồn hệ thống tự nhiên hệ thống ngời tạo ra, hữu hình vơ hình, ngời sống lao động họ khai thác tài nguyên thiên nhiên nhân tạo nhằm thảo mãn nhu cầu
* Mơi trờng chia thành hai loại: Môi trờng vô sinh môi trờng hữu sinh * Trong thiên nhiên lại phân biệt bốn loại môi trờng khác là: Mơi trờng đất, nớc, khơng khí, sinh vật
1.3 Sinh c¶nh.
Là phần mơi trờng vật lý mà có thống yếu tố cao so với môi trờng, tác động lên đời sống sinh vật
1.4 Hệ đệm hay hệ chuyển tiếp.
Là mức chia nhỏ hệ sinh thái, mang tính chuyển tiếp từ hệ sang hệ khác phụ thuộc vào yếu tố vật lý nh địa hình, chế độ khí hậu…Do vị trí giáp ranh nên khơng gian hệ đệm thờng nhỏ hệ sinh thái chính, số lồi thấp, nhng đa dạng sinh học lại cao so với hệ tăng khả biến dị nội loài(tức đa dạng di truyền cao)
1.5 C¸c yÕu tè môi trờng yếu tố sinh thái.
* Các yếu tố môi trờng tuỳ theo ảnh hởng nguồn gốc chia thành nhóm nh:
+ Theo nguån gèc:
- Các yếu tố vô sinh(yếu tố không sống hay phi sinh vật) nh: nhiệt độ, hàm l-ợng muối, nớc…
- Các yếu tố hữu sinh( yếu tố sinh vật) nh: vật ký sinh, mồi… + Theo ảnh hởng tác động yếu tố sinh thái đợc chia thành:
- Yếu tố không phụ thuộc vào mật độ yếu tố tác động lên sinh vật, ảnh hởng khơng phụ thuộc vào mật độ quần thể bị tác động(thờng yếu tố vô sinh)
(3)* Các yếu tố môi trờng tác động lên sinh vật đơn lẻ mà tổ hợp, đồng thời tác động
* Mỗi yếu tố môi trờng tác động lên đời sống sinh vật đợc thể khía cạnh nh:
- B¶n chÊt cđa u tè
- Cờng độ hay liều lợng tác động(cao hay thấp, nhiều hay ít)
- Phơng thức tác động liên tục hay đứt đoạn, chu kỳ tác động mau hay tha… * Định luật liên quan đến tác động yếu tố môi trờng gồm hai định luật bản:
+ Định luật tối thiểu: Do nhà khoa học ngời Đức Liebig đề xuất năm 1840 “ Mỗi lồi thực vật địi hỏi loại lợng muối dinh dỡng xác định, số lợng muối tối thiểu tăng trởng thực vật đạt mức tối thiểu”
+ Định luật chống chịu “ Mỗi cá thể, quần thể, loài tồn khoảng giá trị xác định yếu tố bất kỳ” Trong gồm có giới hạn dới, giới hạn trên, điểm cực thuận, giới hạn sống hay giới hạn chịu đựng hay giới hạn sinh thái hay trị số sinh thái
- Một sinh vật có trị số sinh thái rộng nhiều nhân tố sinh thái thờng có vùng phân bố rộng ngợc lại
- Một sinh vật có trị số sinh thái rộng yếu tố này, song lại hẹp với yếu tố khác loài có vùng phân bố hạn chế
- Khi yếu tố trở nên cực thuận cho đời sống giới hạn chống chịu yếu tố khác bị thu hẹp
- Khi thể thay đổi trạng thái sinh lý(mang thai, sinh sản…) thể giai đoạn non nhiều yếu tố mơi trờng trở thành yếu t gii hn
1.6 Nơi sống ổ sinh th¸i.
* Nơi sống: Là khơng gian c trú sinh vật khơng gian mà sinh vật thờng hay gặp
* ổ sinh thái: Là không gian sinh thái mà điều kiện môi tr-ờng quy định tồn phát triển lâu dài không hạn định cá thể, lồi Ngồi cịn ổ sinh thái thành phần nh: ổ sinh thái dinh dỡng, ổ sinh thái sinh sản…là yếu tố thiết yếu đảm bảo cho hoạt động chức sinh vật
1.7 Tơng đồng sinh thái.
Những loài chiếm ổ sinh thái hay ổ sinh thái giống vùng địa lý khác đợc gọi loài tơng đồng sinh thái
(4)2.1 Nhiệt độ thể.
- Thờng sinh vật sống trái đất tồn giới hạn nhiệt độ xác định, thờng từ 0-500C hay thấp hơn, cao hơn.
- Dựa vào nhiệt độ thể chia thành hai nhóm: Nhóm biến nhiệt(hay nhóm ngoại nhiệt) nhóm đẳng nhiệt(nhóm nội nhiệt)
- Sự phân bố nhiệt trái đất không phụ thuộc vào vĩ độ, vào thời gian ngày đêm, mùa…các vùng khác trái đất khác Sự dao động nhiệt ngày, theo mùa… khác vùng khác
- Nhiệt độ ảnh hởng trực tiếp hay gián tiếp đến đời sống loài, vùng nhiệt độ có nhóm lồi sinh vật đặc trng
- ảnh hởng nhiệt độ lên loài biến nhiệt khác khác Trong giới hạn sinh thái tốc độ trao đổi chất sinh vật tăng nhiệt độ tăng ngợc lại Nhiệt độ ảnh hởng đến thời gian sống loài biến nhiệt
- Những loài động thực vật sống nơi nhiệt độ cao thấp có chế riêng để trì sống Những động vật đẳng nhiệt xứ lạnh thờng giảm bớt phần thò ra(tai, đi…) so với lồi tơng tự xứ nóng(quy tắc allen) Ngồi nhiệt độ cịn ảnh hởng đến màu sắc kích thớc thể
2.2 Nớc độ ẩm môi trờng.
- Mọi sống tồn tạ đợc nhờ có nớc Trong thể sinh vật nớc chiếm khoảng 50-70% khối lợng thể, số lồi hàm lợng nớc lớn 90%
- Níc lµ môi trờng sống thuỷ sinh vật, môi trờng thể diễn phản ứng sinh hoá
- Nớc tạo nên độ ẩm khơng khí, độ ẩm đất…và chia độ ẩm thành hai loại độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tơng đối
- Mỗi sinh vật chịu đợc độ ẩm giới hạn xác định, ngời ta chia sinh vật thành hai nhóm dựa vào độ ẩm: Nhóm a ẩm nhóm a khơ, chúng có nhóm a ẩm vừa
- Khi khơ hạn có ảnh hởng lớn tới sinh vật, đặc biệt thực vật cạn Động vật bị khô hạn tìm đến vùng thích hợp để sống, tránh thoát nớc thể
(5)- Thực vật sống môi trờng khô hạn có khuynh hớng để thích nghi nh: tích nớc thể, chống thoát nớc(lá thu hẹp, rụng theo mùa, hình thành lớp biểu mơ sáp khơng thấm nớc, khí khổng ít…), tăng khả tìm nguồn nớc(rễ dài, to khoẻ đâm sâu rễ lan rộng sát mặt đất, hình thành rễ phụ cây…)
- Động vật thích nghi với điều kiện khô hạn đa dạng, tập tính sinh lý sinh thái nh: thể có vỏ bọc khơng thấm nớc, tuyến mồ phát triển, thải phân khô, lấy nớc từ thức ăn, tiết nớc tiểu…một số sử dụng nớc nội bào(lạc đà) Những động vật chịu hạn hay a ẩm cao thờng hoạt động vào ban đêm, bóng râm, trốn tránh vào hang…trong lúc khơ nóng
2.3 ánh sáng đời sống sinh vật.
- ánh sáng nh nhiệt độ độ ẩm vừa yếu tố điều chỉnh vừa yếu tố giới hạn sinh vật, đặc biệt thực vật Thực vật cần ánh sáng nh động vật cần thức ăn, ánh sáng đợc coi nguồn sống sinh vật
- Cây xanh quang hợp phổ ánh sáng mà mắt thờng nhìn thấy đợc với bớc sóng từ 3800-7100A0 ánh sáng đợc gọi ”bức xạ quang hợp tích cực” và chiếm 44% tổng xạ mặt trời chiếu xuống trái đất
- Khả hiệu suất quang hợp C4 C3, a sáng a bóng khác cờng độ chiếu sáng khác
- Liên quan đến độ dài chiếu sáng, thực vật đợc chia thành hai nhóm là: Nhóm ngày dài(là hoa kết trái cần pha sáng dài pha tối) ngày ngắn(ngợc với ngày dài)
- Động vật khác với thực vật có khả phát triển tối sáng Tia tử ngoại liều lợng định thúc trình tổng hợp vitamin D, liều lợng cao gây huỷ hoại chất nguyên sinh, gây ung th…các tia cực ngắn(tia x, tia anpha, tia beta) gây cho thể đột biến gen Tuy nhiên động vật đợc chia thành hai nhóm: Nhóm a hoạt động ban ngày nhóm a hoạt động ban đêm(màu sắc khơng phát triển thân thờng xỉ đen)
- ánh sáng thay đổi theo chu kỳ ngày đêm, chu kỳ mùa, chu kỳ tuần trăng nên sinh vật có nhịp điệu sinh học chuẩn xác, đợc mệnh danh “đồng hồ sinh học”
3 Nh÷ng quy luËt sinh thái bản.
Cú quy lut c bn tác động nhân tố sinh thái lên thể sinh vật
(6)Mỗi lồi có giới hạn sinh thái đặc trng nhân tố sinh thái
* Quy luật tác động tổng hợp nhân tố sinh thái:
Tác động nhiều nhân tố sinh thái tạo nên tác động tổng nhân tố lên thể sinh vật
* Quy luật tác động không đồng nhân tố sinh thái lên chức phận sống thể.
- Các nhân tố sinh thái tác động không giống lên chức phận sống thể
- Mỗi nhân tố sinh thái tác động không giống lên chức phận sống khác thể
- Mỗi nhân tố sinh thái tác động không giống lên chức phận sống thể giai đoạn phát triển khác
* Quy luật tác động qua lại sinh vật với môi trờng sống
Sinh vật Môi trờng sng(bin i)
Chơng II
Quần thể sinh vật 1 Định nghĩa.
* Qun th l nhúm cỏ thể loài(hay dới loài) khác giới tính, tuổi kích thớc, phân bố vùng phân bố lồi, chúng có khả giao phối với để sinh hệ
* Các đặc trng quần thể: Giới tính, tuổi, mật độ, mức sinh sản-tử vong sống sót, phân bố, khả thích ứng chống chịu, kiểu tăng trởng quần thể
* Những lồi có vùng phân bố hẹp, điều kiên mơi trờng đồng thờng hình thành quần thể lồi đơn hình Ngợc lại lồi có vúng phân bố rộng, điều kiện môi trờng không đồng vùng khác vùng phân bố thờng tạo nên nhiều quần thể thích nghi với điều kiện đặc thù địa hình lồi đa hình
(7)2 CÊu tróc cđa qn thĨ.
2.1 Kích thớc mật độ quần thể.
2.1.1 KÝch thíc.
* Kích thớc quần thể số lợng hay khối lợng hay lợng quần thể phù hợp với nguồn sống không gian mà quần thể chiếm Những quần thể phân bố không gian rộng, nguồn sống dồi có số lợng đơng so với quần thể có vùng phân bố hẹp nguồn sống bị hạn chế
* Kích thớc quần thể khơng gian thời gian đợc diễn tả theo cơng thức sau:
Nt lµ sè lợng cá thể quần thể thời điểm t
N0 số lợng cá thể quần thể thời điểm ban đầu t = B số lợng cá thể quần thể sinh khoảng thời gian t D số lợng cá thể quần thể bị chết khoảng thời gian t E số lợng cá thể nhập c vào quần thể khoảng thời gian t I số lợng cá thể quần thể di c khoảng thời gian t 2.1.2 Mật độ quần thể.
* Mật độ quần thể số lợng cá thể hay khối lợng hay lợng tính đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể sinh sống
- Mật độ đợc biểu diễn số lợng cá thể khoảng cách trung bình cá thể với
- Mật độ đợc biểu diễn khối lợng mức độ tập trung chất sống - Mật độ đợc biểu diễn lợng đặc tính nhiệt động học quần thể
* Mật độ quần thể có ý nghĩa sinh học to lớn, thể cân tiềm sinh sản sức chịu đựng môi trờng Mật độ quần thể quy định tổng lợng trao đổi chất quần thể Mật độ quần thể chi phối đến hoạt động chức thể(dinh dỡng, hô hấp, sinh sản…) nh trạng thái tâm lý cá thể quần thể
* Mỗi loài, quần thể loài điều kiện sống cụ thể có mật độ xác định, số đóng vai trị quan trọng chế điều chỉnh số lợng quần thể
2.2 Cấu trúc không gian quần thể.
2.2.1 Các dạng phân bố cá thể.
(8)Cấu trúc không gian quần thể đợc hiểu chiếm không gian cá thể Các cá thể phân bố không gian theo cách sau đây:
* Phân bố đều: Phân bố gặp nơi môi trờng đồng cạnh tranh không gian cá thể mạnh tính lãnh thổ cá thể cao
* Phân bố ngẫu nhiên: Phân bố ngẫu nhiên gặp mơi trờng đồng nhất, cịn cá thể khơng có tính lãnh thổ cao, khơng có xu hớng họp lại với thành nhóm
* Phân bố theo nhóm: Thờng gặp thiên nhiên môi trờng không đồng cá thể có khuynh hớng tụ tập lại với thành nhóm hay thành điểm tập trung
2.2.2 Sù cách ly tính lÃnh thổ. * Sự cách ly thêng xt hiƯn do:
- Sù c¹nh tranh vỊ nguồn sống ỏi cá thể - Tính l·nh thæ
* Vùng hoạt động cá thể, cặp hay nhóm gia đình động vật thờng bị giới hạn không gian, không gian đợc gọi phần đất cá thể hay gia đình Nếu phần đất đợc bảo vệ nghiêm ngặt, không chồng chéo sang phần láng giềng thỡ c gi l lónh th
- Những loài ăn thịt săn mồi thờng có lÃnh thổ rộng
- Tính lãnh thổ thay đổi theo tuổi hay giới tính, thờng non thích sống tụ họp, trởng thành a cách ly
2.3 CÊu tróc ti cđa qn thĨ.
* Qn thĨ gåm nhiỊu nhãm ti, chóng cã quan hƯ víi rÊt mËt thiÕt vỊ mặt sinh học, tạo nên cấu trúc tuổi quần thĨ
* Tỷ lệ nhóm tuổi có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu sinh thái học thực tiễn sản xuất Nếu xếp chồng số lợng nhóm tuổi theo hệ từ non đến già ta có tháp tuổi hay tháp dân số
* Khi nguồn nuôi dỡng suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi, tỷ lệ non già giảm nhanh chóng, kích thớc quần thể bị thu hẹp Ngợc lại điều kiện thuận lợi, nguồn thức ăn phong phú, tỷ lệ nhóm tuổi trẻ tăng, khả bổ sung cho đàn sinh sản lớn, kích thớc quần thể tăng lên
(9)kỳ Trong điều kiện thuân lợi quần thể thay đổi theo hớng nâng cao vai trò nhóm tuổi trẻ, cịn điều kiện khó khăn thay đổi theo hớng ngợc lại
* Trong nghiên cứu sinh thái học ngời ta chia đời sống cá thể thành giai đoạn: Trớc sinh sản, sinh sản sau sinh sản, quần thể đợc chia thành nhóm tuổi tơng ứng, nhóm có ý nghĩa sinh thái khác nhau, tham gia vào chế điều chỉnh số lợng cá thể quần thể
2.4 CÊu tróc giíi tÝnh vµ cÊu tróc sinh s¶n.
* Sự phân chia giới tính hình thức cao sinh sản sinh vật, nhờ sinh sản có trao đổi chéo kết hợp gen cá thể để tạo nên hệ có mức sống cao
* Trong thiên nhiên, tỷ lệ chung đực 1:1, song tỷ lệ biến đổi khác loài khác giai đoạn khác đời sống lồi(tuổi), đồng thời cịn chịu chi phối yếu tố môi trờng
* Thông thờng ngời ta thấy tăng số lợng cá thể nhịp điệu sinh sản tăng lên thờng sức sống hệ non bị giảm Vì điều kiện sống thuận lợi, nhiều động vật tỷ lệ cá thể cao
* Cấu trúc sinh sản trờng hợp cụ thể biểu tỷ lệ giới tính q trình sinh sản(trong có cấu trúc giới tính chung cấu trúc giới tính giai đoạn trớc, sau sinh sản) Ngồi cịn phụ thuộc vào cách sinh sản cá thể quần thể(một vợ chồng hay đa thê…)
* Cấu trúc giới tính cấu trúc sinh sản có ý nghĩa thích nghi, đảm bảo cho sinh sản quần thể đạt hiệu cần thiết điều kiện môi trờng không n nh
2.5 Sự phân dị cá thể qn thĨ.
* Sự phân dị cá thể quần thể khác biệt chất cá thể, đặc điểm hình thái sinh lý Đó thích nghi quan trọng việc sử dụng có hiệu nguồn sống mơi trờng
* Tính phân dị cá thể quần thể đợc tạo cấu trúc nh: cấu trúc tuổi, cấu trúc giới tính sinh sản, trạng thái mùa nhiều dấu hiệu khác
* Sự đa dạng điều kiện môi trờng khơng gian theo thời gian có ảnh hởng định đến tính đa dạng sinh hc
3 Mối quan hệ cá thể quần thể.
(10)* Đấu tranh trùc tiÕp:
Xảy tranh giành nơi ở, nơi làm tổ, vùng dinh dỡng…Tuy đấu trang liệt nhng thua bỏ chạy, cịn thắng coi thành cơng, khơng đến mức tiêu diệt kẻ yếu nh đấu tranh khác lồi
* Quan hƯ ký sinh - vËt chđ:
Sống ký sinh vào đồng loại khơng phải khơng có quần thể, nhng gặp Ví dụ: số loài cá sống sâu, điều kiên khó khăn khơng thể tồn thành quần thể đông, đực với lối sống ký sinh bám vào cái, đực có kích thớc nhỏ số quan tiêu giảm
* Quan hƯ måi - vËt d÷:
Mối quan hệ thể dới dạng ăn đồng loại xuất cá thể quần thể hồn cảnh đặc biệt Ví dụ: Cá vợc điều kiện dinh dỡng xấu cá bố mẹ ăn
Tính ăn đồng loại động vật bậc cao gặp, trừ vài trờng hợp non sinh bị chết, mẹ ăn xác chúng để nuôi tránh bị ô nhiễm
3.2 Mối tơng tác dơng.
* S t họp hay tập trung thành bầy đàn tợng phổ biến nhờ pheramon họp đàn sinh sản Sự họp đàn có tạm thời để săn mồi, để đấu tranh chống lại vật giữ, để sinh sản…hoặc lâu dài nhiều loài cá, chim…sống đàn
* Nhiều lồi động vật có lối sống xã hội, cịn thiết lập nên đầu đàn đọ sức cá thể Những thể thức nguyên khai lối sống xã hội đem lại cho cá thể quần thể lợi ích thực sống yên ổn để chống trả với điều kiện bất lợi môi trờng
4 Động học dao động số lợng quần thể.
Trong điều kiện điều chỉnh số lợng cá thể quần thể hoạt động chức quần thể phụ thuộc vào hai thông số mức sinh sản mức tử vong
4.1 Mức sinh sản quần thể.
* Mức sinh sản quần thể số lợng đợc quần thể sinh khoảng thời gian xác định
(11)trong đàn sinh sản quần thể Các quần thể loài sống hồn cảnh khác có mức sinh sản khác nhau, song mang tính đặc trng cho lồi
* Các dạng sinh sản:
- Mi mt lồi có một vài dạng sinh sản đặc trng, quần thể có dạng sinh sản loài nh: Sinh sản sinh dỡng, sinh sản đơn tính, sinh sản hữu tính, sinh sản xen kẽ hệ, sinh sản lỡng tính
- Trong hồn cảnh cụ thể quần thể lựa chọn dạng sinh sản hay dạng sinh sản phù hợp với điều kiện môi trờng lúc Thờng điều kiện thuận lợi quần thể có khả sinh sản đơn tính sinh sản đơn tính, điều kiện bất lợi chúng sinh sản lỡng tính để tăng sức sống cho hệ
* Nhịp điệu sinh sản:
S sinh sn ca quần thể sinh vật thời gian khác khơng giống nhau, thờng tập trung vào thời kỳ thuận lợi nhất, đảm bảo cho đàn có sống sót cao nhất, phát triển tốt nhất, nh nguồn thức ăn giàu có, nhiệt độ độ ẩm thích hợp, tránh săn bắt vật giữ điều biến đổi có tính chu kỳ nên sinh sản cờng độ sinh sản mang tính chu kỳ nh:
- Chu kỳ ngày đêm: Thực vật động vật không xơng sống bậc thấp chịu chi phối mạnh
- Nhịp điệu theo pha mặt trăng thuỷ triều: Ví dụ nh rơi biển “tháng chín đơi mơi, tháng mời mồng năm” Lồi cá Califoclia lại sinh sản nghiêm ngặt theo thuỷ triều, chọn ngày thuỷ triều cao nhấy tháng lên tận bãi cát đỉnh triều đào hố để đẻ Sự thụ thai thỏ rừng lớn Malaixia trùng vào ngày trăng tròn…
- Chu kỳ mùa: Tập trung sinh sản vào mùa xác định năm tợng phổ biến đời sống quần thể sinh vật
4.2 Møc tư vong vµ møc sèng sãt.
4.2.1 Møc tö vong.
* Mức tử vong số lợng cá thể quần thể bị chết khoảng thời gian
* Những nguyên nhân gây tử vong: Chết già, chết bị vật ăn thịt hay ngời khai thác, chết bệnh tật, chết biến động bất thờng điều kiện môi trờng vô sinh môi trờng hữu sinh vợt khỏi ngỡng sinh thái lồi
(12)* Mức sống sót ngợc với mức tử vong, tức số lợng cá thể quần thể tồn thời điểm xác định đời sống
* Møc tö vong, nh mức sinh sản số sinh thái quan trọng chế điều chỉnh số lợng quần thể Những quần thể, loài có mức sinh sản cao thích nghi với mức tử vong lớn ngợc lại
4.3 Sự tăng trởng số lợng cá thể quần thể.
* Sự tăng trởng số lợng cá thể quần thể liên quan chặt chẽ với số bản: Mức sinh sản, mức tử vong phân bố nhóm tuổi qn thĨ
- Nếu Sinh > Tử quần thể tăng số lợng tăng trởng dơng - Nếu Sinh = Tử quần thể ổn định tăng trởng - Nếu Sinh < Tử quần thể suy giảm số lợng tăng trởng âm
* Trong thực tế khống chế yếu tố môi trờng mà số lợng quần thể tăng vô hạn theo hàm số mũ mà đến giới hạn định cân với nguồn sống ngừng
4.4 Sự dao động số lợng quần thể điều chỉnh số lợng nó.
4.4.1 Sự dao động số lợng.
* Khi quần thể hoàn thành tăng trởng số lợng số lợng cá thể quần thể có khuynh hớng dao động quanh giá trị trung bình dao động xảy đến mức coi chúng nh dạng tuần hồn, trừ dao động khơng theo chu kỳ gây nguyên nhân ngẫu nhiên nh: cháy rừng, bão lụt, dịch bệnh…
* Sự dao động có chu kỳ quần thể tự nhiên đợc chia thành nhóm loại nh:
- Dao động theo ngày đêm liên quan đến biến đổi xạ mặt trời có tính luân phiên ngày đêm
- Dao động theo mùa nhờ điều chỉnh yếu tố khí hậu nh: nhiệt độ vùng ôn đới lợng ma vùng nhiệt đới
- Dao động theo chu kỳ năm: Do sai khác theo năm yếu tố bên ngoài( nhiệt độ, lợng ma…nằm tác động quần thể) dao động có liên quan với động thái quần thể(độ đảm bảo thức ăn, lợng, bệnh tật…)
(13)rừng có chu kỳ dao động số lợng nh vậy, song thờng bắt đầu sớm khoảng đến nm
4.4.2 Sự điều chỉnh số lợng quần thÓ.
* Quần thể nh cá thể sinh vật sống môi trờng sống thích nghi cách bị động với biến cố mơi trờng sống, mà cịn cải tạo mơi trờng theo hớng có lợi cho Quần thể ln trì trạng thái cân với sức chịu đựng mơi trờng, trớc hết điều chỉnh kích thớc chúng, sau điều chỉnh số lợng phù hợp với dung tích sống mơi trờng
* Trong điều kiên tự nhiên hay thực nghiệm số lợng quần thể chịu chi phối hai nhóm yếu tố chính: yếu tố khơng phụ thuộc vào mật độ(khí hậu…) yếu tố phụ thuộc vào mật độ(thức ăn, dịch bệnh…)
* Cơ chế điều chỉnh số lợng quần thể mối quan hệ nội đợc hình thành cá thể cấu trúc nên quần thể mối quan hệ quần thể sống quần xã hệ sinh thái
* Trong trình điều chỉnh số lợng quần thể, mật độ quần thể có vai trị quan trọng nh “tín hiệu sinh học” thông báo cho quần thể “biết” phải phản ứng nh trớc biến đổi yếu tố mơi trờng
5 ý nghÜa cđa nghiªn cøu qn thĨ qn x·.
- Hiểu đợc thực trạng lồi quần xã, qua đánh giá đợc vai trị lồi quần xã
- Đánh giá đợc thực trạng quần xã giai đoạn trình phát triển
- Dự đốn đợc tơng lai vai trị loài u quần xã xu hớng biến i ca nú
Chơng III
Quần xà sinh vËt 1 Mét sè kh¸i niƯm chung.
(14)* Các quần xã sinh vật tự nhiên đợc gọi theo nhiều cách nh: Theo đại điểm phân bố hay tên theo chủng loại phát sinh gọi theo dạng sống, ngời ta gọi tên quần thể theo lồi hay nhóm lồi sinh vật u thế…
* Trong tự nhiên ranh giới quần xã khó phân định rạch rịi mà chúng thờng gối lên nhau, tạo nên dạng chuyển tiếp hay vùng đệm quần xã
2 CÊu tróc cđa qn x·.
Cấu trúc quần xã biểu phân bố sinh vật mặt không gian(theo chiều thẳng đứng hay nằm ngang) hay thời gian quần xã
Cấu trúc quần xã phụ thuộc vào thành phần mối quan hệ số lợng thành phần đó, vào tập tính thành phần, vào điều kiện tự nhiên nơi đó, vào tác động ngời Mỗi giai đoạn phát triển quần xã cú cu trỳc tng ng
2.1 Đa dạng loµi, vỊ cÊu tróc vµ vỊ gen.
Đa dạng lồi đợc thể dới hai hình thức giàu có hay độ phong phú lồi tính bình qn dựa độ phong phú tơng đối số vai trị vị trí cấu trúc quần xã Các quần xã có tính đa dạng cao ổn định
2.2 CÊu tróc kh«ng gian quần xÃ.
* Cấu trúc theo mặt phẳng:
Sự phân bố động vật thực vật theo mặt phẳng đợc xem nh dạng cấu trúc quần xã, nh cá thể quần thể quần thể quần xã phân bố theo kiểu: đều, ngẫu nhiên thành nhóm tuỳ thuộc vào điều kiện môi trờng chất sinh học loài
* Phân bố theo chiều thẳng đứng:
Theo chiều thẳng đứng không gian sinh vật thờng phân bố theo tầng hay lớp, liên quan với biến đổi hàng loạt yếu tố
VÝ dơ:
- rừng có tầng a sáng, a bóng chịu bóng - Ao có tầng mặt, tầng giữa, tầng đáy
2.3 CÊu tróc vỊ dinh dìng.
Cách đặt nhóm sinh vật quần xã theo chức dinh dỡng tạo nên cấu trúc dinh dỡng quần xã Cấu trúc phản ánh hoạt động chức quần xã, nhờ mà vật chất đợc chu chuyển lợng đợc biến đổi
(15)2.4.1 C¸c mối tơng tác âm. * Quan hệ ức chế cảm nhiƠm:
Là mối quan hệ lồi sinh vật lồi tiết số chất nhằm tiêu diệt kìm hãm phát triển lồi khác sinh sống mơi trờng
* Quan hệ cạnh tranh(dinh dỡng, nơi ở):
Trong cạnh tranh loại trừ, kẻ chiến thắng thờng lồi có vị trí cao bậc phân loại, hai loài bậc phân loại lồi phải có u sinh học khác nh: đông số lợng lúc khởi đầu có giới hạn sinh thái rộng hay có tiềm sinh học lớn hơn…
* Mèi quan hƯ vËt d÷ - måi:
- Mối quan hệ vật - mồi tạo nên chuỗi thức ăn thiên nhiên, qua vật chất đợc quay vòng lợng đợc biến đổi Nhờ quần xã hệ sinh thái đợc trì phát triển bền vững
- Trong quan hệ vật - mồi mồi làm thức ăn cho vật dữ, động lực quan trọng giúp hai song song tiến hố khơng ngừng Trong q trình thơng qua chọn lọc tự nhiên vật tinh khôn để khai thác mồi có hiệu cịn mồi sắc sảo để bảo vệ
- Để tránh săn bắt vật dữ, q trình tiến hố song hành ấy, mồi có khả thích nghi hình thái, sinh sản, sinh thái, sinh hố…và tập tính khác Ngợc lại vật có thích nghi tơng ứng để tồn phát triển cách thịnh vợng, song vật thông minh biết khai thác mồi cách hợp lý để thảo mãn nhu cầu trớc mắt nhng khơng gây hại đến tồn vong hệ tơng lai
* Mèi quan hƯ gi÷a vËt ký sinh – vËt chđ:
VËt ký sinh sèng trªn thể vật chủ lấy chất dinh dỡng vật chủ thức ăn cho mình, nhiên không giết chết vật chủ chúng có thích ứng với
2.4.2 Các mối tơng tác dơng.
Các mối tơng tác dơng nói chung lợi cho loài, cho loài cuéc sèng
* Quan hÖ héi sinh:
(16)Trong tự nhiên dạng quan hệ phổ biến vật sử dụng vật khác nh giá thể để bám, làm phơng tiện vận động, kiếm thức ăn hay làm nơi sinh sản…
* Quan hệ hợp tác:
Quan h hp tỏc mối quan hệ loài mà chúng mang đến cho lợi ích nhiều mặt, song cách sống khơng bắt buộc
* Quan hƯ cộng sinh hay hỗ sinh:
Quan h cng sinh mối quan hệ bắt buộc, rời hai khơng thể tồn đợc
Ví dụ: Vi sinh vật sống quan tiêu hoá động vật nhai lại Vi sinh vật có khả phân huỷ xenlulo thú kiếm đợc tạo đờng cung cấp thức ăn cho hai
2.5 Mèi quan hệ quần xà sinh vật môi trờng.
Quần xã sinh vật sống môi trờng không thích nghi với biến động yếu tố mơi trờng cách bị động mà phản ứng lại cách tích cực theo hớng đồng hố cải tạo mơi trờng để sống tốt Do quần xã mơi trờng có mối liên hệ chặt chẽ với sở tơng tác lẫn thơng qua mối liên hệ ngợc
Ví dụ: Sự hình thành đất canh tác minh chứng hùng hồn cho vai trò cải tạo đất nấm, vi khuẩn, loài động vật nhỏ bé thực vật
3 DiƠn thÕ sinh th¸i.
* Diễn sinh thái trình biến đổi hệ sinh thái từ trạng thái khởi đầu qua giai đoạn chuyển tiếp để đạt đợc trạng thái ổn định cuối cùng, tồn lâu dài theo thời gian(trạng thỏi nh cc)
* Nguyên nhân gây diễn thÕ sinh th¸i:
- Tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã
- Chính tác động quần xã lên ngoại cảnh(đặc biệt tác động quần thể u thế) làm biến đổi mạnh ngoại cảnh đến mức gây diễn
- Tác động vơ ý thức hay có ý thức ngời
(17)* Song song với trình diễn q trình biễn đổi khí hậu, thổ nh-ỡng địa chất
* Dựa tiêu chuẩn xác định(nh động lực, giá thể…) diễn sinh thái đợc chia thành dạng khác nh:
+ Nếu dựa vào động lực qúa trình diễn chia thành hai dạng:
- Nội diễn thế: Diễn đợc diễn động lực bên hệ sinh thái
- Ngoại diễn thế: Xảy tác động hay kiểm soát lực hay yếu tố bên
+ NÕu dựa vào giá thể diễn gồm:
- Diễn sơ cấp hay diễn nguyên sinh: Xảy mà trớc cha tồn quần xã sinh vật
- Diễn thứ cấp hay diễn thứ sinh: Xảy mà trớc tồn quần xã, nhng bị tiêu diệt
+ NÕu dựa vào mối quan hệ tổng hợp phân huỷ quần xà diễn chia thành hai lo¹i:
- Diễn tự dỡng: Là phát triển đợc trạng thái với sức sản xuất hay tổng hợp chất vợt lên trình phân huỷ chất
- Diễn dị dỡng: Ngợc lại diễn tự dỡng * Khái niệm đỉnh cực:
- Một hệ sinh thái hay quần xã q trình diễn khơng bị yếu tố huỷ hoại tác động vào cuối đạt đợc trạng thái ổn đinh giai đoạn này, quần thể quan trọng ổn định mức sinh–tử, dòng lợng sinh khối nằm trạng thái cân bằng, sản lợng nhập hệ cân với tổng lợng hô hấp xuất hệ
- Quần xã cao đỉnh khơng tĩnh mà biến đổi cách chậm chạp biến đổi xảy nhanh môi trờng vật lý mơi trờng sinh học có biến động lớn
* Tầm quan trọng nghiên cứu diễn sinh th¸i:
- Nắm đợc quy luật phát triển quần xã, hình dung đợc quần xã tồn trớc dự đốn đợc dạng quần xã thay hoàn cảnh
(18)- Sự hiểu biết diễn cho phép ta chủ động điều khiển phát triển diễn theo hớng có lợi cho ngời bảo vệ hợp lý nguồn tài nguyên
Ch¬ng IV: HƯ sinh th¸i 1 Kh¸i niƯm.
* Hệ sinh thái tổ hợp quần xã sinh vật với mơi trờng vật lý mà quần xã tồn tại, sinh vật tơng tác với với mơi trờng để tạo nên chu trình vật chất chuyển hoá lợng Hệ sinh thái lại trở thành phân cấu trúc sinh
* Hệ sinh thái hệ động lực hở tự điều chỉnh, trình tồn phát triển hệ phải tiếp nhận nguồn vật chất lợng từ môi trờng
* Do hệ sinh thái hệ động lực nên hệ sinh thái hoạt động tuân theo định luật thứ thứ hai ca nhit ng hc
ĐL1: Năng lợng không tự sinh không tự mà chuyển từ dạng sang dạng khác
L2: Trong sinh thái học cho rằng, lợng truyền từ dạng đậm đặc sang dạng khuếch tán
* Bản thân hệ sinh thái hoàn chỉnh toàn vẹn nh thể, tồn tự nhiên hệ có giới hạn sinh thái xác định Trong giới hạn sinh thái chịu tác động vừa phải từ bên ngoài, hệ phản ứng lại cách thích nghi cách xếp lại mối quan hệ nội toàn thể hệ thống phù hợp cới môi trờng thông qua mối liên hệ ngợc để trì ổn định điều kiện mơi trờng biến đổi Trong sinh thái học ngời ta gọi trình nội cân Những tác động lớn vợt khỏi sức chịu đựng hệ, hệ tự điều chỉnh đợc cuối bị suy thoái bị huỷ diệt
2 CÊu tróc cđa hƯ sinh th¸i.
* Một hệ sinh thái điển hình đợc cấu tạo thành phần sau: - Sinh vật sản xuất
- Sinh vËt tiªu thơ - Sinh vật phân huỷ - Các chất vô - Các chất hữu
(19)Thc cht thành phần đầu quần xã sinh vật, thành phần sau môi trờng vật lý mà quần xã tồn phát triển
* Ngoµi cấu trúc theo thành phần, hệ sinh thái có cấu trúc theo chức gồm có:
- Quá trình chuyển hóa lợng hệ - Chuỗi thức ¨n hƯ
- Các chu trình sinh địa hoá diễn hệ - Sự phân hoá khơng gian theo thời gian - Các q trình phát triển tiến hoá hệ - Các trình tự điều chỉnh
Một hệ sinh thái cân hệ q trình đạt đợc trạng thái cân động tơng Sự cân tự nhiên, nghĩa mối quan hệ quần xã sinh vật với môi trờng vật lý mà quần xã tồn đợc xác lập thay đổi từ năn đến năm khỏc
3 Chuỗi, lới thức ăn quy luật hình tháp sinh thái.
* Bậc dinh dỡng:
Trong hệ sinh thái sinh vật lấy thức ăn từ thực vật thông qua kiểu hoạt động sống giống nh ăn cỏ hay ăn thịt…các sinh vật dạng đợc xếp thành bậc dinh dỡng có chức riêng biệt nh:
- Sinh vật sản xuất: Cây xanh, rong, rêu
- Sinh vật tiêu thụ: Động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt… - Sinh vật hoại sinh: Nấm, vi khun
Tuỳ thuộc vào chỗ sử dụng nguồn lợng mà quần thể 1, hay bậc dinh dỡng
* Chuỗi thức ăn hay xích thức ăn:
c to nờn bi mối quan hệ dinh dỡng loài tồn quần xã, lồi bắt lồi khác làm mồi, cịn phía lại thức ăn cho số loài khác Trong quần xã hệ sinh thái có chuỗi thức ăn khác nh:
- Chuỗi thức ăn chăn nuôi: Khởi đầu sinh vật sản xuất(thực vật) tiếp đến loài ăn cỏ đến vật ăn thịt cấp
(20)- Chuỗi thức ăn thẩm thấu: Đặc trng cho hệ sinh thái nớc, khởi đầu chuỗi thờng tảo, động vật nguyên sinh, vi khuẩn…có khả dinh dỡng chất hồ tan đờng thẩm thấu qua bề mặt thân
Do lợng lớn qua bậc dinh dỡng nên chuỗi thức ăn kéo dài, thờng 4-5 bậc quần xã cạn 6-7 bậc quần xã nc
* Lới thức ăn:
Tập hợp chuỗi thức ăn có mắt xích chung gọi lới thức ăn
* Tháp sinh thái:
Thỏp sinh thái tên gọi chung loại tháp với cách sử dụng đơn vị đo lờng khác nh: Tháp số lợng, tháp khối lợng, tháp lợng
Tháp sinh thái đợc cấu tạo cách xếp chồng liên tiếp bậc dinh dỡng từ thấp đến cao Do tổng lợng số lợng hay khối lợng liên tiếp giảm bậc dinh dỡng nên tháp có đáy to dới, lên cng nh dn
- Tháp lợng có dạng điển hình, nghĩa tổng nguồn lợng mồi lúc lớn tổng nguồn lợng kẻ sử dụng chúng
- Tháp số lợng số trờng hợp đáy lại nhỏ bậc dinh dỡng phía kể liền Sự cân đối tháp số lợng thờng gặp quan hệ vật chủ – ký sinh
- Đối với tháp sinh vật lợng hay tháp khối lợng số trờng hợp có cân đối Sự sai lệch gây bậc sở gồm có thể có kích thớc nhỏ bậc trên, bậc vừa sản sinh phần lớn bị sinh vật bậc sử dụng
C¸c hƯ sinh thái.
* Các hệ sinh thái tự nhiên gồm: - Các hệ sinh thái cạn
- C¸c hƯ sinh th¸i díi níc * C¸c hƯ sinh thái nhân tạo:
- Các hệ sinh thái nhân tạo hệ sinh thái ngời tạo nên, chúng đa dạng kích cỡ, cÊu tróc…
- Các hệ sinh thái nhân tạo thờng không ổn định, tồn phát triển chúng hồn tồn dựa vào chăm sóc ngời, buông hệ sinh thái suy thối nhanh chóng đợc thay hệ tự nhiên khác ổn định
(21)5 Dòng lợng hệ sinh thái.
* Dịng lợng hay nhịp điệu đồng hố tổng số lợng mà xanh dùng để tổng hợp chất hữu cơ, chủ yếu hydratcacbon cộng với lợng tiêu hao phần chất hữu hô hấp, toả nhiệt bậc dinh dỡng Nó xuyên qua bậc dinh dỡng II, III, IV dới dạng lợng hoá học khác nhóm động vật khác
* Theo định luật thứ nhiệt động học, tiêu hao lợng dới dạng nhiệt(hơ hấp) sản lợng sinh vật tiêu thụ nh suất sơ cấp, thứ cấp giảm dần chuyển hoá từ bậc trớc sang bậc sau Ngời ta dùng dòng lợng sở tốt để so sánh hệ sinh thỏi
* Hiệu suất sinh thái: Là tỷ lệ phần trăm chuyển hoá lợng bậc dinh dìng
* Sơ đồ chuyển hố lợng:
Nhiệt Nhiệt
Năng lợng NL.hoá học
Mặt trời Sinh vËt SX SV tiªu thơ Cơ Bức xạ
SV phân huỷ Nhiệt
Cơ 6 Nội cân động hệ sinh thái.
Trong hệ sinh thái có thành phần vào thành phần Sự xác lập cân yếu tố vào mức độ định thời kỳ tạo khả cho hệ sinh thái chống lại biến đổi tự nhiên hay nhân tạo Sự điều chỉnh giúp trì trạng thái ổn định tơng đối cho hệ Đó nội cân động hệ sinh thái
7 Tính bền vững hệ sinh thái.
* H sinh thái đợc coi bền vững hệ trì đợc trạng thái bất biến theo thời gian hay tính bền vững “sức ì” trớc huỷ hoại, hay mềm dẻo, tức khả quay trở lại trạng thái ban đầu sau bị tác động huỷ hoại ngoại lực
(22)Tính phức tạp cấu trúc quần xã làm tăng tính bền vững hệ sinh thái
8 Chu trình sinh địa hố.
* Vật chất vận động không ngừng thành phần sống không sống hệ sinh thái bất kỳ, trao đổi nguyên tố khác luôn diễn ra, tạo nên tơng tác q trình sinh học địa hố học
* Trong thành phần chất sống có khoảng 60 ngun tố hố học, sau bị vi sinh vật phân huỷ lại trở lại môi trờng, lại đợc sinh vật thu hồi tạo nên hợp chất mới…cứ vật chất đợc chu chuyển vịng hầu nh khép kín mà ta gọi chu trình vật chất hay chu trình sinh địa hố
* Phụ thuộc vào nguồn dự trữ, ngời ta chia chu trình thành hai nhóm: - Chu trình chất khí(vòng tuần hoàn hoàn toàn): Nguồn dự trữ tồn khí nớc
- Chu trình chất lắng đọng(vịng tuần hồn khơng hoàn toàn): Nguồn dự trữ nằm vỏ trái đất trầm tích đáy