Giáo trình sinh thái học và quản lí môi trường TNTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP – TNTN BỘ MƠN KHOA HỌC CÂY TRỒNG GIÁO TRÌNH SINH THÁI HỌC VÀ QUẢN LÍ MƠI TRƯỜNG - TNTN DANH QUYỀN Tháng 8-2006 CHƯƠNG I ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH THÁI HỌC I ĐỊNH NGHĨA II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH THÁI HỌC III NHỮNG NỘI DUNG CHỦ YẾU CỦA SINH THÁI HỌC CHƯƠNG II SINH THÁI HỌC CÁ THỂ I MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI II MỘT SỐ QUY LUẬT VỀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT 11 III TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN ĐỜI SỐNG SINH VẬT VÀ SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT 14 IV NHỊP SINH HỌC 45 CHƯƠNG III QUẦN THỂ SINH VẬT (POPULATION) 56 I KHÁI NIỆM QUẦN THỂ SINH VẬT 56 II MỐI QUAN HỆ SINH THÁI GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG MỘT QUẦN THỂ 56 III MỐI QUAN HỆ GIỮA NHỮNG QUẦN THỂ TRONG CÙNG MỘT LOÀI 61 IV NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ 62 CHƯƠNG IV QUẦN XÃ SINH VẬT (BIOCENOSE) 90 I KHÁI NIỆM VỀ QUẦN XÃ SINH VẬT 90 II PHÂN LOẠI QUẦN XÃ: 91 III CÁC MỐI QUAN HỆ SINH THÁI GIỮA CÁC LOÀI TRONG NỘI BỘ QUẦN XÃ 92 V SỰ DIỄN THẾ SINH THÁI 106 CHƯƠNG V HỆ SINH THÁI (ECOSYSTEM) 116 I KHÁI NIỆM HỆ SINH THÁI 116 II SỰ CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI 117 III SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI VÀ NĂNG SUẤT SINH HỌC 131 IV NHỮNG NHẬN XÉT RÚT RA TRONG NGHIÊN CỨU HỆ SINH THÁI 143 V SINH THÁI HỌC VÀ VIỆC QUẢN LÝ NGUỒN LỢI THIÊN NHIÊN 145 CHƯƠNG I ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH THÁI HỌC MỤC TIÊU Qua nội dung chủ yếu sinh thái học quán triệt được: - Sinh thái học môn học nghiên cứu mối quan hệ sinh vật với môi trường môn học cấp độ: cá thể, quần thể quần xã - Sinh thái học môn học liên ngành thể lý thuyết phương pháp nghiên cứu mơn học - Chỉ có nghiên cứu sinh thái học ba cấp độ kể quán triệt triệt để kiến thức thấy hết tính thống hồn chỉnh thiên nhiên I ĐỊNH NGHĨA Sinh thái học môn học nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ sinh vật môi trường bao quanh chúng điều kiện tồn sinh vật Qua định nghĩa thấy rõ sinh thái học mơn học liên ngành có liên quan mật thiết với mơn học có đối tượng nghiên cứu sinh vật Giải phẫu, Hình thái học, Sinh lý học, Tập tính học, Di truyền học… mơn học có liên quan tới mơi trường Khí hậu học, Thổ nhưỡng học, Thủy văn học, Hải dương học… II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH THÁI HỌC Bộ môn sinh thái học môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu quan hệ sinh vật với mơi trường Do đó, Sinh thái học sử dụng phương pháp nghiên cứu thiết bị môn Sinh học môn Môi trường mà có quan hệ Mặt khác mơn Sinh thái học cịn có phương pháp nghiên cứu đặc trưng để nghiên cứu nội dung đặc trưng nó, có liên quan tới quần thể quần xã (phương pháp nghiên cứu mật độ, đặc trưng quần thể quần xã) Tuy nhiên dẫn liệu thu mơn Sinh thái học hồn toàn phụ thuộc vào phương pháp thiết bị dùng cho môn Sinh học môn môi trường khác Việc sử dụng phương pháp thống kê, xác suất, mẫu toán, mơ hình tốn học giúp ích nhiều cho Sinh thái học Mặt khác, phát triển vũ bão mơn khoa học có liên quan tới Sinh thái học đẩy mạnh mặt chất lượng phát triển môn Sinh thái học III NHỮNG NỘI DUNG CHỦ YẾU CỦA SINH THÁI HỌC Sinh thái học gồm ba phân môn Các phân môn tương ứng với ba cấp độ tổ chức sống gồm: Sinh thái học cá thể (Autoecology), Sinh thái học quần thể (Population) Sinh thái học quần xã (Biocenology) Sinh thái học cá thể: Nghiên cứu mối quan hệ cá thể riêng lẻ lồi sinh vật với mơi trường Các lồi sinh vật thường có mức độ cực thuận khả chịu đựng cao thấp (giới hạn sinh thái) tác động nhân tố sinh thái mơi trường Ví dụ có lồi ưa sáng ưa bong, ưa ẩm, chịu hạn, trung sinh động vật hẹp nhiệt rộng nhiệt, động vật ưa ẩm hay ưa khô, động vật rộng thực hẹp thực… Tác động nhân tố sinh thái lên sinh vật thương ảnh hưởng đến hình thái, sinh lý tập tính chúng, dẫn đến thích nghi thích ứng cá thể môi trường Những tác động môi trường diễn theo chu kỳ ánh sang, nhiệt độ, thủy triều… tác động lên sinh vật tạo loại nhịp sinh học sinh vật nhịp sinh học ngày đêm theo mùa thích ứng với nhịp chu kỳ nhân tố tác động Sinh thái học quần thể: Nghiên cứu đặc trưng quần thể biến động số lượng quần thể Quần thể tập hợp cà thể lồi, có khả sinh sản để trì nịi giống, sinh sống với thời điểm định, mơi trường có giới hạn định với yếu tố sinh thái đồng (sinh cảnh) Các cá thể quần thể liên hệ với quan hệ hỗ trợ đấu tranh tùy thuộc vào nguồn sống nghèo phong phú nơi chúng sinh sống, tạo thành tập thể thống nhất, tạo điều kiện cho việc sử dụng nguồn sống môi trường cách tốt Như vậy, tập hợp cá thể sinh vật loài mang tính chất lãnh thổ gọi quần thể Quần thể bao gồm cá thể mang đặc tính sinh học khác (các cá th6ẻ đực cái, cá thể có lứa tuổi khác nhau) với sức sinh sản, mức độ tử vong đặc điểm phân bố Như quần thể loài, khác đặc trưng cụ thể tỉ lệ đực/cái, số lượng cá thể nhóm tuổi, sức sinh sản mức tử vong quần thể… Những nhân tố sinh thái học môi trường (phản ánh điều kiện sống cá thể) tác động lên quần thể, ảnh hưởng trực tiếp lên sức sinh sản mức tử vong cá thể quần thể gây biến động số lượng cá thể quần thể Khi nguồn sống dồi dào, điều kiện sống phong phú quần thể gia tăng số lượng Ngược thê, quần thể giảm sút số lượng lúc số lượng cá thể cân với điều kiện sống nguồn sống Sự suy giảm số lượng cá thể quần thể thể phát tán di cư tìm nguồn sống tử vong Khi nguồn sống bị cạn kiệt bị thiên tai, quần thể hàn tồn bị tiêu diệt Tác động nhân tố sinh thái học lên quần thể tác động nhân tố vô sinh (nhiệt độ, ánh sang, mưa, bão, nơi làm tổ…) gọi nhân tố không phụ thuộc mật độ Gọi tác động chúng lên quần thể không bị chi phối mật độ quần thể mà tác động chiều từ nhân tố vô sinh trực tiếp lên quần thể Tác động gây hiệu lớn vào giai đoạn “nhạy cảm” quần thể (giai đoạn sinh sản, giai đoạn vô sinh non…) Hoặc tác động nhân tố hữu sinh hay sinh vật, gọi nhân tố phụ thuộc mật độ Gọi tác động chúng lên quần thể bị chi phối mật độ quần thể Các nhân tố phụ thuộc mật độ có tác dụng điều chỉnh số lượng cá thể quần thể gắn liền với biến động nguồn sống tạo thành dao động dân số xung quanh mức dân số cực thuận quần thể Đây nhân tố có tác dụng ổn định số lượng cá thể quần thể trạng thái cân Trạng thái cân quần thể trạng thái quần thể dạng ổn định ứng với nguồn sống ổn định Cơ chế trì trạng thái cân chế điều hòa số lượng cá thể quần thể trường hợp thừa dân hay thiếu dân biến động nguồn sống điều kiện sống Dưới ảnh hưởng điều kiện sống nguồn sống, chế làm thay đổi tốc độ sinh trưởng quần thể thực cách: Các nhân tố sinh thái (chủ yếu nhân tố sinh học) tác động lên sức sinh sản tử vong tạo nên trạng thái cân số lượng cá thể quần thể Không nên quên tác động cịn có tác động đồng thời nhóm nhân tố vơ sinh Khi cần phải phân tích để đánh giá hiệu nhóm nhân tố chủ yếu đến trạng thái cân số lượng quần thể trường hợp quần thể suy thoái số lượng hay bị diệt vong Sinh thái học quần xã: Nghiên cứu đặc trưng quần xã biến động thành phần loài quần xã tác động tương hỗ quần xã mơi trường Có thể định nghĩa quần xã sau: Quần xã tập hợp lồi sinh vật khác có quan hệ gắn bó mật thiết với (tạo thành thể tương đối thống bền vững), sinh sống môi trường, nhân tố sinh thái tương đối thống gọi sinh cảnh Qua định nghĩa thấy nội dung chủ yếu quần xã là: nghiên cứu mối quan hệ sinh thái loài sinh vật khác (mối quan hệ cạnh tranh, quan hệ vật ăn thịt – mồi, quan hệ hội sinh - vật chủ, quan hệ hội sinh, quan hệ cộng sinh, quan hệ hợp tác…) hình thành mối quan hệ Nghiên cứu mối quan hệ sinh thái loài sinh vật khác quần xã dẫn đến việc xác định đặc trưng quần xã thành phần loài (độ đa dạng), độ phong phú, độ thường gặp, loài ưu quần xã, mức độ gắn bó lồi sinh cảnh nơi sống chúng (độ ưa thích), tính chất cấu trúc phân bố cá thể loài quần xã… Nghiên cứu mối quan hệ quần xã ngoại cảnh (mơi trường) dẫn đến việc xác định biến đổi thành phần loài quần xã (sự diễn thế) loại quần xã khác (sự diễn nguyên sinh, diễn thứ sinh, diễn phân hủy) Cũng từ xác định tác động môi trường quần xã phản ứng thích nghi quần xã với mơi trường Sự phản ứng thể qua giai đoạn diễn thế, cuối dẫn đến quần xã ổn định, có cân quần xã môi trường sống chúng (sinh cảnh) Mối quan hệ tương tác quần xã ngoại cảnh (mơi trường) ngun nhân diễn quần xã Đến GT chuyển sang nghiên cứu mối quan hệ tách rời quần xã ngoại cảnh hai mặt mối quan hệ sinh thái Mối quan hệ sinh thái mặt vật chất (sự chuyển hóa vật chất) mối quan hệ mặt lượng (sự chuyển hóa lượng) Trong chuyển hóa vật chất, GT nghiên cứu nội dung như: khái niệm chuỗi thức ăn, lưới thức ăn hình tháp sinh thái học… chuyển hóa lượng, GT xác định dòng lượng qua thành phần chuỗi chức ăn (các bậc dinh dưỡng) Ở bậc dinh dưỡng, dịng sơng lượng mạnh hay yếu phụ thuộc vào số lượng Mặt Trời sinh vật sản xuất tiếp nhận khả chuyển hóa lượng bậc dinh dưỡng trong trình sử dụng nguồn sống môi trường Để xác định tỉ lệ chuyển hóa lượng (%) bậc dinh dưỡng, GT đề xuất khái niệm hiệu suất sinh thái hiệu suất sinh thái khác (A/PN), hiệu suất đồng hóa (A/I), hiệu suất tăng trưởng mơ (gia tăng sinh khối mô tế bào), hiệu suất tăng trưởng chung Nghiên cứu hiệu suất sinh thái đương nhiên dẫn đến nghiên cứu sản lượng sinh vật suất sinh học (lượng chất sống hay số lượng sinh vật bậc dinh dưỡng, quần thể quần xã sản sinh khoảng thời gian định diện tích) Sản lượng sinh vật thực tế (Pn* PS*) sản lượng sinh vật toàn phần (PB** A**) trừ phần chất sống (số lượng) bị tiêu hao q trình hơ hấp (R) sản lượng sinh vật riêng P/B biểu thị sản lượng sinh vật (toàn phần hay thực tế) đơn vị sinh khối (B) khoảng thời gian Với hệ số so sánh dễ dàng khả sinh chất sống quần thể quần xã hệ sinh thái khác Vận dụng khái niệm sản lượng sinh vật vào nghiên cứu sản lượng ban đầu (sản lượng vật sản xuất) khu vực khác sinh (biển khơi, hoang mang, rừng, đất trồng trọt…), sản lượng ban đầu đại dương lục địa nghiên cứu sản lượng thứ sinh mức độ cá thể, quần thể, chuỗi thức ăn hệ sinh thái, số ví dụ cụ thể Phân tích sinh thái học theo ba phân mơn tạo điều kiện cho việc nghiên cứu tính quy luật mối quan hệ sinh giới ngoại cảnh (môi trường) ba cấp độ: cá thể, quần thể quần xã Ba cấp độ có mối quan hệ mật thiết với nhau: quần thể bao gồm cá thể loài sống khu vực, có đồng nhân tố sinh thái Quần xã bao gồm quần thể loài khác sống khu phân bố Tính chất mối quan hệ cá thể riêng rẽ với mơi trường khác hẳn tính chất mối quan hệ cá thể tập hợp quần thể tự nhiên Quả chuột Microtus arvalis có cỡ nhỏ sống riêng lẻ nhiệt độ khơng khí 150C, thân nhiệt chúng 150 – 210C; sống theo đàn thân nhiệt 310 – 340C Như cá thể quần thể khơng thể sống tách rời Chúng sống gắn bó với mối quan hệ sinh thái thức ăn, nơi khí hậu nhỏ Cũng thế, sinh vật quần xã thuộc quần thể khác sống gắn bó với quan hệ dinh dưỡng, cạnh tranh, cộng sinh, hội sinh… Tóm lại, có nghiên cứu quan hệ sinh thái sinh vật môi trường ba cấp độ thấy tính thống hồn chỉnh thiên nhiên Sơ đồ I.1: Sơ đồ hệ thống kiến thức phần Sinh thái học Sinh thái học – môn học mối quan hệ sinh thái sinh vật mơi trường Mơi trường (ngoại cảnh) Khí hậu: Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khơng khí, gió Thổ nhưỡng: Đất, đá, mùn hữu cơ, yếu tố đất Nước: Nước ngọt, nước lợ, nước mặn, yếu tố nước Địa hình: Độ co, độ dốc, phương hướng, hình dạng bề mặt (đất thấp, đất cao, hố rừng) Thức ăn nguồn sống khác: Động vật, thực vật, yếu tố khoáng yếu tố khác nằm đất, nước khơng khí Sinh vật Tác động lên cấu tạo hình thái sinh lý phân bố Cá thể Cá thể sinh vật riêng lẻ thuộc loài định Phản ứng lại thay đổi trạng thái sinh lý, tập tính, cấu tạo hì1nh thái tử vong Tác động Biến động số lượng cá thể Tác động Biến động thành phần loài Quần thể Tập hợp cá thể Cùng loài (đực, cái, thành phần tuổi) Quần xã Tập hợp cá thể loài khác Hệ sinh thái Quần xã + sinh cảnh Các hệ sinh thái cạn Các hệ sinh thái nước mặn Các hệ sinh thái nước Sinh thái (tập hợp sinh vật sinh quyển) TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG I Sinh thái học môn học nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ sinh vật môi trường xung quanh chúng điều kiện tồn sinh vật Sinh thái học mơn học đa ngành Sinh thái học có mối quan hệ với mơn học có liên quan đến sinh vật với mơi trường Do mà phương pháp nghiên cứu thể rõ nét tính đa ngành Sinh thái học gồm ba phân mơn: Sinh thái học cá thể nghiên cứu mối quan hệ cá thể riêng lẻ loài sinh vật với môi trường sống chúng Xác định giới hạn sinh thái cực thuận, sở mà xác định biến đổi hình thái, sinh lý tập tính… cá thể lồi sinh vật tác động nhân tố khác môi trường sống Sinh thái học quần thể: Quần thể có đặc trưng liên quan đến cấu trúc (tỉ lệ đực/ cái), nhóm tuổi, phân bố cá thể đặc trưng có liên quan đến biến động số lượng (sức sinh sản, mức tử vong…), thích ứng với điều kiện mơi trường, sinh cảnh…, nên quần thể sử dụng có hiệu nguồn sống Những ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh có liên quan đến nguồn sống (khí hậu, nơi ở, thức ăn, cạnh tranh…) tác động lên sức sinh sản tử vong quần thể làm biến động số lượng cá thể quần thể, đồng thời kéo theo phát tán quần thể, nhập cư cá thể thuộc quần thể khác di nhập vào khu phân bố quần thể Sự phát tán di nhập vào quần thể cho có thích ứng quần thể với nguồn sống đại Nếu khơng thích ứng với điều kiện sống mới, quần thể bị suy thoái sớ lượng dẫn đến diệt vong Sinh thái học quần xã: Khác với quần thể, quần xã bao gồm cá thể thuộc loài khác sinh sống sinh cảnh Nội dung sinh thái học quần xã chủ yếu bao: cấu trúc quần xã sở mối quan hệ khác loài quan hệ quần xã môi trường thể diễn (sự biến động thành phần loài quần xã) Nghiên cứu ổn định tương đối q trình điều hịa cân đơn vị hoàn chỉnh gồm quần xã mơi trường nó, nội dung mục Sinh thái hệ Sinh thái hệ thực chất phận thiên nhiên Trái Đất Trái Đất cấu tạo hệ sinh thái nằm môi trường sống lớn thủy quyển, khí thạch Tóm lại có nghiên cứu quan hệ sinh thái sinh vật môi trường ba cấp độ sống (cá thể, quần thể, quần xã) triệt để thấy hết tính thống hồn chỉnh thiên nhiên CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG I Chứng minh Sinh thái học môn học nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ giũa sinh vật môi trường bao quanh chúng điều kiện tồn sinh vật Chứng minh tác động nhân tố môi trường lên sinh vật thể biến đổi hình thái, sinh lý tập tính lên quần thể, biến động số lượng cá thể quần thể lên quần xã, biến động thành phần loài quần xã Chứng minh câu nói “Chí có nghiên cứu quan hệ sinh thái sinh vật môi trường ba cấp độ sống (cá thể, quần thể quần xã) triệt để thấy hết tính thống hồn chỉnh thiên nhiên” Chứng minh Sinh thái học môn học đa ngành CHƯƠNG II SINH THÁI HỌC CÁ THỂ MỤC TIÊU Sau học xong chương Sinh thái học cá thể SV có thể: - Trình bày khái niệm môi trường sống sinh vật nhân tố sinh thái mơi trường - Trình bày nội dung lấy ví dụ minh họa cho nguyên tắc chung sinh thái học - Phân tích ảnh hưởng nhân tố sinh thái ánh sang, nhiệt độ, nước, độ ẩm đất tới đời sống sinh vật - Trình bày khái niệm nhịp sinh học tượng học, ý nghĩa thực tiễn việc nghiên cứu tượng học - Vận dụng kiến thức học để giải thích số tượng thực tế, sản xuất có liên quan, hiểu sâu sắc từ trình bày lại kiến thức sinh thái học cá thể SGK SH9 Năm 1910, Hội nghị quốc tế thực vật học lần thứ Bruxelle, Bỉ người ta tách sinh thái học thành hai thành phần sinh thái học cá thể (hay gọi tự sinh thái) sinh thái học quần xã (biocenology) (hay gọi tổng sinh thái) Sinh thái học cá thể tập trung nghiên cứu đặc điểm nhân tố sinh thái ảnh hưởng chúng tới đời sống cá thể sinh vật, khả thích nghi cá thể sinh vật với thay đổi điều kiện môi trường sống, thay đổi theo chu kỳ sinh vật có liên quan tới chu kỳ địa lý Trái Đất chu kỳ ngày đêm, chu kỳ theo mùa, chu kỳ thủy triều… Các kết nghiên cứu sinh thái học cá thể đem lại nhiều ý nghĩa việc nâng cao suất vật nuôi trồng, cải tạo BVMT sống sinh vật người I MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI Những khái niệm môi trường Môi trường nơi sinh sống sinh vật, bao gồm tất nhân tố xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp tác động qua lại với tồn tại, sinh trưởng, phát triển hoạt động sinh vật Nơi sống sinh vật (habitat) hiểu vùng đất, khoảng không gian bao gồm sinh vật khác sống xung quanh Với động vật có khả di chuyển nên nơi sống chúng rộng lớn, với thực vật nơi sống thường nhỏ hẹp Môi trường sống ổn định cần thiết cho di truyền đặc điểm sống sinh vật Một nhân tố môi trường sống thay đổi tạo điều kiện hình thành biến dị thể sinh vật, làm nguyên liệu tạo thứ loài Thức ăn chỗ mà sinh vật sử dụng để trì sống gọi nguồn sống mơi trường Số lượng nguồn sống mơi trường có giới hạn thay đổi Nguồn nguyên liệu mà người khai thác sử dụng từ môi trường gọi nguồn tài nguyên Những tài nguyên tạo thêm bổ sung vào nguồn tài nguyên sẵn có mơi trường gọi tài ngun tái tạo, cịn tài ngun khơng tái tạo cạn kiệt dần sau thời gian sử dụng Sinh vật thu nhận lượng trực tiếp từ môi trường vật chất tự nhiên, ví dụ từ ánh sáng Mặt Trời từ phản ứng hóa học vơ gọi sinh vật tự dưỡng có khả quang hợp, số vi khuẩn thu nhận lượng từ phản ứng hóa học q trình chuyển hóa NH4+ NO3-; H2S SO4 Những sinh vật thu nhận lượng cách tiêu hóa thành phần dinh dưỡng sinh vật tự dưỡng tổng hợp nên gọi sinh vật dị dưỡng (heterotrophs) Nhiều loài nấm, vi khuẩn tất loài động vật thuộc loại Đối với người, mơi trường sống có nội dung rộng Theo định nghĩa Tổ chức Văn hóa, Khoa học Giáo dục liên hợp quốc (UNESCO) năm 1981 mơi trường sống người ngồi tồn hệ thống tự nhiên cịn có hệ thống nhân tạo người tạo Trong hệ thống nhân tạo đó, có vật thể (như thành phố, đập chứa nước, đường xe lửa…) có phi vật thể (nghệ thuật, tập qn …) Có thể hiểu mơi trường sống người toàn khung cảnh sống đa dạng: vừa nơi người tồn tại, sinh trưởng phát triển vừa nơi người lao động, thỏa mãn nhu cầu văn hóa, giáo dục, nghỉ ngơi… Các loại môi trường sống sinh vật: - Môi trường nước gồm nước mặn (biển, hồ nước mặn), nước lợ (nước vùng cửa sông, ven biển), nước (nước hồ, ao, sông, suối) nơi sống thủy sinh vật - Môi trường đất (môi trường lòng đất) gồm loại đất khác có sinh vật sống - Mơi trường mặt đất – khơng khí (mơi trường cạn) gồm mặt đất lớp khí bao quanh Trái Đất nơi có sinh vật sống - Mơi trường sinh vật gồm toàn sinh vật thực vật, động vật, nấm… người sinh vật nơi sống sinh vật khác (ví dụ sinh vật ký sinh, cộng sinh,… thể sinh vật khác) Các nhân tố sinh thái Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái – tất nhân tố xung quanh sinh vật, tác động trực tiếp gián tiếp tới đời sống sinh vật Các nhân tố sinh thái tùy theo nguồn gốc tác động chúng lên đời sống sinh vật mà người ta chia chúng thành hai nhóm 2.1 Nhóm nhân tố sinh thái vơ sinh (khơng sống) Nhóm nhân tố sinh thái vơ sinh tất nhân tố vật lý hóa học mơi trường tự nhiên (khi nhân tố tác động tới đời sống sinh vật) Các nhân tố vô sinh chủ yếu bao gồm: - Các nhân tố khí hậu: nhân tố ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, gió… - Các nhân tố thổ nhưỡng: đất, đá, thành phần giới, mùn hữu tính chất lý học đất - Các nhân tố nước: nước biển; nước hồ, ao, sông, suối; nước mưa - Các nhân tố địa hình: độ cao, độ trũng, độ dốc, hướng phơi địa hình… 2.2 Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh (nhân tố sống) Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh giới hữu môi trường, mối quan hệ sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) với sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) khác sống xung quanh Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh gồm thể sống vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật Các thể sống có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới thể sống khác xung quanh mối quan hệ lồi hay khác lồi Trong nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh, người nhấn mạnh nhân tố có ảnh hưởng lớn tới phát triển nhiều sinh vật, hoạt động người khác với động vật khác Ở gốc độ định, người động vật có tác động tương tự đến môi trường lấy thức ăn, thải chất bã vào môi trường… hoạt động lao động có phát triển cao trí tuệ, có trí thơng minh nên tác động người vào tự nhiên tác động có ý thức có quy mơ rộng lớn Hơn nữa, tác động người vào tự nhiên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ nhân tố xã hội, mà trước hết chế độ xã hội Vì vậy, hoạt động người làm thay đổi mạnh mẽ môi trường, chí làm thay đổi hẳn mơi trường sinh giới nhiều nơi Cũng có tác giả tách người thành loại nhân tố sinh thái riêng, song nhiều nhà khoa học không ủng hộ quan điểm cho người thành viên hệ sinh thái Những nhân tố sinh thái người thường gặp như: hoạt động trồng cây, chặt tỉa cây, cày xới đất, tưới nước cho trồng… hoạt động làm suy thối mơi trường săn bắt động vật hoang dã, làm cháy rừng… Trong hoạt động mình, người khơng địi hỏi thiên nhiên mà cải tạo thiên nhiên, biến cảnh quan tự nhiên hoang sơ thành cảnh quan văn hóa tạo dựng nên sở vật chất nhằm thỏa mãn nhu cầu vật chất tinh thần ngày cao người Sự can thiệp người vào tự nhiên mơ tả qua giai đoạn: Hái lượm Săn bắt đánh cá Chăn thả Nơng nghiệp Đơ thị hóa Siêu cơng nghiệp hóa Con người làm cho mơi trường phong phú, giàu có dễ làm cho chúng bị suy thối Một mơi trường tự nhiên bị suy thối có ảnh hưởng lớn tới sinh vật khác, đồng thời đe dọa sống người Mỗi nhân tố sinh thái mơi trường có ảnh hưởng khác tới loài sinh vật Phần lớn nhân tố sinh thái khí hậu nhiệt độ, độ ẩm, gió nhân tố khác thức ăn… thay đổi theo thời gian khơng gian Sự thay đổi theo chu kỳ chu kỳ ngày đêm, chu kỳ theo mùa, nhịp thủy triều… khơng có tính chu kỳ rõ ràng Cũng có số đặc điểm môi trường giữ nguyên thay đổi khoảng thời gian dài Đó lực trọng trường, số Mặt Trời, thành phần muối nước đại dương… Mức độ tác động nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật tùy thuộc vào nhiều khía cạnh như: - Phụ thuộc vào chất nhân tố sinh thái Ví dụ ánh sang Mặt Trời có nhiều thành phần tia sáng với bước sóng khác chúng tác động khác lên sinh vật - Phụ thuộc vào cường độ hay liều lượng nhân tố sinh thái - Phụ thuộc vào phương thức tác động (ví dụ nhân tố sinh thái tác động liên tục hay đứt quãng, hay theo chu kỳ …) Tương đồng sinh thái (ecological equivalence) dạng sống (life form) Những loài mang nhiều đặc điểm sinh thái giống nhau, chúng sống vùng địa lý cách xa gọi loài tương đồng sinh thái Các loài tương đồng sinh thái xa mặt nguồn gốc tiến hóa, mơi trường có điều kiện sống gần giống nên loài có đặc điểm sinh thái tương đồng Tương đồng sinh thái biểu khái quát trực quan mối quan hệ sinh vật môi trường Đối với sinh vật tiêu thụ: Một phần lượng PN dùng làm thức ăn cho động vật ăn thực vật, cịn số NU2 khơng dùng đến lại dạng thực vật tồn mơi trường góp phần tạo thành sinh khối quần xã Động vật ăn thực vật sử dụng số lượng I1 có thức ăn phần lượng I1 bị trình tiết (NA1) Số lượng cịn lại A1 động vật ăn thực vật sử dụng Một phần sản lượng toàn phần (A1) lại q trình hơ hấp (R2) Số lượng cịn lại (sản lượng thực tế thứ sinh Psl) sử dụng để xây dựng bậc dinh dưỡng là: A1 = Psl + R2 Diễn giải tương tự sinh vật cấp (vật ăn thịt sử dụng động vật ăn thực vật) ta có số lượng sử dụng bậc lượng là: A2 = Psl + R3 Thực vật (NU2), động vật ăn thực vật (NU3) không sử dụng làm thức ăn với vật ăn thịt (PS2) tạo thành sinh khối (B) hệ sinh thái Tóm lại: Năng lượng mặt trời phần tích tụ vật cung cấp động vật ăn thực vật sử dụng, phần lượng động vật ăn thực vật lại động vật ăn thịt sử dụng với qua hô hấp tiết bậc dinh dưỡng, theo trình tự đến bậc dinh dưỡng tiếp theo, cuối đến vật phân giải Như có chuyển lượng qua bậc dinh dưỡng Sự vận chuyển lượng mạnh hay yếu phụ thuộc vào đồng hoá lượng mặt trời hệ sinh thái Trong trình vận chuyển bậc dinh dưỡng có giảm dần số lượng Năng lượng vân chuyển qua bậc dinh dưỡng gọi dòng lượng Với quy ước công nhận trên, dòng lượng qua vật cung cấp PB = PN + R qua vật tiêu thụ A = Ps + R Dịng lượng có cường độ mạnh hay yếu phụ thuộc vào số lượng mặt trời sinh vật cung cáp tiếp nhận khả chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng trình sử dụng nguồn sống môi trường Khái niệm hiệu suất sinh thái Năng lượng coi yêu cầu hoạt động sống Tuy tự nhiên lượng mặt trời biến đổi từ dạng qua dạng khác (năng lượng ánh sánh sang lượng hoá học…) bảo tồn song tự nhiên khơng có chuyển hố lượng lại đảm bảo từ dạng qua dạng khác mà khơng có phát tán lượng phát tán đáng kể Người ta gọi hiệu suất sinh thái tỉ lệ % chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng n so với bậc dinh dưỡng n + 2.1 Hiệu suất quang hợp P L N T hay P L B T Hiệu suất thường thấp khoảng 0,1-0,5% Nhìn chung sinh 0,1% 2.2 Hiệu suất sinh thái toàn phần A P B thực tế P P S1 bậc tiêu thụ cấp N Hiệu suất sinh thái toàn phần A A hay thực tế P P S2 bậc tiêu thụ cấp S1 133 Lấy ví dụ chuyển hố lượng hệ sinh thái định để cụ thể hoá số lượng sử dụng bậc dinh dưỡng Một hệ sinh thái nhận lượng mặt trời 106 kcal/m2/ngày Vật cung cấp sử dụng 2,5% số lượng để dùng quang hợp (PB = 2,5 x 104) Số lượng qua hô hấp 90% nên sản lượng sinh vật thực tế vật cung cấp P N = 2,5 x 103 kcal Vật tiêu thụ cấp sử dụng 1%, ứng A1 = 25kcal Vật tiêu thụ cấp sử dụng 10%, ứng với A2 = 2,5kcal Ở vật tiêu thụ cấp sử dụng từ 10-20% ứng với A3 = 0,25-0,50kcal Ví dụ nói lên tiêu phí lượng qua bậc dinh dưỡng chuỗi thức ăn lớn số lượng sử dụng bậc dinh dưỡng nhỏ Điều giải thích chuỗi thức ăn tự nhiên có bậc dinh dưỡng nguồn lương thực truyền thống người sinh vật cung cấp (cây lúa, ngô, khoai) Khái niệm hiệu suất sản lượng sinh vật 3.1 Hiệu suất khai thác: ( A P động vật ăn thực vật; N A P động vật ăn thịt) S1 Hiệu suất biểu thị khả sử dụng nguồn thức ăn thu nhận Qua thấy tỉ lệ lượng không sử dụng hết nguồn thức ăn sẵn có mơi trường Qua bảng V.6 thấy rõ động vật ăn thực vật khai thác phần nhỏ nguồn thức ăn có môi trường Bảng V.6: Hiệu suất khai thác số nhóm động vật ăn thực vật loài thực vật chúng dùng làm thức ăn(theo Brylinski Pimentel… Ramada, 1994) có đơn giản hoa Thực vật dùng làm thức ăn Cây sồi Cây dổi Mĩ (Liriodendron tulipifera) Cây ba Cây thuỷ sinh Thực vật Đồng cỏ Nhóm phân loại động vật ăn thực vật Động vật không xương sống Động vật không xương sống Thân mềm Động vật Động vật không xương sống Động vật không xương sống % sản lượng Tiêu thụ 10,6 5,6 2,5 11,0 40,0 14,0 Nhìn chung hiệu suất khai thác động vật ăn thực vật thay đổi từ 5% hệ sinh thái rừng đến 2,5% hệ sinh thái đồng cỏ vá tối thiểu đạt 40% quần xã sinh vật Nó lên tới 90% chí 100% trường hợp thực vật biển Lý do, nơi có nguồn thức ăn phong phú kích thích tăng cường mức độ khai thác nguồn sống Ví dụ động vật ăn cỏ khai thác đồng cỏ có chất lượng thấp, hiệu suất khai thác đạt khoảng 1% 10% Song cánh đồng cỏ lớn có chất lượng cao, hiệu suất khai thác đạt tới 2865% Đối với động vật biển, hiệu suất khai thác đạt cao dinh dưỡng thẩm thấu chúng không tạo sản phẩm tiết A 3.2 Hiệu suất đồng hóa ( ) biểu thị khả đồng hoá lượng tiềm tàng thức I ăn, qua thấy tỉ lệ lượng qua tiết Hiệu suất đồng hố động vật có xương sống cao động vật không xương sống Ở lợn A (động vật hỗn thực, thiên thực vật) =76%, Mitopus (động vật không xương sống ăn I thịt) 46%, sâu đá nhiều chân Glomeris (động vật phân giải) 10% Glomeris tăng trưởng 134 chậm, sử dụng phần nhỏ lượng có thức ăn, 90% lượng bị thải ngồi dạng phân Hiệu suất đồng hoá cao động vật ăn thịt, thấp động vật ăn thực vật sinh vật phân giải Điều chủ yếu phụ thuộc vào khả đồng hoá thể, phần vào đặc điểm thức ăn khó dễ đồng hố Hiệu suất đồng hoá cao động vật đẳng nhiệt, đặc biệt động vật ăn thịt khoảng 80%, động vật ăn thực vật 50%, thấp động vật biến nhiệt ăn thực vật 39% sinh vật phân giải 20% 40% Hiệu suất đồng hoá thay đổi phụ thuộc vào phận thực vật mà động vật sử dụng: Nếu phần gỗ (thân, cành, lá, rễ) hiệu suất dồng hố đạt khoảng 20%, 50% quả, hạt phận dễ tiêu hố từ 60-70% Ngược lại loài động vật ăn đất ăn thực vật bị phân giải giàu chất gỗ khó tiêu đạt khoảng 10% 3.3 Hiệu suất tăng trưởng mô P ( P N sinh vật cung cấp, B P sinh vật tiêu thụ) Hiệu suất biểu thị khả A S sử dụng lượng để xây dựng mô từ số lượng mà vật đồng hố Qua thấy tỉ lệ phần lượng qua hô hấp Hiệu suất tăng trưởng mơ cao động vật biến nhiệt Trung bình động vật biến nhiệt P = A S 29%, côn trùng xã hội = 9,2%, côn trùng tập tính sống xã hội 40,7%, động vật khơng xương sống chiếm khoảng 25%, cịn đồng vật nhiệt, khoảng 2,6% Ở thú ăn côn trùng khoảng 0,9%, thú nhỏ, 1,5% loài thú khác 3,1%, chim 1,3% Ở động vật nhiệt, đặc biệt chim thú có sản lượng sinh vật thấp so với động vật biến nhiệt, động vật đẳng nhiệt cần số lượng lớn để trì nhiệt độ thể ổn định, mà tăng trọng chúng thấp Quả thật, cá ăn thực vật (động vật biến nhiệt) nuôi hồ ao giàu dinh dượng cho lượng Prôtêin cao trâu bị ni đồng cỏ khối lượng thể khối lượng thức ăn mà chúng sử dụng tính tương đương với Ví dụ cá ni tăng sản nước Nga có độ tăng cao từ đến 2,5 lần so với bò cừu nuôi, cao 1,5 lần so với thỏ nuôi chim nuôi 3.4 Hiệu suất tăng trưởng chung P I S biểu thị khả sử dụng lượng tiềm tàng có thức ăn để tăng trọng Qua công thức thấy tỉ lệ lượng tiết hô hấp Hiệu suất tăng trưởng chung cao động vật biến nhiệt, Mitopus (động vật không xương sống ăn thịt) 20%, sâu Hyphantria 17%, thấp động vật nhiệt, lợn 9% sinh vật phân giải sâu (Glomeris) 0,5 đến 5% Quả vậy, phải 80kg cỏ xanh đạt kg thịt bị ni cao sản, cần 5kg thịt đủ sản xuất 1kg cá hồi điều kiện Sò Nhật Bản (Grossostrea gigas) nuôi độ sâu 15m mặt nước biển đạt suất cao 15 tấn/ha/năm Riêng lượng thịt 8,3 cao bị ni 15 lần Động vật sống mơi trường giàu chất dinh dưỡng có hiệu suất tăng trưởng chung cao so với môi trường nghèo chất dinh dưỡng Ví dụ trùng cánh ( Philaenus spumarius) sống môi trường cỏ ba (Trifolium)(giàu chất dinh dưỡng) có 4,8% P I S =16%, sống đồng cỏ bỏ hoang 135 Vận dụng khái niệm vào việc tính sản lượng sinh vật hiệu suất sản lượng sinh vật nghiên cứu hệ sinh thái hồ Cedas Bog Minesta suối Silve Florida (Mĩ) 4.1 Các loại sản lượng sinh vật Các sản lượng sinh vật suối Silve tóm tắt sau: Sản lượng toàn phần sinh vật cung cấp (PB) = 20.810 kcal/m2/năm Sản lượng thực tế sinh vật tiêu thụ cấp (PS1) = 1.478 kcal/m2/năm Sản lượng thực tế sinh vật tiêu thụ cấp (PS2) = 67 kcal/m2/năm Đối với hệ sinh thái hồ Cedar Bog Minnesota (Mĩ), theo Linderman (1942) sản lượng sinh vật hồ tóm tắt sau: Sản lượng toàn phần (PB): 113 kcal/m2/năm Sản lượng thực tế (PS1): 104 kcal/m2/năm Sản lượng thực tế (PS2):13 kcal/m2/năm Bảng V.7: So sánh sản lượng hiệu suất sinh thái hồ Ceder Bog Minesota với suối Selver (ở hiệu khai thác tính từ số lượng lượng đồng hố khơng phải số lượng lượng thu nhận) Nhữngsản lượng hiệu suất sinh thái (1) Năng lượng Mặt Trời nhận (LA) kcal/m2/năm Năng lượng toàn phần sơ cấp(PB) Hiệu suất quang hợp ( PN ) L Hồ Ceder Bog (2) 1.188.720 1.113 Suối Silver (3) 1.700.000 20.810 0,1 1,2 79,0 42,4 A Hiệu suất sản lượng thực tế (%): - Đối với sinh vật cung cấp ( PN ) P B - Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( PS ) 70,3 43,9 - A Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( P ) A 41,9 18,6 S2 Hiệu suất khai thác (%) - A1 Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( P ) 16,8 31,8 A2 Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( P ) 29,8 27,3 11,8 16,7 12,5 4,9 N - S1 Hiệu suất sinh thái (%) PS - Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( P ) N PS - Đối với sinh vật tiêu thụ cấp ( P ) S1 4.2 Đặc điểm sản lượng sinh vật hiệu suất sản lượng sinh vật hồ Cedar Bog suối Silve 136 Qua bảng trên, sản lượng toàn phần sơ cấp suối Silve gấp khoảng 20 lần so với hồ Cedar Bog, song hiệu suất sản lượng thực tế (%) lại thấp hơn, nhiệt độ nước suối Silver cao Đại phận sản lượng sơ cấp hồ cedar Bog không động vật ăn thực vật sử dụng, ngược lại với suối Silver Vì sản lượng lắng động dạng chất hữu "chết", hiệu suất khai thác (%) sinh vật tiêu thụ cấp thấp so với hệ thống suối Silve 916,8 kcal/m2/năm so với 38,1 kcal/m2/năm) Tuy nhiên hiệu suất sinh thái hệ sinh thái cao từ 15-40% hiệu suất sinh thái thay đổi khoảng 5-17% Các sản lượng sinh thái học 5.1 Sản lượng sinh vật ban đầu hay sơ cấp 5.1.1 Phương pháp xác định sản lượng ban đầu Sản lượng ban đầu tạo nên quang hợp thực vật (vật cung cấp) Do đó, việc xác định sản lượng ban đầu phải dựa sở tính tốn cường độ quang hợp thực vật (khả sinh chất sống thực vật) đơn vị diện tích hay đơn vị thể tích khối nước (trong trường hợp thuỷ vực) Những phương pháp cụ thể là: Phương pháp thu lượm: Hằng tháng cần thu lượm đặn toàn thực vật trên diện tích thực nghiệm Sấy thực vật thu lượm tủ sấy nhiệt độ 1000C đo số calo bơm nhiệt lượng kế Phương pháp có số nhược điểm: áp dụng với hệ sinh thái có hàng năm; Phương pháp khơng cho biết số thực vật bị động vật ăn thời gian thí nghiệm Phương pháp bình tối, bình sáng Phương pháp đo lượng oxi phóng thích (dùng cho thực vật thuỷ sinh) Định lượng oxi có thêm bình sáng( vừa có tượng hơ hấp quang hợp) cộng số với lượng oxi bình tối (chỉ có tượng hơ hấp) ta có lượng oxi phóng thích quang hợp thực vật Lượng oxi cho giá trị hàm lượng ban đầu toàn phần (Pb) Phương pháp dùng yếu tố phóng xạ Dùng cacbon 14 đưa vào nước biển dạng cacbonat natri để đo sản lượng thực vật nước biển Sau thời gian thực vật tiếp xúc với cacbon 14 Lọc lấy thực vật sấy khô định lượng xạ Phương pháp cho biết sản lượng ban đầu thực tế (Pn) 5.1.2 Những kết việc nghiên cứu sản lượng sinh vật ban đầu Sản lượng sinh vật ban đầu khối lượng chất hữu sinh vật sản xuất tạo tính tấn, kilogam hay gam vật chất khơ khối lượng cacbon tích tụ o sinh vật sản xuất hay số lượng tương đương tích kcal hay kg đơn vị diện tích hay thể tích đơn vị thời gian Sản lượng sinh vật ban đầu hình thành phần lượng mặt trời mà xanh sử dụng trình quang hợp Sản lượng sinh vật ban đầu toàn phần sinh Người ta đánh giá có khoảng % lượng mặt trời mà năm đất nhận ứng với 5x1020 kcal/năm, tương đương với 170x109 vật chất khô/năm (Whittaker Liken, 1975) Số liệu cao so với số liệu mà Duvignedau đề xuất 83x109 vật chất khơ/năm, có 30x109 biển 25x109 lục địa Hình V.13: 137 Rừng cho sản lượng ban đầu thực tế cao khoảng 1000 1.333g chất khô/m2/năm (ứng với 400g cacbon/m2.năm) Trong rừng mùa nhiệt đới có sản lượng ban đầu lớn số hệ sinh thái cạn Nó cho sản lượng trung bình 2.200g chất khô/m2/năm Đứng phương diện lượng, sản lượng ban đầu đa số hệ sinh thái rừng đất nằm khoảng 3.000 10.000kcal/m2/năm Đất trồng trọt chiếm phần bề mặt lục địa, nhiều khoảng 10%, song cho sản lượng ban đầu trung bình từ 1.000 đến 2.000kcal/m2/năm Cần phải lưu ý đến nguyên nhân để có sản lượng cao việc sử dụng sản lượng phân hoá học, thuốc trừ sâu biện pháp canh tác tiên tiến Hình V.13: Sản lượng ban đầu quần xã lớn (biơm) Trái Đất tính 109kcal/m2 năm theo Odum, Ramade, 1994 Một số hệ sinh thái thảo nguyên, bãi chăn thả có sản lượng ban đầu thấp, không vượt 200g chất khơ/m2/năm, với giá trị trung bình 40g chất khơ/m+2năm Đặc biệt thấp hoang mạc khô, mưa hãn hữu vũ lượng 50mm/năm Sản lượng ban đầu thực tế hệ sinh thái cạn phụ thuộc vào nhiệt độ lượng mưa Sản lượng đạt 800g cacbon/m2/năm rừng nhiệt đới ẩm có nhiệt độ cao, mưa nhiều phân bố đề năm Ngược lại vùng đồng rêu phương Bắc hoang mạc có nhiệt độ thấp lượng mưa khơng đủ nên lượng mưa ban đầu thấp 100g cacbon/m2/năm Bảng:V.8 Sản lượng ban đầu, sản lượng ban đầu thực tế sinh khối thực vật quần xã rừng, tính theo khối lượng chất khơ theo Whittaker Liken 1975, Ramade,1994 Sản lượng ban đầu Sản thực tế đơn vị lượng Sinh khối Sinh khối Diện diện tích (g/m /năm) ban đầu đơn vị diện tích (tồn Loại hệ tích thực tế tấn/ha giới)109/tấn sinh thái 106 toàn (tối đa - tối Trung km2 giới thiểu) bình (tối đa-tối Trung (109tấn/ thiểu) bình năm) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Rừng ẩm 17,0 1.000-3.500 2.200 37,4 60-800 450 765 138 nhiệt đới Rừng nhiệt đới rụng Rừng thông ôn đới Rừng ôn đới rụng Rừng taiga vùng cực 7,5 1.000-2.500 1.600 5,0 600-2.500 1.300 12, 6,5 7,0 600-2.500 1.200 12,0 400-2.000 800 Loại hệ sinh thái (1) Quan hệ nhỏ bụi Savan Thảo nguyên ôn đới Đồng rêu Hoang mạc bán hoang mạc bụi Sa mạc thực thụ, vùng cực Hệ sinh thái nông nghiệp Đầm lầy Hồ sông Diện tích tổng cộng lục địa Đại dương Vùng nước trồi Thềm lục địa Đảo san hơ vịng rong tảo Cửa sơng Tổng cộng diện tích đại dương Tổng cộng diện tích lục địa 60-600 350 260 60-2.000 350 175 8,4 60-600 300 210 9,6 60-400 200 240 Tối đa tối thiểu Trung bình (2) 8,5 (3) 250-1.200 (4) 700 Sản lượng ban đầu thực tế toàn giới (106tấn/ năm) (5) 6,0 15,0 90 200-2.000 200-4.500 900 600 8,0 18,0 10-400 10-250 24,0 Diện tích 106km2 Sản lượng ban đầu thực tế đơn vị diện tích (g/m2/năm) Sinh khối đơn vị diện tích (tấn/ha) Sinh khối (tồn giới) 109/tấn Tối đatối thiểu Trung bình (6) 20-200 (7) 60 (8) 50 13,5 5,4 2-150 2-150 40 16 60 14 140 90 1,1 1,6 1-30 1-40 13 0-10 0,07 0-2 0,2 0,5 14,0 100-3.500 650 9,1 4-120 10 14 2,0 2,0 149 800-3.500 100-1.500 2.000 250 773 4,1 0,5 115 30-500 0-1 150 0,2 123 30 0,05 1.837 332,0 2-2400 125 41,5 0,03 1,0 0,4 26,6 0,6 400-1.000 200-600 500-4000 500 360 2.500 0,2 9,6 1,6 0,010,05 0,5-10 0,01-0,4 0,4-40 0,2 0,1 20 0,008 0,27 1,2 1,4 361 200-3.500 1.500 152 2,1 55,0 0,1-60 10 0,1 1,4 3,9 333 170 36 1,841 510 139 đại dương Sự phân bố sản lượng sinh vật ban đầu đại dương lục địa Ngược hẳn lại với suy nghĩ nhiều người cho rằng: đại dương nguồn dinh dưỡng vô tận, song thực tế sản lượng ban đầu thực tế sản lượng ban đầu thực tế đại dương thấp nhiều so với lục địa Sàn lượng ban đầu thực tế đại dương trung bình 150g chất khơ/m2/năm Trong đa số vực nước sơng, ngịi, lục địa đạt tới 250g chất khô/m2/năm, đặc biệt vùng cửa sông vùng ngập nước (đầm, phá )có thể đạt tới 1.500g chất khô/m2/năm Sự phân bố sản lượng ban đầu thực tế khu vực đại dương có giá trị khác Sản lượng ban đầu phụ thuộc vào thành phần muối, chất dinh dưỡng, đặc biệt muối phot phat Những vùng có suất cao thềm lục địa, vùng gần cực, bãi san hô Ngược lại vùng khơi nhiệt đới có sản lượng gần khơng, thơng thường chì đạt trung bình 30g/m2/năm 5.2 Sản lượng sinh vật thứ sinh 5.2.1 Phương pháp xác định sản lượng sinh vật thứ sinh Trong điều kiện tự nhiên mức độ quần thể, bậc dinh dưỡng đặc biệt mức độ hệ sinh thái, việc nghiên cứu sản lượng sinh vật thứ sinh dễ dàng đơn giản, động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt sử dụng phần thức ăn thiên nhiên (điều khó mà xác định chúng ăn gì), lại có phần thức ăn tiêu thụ đồng hoá , cịn lại thải ngồi qua dạng phân Ngồi khó mà xác định số lượng loại thức ăn mà chúng sử dụng, đặc biệt động vật có tập tính thay đổi chế độ thức ăn theo giống, tuổi mùa năm Trong điều kiện nuôi, việc xác định sản lượng thứ sinh đơn giản nhiều với nguyên tắc sau: Cân khối lượng thức ăn tiêu thụ (I), cân lượng phân thải (NA), từ suy lượng thức ăn đồng hoá (A) Xác định lượng hô hấp (R) cách xác định giá trị trung bình lượng oxi hấp thụ Sự tặng trọng thể sản lượng thứ sinh PS Tóm lại từ số liệu ta tính sản lượng sinh vật tồn phần: A = I – NA = PS + R 5.2.2 Những kết việc nghiên cứu sản lượng sinh vật thứ sinh Bảng V.9: nêu giá trị mặt lượng sản lượng sinh vật toàn phần A (số lượng đồng hoá), sản lượng sinh vật thực tế ( PS ); số lượng không đồng hoá (NA), giá trị lượng tiềm tàng thức ăn động vật tiêu thụ (I); I = A + NA; A = R + PS Bảng V.9 Bảng tổng kết giá trị lượng số sản lượng sinh vật số quần thể số loài (theo Dajoz, 1985), A: lượng đồng hố (sản lượng tồn phần sinh vật tiêu thụ); R: chi phí hơ hấp; NA: số lượng khơng đồng hố Những giá trị cho bảng ứng với giá trị lượng tiềm tàng thức ăn I ứng với 100.I=A+NA; A=R+PS Những động vật sử dụng để xác A R PS NA định lượng sinh vật thứ sinh (1) (2) (3) (4) (5) 140 Sinh vật phân giải Millsonia anomala (giun đất) Asellus aquaticus (giáp xác) Mối Động vật ăn thực vật Brachionus plicatillis (Trùng bánh xe) Myrmeleotettix maculatus (họ cào cào) Arion rufuc (sên) Citiellus sp (gậm nhấm) Loxodonta africana (voi Châu Phi) Động vật ăn thịt kí sinh Areneus quadratus (nhện) Mitopus morio (nhện chân dài) Ichneumonide (tò vò) Perca fluviatilis (cá) Nectophrynoides occidedentalis (ếch nhái) Năm thứ Năm thứ ba Lacerta vivipara (thằn lằn) Mustela nivalis (chồn belet) 30,3 70,6 7,5 23,2 55,8 0,5 7,1 14,8 92 69,7 29,4 19 33,6 74 68 32,6 21,1 54 66 32,1 11 12,5 20 0,5 81 66,4 26 32 67,4 85 46 90 76 57 26 32 56 28 20 58 20 15 54 10 14 85 83 88 89,9 54 73 73,5 88,3 21 10 14,5 1,6 15 17 12 10,1 5.2.2.1 Những kết nghiên cứu sản lượng thứ sinh mức độ quần thể: Ví dụ 1: Xác định sản lượng thứ sinh quần thể linh dương (Adenota kob thomasini) rừng bảo vệ Tôro Ouganda Địa điểm quần thể linh dương nghiên cứu: Diện tích nghiên cứu S = 4.000m2 Quần thể linh dương N=1.500 cá thể, sinh khối linh dương bắt đầu nghiên cứu B=2.174 kg/m2 Kết nghiên cứu đạt sau (chất khô/m2/năm) Lượng thức ăn tiêu thụ: Sản lượng thứ sinh thực tế I= 74,1 kcal/m /năm Ps = A-R = 62,4-61,6 = 0,8 Lượng thức ăn đồng hoá: kcal/m2/năm ứng với khối lượng A =62,4 kcal/m2/năm chất sống 577 kg/m2/năm Số lượng qua hô hấp: R = 61,6 kcal/m2/năm Hiệu suất tăng trưởng chung: Ps/I = 0,8/74,1 ≈1% Ví dụ 2: Xác định lượng sinh vật thứ sinh quần thể voi Ouganda Số lượng cá thể quần thể voi: N =10487,5 cá thể Tuổi sống trung bình cá thể: 10,5 năm Khối lượng trung bình cá thể: 5041 livro tương đương với 2205 kg/cá thể Sinh khối đàn voi/dặm vuông: 5,379 cá thể/dặm vuông tương đương với sinh khối 4,75 g/m2 hay 7,1 kcal/m2 Sản lượng thực tế thứ sinh (độ gia tăng sinh khối) 2552875 livro đàn 10487,5 cá thể = 243,4 livro/ca thể/năm tương đương 110,4kg/cá thể/năm Sản lượng kể tương đương với gia tăng 0,229g mô voi/m2/năm hay 0,34kcal/m2/năm Để tổng kết kết nghiên cứu sản lượng sinh vật thứ sinh mức độ quần thể Dajoz (1985) so sánh qua quần thể bốn loài thú (Bảng V.10) 141 Bảng V.10: So sánh sản lượng sinh vật thứ sinh số hiệu suất sản lượng sinh vật bốn lồi thú Giá trị trung bình lượng tính kcal/m2/năm theo Dajoz (1985) Các sản lượng sinh vật hiệu Hươu Voi Chuột Bị ni suất chúng Odocoileus loxodonta Microtus virinianus africana pennsylvanicus Sinh khối (B) 1,3 7,1 0,2 7,5 Nguồn thức ăn sẵn có 747 1580 28,5 Nguồn thức ăn tiêu thụ (I) 52,6 71,6 25 14,3 Phân (NA) 12,5 48,3 7,5 Tăng trưởng (Ps) 0,64 0,34 0,5 0,86 Đồng hoá (A) 39,5 23,0 17,5 Hiệu suất tăng trưởng chung (Ps/I) 0,12 0,005 0,02 0,06 Lượng thức ăn tiêu thụ đơn vị sinh khối 41,4 10,1 131,6 1,9 Hiệu suất đồng hoá (A/I) 0,8 0,3 0,7 Vận tốc đổi sinh khối (Ps/B) 0,49 0,047 2,5 0,11 Qua so sánh bốn loài thú thấy khả chuyển hoá thức ăn thành sinh khối bốn quần thể khác Tuy hiệu suất đồng hố A/I khác ít, song sản lượng sinh vật riêng (P/B) tức khả đổi sinh khối khác nhiều Thú có kích thước nhỏ khả sử dụng khối lượng thức ăn lớn khả đổi chất sống nhanh Ở chuột (Microtus pennylvanicus) hàng năm gia tăng khối lượng gấp 2,5 lần sinh khối nó, cịn hươu 0,49 lần; bị ni: 0,11 lần; voi: 0,047 lần Ở thú điều phụ thuộc vào kích thước thể Thơng thường lồi thú có kích thước thể nhỏ tỉ lệ sinh sản lớn khả gia tăng khối lượng cao Do đó, đứng phía lợi ích kinh tế ni thú cở nhỏ sản lượng thứ sinh (Ps) thường đạt cao Quả vậy, ni 300 thỏ có khối lượng tương đương với bị 600ka thấy sản lượng mà thỏ đạt cao bò gấp lần 5.2.2.2 Những kết nghiên cứu sản lượng ban đầu sản lượng thứ sinh mức độ chuỗi thức ăn Ví dụ chuỗi thức ăn rừng sồi Ispina Balan Mở đầu sồi, động vật ăn thực vật sâu cánh phấn hại (Tortrix viridana) nhiều loài khác, động vật ăn thịt loài chim Hiệu suất sinh thái bậc tiêu thụ cấp 1: PS1/PN = 3,5% (giữa sồi sâu cánh cứng hại ), bậc tiêu thụ cấp 1: PS2/PN = 0,9% (sâu hại chim) Hiệu suất khai thác A1/PN A2/PS1 tương ứng với 10% 24% Điều cho ta thấy rõ hiệu suất khai thác động vật ăn thịt cao động vật ăn thực vật (Bảng V.11) Bảng V.11: Sự chuyển hoá lượng, sản lượng sinh vật hiệu suất sinh thái chuỗi thức ăn: Cây sồi > Sâu cánh phấn > Chim rừng sồi Ba Lan NA = 0,53 Lá sồi PN=14,2 A = 1,4 Lá sồi PN=14,2 NA = 0,0295 A = 0,117 Lá sồi PN=14,2 142 R = 0,38 Hiệu suất sinh thái Hiệu suất khai thác PS1 0,49   3,5% PN 14,2 PS A1 1,4   10% PN 1,42 A2 0,117   24% PS1 0,49 PS1  R = 0,083 0,045  0,9% 0,49 (PN: sản lượng ban đầu thực tế cá sồi; B: sinh khối; R: lượng hô hấp; P S: sản lượng thực tế thứ sinh; NA: lượng sản phẩm không đồng hoá Con số biểu thị 106kcal/ha/năm (theo Medwecka Kornas cộng sự, 1974)) 5.2.2.3 Những kết nghiên cứu sản lượng ban đầu sản lượng thứ sinh mức độ sinh thái hệ Ví dụ 1: Xác định sản lượng ban đầu sản lượng thứ sinh hệ sinh thái suối Silve Florida (Mĩ) Mô tả hệ sinh thái : suối Silve có nhiệt độ ổn định dao động 22,2 23,3oC năm Lưu lượng nước trung bình 0,21m3/sec Nước đảm bảo độ chiếu sáng mạnh cho thảm thực vật thuỷ sinh điều kiện khí hậu cận nhiệt đới Thành phần chuỗi thức ăn: Sinh vật sản xuất: Sinh vật sản xuất chiếm ưu rau mác (Sagittaria lorata), tảo sợi tảo vỏ (Diatomae) Những khác có số lượng Najas guadalupeneis, rong chó (Ceratophyllum demersum), rong mái chèo (Vallisneria neotropicallis) nhiều loại tảo đơn bào khác Sinh vật tiêu thụ: Động vật ăn thực vật: gồm rùa, cá, giáp xác, thân mềm chân bụng ấu trùng côn trùng Động vật ăn thịt cấp 1: gồm cá Lepomic có chế độ ăn tạp, cá ăn muỗi (Gambusia affinis), lưỡng cư, chim, ruột khoang, côn trùng, ve bét đỉa Động vật ăn thịt cấp 2: gồm cá Lepidosteus, cá amia cá sấu mõm dài (Alligator) Sinh vật phân giải: gồm vi khuẩn tôm (Procambarus fallax), ăn mảnh vụn xác sinh vật Các loại sản lượng sinh vật suối Silve Xem mục vận dụng khái niệm vào việc tính sản lượng sinh vật hiệu suất sản lượng sinh vật nghiên cứu hệ sinh thái hồ Cedas Bog Minesota suối Silve Florida (Mĩ) (trang 182) Đặc điểm sản lượng sinh vật hiệu suất sản lượng sinh vật suối Silve: Ví dụ 2: Những kết xác định sản lượng sinh vật toàn phần hiệu suất PN/PB hệ sinh thái hồ tây (Đặng Ngọc Thanh, 1983) Theo nghiên cứu suất sinh học sơ cấp Hồ Tây năm 1976 sản lượng sinh vật tồn phần ( PB) tầng mặt thay đổi từ 47% đến 75%, so với hồ vùng ơn đới Hồ Tây thuộc hồ giàu dinh dưỡng, suất cá nuôi (năng suất khai thác) đạt tấn/ha/năm Sự tiêu hao lượng hô hấp quần xã Hồ Tây cao Hồ Tây nơng nơng có nguồn nước thải bổ sung IV NHỮNG NHẬN XÉT RÚT RA TRONG NGHIÊN CỨU HỆ SINH THÁI 143 Hệ sinh thái trẻ*1 đa dạng lồi, phân tầng Ngược lại hệ sinh thái già**2 có hệ số đa dạng cao, phân tầng nhiều Sinh vật hệ sinh thái trẻ thường có cỡ nhỏ có chu kỳ sống ngắn, ngược hẳn với hệ sinh thái già Chuỗi thức ăn hệ sinh thái trẻ đơn giản, thường chuỗi thức ăn có xanh, ngược lại với hệ sinh thái già chuỗi thức ăn phức tạp thường chuỗi thức ăn có sinh vật phân giải chất hữu Tính ổn định hệ sinh thái trẻ thấp ổn định, thích nghi với điều kiện ngoại cảnh bất lợi, quan hệ sinh vật ăn thịt – mồi, kí sinh - vật chủ cao, cịn hệ sinh thái già tính ổn định cao quan hệ cộng sinh, hội sinh nhiều Tốc độ tăng trưởng khả sinh sản loài quần xã hệ sinh thái trẻ lớn, sản lượng chủ yếu số lượng, cá thể nói chung có tỉ lệ sinh đẻ cao, tỉ trọng tử vong lớn Ngược lại với hệ sinh thái già đường tiến đến đỉnh cực suất chủ yếu chất lượng định lẽ cá thể, nói chung có tỉ lệ sinh đẻ thấp, độ tử vong nhỏ thụ tinh trong, có tập tính đảm bảo cho ấp nở phát triển sơ sinh tốt Hệ sinh thái trẻ thường có sản lượng sinh vật riêng P/B lớn, có sinh khối (B) nhỏ sản lượng sinh học (P) cao nên có vận tốc đổi sinh khối cao, lẽ sinh vật hệ sinh thái trẻ thường có cở nhỏ, chu kỳ sống ngắn sức sinh sản cao, ngược hẳn lại với hệ sinh thái già Trên đường tiến đến đnh3 cực có sinh khối lớn sản lượng sinh học nhỏ nên P/B nhỏ Hệ sinh thái nông nghiệp lâm nghiệp xếp vào loại hệ sinh thái trẻ Để có suất cao người phải luôn làm "trẻ" hệ sinh thái nơng nghiệp lâm nghiệp có sản lượng sinh vật riêng P/B cao (năng suất cao) Tuy nhiên thường chế độ độc canh, hệ sinh thái nông nghiệp không ổn định dễ bị thiên tai sâu bệnh phá hoại Để nâng cao tính ổn định hệ sinh thái nông nghiệp người phải làm "già" số q trình chúng Ví dụ: - Độc canh thay phương pháp luân canh trồng, trồng xen, trồng gối - Sử dụng phân hữu kết hợp trồng trọt với chăn nuôi, tăng cường quay vòng chất hữu để làm tăng loại chuỗi thức ăn có sinh vật phân giải chất hữu - Đưa thêm loài vào việc sử dụng biện pháp đấu tranh sinh học Theo Buntinh (1972) khơng cần tăng tính đa dạng hệ sinh thái nông nghiệp mà tác động vào thay đổi cấu trồng, hệ thống luân canh, biện pháp kỹ thuật Sản lượng sinh học toàn phần (PB) Hệ số sản lượng sinh học toàn phần = -Những chi phí cho hơ hấp (R) Hệ số lớn hệ sinh thái trẻ, tiến đến quần xã hệ sinh thái tiến dần đến đỉnh cực Ví dụ hệ sinh thái đảo san hô vùng Eniwetok quần xã đỉnh cực thì: PB 24.0 g / m2 / ngày = =1 R 24.0 g / / ngày m PN (sản lượng thực tế) = PB –R =0 (do chi phí cho hơ hấp lên cao), hệ sinh thái trạng thái ổ định ngừng tăng trưởng sinh khối Sự hiểu biết vận dụng hoạt động khai thác rừng cách hợp lý Người ta đốn chặt rừng khu vực mà sản lượng sinh học tối đa Sự đốn chặt thực khu vực khác đảm bảo sản lượng chung rừng ổn định qua nhiều năm 144 Để chứng minh biến thiên P R trình diễn hệ sinh thái tiến đến đỉnh cực người ta tiến hành thực nghiệm sau: Trong hệ sinh thái nhỏ thực nghiệm gồm loài tảo đơn bào khơng roi, số lồi thuộc nhóm: trùng roi, trùng cỏ, trùng bánh xe, giun trịn Chúng cấy bình thí nghiệm gắn kín đủ cho việc trao đổi khí quần xã mơi trường bên ngồi Nhiệt độ mơi trường cấy 180C 240C Thời gian chiếu sáng 12 với cuờng độ 10-1,000 nến Trong ngày đầu P lớn R, sau sinh khối tăng nhanh Vào khoảng từ ngày 60 đến ngày thứ 80 hai trị số P R tương đương sinh khối quần xã ổn định đạt tới trạng thái đỉnh cực V SINH THÁI HỌC VÀ VIỆC QUẢN LÝ NGUỒN LỢI THIÊN NHIÊN Nhiệm vụ mục đích mơn sinh thái học nhằm tìm qui luật mối quan hệ tương hỗ cá thể loài sinh vật, mối quan hệ loài sinh vật với sinh vật với mơi trường, sở đó, dựa vào phương pháp, kỹ thuật môn liên ngành mà phát biện pháp có hiệu nhằm bảo vệ thiên nhiên, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, chống ô nhiễm môi trường, nâng cao nâng suất Đây vấn đề có ý nghĩa sống cịn lồi người bối cảnh mà phát triển dân số tăng nhanh với tốc độ chóng mặt Trong việc khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên hợp lý, dẫn đến cạn kiệt nhanh chóng tài ngun gây nhiễm môi trường Hiện tại, tăng dân số phát triển cơng nghiệp nhân tố gây ô nhiễm môi trường Việc quản lý nguồn lợi thiên nhiên cách hợp lý đơn bao gồm việc sử dụng biện pháp kỹ thuật nhằm khắc phục xói mịn, suy thối nhiễm mơi trường đất, nước khơng khí, nâng cao nâng suất sinh học nguồn lợi thiên nhiên mà gắn biện pháp cụ thể vào mục tiêu kế hoạch chiến lược BVMT tài nguyên thiên nhiên quốc gia Việc quản lý hợp lý nguồn lợi thiên nhiên phải sở phát triển lâu bền tài nguyên thiên nhiên hướng vào việc sử dụng tổng hợp tài nguyên, liên kết chặt chẽ với trình phát triển kinh tế xã hội đất nước, thoả mãn nhu cầu vật chất, tinh thần văn hoá cho hệ tương lai Việt Nam Cụ thể: 1.Duy trì trình sinh thái chủ yếu hệ thống bảo tồn sống (tái sinh bảo vệ đất, trì tổng thể chất lượng mơi trường ) 2.Duy trì tính đa dạng di truyền vật ni, trồng sinh vật hoang dại 3.Đảm bảo sử dụng lâu dài nguồn tài nguyên thiên nhiên 4.Duy trì cân dân số với điều kiện sản xuất xã hội Những biện pháp thực chủ yếu bao gồm: 1.Đề xuất biện pháp kiểm soát ngăn chặn nạn phá rừng, cần trồng lại rừng, ngăn chặn tình trạng nhiễm mơi trường địa bàn cơng nghiệp thị 2.Xây dựng sách luật pháp môi trường gắn luật môi trường với luật pháp hành khác 3.Quy hoạch kế hoạch hố tài ngun mơi trường nhằm thực việc sử dụng hợp lý, khôi phục tài nguyên thiên nhiên môi trường, quản lý chặt chẽ quy mơ, cường độ phương thức sử dụng theo sách pháp luật môi trường 4.Thiết lập hệ thống tiêu chuẩn môi trường, vào tiêu chuẩn môi trường mà quản lý BVMT 5.Thiết lập hệ thống quốc gia quan trắc giám sát chất lượng mơi trường, kiểm sốt nhiễm mơi trường 145 6.Đẩy mạnh việc giáo dục môi trường cấp học, nhân dân, đào tạo độ ngủ cán chuyên gia lĩnh vực môi trường 7.Tổ chức nghiên cứu môi trường nhằm giải vấn đề cấp bách ô nhiễm, phát triển tài nguyên thiên nhiên liên kết chặt chẽ với trình phát triển kinh tế xã hội đất nước theo hướng phát triển việc sử dụng lâu bền tài nguyên Cần có hợp tác quốc tế mơi trường TÓM TẮT CHƯƠNG V Hệ sinh thái hệ thống gồm quần xã sinh cảnh Sinh cảnh có chứa nguồn sống đầy đủ để trì quần xã Vì thế, quần xã sinh cảnh hai thành phần khối thống không tách rời, tạo thành khối tương đối ổn định, bền vững Một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm thành phần chủ yếu với chức phận sau: Chất vô (môi trường vô quần xã) – Sinh vật cung cấp tổng hợp chất vô thành hữu – Sinh vật tiêu thụ cấp – Sinh vật phân giải (phân giải biến chất hữu thành vô cơ) Giữa thành phần hệ sinh thái luôn xảy trình trao đổi vật chất lượng Trong chu trình chuyển hố vật chất thấy rõ trình vận động vật chất hệ sinh thái: trình tạo thành xanh (sinh vật cung cấp), q trình tích tụ thơng qua sinh vật tiêu thụ cấp trình phân giải sinh vật phân giải xác sinh vật biến đổi chúng thành hợp chất vô Đây nguồn vật chất cho trình tạo thành xanh Chu trình vật chất thực tuân theo định luật bảo toàn vật chất nên xác sinh vật sinh vật phân giải tạo thành hợp chất vô dùng hết trả lại cho môi trường làm thành chu trình sinh hố địa Trong chu trình chuyển hoá lượng, lượng từ nguồn lượng mặt trời chuyển hố qua bậc dinh dưỡng khơng bảo tồn, bị mát, khơng quay vịng sử dụng trở lại chu trình chuyển hố vật chất hệ sinh thái Sự mát lượng q trình chuyển hố bậc dinh dưỡng lớn hô hấp, tiết, không sử dụng đến Mối quan hệ trình vận động vật chất hệ sinh thái định khả sản sinh chất sống, định chiều hướng phát triển hệ sinh thái giàu lên nghèo mặt sản phẩm sinh vật Điều khơng có tầm quan sống hệ sinh thái cụ thể, mà quan hệ trực tiếp đến nguồn sống người Do để tính tốn khả sản sinh chất sống hệ sinh thái thất thốt, mát q trình chuyển hoá, người ta xác định khái niệm sản lượng sinh vật (PB,A,PN,PS) khái niệm hiệu suất sinh thái (PN/Lt, PB/Lt, A1/PB, PS1/PN, A2/A1, PS2/PS1 )những khái niệm hiệu suất sản lượng sinh vật ( A1/PN, A2/PS1, A/I, PN/PB, PS/A, PS/I) Vận dụng khái niệm để xác định sản lượng sinh học, hiệu suất sinh thái hiệu suất sản lượng sinh vật số hệ sinh thái điển hình (ví dụ hệ sinh thái hồ Cedar Bog Minesota hệ thống Silve Florida (Mĩ) GT đề xuất phương pháp xác định sản lượng ban đầu( sản lượng cung cấp) sản lượng thứ sinh (sản lượng sinh vật tiêu thụ) kết việc nghiên cứu sản lượng ban đầu khu vực sinh (sản lượng ban đầu số hệ sinh thái lục địa đại dương) Sản lượng sinh vật thứ sinh xác định mức độ quần thể, chuỗi thức ăn hệ sinh thái Những nội dung quản lý nguồn lợi thiên nhiên Việt Nam là: 146 1.Duy trì trình sinh thái chủ yếu hệ thống bảo tồn sống 2.Duy trì tính đa dạng di truyền vật ni trồng sinh vật hoang dại 3.Duy trì cân dân số điều kiện sản xuất xã hội 4.Đảm bảo sử dụng lâu dài nguồn tài nguyên thiên nhiên Những biện pháp chủ yếu thực bao gồm: 1.Những biện pháp ngăn chặn nạn phá rừng nhiễm mơi trường 2.Xây dựng sách pháp luật môi trường 3.Quy hoạch kế hoạch hố tài ngun mơi trường, thực sử dụng hợp lý, khôi phục tài nguyên thiên nhiên môi trường, quản lý chặt chẽ quy mô, cường độ phương thức sử dụng theo sách pháp luật môi trường 4.Thiết lập hệ thống tiêu chuẩn môi trường 5.Thiết lập hệ thống quốc gia quan trắc giám sát chất lượng mơi trường, kiểm sốt nhiễm mơi trường Đẩy mạnh giáo dục môi trường Tổ chức nghiên cứu môi trường theo hướng phát triển lâu bền tài nguyên thiên nhiên CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG V Thế hệ sinh thái? Hãy đề xuất vài ví dụ minh hoạ Nội dung nghiên cứu hệ sinh thái khác với sinh thái học cá thể, quần thể quần xã điểm gì? Dựa vào sở để phân loại hệ sinh thái? Ý nghĩa chuyển hoá vật chất lượng hệ sinh thái So sánh chuyển hoá vật chất lượng hệ sinh thái Ý nghĩa sinh học chuỗi thức ăn Phân loại chuỗi thức ăn Nêu đặc điểm để phân biệt loại chuỗi thức ăn Ý nghĩa lưới thức ăn Dựa sở để nghiên cứu chuyển hoá vật chất lượng chuỗi thức ăn? Ý nghĩa sinh học tháp sinh thái So sánh giá trị sử dụng loại tháp sinh thái 10 Ý nghĩa sinh học của loại sản lượng sinh vật, hiệu suất sinh thái hiệu suất sản lượng sinh vật 11 Dựa vào hình V.12 trình bày chuyển hố lượng chuỗi thức ăn gồm bậc dinh dưỡng (sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ cấp sinh vật tiêu thụ cấp 2) 12 Dựa vào hình V.13 GT thuyết minh phân bố sản lượng ban đầu khu vực khác trái đất (được tính 109cal/m2/năm) 13 Dựa vào ví dụ cụ thể giới thiệu sản lượng sinh vật thứ sinh quần thể linh dương rừng bảo vệ Tôrô Ouganda, quần thể voi Ouganda, chuỗi thức ăn rừng sồi Ispina Balan hệ sinh thái suối Silve 147 ... khác Hệ sinh thái Quần xã + sinh cảnh Các hệ sinh thái cạn Các hệ sinh thái nước mặn Các hệ sinh thái nước Sinh thái (tập hợp sinh vật sinh quyển) TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG I Sinh thái học môn học. .. Bruxelle, Bỉ người ta tách sinh thái học thành hai thành phần sinh thái học cá thể (hay gọi tự sinh thái) sinh thái học quần xã (biocenology) (hay gọi tổng sinh thái) Sinh thái học cá thể tập trung... Sinh thái học Mặt khác, phát triển vũ bão mơn khoa học có liên quan tới Sinh thái học đẩy mạnh mặt chất lượng phát triển môn Sinh thái học III NHỮNG NỘI DUNG CHỦ YẾU CỦA SINH THÁI HỌC Sinh thái học