toàn bộ lí thuyết chương sinh thái học (có nâng cao và mở rộng) sinh học lớp 12

PHẦN I: CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT I MƠI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI Mơi trường sống - Là phần không bao quanh sinh vật mà yếu tố cấu tạo nên mơi trường trực tiếp hay gián tiếp tác động lên sinh trưởng, phát triển hoạt động khác sinh vật - Mỗi lồi sinh vật có đặc điểm thích nghi hình thái, sinh lý– sinh thái tập tính với mơi trường sống đặc trưng Chẳng hạn, sống nước, cá thường có thân hình thoi, có vẩy hay da trần phủ chất nhờn, có vây bơi Những động vật sống tán có chi dài, leo trèo giỏi (khỉ, vượn) hay có màng da nối liền thân với chi để “bay” chuyền từ tán sang tán khác (sóc bay, cầ y bay) … - Các loại môi trường: Môi trường đất gồm lớp đất sâu khác nhau, có sinh vật đất sinh sống Mơi trường cạn bao gồm mặt đất lớp khí quyển, nơi sinh sống phần lớn sinh vật trái đất Môi trường nước gồm vùng nước ngọt, nước lợ nước mặn có sinh vật thủy sinh Mơi trường sinh vật gồm có thực vật, động vật người, nơi sống sinh vật khác sinh vật kí sinh, cộng sinh 2.Nhân tố sinh thái - Là tất nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới đời sống sinh vật - Các nhóm nhân tố sinh thái: Nhóm nhân tố sinh thái vơ sinh tất nhân tố vật lý hóa học mơi trường xung quanh sinh vật 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 Trong nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh, nhân tố người nhấn mạnh nhân tố có ảnh hưởng lớn tới đời sống nhiều sinh vật 3 Giới hạn sinh thái - Là khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái môi trường mà sinh vật tồn phát triển ổn định theo thời gian STUDY TIP - Khoảng thuận lợi khoảng nhân tố sinh thái mức độ phù hợp, đảm bảo cho loài sinh vật thực chức sống tốt - Khoảng chống chịu khoảng nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí sinh vật - Trong giới hạn sinh thái có điểm giới hạn (max), điểm giới hạn (min), khoảng cực thuận (khoảng thuận lợi) khoảng chống chịu Vượt điểm giới hạn, sinh vật chết So sánh nơi ổ sinh thái - Nơi địa điểm cư trú loài - Ổ sinh thái cách sinh sống loài đó, “khơng gian sinh thái” mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho phép lồi tồn phát triển Ý nghĩa việc phân ổ sinh thái Trong thiên nhiên, lồi có ổ sinh thái giao khơng giao Những lồi có ổ sinh thái giao nhau, phần giao lớn, cạnh tranh khốc liệt, dẫn đến loại trừ nhau, tức lồi thua bị tiêu diệt phải rời nơi khác Do đó, lồi gần nguồn gốc sống sinh cảnh sử dụng nguồn thức ăn, chúng có xu hướng phân hóa ổ sinh thái để tránh cạnh tranh II QUẦN THỂ SINH VẬT Quần thể sinh vật tập hợp cá thể loài, sinh sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định Các cá thể quần thể có khả giao phối tự với để sinh sản tạo thành hệ Các mối quan hệ cá thể quần thể a Đặc điểm quan hệ hỗ trợ - Sống quần tụ, hình thành bầy đàn hay xã hội Quan hệ hỗ trợ cá thể quần thể đảm bảo cho quần thể tồn ổn định, khai thác tối ưu nguồn sống mơi trường, làm tăng khả sống sót sinh sản cá thể - Hỗ trợ cá thể loài thể “hiệu nhóm” VÍ DỤ Các sống theo nhóm chịu đựng gió bão hạn chế nước tốt sống riêng rẽ Các thơng nhựa có tượng liền rễ sinh trưởng nhanh có khả chịu hạn tốt sống riêng rẽ, liền rễ bị chặt nảy chồi sớm tốt không liền rễ b Đặc điểm quan hệ cạnh tranh - Quan hệ cạnh tranh xảy cá thể tranh giành thức ăn, nơi ở, ánh sáng nguồn sống khác …, đực tranh giành Một số trường hợp kí sinh lồi hay ăn thịt đồng loại Cá mập thụ tinh trong, phôi phát triển buồng trứng, phôi nở trước ăn trứng chưa nở phơi nở sau, đó, lứa non đời vài con, khỏe mạnh - Nhờ có cạnh tranh mà số lượng phân bố cá thể quần thể trì mức độ phù hợp, đảm bảo tồn phát triển quần thể VÍ DỤ - Cây trồng cỏ dại thường cạnh tranh giành ánh sáng, chất dinh dưỡng - Các hổ, báo cạnh tranh dành nơi ở, kết dẫn đến hình thành khu vực sinh sống cặp hổ, báo bố mẹ - Khi thiếu thức ăn, cá mập cạnh tranh dẫn tới cá lớn ăn thịt cá bé, cá mập nở trước ăn phôi non hay trứng chưa nở Ý nghĩa quan hệ hỗ trợ cạnh tranh - Quan hệ hỗ trợ cạnh tranh quần thể đặc điểm thích nghi sinh vật với mơi trường sống, đảm bảo tồn phát triển hưng thịnh - Quan hệ hỗ trợ mang lại lợi ích cho cá thể, cá thể khai thác tối ưu nguồn sống môi trường, non bố mẹ chăm sóc tốt hơn, chống chọi với điều kiện bất lợi tự nhiên tự vệ tránh kẻ thù tốt hơn, … Nhờ mà khả sống sót sinh sản cá thể tốt III CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ Đặc điểm phân bố cá thể khơng gian Đồng Ngẫu nhiên Theo nhóm Điều kiện sống Điều kiện sống phân bố Điều kiện sống phân bố đồng đồng phân bố không đồng Đặc điểm Ý nghĩa Ví dụ Tỉ lệ giới tính Giữa cá thể quần thể có cạnh tranh gay gắt, tính lãnh thổ cao Giữa cá thể quần thể khơng có cạnh tranh gay gắt, khơng có tính lãnh thổ cao mà khơng thích sống tụ họp Các cá thể sống thành bầy đàn tập trung nơi có điều kiện sống tốt Giảm cạnh tranh Khai thác sử dụng Hỗ trợ nguồn sống có hiệu Chim cánh cụt, Cây gỗ rừng mưa cỏ thảo nhiệt đới, sò sống phù nguyên, chim hải sa, âu,… Hươu, trâu rừng sống thành bầy đàn, giun sống nơi có độ ẩm cao, cỏ lào… - Tỉ lệ giới tính tỉ số số lượng cá thể đực, số lượng cá thể quần thể Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1 Tuy nhiên, q trình sống tỉ lệ thay đổi tùy thuộc vào thời gian điều kiện sống Ý nghĩa tỉ lệ giới tính Sự hiểu biết tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng chăn nuôi gia súc, bảo vệ môi trường Trong chăn ni, người ta tính tốn tỉ lệ đực phù hợp để đem lại hiệu kinh tế Ví dụ, đàn gà, hươu, nai, … người ta khai thác bớt số lượng lớn cá thể đực mà trì phát triển đàn STUDY TIP Tỉ lệ giới tính quần thể đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu sinh sản quần thể điều kiện môi trường thay đổi Đặc điểm nhóm tuổi khác quần thể - Các cá thể quần thể phân chia thành nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản - Ngồi ra, người ta cịn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi thọ sinh lí, tuổi thọ sinh thái tuổi quần thể Tuổi thọ sinh lí thời gian sống đạt tới cá thể quần thể Tuổi thọ sinh thái thời gian sống thực tế cá thể Tuổi quần thể tuổi bình quân cá thể quần thể a Nhân tố ảnh hưởng đến nhóm tuổi - Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng, cấu trúc ln thay đổi phụ thuộc vào điều kiện sống môi trường - Khi nguồn sống từ môi trường suy giảm, điều kiện khí hậu xấu có dịch bệnh… cá thể non già bị chết nhiều cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình - Trong điều kiện thuận lợi, nguồn thức ăn phong phú, non lớn lên nhanh chóng, sinh sản tăng, từ kích thước quần thể tăng lên STUDY TIP Ngồi ra, nhóm tuổi quần thể thay đổi cịn phụ thuộc vào số yếu tố khác mùa sinh sản tập tính di cư,… b Đặc điểm tháp tuổi quần thể Tháp tuổi trạng thái phát triển số lượng quần thể: quần thể phát triển (quần thể trẻ), quần thể ổn định quần thể suy thoái (quần thể già) + Quần thể trẻ có tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản cao + Quần thể ổn định có tỉ lệ nhóm trước sinh sản xấp xỉ + Quần thể suy thối có tỉ lệ nhóm trước sinh sản nhỏ nhóm sinh sản LƯU Ý Khi xếp liên tiếp nhóm tuổi từ non đến già, ta có tháp tuổi hay tháp dân số Mỗi nhóm tuổi xem đơn vị cấu trúc tuổi quần thể Do đó, mơi trường biến động, tỉ lệ nhóm tuổi biến đổi theo, phù hợp với điều kiện Nhờ thế, quần thể trì trạng thái ổn định IV BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ Biến động số lượng quần thể tăng, giảm số lượng cá thể quần thể quanh giá trị cân tương ứng với sức chứa môi trường (sinh sản cân với tử vong) Các kiểu biến động số lượng Có kiểu biến động số lượng: biến động không theo chu kỳ biến động theo chu kỳ Biến động không theo chu kỳ xảy yếu tố ngẫu nhiên, không kiểm soát thiên tai, dịch bệnh Biến động theo chu kỳ xảy yếu tố biến đổi có chu kỳ chu kỳ ngày đêm, chu kỳ tuần trăng hoạt động thủy triều, chu kỳ mùa, chu kỳ nhiều năm - Chu kì ngày đêm, phổ biến sinh vật phù du, loài tảo có số lượng cá thể tăng vào ban ngày giảm vào ban đêm, ban ngày tầng nước chiếu sáng nên chúng quang hợp sinh sản nhanh - Chu kì tuần trăng hoạt động thủy triều, rươi sống nước lợ vùng ven biển Bắc đẻ rộ vào ngày thuộc pha trăng khuyết - Chu kì mùa, mùa xuân mùa hè thời gian thuận lợi cho sinh sản phát triển hầu hết loài động vật thực vật Như ruồi, muỗi sinh sản phát triển nhiều vào tháng xuân hè, giảm vào tháng mùa đơng - Chu kì nhiều năm, lồi chuột thảo ngun có chu kì biến động số lượng theo chu kì từ 3-4 năm Nguyên nhân gây biến đổi số lượng cá thể quần thể Hai nhóm nhân tố sinh thái gây nên biến động số lượng cá thể quần thể nhân tố vô sinh nhân tố hữu sinh - Các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp chiều lên sinh vật mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể quần thể nên cịn gọi nhân tố sinh thái khơng phụ thuộc mật độ cá thể quần thể Các nhân tố sinh thái vô sinh ảnh hưởng tới trạng thái sinh lí cá thể Sống điều kiện tự nhiên không thuận lợi, mức sinh sản cá thể giảm, khả thụ tinh kém, sức sống non thấp, … - Các nhân tố hữu sinh cạnh tranh cá thể đàn, số lượng kẻ thù ăn thịt, mức sinh sản mức độ tử vong, phát tán cá thể quần thể … yếu tố bị chi phối mật độ cá thể quần thể nên gọi nhân tố phụ thuộc mật độ cá thể quần thể Các nhân tố hữu sinh ảnh hưởng lớn đến khả tìm kiếm thức ăn, nơi ở, nơi đẻ trứng, khả sinh sản nở trứng, khả sống sót non, … ảnh hưởng tới số lượng cá thể quần thể VÍ DỤ Đối với sâu bọ ăn thực vật nhân tố khí hậu có vai trị định, cịn chim nhân tố định lại thường thức ăn vào mùa đông cạnh tranh nơi làm tổ vào mùa hè Ý nghĩa nghiên cứu biến động số lượng cá thể Những nghiên cứu biến động số lượng cá thể giúp nhà nông nghiệp xác định lịch thời vụ, để vật ni, trồng sinh trưởng điều kiện thích hợp năm, nhằm đạt suất cao Đồng thời giúp nhà bảo vệ môi trường chủ động việc hạn chế phát triển mức loài sinh vật gây hại, gây cân sinh thái Quần thể điều chỉnh số lượng cá thể a Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể quần thể Khi số lượng cá thể giảm xuống thấp tăng lên cao, nhân tố mơi trường tác động làm giảm số cá thể quần thể tác động làm tăng số cá thể quần thể: - Trong điều kiện mơi trường thuận lợi (mơi trường có nguồn sống dồi dào, sinh vật ăn thịt …) quần thể tăng mức sinh sản, giảm mức độ tử vong, nhiều cá thể từ nơi khác nhập cư tới sống quần thể, … làm cho số lượng cá thể quần thể tăng lên nhanh chóng, đơi vượt mức độ bình thường - Khi số lượng cá thể quần thể tăng cao, sau thời gian, nguồn sống trở nên thiếu hụt, nơi sống chật chội,… cạnh tranh gay gắt lại diễn làm hạn chế gia tăng số cá thể quần thể STUDY TIP Trạng thái cân quần thể đạt quần thể có số lượng cá thể ổn định cân với khả cung cấp nguồn sống môi trường b Xu hướng điều chỉnh số lượng cá thể quần thể mức cân - Trong tự nhiên, quần thể có xu hướng điều chỉnh mật độ cá thể quần thể mức cân do: mật độ cá thể quần thể có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới mức độ sinh sản tử vong cá thể Khi số lượng cá thể thấp mà điều kiện sống môi trường thuận lợi (như nguồn sống dồi dào, khí hậu phù hợp,…) số cá thể sinh tăng lên Ngược lại, số lượng cá thể tăng cao dẫn tới điều kiện sống môi trường không thuận lợi, số cá thể bị chết tăng lên LƯU Ý Hiện tượng “tự tỉa thưa” kết cạnh tranh cá thể quần thể Ví dụ điều kiện mơi trường thích hợp, non mọc dày, nhiều không nhận ánh sáng muối khống nên chết dần, số cịn lại đủ trì mật độ vừa phải, cân với điều kiện môi trường chúng sống PHẦN II: QUẦN XÃ SINH VẬT I QUẦN XÃ SINH VẬT Quần xã sinh vật tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều lồi khác sống khơng gian định (gọi sinh cảnh) Các sinh vật quần xã có mối quan hệ gắn bó với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định Các đặc trưng quần xã a Đặc trưng thành phần loài quần xã Thành phần loài quần xã biểu thị qua số lượng loài quần xã số lượng cá thể loài Đặc trưng biểu thị mức độ đa dạng quần xã, quần xã có thành phần lồi lớn độ đa dạng cao b Các đặc điểm chủ yếu thành phần loài bao gồm Loài ưu thế: Lồi đóng vai trị quan trọng quần xã có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn, hoạt động mạnh chúng Trong quần xã cạn, lồi thực vật có hạt chủ yếu thường lồi ưu thế, chúng ảnh hưởng lớn tới khí hậu mơi trường Quần xã rừng thơng với thơng lồi chiếm ưu thế, loài khác mọc lẻ tẻ tán chịu ảnh hưởng thơng Lồi đặc trưng: Lồi có quần xã Cây cọ lồi đặc trưng quần xã vùng đồi Vĩnh Phúc, tràm loài đặc trưng quần xã rừng U Minh STUDY TIP Do nhiệt độ, lượng mưa cao ổn định nên quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều lồi so với quần xã phân bố vùng ôn đới Tuy nhiên, sinh cảnh xác định số loài tăng lên, chúng phải chia sẻ nguồn sống, số lượng cá thể loài phải giảm Đặc điểm phân bố lồi khơng gian Sự phân bố lồi không gian làm giảm bớt mức độ cạnh tranh loài nâng cao hiệu sử dụng nguồn sống mơi trường Có kiểu phân bố: Phân bố theo chiều thẳng đứng Phân bố theo chiều ngang - Ở quần xã rừng mưa nhiệt đới phân thành nhiều tầng cây, tầng thích nghi với mức độ chiếu sáng khác quần xã Từ cao xuống thấp có tầng vượt tán, tâng táng rừng, tầng tán, tầng thảm xanh Sự phân tầng thực vật kéo theo phân tầng loài động vật sống rừng, nhiều lồi chim, trùng sống tán cao; khỉ, vượn, sóc sống leo trèo cành cây; có nhiều loài động vật sống mặt đất tầng đất - Ở quần xã biển, sinh vật phân bố theo độ sâu nước tùy thuộc vào câu sử dụng ánh sáng loài Ở lớp nước mặt có tảo lục, tảo lam; xuống sâu có tảo nâu; lớp nước có ánh sáng yếu có tảo đỏ - Trên đất liền sinh vật phân bố thành vùng khác mặt đất, vùng có số lượng sinh vật phong phú khác nhau, chịu ảnh hưởng điều kiện tự nhiên - Sinh vật phân bố theo chiều ngang thường tập trung nhiều vùng có điều kiện sống thuận lợi vùng đất màu mỡ, có độ ẩm thích hợp, thức ăn đồi đào - Ở quần xã biển, vùng gần bờ thành phần sinh vật phong phú, khơi xa số lượng lồi đần 3 Quan hệ dinh dưỡng Quần xã sinh vật gồm nhiều nhóm có quan hệ dinh đưỡng khác nhau: Nhóm sinh vật sản xuất bao gồm xanh có khả quang hợp số vi sinh vật tự dưỡng Nhóm sinh vật tiêu thụ bao gồm sinh vật ăn thịt sinh vật khác động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật Nhóm sinh vật phân giải sinh vật dị dưỡng, phân giải chất hữu có sẵn thiên nhiên Thuộc nhóm có nấm, vi khuẩn, số động vật đất… II DIỄN THẾ SINH THÁI Diễn sinh thái trình biến đổi quần xã qua giai đoạn, song song có biến đổi mơi trường, để đến cuối có quần xã tương đối ổn định Những nguyên nhân dẫn đến diễn quần xã sinh vật Diễn sinh thái xảy nhiều ngun nhân: Ngun nhân bên ngồi: Đó tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã Sự thay đổi mơi trường vật lí, thay đổi khí hậu, thường gây nên biến đổi sâu sắc cấu trúc quần xã Mưa bão, lũ lụt, hạn hán, núi lửa nhân tố sinh thái ngoại cảnh, gây nên chết hàng loạt loài sinh vật, Trên vùng bị hủy diệt tự nhiên, quần xã sinh vật dần đần hình thành phát triển Nguyên nhân bên trong: Bên cạnh tác động ngoại cảnh, cạnh tranh gay gắt loài quần xã nhân tố sinh thái quan trọng làm biến đổi quần xã sinh vật Trong số lồi sinh vật, nhóm lồi ưu đóng vai trị quan trọng diễn Tuy nhiên, hoạt động mạnh mẽ nhóm lồi ưu làm thay đổi điều kiện sống, từ tạo hội cho nhóm lồi khác có khả cạnh tranh cao trở thành ưu Chú ý: Hoạt động khai thác tài nguyên người chặt cây, đốt rừng, san lấp hồ nước, xây đập ngăn dịng sơng, đắp đầm ni tơm cá vùng ven biển, nguyên nhân bên đóng vai trò quan trọng làm biến đổi nhiều dẫn tới suy thoái quần xã sinh vật - Hoạt động khai thác tài ngun khơng hợp lí người coi hành động “tự đào huyệt chơn mình” diễn sinh thái Vì việc làm gây loạt hậu quả: + Làm biến đổi dẫn tới môi trường sống nhiều loài sinh vật giảm đa dạng sinh học + Thảm thực vật bị đần dẫn tới xói mịn đất, biến đổi khí hậu, nguyên nhân nhiều thiên tai lụt lội, hạn hán, đất nhiễm mặn, + Môi trường cân sinh thái, ổn định gây nhiều bệnh tật cho người sinh vật - Những hậu làm cho sống người bị ảnh hưởng nặng nề, không ổn định - Tuy nhiên, người khác với sinh vật khác tự điều chỉnh hành động để khai thác tài ngun hợp lí, bảo vệ môi trường sống người sinh vật khác Trái Đất Con người với khả khoa học ngày cải tạo tự nhiên làm cho quần xã sinh vật phong phú Vì vậy, tin tưởng hoạt động khai thác tài nguyên người hợp lí môi trường sống Trái Đất bảo vệ (1) So sánh loại diễn sinh thái Giai đoạn khởi đầu Giai đoạn Giai đoạn cuối Nguyên nhân diễn Diễn nguyên Khởi đầu từ mơi Các quần xã sinh Hình thành quần - Tác động mạnh sinh trường trống trơn vật biến đổi tuần xã đỉnh cực mẽ ngoại cảnh tự, thay lẫn ngày phát triển đa dạng Diễn thứ sinh Khởi đầu mơi trường có quần xã sinh vật phát triển bị hủy diệt lên quần xã - Cạnh tranh gay gắt lồi quần xã Một quần xã Có thể hình thành - Tác động mạnh phục hồi thay nên quần xã tương mẽ ngoại cảnh quần xã bị hủy đối ổn định lên quần xã diệt, quần xã - Cạnh tranh gay biến đổi gắt loài thay lẫn quần xã - Hoạt động khai thác tài nguyên người STUDY TIP Những xu hướng biến đổi trình diễn sinh thái: Trong trình diễn thế, yếu tố cấu trúc, mối quan hệ loài quần xã quần xã với môi trường biến đổi Sự biến đổi xảy sở xuất mối liên hệ ngược, trước hết mối quan hệ mồi - vật sử dụng cạnh tranh lồi Nhờ quần xã hướng đến trạng thái cân bằng, tồn phát triển cách ổn định theo thời gian PHẦN III: HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG I HỆ SINH THÁI Khái niệm Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã (môi trường vô sinh quần xã) Trong hệ sinh thái, sinh vật quần xã luôn tác động lẫn tác động qua lại với thành phần vô sinh sinh cảnh Nhờ tác động qua lại mà hệ sinh thái hệ thống sinh học hoàn chỉnh tưong đối ổn định Các thành phần cấu trúc hệ sinh thái Một hệ sinh thái bao gồm thành phần cấu trúc: thành phần vơ sinh mơi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hữu sinh quần xã sinh vật Hình 1.59 Thành phần cấu trúc hệ sinh thái STUDY TIP Hệ sinh thái biểu chức tổ chức sống, qua trao đổi vật chất lượng sinh vật nội quần xã quần xã với sinh cảnh chúng Trong đó, q trình "đồng hóa" tổng hợp chất hữu cơ, sử dụng lượng mặt trời sinh vật tự dưỡng hệ sinh thái thực q trình "dị hóa" sinh vật phân giải chất hữu thực a Thành phần vô sinh - Các chất vô cơ: nước, điôxit cacbon, ôxi, nitơ, phốtpho - Các chất hữu cơ: prôtêin, gluxit, Vitamin, hoocmơn - Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí áp b Thành phần hữu sinh: Sinh vật sản xuất: lồi sinh vật có khả quang hợp hóa tổng hợp, tạo nên nguồn thức ăn cho để ni lồi sinh vật dị dưỡng Sinh vật tiêu thụ: gồm loài động vật ăn thực vật, sau loài động vật ăn thịt Sinh vật phân hủy: nhóm gồm vi sinh vật sống dựa vào phân hủy chất hữu có sẵn Chúng tham gia vào việc phân giải vật chất để trả lại cho môi trường chất ban đầu Các kiểu hệ sinh thái a Các hệ sinh thái tự nhiên Các hệ sinh thái cạn: chủ yếu gồm hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc hoang mạc, sa van đồng cỏ, thảo nguyên, rừng rộng ôn đới, rừng thông phương Bắc, đồng rêu hàn đới Các hệ sinh thái nước: - Các hệ sinh thái nước mặn (bao gồm vùng nước lợ), điển hình vùng ven biển vùng ngập mặn, cỏ biển, rạn san hô hệ sinh thái vùng biển khơi - Các hệ sinh thái nước chia thành hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ ) hệ sinh thái nước chảy (sông, suối) b Các hệ sinh thái nhân tạo Hình 1.60 Hệ sinh thái nhân tạo LƯU Ý Trong nhiều hệ sinh thái nhân tạo, nguồn lượng sử dụng giống hệ sinh thái tự nhiên, để có hiệu sử dụng cao, người ta bổ sung thêm cho hệ sinh thái nguồn vật chất lượng khác, đồng thời thực biện pháp cải tạo hệ sinh thái - Các hệ sinh thái nhân tạo đồng ruộng, hồ nước, rừng trồng, thành phố đóng vai trị quan trọng sống người - Hệ sinh thái nơng nghiệp cần bón thêm phân, tưới nước diệt cỏ dại Hệ sinh thái rừng cần biện pháp tỉa thưa Hệ sinh thái ao hồ nuôi tôm cá cần loại bỏ loài tảo độc cá Chú ý: Những điểm giống khác hệ sinh thái tự nhiên hệ sinh thái nhân tạo: - Giống nhau: Đều có đặc điểm chung thành phần cấu trúc, bao gồm thành phần vật chất vô sinh thành phần hữu sinh Thành phần vật chất vơ sinh mơi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hữu sinh quần xã sinh vật Các sinh vật quần xã luôn tác động lẫn tác động qua lại với thành phần vô sinh sinh cảnh - Khác nhau: Hệ sinh thái nhân tạo có thành phần lồi ít, tính ổn định hệ sinh thái thấp, dễ bị dịch bệnh Hệ sinh thái nhân tạo nhờ áp dụng biện pháp canh tác kĩ thuật đại nên sinh trưởng cá thể nhanh, suất sinh học cao, Trao đổi chất hệ sinh thái a Chuỗi thức ăn Chuỗi thức ăn gồm nhiều lồi có quan hệ dinh dưỡng với lồi mắt xích chuỗi Trong mắt xích vừa có nguồn thức ăn mắt xích phía trước, vừa nguồn thức ăn mắt xích phía sau Phân loại chuỗi thức ăn: Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn: Chuỗi thức ăn gồm: Các sinh vật tự dưỡng → Các động vật ăn sinh vật tự dưỡng → Các động vật ăn động vật Ví dụ: Cây ngô → Sâu ăn ngô → Nhái → Rắn hổ mang → Diều hâu Chuỗi thức ăn gồm: Các sinh vật phân giải mùn bã hữu → Các động vật ăn sinh vật phân giải → Các động vật ăn động vật Ví dụ: Mùn bã hữu → Ấu trùng ăn mùn → Giáp xác → Cá rơ → Chim bói cá b Lưới thức ăn Lưới thức ăn quần xã gồm nhiều chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung STUDY TIP Quần xã sinh vật đa dạng thành phần lồi lưới thức ăn quần xã phức tạp Đặc điểm bậc dinh dưỡng Trong lưới thức ăn, tập hợp lồi sinh vật có mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng: + Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật sản xuất): sinh vật tự dưỡng + Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 1): động vật ăn sinh vật sản xuất + Bậc dinh dưỡng cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 2): động vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc + Bậc dinh dưỡng cấp 4, cấp (sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4) + Bậc dinh dưỡng cấp cao nhất: bậc cuối chuỗi thức ăn Hình 1.61 Lưới thức ăn đồng cỏ đơn giản d Đặc điểm phân loại tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, hình chữ nhật có chiều cao nhau, cịn chiều dài khác biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng - Tháp sinh thái xây dựng sở lưới thức ăn bậc dinh dưỡng nhằm mô tả quan hệ dinh dưỡng loài quần xã - Độ lớn bậc dinh dưỡng xác định số lượng cá thể, sinh khối lượng bậc dinh dưỡng - Có ba loại tháp sinh thái: Tháp số lượng: xây dựng dựa số lượng cá thể bậc dinh dưỡng Tháp sinh khối: xây dựng dựa tổng khối lượng tất sinh vật đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng Tháp lượng: xây dựng dựa số lượng tích lũy đơn vị diện tích hay thể tích, đơn vị thời gian bậc dinh dưỡng Tháp lượng hoàn thiện Tháp sinh thái Hình 1.62 Các loại tháp sinh thái NHẬN XÉT Hình tháp sinh thái thường có đỉnh phía (trừ tháp số lượng có bậc dinh dưỡng sinh vật kí sinh) chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao có mát lượng hay chất sống hô hấp tiết II CHU TRÌNH ĐỊA HĨA VÀ SINH QUYỂN Chu trình sinh địa hố chu trình trao đổi chất tự nhiên: chất từ mơi trường ngồi vào thể, qua bậc dinh dưỡng từ thể sinh vật truyền trở lại mơi trường Một chu trình sinh địa hố gồm có phần: tổng hợp chất, tuần hoàn vật chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất đất, nước Một số chu trình sinh địa hóa a Chu trình Cacbon STUDY TIP - Cacbon trở lại môi trường vô qua đường: + Hô hấp động vật, thực vật, vi sinh vật + Phân giải sinh vật + Sự đốt cháy nhiên liệu cơng nghiệp Hình 1.63 Chu trình Cacbon Cacbon vào chu trình dạng cabon điôxit (CO ) Thực vật lấy CO để tạo chất hữu thơng qua q trình quang hợp, cacbon trao đổi quần xã qua chuỗi lưới thức ăn Khi sử dụng phân hủy hợp chất chứa cacbon, sinh vật trả lại CO nước cho mơi trường b Chu trình Nitơ 2 Hình 1.64 Chu trình Nitơ STUDY TIP Nitơ từ xác sinh vật trở lại môi trường đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu vi khuẩn, nấm, - Các muối amôni (NH4+) nitrat (NO3-) hình thành tự nhiên đường vật lí, hóa học sinh học Trong lượng muối nitơ tổng hợp đường sinh học lớn (vi khuẩn cố định đạm sống sống cộng sinh sống tự đất có khả cố định nitơ tự - N từ khơng khí) - Sự trao đổi nitơ quần xã qua chuỗi lưới thức ăn - Hoạt động phản nitrat vi khuẩn trả lại lượng nitơ phân tử cho đất, nước bầu khí c Chu trình nước Hình 1.65 Chu trình nước - Nước mưa rơi xuống đất, phần thấm xuống mạch nước ngầm, phần tích lũy sơng, suối, ao, hồ, - Nước mưa trở lại bầu khí dạng nước thơng qua hoạt động nước bốc nước mặt đất - Nước Trái đất luân chuyển theo vịng tuần hồn phụ thuộc vào thảm thực vật Dòng lượng hệ sinh thái a Phân bố lượng trái đất Hình 1.66 Dịng vật chất lượng hệ sinh thái - Mặt trời nguồn cung cấp lượng chủ yếu cho sống trái đất - Sinh vật sản xuất sử dụng tia sáng nhìn thấy (50% xạ) cho quang hợp STUDY TIP Quang hợp sử dụng khoảng 0,2% - 0,5% tổng lượng xạ để tổng hợp chất hữu b Dòng lượng hệ sinh thái - Thực vật sử dụng lượng ánh sáng mặt trời tiếp nhận chất dinh dưỡng từ khí đất - Các chất dinh dưỡng lượng dự trữ thực vật phân phối dần qua mắt xích thức ăn - Càng lên bậc dinh dưỡng cao lượng giảm LƯU Ý Vật chất tuần hồn theo chu trình sinh địa hóa lượng truyền theo chiều mà khơng tuần hồn c Hiệu suất sinh thái - Trong hệ sinh thái, chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao liền kề trung bình sinh lượng 90%, nghĩa hiệu suất sử dụng lượng bậc sau 10% - Sự thất thoát lượng lớn do: + Một phần lớn lượng sinh vật làm thức ăn không sử dụng + Một phần động vật sử dụng khơng đồng hóa mà thải mơi trường dạng chất tiết phần quan trọng khác hô hấp động vật Hình 1.67 Sự chuyển hóa lượng qua bậc dinh dưỡng Hiệu suất sinh thái tỉ lệ % chuyển hoá lượng qua bậc dinh dưỡng hệ sinh thái - Hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng sau tích luỹ thường 10% so với bậc trước liền kề Hiệu suất sinh thái: H (%) hiệu suất sinh thái Qn : Là lượng bậc dinh dưỡng n Qn +1 : Là lượng bậc dinh dưỡng n +1 H= Qn × 100% Qn+1 Khi đó: Sinh Sinh lớp vật chất bao quanh Trái Đất có diễn hoạt động sống sinh giới a Các khu sinh học sinh Sinh chia thành nhiều khu sinh học (biơm) khác nhau, khu có đặc điểm địa lí, khí hậu thành phần sinh vật khác nhau, bao gồm khu sinh học cạn, khu sinh học nước khu sinh học biển: Khu sinh học cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng kim phương Bắc (Taiga), rừng rộng rụng theo mùa rừng hỗn tạp ôn đới Bắc Bán Cầu, rừng ẩm thường xanh nhiệt đới Khu sinh học nước ngọt: khu nước đứng (đầm, hồ, ao, ) khu nước chảy (sông suối) Khu sinh học biển: - Theo chiều thẳng đứng: sinh vật nổi, động vật đáy, - Theo chiều ngang: vùng ven bờ vùng khơi b Sinh thái học việc quản lý tài nguyên thiên nhiên Dạng tài nguyên Tài nguyên tái sinh Khái niệm Các dạng tài nguyên Là tài ngun tự trì tự bổ Tài nguyên nước sạch, đất, sung, khôi phục cách liên tục khơng khí sạch, đa dạng sinh quản lý cách hợp lý học Tài nguyên không tái sinh Là tài nguyên tồn hữu hạn, không tự khơi Nhiên liệu hóa thạch Khống phục lại được, tự biến đổi sau sản (than đá, dầu khí, loại q hình sử dụng quặng, kim loại ) Tài nguyên lượng vĩnh cửu Tài nguyên sạch, sử dụng không gây ô Năng lượng gió, thủy triều, nhiễm mơi trường mặt trời, sóng ... học sinh Sinh chia thành nhiều khu sinh học (biôm) khác nhau, khu có đặc điểm địa lí, khí hậu thành phần sinh vật khác nhau, bao gồm khu sinh học cạn, khu sinh học nước khu sinh học biển: Khu sinh. .. giới hạn, sinh vật chết So sánh nơi ổ sinh thái - Nơi địa điểm cư trú loài - Ổ sinh thái cách sinh sống lồi đó, “khơng gian sinh thái? ?? mà tất nhân tố sinh thái môi trường nằm giới hạn sinh thái cho... trúc hệ sinh thái Một hệ sinh thái bao gồm thành phần cấu trúc: thành phần vơ sinh mơi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hữu sinh quần xã sinh vật Hình 1.59 Thành phần cấu trúc hệ sinh thái STUDY