Sinh thái học quần thể,quần xã và hệ sinh thái

Sinh học đại cương PHẦN SINH THÁI HỌC Chương 27 Sinh thái học quần thể, quần xã hệ sinh thái Mục tiêu chương Sau kết thúc chương này, người học : nhớ đặc trưng quần thể; nhớ đặc trưng quần xã; hiểu rõ mối quan hệ dinh dưỡng chuỗi lưới thức ăn; phân biệt kiểu diễn sinh thái nguyên sinh thứ sinh Nội dung    Những đặc trưng quần thể  Mật độ  Sự phân bố  Tốc độ tăng trưởng  Cấu trúc tuổi Những đặc trưng quần xã  Chuỗi thức ăn  Lưới thức ăn Hệ sinh thái  Chu trình carbon chu trình nitrogen  Diễn nguyên sinh  Diễn thứ sinh Những đặc trưng quần thể ● Mật độ quần thể: – Số cá thể đơn vị diện tích ● Sự phân bố khơng gian: – – Phát tán: cách bố trí không gian quần thể bên khu vực định kiểu phát tán chính: • • • – Theo nhóm Đồng Ngẫu nhiên Ngun nhân chính: mức độ dồi nguồn tài nguyên môi trường sống Mật độ quần thể  Số cá thể đơn vị diện tích hay thể tích quần thể   Thường đếm hết số cá thể đơn vị diện tích Dùng kĩ thuật thu mẫu để ước lượng mật độ   Mẫu thu nhiều rộng mức độ ước lượng xác Có thể dùng tiêu chí gián tiếp số trứng hang/tổ, Những đặc trưng quần thể ● Tốc độ tăng trưởng quần thể – Mức độ tăng trưởng nhanh hay chậm quần thể định – Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng quần thể: • • • • Sinh sản (tỉ lệ _) sinh tử Tử vong (tỉ lệ _) khỏi quần thể) Di cư (số cá thể di chuyển _ di chuyển vào quần thể) Nhập cư (số cá thể _ Những đặc trưng quần thể  Những nhân tố không phụ thuộc mật độ    Là yếu tố giới hạn kích thước quần thể, mật độ quần thể Thường nhân tố vô sinh Bao gồm tượng tự nhiên, thường liên quan đến thời tiết, khí hậu  Khơ hạn, úng lụt, q nóng q lạnh, lốc xốy, giơng bão, hoả hoạn, v.v Những đặc trưng quần thể  Những nhân tố phụ thuộc mật độ    Mọi yếu tố mơi trường có phụ thuộc vào số lượng cá thể đơn vị diện tích quần thể Thường nhân tố hữu sinh Bao gồm     Săn mồi Dịch bệnh Kí sinh Cạnh tranh Sự tăng trưởng quần thể  Ví dụ tăng trưởng cấp luỹ thừa     Một chủ đầu tư mời bạn làm hai việc, việc làm ngày kéo dài 14 ngày Việc trả 100.000 đồng/giờ Việc thứ hai trả 10.000 đồng/ngày, tỉ lệ trả tăng gấp đôi ngày Bạn chọn việc nào? Sự tăng trưởng quần thể Việc 11 Job 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Việc Job 22 Nếu bạn tiếp tục công việc hai tuần nữa, chủ đầu tư trả lương cho bạn nào? Việc tiềm tàng lâu trước giai đoạn gia tăng theo cấp luỹ thừa khởi phát Nếu tượng tăng trưởng diễn quần thể sinh vật sao? 10 11 12 13 14 Hệ sinh thái • Hệ sinh thái tập hợp cá thể có tiềm tương tác với quần xã nhân tố vô sinh mà chúng tương tác môi trường sống • Sinh vật sản xuất: tạo chất hữu phức tạp từ chât vô đơn giản (hố tổng hợp quang tổng hợp) • Sinh vật tiêu thụ: sử dụng chất hữu phức tạp sinh vật sản xuất tổng hợp được, phân giải thành chất vô đơn giản Écosystème forestier http://www.sbf.ulaval.ca/bellefleur/Simulation.htm Chu trình carbon        Mọi cá thể sinh vật cần carbon cho hoạt động sống Thực vật dùng carbon để tổng hợp chất hữu động vật dùng carbon cách ăn thực vật Nguồn cung cấp carbon không cạn chúng ln vận chuyển xoay vịng theo chu trình Thực vật, động vật sinh vật phân giải đốt thức ăn lấy lượng đồng thời tạo khí dioxid carbon Dầu mỏ hình thành từ xác động thực vật chết, tích tụ qua hàng triệu năm Các chất tạo CO2 đốt cháy Tuy nhiên, khí tích tụ nhiều khí dioxid carbon mức tái sử dụng theo chu trình tự nhiên, hoạt động người gây Ví dụ: phá rừng, trồng trọt tăng cường, khai thác sử dụng dầu mỏ CHU TRÌNH CARBON Chu trình nitrogen     80 % khí Trái đất nitrogen, chất thiết yếu cho cấu trúc protein DNA Không sử dụng sinh vật dạng khí (N2) mà cần phải chuyển đổi thành dạng hợp chất nitrat Vi khuẩn, hoạt động núi lửa ánh sáng chuyển đổi khí N2 thành nitrat Hầu hết nitrogen đất chuyển hoá nhờ vi khuẩn cố định đạm CHU TRÌNH NITROGEN Hệ sinh thái  Diễn sinh thái  Sự thay đổi diễn hệ sinh thái quần xã sinh vật thay quần xã khác sau thay đổi nhân tố vô sinh hay hữu sinh Hệ sinh thái  Diễn sinh thái  Bao gồm hai kiểu:   Diễn nguyên sinh Diễn thứ sinh Hệ sinh thái  Diễn nguyên sinh  Sự hình thành quần xã khu vực ban đầu có đá, khơng có lớp đất mặt gọi diễn nguyên sinh  Diễn chậm thời kì đầu Hệ sinh thái  Diễn nguyên sinh  Các cá thể xuất thường địa y hay nấm, gọi loài tiên phong   Chúng tiết acid, phá vỡ cấu trúc đá để lấy chất dinh dưỡng Khi chết, chúng để lại chất hữu cơ, với mẩu trầm tích từ lớp đá hình thành nên lớp đất mặt Hệ sinh thái  Diễn nguyên sinh   Các lồi thực vật có hạt loài khác bắt đầu xuất Khi chúng chết đi, xác bã tích tụ tạo thành lớp đất Hệ sinh thái  Diễn nguyên sinh   Hạt động vật, gió nước phát tán đến bắt đầu mọc lên đất Khi lớp đất mặt đủ dày bụi lớn bắt đầu phát triển Hệ sinh thái  Diễn nguyên sinh  Một quần xã ổn định, trưởng thành từ trình phát triển đá gọi quần xã cực đỉnh Hệ sinh thái  Diễn thứ sinh   Diễn biến động môi trường (hoả hoạn, lũ lụt, giông bão) làm gián đoạn quần xã Sau cố gây biến động, lồi thực vật động vật chiếm lĩnh khu vực sinh sống cũ Hệ sinh thái  Diễn thứ sinh   Các loài tiên phong diễn thứ sinh thường loài thực vật mọc lên khu vực bị biến động Diễn nhanh nhiều so với diễn nguyên sinh Hệ sinh thái  Diễn sinh thái: điểm lưu ý   Khơng đốn biết trước Tốc độ tăng trưởng mức độ can thiệp người khác nhau, dẫn đến việc khơng thể biết quần xã thực đạt đến trạng thái cực đỉnh