CƠ sở SINH THÁI học QUẦN THỂ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA TRƯỜNG HỌC ĐẠITỰ HỌC NHIÊN HÙNG VƯƠNG KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN TIỂU LUẬN KHÁI QUÁT VỀ CƠ SỞ SINH TIỂU THÁI LUẬN HỌC QUẦN THỂ KHÁI QUÁT VỀ CƠ SỞ SINH HỌCNÀY QUẦN THỂ VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU THÁI LÝ LUẬN VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆCTIỄN NGHIÊN CỨU LÝ LUẬN NÀY TRONG THỰC TRONG THỰC TIỄN Họ tên: Nguyễn Minh Văn Họ tên: Nguyễn Minh Văn Mã sinh viên: 19DCHH1726 Mã sinh viên: 19DCHH1726 Lớp: K17DLCHHA1 Lớp:Lê K17DLCHHA1 GVHD: ThS Thị Mận GVHD: ThS Lê Thị Mận Phú Thọ, Phú 2021Thọ, 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG Trang CHƯƠNG NỘI DUNG 2.1 Định nghĩa 2.2 Cấu trúc quần thể 2.3 Mối quan hệ cá thể quần thể 2.4 Động học dao động số lượng quần thể CHƯƠNG KẾT LUẬN, LIÊN HỆ 3.1 Kết luận 3.2 Liên hệ 11 4 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG Sinh thái học môn sinh học nghiên cứu quan hệ tương tác cấp độ tổ chức sinh vật (thường cá thể, quần thể quần xã) với môi trường sống chúng Sinh thái học quần thể (Population Ecology) mơn học nghiên cứu sâu kích thước quần thể thực vật động vật với quy luật biến động số lượng chúng Ngoài ra, vấn đề liên quan khác phân bố, chiến lược tồn phát triển; mối quan hệ nội loài khác loài; khai thác kiểm soát quần thể Sinh thái học quần thể quan tâm nghiên cứu Tại phải nghiên cứu sinh thái học quần thể? Để hiểu quần xã sinh vật phức tạp gồm nhiều loài quan hệ tương hỗ với với môi trường, điều cần thiết phải hiểu hệ thống sinh học đơn giản hơn, gồm hay hai loài Sinh thái học quần thể tập trung chủ yếu vào sinh thái học quần thể hai lý Thứ nhất, hiểu biến động quần thể giải vấn đề liên quan đến sinh thái học quần thể Thứ hai, hệ thống đơn giản nghiên cứu kỹ cách thuận tiện mơ mơ hình tốn học đơn giản Tại sinh thái học quần thể lại thường tập trung nghiên cứu số lượng cá thể coi biến số đáng quan tâm mà không sâu nghiên cứu loại biến số khác, ví dụ dịng lượng quần thể? Bởi số lượng cá thể có ảnh hưởng lớn lên tồn cân quần thể tiếp sau cân quần xã hệ sinh thái vai trị quần thể khác Chẳng hạn, quần thể vật có kích thước nhỏ đóng vai trị chủ đạo việc điều chỉnh mật độ quần thể vật mồi có kích thước lớn Các quần thể vật ký sinh ảnh hưởng nghiêm trọng đến quần thể vật chủ Nhưng quần thể nhỏ dễ lâm vào nguy bị tiêu diệt gặp phải tác động vượt giới hạn cho phép Do vậy, sinh thái học quần thể thực chất môn học thiên số lượng định lượng Sinh thái học quần thể hướng mối quan tâm vào trình diễn quần thể biến động số lượng quần thể, hiểu giải thích chúng để dự báo thay đổi kích thước quần thể Muốn làm vậy, cần phải tiếp cận với mơ hình Mơ hình coi cơng cụ hữu dụng mơ quần thể (cũng hệ thống sống cao hơn) Các mơ hình chủ yếu biểu diễn ngơn ngữ tốn học Tuy nhiên, đối tượng sinh viên ngành Sinh học nên giáo trình cố tránh mơ hình phức tạp chọn lựa mơ hình đơn giản đảm bảo nội dung cách thoả đáng CHƯƠNG NỘI DUNG Sinh thái học quần thể 2.1 Định nghĩa Quần thể nhóm cá thể loài, sinh sống khoảng không gian xác định vào thời điểm định có khả giao phối (trừ lồi trinh sản) sinh hệ - Dấu hiệu chung quần thể: + Nhóm cá thể lồi + Cùng sinh sống khoảng không gian xác định, tồn vào thời điểm định + Có khả sinh hệ - Dấu hiệu chất quần thể: + Nhóm cá thể lồi tương tác với với mơi trường mối quan hệ phức tạp + Thực chức sinh học đặc trưng sinh sản, sinh trưởng - phát triển, trao đổi chất lượng, cảm ứng, 2.2 Cấu trúc quần thể 2.2.1 Kích thước mật độ quần thể a Kích thước Kích thước quần thể số lượng (số cá thể) hay khối lượng (g, kg, ) hay lượng (kcal hay calo) tuyệt đối quần thể, phù hợp với nguồn gốc không gian mà quần thể chiếm Những quần thể phân bố không gian rộng, nguồn sống dồi có số lượng đơng so với quần thể có vùng phân bố hẹp nguồn sống bị hạn chế Mỗi quần thể có kích thước xác định với hai cực trị: tối thiểu tối đa Có thể tính kích thước quần thể khơng gian thời gian theo cơng thức sau: Nt = N + B - D + E - I b Mật độ quần thể Mật độ (hay độ rậm) quần thề số lượng cá thể hay lượng sinh vật (g/m 2, kg/ha) đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể sinh sống Mật độ quần thể có ý nghĩa sinh học lớn thể cân tiềm sinh sản sức chịu đựng môi trường Sức chịu đựng môi trường lại phụ thuộc vào khả tốc độ tái tạo nguồn sống 2.2.2 Cấu trúc không gian quần thể a Các dạng phân bố cá thể Cấu trúc khơng gian quần thể chiếm lĩnh không gian cá thể Trong không gian cá thể phân bố theo ba cách sau: Phân bố đều, Phân bố theo nhóm, Phân bố ngẫu nhiên b Sự tụ họp, nguyên lý Allee vùng an toàn Đại đa số quần thể thời gian khác thường xuất nhóm kích thước khác nhau, tạo nên tụ họp cá thể Nguyên nhân tụ họp gì? Mức độ tụ họp mà tăng trưởng sống sót cá thể đạt tối ưu lại thay đổi loài khác điều kiện khác Chính vậy, mật độ đồng gây ảnh hưởng giới hạn Đó ngun lý Allee Dạng tụ họp đặc biệt gọi "sự hình thành vùng cư trú an toàn" c Sự cách ly tính lãnh thổ Sự cách ly xuất có cạnh tranh nguồn sống cá thể tính lãnh thổ, kể phản ứng tập tính động vật bậc cao hay chế cách ly mặt hoá học thực vật, vi sinh vật động vật bậc thấp Điều dẫn đến phân bố ngẫu nhiên hay phân bố cá thể không gian Vùng hoạt động cá thể cặp hay nhóm động vật thường bị giới hạn khơng gian Khơng gian gọi phần “đất” cá thể hay nhóm động vật Nếu phần khơng gian bảo vệ nghiêm ngặt, khơng chồng chéo sang phần "láng giềng" gọi lãnh thổ Tính lãnh thổ bộc lộ rõ rệt động vật có xương sống xây tổ đẻ trứng bảo vệ non Tính lãnh thổ cách điều chỉnh việc sử dụng nơi sống nguồn sống Nó giúp cho vật sống ổn định lâu dài vùng phân bố, lồi có tập tính lãnh thổ có phương thức điều chỉnh sinh sản chuyển nhượng nơi cách hợp lý 2.2.3 Cấu trúc tuổi Quần thể gồm ba nhóm tuổi: tuổi trước sinh sản, tuổi sinh sản tuổi sau sinh sản: + Nhóm trước sinh sản cá thể chưa có khả sinh sản + Nhóm sinh sản lực lượng tái sản xuất quần thể + Nhóm sau sinh sản gồm cá thể khơng có khả sinh sản Các nhóm tuổi có quan hệ mật thiết với mặt sinh học, tạo nên cấu trúc tuổi quần thể Tuy nhiên, sinh giới khơng phải tất lồi có ba nhóm tuổi Cấu trúc tuổi hệ thống tự điều chỉnh, có khả tái lập cách thích nghi thơng qua thay đổi nhịp điệu tăng trưởng, mức độ thụ độ dài đời sống cá thể quần thể 2.2.4 Cấu trúc giới tính cấu trúc sinh sản Sự phân chia giới tính hình thức cao sinh sản giới sinh vật Nhờ đó, sinh sản có trao đổi chéo kết hợp gen cá thể để tạo nên hệ có mức sống cao Thông thường, tỉ lệ chung đực 1:1, song tỉ lệ thay đổi tuỳ theo loài tuỳ giai đoạn khác đời sống lồi, ngồi cịn bị chi phối yếu tố môi trường Cấu trúc sinh sản trước hết xác định cấu trúc giới tính chung mang tính chất lồi cấu trúc giới tính giai đoạn độ dài giai đoạn khơng đồng lồi sinh vật Như 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 trường không ổn định 2.3 Mối quan hệ cá thể quần thể Mối quan hệ cá thể quần thể thực chất mối quan hệ nội loài Mối quan hệ có vai trị quan trọng việc nâng cao tính ổn định hệ thống làm tối ưu hoá mối quan hệ tương tác quần thể với mơi trường, khả đồng hố cải tạo môi trường Mối quan hệ quần thể đa dạng, bao gồm mối tương tác dương tương tác âm 2.3.1 Mối tương tác âm a Đấu tranh trực tiếp Đấu tranh trực tiếp cá thể quần thể xảy tranh giành nơi ở, nơi làm tổ mùa sinh sản, thức ăn, tranh giành cá thể cá thể đực mùa sinh sản b Quan hệ ký sinh - vật chủ hồn cảnh đặc biệt Ở động vật có xương sống bậc cao Trong quần thể mối quan hệ gặp khơng phải khơng có c Quan hệ mồi - vật Trong quần thể, mối quan hệ thường xuất gặp mối quan hệ này, trừ vài trường hợp non sinh bị chết, mẹ ăn xác chúng để tránh bị ô nhiễm nơi nuôi 2.3.2 Mối tương tác dương Những tín hiệu sinh học để tạo liên kết cá thể quần thể pheromon Pheromon có nhiều loại: pheromon họp đàn sinh sản, báo động, dọa nạt Các cá thể quần thể thường có tượng tụ họp hay tập trung thành đàn nhờ pheromon họp đàn sinh sản 2.4 Động học dao động số lượng quần thể 2.4.1 Mức sinh sản quần thể Mức sinh sản quần thể số lượng quần thể sinh khoảng thòi gian xác định Mức sinh sản quần thể phụ thuộc vào mức sinh sản cá thể số lần sinh sản đời nó, đồng thời phụ thuộc vào hệ tham gia đàn sinh sản quần thể Các quần thể lồi sống hồn cảnh khác có mức sinh sản khác nhau, song đểu mang đặc tính chung loài 2.4.2 Mức tử vong mức sống sót a Mức tử vong Mức tử vong số lượng cá thể quần thể bị chết khoảng thời gian Những nguyên nhân gây tử vong do: + Chết già + Chết bị vật ăn, người khai thác + Chết bệnh tật (ký sinh) + Chết biến động thất thường điểu kiện môi trường vô sinh (bão, lụt, cháy, rét đậm ) môi trường hữu sinh (nguồn thức ân bị cạn kiệt) vượt khỏi ngưỡng sinh thái loài Trong khai thác loài sinh vật, ngưòi ta gộp nguyên nhân gây chết thành nhóm: tự nhiên gây gọi "mức 'tử vong tự nhiên", khai thác ngưịi gọi "mức tử vong khai thác" Đó nhũng thông sô' quan trọng việc xây dựng mơ hình biến động số lượng quần thể lồi kinh tế Nếu chết già khoảng thời gian mà cá thể trải qua, từ lúc sinh đến lúc già chết, gọi "tuổi thọ " cùa cá thể "Tuổi thọ sinh lý" (hay lý thuyết) tuổi thọ mà cá thể đạt điều kiện yếu tơ' mơi trưịng không trở thành yếu tố giới hạn Tuổi thọ sinh lý mang đặc tính lồi Những lồi có kích thước nhỏ bé, tuổi thọ thấp, tính theo giị, theo ngày; cịn lồi động vật có kích thước lớn, tuổi thọ dài tính theo năm, chục năm, trăm nàm Việc xác định tuổi thọ sinh lý lồi khơng đơn giản, có ví dụ để minh họa b Mức sống sót Ngược với mức tử vong, tức số lượng cá thể tồn thời điểm xác định đời sống Mức tử vong, mức sinh sản số sinh thái quan trọng chế diều chỉnh số luợng quần thể 2.4.3 Sự tăng trưởng số lượng quần thể Sự tăng trưỏng số lượng quần thể liên quan chặt chẽ vdi số ban: Mức sinh sản, mức tử vong phân bố nhóm tuổi quần thể Mỗi sơ có ý nghĩa giá trị riêng, song biệt lập chúng, ta thảo luận tăng trưởng số lượng sinh vật lượng quần thể Sự tăng trưởng, trước hết phụ thuộc vào tốc độ sinh sản tử vong mốì liên quan: r=b-d ỏ đây: r hệ số hay "tốc độ tăng trưởng riêng tức thời" quần thể tức số lượng gia tăng đơn vị thời gian cá thể Nếu r = b - d >0, quần thể phát triển; r = 0, quần thể ổn định vê' sơ' lượng; cịn r < 0, quần thể suy giảm số lượng 2.4.4 Sự dao động số lượng quần thể điều chỉnh số lượng Khi quần thể hồn thành tăng trưởng số lượng tức b = d hay r tiến đến số "không" cách ổn định thi số lượng quần thể có khuynh hướng dao động quanh giá trị trung bình Thơng thường, dao động gây biến đổi điều kiện môi trường theo chu kỳ (ngày đêm, mùa, số năm ) yếu tố ngẫu nhiên song số quần thể dao động xẩy (chuẩn) đến mức coi chúng dạng tuần hồn Sự dao động số lượng quần thể mà G.v.Nikolski (1974) "tiêu điểm sinh thái", phản ánh tất đặc trưng sinh học quần thể, đặc biệt sinh trưởng cá thể, nhịp điệu sinh sản tử vong, mức độ sống sót tốc độ tăng trưởng quần thể thông qua mức độ đảm bảo thức ăn mơi trường quần thể Trừ dao động không theo chu kỳ gây ngyên nhân ngẫu nhiên cháy rừng, bão tố, lụt lội, dịch bệnh, , cịn có dao động theo chu kỳ Sự dao động có chu kỳ quần thể tự nhiên phân làm loại: - Dao động theo ngày đêm liên quan đến biến đổi xạ Mặt Trời có tính ln phiên ngày đêm - Dao động sô lượng theo mùa nhờ điểu chỉnh chủ yếu yếu tơ khí hậu (nhiệt độ, thường ỏ vùng ôn đới lượng mưa vùng nhiệt đối) - Dao động theo chu kỳ năm gồm: dao động kiểm soát trước hết nhũng sai khác theo năm yếu tố bên (như nhiệt độ, lượng mưa nằm tác động quần thể) dao động có liên quan trưóc tiên với động thái quần thể (các yếu tô' sinh học, độ đảm bảo thức ăn, nâng lượng, bệnh tật ,) Trong đa số trường hợp, biến đổi số lượng từ năm sang năm khác có liên quan chặt chẽ đến thay đổi hay vài yêu tố giới hạn môi trường, song số loài dao động số lượng điều chỉnh có lẽ khơng phụ thuộc vào ngun nhân bên ngồi cách rõ rệt Đó dao động hồn tồn mang tính "tuần hồn" CHƯƠNG KẾT LUẬN, LIÊN HỆ 3.1 Kết luận Cũng khoa học khác, kiến thức sinh thái học nói chung sinh thái học quần thể nói riêng đóng góp to lớn cho văn minh nhân loại hai khía cạnh: lý luận thực tiễn Cùng với lĩnh vực khác sinh học, sinh thái học giúp ngày hiểu biết sâu sắc chất sống mối tương tác với yếu tố môi trường, khứ, bao gồm sống tiến hố người Hơn nữa, sinh thái học nói chung sinh thái học quần thể nói riêng cịn tạo nên nguyên tắc định hướng cho hoạt động người tự nhiên để phát triển văn minh ngày cao theo nghĩa đại nó, tức khơng làm huỷ hoại đến đời sống sinh giới chất lượng môi trường Trong sống, sinh thái học có thành tựu to lớn người ứng dụng vào lĩnh vực như: Sinh thái học giúp nâng cao suất vật nuôi trồng sở cải tạo điều kiện sống chúng Sinh thái học giúp hạn chế tiêu diệt dịch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, trồng đời sống người Thuần hóa di giống loài sinh vật Sinh thái học sở khoa học cho việc bảo vệ sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt trì nâng cao tính đa dạng sinh học, bảo vệ khơi phục lồi động thực vật q Sinh thái học giúp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường Hiện nay, với phát triển mình, người không ngừng tác động vào giới tự nhiên làm biến đổi chúng, gây khủng hoảng sinh thái nghiêm trọng như: tình trạng khan cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên nạn ô nhiễm nặng nề môi trường sống lên đến mức báo động, đặc biệt cạn kiệt rừng, đất đai, nước sạch, tài nguyên khoáng sản, đa dạng sinh học; nạn ô nhiễm (ô nhiễm môi trường nước nguy hiểm nghiêm trọng nhất, ô nhiễm khơng khí chất thải rắn từ q trình chế biến tài nguyên khoáng sản, từ sản xuất tiêu dùng) Có thể nói sinh thái học sở cho việc nghiên cứu biện pháp bảo vệ môi trường khỏi tác nhân Sinh thái học làm chậm q trình biến đổi khí hậu tồn cầu Theo Công ước khung Liên Hợp Quốc biến đổi khí hậu biến đổi khí hậu ảnh hưởng có hại thay đổi khí hậu, biến đổi môi trường vật lý sinh học gây nên hậu tiêu cực đáng kể đến thành phần, chất lượng, khả phục hồi sinh sản hệ sinh thái tự nhiên đến hoạt động hệ thống kinh tế – xã hội, đến sức khỏe hạnh phúc người 90% tác nhân gây biến đổi khí hậu ngày hoạt động người; 3/4 lượng CO phát thải vào khí người 10 sử dụng nhiều nhiên liệu hóa thạch, phần cịn lại chặt phá rừng bừa bãi, cháy rừng… Việc nghiên cứu Sinh thái học quần thể sở khoa học cho việc xây dựng quan hệ người với tự nhiên Mọi hoạt động người có quan hệ tác động qua lại với môi trường tự nhiên Mối quan hệ xem gắn bó thân thiết hai chịu ảnh hưởng Chính vậy, bảo vệ mơi trường tự nhiên bảo vệ sống người Điều đồng nghĩa với việc người cần cho thiên nhiên ngày phong phú phát triển đảm bảo vệ sinh cần thiết cho mơi trường Từ đó, người có sống tươi đẹp 3.2 Liên hệ Trên kinh nghiệm hệ sinh thái học quần thể mà thân thực q trình tìm hiểu Tiểu luận góp phần làm rõ yếu tố liên quan đến sinh thái học quần thể Để thực tiểu luận cá nhân tơi phải tìm nhiều nguốn thơng tin khác mạng internet, tham khảo giáo trình HD nhiệt tình giáo ThS Lê Thị Mận Việc nghiên cứu sinh thái quần thể góp phần tích cực vào việc bồi dưỡng nhằm nâng cao lực khai thác kiến thức thân Tuy nhiên với kinh nghiệm ỏi mình, chắn phần trình bày khơng tránh khỏi khiếm khuyết Tơi mong quan tâm giúp đỡ bạn nhà trường để phản hồi góp ý chân thành để tiểu luận hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Phú Thọ,ngày 18 tháng năm 2021 NGƯỜI VIẾT TIỂU LUẬN Nguyễn Minh Văn 11 Tài liệu tham khảo Bài giảng Sinh học 2-ThS Lê Thị Mận (ĐH Hùng Vương năm 2020) https://tailieu.vn/tag/sinh-thai-hoc-quan-the.html 12 ... thống sinh học đơn giản hơn, gồm hay hai loài Sinh thái học quần thể tập trung chủ yếu vào sinh thái học quần thể hai lý Thứ nhất, hiểu biến động quần thể giải vấn đề liên quan đến sinh thái học quần. .. đàn sinh sản 2.4 Động học dao động số lượng quần thể 2.4.1 Mức sinh sản quần thể Mức sinh sản quần thể số lượng quần thể sinh khoảng thòi gian xác định Mức sinh sản quần thể phụ thuộc vào mức sinh. .. cho phép Do vậy, sinh thái học quần thể thực chất môn học thiên số lượng định lượng Sinh thái học quần thể hướng mối quan tâm vào trình diễn quần thể biến động số lượng quần thể, hiểu giải thích