CHUYÊN ĐỀ 1. CÁ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG

PHẦN VII SINH THÁI CHUYÊN ĐỀ CÁ THỂ VÀ MƠI TRƯỜNG I Mơi trường nhân tố sinh thái Môi trường - Môi trường khoảng không gian bao quanh sinh vật, có tác động trực tiếp gián tiếp đến sinh vật - Có loại môi trường: + Môi trường cạn (mặt đất lớp khí quyển) + Mơi trường đất + Mơi trường nước (nước mặn, nước ngọt, nước lợ) + Môi trường sinh vật (thực vật, động vật, người môi trường sinh vật kí sinh) Nhân tố sinh thái - Tất nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến đời sống sinh vật gọi nhân tố sinh thái - Nhân tố sinh thái bao gồm nhân tố vô sinh nhân tố hữu sinh + Nhân tố vô sinh (nước, ánh sáng, nhiệt độ, tia phóng xạ, ) + Nhân tố hữu sinh (chất hữu môi trường mối quan hệ sinh vật với nhau) - Nhân tố sinh thái tác động lên sinh vật, đồng thời thể sinh vật ảnh hưởng đến nhân tố sinh thái, làm thay đổi tính chất nhân tố sinh thái Giới hạn sinh thái ổ sinh thái a Giới hạn sinh thái - Giới hạn sinh thái giới hạn chịu đựng sinh vật nhân tố sinh thái Ví dụ giới hạn sinh thái nhiệt độ cá rô phi nuôi Việt Nam từ 5,6°C đến 42°C Giới hạn sinh thái khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái mà khoảng sinh vật tồn phát triển ổn định theo thời gian - Trong giới hạn sinh thái, có khoảng thuận lợi khoảng chống chịu Khoảng thuận lợi vùng mà sinh vật sống tốt Khoảng chống chịu vùng gây ức chế cho hoạt động sinh lí sinh vật - Lồi sinh vật có giới hạn sinh thái rộng nhiều nhân tố sinh thái có vùng phân bố rộng, lồi có giới hạn sinh thái hẹp nhiều nhân tố sinh thái có vùng phân bố hẹp Giới hạn sinh thái sinh vật rộng biên độ giao động mơi trường sinh vật tồn phát triển b Ô sinh thái - Ổ sinh thái không gian sinh thái, bao gồm tất giới hạn nhân tố sinh thái mà đó, đảm bảo cho lồi tồn phát triển theo thời gian Người ta phân biệt ổ sinh thái nơi ở: Ô sinh thái biểu cách sinh sống lồi; cịn nơi nơi cư trú lồi Trong nơi có nhiều ổ sinh thái khác nhau, có nhiều lồi khác chung sống 99 - Các lồi sống chung mơi trường thường có ổ sinh thái trùng phần Ổ sinh thái trùng nguyên nhân dẫn tới cạnh tranh khác lồi Cạnh tranh khác lồi làm phân hóa ổ sinh thái loài → thu hẹp ổ sinh thái lồi Sự thích nghi sinh vật với * Thực vật ưa sáng, * Thực vật ưa bóng có đặc ánh sáng có đặc điểm : điểm : - Ánh sáng coi nhân tố + Thân mọc + Thân nhỏ tán sinh thái vừa có tác dụng giới riêng lẻ thường thấp, khác hạn, vừa có tác dụng điều chỉnh, phân cành nhiều, tán + Lá to, tầng cutin mỏng, màu Ánh sang trắng nguồn rộng ; mọc nơi đậm, phiến mỏng, mô dậu lượng xanh ảnh nhiều thân phát triển, thường xếp hưởng trực tiếp đến đời sống cao, mọc thẳng, cành xen kẽ nằm ngang so với động vật tập trung phần ngọn, mặt đất Liên quan đến ánh sáng, động cành phía + Lục lạp có kích thước lớn vật chia thành nhóm: sớm rụng + Cây ưa bóng có cường độ quang nhóm ưa hoạt động ban ngày + Lá nhỏ, tầng cutin hợp hơ hấp cao ánh nhóm ưa hoạt động ban đêm dày, màu nhạt, phiến sáng yếu dày, mô dậu phát triển, thường xếp xiên góc + Lục lạp có kích thước nhỏ Sự thích + Cây ưa sáng có nghi cường độ quang hợp sinh vật với hô hấp cao môi trường ánh sáng mạnh sống * Thực vật chịu bóng : Mang đặc điểm trung gian hai nhóm Sự thích nghi sinh vật với Nhóm sinh vật biến Nhóm sinh vật nhiệt : nhiệt độ nhiệt : Thân nhiệt Thân nhiệt ổn định, độc lập với Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến biến đổi theo biến biến đổi nhiệt độ môi trường đời sống sinh vật ảnh đổi nhiệt độ môi (Chim thú) hưởng gián tiếp thông qua yếu trường (các loài: Vi tố khác lượng mưa, độ ẩm, sinh vật, thực vật, gió,…và sinh vật có biến đổi ĐVKXS, lưỡng cư, hình thái, tập tính sinh bị sát) thái để thích nghi với biến đổi nhiệt độ mơi trường Quy tắc kích Quy tắc diện tích bề mặt thước thể (quy thể (quy tắc Anlen) : động tắc Becman) : động vật nhiệt sống vùng ơn vật nhiệt sống đới có tai, đuôi chi vùng ôn đới (nơi thường bé tai, đi, 100 có khí hậu lạnh) chi động vật vùng kích thước thể nóng Ví dụ, thỏ vùng ôn đới lớn so với động lạnh có tai, nhỏ tai vật lồi hay thỏ vùng nhiệt đới lồi có quan hệ họ hàng gần sống vùng nhiệt đới ấm áp Ví dụ voi gấu vùng khí hậu lạnh có kích thước thể lớn voi gấy vùng nhiệt đới Động vật nhiệt sống vùng ơn đới có kích thước thể lớn có lớp mỡ dày nên khả chống rét tốt Hai quy tắc chứng tỏ, động vật nhiệt sống vùng ơn đới có nhiệt độ lạnh có tỉ lệ diện tích bề mặt thể (S) với thể tích thể (V) giảm - (tỉ lệ S/V nhỏ), góp phần hạn chế tỏa nhiệt thể Sống vùng nhiệt đới nóng có tỉ lệ S/V lớn, góp phần tỏa nhiệt nhanh cho thể 101 CHUYÊN ĐỀ QUẦN THỂ A Lý thuyết Quần thể sinh vật - Quần thể tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian xác định, vào thời điểm định, có khả sinh sản tạo thành hệ - Quần thể đơn vị tồn tại, đơn vị sinh sản, đơn vị tiến hoá lồi Các cá thể quần thể hỗ trợ cạnh tranh - Ví dụ: + Các tập hợp cá thể sau quần thể : Cá trắm cỏ ao Voi khu bảo tồn Yokđôn Ốc bưu vàng ruộng lúa Sen đầm Sim đồi + Tập hơp cá thể sau quần thể : Cá rơ phi đơn tính hồ Bèo mặt ao Các ven hồ Chuột vườn Chim lũy tra làng Quan hệ cá thể quần thể a Quan hệ hỗ trợ - Là mối quan hệ cá thể loài hỗ trợ lẫn hoạt động sống lấy thức ăn, chống lại kẻ thù, sinh sản, - Quan hệ hỗ trợ đảm bảo cho quần thể tồn ổn định, khai thác tối ưu nguồn sống môi trường, làm tăng khả sống sót sinh sản cá thể (hiệu nhóm) - Ví dụ: Các sống theo nhóm chịu đựng gió bão hạn chế thoát 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 khơng liền rễ Chó rừng hỗ trợ đàn nhờ ăn thịt trâu rừng có kích thước lớn b Quan hệ cạnh tranh - Khi mật độ cá thể quần thể tăng lên cao, nguồn sống môi trường không đủ cung cấp cho cá thể quần thể xảy cạnh tranh Cạnh tranh loài biểu tranh giành thức ăn, nơi ở, ánh sáng nguồn sống khác; đực tranh giành - Quan hệ cạnh tranh làm cho số lượng phân bố cá thể quần thể trì mức phù hợp với nguồn sống không gian sống, đảm bảo tồn phát triển quần thể - Cạnh tranh lồi động lực thúc đẩy tiến hố lồi - 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 Các đặc trưng quần thể 102 Quần thể có đặc trưng a Mật độ cá thể quần thể - Số lượng cá thể quần thể đơn vị diện tích hay thể tích mơi trường - Mật độ cá thể đặc trưng quan trọng mật độ có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống môi trường, tới khả sinh sản tử vong quần thể b Sự phân bố cá thể - Có kiểu phân bố cá thể quần thể - Phân bố theo nhóm (là kiểu phân bố phổ biến nhất): Xảy môi trường sống phân bố không đều, cá thể tụ họp với Ví dụ: Nhóm bụi mọc hoang dại, đàn trâu rừng, - Phân bố đồng đều: Xảy mơi trường đồng cá thể có cạnh tranh gay gắt (hoặc cá thể có tính lãnh thổ cao) Phân bố đồng góp phần làm giảm cạnh tranh gay gắt cá thể Ví dụ: Cây thơng rừng thơng, chim hải âu làm tổ, - Phân bố ngẫu nhiên: Xảy môi trường sống đồng cá thể khơng có cạnh tranh gay gắt Phân bố ngẫu nhiên tận dụng nguồn sống tiềm tàng môi trường Ví dụ: Các lồi sâu sống tản cây, lồi sị sống phù sa vùng triều, loài gỗ sống rừng mưa nhiệt đới, c Tỉ lệ giới tính - Tỉ lệ số cá thể đực quần thể Tỉ lệ giới tính thay đổi chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố (điều kiện sống môi trường, đặc điểm sinh sản, sinh lí tập tính lồi) - Tỉ lệ giới tính quần thể giúp cho quần thể sinh sản tối ưu điều kiện môi trường xác định - Ý nghĩa việc hiểu rõ tỉ lệ giới tính: Sự hiểu biết tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng chăn ni gia súc, bảo vệ môi trường Trong chăn nuôi, người ta tính tốn tỉ lệ đực phù hợp để đem lại hiệu kinh tế Ví dụ, đàn gà, hưu, nai, người ta khai thác bớt số lượng lớn cá thể đực mà trì phát triển đàn d Cấu trúc tuổi (tuổi trước sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản) - Thành phần nhóm tuổi quần thể thay đổi tuỳ thuộc vào lồi điều kiện sống mơi trường - Dựa vào tháp tuổi biết quần thể phát triển hay suy vong (tháp tuổi có đáy hẹp, đỉnh rộng quần thể suy vong) sau sinh sản Đang sinh sản Trước sinh sản Tháp phát triển Tháp ổn định Tháp Suy thoái - Tuổi sinh lí thời gian sống theo lí thuyết - Tuổi sinh thái thời gian sống thực tế - Tuổi quần thể tuổi thọ bình quân cá thể quần thể e Kích thước quần thể - Kích thước quần thể số lượng cá thể phân bố khoảng không gian sống quần thể hay khối lượng lượng tích luỹ cá thể quần thể - Mỗi quần thể sinh vật có kích thước đặc trưng Những lồi có kích thước thể nhỏ thường hình thành quần thể có số lượng cá thể nhiều, ngược lại, lồi có kích thước thể lớn thường sống quần thể có số lượng cá thể Các cực trị kích thước quần thể ý nghĩa : 103 Kích thước quần thể có cực trị : kích thước tối thiểu kích thước tối đa - Kích thước tối thiểu số lượng cá thể mà quần thể cần để trì tồn lồi Nếu kích thước quần thể xuống mức tối thiểu, quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm dẫn tới diệt vong Nguyên nhân do: • Số lượng cá thể quần thể ít, hỗ trợ cá thể bị giảm, quần thể khơng có khả chống chọi với thay đổi mơi trường • Khả sinh sản suy giảm hội gặp cá thể đực với cá thể • Số lượng cá thể nên giao phối cận huyết thường xảy ra, đe doạ tồn quần thể - Kích thước tối đa giới hạn cuối số lượng mà quần thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống môi trường Nếu kích thước lớn, cạnh tranh cá thể ô nhiễm, bệnh tật tăng cao, dẫn tới số cá thể di cư khỏi quần thể - Những nhân tố làm thay đổi kích thước quần thể + Kích thước quần thể thay đổi phụ thuộc vào yếu tố: sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư xuất cư + Sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư xuất cư (phát tán quần thể) quần thể thường bị thay đổi ảnh hưởng điều kiện môi trường sống biến đổi khí hậu, bệnh tật, lượng thức ăn, số lượng kẻ thù, mức độ khai thác người Ngoài ra, mức độ tử vong cao hay thấp quần thể phụ thuộc nhiều vào tiềm sinh học loài khả sinh sản, chăm sóc - Đường cong sống sót phản ảnh mức tử vong giai đoạn khác | vòng đời lồi Có dạng đường cong điển hình: + Đường cong I: (Chim, thú, người): Tỉ lệ tử vong giai đoạn đầu đời thấp, cá thể sinh sống sót, chết chủ yếu giai đoạn già + Đường cong II: (Sóc, thủy tức): Tỉ lệ tử vong giai đoạn + Đường cong III: (hàu, sò): Tỉ lệ tử vong cao giai đoạn đầu đời, số cá thể sống sót đến tuổi trưởng thành g Tăng trưởng kích thước quần thể 104 - Tăng trưởng kích thước quần thể điều kiện môi trường không bị giới hạn (điều kiện mơi trường hồn tồn thuận lợi) : Quần thể có tiềm sinh học cao tăng trưởng theo tiềm sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J) - Tăng trưởng kích thước quần thể điều kiện môi trường bị giới hạn (điều kiện mơi trường hồn tồn thuận lợi) : Quần thể tăng tăng trưởng giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S) Sự biến động số lượng cá thể quần thể sinh vật - Biến động số lượng cá thể quần thể tăng hay giảm số lượng cá thể quần thể Số lượng cá thể quần thể bị biến động theo chu kì khơng theo chu kì - Biến động số lượng cá thể quần thể theo chu kì biến động xảy thay đổi có tính chu kì mơi trường - Biến động số lượng cá thể quần thể khơng theo chu kì biến động mà số lượng cá thể quần thể tăng giảm cách đột ngột thay đổi bất thường môi trường tự nhiên hay hoạt động khai thác tài nguyên mức người 105 + Chu kì ngày đêm, phổ biến sinh vật phù du, lồi 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 Bộ 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 hất 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 - năm - Quần thể ln có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể cách làm giảm kích thích làm tăng số lượng cá thể Sự điều chỉnh số lượng cá thể quần thể thông qua sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư + Khi điều kiện môi trường thuận lợi (hoặc số lượng cá thể quần thể thấp) → mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng → tăng số lượng cá thể quần thể + Khi điều kiện mơi trường khó khăn (hoặc số lượng quần thể cao) → mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng → giảm số lượng cá thể quần thể - Trạng thái cân quần thể: Quần thể có khả tự điều chỉnh số lượng cá thể số cá thể tăng cao giảm thấp dẫn tới trạng thái cân (trạng thái số lượng cá thể ổn định phù hợp với khả cung cấp nguồn sống môi trường) Hiện tượng “tự tỉa thưa” kết cạnh tranh cá thể quần thể Ví dụ điều kiện mơi trường thích hợp, non mọc q dày, nhiều khơng 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 Vật ăn thịt ăn thịt mồi nhân tố quan trọng khống chế kích thước quần thể mồi, ngược lại, mồi nhân tố quan trọng điều chỉnh số lượng cá thể quần thể vật ăn thịt Mối quan hệ chiều tạo nên trạng thái cân sinh học thiên nhiên B Bài tập Bài 1: Trong mẻ lưới đánh bắt cá, người ta thống kê tỉ lệ cá nhóm tuổi khác sau: - Nhóm tuổi trước sinh sản (con non): 300 - Nhóm tuổi sinh sản: 150 - Nhóm tuổi sau sinh sản: 50 a Hãy vẽ biểu đồ biểu diễn tháp tuổi quần thể cá nói Có nhận xét trạng thái phát triển quần thể? b Có nên tiếp tục đánh bắt loại cá với cường độ trước khơng? Vì sao? Bài 2: Trong khu bảo tồn đất ngập nước có diện tích 5000 Người ta theo dõi số lượng quần thể chim công cộc, vào năm thứ ghi nhận mật độ cá thể quần thể 0,25 cá thể/ha Đến năm thứ hai, đếm số lượng cá thể 1350 cá thể Biết tỉ lệ tử vong quần thể 2%/năm Hãy xác định: a Tỉ lệ sinh sản theo phần trăm quần thể b Mật độ quần thể vào năm thứ II Bài 3: Người ta thả 10 chuột chuột đực vào đảo hoang (trên đảo chưa có lồi chuột này): Hãy dự đoán số lượng cá thể quần thể chuột sau hai năm kể từ lúc thả Biết tuổi sinh sản chuột năm, năm đẻ lứa, trung bình lứa có (tỉ lệ đực: 1:1) Trong hai năm đầu chưa có tử vong 106 107 CHUYÊN ĐỀ QUẦN XÃ A Lý thuyết I Quần xã đặc trưng quần xã Khái niệm Quần xã tập hợp quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, sống không gian thời gian định, sinh vật có mối quan hệ gắn bó với thể thống quần xã có cấu trúc tương đối ổn định Các đặc trưng quần xã sinh vật a Đặc trưng thành phần loài - Độ đa dạng: Số lượng loài, số lượng cá thể loài biểu thị mức độ đa dạng quần xã Quần xã ổn định thường có số lượng lồi lớn số lượng cá thể loài cao - Loài đặc trưng: lồi có quần xã đó, có số lượng nhiều có vai trị quan trọng lồi khác - Lồi ưu lồi đóng vai trị quan trọng quần xã số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoạt động mạnh b Đặc trưng phân bố không gian - Theo chiều ngang, theo chiều thẳng đứng - Phân tầng (theo chiều thẳng đứng): + Trong quần xã, có khác điều kiện sinh thái thích nghi loài với điều kiện sinh thái khác nên xảy phân tầng Ví dụ quần xã rừng rậm nhiệt đời thường có tầng; Quần xã sinh vật thuỷ sinh thường có tầng + Sự phân tầng làm giảm cạnh tranh các loài quần xã tăng khả sử dụng khai thác nguồn sống môi trường - Phân bố theo chiều ngang: Ví dụ quần xã sinh vật biển có khác biệt thành phần lồi vùng gần bờ c Đặc trưng hoạt động chức nhóm lồi - Sinh vật tự dưỡng: Là sinh vật có khả tự tổng hợp chất hữu từ chất vô để nuôi sống thể (cây xanh số vi sinh vật) - Sinh vật dị dưỡng: Là sinh vật không tự tổng hợp chất hữu từ chất vô cơ, sống nhờ nguồn thức ăn chất hữu có sẵn Bao gồm động vật (sinh vật tiêu thụ) vi sinh vật (sinh vật phân giải) II Mối quan hệ sinh thái loài Các mối quan hệ loài Quan hệ Đặc điểm Ví dụ - Nấm, vi khuẩn tảo đơn bào cộng sinh địa y Hai loài có lợi sống chung thiết - Vi khuẩn lam cộng sinh Cộng sinh phải có ; tách riêng hai lồi có hại nốt sần rễ họ Đậu - Trùng roi sống ruột mối - Vi khuẩn lam với san hô, Hai lồi có lợi sống chung không - Chim sáo trâu rừng Hợp tác thiết phải có ; tách riêng hai lồi - Chim mỏ đỏ linh dương có hại - Lươn biển cá nhỏ 108 Hội sinh Khi sống chung lồi có lợi, lồi khơng có lợi khơng có hại ; tách riêng lồi có hại cịn lồi khơng bị ảnh hưởng Cạnh tranh - Các lồi cạnh tranh nguồn sống, không gian sống - Cả hai lồi bị ảnh hưởng bất lợi, thường lồi thắng cịn lồi khác bị hại nhiều Kí sinh Một lồi sống nhờ thể lồi khác, lấy chất ni sống thể từ lồi Ức chế – cảm nhiễm Một lồi sống bình thường, gây hại cho lồi khác - Cây phong lan sống bám thân gỗ - Cá ép sống bám cá lớn, - Cạnh tranh giành ánh sáng, nước muối khoáng thực vật Cạnh tranh cú chồn rừng, chúng hoạt động vào ban đêm bắt chuột làm thức ăn - Cây tầm gửi (sinh vật nửa kí sinh) kí sinh thân gỗ (sinh vật chủ) - Giun kí sinh thể người - Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá, tơm chim ăn cá, tơm bị độc đó, - Cây tỏi tiết chất gây ức chế hoạt động vi sinh vật xung quanh - Hươu, nai ăn cỏ ; hổ, báo ăn thịt hươu, nai; sói ăn thịt thỏ - Cây nắp ấm bắt ruồi - Hai loài sống chung với - Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn Bao gồm : Động vật ăn động vật, động vật ăn thực vật Khống chế sinh học - Là tượng số lượng cá thể loài bị khống chế (ở mức độ định, không tăng cao giảm thấp) số lượng cá thể loài khác ngược lại tác động chủ yếu mối quan hệ đối kháng loài quần xã - Trong sản xuất, người ta sử dụng loài thiên địch để phòng trừ sinh vật gây hại cho trồng II DIỄN THẺ SINH THÁI Khái niệm - Diễn sinh thái trình biến đổi quần xã qua giai đoạn tương ứng với biến đổi môi trường - Trong trình diễn thế, song song với biến đổi thành phần lồi quần xã ln kéo theo biến đổi điều kiện tự nhiên môi trường Nguyên nhân diễn - Nguyên nhân bên ngồi: Ví dụ thay đổi điều kiện tự nhiên - Nguyên nhân bên trong: Do tương tác loài quần xã (như cạnh tranh gay gắt loài quần xã, quan hệ sinh vật ăn sinh vật ) * Ngoài hoạt động khai thác tài nguyên người gây diễn sinh thái Các loại diễn a Diễn nguyên sinh - Là diễn khởi đầu từ mơi trường chưa có sinh vật kết hình thành nên quần xã đỉnh cực Ví dụ diễn xảy đảo hình thành, miệng núi lửa sau phun, Sinh vật ăn sinh vật khác 109 - Trong diễn nguyên sinh, sau độ đa dạng quần xã tăng lên, độ dài chuỗi thức ăn tăng lên, tính ổn định quân xã tăng lên b Diễn thứ sinh - Là diễn xuất mơi trường có quần xã sinh vật sống Tuỳ theo điều kiện thuận lợi hay khơng thuận lợi mà diễn hình thành nên quần xã đỉnh cực quần xã bị suy thối - So với diễn ngun sinh diễn thí sinh xảy phổ biến Giai đoạn khởi Giai đoạn Giai đoạn cuối Nguyên nhân đầu diễn Môi trường chưa Các quần xã sinh Hình thành quần - Tác động mạnh mẽ có sinh vật vật biến đổi tuần tự, xã tương đối ổn ngoại cảnh lên thay lẫn định quần xã Diễn ngày phát triển - Cạnh tranh gay gắt nguyên sinh đa dạng loài quần xã Diễn thứ sinh Khởi đầu mơi trường có quần xã sinh vật phát triển bị hủy diệt tự nhiên hay khai thác mức người Một quần xã phục hồi thay quần xã bị hủy diệt, quần xã biến đôi thay lẫn Có thể hình thành nên quần xã tương đối ổn định, nhiên nhiều quần xã bị suy thoái - Tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã - Cạnh tranh gay gắt loài quần xã - Hoạt động khai thác tài nguyên người Ý nghĩa nghiên cứu diễn sinh thái 110 Giúp hiểu quy luật phát triển quần xã sinh vật Từ chủ động xây dựng kế hoạch việc bảo vệ, khai thác phục hồi nguồn tài nguyên, có biện pháp khắc phục biến đổi bất lợi môi trường, sinh vật người 111 CHUYÊN ĐỀ HỆ SINH THÁI – SINH QUYỂN – BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG A Lý thuyết I Hệ sinh thái Khái niệm hệ sinh thái - Hệ sinh thái hệ thống ổn định, bao gồm quần xã sinh vật sinh cảnh quần xã, sinh vật tác động qua lại với với thành phần sinh cảnh tạo nên chu trình sinh địa hố - Có kiểu hệ sinh thái chủ yếu: Hệ sinh thái tự nhiên (trên cạn, nước) hệ sinh thái nhân tạo (trên cạn, nước) Các thành phần cấu trúc hệ sinh thái Một hệ sinh thái gồm hai thành phần: a Thành phần hữu sinh - Sinh vật sản xuất: Là lồi sinh vật có khả quang hợp hố tổng hợp, tạo nên nguồn thức ăn tự ni ni sinh vật dị dưỡng - Sinh vật tiêu thụ: Gồm động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt - Sinh vật phân giải: Là loài sinh vật sống dựa vào phân giải chất hữu có sẵn thành chất vơ để trả lại mơi trường Gồm có vi khuẩn hoại sinh, nấm số lồi động vật khơng xương sống ăn mịn hữu b Thành phần vơ sinh - Là mơi trường vật lí hay sinh cảnh bao gồm: + Các chất vô cơ: nước, oxy, nito, phopsho, + Các chất hữu cơ: Protein, carbohydrate, lipid, + Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, Chức hệ sinh thái - Thực chu trình sinh học đầy đủ: vật chất vào hệ, qua biến đổi chúng lại trả lại môi trường - Năng lượng vào hệ thoát dạng nhiệt - Hệ sinh thái hệ thống tương đối hoàn chỉnh, thường xuyên trao đổi vật chất lượng có khả tự điều chỉnh, đảm bảo ổn định lâu dài theo thời gian Hệ sinh thái tự nhiên – hệ sinh thái nhân tạo Một hệ sinh thái tự nhiên nhân tạo có điếm giống khác nhau: - Hệ sinh thái tự nhiên nhân tạo có đặc điếm chung thành phần cấu trúc, bao gồm thành phần vật chất vô sinh thành phần hữu sinh - Thành phần vật chất vô sinh mơi trường vật lí (sinh cảnh) thành phần hữu sinh quần xã sinh vật Các sinh vật quần xã tác động lẫn đồng thời tác động với thành phần vô sinh sinh cảnh - Tuy nhiên hệ sinh thái nhân tạo có nhiều đặc điểm khác với hệ sinh thái tự nhiên, ví dụ như: 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… II Trao đổi vật chất hệ sinh thái Trao đổi vật chất quần xã a Chuỗi thức ăn 112 - Là dãy lồi sinh vật có mối quan hệ với mặt dinh dưỡng, lồi ăn lồi khác phía trước thức ăn lồi phía sau - Có loại chuỗi thức ăn: + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật tự dưỡng Thực vật Động vật ăn cỏ Động vật ăn thịt bậc Động vật ăn thịt bậc Động vật ăn thịt bậc - Chuỗi thức ăn có động vật ăn động vật: động vật ăn thịt bậc 2, có kích thước lớn Lúa → chuột → rắn → đại bàng - Chuỗi thức ăn có kí sinh: sinh vật tiêu thụ cấp 2, có kích thước ngày nhỏ, số lượng cá thể nhiều Cỏ → thú ăn cỏ → rận → trùng roi Leptomonas + Chuỗi thức ăn bắt đầu sinh vật ăn mùn bã hữu Phế liệu Động vật ăn phế liệu Động vật ăn thịt bậc Động vật ăn thịt bậc Động vật ăn thịt bậc Ví dụ: Chất mùn bã → giun → gà Chất mùn bã → sò huyết → cò b Lưới thức ăn - Là tập hợp chuỗi thức ăn hệ sinh thái, có mắt xích chung - Mỗi hệ sinh thái có lưới thức ăn Lưới thức ăn thay đổi theo mùa thay đổi cấu trúc quần xã bị thay đổi - Lưới thức ăn phức tạp tính ổn định quần xã cao c Bậc dinh dưỡng: - Bậc dinh dưỡng loài mức lượng sử dụng thức ăn mức lượng lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn) - Trong chuỗi thức ăn, bậc dinh dưỡng có lồi Trong lưới thức ăn, bậc dinh dưỡng có nhiều lồi Trao đổi vật chất quần xã với môi trường a Chu trình tuần hồn vật chất (chu trình sinh địa hố) Là chu trình trao đổi vật chất tự nhiên Một chu trình sinh địa hố gồm có thành phần: Tổng hợp chất, tuần hoàn chất tự nhiên, phân giải lắng đọng phần vật chất (trong đất, nước ) - Trong hệ sinh thái, chất dinh dưỡng môi trường vào sinh vật sản xuất (do thực vật hấp thụ) → vào sinh vật tiêu thụ → sinh vật phân giải trở lại môi trường gọi chu trình sinh địa hố Gồm có chu trình chất khí (nguồn dự trữ có khí quyển) chu trình chất lắng đọng (nguồn dự trữ vỏ trái đất) 113 - Chu trình sinh địa hố trì cân vật chất sinh Một chu trình sinh địa hố gồm phần (tổng hợp chất; tuần hoàn vật chất tự nhiên; phân giải lắng đọng phần) b Dòng lượng hệ sinh thái - Mặt trời cung cấp lượng cho sống trái đất Năng lượng mặt trời cung cấp cho sinh vật sản xuất để sinh vật sản xuất quang hợp tổng hợp nên chất hữu cấu tạo nên sinh vật sản xuất Sinh vật tiêu thụ sử dụng sinh vật sản xuất làm nguồn thức ăn nên lượng tích lũy sinh vật sản xuất cung cấp cho sinh vật tiêu thụ cấp, sau cung cấp cho sinh vật phân giải - Qua bậc dinh dưỡng, lượng bị thất khoảng 90% (do sinh vật hơ hấp, tiết, hiệu suất tiêu hóa), khoảng 10% lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao - Hiệu suất sinh thái tỉ lệ phần trăm chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng Trong tự nhiên, hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng thường khoảng 10% B - Sản lượng sinh vật sơ cấp sinh vật sản xuất (cây xanh, tảo, số vị sinh vật tự dưỡng) tạo nên q trình quang hợp hố tổng hợp Sản lượng sơ cấp thực tế = Sản lượng sơ cấp thô - sản lượng hô hấp - Sản lượng sinh vật thứ cấp hình thành sinh vật dị dưỡng, chủ yếu động vật Tháp sinh thái a Khái niệm: Bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, hình chữ nhật có chiều cao nhau, cịn chiều dài biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng bậc toàn quần xã b Các loại tháp sinh thái Có loại hình tháp sinh thái: - Tháp số lượng xây dựng dựa số lượng cá thể sinh vật bậc dinh dưỡng Sinh vật tiêu thụ bậc Sinh vật tiêu thụ bậc 354.904 Sinh vật tiêu thụ bậc 708.624 Sinh vật sản xuất 5.842.424 Tháp số lượng hệ sinh thái đồng cỏ - Tháp sinh khối xây dựng dựa khối lượng tổng số tất sinh vật đơn vị diện tích hay thể tích bậc dinh dưỡng 1,5 Sinh vật tiêu thụ bậc 11 Sinh vật tiêu thụ bậc Sinh vật tiêu thụ bậc 37 Sinh vật sản xuất Phiêu sinh động vật & động vật đáy 24 809 Phiêu sinh thực vật B A Tháp sinh khối thủy vực (A Sliver Spring (Florida); B English Channel) 114 - Tháp lượng xây dựng dựa số lượng tích luỹ đơn vị diện tích hay thể tích đơn vị thời gian bậc dinh dưỡng Sinh vật tiêu thụ bậc Sinh vật tiêu thụ bậc 21 383 Sinh vật tiêu thụ bậc 3368 Sinh vật sản xuất 20810 Tháp lượng Sliver Springs Cá Cá trích Vật kí sinh Giáp xác Vật chủ Tảo Tháp sinh thái có dạng đảo ngược c Hiệu suất sinh thái Là tỉ lệ phần trăm chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng hệ sinh thái III Sinh Sinh Gồm toàn sinh vật môi trường vô sinh trái đất hoạt động hệ sinh thái lớn Sinh gồm nhiều khu hệ sinh học Khu hệ sinh học (biom) Là hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu sinh vật vùng a Các khu hệ sinh học cạn - Vùng Bắc cực có: Đồng rêu hàn đới - Vùng cận Bắc cực có: Rừng kim phương Bắc - Vùng ơn đới có: Rừng rụng ôn đới, Thảo nguyên, rừng Địa Trung Hải - Vùng nhiệt đới có: Rừng mưa nhiệt đới, Savan, Hoang mạc sa mạc b Các khu sinh học nước Bao gồm khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn IV Bài tập Bài 1: Trong hệ sinh thái, bậc dinh dưỡng tháp sinh thái kí hiệu A, B, C, D E Sinh khối bậc là: A = 400 kg/ha; B = 500 kg/ha; C = 4000 kg/ha; D = 60 kg/ha; F = kg/ha Các bậc dinh dưỡng tháp sinh thái xếp từ thấp lên cao, theo thứ tự sau: Hệ sinh thái 1: A – B – C – D – E Hệ sinh thái 2: A – B – D – E Hệ sinh thái 3: C – A – B – E Hệ sinh thái 4: E – D – B – C Hệ sinh thái 5: C – A – D – E Trong hệ sinh thái trên, cho biết: 115 - Hệ sinh thái hệ sinh thái bền vững? Trường hợp hệ sinh thái bền vững? - Trường hợp khơng xảy ra? Hãy giải thích Bài 2: Cho chuỗi thức ăn hệ sinh thái sau: Tảo đơn bào động vật phù du → giáp xác → cá → chim → người a Xác định bậc dinh dưỡng mắt xích chuỗi b Mắt xích chuỗi sinh vật tiêu thụ cấp 2? c Mắt xích chuỗi động vật ăn thịt cấp 3? d Nếu nước hồ bị nhiễm DDT với nồng độ thấp lồi bị ảnh hưởng nhiều nhất? Vì sao? Bài 3: Trong chuỗi thức ăn hệ sinh thái gồm có: cỏ → châu chấu → cá rô Nếu tổng lượng cỏ 7,6.108 kcal; tổng lượng châu chấu 1,4.10 kcal; tổng lượng cá rô 0,9.106 kcal Hãy xác định hiệu suất sinh thái cá rô, châu chấu Bài 4: Ở vùng biển, lượng xạ chiếu xuống mặt nước đạt đến triệu kcal/m2/ngày Tảo silic đồng hoá 0,3% tổng lượng đó, giáp xác khai thác 40% lượng tích luỹ tảo, cá ăn giáp xác khai thác 0,15% lượng giáp xác Biết diện tích mơi trường 10 5m2 a Số lượng tích tụ giáp xác, cá bao nhiêu? b Hiệu suất chuyển hoá lượng cá so với tảo silic %? Bài 5: Trong đầm nuôi hàng năm nhận nguồn lượng 12 tỷ Kcal Tảo cung cấp nguồn thức ăn sơ cấp cho cá mè trắng giáp xác Cá mương, cá dầu sử dụng giáp xác làm thức ăn, đồng thời hai loài cá lại làm mồi cho cá măng cá Hai lồi cá tích lũy 40% lượng từ bậc dinh dưỡng thấp kề liền với cho sản phẩm quy lượng 1.152.000 Kcal Cá mương cá dầu khai thác tới 60% lượng giáp xác, tạo cung cấp cho giáp xác 40% cho cá mè trắng 20% nguồn lượng a Tổng sản phẩm mè trắng? b Hiệu suất đồng hoá lượng tảo %? Bài 6: Ở vùng biển, lượng xạ chiếu xuống mặt nước đạt đến triệu Kcal/mo/ngày Tảo silic đồng hố 0,3% tổng lượng đó, giáp xác khai thác 40% lượng tích luỹ tảo, cá ăn giáp xác khai thác 0,15% lượng giáp xác a Số lượng tích tụ giáp xác, cá bao nhiêu? b Hiệu suất chuyển hoá lượng bậc dinh dưỡng cuối so với tổng lượng xạ so với tảo silic %? Bài Một lưới thức gồm có 10 lồi mơ tả hình bên Theo lí thuyết, có phát biểu sau đúng? I Lồi H tham gia vào chuỗi thức ăn loài E II Chuỗi thức ăn ngắn có có mắt xích III Nếu lồi K bị tuyệt diệt lưới thức ăn cịn lại chuỗi thức ăn 116 IV Lồi E lồi động vật có xương sống A B C D 117 ... Các cá thể quần thể hỗ trợ cạnh tranh - Ví dụ: + Các tập hợp cá thể sau quần thể : Cá trắm cỏ ao Voi khu bảo tồn Yokđôn Ốc bưu vàng ruộng lúa Sen đầm Sim đồi + Tập hơp cá thể sau quần thể : Cá. .. hay trứng chưa nở Các đặc trưng quần thể 102 Quần thể có đặc trưng a Mật độ cá thể quần thể - Số lượng cá thể quần thể đơn vị diện tích hay thể tích mơi trường - Mật độ cá thể đặc trưng quan... quần thể tuổi thọ bình quân cá thể quần thể e Kích thước quần thể - Kích thước quần thể số lượng cá thể phân bố khoảng không gian sống quần thể hay khối lượng lượng tích luỹ cá thể quần thể -