phân tích tác động của nhân tố nhiệt độ đến sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA: MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2021- 2022 Đề tài tập lớn: Anh (chị) phân tích tác động nhân tố nhiệt độ đến sinh vật (thực vật, động vật, VSV) quy luật giới hạn sinh thái Từ đó, liên hệ thực tế việc áp dụng vào quản lý tài nguyên bảo vệ môi trường Họ tên học viên/ sinh viên: Đào Thị Khuyên Mã học viên/ sinh viên: 20111070175 Lớp: ĐH10M1 Tên học phần: Sinh thái học Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Bích Ngọc Hà Nội, Ngày tháng 12 năm 2021 A MỞ ĐẦU: Thiên nhiên vô phong phú đa dạng, lồi thích hợp với mơi trường sống định, chúng gắn bó với thành thể thống chịu tác đọng qua lại với Mỗi loài giới tự nhiên, từ sinh vật bậc thấp đến sinh vật bậc cao, từ sinh vật đơn bào đến sinh vật đa bào,… Đều chịu ảnh hướng nhân tố môi trường sống (nhân tố vô sinh nhân tố hữu sinh) Nhân tố hữu sinh: - Nhân tố hữ sinh: giới hữu môi trường mối quan hệ sinh vật (hoặc nhóm sinh vật) với sinh vật khác sống xung quanh: nhân tố người, thiên địch, kẻ thù,… Nhân tố vô sinh: - Nhân tố vô sinh: tất nguyên tố vật lý hóa học mơi trường xung quanh sinh vật như: lương mựa, nhiệt độ, ánh sang, độ ẩm,,… B NỘI DUNG I Tác động nhân tố nhiệt độ đến sinh vật (thực vật, động vật, VSV) quy luật giới hạn sinh thái Tác động nhân tố nhiệt độ đến sinh vật a Thực vật:  Nhiệt độ ảnh hưởng đến hình thái giải phẫu, đến sinh lý giai đoạn phát triển cá thể thực vật:  Hình thái giải phẫu lá, biến đổi màu rễ, độ dày vỏ thân, lớp cutin lá, rụng lá, tán lá,… Một số ăn ôn đới táo, lê, nhiệt độ cực thích rễ đổi màu, tầng phát sinh hoạt động mạnh sinh nhiều gỗ, bó mạch dài; nhiệt độ cực hại rễ đổi màu, gỗ dày, cứng chết dần  Tùy theo nơi sống có nhiệt độ cao hay thấp mà hình thành nên phận bảo vệ Ở nơi đất trống trải, cường độ ánh sáng mạnh nhiệt độ cao, thích nghi theo hướng chống nóng chống nước, có vỏ dày, tầng bần phát triển nhiều lớp ñể cách nhiệt; có cutin dày để hạn chế nước  Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý thực vật, gồm quang hợp, hơ hấp, nước, hình thành hoạt động diệp lục  Quang hợp: Thực vật quang hợp tốt nhiệt độ từ 20C-30C, nhiệt độ thấp cao ảnh hưởng xấu đến trình Ở nhiệt độ 0C, nhiệt đới ngừng quang hợp, hạt diệp lục bị biến dạng  Hô hấp: Ở nhiệt độ C, nhiều khơng cịn khả hơ hấp Khi nhiệt độ cao q (40 C) hô hấp bị ngừng trệ Các ôn đới có khả hoạt động điều kiện nhiệt độ thấp 0C; số loài tùng, bách, mầm hô hấp nhiệt độ xuống đến âm 20 C;  Thốt nước: Nhiệt độ khơng khí cao, độ ẩm khơng khí xa độ ẩm bão hịa, nước nhiều Trong ngày nắng, thoát nước tăng dần từ sáng sớm đến gần trưa, sau giảm dần chiều Khi nhiệt độ thấp, độ nhớt chất nguyên sinh tăng lên, áp suất thẩm thấu giảm, rễ hút nước khó khăn, khơng đủ cho cây, phản xạ lại cách rụng lá;  Nhiệt độ thấp cao qúa ảnh hưởng xấu đến hình thành hoạt động diệp lục  Nhiệt độ ảnh hưởng tới giai ñoạn phát triển cá thể thực vật Yêu cầu nhiệt độ tăng dần từ thời kỳ hạt nảy mầm, hoa, chín (vì vậy, vào mùa hè thường có nhiều lồi cho quả) Khả chịu đựng nhiệt độ bất lợi quan khác khác Lá quan tiếp xúc với không khí, nên chịu thay đổi nhiệt độ lớn Đầu rễ trụ lúa mì chịu lạnh tốt thân non  Thực vật khơng chịu lạnh: Ngồi nhóm trên, nhiều nhiệt đới lồi khơng chịu lạnh Chúng bị tổn thương mạnh mẽ bị chết, nhiệt độ hạ thấp đột ngột đến gần điểm đóng băng Khi trao đổi axit nucleic protein bị phá hủy, tính bán thấm màng tế bào bị phá vỡ, nước tế bào bị rút khoảng gian bào protein bị nước chuyển sang trạng thái keo tế bào khơng cịn khả hoạt động b Động vật: Ảnh hưởng nhiệt độ lên đời sống động vật gồm ảnh hưởng lên hình thái, hoạt động sinh lý, phát triển, đình dục, sinh sản phân bố động vật  Ảnh hưởng nhiệt độ lên hình thái động vật, gồm số qui luật:  Định luật Gloger: Sự thay ñổi màu sắc thân phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm Ở sa mạc nóng khơ thân có màu vàng, cịn vùng cực lạnh thân có màu trắng Động vật vùng lạnh có lơng dày dài động vật vùng nóng Động vật vùng lạnh có màu sắc để chúng lẫn với màu sắc môi trường, giúp cho việc kiếm mồi trốn tránh kẻ thù, để chống rét; hươu, gấu Bắc cực có lơng dày nhiều so với hươu, gấu vùng nhiệt đới  Ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt động sinh lý động vật Nó ảnh hưởng đến q trình tiêu hóa trao đổi khí  Nhiệt độ ảnh hưởng đến lượng thức ăn tốc độ tiêu hóa: Ở nhiệt độ 25C mọt trưởng thành ăn nhiều Nhiệt độ thích hợp động vật ăn nhiều, tiêu hố mạnh ngược lại  Nhiệt độ ảnh hưởng đến trao đổi khí: nhiệt độ mơi trường cao cường độ hô hấp tăng Ở cá chép, nhiệt độ môi trường 1C, lượng oxy tối thiểu cần 0,8mg/l; 3C 1,3 mg/l (Ivơleva, 1938) Tuy nhiên, tùy trạng thái sinh lý thể mà mức nhiệt độ khác nhau, cá cần lượng oxy khác  So với động vật đẳng nhiệt, q trình hình thành nhiệt hay tích tụ thải nhiệt động vật biến nhiệt thấp  Ảnh hưởng nhiệt độ đến trú đơng, đình dục (diapause), ngủ hè, ngủ đông động vật  Trú đông: Những sinh vật di trú (trú đông) mẫn cảm với nhiệt độ thấp dần mùa thu (giới hạn nhiệt độ thấp) Từ Bắc bán cầu, chúng di chuyển xuống phía Nam nóng để qua đơng vùng cận nhiệt đới nhiệt đới, nơi có nhiều thức ăn sinh đẻ Trước nhiệt độ lên cao giới hạn cao chúng (cuối xuân đầu hè), chúng kéo trở quê cũ  Sự đình dục (diapause) đình phát triển thể, nghĩa thể trao đổi chất mức thấp thể không lớn thêm nữa, mà trì trao đổi chất để tồn (khác với trú đơng) Nó xảy phổ biến động vật biến nhiệt, sâu bọ, điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, độ chiếu sáng) khơng thuận lợi Nó xảy giai đoạn phát triển (trứng, sâu non, nhộng, cá thể trưởng thành) Nó xảy tác nhân bên trong, song phụ thuộc vào tác nhân môi trường, chủ yếu nhiệt độ thời gian chiếu sáng  Trạng thái ngủ (quiescence) gây trực tiếp tức thời điều kiện môi trường trở lên không phù hợp hay số nhân tố sinh thái, qúa cao qúa thấp Có hai hình thức, ngủ hè ngủ đơng Ngủ hè ngủ đơng ngừng phát triển (đình chỉ) gây nên động vật nhiệt độ môi trường lên qúa cao xuống qúa thấp; hai nhân tố nhiệt độ độ ẩm thường phối hợp với gây nên thường gặp ñộng vật biến nhiệt Nhiệt độ ngủ đông động vật biến nhiệt tương đối cao, mọt nhiệt đới 13C Ngủ đơng xảy tất cá thể giai đoạn phát triển  Ngủ hè ngủ đơng có đặc điểm chung thể sinh vật trao đổi chất mức thấp nhất, ngừng hoạt động thể ngừng phát triển  Trước ngủ đông, động vật thường tập hợp nơi có vi khí hậu phù hợp nhất, ếch, nhái thường tập hợp thành ñám bùn, bọ rùa thường tập trung trú ẩn nơi cố định Ảnh hưởng nhiệt độ đến sinh sản động vật:  Nhiệt độ môi trường nhân tố giới hạn với nhiều loài, cao thấp nhiệt độ thích hợp ảnh hưởng ñến chức phận quan sinh sản làm giảm hay đình trệ cường độ sinh sản Trời lạnh qúa nóng qúa làm ngừng qúa trình sinh tinh hay sinh trứng động vật Nhiệt độ tinh hoàn người, nơi sản xuất tinh trùng (chỉ 36C), thấp nhiệt độ thể co giãn linh động để điều tiết; cá chép đẻ nhiệt độ không thấp 15C c Vi sinh vật:  Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng lớn đến phát triển vi khuẩn Mỗi loại vi sinh vật phát triển giới hạn nhiệt độ định, dựa vào khoảng nhiệt độ phát triển tối ưu, vi khuẩn chia làm nhóm: nhóm ưa ấm có nhiệt độ tối ưu 20 oC-45oC, nhóm ưa lạnh có nhiệt độ tối ưu 20oC nhóm ưa nóng có nhiệt độ tối ưu 45 oC Ở nhiệt độ thấp vi khuẩn khơng phát triển cịn sống; cịn nhiệt độ cao cao vi khuẩn bị tiêu diệt  Nhiệt độ thấp: Ở nhiệt độ thấp phản ứng chuyển hóa vi khuẩn bị giảm đi, bị ngừng lại Một số vi sinh vật bị chết đa số sống thời gian dài Lúc làm đông băng vi sinh vật số bị chết, làm đơng băng nhanh số vi sinh vật sống sót nhiều Người ta sử dụng đặc điểm để bảo quản chủng vi khuẩn nhiệt độ thấp  Nhiệt độ cao: Nhiệt độ cao có khả giết chết vi khuẩn Sức đề kháng vi khuẩn với nhiệt độ cao tùy chủng loại tùy theo trạng thái sinh trưởng hay trạng thái nha bào Đa số vi khuẩn trạng thái sinh trưởng nhiệt độ 56-60oC 30 phút chết 1000C chết Thể nha bào chịu nhiệt độ cao lâu 121 0C 15-30 phút nồi hấp chết 1700C 30 phút - nhiệt khô bị tiêu diệt  Quy luật giới hạn sinh thái  Nội dung quy luật:  Sự tác động nhân tố sinh thái lên thể sinh vật không phụ thuộc vào tính chất nhân tố, mà cịn phụ thuộc vào cường độ chúng Sự tăng hay giảm cường độ tác động nhân tố, giới hạn thích hợp thể làm giảm khả sống Khi cường độ tác động vượt qua ngưỡng cao xuống ngưỡng thấp nhất, so với khả chịu đựng thể sinh vật không tồn  Diễn giải quy luật:  Sự tồn phát triển sinh vật khơng phụ thuộc vào có mặt tổ hợp nhân tố sinh thái mà phụ thuộc vào tính chất cường độ tác động nhân tố Đối với nhân tố, thể sinh vật có khả chịu đựng ngưỡng thấp (minimum - điểm cực hại thấp) ngưỡng cao (maximum - điểm cực hại cao) Khoảng giới hạn hai ngưỡng gọi sinh thái trị hay giới hạn sinh thái loài nhân tố  Trong giới hạn sinh thái, có điểm cực thuận lồi, mức độ tác động có lợi nhân tố thể Càng xa điểm cực thuận bất lợi vượt qua khỏi điểm cực hại thấp hay điểm cực hại cao sinh vật bị chết (khơng tồn ñược)  Gần hai bên điểm cực thuận vùng cực thuận (optimum), vùng sinh trưởng phát triển tốt nhất, có mức tiêu phí lượng thấp Gần điểm cực hại thấp cao vùng chống chịu thấp vùng chống chịu cao nhân tố cụ thể ấy, nghĩa hai vùng thể sinh trưởng phát triển không bình thường, lúc này, tác động nhân tố ngồi giới hạn thích hợp thể làm giảm khả sống sinh vật  Hai lồi B, C có giới hạn sinh thái hẹp so với loài A, loài B ưa lạnh (Oligoctenothermal) cịn lồi C ưa ấm (Polyctenothermal)  Ý nghĩa quy luật:  Quy luật giới hạn (chống chịu) Shelford có ý nghĩa lý luận thực tiễn quan trọng, cho phép nhận biết phân bố có quy luật sinh vật hành tinh hiểu biết nguyên lý sinh thái khác mối quan hệ thể với môi trường  Trong việc bảo vệ vật nuôi, trồng, cần ý nghiên cứu yếu tố giới hạn sinh vật có hại trước, để xem chúng trùng lắp với phát triển sinh vật ni trồng khơng Từ rút biện pháp tốt để loại trừ sinh vật có hại mà khơng làm hạn chế phát triển II sinh vật có ích Liên hệ thực tế việc áp dụng vào quản lý tài nguyên bảo vệ môi trường  Liên hệ thực tế:  Trồng nhiều xanh: xanh nguồn cung cấp oxi cho bầu khí khơng khí nguồn hấp thụ khí cacbon, giảm xói mịn đất hệ sinh thái  Sử dụng chất liệu có sẵn từ thiên nhiên  Sử dụng nguồn lượng lượng từ gió, nguồn lượng từ mặt trời,… việc sản xuất tiêu thụ chúng khơng làm phát sinh khí thải gây hiệu ứng nhà kính sử dụng loại nhiên liệu hóa thạch  Tiết kiệm giấy: Hạn chế sử dụng giấy giúp cho tần suất chặt phá để sản xuất giấy giảm, từ giảm lượng khí thải CO2 để giúp bảo vệ rừng tự nhiên hệ sinh thái rừng cung cấp  Ưu tiên sản phẩm tái chế: Việc ưu tiên sử dụng sản phẩm tái chế làm môi trường hiệu C Tài liệu tham khảo:  Nguyễn Thành Đạt (Tổng chủ biên), Phạm Văn Lập (Chủ biên) -Đặng Hữu Lanh – Mai Sỹ Tuấn), Sinh học 12 NXB Giáo dục, 2008  Phan Nguyên Hồng cộng sự, Hỏi đáp môi trường sinh thái NXB Giáo dục, 2001 ... hoạt động b Động vật: Ảnh hưởng nhiệt độ lên đời sống động vật gồm ảnh hưởng lên hình thái, hoạt động sinh lý, phát triển, đình dục, sinh sản phân bố động vật  Ảnh hưởng nhiệt độ lên hình thái động. .. Nhân tố vô sinh: - Nhân tố vô sinh: tất ngun tố vật lý hóa học mơi trường xung quanh sinh vật như: lương mựa, nhiệt độ, ánh sang, độ ẩm,,… B NỘI DUNG I Tác động nhân tố nhiệt độ đến sinh vật (thực... đến sinh vật (thực vật, động vật, VSV) quy luật giới hạn sinh thái Tác động nhân tố nhiệt độ đến sinh vật a Thực vật:  Nhiệt độ ảnh hưởng đến hình thái giải phẫu, đến sinh lý giai đoạn phát triển