1.Khái niệm
Quần xã là tập hợp các sinh vật cùng sống trong khoảng không gian nhất
định là sinh cảnh, được hình thành trong quá trình lịch sử, liên hệ với nhau, biểu
hiện đặc tính thích nghi giữa sinh vật và ngoại cảnh. Qua định nghĩa trên ta rút ra một số nhận xét
a. Quần xã không phải là sự kết hợp máy móc giữa các loài sinh vật sống trong một sinh cảnh nhất định mà là tập hợp của những loài sinh vật đã được hình thành trong một quá trình lịch sử. Quần xã được hình thành trên cơ sở một quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa quần xã và ngoại cảnh.
b. Quan hệ của những loài khác nhau trong quần xã gián tiếp chịu ảnh hưởng của những biến đổi mơi trường do chính bản thân các lồi trong quần xã đó gây ra.
Ví dụ: ở châu Mỹ vào thế kỷ 19, bò rừng bison do dinh dưỡng nhiều đã kìm hãm sự phát triển của rừng và biến đó thành đồng cỏ thích hợp với nhiều lồi thú, chim và sâu bọ. Khi bị bison bị tiêu diệt, các cây thân mộc nhỏ phát triển thay thế cho đồng cỏ do đó hình thành động vật giới khác thay thế cho động vật giới cũ.
c. Quần xã là một tập hợp những loài sinh vật có cấu trúc ổn định trong thời gian. Người ta phân biệt quần xã ổn định với thời gian tồn tại khoảng vài trăm
năm và quần xã chu kỳ có thời gian tồn tại khoảng vài ngày, thậm chí vài giờ. Quần xã trên xác một con thú hay trên một thân cây đó là quần xã chu kỳ.
2.Mối quan hệ sinh thái giữa các loài trong quần xã
a.Quan hệ giữa động vật và thực vật
Thực vật có vai trị quan trọng trong đời sống động vật.
-Thực vật là nguồn thức ăn cho động vật ăn thực vật và động vật ăn thực vật lại là thức ăn của động vật ăn thịt.
-Thực vật được sử dụng làm nơi ở cho động vật.
-Thực vật là nơi sinh sản của động vật (cá chép đẻ trứng bám vào các cây thuỷ sinh). -Địa hình thực vật là nơi rình bắt mồi của một số động vật ăn thịt.
Mối quan hệ giữa động vật và thực vật được hình thành trong quá trình phát triển lịch sử lâu dài, trong mối quan hệ thích nghi về thức ăn và nơi ở, từ đó quyết
Ví dụ : Khi rừng bị chặt phá, đất khai hoang làm cho thảm thực vật bị thay
đổi dẫn tới thay đổi các quần thể.
Ngược lại, thực vật trong mối quan hệ với động vật đã hình thành những
thích nghi tương ứng. Một số thực vật có đặc điểm hình thái và sinh lý mang tính thích nghi tự vệ : Vỏ cây dày, cành lá có gai, nhựa đắng và độc; hoa có màu sắc, dĩa mật mùi thơm...thu hút sâu bọ, một số loài cây phát tán nhờ động vật. Nhiều
lồi động vật (bị sát, ếch nhái, chim...) chun ăn sâu bọ gây hại thực vật, do đó bảo vệ mùa màng và cây cối.
b.Quan hệ cạnh tranh
Quan hệ cạnh tranh khác loài xuất hiện khi các lồi khác nhau có cùng nhu cầu thức ăn, nơi ở và về những điều kiện khác của sự sống, khi những điều kiện đó khơng được thoả mãn hồn tồn.
-Những sinh vật càng có quan hệ sinh thái gần nhau thì giữa chúng quan hệ cạnh tranh càng gay gắt. Quan hệ cạnh tranh đóng vai trị chủ yếu trong cấu trúc và sự phát triển của quần xã.
-Quan hệ cạnh tranh ảnh hưởng đến sự biến động số lượng, ảnh hưởng đến
sự phân bố địa lý và nơi ở, ảnh hưởng đến sự phân hoá về mặt hình thái. c.Quan hệ vật ăn thịt - con mồi
Quan hệ vật ăn thịt con mồi là quan hệ trong đó vật ăn thịt là động vật ăn
những lồi động vật khác (con mồi). Chúng tìm bắt con mồi và con mồi bị tiêu diệt ngay khi bị tấn cơng.
-Vật ăn thịt có ảnh hưởng rõ rệt đối với số lượng con mồi.
-Mối quan hệ về mặt phát triển số lượng giữa một quần thể vật ăn thịt và
quần thể con mồi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
d.Quan hệ ký sinh vật chủ
Quan hệ ký sinh - vật chủ là quan hệ trong đó lồi này (vật ký sinh) sống nhờ vào mơ hoặc thức ăn được tiêu hố của lồi khác (vật chủ). Vật ký sinh có thể là
nấm, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, giun tròn, sán lá, bét, sâu bọ. vật chủ có thể là giáp xác, chân đều, nhện, các lồi động vật có xương sống trong đó có con người.
e.Quan hệ ức chế cảm nhiễm
Quan hệ ức chế cảm nhiễm là quan hệ giữa các lồi sinh vật, trong đó lồi này
Ví dụ : Rễ nhiều loài thực vật tiết ra những hợp chất khác nhau mà chúng ta thường gọi là phytonxyt. Những chất này kìm hãm sự phát triển của những lồi thực vật khác, điều này giải thích đặc điểm về thành phần thực vật ở một thảm thực vật. Tảo giáp giống Gonyaulax gây ra hiện tượng “nước đỏ” bằng cách tiết ra
những chất hồ tan có thể gây tử vong cho một số lớn loài động vật trên một bề mặt khá rộng.
g.Quan hệ cộng sinh
Quan hệ cộng sinh là quan hệ hợp tác giữa hai lồi sinh vật trong cả hai bên
đều có lợi, song mỗi bên chỉ có thể sống, phát triển, sinh sản được dựa vào sự hợp
tác của bên kia. Quan hệ cộng sinh phổ biến ở nhiều loài sinh vật. -Cộng sinh giữa thực vật, nấm và vi khuẩn
-Ví dụ : Tảo xanh + nấm → địa y, vi khuẩn nốt sần + cây họ đậu, tảo lam + bèo hoa dâu.
-Cộng sinh giữa động vật và thực vật: San hô + tảo đơn bào Zooxan thella và tảo sợi, vi khuẩn + nấm men + động vật đơn bào trong ống tiêu hoá của sâu bọ.
-Cộng sinh giữa động vật và động vật: Hải quỳ và Cua, Trùng roi và mối. h.Quan hệ hợp tác
Sự hợp tác là mối quan hệ giữa hai loài sinh vật, song nếu hai loài sống cách biệt vẫn tồn tại được. Sự hợp tác mang lại cho mỗi bên những lợi ích cần thiết.
i.Quan hệ hội sinh
Quan hệ hội sinh là quan hệ hợp tác giữa hai lồi sinh vật, một bên có lợi cần thiết cịn bên kia khơng có lợi cũng khơng có hại.
Có hai hiện tượng hội sinh phổ biến.
-Hiện tượng ở gởi : ví dụ nhiều lồi động vật không xương và sâu bọ sống trong tổ kiến và mối.
-hiện tượng phát tán nhờ : ví dụ động vật nhỏ phát tán đến nơi ở mới nhờ động vật cỡ lớn.
3.Sự biến động quần xã (sự diễn thế )
Sự diễn thế của quần xã là sự biến động của quần xã trong quá trình phát
triển của nó. Theo dõi sự phát triển của một cánh đồng bỏ hoang ta thấy : đầu tiên là cánh đồng bỏ hoang xơ xác → cỏ mọc lên → trảng cỏ râm →trảng cây bụi
nảư rụng lá → cuối cùng là rừng thường xanh là khâu cao nhất. Trong quá trình diễn thế, song song với quá trình biến đổi quần xã là quá trình biến đổi về khí hậu, thổ nhưỡng và địa chất.
Người ta phân biệt ba loại diễn thế :
- diễn thế nguyên sinh : bắt nguồn từ “chỗ trống” - diễn thế thứ sinh : đã có một quần xã trước đó. - diễn thế phân huỷ : khơng dẫn đến đỉnh cực.
Ví dụ : diễn thế nguyên sinh quần xã thực vật rừng ngập mặn ở Tiên Yên
(Quảng Bình) (Phan Nguyên Hồng 1968).
quần xã tiên phong → quần xã cây chịu mặn → quần xã hỗn hợp với vẹt (Mắm đen) Sú, vẹt, Trăn, Đười ươi ưu thế
→ quần xã chịu mặn trên đất mặn không ngập nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+Diễn thế thứ sinh về thực vật ở rừng kim Hữu Lũng - Sông Thương (Trần Ngũ Phương, 1970): Rừng kim ⇔Rừng sau sau ⇔Trảng cây gỗ ⇔ Trảng cây bụi ⇔ Trảng cỏ.
4.Các kiểu quần xã điển hình
a.Quần xã sinh học rừng lá kim phương bắc :
Các vùng rộng lớn kéo dài thành vành đai ở Bắc Mỹ và Eurasia (Taiga).
Kiểu rừng này chiếm cả vùng núi cao nhiệt đới. Dạng sống chủ yếu là cây lá kim xanh quanh năm, đặc biệt là vân sam, thông và linh sam. Ở đây quanh năm bị
bóng râm che phủ, nên tầng cây bụi và cỏ kém phát triển. Các rừng lá kim là các vùng rừng lây gỗ có năng suất cao nhất thế giới vì tầng phủ diệp lục dày.
Lá kim bị phân giải rất chậm, cho nên đất ở đây thuộc loại đấtẩơ đây thuộc loại đất podzon. Trong đất có khá nhiều quần thể sinh vật nhỏ sinh sống, nhưng
quần thể sinh vật tương đối lớn hơn thì lại ít. Hạt lá kim là nguồn thức ăn quan
trọng cho nhiều loại động vật như sóc, Cardueles, Spinus L, chim mỏ chéo...
Ở quần thể này cũng có tính chu kỳ theo mùa và sự dao động số lượng .
Ví dụ : Sự biến động rất rõ về số lượng của thỏ và linh miêu có chu kỳ 8-10 năm. b. Quần xã sinh học rừng mưa nhiệt đới
Quần xã rừng mưa nhiệt đới cây lá rộng xanh quanh năm nằm trong các vĩ
độ thấp, gần xích đạo. Lượng mưa hàng năm cao hơn 2000 - 2250mm. Rừng mưa
-Vùng lòng chảo Amazon và Orinoco ở Nam Mỹ.
-Vùng lòng chảo Congo, Nigeria, Dămbia và Madagasca. -Vùng Ấn Độ - Mã Lai - Neudilan
Đặc điểm của quần xã là chủng loại động thực vật đa dạng và phong phú.
Các vùng trên có khác nhau về thành phần loài nhưng cấu trúc và sinh thái học của rừng thì giống nhau.
Rừng mưa có a.di phân tầng rõ rệt. Cây trong rừng được chia là 3 tầng. -Cây rất cao, thưa, thường vượt lên cao hơn mức độ chung.
-Tán rừng do thảm cây xanh quanh năm tạo thành thảm ở độ cao 24 - 30m. -Tầng thấp thường rất rậm rạp ở nơi có ánh sáng xuyên qua tán rừng. Tầng trên và tán rừng làm cho rừng mưa có ạng mấp mơ.
Đối với loại rừng này có tính chất đặc trưng là gồm nhiều cây leo, đặc biệt là
dây leo và thực vật biểu sinh thường phủ kin các thân cây lớn. Số lượng loài động vật, thực vật ở đây rất lớn.
Ví dụ: Trên 1 ha số lồi thực vật có thể nhiều hơn so với tất cả hệ thực vật của châu Âu. Rừng mưa nhiệt đới trên thực tế “không hề bị cháy”.
Hệ động vật cũng rất phong phú, ngồi động vật có vú sống ở trên cây, ở đây còn gặp khá nhiều tắc kè, kỳ đà, trăn, rắn, ếch và chim, kiến, côn trùng cánh
thẳng, bướm ngày, bướm cỏ. Khu hệ động vật, thực vật rất đa dạng.
Ví dụ : Trên 15km2 ở vùng Barro Cororado ở vùng Kênh đào Panama đã tìm
được 20.000 lồi cơn trùng; trong khi đó cả nước Pháp số lượng lồi chỉ vỏn vẹn
có vài ba trăm.
Mối và quả cây là thức ăn chính của động vật trong các rừng nhiệt đới.
Trong rừng có nhiều loại chim ăn thực vật như vẹt, chim phượng hoàng và các loài chim khác, các loài chim thường làm tổ treo, cịn cơn trùng xây các kén treo. Phần lớn động vật ở rừng mưa có màu sắc nguỵ trang, trong số đó nhiều loại hoạt
động về ban đêm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
c. Quần xã sinh học savan nhiệt đới
Các savan nhiệt đới (hoang mạc với cây gỗ thưa thớt hoặc một số nhóm cây gỗ) nằm trong các vùng ẩm, nơi có lượng mưa 1000-1500 mm nhưng lại có mùa khơ dài và trong thời kỳ này thường xảy ra cháy rừng. Vùng savan chủ yếu là ở
Thảm thực vật ở đây gồm một số lượng lồi khơng nhiều. Một số cây gỗ
thưa thớt có sự khác biệt rõ rệt với các loài sống trong rừng mưa. Thường trên mỗi một khu vực rộng chỉ có một lồi hồ thảo. Loại cây bụi nào đó chiếm ưu thế.
Về số lượng và chủng loại của các quần thể động vật móng guốc rất phong
phú và đa dạng. Ở đây có nhiều loại động vật ăn cỏ và chồi non như sơn dương,
trâu, ngựa vằn và hươu cao cổ. Cơn trùng có số lượng nhiều nhất trong mùa ẩm, khi có nhiều lồi chim làm tổ,cịn bị sát thì hoạt động mạnh về mùa khô.
III.Hệ sinh thái (Ecosystem)
Nơi sống của quần xã (sinh cảnh) và những lồi sinh vật sống trên đó (quần xã) là hai thành phần của một khối thống nhất không thể tách rời và tác động lẫn nhau, tạo thành một hệ thống tương đối ổn định bền vững. Hệ đó được gọi là hệ
sinh thái (ecosystem)
1.Khái niệm
Quần xã sinh sống trong một khoảng không gian nhất định (sinh cảnh) trong
đó có các nhân tố vơ sinh. Tập hợp đó (quần xã và sinh cảnh) tạo nên một hệ sinh
thái. Sinh cảnh có chứa nguồn sống đầy đủ để duy trì quần xã → sinh cảnh và quần xã là hai thành phần của một thể thống nhất.
Một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các thành phần chủ yếu như sau : -Chất vô cơ.
-Vật cung cấp (vật sản xuất) (vô cơ → hữu cơ) -Vật tiêu thụ
-Vật phân giải (hữu cơ →vô cơ)
Tất cả các hệ sinh thái đều có yêu cầu về nguồn năng lượng bên ngoài (ánh sáng măt trời) để hoạt động. Trong hệ sinh thái các yếu tố vô sinh cần thiết cho sự sống như nitơ, cacbon, đều được sử dụng và tái sử dụng theo chu trình nên chúng
được lưu hành trong quần xã. Các loài sinh vật của hệ sinh thái được gắn bó với
nhau bởi quan hệ dinh dưỡng, khi chúng chết đi xác chúng bị nấm và vi khuẩn
phân huỷ thành chất vô cơ. Như vậy giữa các loài sinh vật trong một quần xã và giữa quần xã với ngoại cảnh của nó có sự trao đổi chất và năng lượng →quần xã và sinh cảnh tạo thành một thể thống nhất.
Một cánh rừng, một các hồ đều được coi là hệ sinh thái có thể tóm lược các dạng của hệ sinh thái như sau :
-Hệ sinh thái trên cạn (cánh rừng)
Chất vô cơ → cỏ (vật sản xuất )→ Thỏ (Vật tiêu thụ)→ Cáo (Vật tiêu thụ) → Nấm và vi khuẩn (vật phân giải ) → chất vô cơ.
-Hệ sinh thái ở nước (hồ nước)
Chất vô cơ → Thực vật nổi → động vật nổi → Cá mè → nấm và vi khuẩn → chất vô cơ.
Chất mùn bã → động vật đáy → cá chép → nấm và vi khuẩn → chất vô cơ.
2.Chuỗi và lưới thức ăn
Các thành phần của quần xã liên hệ với nhau bằng quan hệ dinh dưỡng. Quan hệ dinh dưỡng của các loài trong quần xã được thực hiện bằng chuỗi và lưới thức ăn.
a.Chuỗi thức ăn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Người ta gọi chuỗi thức ăn là một dãy bao gồm nhiều loài sinh vật, mỗi lồi là một “mắc xích thức ăn”; mắc xích thức ăn sau tiêu thụ mắc xích ở phía trước,
nó lại bị mắc xích ở phía sau tiêu thụ. Ví dụ : Cỏ → Thỏ → Cáo → Beo Có 2 loại chuỗi thức ăn
*Chuỗi thức ăn mở đầu bằng cây xanh : Chuỗi này bao gồm những thành
phần cơ bản.
-Vật cung cấp : (cây xanh)
-Vật tiêu thụ cấp 1 : bao gồm động vật ăn thực vật sử dụng cây xanh.
-Vật tiêu thụ cấp 2 : bao gồm động vật ăn thịt sử dụng vật tiêu thụ cấp 1 làm thức ăn.
-Vật tiêu thụ cấp 2 và cấp 3 có thể là vật ăn thịt hoặc ký sinh trùng. -Vật phân huỷ (vi khuẩn, nấm hoại sinh)
*Chuỗi thức ăn mở đầu bắt chất hữu cơ đã bị phân huỷ và vật tiêu thụ cấp 1 là vật phân huỷ.
Ví dụ : Chất mùn bã hữu cơ → mối → nhện
Chất mùn bã hữu cơ → động vật đáy → cá chép.
Vật phân huỷ ở đây có thể là động vật khơng xương sống sống trong đất tiêu thụ lá rụng, hoặc vi khuẩn, nấm phân huỷ chất hữu cơ.
Mỗi loài trong quần xã không phải chỉ liên hệ với một chuỗi thức ăn, mà có
thể liên hệ với nhiều chuỗi thức ăn. tất cả các chuỗi thức ăn trong quần xã họp
thành lưới thức ăn.
3.Chu trình vật chất trong hệ sinh thái
Đó là chu trình vận động các chất vô cơ trong hệ sinh thái theo đường từ ngoại
cảnh chuyền vào cơ thể sinh vật rồi từ cơ thể sinh vật chuyền trở lại ngoại cảnh.