5.1. Khái niệm diễn thế sinh thái
Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn khác nhau, từ dạng khởi đầu, đƣợc thay thế lần lƣợt bởi các dạng quần xã tiếp theo và cuối cùng thƣờng dẫn tới một quần xã tƣơng đối ổn định.
Quá trình diễn thế:
Hệ sinh thái trẻ - Hệ sinh thái già Hệ sinh thái đỉnh cực
Khái niệm hệ sinh thái đỉnh cực (climax): Là trạng thái mà hệ sinh thái thiết lập đƣợc sự cân bằng – cân bằng sinh thái: cân bằng giữa sinh vật – môi trƣờng, sinh vật – sinh vật. Cần lƣu ý rằng, hệ sinh thái đỉnh cực không phải luôn ổn định theo thời gian mà vẫn có những biến đổi một cách tự nhiên, dần dần (quá trình biến đổi là quá dài để có thế quan sát đƣợc) hay do tác động của con ngƣời. Do đó ngƣời ta nói, cân bằng của hệ sinh thái là cân bằng động.
5.2. Nguyên nhân dẫn đến diễn thế sinh thái
- Sự tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã
- Tác động của quần xã lên ngoại cảnh làm biến đổi mạnh mẽ ngoại cảnh đến mức gây ra diễn thế.
- Tác động của con ngƣời
5.3. Các loại diễn thế
5.3.1. Phân loại theo động lực của quá trình
Phân loại theo động lực của quá trình thì diễn thế đƣợc chia thành 2 dạng: nội diễn thế và ngoại diễn thế:
- Ngoại diễn thế: là diễn thế xảy ra do tác động hay sự kiểm soát của lực hay yếu tố bên ngoài. Ví dụ: một cơn bão đổ bộ vào bờ, huỷ hoại một hệ sinh thái nào đó. Sau đó, hệ sinh thái này sẽ dần phục hồi lại sau một khoảng thời gian. Ví dụ
khác nhƣ sự cháy rừng hay đồng cỏ tự nhiên, sau đó, hệ sinh thái rừng và đồng cỏ sẽ phục hồi dần thực hiện quá trình diễn thế.
- Nội diễn thế: là diễn thế xảy ra do động lực bên trong của hẹ sinh thái.
Trong quá trình diễn thế này loài ƣu thế của quần xã đóng vai trò quan trọng. Loài này làm cho môi trƣờng vật lý biến đổi đến mức bất lợi cho mình nhƣng lại thuận lợi cho một loài ƣu thế khác, có sức cạnh tranh cao hơn. Dần dần, loài này bị thay thế bởi loài khác. Sự thay thế lien tiếp các loài ƣu thế trong quần xã cũng chính là sự thay thế lien tiếp các quần xã này bằng các quần xã khác cho đến quần xã cuối cùng, cân bằng với điều kiện môi trƣờng sống.
5.3.2. Phân loại dựa theo “giá thể” - quần xã sinh vật ban đầu
Đƣợc chia thành 3 dạng: diễn thế nguyên sinh (diễn thế sơ cấp) và diễn thế thứ sinh (diễn thế thứ cấp).
- Diễn thế nguyên sinh: là diễn thế khởi đầu từ môi trƣờng trống trơn (đảo mới hình thành trên tro tàn núi lửa, đất mới bồi ở lòng sông). Nhóm sinh vật đầu tiên đƣợc phát tán đến đó hình thành nên quần xã tiên phong. Tiếp đó là một dãy quần xã tuần tự thay thế nhau. Khi có cân bằng sinh thái giữa quần xã và ngoại cảnh thì quần xã ổn định trong một thời gian tƣơng đối dài. Diễn thế nguyên sinh có thể xảy ra trên cạn hoặc dƣới nƣớc.
Ví dụ: Sự diễn thế của cây rừng ngập mặn (mangrove) ở vùng cửa sông. Ở cửa sông, các bãi bùn ban đầu còn chƣa có nhiều loài thực vật phát triển do điều kiện môi trƣờng không thuận lợi, duy chỉ có bần trắng, mắm trắng,…là những cây tiên phong – và là nhóm cây ƣu thế đầu tiên. Sự phát triển của nhóm này giúp cải thiện môi trƣờng: đất đƣợc tôn cao, thoáng khí hơn,… Điều kiện môi trƣờng đƣợc cải thiện giúp cho sự phát triển của các nhóm thực vật khác, lần lƣợt là: mắm lƣỡi đòng, đƣớc, dà quánh, xu vổi, vẹt khang, dây mủ,…dần tạo nên một quần xã hỗn hợp – có tính đa dạng cao hơn. Khi đó, các cây tiên phong không cạnh tranh nổi phải tàn lụi và lại di chuyển ra ngoài gần mặt nƣớc. Khi đất ngày một cao, độ muối
mảnh đất xâm lƣợc sau một thời kỳ ổn định để rồi lại theo gót cây tiên phong chinh phục vùng đất mới. Ở phía sau, điều kiện môi trƣờng lại thích hợpcho sự cƣ trú và phát triển của các nhóm thực vật nhƣ chà là, giá, thiênlý biển. Và gần về phía lục địa là nhóm thực vật nƣớc ngọt, đặc trung cho vùng đất chua phèn.
- Diễn thế thứ sinh: là diễn thế xuất hiện ở một môi trƣờng đã có một quần
xã sinh vật nhất định. Quần xã này vốn tƣơng đối ổn định nhƣng do thay đổi lớn về ngoại cảnh làm thay đổi hẳn cấu trúc quần xã sinh vật.
Ví dụ nhƣ nƣơng rẫy bỏ hoang lâu ngày, trảng cỏ và cây bụi phát triển và lâu dần là rừng cây gỗ xuất hiện.
- Diễn thế phân huỷ: là quá trình không dẫn tới một quần xã sinh vật ổn định,
mà theo hƣớng dần dần bị phân huỷ dƣới tác dụng của nhân tố sinh học.
Ví dụ, diễn thế của quần xã sinh vật trên xác một động vật hoặc trên một cây đổ.
5.3.3. Dựa theo mối quan hệ giữa tổng hợp (P) và phân huỷ (R) các chất hữu cơ của quần xã sinh vật
Diễn thế đƣợc chia thành 2 dạng: diễn thế tự dƣỡng và diễn thế tự dƣỡng.
- Diễn thế tự dưỡng: là quá trình phaấ triển đƣợc bắt đầu từ trạng thái với sức
sản xuất hay tổng hợp vƣợt quá quá trình phân huỷ các chất, tức là P/R >1, tức là ở đây hệ sinh thái đang tích luỹ sinh khối và chất hữu cơ để dần phát triển. Khi đạt tới trạng thái ổn định thì P/R dần tiến tới 1.
- Diễn thế dị dưỡng: ngƣợc lại với quá trình trên, diễn thế này đƣợc bắt đầu
với trạng thái P/R<1.
5.4. Tầm quan trọng thực tế của việc nghiên cứu diễn thế.
- Nghiên cứu diễn thế, ta có thể nắm đƣợc qui luật phát triển của quần xã sinh vật, hình dung đƣợc những quần xã tồn tại trƣớc đó và dự đoán những dạng quần xã sẽ thay thế trong những hoàn cảnh mới.
- Sự hiểu biết về diễn thế cho phép ta chủ động điều khiển sự phát triển của diễn thế theo hƣớng có lợi cho con ngƣời bằng những tác động lên điều kiện sống nhƣ: cải tạo đất, đẩy mạnh biện pháp chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, tiến hành các biện pháp thuỷ lợi, khai thác, bảo vệ hợp lý nguồn tài nguyên.