Bài giảng bảo vệ rừng tổng hợp chương 6 gs ts nguyễn thế nhã (tt)

Quần thể vật ăn thịt tăng lên theo số lượng con mồi.. R = kích thước quần thể con mồi “tài nguyên” P = kích thước quần thể vật bắt mồi ăn thịt r = Tỷ lệ tăng trưởng theo hàm số mũ của

6.5 Sinh vật bắt mồi ăn thịt

1 Quan hệ SVBM ăn thịt-con mồi

2 Mô hình bắt mồi ăn thịt

3 Sự thích ứng chức năng hay số lượng

(Functional vs numeric response)

4 Độ bền vững của mô hình vật ăn

thịt-con mồi

Hai vấn đề lớn:

1 Vật ăn thịt hạn chế quần thể con mồi dưới sức chứa môi trường K

Con mồi (bét)

Vật ăn thịt

−

−

4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4

Tháng

2 Quần thể vật ăn thịt và con mồi tăng

hay giảm theo vòng quy luật

Mèo rừng = Bắt mồi

Thỏ = Con mồi

Vòng quan hệ vật ăn thịt – con mồi:

1 Vật ăn thịt ăn con mồi và làm giảm

số lượng của chúng

2 Vật ăn thịt bị đói nên giảm số lượng

3 Do có ít vật ăn thịt hơn nên con mồi

có tỷ lệ sông sót cao hơn do đó quần

thể con mồi lại tăng lên

4 Quần thể con mồi tăng lại tạo điều

kiện để vật ăn thịt tăng lên

Và cứ tiếp tục như vậy …

Mô hình Lotka-Volterra: Tóm tắt

1 Con mồi gia tăng theo hàm số mũ khi thiếu vắng vật ăn thịt

2 Ăn thịt tỷ lệ thuận với sức sinh sản của con mồi và vật ăn thịt (bắt gặp ngẫu nhiên)

3 Quần thể vật ăn thịt tăng lên theo số lượng con mồi Tỷ lệ chết phụ thuộc vào mật độ con mồi

R = kích thước quần thể con mồi (“tài nguyên”)

P = kích thước quần thể vật bắt mồi ăn thịt

r = Tỷ lệ tăng trưởng theo hàm số mũ của con

mồi (exponential growth rate of the prey)

c = Hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt (capture

efficiency of the predators)

cRP rR dt

dR





cRP rR dt

dR





Tỷ lệ thay đổi của quần thể con mồi

Tỷ lệ tăng trưởng tiềm năng của con mồi

Lượng con mồi

bị vật ăn thịt ăn

Vật ăn thịt (VAT):

a = Hiệu lực thay đổi con mồi thành VAT

d = tỷ lệ chết của VAT

dP acRP dt

dP





Tốc độ thay đổi

của quần thể

VAT

Mức biến đổi thành VAT của con mồi

Tỷ lệ chết của VAT

• Con mồi tiến tới trạng thái cân bằng khi

dR/dt = 0

– Trạng thái cân bằng (equilibrium – state)

– Quần thể ở trạng thái cân bằng không thay đổi

• Sự ổn định của quần thể con mồi phụ thuộc vào kích thước quần thể vật ăn thịt

cRP rR dt

dR





c

r

P 

• Quần thể vật ăn thịt tiến tới trạng thái

cân bằng khi dP/dt = 0

• Quần thể VAT ổn định phụ thuộc vào

kích thước quần thể con mồi

dP acRP

dt

dP





ac

d

R 

• Đường đẳng khuynh (Isocline) –

Quần thể không thay đổi

• Số lượng VAT không đổi nếu R = d/ac

• Số lượng con mồi không đổi nếu P = r/c

R = kích thước quần thể con mồi (“tài nguyên”)

P = kích thước quần thể vật ăn thịt

r = Tỷ lệ tăng trưởng của con mồi

c = Hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt

a = Hiệu lực con mồi thành VAT

Số lượng con mồi (R)

Số lượng

VAT (P)

c

r

P 

ac

d

R

VAT có số lượng không đổi khi:

Con mồi ổn định khi:

Số lượng con mồi (R)

Số lượng

VAT (P)

d/ac

r/c

Đường đẳng khuynh

của CON MỒI

c

r

P

Con mồi ổn định khi:

Con mồi tăng Con mồi giảm

Số lượng CON MỒI phụ thuộc vào quần thể VAT

Số lượng con mồi (R)

Số lượng

VAT (P)

d/ac

VAT đẳng khuynh

ac

d

R 

VAT ổn định khi:

Số lượng VAT phụ thuộc vào quần thể con mồi

VAT tăng VAT giảm

Số lượng con mồi (R)

Số lượng

VAT (P)

d/ac

r/c

Điểm cân bằng equilibrium

c

r

P 

ac d

R 

Số lượng CON MỒI (R) Số

Thời gian

Một vòng con mồi

Con mồi

Vật ăn thịt

Sự thay đổi số lượng CON MỒI có

thể gây ra 2 loại phản ứng:

Phản ứng chức năng (Functional

response) – Mối quan hệ giữa cá thể

vật ăn thịt với mật độ con mồi

Phản ứng lượng (Numeric response) –

thay đổi số lượng quần thể VAT ứng

với khả năng kiếm mồi

Mô hình Lotka-Volterra: ăn thịt (tiêu thụ)

con mồi tỷ lệ thuận với khả năng có con

mồi (cRP)

– Type I mô hình chức năng (functional response)

– VAT không bao giờ được thõa mãn – Không hạn chế tốc độ sinh trưởng của VAT

Sinh khối cỏ g/m 2

Type II functional response – tỷ lệ ăn

thịt con mồi mới đầu tăng, nhưng sau

đó VAT bão hòa (giới hạn trên của sức

tiêu diệt con mồi)

Mật độ con mồi (CoM)

Type III functional response – sức ăn thịt con mồi thấp khi mật độ con mồi thấp, sau đó tăng lên, rồi đạt giới hạn

trên

Tại sao có type III functional response?

– Khi mật độ thấp, con mồi có cơ hội ẩn náu,

nhưng khi mật độ cao hơn dẫn tới thiếu

chỗ ẩn nấp

– VAT ngày càng có khả năng bắt mồi tốt

hơn khi có nhiều con mồi

– VAT có thể thay đổi loài con mồi khi mật

độ con mồi cao hay thấp

Mật độ quần thể con mồi

Sự thay đổi số lượng (phản ứng số) do

• Sinh trưởng của quần thể

– (Thông thường đa số quần thể VAT sinh

trưởng chậm)

• Sự nhập cư

– Quần thể VAT có thể bị hấp dẫn bởi sự

bùng nổ số lượng con mồi

mèo Chó sói

Thỏ hoang

Năm

Mối quan hệ dạng chu kỳ VAT-CoM có thể không bền

– Loài bắt mồi lợi hại có thể làm tuyệt giống con mồi (CoM)

– Một khi quần thể vượt quá điểm cân bằng

có thể không còn sức để quay trở về điểm cân bằng nữa

– Có thể sự dao động nẫu nhiên khiến cho 1 loài hoặc cả 2 loài bị tuyệt diệt

Các yếu tố thúc đẩy sự bền vững của mối quan hệ VAT-CoM

1 Vật ăn thịt không lợi hại (con mồi thoát nạn)

– Vật ăn thịt không hiệu quả (giá trị c thấp)

cho phép nhiều con mồi sống sót – Nhiều con mồi sống tạo điều kiện nguồn sinh sống cho nhiều vật ăn thịt

2 Các yếu tố bên ngoài hạn chế quần thể

– Tỷ lệ VAT chết (d ) cao – Tỷ lệ tăng trưởng CoM (r) thấp

3 Có nguồn thức ăn khác cho VAT

– Giảm áp lực tới quần thể con mồi CoM

4 Có nơi ẩn náu khỏ bị ăn thịt khi mật độ

con mồi thấp

– Ngăn cản quần thể con mồi giảm xuống

quá thấp

5 Phản ứng thay đổi số lượng nhanh

của VAT khi quần thể con mồi thay

đổi

• Thí nghiệm của Huffaker về sự chung

sống giữa VAT-CoM

• 2 loài ve bét, loài ăn thịt và con mồi

• Bắt đầu thí nghiệm – VAT săn đuổi dẫn

tới nguy cơ tuyệt chủng con mồi, sau đó

tự VAT cũng bị tuyệt diệt

• Đưa rào cản phân tách tạo điều kiện để

VAT và CoM cùng chung sống

Nơi ẩn náu khỏi bị ăn thịt cho phép VAT và CoM cùng chung sống

Chu kỳ 1 Chu kỳ 2 Chu kỳ 2

Con mồi

Ăn thịt

Mật độ quần thể con mồi

Tốc độ sinh

trưởng trên

đầu cá thể

K

Sự bùng nổ số lượng con mồi (“dịch CoM)

cRP



dt

dR

Đường cong sinh trưởng của quần thể Tỷ lệ chết trên

đầu cá thể

K

Type III đối với VAT

) (predation dt

dR



Mật độ quần thể con mồi

Tình trạng bền vững của mối quan hệ VAT-CoM Dưới điểm A – Tỷ lệ sinh > Tỷ lệ chết; Quần

thể gia tăng số lượng

A

Tại điểm A – Điểm cân bằng bền vững; quần

thể tăng khi ở dưới điểm A và sẽ giảm khi ở

trên điểm A

A

Giữa điểm A & B – VAT làm giảm quần thể trở

về điểm A

A B

Điểm cân bằng không bền (Unstable

equilibrium) – Điểm cân bằng mà quần

thể chuyển sang điểm cân bằng mới,

khác trước khi bị nhiễu loạn môi trường

Điểm B – Điểm cân bằng không bền; dưới điểm

B, hoạt động ăn thịt đẩy quần thể về điểm A;

trên điểm B, VAT có hiệu lực bắt mồi thấp, quần thể giảm xuống điểm C

B

Giữa điểm B & C – VAT có hiệu lục thấp con

mồi tăng tới điểm C

B

Điểm C – Cân bằng bền vững

B

• Hệ VAT-CoM có nhiều trạng thái bền

vững khác nhau

• Giảm số lượng VAT có thể dẫn tới dịch

con mồi

Tỷ lệ sinh

Tỷ lệ chết