Sinh quyển

Có 2 kiểu tạo ra các loài đồng hình Tiến hoá đồng quy: các loài khác nhau về nguồn gốctổ tiên nhưng sống trong cùng 1 môi trường vàgiống nhau về hình dạng, tập tính cá mập, thằn lằnvây

Chương 5 Sinh quyển

Biosphere

TS.Nguyễn Thị Mai

ngtpmai@gmail.com

Sinh quyển ?

TS Nguyễn Thị Mai

2

Sự tiến hóa của sinh quyển

Sự ra đời và tiến hóa của sinh quyển

 Sinh quyển là 1 HST duy nhất khổng lồ của hànhtinh, là 1 màng sống bao quanh hành tinh, độ cao tối

đa từ 6000 - 7000m; ở trên cạn xuống sâu 20 - 30mdưới mặt đất; ở biển và đại dương sâu nhất là11.023m (hố Marianas, Tây Bắc Philipin)

 Trái đất xuất hiện cách đây 4,6 tỷ năm Sau khi tráiđất hình thành 0,6 tỷ năm, đại dương mới hìnhthành

 Trước khi sự sống ra đời trên trái đất, khí quyển chứa đầy N2, NH3, H2, CO2, bụi vũ trụ

và hơi nước, chưa có O2,

 Nếu không có khí quyển, nhiệt độ trái đất sẽ

là -15oC, nhờ có hiện tượng “Nhà kính" làm cho nhiệt độ trung bình trên trái đất là 18oC

 thích hợp cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật.

- Sự sống ra đời, cách đây 3,5 tỷ năm, dưới dạng thể kị khí

 Trước kỷ Cambri: cơ thể đơn bào dị dưỡng, kị khí,(nấm men) sống nhờ vào các chất hữu cơ được lênmen kị khí (sinh vật nhân sơ – Prokaryot - nguyên liệunhân là vòng xoắn kép AND không có màng bao bọc )

 Khi xuất hiện O2, tạo nên lớp O3 xuất hiện sự sống vàphân bố rộng (tế bào nhân thực - Eukaryot - gồm chấtnhiễm sắc và tiểu hạch, có màng bao bọc) và tồn tạikiểu hô hấp hiếu khí

 Các loài tảo tự dưỡng xuất hiện → hàm lượng O2 trongkhí quyển đạt 0,6% của khí quyển (3 - 4%) (cách đâykhoảng 1 tỉ năm)

 700 triệu năm về trước, khi hàm lượng O2 trong khí

quyển đạt 20,94% (8%) thì động vật đa bào (Metazoa)

ra đời

 Đến kỷ Cambri (đầu đại Cổ sinh), nhiều dạng động vậtmới, có tổ chức cao hơn phát triển như Thân mềm,rong biển, tổ tiên thực vật có hạt và động vật có dâysống

 Vào đại Paleozoi (Cổ sinh), sự sống xâm nhập vào lụcđịa O2 ngày một tăng và lượng thức ăn giàu có đã đưađến sự phát triển và tiến hóa của các nhóm sinh vật lớnkhác như cá, bò sát cổ đại

- Giữa Paleozoi, khoảng 400 triệu năm về trước, hàmlượng O2 đạt đến 20% và tỉ lệ CO2/O2 ổn định như mức ởthời kỳ tiền cách mạng Công nghiệp (giữa thế kỷ XVIII).

 Cuối Paleozoi, hàm lượng O2 giảm, CO2 tăng đã làmthay đổi khí hậu toàn hành tinh, kích thích sự "nở hoa

tự dưỡng“ → tạo những dạng nhiên liệu hóa thạchnhư than đá, dầu mỏ và khí đốt.Tiếp sau, hàm lượng

CO2 giảm, O2 tăng và tỉ số CO2/O2 lại ổn định

 Từ sau cuộc cách mạng Công nghiệp đến nay, hàmlượng CO2 gia tăng, còn O2 không hề biến động, tỉ số

CO2/O2 bị phá vỡ so với hàng triệu năm về trước theochiều hướng tăng lên rõ rệt bởi hoạt động kinh tế củacon người

Như vậy, có 2 giai đoạn chính của tiến hóa:

 Tiến hóa hóa học

 Tiến hóa sinh học: Ban đầu là dị dưỡng (P/R

< 1) rồi sang tự dưỡng (P/R > 1); tiếp theo tự dưỡng giảm, dị dưỡng tăng và đạt tới cân

bằng (P/R =1)

Sự tiến hóa của sinh vật

- Qui luật của tiến hóa là quá trình chọn lọc tự nhiên, trong

đó đồng tiến hóa, chọn lọc nhóm và chọn lọc quần xãđóng vai trò chủ chốt (Cạnh tranh là động lực)

- Trong quá trình CLTN, các loài có vùng phân bố rộng, bịngăn cách địa lý, trong quá trình phát triển lâu dài sẽ ítquan hệ với nhau, hình thành nên các loài khác nhau

về vùng phân bố (loài dị hình) Đây là cơ chế hìnhthành loài mới

Có 2 kiểu tạo ra các loài đồng hình

 Tiến hoá đồng quy: các loài khác nhau về nguồn gốc(tổ tiên) nhưng sống trong cùng 1 môi trường vàgiống nhau về hình dạng, tập tính (cá mập, thằn lằnvây cá, chim cánh cụt, cá heo)

 Tiến hoá song song: các loài cùng nguồn gốc (tổtiên) nhưng tách ra sống ở môi trường khác nhau vàgiống nhau về hình dạng, tập tính (thú túi và thúnhau sống ở châu lục khác nhau)

MAB được thành lập vào Phiên họp lần thứ 16 của UNESCO (1970), là Chương trình dài hạn liên chính phủ và liên ngành

CHƯƠNG TRÌNH CON NGƯỜI VÀ SINH QUYỂN (MAB)

MAB đã tập trung các nghiên

cứu, đào tạo, quan trắc, giáo dục:

tìm kiếm sự cân bằng giữa các

yếu tố:

 Trách nhiệm của con người

trong việc duy trì tự nhiên và bảo tồn đa dạng sinh học

 Các nhu cầu của con người sử

dụng tài nguyên thiên nhiên để phá triển kinh tế xã hội và cuộc sống của con người.

Khu Dự trữ Sinh quyển (1976): áp dụng cácnguyên tắc phát triểnbền vững, duy trì một

sự cân bằng giữa bảo tồn thiên nhiên và đa dạng sinh học và sự phát triển kinh tế xã hội của các nơi này và con người,

TS Nguyễn Thị Mai

12

Có 4.151 loài động vật và thực vật với 7 hệ sinh thái:

1 Rừng mưa nguyên sinh trên đảo

đá vôi lớn nhất Việt Nam

2.Rạn san hô phát triển bậc nhất

7 Đáy biển tương đối bằng phẳng,

trong xanh in hình của 388 hòn đảo.

1 Khu sinh quyển Cát Bà (02/12/2004)

Tổng diện tích: 26.241 ha

Khu sinh quyển này

có đại diện của hầu

hết các cảnh quan

nhiệt đới từ rừng

già nguyên sinh

đến các trảng cỏ,

cây bụi và không

gian văn hóa của

hơn mười sắc tộc

trong cộng đồng

các dân tộc Miền

Tây Nghệ An

TS Nguyễn Thị Mai

17

6 Khu DTSQ Cần Giờ (21/01/2000);

71,370 ha

Là hệ sinh thái trung gian giữa hệ sinh thái thủy vực với

hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái nước mặn 150 loài thực vật

khu hệ động vật thủy sinh

không xương sống với trên

700 loài, khu hệ cá trên 130

loài, khu hệ động vật có xương

sống có 9 loài lưỡng thê, 31

loài bò sát, 4 loài có vú.

Khu hệ chim có khoảng 130

loài thuộc 47 họ, 17 bộ Trong

đó có 51 loài chim nước và 79

loài không phải chim nước

sống trong nhiều sinh cảnh

khác nhau.

Các hệ sinh thái ở đây cực kỳ

quan trọng với chức năng điều

hoà nước vùng thượng nguồn

sông Đồng Nai

Vườn quốc gia Cát Tiên, Khu

bảo tồn thiên nhiên và Di tích

Vính Cửu, Khu Ramsar Bàu

Sấu, Khu Di sản Văn hóa Cát

Tiên Một mô hình phát triển

bền vững hài hòa giữa con

người và thiên nhiên dựa

trên sự đa dạng văn hóa 11

dân tộc.

 Việt Nam có 275 loài thú, 828 loài chim, 180 loài bòsát, hơn 470 loài cá nước ngọt, gần 2000 loài cábiển TV có 10.484 loài (dự báo có 12.000 loài).

 Nguồn gen để chọn lọc, lai tạo các giống cây trồng, vật nuôi

 ĐDSH có nguồn lợi khai thác của con người.

 ĐDSH tạo ra cảnh quan thiên nhiên, làm phong phú cuộc sống tinh thần của con người.

Khỉ đuôI lợn

Khỉ đuôI dài

24 TS Nguyễn Thị Mai

25 TS Nguyễn Thị Mai

Vọoc đùi mông trắng

Chà vá chân nâu

Thông đỏ

Tê giác một sừng

KHU SINH HỌC

TS Nguyễn Thị Mai

27

Các khu sinh học trên cạn

 Đặc tính chủ yếu để phân chia các khu sinh học trên

cạn là các dạng sống của các thảm thực vật ở trạngthái cao đỉnh, nhưng có những đặc trưng riêng về khíhậu, khu hệ thực vật và động vật

 Trên lục địa, điều kiện khí hậu rất khác nhau, đặc biệt

là nhiệt độ và lượng mưa Đó là các yếu tố chínhhình thành nên các khu sinh học trên cạn

 Biome là một HST lớn, có giới hạn tương đối và đặc

trưng bởi tiểu khí hậu đặc thù, nó là quần xã lớn baogồm cả các loài động vật sống trong quần hệ thực vật

và đặc tính chủ yếu cho phép phân chia và nhậndạng các biome chính là các dạng sống (cây cỏ, bụi,các loài động vật, cây gổ,…

Đồng rêu bao quanh bắc cực, viền lấy toàn bộ phần đấtBắc bán cầu, gồm Bắc Mỹ, Bắc âu, các đảo Greenland.

Đặc trưng:

 Nhiệt độ cực thấp, luôn phủ băng tuyết

 Thời gian chiếu sáng rất ngắn, mùa sinh trưởng ngắn

 Độ ngưng tụ của hơi nước rất thấp, nền đất khô cứng

 Số lượng các loài rất ít, chủ yếu cỏ (cỏ bông), rêu vàđịa y

 Động vật chủ yếu có hươu tuần lộc, hươu kéo xe, thỏ,chó sói và gấu trắng bắc cực, chuột lemmus, chuộttarmigan, Chúng có thời gian ngủ đông rất dài

 Diện tích rộng, ảnh hưởng khai thác của con người rất

ít, đây là khu dự trữ sinh quyển quan trọng

Đài nguyên (Tundra) hay Đồng rêu

 Động vật chủ yếu có hươu tuần lộc, hươu kéo

xe, thỏ, chó sói và gấu trắng bắc cực, chuộtlemmus, chuột tarmigan, Chúng có thời gianngủ đông rất dài

 Diện tích rộng, ảnh hưởng khai thác của conngười rất ít, đây là khu dự trữ sinh quyển quantrọng

Rừng lá kim (Taiga)

Nằm kế tiếp sau khu đồng rêu về phía nam Vùng này có diện tích rất lớn ở Siberi (85 triệu Km 2 ~ 6000km x 14000 km).

 Hệ động vật đa dạng hơn đồng rêu Ngoài các thú nhỏ như thỏ, linh miêu, cáo sói, gấu, còn có nhiều loài côn trùng.

Rừng lá kim

Rừng rừng ôn đới lá rộng

Trước đây, rừng bao phủ phần phía đông Bắc Mỹ, toàn

bộ châu Âu, bắc Trung Quốc và 1 phần nam TrungQuốc, bắc Triều Tiên, Nhật Bản, châu Úc và phía tâynam châu Mỹ Do sự phát triển của châu Âu, Bắc Mỹ vàViễn Đông, nhất là việc khai thác lấy gỗ xây dựng vàonhững năm 80-90 của thế kỷ 19, nên diện tích rừng này

đã bị thu hẹp rất nhiều Hiện còn chủ yếu là rừng trồng

Đặc trưng:

 Thành phần thực vật đa dạng, đại diện là thông trắng,thông đỏ, sến đỏ

 Thành phần động vật phong phú cả về loài và số lượng

cá thể, từ côn trùng đến thú, nhưng không có loài nào

có ưu thế đặc biệt

Rừng khô rụng lá

Rừng mưa nhiệt đới (rừng ẩm thường xanh nhiệt

đới) Nằm ở vùng vành đai xích đạo

Đặc trưng:

 Điều kiện khí hậu có nền nhiệt độ cao và ổn định, mưanhiều (lượng mưa trên 2250mm đến 4500mm, ởCamơrun là 10.170mm)

 Rừng phân tầng, cây cao, tán hẹp chen nhau, thànhphần loài rất đa dạng Một số nơi có kiểu rừng mưabiến đổi như rừng rụng lá vào mùa khô, do hoạt độngcủa gió mùa (Rừng loại này có ở núi cao vùng nhiệtđới)

 Thành phần động vật rất phong phú, sống từ dưới lớpđất và lá mục đến các tán cây: sóc bay, cầy bay, khỉ,vượn, đười ươi, tinh tinh

Rừng nhiệt đới

Savan (Đồng cỏ hay Thảo nguyên)

 Vùng ôn đới: Đồng cỏ còn gọi là Thảo nguyên;riêng ở châu Âu gọi là Steppe; ở Bắc Mỹ gọi làPrairie Phần lớn đồng cỏ vùng ôn đới thườngđược chuyển thành các đồng cỏ chăn nuôi

 Vùng nhiệt đới: Đồng cỏ (ở Nam Mỹ gọi là

Pampas) hay Savan (Savannah) gặp ở Châu Phi,

Úc, Nam Mỹ và nam Á

Đặc trưng:

 Lượng mưa trung bình và có chế độ mưa khácnhau ở 2 loại đồng cỏ (ở vùng nhiệt đới: 1000-1500mm; ở vùng ôn đới: 250-750mm)

 Động vật giới chủ yếu là thú móng guốc như sơndương, ngựa vằn, trâu, bò, kèm theo là các nhómđộng vật ăn thịt như hổ, báo, mèo rừng, và 1 số loàichim ăn thit cỡ lớn như chim ưng.

 Nhiều nơi ở Châu phi, Châu úc bị chuyển thành nơichăn thả gia súc quá mức, gây ra các hậu quả:

- Các loài di nhập (thỏ, cừu) cạnh tranh lấn át các loàiđịa phương

- Cỏ bị khai thác quá mức, do các vết chân dẫm đạpcủa đàn gia súc đông đúc, một số khu cư trú dân dumục phát triển thành thành phố, nên đất ngày mộtkhô cứng, dẫn đến hoang mạc hóa

Hệ sinh thái đồng cỏ

Rừng lá cứng và rừng có gai

* Saparan (Chaparral) và rừng lá cứng phân bố ở California, Mexico,

2 bờ Địa Trung Hải, Chi Lê, dọc bờ nam Đại Tây Dương (nơi có khí hậu ôn hoà, mưa nhiều vào mùa đông, khô trong mùa hè).

Đặc trưng:

 Lượng mưa không cao

 Hệ thực vật chủ yếu là cây gỗ cây bụi lá dày, cứng, thường xanh quanh năm, lá cứng Một số nơi nhiều loài cây bụi có nốt sần với vi khuẩn cố định đạm ở rể.

* Rừng có gai nằm giữa thảo nguyên và hoang mạc (giữa nam Phi, Tây Phi, 1 phần Tây Nam Á)

Đặc trưng:

 Hệ thực vật chủ yếu là cây gỗ nhỏ, gai mềm, lá nhỏ và rụng vào mùa khô.

Rừng lá cứng

Hoang mạc và sa mạc

Đặc trưng:

 Lượng mưa rất ít, < 250mm, có khi không mưa

 Nhiệt độ cao, rất biến đổi nên đời sống SV rất khó khăn

 Các loài thực vật sống ở đây là TV chịu hạn (rụng lá vào mùa khô, lá biến thành gai hoặc thân mập mọng nước, rễ

ăn sâu hoặc lan rộng) Hệ TV rất nghèo; ở những ốc đảo, thực vật phong phú hơn.

 Động vật khá nghèo, chủ yếu các loài chịu nóng (ăn đêm, ở hang, phân khô, tiểu ít) với đặc trưng là chân cao, cổ cao (có khi 2m) gồm các loài chân đốt sống dưới đất, ruồi, muỗi, rắn hang, chuột nhảy, chó hoang, lạc đà, đà điểu (có khả năng lấy nước từ nội bào).

Sa mạc

- Hồ nhân tạo là các hồ chứa do con người tạo ra Đây

là dạng trung gian giữa sông và hồ (Việt Nam có hơn

3000 hồ chứa lớn và khoảng 3700 hồ nhỏ)

Hệ sinh thái nước ngọt

 Độ muối và các yếu tố môi trường khác rất không ổnđịnh theo không gian và theo thời gian, nhưng sựbiến thiên mang tính chu kỳ.

 Phân bố trong vùng cửa sông là những loài sinh vậtrộng sinh cảnh, đặc biệt là rộng muối

Hệ sinh thái rừng ngập mặn

Biển và đại dương

 Đại dương chiếm 71% diện tích hành tinh và chứa khoảng 97,6% tổng lượng nước Độ sâu tối

đa là 11.023m (hố Marianas ở đông bắc Phillipne).

 So với lục địa, khá đồng nhất do các Đại dương thông nhau và quan hệ với nhau bởi các dòng hải lưu Toàn bộ khối nước phân hóa thành nhiều cảnh sống khác nhau:

§ Khối nước

* Từ tầng mặt xuống đáy: chia thành:

- Nước tầng mặt: là tầng Fotic (được chiếu sáng)

- Nước tầng giữa: có sự thay đổi lớn về nhiệt độ tạo nên các nêm nhiệt

- Nước tầng đáy: Tầng đáy và giữa không được chiếu sáng: gọi là tầng Aphotic

* Từ bờ ra khơi: chia thành:

- Vùng nước ven bờ (Coastal zone - Neritic)

- Vùng khơi - Oceanic

Hệ sinh thái biển

Các khu sinh học (Biomes)

tương ứng với 50km theo vĩ độ.

Hinh 5.2 Các khu sinh học theo đai cao ở vùng ôn đới

Thảo nguyên

Rừng lá rộngTaiga

Tundra

Băng

TS Nguyễn Thị Mai

55

Sự phân bố của các loài

 An ecozone is a continentally spanning region, defined by

outer barriers

 An ecoregion is a huge part of a landmass or ocean that has

a similar climate in common

 A biome is an area of similar climate where a cluster of

species is distributed throughout At any spot you might,

eventually, be able to take a similar collection of species

 A habitat is exactly that area a species preferres, where it

lives

 An ecosystem is a list of organisms (plants, animals, fungi,

bacteria, ) common within a biome and knowing their

intereactions, which animals eat which organisms, which

plants are fertilized or spread by which animals, which

parasites promote which deseases in what animal, what are symbioses between these organisms

TS Nguyễn Thị Mai

56

habitats

characterized by animals and plants with huge overlapping habitats.

of a grass land and the biome of a water hole.