Bài giảng Sinh thái môi trường nâng cao (Bài giảng Cao học)

Thõng qua Bài giáng này sè giúp cho học viên có thế dự báo sự biến đối cua hệ sinh thái khi chịu tãc động của con người và đánh giá sức khóe hệ sinh thái dựa trên các chi thi với những k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

PGS.TS NGUYÊN THỊ MINH HÀNG

BÀI GIÀNG SINH THÁI MÔI TRƯỜNG NÂNG CAO

HÀ NỘI, 2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỞI NÓI DÀƯ iv

ĐANH MỤC BÁNG i

DANH MỤC HÌNH ii

DANH MỤC TỪ VIÉT TÁT vi

Chương ]: KHÁI QUÁT VÈ SINH THÁI HỌC SINH THÁI QUÀN THÊ VÀ SINH THÁI QUÀN XÀ 1

1.1 KHÁI QUÁT VÈ SINH THÁI HỌC 1

1.1.1 Khái niệm vé sinh thái học I 1.1.2 Sơ lược lịch sử phát triển sinh thái học 1

1.1.3 Cấu trúc của sinh thái hục 3

1.1.4 Ý nghĩa, nhiệm vụ cũa sinh thái học 4

1.2 QUY LUẬT TÁC DỘNG SỎ LƯỢNG CÙA CÁC NHÂN TÓ SINH THÁI 5

1.2.1 Khái niệm chung 5

1.2.2 Định luật lượng tối thiểu 6

1.2.3 Định luật vẻ sự chõng chiu (Qui luật VC giới hạn sinh thái) 7

1.3 SINH THÁI QUẢN THÉ 8

1.3.1 Định nghía 8

1.3.2 Mật độ quằn the 10

1.3.3 Thành phần cùa quần thể 10

1.3.4 Sự biến động cùa quần the 12

1.4 SINH THẢI QUÀN XẰ 17

1.4.1 Khái niệm và thành phân sinh thái quần xã 17

1.4.2 Đặc diem và hoạt dộng cơ ban cùa quân xã 21

CÂU HOI ÔN TẠP CHƯƠNG 1 27

Chương 2: HỆ SINH THÁI 28

2.1 KHÁI NIỆM VÈ HỆ SINH THÁI 28

2.1.1 Định nghĩa: 28

2.1.2 Cấu trúc cùa hệ sinh thái 28

2.1.3 Vi dụ về hộ sinh thái đơn gián: Ao hô 30

2.1.4 Dặc diem cua các hệ sinh thái 31

2.1.5 Phân lo?i hệ sinh thái 32

2.2 CHUỎI VÀ LƯỚI THỨC ĂN TRONG HỆ SINH THẢI 33

2.2.1 Chuồi thức ân trong hệ sinh thái 33

2.2.2 Lưới thức Ún trong hệ sinh thái 35

2.2.3 Ỷ nghĩa cua việc nghiên cứu chuồi thức ăn 36

2.3 ĐỎNG NÂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI 39

2.3.1 Các định luật liên quan dên hộ sinh thái 39

2.3.2 Sụ chuycn hóa nãng lượng trong hộ sinh thái 40

2.3.3 Sự tương tác giữa chuôi thức ãn và dòng nàng lượng 42

2.3.4 Nâng suất của hệ sinh thủi 43

2.4 VẬT CHÂT TRONG HỆ SINH THÁI 44

2.4.1 Khải niệm về vật chất, chu trinh sinh địa hóa 44

2.4.2 Chu trinh nước (Hydro cycle) 45

2.4.3 Chu trinh cacbơn (Carbon cycle) 46

2.4.4 Chu trình nitơ (Nitrogen cycle) 47

2.4.5 Chu trình photpho (Phosphorus cycle) 48

2.4.6 Chu trinh lưu huỳnh (Sulphur cycle) 49

2.4.7 Chu trinh các chắt dinh dường vùng nhiệt đới 50

CÂU IIÓI ÒN TẬP C1IƯ0NG 2 51

Chương 3: MỌT SÓ HỆ SINH THÁI NHÂN TẠO ĐIÊN HÌNH 52

3.1 HỆ SINH THẢI NÔNG THÔN-NÔNG NGHIỆP 52

3.1.1 Khái niệm và tô chức cùa hộ sinh thãi nông nghiệp 52

3.1.2 Đặc diêm cứa hệ sinh thái nông nghiệp 54

3.1.3 Các môi quan hộ trong hệ sinh thái nòng nghiệp 61

3.1.4 Xây dựng nông nghiệp bẽn vừng trẽn cơ sò sinh thãi học 65

3.2 HỆ SINH THÁI ĐÔ THỊ 78

3.2.1 Khải niệm về hệ sinh thái đỏ thị 78

3.2.2 Cấu trúc cùa hệ sinh thái đõ thị 79

3.2.3 Đặc dicm cua hẻ sinh thãi dô thị 81

CÂU HOI ÔN TẠP CHƯƠNG 3 84

Chương 4: MÔ HÌNH HÓA SINH THÁI 86

4.1 SINH THÁI HỌC HẸ THÒNG VÀ MÔ HỈNH HÓA SINH THÁI 86

4.1.1 Trao đổi vật chất trong các hệ sinh thái tụ nhiên 86

4.1.2 Mỏ hình hóa sinh thải nước sông 87

4.2.3 Mỏ hình hóa sinh thãi nước hồ 100

4.2 NGHIÊN cữu DIÉN HÌNH: ỨNG DỤNG MỘT MÔ HÌNH HỆ SINH THÁI ĐÊ NGHIẾN CỬU ĐỘNG Lực HỌC CƯA THỰC VẬT PHŨ DƯ VÀ CHÁT DINH DƯỜNG Ó B1ÉN ARIAKE, NHẠT BÁN 106

4.2.1 Giới thiệu vùng nghiên cứu 107

4.2.2 Mỏ tá về mõ hĩnh 111

4.2.3 Thiết lập mò hình 118

4.2.4 Kct quá và tháo luận 119

4.2.5 Kết luận 130

CÂU HOI ÔN TẠP CHƯƠNG 4 131

Chương 5: CHÌ TI1Ị SINH THÁI VẢ ĐÁNH GIÁ sức KHOE HỆ SINH THÁI 132

5.1 VAI TRÒ CỦA ĐÁNH GIẢ SỬC KHOE HẸ SINH THÃI TRONG QUÀN LÝ MỎI TRƯỜNG 132

5.2 CÁC CHÍ TH| SINH THÁI 135

5.2.1 Tông quan về chi thi sinh thái 135

5.2.2 Phương pháp lựa chọn chi thị sinh thái 138

5.2.3 Các chi sô dựa trên các chicn lược sinh thái 150

5.2.4 Các chi số dựa trên giá trị đa dạng 153

5.2.5 Các chi thị dựa trẽn sinh khối và sự phong phú của loài 157

5.2.6 Các chi chị tích hợp tất cả thông tin môi trưởng 158

5.3 CÁC CHI THỊ SINH THÁI ÁP DỰNG CHO EHA 163

5.3.1 Tổng quan về các chi thị sinh thái áp dụng cho EI1A 163

5.3.2 Quy (rinh EHA 163

5.4 NGHIÊN CỨU ĐIÉN HĨNH: ỨNG DỤNG CÁC CHÍ THI ĐÉ ĐÁNH GIÁ sửc KHÓE HẸ SINH THÁI VEN BIÉN 166

5.4.1 Tầm quan trọng cùa việc lựa chọn các chi thị phù hợp 166

5.4.2 Cách lựa chọn các chi thị thích hợp 168

5.4.3 Các chi thị cho các vũng khí hậu khác nhau 181

5.4.4 Hỗn hợp các chi thị hóa lý vã chi thị sinh học 181

5.4.5 Lien kết các chi thị vói hoạt động quán lý 183

CÂU HÓI ÒN TẬP CHƯƠNG 5 189

TẢI LIEU THAM KHAO 190

LỜI NÓI ĐÀU

Vân dề bào vệ mòi trường và phát triền bền vừng dang là mòi quan tâm hãng dầu cùa các quôc gia trcn thê giỏi Sự phát triên cùa nen kinh tê xã hội kéo theo nhũng vân de vè ô nhiêm môi tnròng sinh thải dã và dang có ánh hương ràt nghiêm trọng den chât lượng mói trường sông cùa chinh con người Ngành Khoa học Mòi trường (Environmental Science) nói chung là một ngành khoa học còn khá non tre, trong đõ có khoa học nghiên cữu vé Sinh thái môi trường (Environmental Ecology) là một phần cùa Môi trường học Sinh thái môi trường

là khoa học nghiên cứu về các hệ thống mõi trường và mối quan hệ qua lại giữa sinh vật vói môi trường sống cùa chúng

Tác giá muôn giới thiệu nhùng lư liệu, cảc phương pháp nghiên cứu các kiến thức của nhiêu nhà nghiên cứu về Sinh thái mõi trưởng Nội dung chính cùa cuỏn bài giăng này bao gom từ nhừng kiên thức khái quát vỗ hệ sinh thái, hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo đen các kiến thức nâng cao như mỏ phóng hệ sinh thái môi trường bủng mô hĩnh toán học các chi thị sinh thái và phương pháp đánh giá sức khóe của hệ sinh thái với các vi dụ nghiên cứu điển hình Thõng qua Bài giáng này sè giúp cho học viên có thế dự báo sự biến đối cua hệ sinh thái khi chịu tãc động của con người và đánh giá sức khóe hệ sinh thái dựa trên các chi thi với những kiền thức, các cơ sớ khoa học và thực tiền cho việc quan lý bao vệ các hộ sinh thái phục vụ cho cõng lác quan lý lãi nguyên môi trường lã can thict Với ý nghĩa dó tập Bài giang "Sinh thái môi trường nâng cao" đã dược lác gia biên soạn dùng lãm lài liệu giáng dạy chinh thức cho môn học "Sinh thái môi trường nâng cao" thuộc chương trinh đào tạo Thflc sỉ ngành Khoa học Môi trường cua Đại học Thúy lợi Ngoài ra, nó có thê là tài liệu tham khao cho các môn học khác thuộc lĩnh vục tài nguyên và môi trưởng

Học viên khi học lập môn học này, ngoài việc sử dụng Bài giáng là lài liệu học lập chính thức cân tham kháo, cập nhật ihém các lài liệu liên quan khác cùng như các kiên thức khoa học và quân lý VC lài nguyên mòi trường đang hiện hành cũa Nhà nước

Trong quá trình biên soạn Bài giáng, lác giã đà có nhiều co gang, tuy nhiên sè không thè tránh khói những thiêu sót Tác giã mong muôn nhận được các ý kiên góp ý đê Bài giăng nãy được hoàn thiện hơn phục vụ tõt cho cóng tác đão tạo và nghiên cứu

Trân trọng cám ơn

TÁC GIÁ

DANH MỤC BÁNG

Bang 3.1: Nâng suất cùa một số cây trồng (1979 - 1981) 5XBang 3.2: Hiệu suất và năng suất thử cấp cùa các gia súc [8] 59Báng 3.3: Sinh khối cùa động vật àn cò trong một số hệ sinh thãi 59Bâng 3.4: Thay đồi cơ cấu tiêu thụ thuốc trừ sâu trẽn toàn thế giới 191 6XBàng 3.5: Tinh hình sử dụng phân bón hóa học ớ một số nưởc [9| 69Bang 4.1: Sự khác nhau quan trọng giữa các hô tự nhiên và các hó chúa nhân tạo 102Bang 4.2: Tinh trọng dinh dường cua hồ [Nguồn: NAS/NAE (1972) ƯSEPA (1974)] 103Bâng 4.3: Xây dựng quá trinh sinh hóa cho mô hình hộ sinh thái [16] 114Băng 4.4: Phương trình cùa mỏi quá trinh 116Bâng 4.5: Các tham số và hang số cho mõ hình hệ sinh thái 116] 121Bâng 5.1: Các đạc diêm mã cảc chi thị nên bao gồm đà được xác định bỡi nhiều nghiên cứu khác nhau Một sổ nghiên cứu cỏ những ý kiến trùng lộp vã hầu như tất cà đều đồng ý ràng các chi thị nên gắn với quán lý [48] 137Báng 5.2: Sự khác biệt giữa Giai đoạn ban dàu và Giai dogn tnrong thành 142Bang 5.3: Giới hạn trẽn cùa BCR dôi với các chât dộc hại trong vẹm xanh (Blue Mussel)Theo O.SPAR / MON (1998) 149Băng 5.4: Đánh giá các kỹ thuật khác nhau đê giám sát sinh học [47] 150Bâng 5.5: Tòng quan về các chi thị sinh thái dược úp dụng 164Bâng 5.6: Tóm tát các danh mục vã các loại chi thị dược sử dụng trong các chương trinh giám sãi và nghiên cửu trong nước và quốc tế Nguồn: Web và các bái bão dâ xem xét kháo sát tài liệu cùa 30 cơ quan chinh phu và các lổ chức phi lợi nhuặn[48| 171Bàng 5.7: Vi dụ về các tiêu chi dược sứ dụng dè lựa chọn chi thị 173Bang 5.8: Ưu nhược diêm cùa các loọi chi thi Nguỏn: Bộ Tài nguyên Thiên nhiên Maryland [48]" 183

Sình thái môi trường nâng cao

DANH MỤC HÌNH

Hinh 1.1 Sa đô càu trúc một hệ sinh thái 30

Hình 1.2 Hệ sinh thái ao, hổ 30

Hĩnh 1.3 Các nhả máy sàn xuất thúc án trong hệ sinh thái 34

Hình 1.4 Minh họa chuỗi thức ủn Kim tự tháp sinh (hải cũa Hệ sinh thái Rirng nhiệt đới 35 Hĩnh 1.5 Chuỗi và lưới thức ăn cùa một hệ sinh thái rừng 36

Hĩnh 1.6 Các hĩnh tháp sinh thái cua chuỗi thúc ăn: Mcdicago-con bê- cm bé (E.p Odum 1971) [21 37

Hình 1.7 Tháp nâng lượng trong hộ sinh thái 38

Hình 1.8 Tháp sinh khối 38

Hình 1.9 I lai loại tháp số lượng Tháp phía trên (A) là tử cánh đồng cò Tháp thấp hơn (B) là một hệ thõng chó - kỷ sinh trũng vả được đào ngược 39

Hĩnh 1.10 Các dạng núng lượng (NL) khác nhau Nâng lượng có thê chuyên tữ dạng nãy sang dạng khác Tuy nhiên trong mỗi sự thay đòi một phần núng lượng đa bị mắt dưới dạng nhiệt 40

Hình 1.11 Dõng năng lượng qua bậc dinh dưỡng trong chuôi thức ãn 41

Hình 1.12 Dõng nâng lượng trên trái dãt Hàu như tàt cả nãng lượng xuóng Trái đât thoát dưới dạng nhiệt Chi có một phán nhó cùa nãng lượng mặt tròi được hâp thụ trong quá trinh quang hợp cùa thực vật 42

Hình 2.1 Mức độ tỏ chức: (A) Quân thê: (B) Quần xà; (C) Hệ sinh thái 9

Hĩnh 2.2 Hĩnh tháp tuỏi cùa quàn thê sinh vật 11

Hĩnh 2.3 Dường cong sống sót cùa quằn the sinh vật 15

Hĩnh 2.4 Dường cong tảng trương cua cùng một quần thê được lập theo 2 phương pháp khác nhau (Odum- 1971)121 ” 17

Hình 2.5 Dò thị táng trường cua các loài trong môi trường thay đòi đột ngột 19

Hình 2.6 Bán đổ các quằn xà sinh vật toàn cầu (Nguồn: Internet Geography 2021) 21

Hĩnh 2.7 Tồ chức dinh dường cùa quần xă 22

Hình 2.8 Các tằng dinh dưùng của quằn xà 22

Hĩnh 2.9 Sụ phân bố nước trẽn trãi đất 45

Hình 2.10 Chu trinh nước trong tự nhiên 46

Hình 2.11 Sơ do chu trình cacbon 47

Hình 2.12 Sơ dô chu trinh nitơ trong tự nhiên 48

Hình 2.13 Sơ dò chu trinh photpho trong tự nhiên 49

Hình 2.14 Sơ đồ chu trinh lưu huỳnh trong tự nhiên 50

Hình 2.15 So dò chu trinh dinh dường trong rừng mưa nhiệt dõi 51

Hĩnh 3.1 Sơ dồ tổng quát một hộ sinh thái nông nghiệp dicn hinh |7| 54

Hình 3.2 Thử bậc cùa hệ sinh thái nông nghiệp (Gordon R Conway, 1986) (7] 55

Hình 3.3 Mò hình hệ sinh thái nông nghiệp (Đào Thề Tuấn, 1984) [8] 56

Hình 3.4 So đồ dõng vặt chắt vả nảng lượng trong hệ sinh thãi đỏ thị 80

Hĩnh 3.5 So đổ khái niệm về một hệ sinh thái đó thị the hiện mối quan hệ qua lại giừa con người và các thành phần lý sinh Đường nét đứt biêu thị ranh giới hệ sinh thái neu đỏ thị dược coi là "lò phán ứng hon hợp tỏt" đê có thê do lường cãc dỏng vào và dõng ra di vào và ra khói hệ sinh thái Mỏ hình bao gôm vỏng phan hôi từ thành phàn xã hội con người cua hộ thông đê thu nhận tài nguycn, túc là nhu câu vê tài nguyên phụ thuộc vào mật dộ dân sô, các vấn đề về chắt lượng cuộc sống và khá nâng đổng hỏa chất thái cùa hệ sinh thái.(9] 82

Hình 3.6 Quang cánh từ trcn không của một khu dân cư ớ Quebec, Canada S3 Hình 4.1 Sự miêu lã đon giãn cùa hệ sinh thái nước như một chuỗi thức ân 89

Hĩnh 4.2 Cẩu trúc mỏ hình chất lượng nước: a) truởng họp tồng quát; b) khi các tương tãc được bó qua (Theo Gandillì và nnk (1996)].(20] 91

Hĩnh 4.3 Các ánh hường cứa sự đối lưu và phân tán lên một phân tứ a) Trường hợp chi có sự dỏi lưu; vị tri cua phàn tứ thay đôi theo thời gian nhưng thê tích cùa nó là hãng sò b) Trường hợp chi có sụ phân tán; tâm cùa phàn từ không thay đôi nhưng thè tích cùa nõ tàng lèn c) Kết hụp ánh hướng cùa sự đối lưu và sự phàn tán; vị trí và thề tích cùa phần tử thay đối theo thời gian (Theo Runkel vả Bencala 1995].[21] 96

Hình 4.4 Các loại dõng phân tản trong dỏng nước ngâm: a) Dóng phân tản vi mỏ vã b) Dỏng phân tân vĩ mỏ.[21 ] 97

Hĩnh 4.5 Bán đo thê hiện Biên Ariakc bò biên phía Tây Nhật Ban 108

Hĩnh 4.6 Sán lượng thủy sán giam nhanh trong hai thập ky qua 109

Hình 4.7 Tương tác chinh giữa các bicn trạng thái trong mõ hĩnh hệ sinh thái 113

Hình 4.8 Các vectơ vặn tốc dòng cháy được mò phóng và đo lường 119

Hình 4.10 Sự thay đối theo mùa của độ mặn được mò phóng và đo lường 120

Hình 4.11 Dưỏng đồng mức độ mận khi dòng nưủc ngọt cháy vảo cao (theo mật cất dọc) .7 7 7 121

Hĩnh 4.12 Mỏ phóng sự thay đồi theo mủa cua COD Chl-a, PO4-P vã D1N (đường liền nét) với dữ liệu do dược (dường chầm châm) 125

Hình 4.13 Sư phân bò cua tỏng thực vật phù du vào thời diêm 14h: 00 ngày 27 tháng 6 nảm 2000 .7 126

Hình 4.14 Biến đôi theo mùa DO (dàng liền nét) và dừ liệu đo được (đường chấm chấm) 7 127

Hình 4.15 Phàn bổ oxy hòa tan tại thời điềm 14h: 00 27/6/2000 (lớp bề mặt) 128

Hĩnh 4.16 Đường đổng mức DO khi triều cưởng (theo mặt cát dọc) 128

Hĩnh 4.17 Nồng độ SS được tinh toán và quan trúc, năm 2000 129

Hĩnh 4.18 Phân bô tông lượng trầm tích (lớp bề mặt) 130

Sinh thái môi trường nâng cao

Hĩnh 5.1 Hình minh họa cách thức sử dụng cảc chi thị sinh thái cho EIIA và tuân thú inột cách hiệu quá cùa kế hoạch quán lý mỏi trưởng 157] 133Hình 5.2 Ví dụ về các chi thị: Độ sâu Secchi (độ trong cua nước), chắt lượng nước (pH oxy hòa tan), loại trâm tích, dỏ phũ co biên, số lượng và loai cá [58] 135Hình 5.3 Chi sổ khỏi lượng cơ thê (BMI) là một chi thi VC sức khoe cua con người Nòng

độ ôxy hòa tan là một chi thị ve sức khóc hệ sinh thái [58] 137Hình 5.4 Quy trình cùa Phương pháp Mô hình Sinh thái (EMM) đê dánh giá sức khỏe sinh thái Nguồn: Được sữa đối từ Xu, F.-L., s Tao R w Dawson, B G Li và J Cao 2001 Đành giã sức khóc hệ sinh thãi hồ: Các chi thị vã phương pháp Nghiên cứu Nước 35 (13): 3157-167 [209] 165Hĩnh 5.5 Quy trình cua phương pháp bill đề đánh giá sức khóc hộ sinh thái hồ [57] 166Hĩnh 5.6 Tảt cà cãc khía canh cùa một chương trinh đều cỏ the bị anh hương bới các chi thi

mà bạn sẽ sử dụng, vì vậy dicu quan trọng là cân phái lựa chọn cân thận [58] 167Hình 5.7 Sức khoe cùa các quán the động vật không xương sông bán dịa cỏ thê là một chi

số về sức khoe tồng thê cùa một hệ sinh thái [58] 168Hĩnh 5.8 Tông quan về quả trinh lựa chọn vả xem xét các chi thị [58] 169Hĩnh 5.9 Sơ đồ khái niệm được phát trico cho một cuộc tháo luận đe giúp lựa chọn cảc chi thị đẽ theo dồi sức khóe cùa GBR ven bờ So đồ khái niệm được cập nhật dựa trên sụ hiẽu biềt khoa học thu dược trong ba năm giám sát dầu tiên, dược thông qua trong khuôn khỏ giám sát cứa chương trinh và dược sư dụng thường xuyên như một công cụ giao ticp.[213] .172Hình 5.10 Sứ dụng cô biên làm chì thị cỏ the tôn nhiêu thời gian và cóng sức Cô biên sê được SŨ dụng lủm chi thị trên quy mô giám sát thin gian hàng năm [58] 175Hình 5.11 Sự thay đôi nồng độ chát diệp lục chlorophyll a ở Cáng Boston sau khi nước thãi

xã vảo bẽn câng được giám thiêu Hiệu quá cùa hoạt động quán lý đâ được nhìn thây trong lập dừ liệu dài hạn [214] 175Hĩnh 5.12 Nhiệt dộ bề mặt nước biên được do tử vệ tinh Nỏ cung càp một cách tỏng quan quy mô lớn vê mặt không gian vã có thè dược sứ dụng cho các quyết định trẽn quy mò toàn câu hoặc quốc gia [58] 176Hình 5.13 Cùng một chi thị, chlorophyll a trong vi dụ này, có thê dược áp dụng từ quy mô toàn cầu đến quy mô sông ngôi địa phương và cung cấp các thòng tin khác nhau dựa trên mức độ chi tiết về mật không gian (địa lý) Các quyết định quán lý được thực hiện ở tất cá các cấp dựa trẽn các thông tin náy Nguồn: EcoCheck Maryland Department of NaturalResources [58] 177Hĩnh 5.14 Một nhã nghiên círư thu thập một mau nước thăng dứng như một phân cứa cuộckháo sát dòng suôi ơ Maryland [58] 178Hình 5.15 Các khung thời gian khác nhau có thè hiên thị các mâu khác nhau 180Hình 5.16 Loại chi thị đê đánh giá vùng ven biển có the thay dồi dựa trên loại khí hậu [58] .182

Hình 5.17 Một chi thị sinh học, trong trường họp này là táo lớn, đá được sứ (lụng đe theo dõi các nguồn nitơ ỡ các Vịnh ven biển của Maryland, a) Thường xuyên theo dõi nồng độ nitơ tông trong cột nước, b) Các chi thị sinh học (ỎI5N trong tào lim) cho thấy sự làm giàu chát dinh dường tập trung tử các hệ thông tự hoại ở phía nam Vịnh Chinctoeaguc.[2l7] 185 Hĩnh 5.18 Hầu hét các chương trình được kháo sát đều sứ dụng các chi thị trạng thái, nhưng các chi thị áp lực và dãp ứng cũng rát phò biền Nguỏn: Web và Các tài liệu kháo sát dã dược dánh giá cùa 30 cơ quan chính phú và tó chức phi lợi nhuận [58] 186Hình 5.19 Các chi thị PSR đo lường các khía cạnh khác nhau cua một hệ sinh thái Nguôn: Liên đoàn Kháo sát Địa chắt Hoa ki, Chương trinh Vịnh Chesapeake [58] 186

I linh 5.20 Các chi thị cỏ the được chia thành các chi thị chân đoán hoặc chi thị báo cáo hoặc

có thê được kẽl hợp thành các chi thị tỏng hợp Một sô chi thị có thê vữa lã chân đoản vừa

là báo cáo Nguồn: EcoChcck, Viện Khoa học Biên - Bang Virginia, sơ Tài nguyên Thiên nhiên - Bang Maryland |581 188

Sinh thái môi trường nâng cao

DANH MỤC TÙ VIẾT TÁT

AD Mó hĩnh phân lãn đối lưu

ANN Mạng lười trí tuệ nhân tạo

BMI Chi số khối lượng cơ thề

BVTV Báo vệ thực vật

DDT Dichlorodiphenyltrichloroethane

EHA Đánh giã sức khoe hộ sinh thái

EHI Chi thị sức khoe hệ sinh thãi

EMM Phương pháp Mỏ hĩnh Sinh thái

EPA Cơ quan bao vệ mỏi trường Hoa Kỳ

FAO Tò chức Nông Lương Liên Hợp Ọuôc

GBR Đầm phã Great Barrier Reef - ức

Chương 1: KHÁI QUÁT VÈ SINH THÁI HỌC, SINH THÁI QUẤN

THẾ VÀ SINH THÁI QUẢN XÃ

1.1 KHÁI QUÁT VÈ SINH THÁI HỌC

1.1.1 Khái niệm về sinh Ihái học

Sinh thái học là khoa học tòng họp VC quan hệ tương ho giũa sinh vật vả môi tnròng Những nảm gần đây sinh thái học đà trớ thành khoa học toàn cẩu Mọi người đều công nhận rang con người cùng như các sinh vật khác không thè sống tách rời mòi trường cụ thì' cùa mình

Thuật ngừ "Sinh thái học" - Ecology được Ernst Heckel dũng lằn đâu tiên vào năm

1869 Thuật ngừ "Ecology" được hĩnh thành từ chừ Hy Lạp: Otkos là "nhà nơi ở" còn logos

là môn học

Như vậy, theo định nghĩa cô truyén thì sinh thái học là khoa học nghiên cứu "nhà

nơi ỡ" cùa sinh vật hay sinh thái học là khoa học vè toàn hộ mói quan hệ giữa cơ thè sinh vật với ngoại cành và các (tiêu kiện cân thiêt cho sự sinh tôn cùa chúng.

Sau này, nhà sinh thái học nôi tiếng E.P.Odum đà định nghía rang: Sinh thái học là khoa học vê quan hệ cùa sinh vật hoặc một nhóm sinh vật với mỏi trường xung quanh hoặc như là khoa học về quan hệ tuong hỗ giữa sinh vật với mỏi trường cùa chúng (E.P.Odutn 1971).[11

Đỏi lượng cua sinh thái học là tât cá các môi quan hệ tương ho giữa sinh vật với môi trường Tuy nhiên sinh thái học chi nghiên cứu các hệ sinh học có tò chức cao như cá thê, quẩn the, quẩn xã và hệ sinh thái (quàn xã sinh vật với mòi trưởng) Hệ sinh thái lủ đon vị

cơ sờ tụ nhiên, đồng thời là đơn vị chức nâng cơ bán cùa sinh thái học Trong hệ sinh thái

có các quan thè sinh vật sinh song, tác động qua lại với nhau vã tác động qua lại với các yêu

tố vô sinh cùa môi trưởng

1.1.2 Sơ lược lịch sú phát triển sinh thái học

Ngay từ thởi kỳ có đại khi sinh thái học chưa trớ thành một khoa học độc lập những kiên thức vẻ sinh thái học dã dược trình bày ờ một so sách Ví dụ Aristot và Hypocrat dã chia dộng vật thành dộng vật ớ nước và dộng vật ớ cạn, tức là đã chú ý dén quan hệ giữa sinh vật và môi trường cùa chúng

Trong thin kỳ "phục hưng sinh hục", đà có nhiều nhà khoa học đóng góp cho sinh thái học nhiêu kiên thức quan trọng Ví dụ A.Liwenhuck đà đặt nén móng cho việc nghiên cứu các “chuỗi thức ủn" vã điều chinh số lượng quần the Đây lã hai bộ phận quan trọng cùa sinh thái học hiện đại

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

Thời đại Heckel và Đac Uyn (thế ký 19) là thỡĩ đại tích lũy các dừ liệu (ự nhiên Các nhã khoa học lúc bấy giở chi muốn phát hiện nhừng sụ đa dạng kỷ lạ cùa thế giới động vật

và thực vật mã mỏi chúng có một lối sổng riêng, một chỏ sổng riêng cua mình Sinh (hái học lúc bây giờ mới chi nghiên cứu, mỏ tá một kiều nghiên cini "Ijch sir tự nhiên" cùa các sinh vật phương thúc sông cùa các dộng vật vã thực vật, có thê tim thây chúng ờ dâu? Vào thời gian nào? Chúng ãn gì? Cái gi lãm môi cho chúng và chính chúng làm môi cho con nào? Phán ứng như thề nào đối vói những thay đói cùa điều kiện môi (rường? Đây là giai đoạn phát triển cùa sinh thái học cá thê (Autocology) Sinh thái học cá thê tập trung vào sự nghiên cứu các loài riêng biệt đù và đang cỏ ý nghĩa thực lien quan trọng, đặc biệt (rong kiêm tra sinh học

Vào những năm 1920, sinh thái học cá thố dà phát triển lên mức cao hơn - sinh thái học quân the (Synecology) Đó là sinh thái học cùa các quân xã sinh vật nghiên cứu toàn bộ động vật, thực vật sống trong một quần xã với các dặc dicm, cấu trúc, chức nãng dược hình thành dưới ánh hương cùa diêu kiện môi trường Các khái niệm cơ bân trong hình thái học quần the là hiện tượng quan hệ tương hỗ giừa các sinh vật với nhau và với điều kiện môi trưởng bao gom sinh săn lũ vong, vặt dừ con môi v.v Vito Volterra, G.F.Gause và Umberto đà phát hiện được nhừng quy luật toán học chi phối những hiện tượng đó trong quân thê Những nghiên cữu náy có ý nghĩa đặc biệt to lớn trong sinh thái các thúy vực nghê

cá và sự hièu biềl vẽ hiện tượng tràn ngập cùa cỏn trũng

Vào những nãm 40 cùa thê ký XX, các nhà sinh thái học bãt dâu nhận thức răng các quân xã sinh vật và môi trường không ch) quan hộ tương hó VỚI nhau mà kết hựp VỚI nhau tạo thành một dơn vị thông nhât gọi là hệ sinh thái Hệ sinh thãi được mô tá như một thục thê khách quan được xác định chính xác trong không gian và thời gian Nó bao gồm không chi các sinh vật đang sõng trong đó mà cả cãc diều kiện (ự nhiên (khí hậu đắt nước) cùng như tất cá các mối tương tãc giừa các sinh vật vởi nhau và giừa các sinh vật với các mỏi trường

Vào năm 1926 Hoc thuyct sinh quyên dược v.l Vcmadxki dê xướng Sinh quycn

dó là vò sòng cùa trãi đát, là tập họp cùa các hộ sinh (hái trên bẽ mặt trãi đât Nhà bác học loi lạc người Nga này quan niệm sự sông trên hê mặt trãi đàt dược phát iricn như sự tông hợp các moi quan hệ tương hồ giữa các cơ thê, dám bào cho các yếu tố có nguồn gốc sinh vật trên hành linh chúng ta tạo thành dòng liên tục trong quá trình trao đói vật chất Với sụ lạc quan sâu sắc với sự tin tướng vào trí tuệ loài người, ông cho ràng Sinh quyên trong (hỡi đại chúng ta sè nhưỡng chỏ cho Tri quyên (NOOSPHERE) quyên ánh hương cùa trí tuệ

và pháp quycn cùa con người

Tri tuệ là sự thông nhất giửa tụ nhiên và xã hội Xã hội do nhu cáu phát men dã kièm tra, dicu khicn các quá trình tự nhicn Đóng thời con người không the tôn tại thiểu tụ nhiên Quá trình tiên hóa cùa các diêu kiện tụ nhiên là nén láng cho Trì quyên, nhưng nó không phái là yếu tố quyết định sự hình thành Trì quyến mà xả hội là yếu tố có tổ chức cao trong

hệ thống thống nhất tụ nhiên - xả hội

Như vậy từ khi trở thành một ngành học dộc lập vào khoáng nủm 1990 đen nay đặc biệt trong thời kỳ sinh thái học hiện đại (lữ nhừng năm 40 cùa thè ký XX) sinh thái học đà

phát tnèn không ngừng, ngày mội trờ nên phô cập và (hâm nhập sâu vào mọi lình vục hoại động cùa đời sống xà hội cùng như mọi linh vục cùa khoa học kỹ thuật.

Trong quá trình phát triền cùa sinh thái học, sinh thái học nòng nghiệp, sinh thái học cây trồng và sinh thái học đong ruộng, sinh thái học nguồn nước, sinh thãi mỏi trưởng úng dụng, sinh thái học môi trướng cơ bàn sinh thái học các hệ sinh thãi nước cùng lần lượtđược hĩnh thành

Sinh thái học là một khoa học tòng hợp nó khao sát và ứng dụng các quy luật hoạt dộng cùa các hệ sinh (hái nông nghiệp, hay nói khác di, sinh thái học nông nghiệp là khoa học vê sự sông ơ những bộ phận cùa cành quang dùng đê canh tác và chãn nuôi Việc đày mạnh nghiên cửu sinh thái học nông nghiệp SỄ tạo cơ sớ khoa học cho việc giãi quyết những van đề quan trọng sau đày trong phát triên nông nghiệp:

Phán vùng sán xuãt nông nghiẻp

- Xác định hệ thống cây trổng và vật nuôi hợp lý

- Xác định ché độ canh tác cho các vùng sinh thái khác nhau

Phát (rien nông nghiệp trong điêu kiện nông nghiệp ngày càng đãt

1.13 Cấu trúc cùa sinh thái học

Càu trúc sinh (hái học bao gôm 3 mức độ chóng lên nhau theo 3 lớp năm ngang, tương úng vởi các mức độ tố chức sinh học khác nhau: tử cá thế qua quần thè và quằn xà đen hệ sinh thái Lây nhùng lát cal theo chiều thảng đúng đi qua 3 lớp đó sè chia cấu trúc ra các nhõm tương ứng: hình thái, chức năng, phát triền điều hòa thích nghi Neu chúng ta quan sát tất cà cãc nhóm đõ o mức độ quần xã thì ó nhõm hình thái, nội dung co bán cùa nó

là xác định sổ lượng vã mật độ tương đối cua loài: nhóm chức nảng giải thích mỗi quan hộ tương ho giữa các quàn thê, thú ãn thịt và con mòi; nhóm phát (nên là quá trinh dicn the cùa quân xã, diêu chinh đê di den thè cân băng; nhóm thích nghi là quá trình tiên hóa, khá nâng chọn lọc sinh thái, chổng ké (hù Neu chọn một chồng nhóm, ví dụ nhóm chức năng thi ờ mửc độ hệ sinh thái là chu trinh vật chất và chu trinh náng lượng; ờ mức độ quần xã là quan

hệ giừa thứ ủn thịt, con mồi và sự cạnh tranh giừa các loài; ớ quan thê là sinh săn và tữ vong,

di cư vã nhập cư ờ mức độ cá thê lã sinh lý và tập tính cùa cá thê Có the thây rúng, ơ mỗi một mức độ tồ chức sinh thái có đặc diem cắu trúc và chức nảng riêng biệt cua mình Ờ mỗi một nhóm trên mỗi một mức dô dược độc trưng bời tập hợp có (inh thông nhất các hiộn tượng dược quan sát Tập hợp dỏ dược thè hiện bâng (inh quy luật hình thành trên cơ sơ cua các hiện tượng Những quy luật đõ chính lã dôi tượng nghiên cứu cùa sinh thái học, nãm trong các đơn vị cụ the cùa tự nhiên - hệ sinh thái

Câu trúc cùa sinh thái học dược lô chức theo các mức độ khác nhau:

Cá thê

Quằn thế: là tập hợp các cá the cùng loài, cùng sinh sống trong một khoáng không gian xác định, vào một thòi gian nhát định, có khá năng sinh san vã tạo ra the hệ mới

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

Quân xà: là một tập hợp các quân thê sinh vật thuộc nhiêu loài khác nhau, cùng sổng trong một không gian (sinh cánh) và thời gian nhắt định Các quần thề sinh vật trong quân xã có quan hệ tác động qua lại lẫn nhau và với môi trường đê tòn tại (hay nói cách khác, sinh vật trong quản xã thích nghi với mỏi trường) và phát triên ôn đinh qua thời gian,

do dô quàn xã có câu trúc lương đỏi ỏn định

- Hộ sinh thái: là một hệ thòng bao gôm sinh vật và mõi trướng tác dộng lan nhau

mà ờ dó thục hiện vòng tuân hoàn vật chàt và dỏng nãng lượng Hệ sinh thái bao gôm quàn

xà sinh vật và sinh cánh cùa nó

1.1.4 Ý nghía, nhiệm vụ của sinh thái hục

Tử nhùng năm 70 cua thế ký XX sinh thái học đà bát đầu phát triển với một nhịp độ nhanh chõng Sinh thái học ngây nay có quan hệ không chi VÓI động vật học thực vật học sinh lý học, sinh hóa học, di truyền học tiên hóa học, tròng trọt chăn nuôi mà côn với các ngành toán học, hóa học vật lý học dịa lý và xã hội học v.v Mõi quan hệ cùa sinh thái học với khoa học kinh té và pháp quyên đang táng lên mạnh mẻ Khi nghiên cứu các hệ sinh thái, các nhà sinh thái phái sir dụng nhiều phương pháp khác nhau và cùng phối hựp với nhiều chuyên gia cúa nhiêu ngành khoa học khác nhau

Trong linh vực nông nghiệp, các nhà sinh thái phai tham gia giái quyết 2 nhiệm vụ:

- Đáu tranh triệt đẽ VÓI dich bệnh và có dại đòi hói nghiên cứu không chi VỚI các loài có hại mã cá việc đề ra các nguyên lý chiền lược và biện pháp phòng trừ

- Dè ra các nguycn tãc và phương pháp thánh lập các hệ sinh thái nông nghiệp thích hợp cho năng suât sinh học và kinh te cao, cũng như kha năng bào vệ và cái tạo diêu kiện môi trường, nhải lã mòi trường đât, duy trì sức sàn xuât lâu dài phát triên vững ben.Trong lình vực báo vệ sức khỏe, vân đẽ sinh thái trung lâm là nghiên cứu các ô dịch

tụ nhiên đoi vói con người, gia súc vã lim phương pháp vệ sinh ỏ dịch, vấn đề sinh thái đặc biệt to lớn vù quan trọng, phức tạp lã đấu tranh với ò nhiễm vã với sự đầu độc mỏi trường bới chắt thái công nghiệp và sinh hoạt

Trong việc phát triẽn nghe cá săn bãt dõi hói tàng cưòng nghiên cứu các chu trinh sông, tập tính, di truyền, sinh sán cùa các loài, quan hệ dinh dưỡng cùa chúng, nghiên cứu phương pháp thuân dưỡng Vân đe mùi nhọn là báo vệ và khói phục các loài quý hiem Loài người không được bò đi một loài não đâ tôn tại trong thiên nhiên vì bàt kỳ loại nào cùng đêu

là sở hìru cho một chắt lượng có giá trị kinh tể vấn đề cấp thiết là thiết lặp các vườn quốc gia các khu báo vệ vã đề ra các nguyên tác báo vệ thiên nhiên

Sinh thái học lã cơ sơ cho cõng tác nghiên cứu các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm và đàu độc môi trường Phai nghiên cứu các nguyên tăc và phương phãp sinh (hái dam báo thiết lộp moi quan hệ giữa con người và thiên nhicn làm sao cho thiên nhicn ngây càng phong phú

và phát tnèn, dám báo ché độ vệ sinh cân thiét cho mòi trường

Sinh thái hục làm chậm quá trình biên dôi khí hậu loàn câu Theo Còng ước khung của Liên Hợp Quốc về hiến đổi khí hậu thì hiến đôi khí hậu là những ãnh hướng có hại cùa

sự thay dôi khí hậu là những biên đôi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây nên nhùng

hậu quá tiêu cục đáng kê đen thành phân, chât lượng, kha nãng phục hôi hoặc sinh sán cùa các hệ sinh thái tự nhiên vã đến hoạt động cùa các hệ thống kinh tế - xả hội, đến súc khỏe

và hạnh phúc của con người Báo cáo lằn thứ tu của Uy ban Liên chính phũ ve biền đôi khí hậu nỉm 2007 đà đánh giả cho thấy hơn 90% tác nhân gày ra biến đối khí hậu ngày nay là

do hoạt động cùa con người; 3/4 lượng CO' phát thái vào khí quyên là do con người đả sử dụng quá nhiêu nhiên liệu hóa thạch, chit phá rừng bừa bãi gãy cháy rừng,

Sinh thái học là cơ sờ khoa học cho việc xây dựng quan hộ giữa con người VỚI thiên nhiên Mọi hoạt động cua con người đêu có quan hộ tác dộng qua lại với môi trường tự nhiên Mối quan hệ này dược xem là gẩn bó thân thiết và cã hai đều chịu ành hương của nhau Chính VÌ vậy, bão vệ môi trưởng lự nhiên cùng lã báo vệ cuộc sông con người Diêu này đồng nghía VỚI việc con người cần lùm sao cho mói trường thiên nhiên ngày càng phong phú

vã phát triền đám báo vệ sinh cằn thiết cho môi trường Từ đó, con người cũng sê có cuộc song tốt đẹp hơn

Sinh thái học hiện dai là cơ sớ khoa học là phương thức cho chiên lược phát niên bẽn vũng cùa xã hội con người dang sòng trên hãnh tinh kỳ vì này cùa hệ thãi dương.Như vậy, có thê nói sinh thái học vừa là khoa học tự nhiên vừa là khoa hục xã hội

Nó không phài là khoa học tự nhiên mà loại trừ con người hay khoa học xã hội mà tách khói

lự nhiên Khoa học này chi có thê hoàn chinh sú mệnh cùa mình khi các nhà sinh thái nhận thức được trách nhiệm cứa mình trong sự liên hóa của điều kiện xả hội

1.2 QUY LUẬT TÁC ĐỘNG SÓ LƯỢNG CÙA CÁC NHÂN TỎ SINH THÁI1.2.1 Khái niệm chung

Sự sinh trương vã phát trièn cùa sinh vật trong hệ sinh thát chiu lác dỏng trực ticp hoặc gián tiêp cùa rãt nhiêu veil tò Ve mặt sô lượng, người ta chia nhũng tác dộng trên thành các bậc:

• Bậc tối thiếu: là bậc nếu nhàn tố sinh thãi đó thắp hon nữa thì có thế gây tử vong chơ sinh vật

• Bậc tói thích: tại dây hoịit dộng cùa sinh vật dạt giá trị cực dụi

• Bậc lòi cao: là bậc nêu nhân tô sinh thái đó cao hơn nữa thì có thê gây lừ vong cho sinh vặt

• Bậc không thuận lợi tháp (minipessimum) và bậc không thuận lợi cao: là các bậc làm cho hoạt động của sinh vật bị hạn chê

Tuy nhiên, người ta thường chi dũng ba bậc: tối thiều (minimum), tổi ưu (optimum)

và toi cao (maximum) dê đánh giá ánh hưởng cùa các nhãn tô sinh thái đối với sư song và hoạt dộng cùa sinh vật

Khoảng giới hạn cùa một nhân tô lừ minimum den maximum dược gụi là giói hạn sinh thái hay bicn độ sinh thái Khoáng giới hạn sinh thái này rộng hay hẹp là tùy thuộc vào loài sinh vật Những loài sinh vật có biên độ sinh thái kin là các loài phân bồ rộng vả ngược

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

lại Nhưng loài phân bỏ hẹp thưởng được chọn lã các loài đặc trưng cho từng điểu kiện môi trường hay là chi thị sinh thái Đổng thời nhừng loài lớn thưởng lã loài chi thị lốt hơn cảc loài nho

Đe biêu thj mức độ chỏng chịu cùa sinh vật với các nhân 10 sinh thái, người ta sử (lụng một loại thuật ngữ VỚI ticp đâu ngữ stcno có nghĩa là "họp" và cury nghĩa là "rộng"

Ví dụ:

Stcnothemal Eurythcmic (nói về nhân tố nhiệt độ); Strenophagos Euryphagos (nói về (linh dường); Slenooikos - Euryoikos (nói về sự lựa chọn nơi ờ)

Sự có mật hoặc phát triển cùa sinh vật ở nơi não đó thường phụ thuộc vào một nhân

tố Khi một nhân lố gần với giới hạn cùa sự chống chịu hoặc lã quá giới hạn đỏ thi nhân tố này được gọi lã nhãn tô giới han Những nhân tỏ sinh thái mã các loài sinh vật có phạm vi chống chịu rộng, chúng không thè lã nhân tô giới hạn vì chúng tương dòi ôn định và ở trong môi trường, chúng có một hàm lượng vừa phai Ngược lại, nêu sinh vật có phạm VI chông chịu hẹp với một nhân tò thay đôi nào đó thì chính nhân tò đó là một nhân tô giới hạn, Mặt khác, các nhân tố có thè trớ thành nhân tố giới hạn hay không còn tùy theo môi trường cụ thề Ôxi không phái là nhân tố giới hạn đối với sinh vật ớ cạn nhưng với các sinh vật ờ nước thì oxi lại trờ thành nhân tổ sinh thái hạn chế và rất quan trọng

Trong các nhân lố sinh thái, các yếu lố vật lý cua mỏi trưởng cỏ thế vữa lã yểu tố giới hạn vùa lã yểu tỏ điêu khiên Ví dụ với sinh vật trẽn cạn, dỏ là ánh sáng, nhiệt độ và mưa Với các sinh vật dưới nước, đó là ánh sáng, nhiệt dộ và nông độ muôi hay tình trạng chát lượng môi trường nước Các sinh vật thích nghi (lã phan ứng VỚI các yêu tô nhãm duy tri sụ bền vững nhất trong các điều kiện nội cân bang cụ thè cùa cà quần xả

1.2.2 Định luật lượng lỗi thiểu

Đê tồn tại và phát triển trong lững điều kiện cụ thế sinh vật đỏi hỏi nhùng chất cần thiết Nhu cầu về các chất sồ thay đỗi tùy theo loài sinh vật

Lần đau tiên vào năm 1840 E.Liebig cho răng tính chống chiu lã khâu yểu nhắt trong dãy truyền các nhu càu sinh thái cùa cơ thê Khi nghiên cứu trên các cây hòa tháo ông thây rãng, nãng suat hạt cua các cây này thường bi giới hạn không phai bới các chát dinh dưỡng

mà các sinh vật đó có nhu câu với sô lượng lớn như cacbonic và nước, mà lại các chât có nhu câu với hàm lượng nhò nhu nguyên tô Bo Những chât như cacbonic và nước thường xuyên có mật với hàm lưọng lón trong mòi trưởng còn các chất nhu Bo thưởng có với một lượng ít

Liebig đâ đưa ra nguyên tác: "Chất có hám lượng tối thiếu điều khiến năng suất, xác định đại lượng và tinh ỏn định cua mùa màng theo thời gian" Nguyên tảc này đà trơ thành

"đinh luật tối lhicu".|2|

Những còng trình cùa Licbig cho thây rãng, khi ứng (lụng dịnh luật trên cân quán triệt theo hai nguyên tãc ho trợ:

• Nguyên tắc hạn chế: định luật trên chi đúng khi ứng dụng trong các điều kiện cùa trạng thãi lình, nghía lả khi dòng nãng lượng và chất đi vào cân bâng vói dỏng đi ra.

• Nguyên tác bỏ sung: nót về tác dụng tương ho cùa các yêu tố Sinh vật có thê thay một phán yêu tô tôi thicu băng các yêu tô khác có tính chât tương đương

Ví dụ: Nhuycn thê có thè sứ dụng Slronti (có nhiêu trong mõi trường) thay cho canxi khi không có đù canxi Nhiều loài thực vật mọc ớ trong hóng râm cân một lượng kèm ít hơn so với khi mọc ở nơi có ảnh sáng chỏi chang và khi đỏ kêm ở trong đất không còn lã yếu tố hạn chế

1.2.3 Dịnh luật về sự chống chịu (Qui luật về giới hạn sinh thái)

Sụ có mặt và sự phát triên của các sinh vật ờ một noi não đây phụ thuộc vào tô hợp các điều kiện Sự có mặt hoặc kém phát triển có tile do thiếu thổn (có thẻ định lượng vã đinh tính) hoẠc do dư thừa mọt yêu tô não đó ó mức độ gân VỚI giới hạn mà sinh vật đó cỏ thè chịu dựng được

Chính Shclford (1913) khi nghiên cửu dịnh luật tòi thiêu của Liebig dã thây răng yêu tô giới hạn không chì là sự thicu thôn mà cá sự dư thừa các yêu tô Các sinh vật bi giới hạn thiếu thốn các yếu lỗ nào đó tạo ra tối thiêu sinh thái, còn dư thừa tạo ra tối đa sinh thái Khoáng giừa lối thiều sinh thái và tối da sinh thãi là giới hạn cùa sự chồng chịu Khái niệm

vê ảnh hường của giới hạn tối thiêu và tối đa đà được Shelford dưa ra khi phát biêu về định luật về sự chống chịu: Nâng suất cùa sinh vật không chi liên hệ với sức chịu đựng tối thiêu

mã côn liên hệ với sức chịu đựng tối đa đối với một liều lượng quá mức cua một nhân tổ nào

• Trong thiên nhiên, các sinh vật thường xuycn lãm vào tinh trạng các điêu kiện không tương ứng với giá tri tôi IR1 cua you tỏ vật lý nào đó như dã lìm dược trong phòng thí nghiệm Ví dụ phong lan sinh tnróng tõt trong đicu kiện ánh sáng mạnh nhưng nhiệt độ thâpcùa phòng thí nghiệm, còn (rong (hiên nhiên, phong lan phái sống trong bóng râm

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

• Thời kỹ sinh sán lã ihởi kỳ nhiều yếu lố mỏi trưởng vốn binh thưởng cùng trư thành yểu tổ giới hạn Nhùng sinh vật tntởng thành nghi sinh sán có giới hạn chỏng chịu thường rộng hon so với các đối tượng đang sinh sán hạt trứng, bào thai, mâm và âu trùng

1.3 SINH THÁI QUÂN THÊ

1.3.1 Định nghĩa

Theo E.P.Odum (1971), quằn the là một nhóm cá the cùa một loài (hoặc các nhóm khác nhau nhưng cỏ thê trao đói thông tin di truyền) song trong một khoáng không gian xác định, có những độc điểm sinh thái đặc trưng của cả nhóm |2|

Nhùng độc diêm đó là: mật độ sức sinh san, ti lộ tứ vong, phân bò cùa các sinh vật theo tuôi dặc lính phân bò trong phạm vi lãnh thô thê năng sinh học vả kiêu tảng tnrong Các quán thè cùng có dặc tinh di truyền liên hộ tnrc tièp với diêu kiện sinh thái học, như kha nàng thích ứng, tính thích nghi vê sinh sán và tính chòng chịu, nghía là khá nàng sinh sàn cua con cháu trong suốt I thởi gian dài

Xét vê mặt số lượng và tính chất, người ta chia các dặc điểm của quần thê thành 2 loại:

• Các dộc diêm có liên quan với lương quan sô lượng và cấu trúc

• Các đặc diêm biêu thị tính di truyền chung cùa quân thê

Quá (rình hình thành quần thê là một quá trình lịch sử Quá trình này hiéu hiện mồi quan hệ cùa nhóm các thề dó với mòi trưởng xung quanh

Quần the là một thể (hống nhất, nỏ đám báo cho sự phát triển, tồn tại trong các điều kiện cụ ille cùa mỏi trưởng Mỗi quần the có một tó chức, một cấu trúc riêng Nhừng cấu trúc nãy biêu hiện các đặc tinh cùa quản the

Sinh thái học quân thè lã một lĩnh vục quan trọng đòi với sinh học bào tồn dặc biệt

là dòi vói sư phát tncn cùa lĩnh vục phân tích kha năng tôn tai quân thè, giúp ta có kha nãng

dự đoán được xác suât lâu dài xem liệu một loài có thè tièp tục sông trong một sinh cành cụ the nào dó dược hay không Mặc dù sinh thái học quằn the là một phân ngành cùa sinh học,

nó cung cap nhùng van đề thú vị cho các nhà toán học và thống kê học làm việc trong lình vực động lực học quân thê

Một quần thế không thế phát triển đến vô hạn Sinh thãi học quằn thể bao gồm nghiên cứu các tác nhàn ánh hướng tới sự phát tnẽn và tôn lại cua quản thê Sự tuyệt chung hãng loạt cùa các sinh vật là ví dụ cùa các tác nhàn dã làm giam dáng kè kích cỡ và kha nâng sinh tôn cùa một quân thê nào đó trcn trái dát Khá năng sinh tôn cùa quàn thê là vô cùng quan trọng trong việc giữ vững múc độ đa dạng sinh học cao trên Trái Dàt [2]

Hình 1.1 Mức dộ tổ chírc: (A) Quần thể; <B) Quẩn xã: (C) Hệ sinh thái

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

13.2 Mật độ quần thể

Mật độ quần thẻ là số lượng các cá the của quằn the li lệ VỚI đơn VỊ không gian Người ta thưởng xác định và biếu thị mật đỏ quần thể bâng số lượng cá thế hay sinh khối cùa quản thể trên một don vi diện tích hay cá thế Ví dụ 50 cây/m2 3 triệu vi sinh vậưcm' dất, 500 kgcá/ha

Mật độ quân thê được COI là một trong những đặc tính cơ ban vì nó quyèt định nhicu đặc tính khác cùa quàn the Nó biéu thị mức độ ảnh hường cùa quần thê ấy với các quần the khác, nó nói lên nguồn sống trong sinh cành đó

Mật độ quần the biêu hiện khoáng cách không gian trung binh giừa các cá thế khá nàng cạnh tranh cùa các cá thế trong quần thế và lác động cùa quần thế tới quần xã nói chung.Mỏi quần thế có mật độ riêng Mật độ ấy phụ thuộc vào yếu tố như các nhân tố môi trường (nhân lô vô sinh vã hữu sinh), câu trúc nội lại cứa quân the Môi trưởng sõng cứa mồi quân thê luôn luôn thay dõi nên mật độ quản thê cũng bicn dôi theo Đõ chính là biêu thi khá nâng thích nghi cùa quân thê với những bièn đôi cua diêu kiện sông

Sự biến dộng mật độ cùa mỗi quần the đều có giới hạn riêng của nó Giới hạn trên cùa mật độ dược xác định bời dỏng nâng lượng trong hệ sinh thái (bang sức sản xuât) bởi bậc dinh dưỡng của sinh vật đó và bới trị số và cưỡng độ độ trao đối chắt cùa cơ thề Giói hạn đó chưa được xãc định rõ ràng Tuy nhiên trong các quan hệ sinh thái ôn định, cãc cơ chê cân băng có tác dung duy trì mật độ cua sinh vật thưởng gỗp hoặc sinh vặt tni the ở trong một giới hạn tương dối xác dinh Cân nhàn mạnh ràng yêu tô tham gia vào diêu hòa trong quân thè là tô họp các dòng nãng lượng và quan hệ tương ho giữa các quân thè với nhau (3]Người ta thường dùng các phương pháp sau đè nghiên cứu mật độ:

• Phương pháp kiêm kẻ tỏng sô: thường áp dụng với các sinh vật lớn sinh vật

đẽ nhận biẽt hoặc sinh vật sõng thành lập đoàn

• Phương pháp lây mau theo diện tích: gỏm việc thông kê vã càn dong các sinh vặt trong một so khu vực tương ứng hoặc trong các mặt cãt có kích thước thích hợp đê xác định mật độ trong diện tích nghiên cứu

• Các phương pháp đánh dâu và bat lại áp dụng đoi vói các động vật hiếu động hoặc côn trùng Các phương pháp này cỏ độ tin cậy cao khi quần the có mật

độ không biển động nhanh chóng

1.3.3 Thành phần cũa quần thế

a Càu trúe tuồi

Thành phân luỏi cùa quàn thê anh hường dẽn kha năng sinh sán và chi ihịtù vong

Do đó tương quan giữa các nhóm tuói khác nhau quyct dịnh chiêu hướng và tòc độ phát tricn cùa các quàn the Thường trong các quân thê phát triên nhanh có nhiêu cá thê non Trong các quẩn thi- ồn định thì sự phân bồ cùa các nhóm tuổi tương dối dồng đều, còn trong các quân thè có sô lượng đang suy giảm thì cỏ nhiêu cá thê già hơn

Bodcnhaino (193X) đã dùng khái niệm luôi sinh thái đê chi thời gian trước sinh sàn, tuổi sinh sân và tuổi sau sinh sàn Thìn gian cùa các tuồi này so vói thin gian sinh sống thường biến đổi rất lớn ớ các loài sinh vật khác nhau Vởi loài người, thời gian cùa ba “tuổi” này gân bang nhau và mỗi tuổi chiếm khoáng một phan ba thời gian sông Đói với nhiêu loại động vật và thục vật có thời gian tuổi trước sinh sân rắt dài Ớ một số loài động vật điển hình là còn trũng, thời gian trước sinh sán rắt dài, thởi gian tuồi sinh sán rắt ngân và không

có thời gian tuồi sau sinh sàn Ví dụ ớ thiêu thân, âu trùng phát tnẽn kéo dài tứ I dèn vài nãm với 17 tuôi (16 lân lột xác ờ trong nước), còn dạng trương thành cua chúng chi song có vài ngày Châu châu có chu trình phát triẻn rât dài, nhưng dạng trướng thành chi sông có gàn một mùa |31

Sụ phân bồ theo lửa tuổi trong quân thế có thê biếu thị bâng các hình tháp tuổi trong

đõ số phan trăm cả thê ớ một độ tuỏi được thê hiện bang diện tích cũa đáy hĩnh tháp Thường

có các dạng nhu hình 2.2

Hình 1.2 Hình tháp tuôi cùa quân thê sinh vật

a Quán thê dang phát triền nhanh có nhiều cá thê non

h Quần thê ôn định có sồ cá thê non ở mức dộ trung hình

c Quân thê dang suy giảm có ít cá thê non

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

cái lại nhiều hơn Từ đõ nhiều nhã sinh thái đà cho ràng ti lệ giới tính thè hiện phán ứng cùa chúng quần VỚI mỏi trướng đẽ điêu chinh so lượng

1.3.4 Sự biến động của quần thề

íí Sự phân bố không gian cùa quần thề

Sự phân bõ cùa các cá the trong quân the có thè là ngẫu nhiên, đồng dêu và nhóm họp (phàn bó cua các nhóm không có quy luật)

Phân bô ngảu nhiên có thê có trong môi trường có nhiêu yêu (ô vói trị sò không lớn lắm đồng thời tác dộng lên quần the hay môi trường tương đồi dồng đều

Phân bô dồng đêu có thè gập ở những nơi mà giừa các cá thê có sự cạnh tranh rất gay gát hoặc có mâu thuẫn đối kháng hoặc gặp trong các quần thê nhãn tạo ớ dãy mật độ và khoáng cách do con người bổ trí tiưởc và chu động điều khiển Những cây rừng lớn ưa sảng hoặc các cây bụi ở các hoang mạc do cạnh tranh mạnh mà mọc cách đều nhau Cánh đóng lúa vườn cây ãn quá, rừng thông tròng là những quân the dòng đều do con nguởi tạo ra

và dicu khicn

Phân bô nhóm họp là kiêu phân bõ thường thây trong thiên nhiên Nêu các cá thè có

xu the hình thành nhóm với kích (hước nhắt định, ví dụ các dôi ờ dộng vật nhóm sinh trưởng

ở thục vật thi sự phân bố này có thê gần hon với kiều phân bố ngẫu nhiên

Xâc định kiêu phàn bõ mức độ quân tụ cũng như kích thước và thời gian tồn tại cùa các nhóm lã rắt cần thiết khi lim hiếu bán chất cùa quằn thề và khi cần biết mật độ chính xác cua quân thê

b Ọ uy luật quân tụ (nguyên tấc Allcl

Khi nghiên cứu sự phân bô cùa các cá the trong quân thê Allc dã dưa ra quy luật quân tu (quân hợp) Đa sò các quân the sóm hay muộn đều tạo thành quấn tụ các cá the Những quần tụ xuất hiện có thè do các nguyên nhân sau:

• Sự khác biệt cục bộ cũa các điều kiện mỏi trường

• Sự biển đỏi thời nết theo ngày đêm và theo mùa

• Các quá trinh sinh sán

• Sự hấp dẫn cùa hợp quần (xã hội)

Nguyên nhân này gây ra sụ quan tụ chù yếu ỡ động vật bậc cao và côn trùng sống thành xà hội

Sự quằn tụ cua các cá thể trong quằn thế có thế lãm tàng sự cạnh tranh giừa các cá thê về chát dinh dường, thức ăn hay khõng gian sõng Tuy nhiên, hậu <|tia không thuận lợi

dó lại được diet! hòa cân băng nhờ sự quán tụ lãm tảng kha nãng sông sót cua cá nhóm Những cá thê sông tập họp (hành nhóm có ty lộ chct tháp hơn so với các cá thê sông don dộc khi gặp điêu kiện bât lợi cùa môi trường hoặc khi bị các sinh vật khác tản công Nhò quân

tụ mà bê mặt tiêp xúc cùa các cá thê với mõi tnrờng giám xuông, đông thời điêu kiện vi khí hậu thay dồi theo chiểu hướng có lợi cho cá nhóm.

Mức độ quan tụ trong đó có sụ phát triền và sổng sót cực thuận cùa quần thê thay đòi theo loài vã theo điều kiện sống Vi vậy ‘‘dãn cư thưa thớt" (không có quần tụ) hoặc “dư thửa dãn số" đều có the có ánh hường lới giới hạn

0 động vật không xương sống bậc cao và động vặt cỏ xưong sõng, khu vục hoạt động của các cá thê hay nhóm cá thê cùng huyết thông được gọi là khu vực gia đinh Nêu khu vục đõ được báo vệ tích cực thi được gọi là lãnh thỏ

Khi một số cá thê tách ra khói cá thê có thê đưa đen sự cách li vê mặt sinh thái do noi ơ mới khác nơi ớ cũ Các cá thê nãy có thòi gian phát tnèn cùa tửng pha vào thời kỹ sinh san khác với ơ các cá the trong quân thê cù Như vậy sự giao họp sẽ không có hiệu quá và tạo nên nòi sinh học mói

Sự cách li sè làm giâm tình trạnh cạnh tranh tạo điểu kiện duy tri nàng lượng vào thôi

kỳ nguy kịch, ngân ngửa dư thừa dán số và sự cạn kiệt thức ăn dụ trừ ờ dộng vật các chai sinh học nước, ánh sáng ở thực vật

Bẽn cạnh sụ cách li sinh thái còn có sự cách li địa lí nó là nhãn tỏ tãc động cùa các nhãn tó ngoại cánh (khi hậu thổ nhường ) dẫn tới sự hĩnh thành những quần the địa li Ví dụ: Trong một loài có thê lúc còn non các cá the sông quân tụ lúc trương thành sông cách

11, hoặc vào thời kỳ sinh sàn có thê cách li theo từng cặp, còn lúc phát triền binh thường các

cá thê sông quàn tụ

Tô chức quần tụ lãm lãng sự cạnh tranh nhưng cùng tạo nên rất nhiều ưu thế Sự cách

ly trái lại làm giâm bớt sự cạnh tranh, nhưng chác chán sẻ làm mat linh ưu the (J động vật

sự cách li theo cơ chế thần kinh, cỏn ở động vật bậc thắp và thực vật theo cơ chế hóa học

Ti lệ sinh dè có the coi lâ dộng lực duy nhất đẻ gia lãng số lượng cùa quẩn (hê và trị

số này không bao giở âm Ti lệ sinh dê biêu thị tằn số xuất hiện cúa các cá thế mới cùa bất

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

kì loài sinh vật nào không phụ thuộc phương thức sinh sân (có thê đẽ con nở trúng, nãy mãn hay phán chia tê báo )

Trong sinh thái học người ta thường quan tâm đẽn các tý lệ sinh đe sau đây:

- Ti lộ sinh dc lối da (hay ti lộ sinh đè tuyệt dôi hoăc II lệ de họp lí): là sổ lượng cá thê mới được hình thành trong một khoang thời gian xác dinh trong điêu kiện lí tương (không

có các nhân tô giới hạn) Đòi vói một sô quân thê đại lượng này luôn ôn định

Ti lệ sinh đẽ tối đa lã tiêu chuẩn đế so sánh với ti lệ sinh đè thục tế vã là thước đo sức đỗi kháng cùa mối trường căn trờ biêu hiện liêm nâng sinh học Nó giãi thích sự bùng

nồ số lượng của một sổ côn trũng hay vi sinh vật gây bệnh vã được sứ dụng để dự toán gia tảng quần thể

- Ti lộ sinh đe sinh thái hay ti lệ sinh đè thật hoặc đơn gian hơn là "ti lộ sinh đe”: đó

lã sô lượng cá thề mới dược sinh ra trong một dơn vị thời gian trong diêu kiện thực tẽ cùa môi trường Đại lượng này bicn thicn phụ thuộc vảo kích thước và thành phân cua quân thỏ vào các điêu kiện vật lý cùa mòi trường

Ti lệ sinh đẻ tối đa vả sinh thái học được biêu thị dưới dạng chi thiANVAt trong dó: ANj/At: số cá thê mới được hình thành

At: thời gian

- Ti lệ sinh đè đặc trưng: lã sô lượng cá thê mới được hĩnh thành trong một khoáng thởi gian nhát định trên một cá thê trong quần thê

Ti lộ sinh dc dậc trưng dược biêu thị dưới dang chi thiANa/At, trong dõ N lả só cá thê cua quân the Có thê coi ti lộ sinh dc dặc trưng như là ti lộ sinh đè dặc thù dô) VỚI các nhóm tuổi khác nhau

ơ các động vật đẽ con li lệ sinh đẽ thưởng được tính theo con cái và con luôi Ví

dụ Lord (1961) nghiên cữu ti lệ sinh đé của thó hoang dại thay rủng:

Thó cái I -2 năm tuỏi đé 4 con/năm

Tho cái dưới 1 năm tuói đè 1.5 con/năm

Ti lệ sồng sót.

Ti lệ sông sót cùa quân thê là ket qua cùa ti lệ sinh dc và ti lộ chét Neu gọi ti lệ chêt

là M thì ti lệ sông sót là I - M Ti lộ chèt đặc trưng được biêu thị bâng phân trăm, đó là sô

cá thê trong quần the bị chct so với lượng ban đầu cùa quẩn thé

Thướng ti lệ sông sót được biêu thị bâng tuỏi thọ của quân thè Trong sinh thái thường phán ra tuổi thọ sinh lí hay tuồi thọ tối đa và tuổi thọ sinh thái hay tuổi thợ thực tế

Khi ta biêu diễn trên đo thị với trục tung là số lượng cá thê sông SỎI qua từng khoáng thời gian xác đinh vã trục hoành là tuồi thọ cua các cá thè tinh theo năm ta sê được đường cong sóng sót Đường cong sòng sót thướng có các hình dsing như Hình 2.3

Đường cong lôi (đường 1) dặc trưng cho các quán thè có ti lộ chèt dang duy trì ơ mức

độ thãp cho đèn thời gian CUÔ1 cùa chu trình sông, thường gặp ỡ động vật có vú và người

Đường cong lõm (đường III) đói lập trục tiép với đường cong trẽn và cõ được khi ớ thời gian đầu cùa chu trình sống, ti lệ chết ớ mức cao Đường cong này đặc trưng cho các loài nhiễm thê và giáp xác.

Đường cong lý thuyẽt (II) đặc trưng cho nhừng loài có ti lệ sông sót ớ các lửa tuôi khác nhau tương đối ổn định

Đường cong chừ s đặc trưng cho các loài chim và chuột nhăt thường chết nhiều lúc còn non

Những loài có ti lộ chết cao và ti lộ sông sót tháp khi còn non thưởng đè sô lượng con hoặc trúng nhiêu Đông thòi những quán thê có mật độ cao cũng có dạng đường cong lòm hơn các quần thè thưa thớt

Tuỏi tinh theo đơn VI tưons únsHình 1.3 Dường cong sống sót cua quân thê sinh vật

e Hiên động sô lượng cớ thê và các kiêu lăng trương cùa quân thê

Sự biên dộng cua quân the không chi biêu hiện ớ sô lượng và thành phàn quàn the

mà cả chiêu hướng biên dôi cùa quàn thê Sự hiên đôi này có thê do những biên đôi cùa môi trưởng vật lí do các moi lương tác nội tại trong quân thè hoặc do cảc tương tác của quân thê

Sự biến đỗi cùa quằn the có thế xây ra theo 2 kiêu:

- Biên động quần thê theo mùa: Đây là biêu hiện của quá trình tự điêu chinh cùa quân thê đè thích nghi với dicti kiện mòi trường biền đôi

- Biên dộng quàn thê theo năm: Kiêu bicn dộng nãy có thè do sự biên dỏi cùa các nhân tố ngoài quần the vã do những biền dối nội tụi cùa quần the

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

Ví dụ, ờ vùng cao nguyên Đẽcan (Án độ) nhìn chung cứ một năm mãt mùa lại có một năm được mùa vã cữ núm núm lại mất mùa nặng Chính lượng mưa vả phân bõ lượng mưa trong năm là yêu tố biên động san lượng mùa màng ở đây

ơ những quân thê động vặt cỏ xương sóng bậc cao khi "dư thừa dân số" suât hiện sự

ra tâng tuyển trên th,ín một trong những biêu hiện chuyên dịch cân hãng thân kinh nội tiết, đen lượt mình lại có ánh hường lới tập tinh, tính nãng sinh sán và tính chống chịu bênh tật Khi dó mật độ quàn thê giám nhanh chóng

ơ sinh vật còn có hiện tượng biến động số lượng theo chu kỳ, ví dụ thó lùng cứ 9 -

11 năm lại đạt số lượng cực đại một lần Sụ biến động theo chu kỷ được thực hiện ở bậc hệ sinh thái, nghĩa lã ớ đây có tác động cúa mối quan hệ giừa các quần thể với nhau (ví dụ mói quan hộ dinh dường, mồi quan hệ kí sinh - vật chú v.v )

Người ta thường biêu thị sụ biên dộng quân thê băng tòc độ tảng trương Đỏ là tý so giữa đại lượng biên dôi và thời gian xây ra bicn dôi ây Neu N là sô lượng cá thê cùa quân thê và t là thời gian, chúng ta có:

- AN/ At là tốc độ tàng trường trung hình cùa quần thế

- AN/N At lã lốc độ tàng trưởng đặc trưng (tốc độ biến đôi trung bình theo thòi gian trên một cá thể) Đại lượng nảy được áp dụng thích họp khi so sánh các quần thố có kích thước khác nhau

Khi nghiên cữu tốc độ nhanh hay phân tích toán học chính xác đòi hói phai thay A bàng kí hiệu đạo hàm d Do dỏ ta có dại lượng dN/dt

- Khi môi trường không có ánh hướng giới hạn thì tòc độ tâng trương dặc trung SC đạt giá trị cục dại Dó là tôc độ tiêm náng tàng trường và được kí hiệu bàng chữ r

(IN | dN

Khi lấy tích phân biểu thức (1) ta có: Ni = N«e" (1-2)

ơ dây N» là sỏ lượng ơ thời diêm ban đau, N< lã số lượng ớ thởi diêm I

Khi lây logarit cá 2 phân ớ phương trinh (2) ta có:

InNt = InNo + rt -> r ■ lnAFf-|n\ (1.3)

rChi thị r thực chát là sự sai khác tóc độ sinh săn đặc trưng cực nhanh và tõc độ chét cực nhanh của các cá thê

Quá trinh tàng trướng có the bicu thị trên đổ thi băng thang sô học hay băng thang logarii Ví dụ quá trinh tâng trương cùa quần thê vi sinh vật trong 6 ngây và cứ 2 ngày đêm quàn thè tăng lèn I làn Độ dôc cua dường thãng trên bicư dô thang logarit là 1,15 chính là

r, dược thê hiện như Hình 2.4

Tính chất gia lãng số lượng cùa quằn the có thê không giống nhau nên người ta phân thành các kiêu tâng trưởng khác nhau Tuy nhiên theo dạng dường cong tảng trướng lập theo

thanh sò học, có thê chia thành các kiêu cư bán lả tăng trương theo dạng dường cưng hình chừ J (hàm mù) hoặc dạng chừ s (hãm logistic) Dó là 2 kicu tâng trưởng dộc lập tương ứng vói tính chất khác nhau cùa sinh vật và các điêu kiện mòi trướng, có thê khác nhau trong lô họp và trong mô hình hóa.

Hình 1.4 Dưỡng cong táng trưởng cùa cùng một quần thế được lập theo 2 phuưng

pháp khác nhau (Odum - 1971 )|2|

Các giới hạn có thê xây ra đỏi VỜI sự lăng trường cùa một quân ihê:

a Mật độ phụ thuộc: số lượng cá thê xung quanh có ánh hương den khá năng tìm kiểm nguôn thức ăn, phát triền, tòn tại hoặc sinh san cứa các cá thè

• thức ãn / con mồi

• nước (thực vật)

• nơi trú ân / địa đièm làm tò / lãnh thô

• dôi tượng giao phôi (quá nhicu hoặc quá ít)

1.4 SINH THÁI QUÀN XÃ

1.4.1 Khái niệm và thành phần sinh thái quần xã

a Khái niệm

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

Quằn xã sinh vật là một tập họp các quần thẻ sinh vật cùng sống trong một sinh cành xác định, được hĩnh thành trong một quá trinh lịch sứ lâu diu liên hệ với nhau bơi những đặc trung chung về sinh thái học mà các thành phần cấu thành quần xã (cá thể quần thể) không có

Tử định nghĩa này ta thây răng:

- Quàn xã là một tập hợp các sinh vật, nhung đó không phái chi là sinh vật này tôn tại cạnh sinh vật khác mà giũa các loài có quan hệ rất chặt chẽ như quan hệ về dinh dưỡng

vả nưi ờ Quan hệ này có the là tương hỗ hoặc đối địch, cạnh tranh Quân xả này tồn lại như một chinh thế với một sổ lượng loài nhất định Quần xà nãy được hình thành trong quá trình lịch sứ lâu dài và gân liền với sự trao đỏi chát, năng lượng với môi trưởng

- Do quan hộ giữa các loài trong quân xà do quá trinh trao dôi chat cua các loài này

dà lâm cho mỏi trương biên dôi vã mõi trưởng tác động trơ lại quàn xã khiến quân xã thay dôi theo

- Quàn xã sinh vật là phân sông cùa hộ sinh thái Các quàn xã co sơ có tính chàt đặc trưng là đạt dược kích thước lơn và hoàn thiện về tồ chức, báo đám cho chúng có tính chất lưưng đôi dộc lập Các quằn xà này chi cần nhận nàng lượng inậl ười từ ngoài vào và thực

sự không phụ thuộc vào các quần xả lân cận Ngược lại các quần xả nhó phụ thuộc vào các quân xã lân cận theo mức độ não đó

- Khái niệm vè quân xã có ỷ nghĩa quan trọng vè lý luận và thục tiền trong sinh thái học Vê lí luận, nó cho biết các sinh vật khác nhau thưởng hình thành một hộ thông tô chức,

có câu trúc và chức nâng dặc trưng cho dù hình thái bên ngoài có thay dõi Vè thực tiền, khi

ta hiêu chúc nâng của các sinh vật phụ thuộc vào quân xã, neu muôn tạo ra sụ hung thịnh hay muốn kìm hàm một loài nào dỏ thi tốt nhất làm cho quằn xà biến đôi hon lã tân công trực tiếp vào loài này Sụ hưng thịnh của các loài sinh vật (kê cá con người nừa) nói cho cũng đều phụ thuộc vào bán chất cùa các quần xà vã của hệ sinh thái mã nó chịu tác động.Liên quan đen cuộc tranh luận về các quân xã theo cá thè so với tông thê (hoặc siêu sinh vật) lả câu hỏi về việc liêu các quẩn xã lã 'mơ’ hay 'dỏng'

• Các quản xã khép kín mó tá các môi lien ket trong đó các loài gãn bó chặt chè vởi nhau và giói hạn sinh thái của một loài nhất định trùng khớp mạnh

me với giới hạn cùa lâl cà các loài khác trong quan xã

• Quằn xã mơ bao gồm các loài có sự phân bổ cùa chúng phần nào dọc lạp vơi tât cá các loài khác trong quần xà Do đó môi sò loài nhất đinh có thê kéo theo một sô loài khác

Ọuan xã mò

Hình 1.5 Đồ thị tâng trướng của các loài trong môi trường thay đôi đột ngột

b Thành phần ciia quần xã

- Khái niệm VC tru the sinh thái

Quân xã bao gôm nhiêu loài sinh vật khác nhau, nhung chi có một vài loài hay một nhóm loài có ánh hưởng quyết định đến các đặc điếm và lính chất của quần xả Nhũng loài

có vai trò quyết định như vậy lả loài ưu thê sinh thái Chúng tích cực tham gia vào sụ điêu chinh, vảo quã trinh trao đôi vật chất vả nâng lượng giừa quan xà vã môi trưởng Vì vậy loài

ưu the sinh thái có ánh hương đến môi sinh và ánh hường đến các loài khác trong quần xã.Những loài ưu the sinh thái không nhắt thiết phai là các loài có thang bậc phân chia cao Tuy vậy, trong diet! kiện tự nhiên, loài ưu thê sinh thái trong quần xã thưởng không phai

lá những loài VI sinh vật Nói chung, các loài tru the sinh thái là những loài o bậc dinh dưỡng cùa mình có khá nãng cho nãng suât cao nhãt Ví dụ, trong rừng già thi loài ưu thè sinh thái thuộc về các cây gổ lớn, trên dồng có chăn nuôi thi ưu thế sinh thái thuộc về động vật àn có còn trên cánh đỏng lúa nước thi lúa nước lả loài ưu thế sinh thái

- Chi sò cáu trúc loài của quân xã

a) Chi số ưu thề: Dè biêu thị mức độ ưu thế của một loài nào đó trong quàn xà, người

la thường dùng các chi thị ưu thế và được tính theo công thức:

c = s(n,/.v)2 (1-5)Trong đõ: tu: giá trị về "vai trỏ" cùa mỗi loài (số cá thể, sinh khối, sán lượng )N: Tông giá trị vai irõ cùa quăn xã

b) Chi thị đa dạng về toài

Chi sổ này được tinh Iheo công Ihửc sau:

' logA1' ‘2 N ' ’

UMk-d'r/re-Trong đõ s lã số loài N là số cá thế cùa quằn xà vã thường dũng In hay log

c) Chi thị cân bang

11-6)

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

Chi thị này được tính theo công thức:

77í’ = z TlogsTrong đó: 11 là chi thị Shannon

s là số loài và thường dùng

log-d) Chi sò Shannon vê tồng sự đa dạng II

p>: xác suất "vai trò" cũa mồi loài = ni/N

c Cách đật tên cho quán xã

Người ta thưởng dựa vào các đặc điếm sau đê đật tên cho quan xà:

• Dựa vào loài ưu thê các dụng sóng hay loài chi thị như quằn xã rừng cây lim quản xã mỏng lúa

• Dụa vào diêu kiện nơi ở cùa quân xã, ví dụ quân xã rùng ngập mận, quân xã cứa sòng

• Dựa vảo các đặc diêm chức nâng, ví dụ đặc diêm trao đôi chảt

Đẻ đút ten cho quần xà được chính xác phái xác định được ranh giới cùa quần xã Người ta thường dùng “chi số 50%" Khi xác định được loài ưu the, ranh giới cùa quản xã phai lón hơn hay bãng 50% loài đỏ

Cho den nay chúng ta chi xem xét các hệ sinh thái quy mô nhó bâng cách sứ dụng một ví dụ ve một cái ao Tuy nhiên, chúng ta cùng phái xem xct hộ sinh thái õ quy mò toàn cầu Những hệ sinh thái nãy được gụi là BIOMES Quằn xà sinh vật là một quần xả lớn tự nhiên gom các loài thực vật (thực vặt) vã động vật (động vài) chiếm một môi trường sống chinh Quần xà sinh vật phù họp với khí hậu và địa phương mà nỏ được đủi Quằn xà sinh vật có thê được trai rộng khăp các lục địa và mặc dù chúng có nhừng đặc diêm giỏng nhau, nhung sê có sự khác biệt ve các loài thực vật và động vật sống ớ nhùng địa diem đó Vi dụ như rừng mưa nhiệt đới ờ Châu Phi sẽ không gióng với rừng mưa nhiệt đới ờ Châu A

Riniỉ ÍUES u On đói RimẹOađỡi Bâc cực vể lảiii «ạuyán trôi c*>

Bàn đó các hệ sinh thãi trẽn thê giói (quan xà sinh vật)

Rínur Mưa Muèt đới

Savan Xhi« dõi

Sa tnạc

Đia Tíuag Hâi

Hình 1.6 Bán dồ các quẩn xã sinh vật toàn cẩu (Nguồn: Internet Geography 2021)1.4.2 Đặc diêm và hoạt động cơ ban cua quân xã

a Tinh chãi phân tầng cùa quân xã

Đặc đièm phân tầng (sự phân bố) sinh vật (heo chiều (hãn đứng là một (rong nhũng biêu hiện của càu trúc quần xả Sự phân tầng của quần xà phụ thuộc rất nhiều nhân tố, trước hét là những nhún tô vật lý Các nhân tố mỏi trường bẽn ngoải (như nhiệt độ ánh sáng, oxy hay chãi dinh dường) phân bó không đều theo chiêu thùng dửng Dô chinh lã nguyên nhãn hình thành các tằng khác nhau Vi có những điêu kiện khác nhau, nên mồi tàng có những dặc trưng sinh vật sinh sông

Khi quan sát một rừng nhiệt dới chúng ta có thê thây quàn xã thực vật phân thành 3 tâng:

• Tàng trên: bao gồm các cây gỗ lớn chúng thuộc nhùng loài có nhu cầu cao

về ánh sáng,

• Tầng giữa: bao gồm những cây gồ có kích thước vừa chúng thuộc những loài

có nhu cầu ánh sáng it hơn

• Tầng dưới: bao gồm các cây bụi và (hám cò - đây là những loại cây ưa bóng, thích nghi vởi ánh sáng lán xạ

Khái quát về sinh thái học, sinh thái quần thê vù sinh thái quẩn xà

Tô thức dinh dường của quân xã bị ảnh hướng bời cả từ trên xuỏng (quá trình sân mồi) và lữ dưới lén (quá trình sàn xuất) Đà có nhiêu tranh luận về quá trinh não trong hai quá trinh này lã quan trọng hơn trong việc xác định câu trúc cùa các cộng đỏng Câu trá lời tốt nhất có lê là cá hai dcu quan trọng, nói chung, một sỏ quy trinh nhất định có the độc biệt quan trọng trong một so (inh huống nhài định so với những quy trình khác

Hĩnh 1.7 Tô chúc dinh duũng của quần xã

(a)

Sự phons phú cũa râi cá biên

(C)(b)

(d)

’Ọ

íi Ị1Hình 1.8 Các tâng dinh dưõng cùa quần xã

Các tàng dinh dưỡng đê cập đèn hiện tượng theo đó động vật ãn thịt hàng dâu có the ành hưởng đen toàn bộ cấu trúc dinh dường (và nàng suất) của một quần xả thông qua các tác dộng lữ trên xuống cùa nó Chúng không dề cập đến cảc tương tác từ dưới lên.

Cùng vởi sự phân tầng cùa thực vật các động vật cùng sinh sõng ở nhừng tầng nhất định: có loài làm lổ trên các tán cây cao nhưng có loài lãm tồ trén thám có hoặc gốc cây v.v

Tính chất phân tâng cua quần xã có tính chàt tương dôi, bởi vi sự phân tâng đỏ có thê thay dôi theo thời gian và không gian (theo ngày dem, mùa, địa đièm mà quân xã phân bổ)

Tính chắt phân tầng cùa quần xà có ý nghía rất lớn Nhỡ phân tầng mà các sinh vật giảm được mức độ cạnh tranh ve nơi ở và lận dụng được nguồn lợi năng lượng, vật chất trong thiên nhiên

Trong thực tiền sân xuãt người nông dân ứng dụng rộng rãi kiến Ihức sinh thái học

đe xây dụng nên các vườn cây ăn qua nhiều tầng, ao hồ thà cá nhiều tầng Nhở vậy các cây tròng vật nuôi lận dụng tôi da tài nguyên khí hậu vã đât dai nâng cao hiệu quà dâu tư trong nông nghiệp

b Hoạt động chu kỳ cua quân xã.

Các quân xã luôn luôn hoạt động biên đòi theo ngày đèm và theo mùa Chu kỳ ngày đèm là hiện tượng lặp đi lặp lại trong thời gian 24 giờ và thưởng thấy rò ớ quẩn xà nhiệt đới Chu kỳ ngày và đêm được quy định chú yêu bời ánh sáng và nhiệt độ

Chu kỹ mùa the hiện rỏ nhắt ờ các vùng ôn đới biếu hiện ở tinh trạng: có một số loài ngũ đỏng, ngủ hè một số loài di cư theo mùa v.v Nguyên nhân cúa hiện tượng trên lã do

sự thay đỏi cua các nhãn tô mỏi trường, trước het là nhãn tố khí hậu độ dài ngày và quang chu kỳ 0 nhiêu loài phan ứng quang chu kỳ không phụ thuộc vào cường dộ chiêu sáng mà phụ thuộc vào nhịp độ chiêu sáng Ví dụ ờ côn trùng dục thàn.có khi trong thân cây cường

độ chiếu sáng chi I 3 lux tại nơi trú ngụ cùa chúng, vậy mà chúng vần có phàn ứng quang chu kỳ Ngoài ra các yếu lố trên, các nhân tồ hừu sinh (ví dụ yếu lố thức àn) cùng gây ra hoạt động chu kỹ ớ các quân xà Những hiện lượng ngừng phát niên ở nhiều loài côn trùng và hiện tượng rụng lá giám sinh trướng vào múa đỏng cùa thục vật là nhừng ví dụ điên hình vê hoạt động theo chu kỳ mùa

Hoạt động chu kỳ cùa quân xã là kẻt quá hogt dộng chu kỷ cùa các quân the tạo nên quân xã dó Ví dụ một sò loài chi hoạt dộng vào ban ngày; một sò loài chì hoạt dộng vào ban đêm và một sô loài chi hoạt dộng vào lúc hoàng hôn Do đó khi nghiên cứu lính chu kỳ cùa quần xã trước tiên phái tìm hiều hoạt dộng chu kỳ cùa các quản the tạo nên quần xã đó

c Dạng quàn xã sinh thái đệm (ccoton) và khái niệm vé hiệu ímg biên (giáp ranh)

Khái niệm ecotone dùng đẽ chi những vị trí có sụ biên đôi vé môi trường cao và do

đõ thành phần loải cùng thay đôi đột ngột Đây chinh lã vũng chuyên tiếp giừa hai quan xã

Khái quát về sinh thái học, sinh thái quần thê và sinh thái quần xã

sinh vật Vì thê các vùng Sinh thái giữa hai môi trưởng sông thay đỏi này thường phong phú

về loài hơn

Quằn xà sinh thái đệm lã nơi chuyến tiếp giừa hai hay nhiều quần xã kể cận nhau, ví

du như khu vực giữa rừng với dòng cò, giữa vũng dông bảng với vùng dỏi núi hay vùng cửa sõng

Quân xã sinh thái đệm có thè cỏ độ dài khá lớn nhưng luôn họp hơn diện lích cứa các nguồn xã kế cận Quần xà sinh thái đệm thường có phần lớn các loài cùa quằn xả kế cận đong thời có nhùng loài đặc trưng cho quẩn xà sinh thái đệm Bôi vậy thành phần loài cùa quần xà sinh thái đệm đa dạng vã phong phũ hon các quần xã kể cận

Hiện tượng lăng linh đa dạng cũng như mật độ cùa quần thể trong quần xà sinh thái đệm (hay trong khu vực giáp ranh) gọi là hiệu ứng biên (edge effect)

Những loài sinh vật có phần lớn thời gian hoạt động hoặc sông chu yểu ớ vũng sinh thãi đệm dược gọi là các loài giáp ranh

Quần xã sinh thái đệm có ỷ nghĩa đổi với đòi sống cơn người, bới quần xã sinh ihái đệm luôn luôn đi với con người đến nhùng nưi con người cư trú Ví dụ, nếu con người lén rừng khai hoang thì họ phái chật gỗ làm nhà phát quang xung quanh nhà ở, lảm vườn, đào

ao v.v Như vây con người đù tạo ra một vùng sinh thái đệm ó đây sò xuãt hiện các loài sinh vật mởi [3J

d Diễn thè cùa quằn xà

■ Định nghĩa

Diễn thê cùa quần xã lã quá trinh phát triền theo thứ bậc cùa quân xã liên quan VỚI những biên dõi nội tại cứa quân xã (như biên dôi vé cầu trúc loài và các quá trinh ticn men trong quân xã) theo thời gian Những biên dôi nội tại cùa quân xã dó tác dộng den môi trường biến đôi Đốn lượt minh, môi trường lại quyết định những đặc diem cũa quá trình dicn the, tốc độ biến đổi và giới hạn của quần xã

Như vậy thực chất diễn thế là một quá trình thay thề quần xà này bâng quằn xă khác cho tới khi có được một quằn xă ôn định Diễn the thưởng xáy ra theo hướng xãc định, nén chúng ta có thè dự đoán được vã lợi dụng chúng một cách hựp lý

Quần xã ở giai đoạn khơi dầu cùa sự diễn the gọi là quần xã tiên phong, còn quàn

xã ôn dinh cuói cùng gọi là quân xã cao dinh (climax)

Trong quá trình diễn the, do môi trường biên dõi mà những loài không còn thích nghi nữa bị thay thế bằng nhùng loài mởi Quá trình này tiếp dièn cho tới khi đạt thế cân bang giìra các yếu lõ vô sinh và hừu sinh, nghía lã những sinh vật có thích nghi cao nhai với điều kiện mỏi trưởng

Dựa vào khởi điềm cùa quá trình diễn the người ta chia diễn thế ra lãm hai loại:

• Diễn thề sơ câp (dicn thê nguyên sinh): lã dụng dicn the cùa quàn xã bãt dâu

từ một khu vực mà trước dó không có một quán xã nào tòn tại Ví dụ, diễn thê ờ vùng đât mới bội tụ ờ bán đào Cà Mau là dien thê sơ câp Quân thê tiên

phong ớ đày là rừng bầu, mắm Khi độ mặn giâm đi cây đước, cây vẹt xuất hiện Khi đất tích hổi tụ đù lượng phù sa và k'rp mục thám thực vật thì dằn dằn rừng tràm SỄ hình thành.

• Diễn thế thứ cắp (diễn thế thừ sinh): là diễn thế cùa quằn xã diễn ra trong một khu vục vừa có một quản xã bị tiêu diệt Có the lây quản xã vùng Hửu Lũng làm vi dụ Cách dây khoang một thê ký, vùng này có rừng lim đại ngàn

Do con người tàn phá nen có dã thay thè cho rừng lim Sau dó các cây bụt sim, mua lại không chẽ có Cây sau sau dã tiêu diệt sim, mua và hình thành lại rừng Lim con mọc cùng vói sau sau tạo nên rừng hai tầng (trên là sau sau dưới là lim) Cây sau sau già cỗi chết đi đè lại rừng lim một tầng

Trong tự nhiên có những quân xà ngay khi chưa dạt tới trạng thái cao đinh dà bl tiêu diệt Kiều diễn thế đỏ được gọi lã kiểu diễn thế phân húy

- Khái niệm vẽ quằn xà cao dinh (climax)

Quân xà cao đinh là quàn xã cuối cùng cùa sự phát (nen sinh thái hay quần xã tư duy tri với trạng (hái cân băng với noi ớ vật lý dam báo tính cân băng giữa các ycu tò hữu sinh

và vô sinh

Quân xà cao đinh khác với các quàn xã ớ các giai đoạn đang phát trièn là hàu như không có nâng suất nguyên hàng nảm của các chất hữu cư hay nôi cách khác là nàng suất nàm cùa quân xà bàng tỏng tiêu thụ trong nám

Theo Odum có thê hình dung sự phát triển cùa quân xã tự nhiên theo hưởng tiến (ới quần xà cao đinh, trong đõ lượng vật chất tiêu (hụ trong 1 năm bàng lượng vật chất mã nó

tề cho thây hợc thuyết da cao dinh là học thuyct dũng dãn |21

Những người theo học thuyết đa cao dinh dã chia cao dinh ra làm nhiều loại

Khái quát về sinh thái họe, sinh thái quần thê và sinh thái quẩn xã

- Khàng chè sinh học và cân hãng sinh thái

Trong quan xă, các loài có quan hệ inật ihiêt với nhau, mối quan hệ đó thê hiện rỏ nét nhất ớ quan hệ dinh dường Mỗi loài sinh vật đều phái tham gia vào chuỗi thức Ún vả mạng lưới thức ăn Các chuỗi thức ăn đêu lã tạm thòi bơi vi chi một mát xích thay đỏi thì toàn bô chuôi, thậm chi toàn bộ mạng lưới thức ăn thay dói

Sò lượng cá thê cua mồi mãt xích luôn luôn biền dộng tùy thuộc vào điêu kiện sinh thái Tuy nhiên sô lượng cá the cùa mỏi loài này phụ thuộc vào số lượng cá thê cùa loài khác

và luân theo quy luật hình tháp số lượng của Elton, nghía là sinh vật lượng bao giờ cùng giảm dần ờ mai xích sau so với mát xích truởc theo hình tháp Khái niệm về không chế sinh học đà được hình thành khi nghiên cữu mõi quan hộ về sô lượng các loài trong quần xã.Khống chế sinh học có nghĩa lã sổ lưọng cá thể cua loài này phát triển tùy thuộc vào

cá the cùa loài khác Do đỏ so lượng cá the cua các loài trong quàn xã có the tàng len hay giam di nhưng không bao giở quá mức Neu như một loài nào đó có sự bùng nô sô lượng thi

nó sẽ bị các loài khác kìm hãm và buộc phai giam sô lượng đen ngưỡng cho phcp

Mòi quan hệ khàng khit giữa các loài đã giữ được tương quan sò lượng cá thè cùa chúng trong quần xả ở một trạng thái tương đối ổn định nào đỏ Trạng thái cân bảng về số lượng như vậy giừa cảc loài dược gọi là trạng thái cân bang sinh học trong tự nhiên Khi ở

đó cỏ tác động của con người thì gọi là cân bảng sinh thái, ơ trạng thái cân bàng này các loài trong quản xà đà tạo nên tương quan sô lượng tương đói điên hình phù hợp với nhu câu cua từng loài, với mòi trường vặt lý xung quanh

Cân bâng sinh học trong tự nhiên chi Là tạm thời vi sự thích nghi giữa các loài với nhau chi là tương đôi và có mâu thuẫn Mặt khác các loài trong quân xã đéu chịu tác dộng cùa ngọai cành, kê cá tác động cùa con người Tác động cùa ngoại cánh lén các thành viên trong quần xà không đồng đểu, còn con người luôn tác dộng theo hướng duy trì cân bằng sinh học trong tự nhiên theo hướng có lợi cho minh

Trạng thái cân bằng sinh học thưởng the hiện rõ nét nhầt ờ các quần xà cao đinh, tại

đó nàng lượng sinh ra và năng lượng tôn hao tương đương nhau

Trong phát triên nông nghiệp, con người dà tạo ra các vùng trỏng trọt VỚI quân xã sinh vật ít thành thục, con người tác dộng dơn gián và phiên diện vào tự nhiên Vì vậy một trong những mục đích chinh cua sinh thái học ứng dụng là duy tri được cân bâng tụ nhiên

và lập lại cân bang sinh thái ỡ các hệ bị tồn thương do tác dộng của con người Con người phái ủng dụng khống chẽ sinh học một cách khôn khéo, tránh nhùng tác động phá vở cân băng sinh thái theo kiêu tiêu diệt rứi cá ở Ba Lan, diệt chim sè ớ Trung Quốc, diệt chó sói ở Hoa Kỹ hay tiêu diệt rán đê báo vệ mùa mãng ở Án độ v.v

CÂU HÔI ÔN TẠP CHƯƠNG 1

1 Khái niệm về sinh thiii học và ý nghía, nhiệm vụ cùa sinh (hái học?

2 Quy luật tác động số lượng của các nhãn tố sinh thái?

3 Khái mộm về sinh thái quan the và các thánh phan cua quan the sinh vật?

4 Sự biẻn dộng của quân the? Các kiêu tãng trưởng cùa quân thê sinh vật?

5 Khái niệm VC sinh thái quần xã và các thành phân cùa quản xã sinh vật?

6 Phân tích các đặc đicm và hoạt động cùa quân xã sinh vật? Môi hên hệ giữa các quân thê trong một quẩn xà sinh vật?

ỊỊệ sinh thái

Chương 2: HỆ SINH THÁI

2.1 KHÁI NIỆM VÈ HỆ SINH THÁI

2.1.1 Dinh nghĩa:

Hệ sinh thái là một hệ thống mờ hoàn chinh gồm các thành phần sống (quần xà) và các thành phân không sõng nhu không khi nước vả đất khoáng (gọi chung là sinh cành) Hệ sinh thái có thê được nghiên cứu theo hai cách khác nhau Người ta có thè coi hệ sinh thái lã các tập hợp các nhóm (hục vật và động vật phụ thuộc lẫn nhau, hoặc có thê nhìn hệ sinh (hái

lã hệ thỏng và tập hợp các loài với cấu trúc rỗ ràng dược diều chinh bơi các quy lãc chung

Hộ sinh thái là một hệ (hỏng bao gôm các sinh vật tác dộng qua lại với môi trường bâng các dòng nãng lượng tạo nén càu trúc dinh dưỡng nhàt định, sụ đa dạng vê loài và chu trình luẩn hoàn vật chất (tức là trao dổi chất giừa các phần tứ hữu sinh và vô sinh) Các thành phan sống (sinh học) và không sống (phi sinh học) lưong lác thông qua các chu trình dinh dường và dòng năng lượng

Hệ sinh thái bao gồm tương tác giừa các sinh vật và giừa các sinh vật vã mỏi trường cua chúng Hộ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bán cùa sinh thái học bới vi nó bao gồm cà sinh vật (quân xã sinh vật) và mòi trường vô sinh Trong dó moi phàn này anh hương den phân kia và cá hai dèu cân thict dè duy tri sự sõng dưới dạng như dã tôn tại trẽn trãi dàt

Hộ sinh thái có thê có kích thước bãt kỳ nhưng mói hộ sinh thái có một không gian dặc biệt, và có giới hạn Một số nhà khoa học xem Kiàn bộ trái đất là một hệ sinh thái không

lô Hệ sinh thái có thế chi là một bẽ nuôi cá một hốc cây có thế trung binh như ao hồ đồng

có và có thẻ lộng lớn như đại dương Tập hợp tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt trái đất lãm thành hệ sinh thái không lồ - sinh quyên

2.1.2 Cấu trúc cua hệ sinh thái

Sự phân chia như trên dựa trẽn quan diêm dinh dưỡng Các thành phân vô sinh khóng chê và dicu hòa sự tón tại cứa các sinh vật còn các sinh vật tham gia diêu hòa môi trường

vô sinh Phần hữu sinh và vô sinh của hệ sinh thái là một the hữu cơ thống nhất, toàn vẹn không tách ròi Ba thành phần sống (sinh vật sàn xuất, sinh vật tiêu thụ, và sinh vật hoại sinh) cố thê xem như ba "giới chức nàng của thiên nhiên” hay 3 kiêu dinh dưỡng và sử dụng năng lượng

Tham gia cấu tnic nên hệ sinh thái bao gôm các thành phàn sau dãy:

MỎI TRƯỜNG VÓ SINH.

- Các chất vô cư (C N, CO'

HiO.Oa )

tham gia vào chu trinh tuân hoãn

vật chất

- Các chat hừu cư (protein, gluxit

lipit ) liên kết giới vô sinh với

giói hữu sinh

- Ché độ khi hậu (ánh sáng, nhiệt

độ độ âm và các yếu lố vật lý

khác)

QUÀN XÃ SINH VẬT:

- Các sinh vật sản xuất (sinh vật lựdường)

- Sinh vật liêu thụ:

chú yếu là sinh vật ânsinh vật khác (tiêu thụ bậc 1.2 3 )

- Sinh vật hoại sinh:

Vi sinh vật đât, nâm

HỆSINHTHÁI

Ngoài ra người ta còn xcm xét câu trúc cua hệ sinh thãi trên quan diêm chức nãng và hoạt động như sụ phân hô không gian, phát tricn và liên hỏa

(Nguồn: http://acamrmicheal.wecbly.com/ccology)