Sinh thái biển và ven bờ

Tài liệu bài giảng sinh thái biển và ven bờ được soạn thảo này là một phần của dự án Nâng cao năng lực đào tạo ngành Kỹ thuật bờ biển tại Trường Đại học Thuỷ lợi. Sinh thái biển và ven bờ là một trong những môn học mới trong chương trình đào tạo của ngành này và nó sẽ được giới thiệu cho sinh viên ngành Quản lý vùng bờ biển của Khoa Kỹ thuật bờ biển thuộc Trường Đại học Thuỷ lợi. Mục tiêu của môn học này là cung cấp cho sinh viên ngành Quản lý vùng bờ biển: (i) Sự hiểu biết kiến thức cơ bản về sinh thái học, (ii) Kiến thức về chức năng sinh thái của các loài, quần thể, sự tương tác giữa chúng và chức năng của mạng lưới thức ăn, (iii) Sự hiểu biết về mối quan hệ giữahệ sinh vật và các điều kiện môi trường, (iv) Sự hiểu biết về quá trình sinh thái học liên quan đến vùng bờ biển, (v) Hiểu biết tầm quan trọng sinh thái học của vùng bờ biển và đầm lầy, (vi) Hiểu biết để áp dụng những kiến thức về khái niệm sinh thái học bờ biển vào thực tế. Môn học này đợc chia làm 3 phần. Phần một giải quyết khái niệm cơ bản về sinh thái học. Sinh viên sẽ đợc giới thiệu khái niệm về các loài, động lực học quần thể và chức năng quần xã. Phần thứ hai tập trung đặc biệt vào sinh thái biển và bờ biển từ môi trường sinh học, thực vật phù du, động vật nổi, mạng lới thức ăn cho đến cộng đồng các sinh vật đáy. Phần thứ ba dành cho nghiên cứu tham quan thực tế ứng dụng ở Việt Nam có liên quan đến những kiến thứcở phần một và phần hai.

Trường đại học thủy lợi - viện nghiên cứu thủy lực delft

1 Chương trình khoa học và công nghệ cấp Nhà nước KT-02, Bảo vệ môi trường và Phát triển bền vững, Hà Nội 1995

2 Lê Diên Dực, Kiểm kê đất ngập nước Việt Nam, Hà Nội 1991

3 Nguyễn Ngọc Anh, Đánh giá tác động của hai công trình Dầu Tiếng và Trị An đến tình hình xâm nhập mặn ở hạ lưu

4 Ngân hàng Thế giới, Ngân hàng Phát triển Châu A’, FAO, UNDP, Việt Nam- Đánh giá tổng quan về ngành Thủy lợi, Hà Nội 1996

5 Vũ Trung Tạng, Cơ sở sinh thái học, NXB Giáo dục, 2000

6 Nguyễn Văn Tuyên, Sinh thái và Môi trường, NXB Giáo dục, 2000

7 Phùng Ngọc Đĩnh, Tài nguyên biển đông Việt Nam, NXB Giáo duc, 1999

8 Lê Đình Thành, Environmental and Ecological Aspects in Estuary and Coastal Areas

of Vietnam, Workshop in Upgrading the training capacity on coastal engineering at HWRU, 1999

9 Asian Development Bank, Coastal and Marine Environmental Management for Ha Long Bay, SRVN, 1995

10 J.L Chapman, M.J Reiss, Ecology: Principles and Applications, Cambridge University Press, 2001

11 Jeffrey S Levinton, Marine Biology: Function, Biodiversity, Ecology, Second Edition, Oxford University Press, 2001

12 Carol M Lalli, Timothy R Parsons, Biology Oceanography, Pergamon Press, 1996

13 Gilbert Barnabe’ and Regine Barnabe’ – Quet, Ecology and Management of Coastal Water: The Aquatic Environment, Praxis Publishing, 2000

14 James Perry, Elizabeth Vanderklein, Water Quality: Management of a Natural Resource, 1996

15 Ton That Phap, Management of Biological Resources in Tamgiang lagoon from a socio-economic cultural Viewpoint, 2000

16 FAO- Regional Wood Energy DevelopmentProgramme in Asia, Mangrove production and protection: A changing resource system: Case study in Can Gio district, Vietnam, 1993

17 Australian Institue of Marine Science and others, Project PN 9412: Mixed Shrimp Farming – Mangrove Forestry Models in the Me Kong Delta, 1999

Mục lục

giới thiệu

phần 1 khái quát chung về sinh thái

Chương 1: Tổng quan về sinh thái học

1.1 Giới thiệu 3

1.3 Các nhân tố môi trường 9

1.4 Nơi sống 15

1.5 Sự thích nghi 18

1.6 Câu hỏi và thảo luận 18

Chương 2: Quần thể và quần xã 2.1 Động lực học quần thể 19

2.2 Sự tương tác giữa các loài 26

2.3 Bậc dinh dưỡng 30

2.4 Quần xã 36

phần 2 sinh thái biển và ven bờ Chương 3: Môi trường biển 3.1 Giới thiệu chung 42

3.2 Các đặc trưng vô sinh của nước biển 55

3.3 Câu hỏi thảo luận 68

Chương 4: Thực vật phù du và năng suất sơ cấp 4.1 Sự phân loại 69

4.2 Các phương pháp thu thập mẫu 74

4.3 Sản phẩm sơ cấp 76

4.4 Câu hỏi thảo luận Chương 5: Động vật phù du 5.1 Phương pháp phân loại 90

5.2 Các phương pháp thu thập mẫu 100

5.3 Phân bố theo động vật phù du theo chiều sâu 101

5.4 Thay đổi kiểu theo thời gian 106

5.5 Câu hỏi và thảo luận 108

Chương 6: Sinh vật trôi nổi 6.1 Phân loại 109

6.2 Các phương pháp thu thập mẫu 121

6.3 Câu hỏi và thảo luận 122

Chương 7: Sinh vật đáy 7.1 Phương pháp phân loại 123

7.2 Phương pháp thu thập mẫu 133

Chương 8: Dòng năng lượng và chu trình khoáng chất 8.1 Mạng lưới thức ăn 136

8.2 Các chu trình khoáng chất (C, N, P) 142

8.3 Câu hỏi và thảo luận 150

Chương 9: Các quần xã sinh vật đáy 9.1 Môi trường vùng triều 151

9.2 Các vùng cửa sông (Estuaries) 154

9.6 Câu hỏi và thảo luận 181

Chương 10: Tác động của con người 10.1 Tác động của con người đến các hệ sinh thái nước 182

10.2 Tác động của con người đến vùng cửa sông và vùng ven biển 183

10.3 ảnh hưởng của các hoạt động con người đến hệ sinh thái biển 187

10.4 Bảo tồn biển và hệ sinh thái biển 193

10.5 các hệ sinh thái và môi trường ven biển điển hình ở việt nam 195

10.6 Câu hỏi thảo luận 200

phần 3 thực tập và bài tập lớn

1 Xác định vấn đề nghiên cứu

2 Thực tập và thu thập thông tin số liệu

3 ứng dụng

4 Lập báo cáo

Tài liệu tham khảo

Các phụ lục

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Lời giới thiệu

Tài liệu bài giảng sinh thái biển và ven bờ được soạn thảo này là một phần của dự

án "Nâng cao năng lực đào tạo ngành Kỹ thuật bờ biển tại Trường Đại học Thuỷ lợi" Sinh thái biển và ven bờ là một trong những môn học mới trong chương trình đào tạo của ngành này và nó sẽ được giới thiệu cho sinh viên ngành Quản lý vùng bờ biển của Khoa Kỹ thuật bờ biển thuộc Trường Đại học Thuỷ lợi

Mục tiêu của môn học này là cung cấp cho sinh viên ngành Quản lý vùng bờ biển: (i)- Sự hiểu biết kiến thức cơ bản về sinh thái học,

(ii)- Kiến thức về chức năng sinh thái của các loài, quần thể, sự tương tác giữa chúng

và chức năng của mạng lưới thức ăn,

(iii)- Sự hiểu biết về mối quan hệ giữa hệ sinh vật và các điều kiện môi trường, (iv)- Sự hiểu biết về quá trình sinh thái học liên quan đến vùng bờ biển,

(v)- Hiểu biết tầm quan trọng sinh thái học của vùng bờ biển và đầm lầy,

(vi)- Hiểu biết để áp dụng những kiến thức về khái niệm sinh thái học bờ biển vào thực tế

Môn học này được chia làm 3 phần Phần một giải quyết khái niệm cơ bản về sinh thái học Sinh viên sẽ được giới thiệu khái niệm về các loài, động lực học quần thể và chức năng quần xã Phần thứ hai tập trung đặc biệt vào sinh thái biển và bờ biển từ môi trường sinh học, thực vật phù du, động vật nổi, mạng lưới thức ăn cho đến cộng đồng các sinh vật đáy Phần thứ ba dành cho nghiên cứu tham quan thực tế ứng dụng ở Việt Nam có liên quan đến những kiến thức ở phần một và phần hai

PHÇN I

Kh¸i qu¸t chung vÒ sinh th¸i

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Chương 1 tổng quan về Sinh thái học

1.1 Giới thiệu

Sinh thái học xuất phát từ hai từ tiếng Hy Lạp “oikos” có nghĩa là nhà, nơi mà chúng ta sống và từ “logos” nghĩa là sự hiểu biết

Nói chung, chúng ta có thể định nghĩa sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu

sự ảnh hưởng của các sinh vật với nhau và với môi trường Trong định nghĩa này môi trường bao gồm tất cả các thành phần tự nhiên như nước, đất, khí hậu, các sinh vật sống khác và các ảnh hưởng của chúng với nhau

Thông thường, sinh thái học có thể chia thành sinh thái học trên cạn và sinh thái học biển, trong đó:

+ Sinh thái học trên cạn nghiên cứu sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sinh vật và môi trường trên cạn của chúng

+ Sinh thái học biển nghiên cứu sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sinh vật và môi trường tự nhiên của biển và ven biển

Hình 1.1: Sơ đồ mô tả mối quan hệ qua lại giữa một số yếu tố của môi trường đến một sinh vật Trong sơ đồ này, sinh vật trung tâm là động vật ăn thịt, nhưng để tổng quát hoá, từ “con mồi” được hiểu là thức ăn cho động vật ăn thịt còn đối với thực vật, “con mồi” có nghĩa là ánh sáng và chất dinh dưỡng Sơ đồ trên được đơn giản hoá các mối quan hệ hai chiều nhưng trong thực tế, các mối quan hệ sinh thái giữa sinh vật và môi trường là quan hệ đa chiều

người Những bộ tộc nguyên thuỷ phụ thuộc vào săn bắn, đánh bắt cá và thu lượm thức

ăn, họ cần có những hiểu biết chi tiết nơi những con mồi của họ sống ở đâu và xuất hiện vào lúc nào Sự hình thành nền nông nghiệp đã làm tăng nhu cầu cần thiết nghiên cứu sinh thái học về thực vật và sinh vật nuôi trong nhà

Một định nghĩa chung về “Sinh thái học“ được nhà khoa học người Đức tên là Ernst Haeckel lần đầu tiên sử dụng vào năm 1869 Ông đã mô tả sinh thái học như

“khía cạnh bên trong của cuộc sống hữu cơ” và “ là sự hiểu biết về tổng mối quan hệ của các sinh vật với thế giới vật chất bên ngoài đến điều kiện tồn tại vô cơ và hữu cơ” Charles Elton viết trong cuốn sách của mình vào năm 1972 rằng sinh thái học “ là

sự nghiên cứu phản ứng của động vật và thực vật đến môi trường sống và thói quen của chúng”

Năm 1985, Krebs đã định nghĩa sinh thái học là “sự nghiên cứu một cách khoa học mối tương tác lẫn nhau quyết định đến sự phân bố và đa dạng của các sinh vật” Ngày nay, sinh thái học được hiểu như một trò chơi lắp hình khổng lồ ở đây, mỗi một sinh vật này đều có những nhu cầu đòi hỏi cho sự sống mà rất nhiều các cá thể khác trong vùng phối hợp với chúng Từ đó, hầu hết sự nghiên cứu sinh thái học là trả lời cho những câu hỏi “ Vì sao sinh vật này sống hoặc phát triển ở đây mà không phải ở chỗ khác? Hoặc "Vì sao sinh vật hoặc các loài chúng ta đang nghiên cứu lại sống?”, Môi trường ảnh hưởng như thế nào đến các sinh vật ? ngược lại các sinh vật ảnh hưởng như thế nào tới môi trường của chúng?

Trái đất của chúng ta bao gồm khí quyển (không khí), thạch quyển (đất), thuỷ quyển (nước) và sinh quyển (sự sống) Sinh quyển là tổng hợp các vật thể sống liên kết với môi trường của chúng

Cũng có thể coi sinh quyển là toàn bộ hệ sinh thái trên trái đất như vỏ trái đất,

n-ước và không khí mà trong đó sinh vật tồn tại, là tổng của các vật thể sống trên trái đất Sinh vật học giải quyết các vấn đề của những thực thể sống ở các mức tổng hợp khác nhau, từ nghiên cứu những phân tử sinh vật cho đến nghiên cứu sinh quyển phức tạp Còn sinh thái học giải quyết cơ bản mối thống nhất ở mức cao hơn như nghiên cứu quần xã, quần thể và hệ sinh thái

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Loài là một nhóm gồm một hay nhiều quần thể sinh vật sinh sống mà khác biệt

về bản chất với tất cả sinh vật khác Các cá thể của cùng một loài có khả năng sinh sản

ra một thế hệ mới khoẻ mạnh

hoặc: Loài là một nhóm các cá thể giống nhau, có xu hướng giao phối và sinh sản ra

thế hệ mới khoẻ mạnh Chúng ta thường thấy loài được mô tả không phải bằng sự khác nhau về khả năng sinh sản (một loài sinh học) mà bởi dạng của chúng (thuộc về mặt cấu trúc giải phẫu)

Độ phong phú loài hay đa dạng loài là một phép đo số loài có trong một quần xã

1 Giới sinh vật ( Monera): là một giới duy nhất bao gồm các sinh vật nhân

sơ, chúng có một vách tế bào và thiếu cả màng nhân lẫn dạng đa tế bào Các nhóm khác thuộc giới Monera bao gồm vi khuẩn lam (sinh vật tự dưỡng) và vi khuẩn thật (sinh vật dị dưỡng)

2 Giới sinh vật nguyên sinh (Protista): là giới sinh vật nhân chuẩn lâu đời

nhất, bao gồm các loại nhóm sinh vật nhân chuẩn (đơn bào – thuộc - đa tế bào?), dị dưỡng dinh dưỡng, tự dưỡng dinh dưỡng và cả hai dạng Có lẽ là định nghĩa chính xác nhất về sinh vật nhân chuẩn không phải là nấm, động vật hoặc thực vật

nhóm đa tế bào có các tế bào, có cấu tạo đa hạt nhân bao gồm các tế bào với thành tế bào Chúng lấy năng lượng từ sự phân huỷ xác chết, sinh vật thối rữa

và hấp thụ chất dinh dưỡng từ các sinh vật đó Một vài nấm là nguyên nhân của bệnh tật (bệnh lan nhiễm men, bệnh gỉ sắt và bệnh than), trong khi những loài nấm khác lại có ích cho việc nướng, ủ hay pha chế như là thức ăn, dược phẩm

và các nguồn để tạo ra thuốc kháng sinh

4 Thực vật (Plantae): Thực vật không có khả năng chuyển động tự do

Chúng là những sinh vật nhân chuẩn đa tế bào mà sản sinh ra năng lượng bởi quá trình quang hợp và có các tế bào xenlulo Thực vật là nguồn sản sinh oxy, thức ăn và quần áo/vật liệu xây dựng cũng như các loại gia vị, thuốc nhuộm và dược phẩm

5 Động vật ( Animals) là sinh vật nhân chuẩn dị dưỡng đa tế bào có khả

năng chuyển động trong suốt thời gian sống của chúng, chúng có những tế bào thiếu vách ngăn Động vật cho chúng ta thức ăn, quần áo, chất béo, dầu thơm,

có tính gần gũi thân thiện và sức lao động

Loài là một đơn vị phân loại Tất cả các cá thể của một loài đều có cùng một tên khoa học chung Nói chung tên này bao gồm hai từ Latin Thuật ngữ

đầu tiên chỉ họ và từ thứ hai chỉ tên loài Ví dụ, Mytilus edulis (con trai xanh): Mytilus là họ của loài này

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

a- Thực vật

Tập hợp ngành (Thực vật)

≈ 275.000 loài

Lớp Angiopermae (Thực vật có hoa)

≈ 235.000 loài

Ngành Tracheophyta (Thực vật có mạch)

≈ 235.000 loài

Bộ Rosales Hoa hồng và các cây tương tự

≈ 18.000 loài

Họ Rosaceae

≈ 3.500 loài

Chi Rosa

≈ 500 loài

Loài Rosa gallica Hoa hồng rêu

(More specific: Có nhiều nét riêng biệt; Less specific: ít nét riêng biệt )

Hình 1.2: Sự phân loại của thực vật Hãy chú ý đến số lượng thực vật trong mỗi cấp phân loại Tập hợp loài ngành có nhiều loại thực vật hơn so với loài Hình ảnh này

được lấy từ cuốn “Cuộc sống: Sinh vật học” của Purves và nnk, tái bản lần thứ 4 do Sinauer Associates và WH Freeman

(More specific: Có nhiều nét riêng biệt; Less specific: ít nét riêng biệt )

Hình 1.3 Phân loại một loài động vật Hãy chú ý đến những điểm giống nhau giữa tập hợp ngành động vật và tập hợp ngành động vật ở trên Hình ảnh này đ−ợc lấy từ cuốn

“Cuộc sống: Sinh vật học” của Purves và nnk, tái bản lần thứ 4 do Sinauer Associates

và WH Freeman

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Chim

bồ câu Thằn lằn

Kỳ giông

Lông mao

và vú

Vuốt hoặc móng

Hình 1-4: Sự tiến hoá của động vật có xương sống

1.3 Các nhân tố môi trường

1.3.1 Môi trường là gì?

Nói chung, môi trường được định nghĩa bởi sự kết hợp giữa các điều kiện hiện tại bao quanh ảnh hưởng đến cuộc sống và chức năng của một cá thể hoặc cộng đồng Môi trường bao gồm môi trường vật lý (môi trường vô sinh) và môi trường hữu sinh

Môi trường vật lý biểu thị các điều kiện tự nhiên như địa chất, thổ nhưỡng, địa hình, khí hậu, thời tiết và thảm họa, rủi ro Những điều kiện này ảnh hưởng tới môi trường hữu sinh và ảnh hưởng qua lại với nhau Ví dụ như khí hậu ảnh hưởng tới loại

Hành tinh Trái đất chịu bức xạ mặt trời tới bề mặt trái đất phụ thuộc vào khoảng cách và chuyển động của nó xung quanh mặt trời Đặc trưng đặc biệt của Trái đất là do nhiệt độ thay đổi trên bề mặt, nước có thể thay đổi từ thể rắn, lỏng sang thể khí Nước ở thể lỏng trên bền mặt Trái đất nhờ trọng lực mà chảy từ nơi đất cao đến nơi đất trũng

lượng nhận được từ Mặt trời ở những vùng khác nhau và bởi dạng hình học và bản chất của sự hình thành địa chất

Bức xạ mặt trời cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động sinh học trên trái

đất Cây xanh có thể tập trung năng lượng mặt trời trong sinh khối nhờ quá trình quang hợp (Hình vẽ 1-5)

Hình 1.5 : Hệ cơ quan chính của thực vật

Qua đó, các hoạt động sinh học trên Trái đất bị hạn chế bởi hiệu xuất của quá trình quang hợp và bức xạ tới Nhưng cường độ của bức xạ cũng quyết định trạng thái của nước, có nghĩa là khi nào và ở đâu quá trình quang hợp xảy ra, sự phân bố bức xạ mặt trời quyết định nước có sẵn ở dạng thể lỏng Tất cả những điều đề cập trên là những điều kiện môi trường cần thiết cho sự sống trên trái đất

1.3.2 Địa chất và đất đai

Địa chất ở vùng bất kỳ được tạo nên bởi các kiểu dạng đá khác nhau, đây là một quá trình rất lâu dài và phức tạp, được thực hiện bởi sự chuyển động của toàn lục địa

được gọi là kiến tạo địa tầng cùng với hoạt động như núi lửa

Địa chất của một vùng có ảnh hưởng đến địa hình của đất Các thành phần vô cơ của đất có nguồn gốc từ đá bị phong hoá Các kiểu đá có sẵn trong một vùng có thể tạo

ra đất bằng quá trình phong hoá Đá bị vỡ ra thành nhiều mảnh nhỏ do quá trình phong hoá hoá học Thông qua quá trình này, cacbon dioxyt hoà tan vào nước mưa tạo ra một axit nhẹ Loại axit này phản ứng với bề mặt đá Những quặng khác nhau như hydro

RễCuống

ánh sáng

Lá

Thân cây

Rễ

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

phong hoá của đá rất gần vị trí tạo thành chúng, nhưng nhiều trường hợp sản phẩm phong hoá bị xói mòn và dịch chuyển do dòng chảy mặt hoặc gió đưa tới nơi khác ở vùng nhiệt đới, do vào mùa khô nước mặt bốc hơi, nước ngầm của tầng sâu hơn được

rễ cây trồng rút lên và diễn biến của sức chứa nước, nên có sự tập trung khoáng vật và chúng thấm xuống vào mùa mưa Kết quả của chế độ phong hoá này tạo ra một vật khoáng màu hơi đỏ được gọi là đá ong rất giàu dinh dưỡng và nghèo mùn Sự phân bố của các loài thực vật thường giống nhau một cách rất rõ nét với sự phân bố của các loài đá chính

Tất cả các loại đất được tạo thành từ các thành phần chính giống nhau Chúng là những hạt khoáng có kích thước, cấu tạo hoá học khác nhau, và chất hữu cơ ở các giai

đoạn phân huỷ khác nhau Kết cấu khoáng vật của đất phụ thuộc vào loại đá bị phong hoá và bị xói mòn như cát, bùn hoặc sét Tất cả các loại đất là sự trộn lẫn của các hạt có kích thước khác nhau sắp xếp tăng dần từ đá cuội và hạt lớn rồi đến phù sa nhỏ hơn đến các hạt sét nhỏ Bảng 1-1 chỉ ra hệ thống phân loại đất toàn cầu của UNESCO trong mối quan hệ với các loài thực vật

Bảng 1: Hệ thống phân loại đất toàn cầu của UNESCO

Đá ong (latosol) Đất phong hóa màu đỏ Rừng nhiệt đới ẩm

Margalite (đất nhiệt đới đen) Base rich black Seasonal tropical forest

Grey-brown mull Deciduous forest

Tundra soil or pozol (if well

drained)

Organic on mineral base (with permafrost)

Tundra

Kiểu đất, khí hậu và thực vật có mối liên hệ với nhau Có vài hệ thống phân loại

được sử dụng rộng khắp thế giới ở qui mô toàn cầu, khí hậu dường như yếu tố quyết

định cấu trúc đất Đặc điểm quan trọng nhất của khí hậu là sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ

Việt Nam có khoảng 333.000 km2 diện tích tự nhiên, trong đó có khoảng 70% diện tích đồi núi, diện tích bằng phẳng ở Việt Nam phân bố chủ yếu ở đồng bằng Sông Hồng ở vùng miền bắc và đồng bằng Sông Cửu Long ở miền nam (Diện tích đất tự nhiên của Việt Nam có khoảng 33 triệu ha, trong đó có 22 triệu ha đất phát triển tại chỗ

và 11 triệu ha đất bồi tụ) Tỷ lệ đất được sử dụng như sau:

- Đất nông nghiệp: 7 triệu ha (chiếm 21%)

- Đất chuyên dụng: 1,4 triệu ha (chiếm 4,2 %)

- Đất trống, đồi trọc: 13 triệu ha (chiếm 39,1 %)

Bên cạnh kiểu dạng địa chất và đất đã nêu ở trên, địa hình còn đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố các sinh vật (ngay cả những thay đổi rất nhỏ về địa hình) Nhiệt độ giảm theo độ cao địa hình có ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài sinh vật

ở những loại đất sét nặng trong rừng, những chỗ thấp trũng trong nền rừng trở thành ngập úng sau mưa lớn và đôi khi làm nước đọng lại, trong khi đó ở bìa và đỉnh các dãy rừng thì lại tương đối khô Điều này dẫn đến sự phân bố của sinh vật

1.3.3 Khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm)

Nhiệt độ là nhân tố môi trường rất quan trọng Nó ảnh hưởng đến nhiều nhân tố khác của một trường vô sinh và hữu sinh, đặc biệt như ánh sáng, độ ẩm Mặt trời là nguồn ánh sáng và nhiệt cho trái đất Khi năng lượng đi qua bầu khí quyển, khoảng 20-40% năng lượng bị hấp thụ bởi các khí, bụi và hơi nước trong khí quyển

Sự thay đổi của ánh sáng và nhiệt độ theo độ cao rất phức tạp ở xích đạo, độ dài ngày, đêm hầu như bằng nhau trong cả năm, còn ở vĩ độ cao hay bắc cực, nam cực thì

điều kiện ánh sáng và nhiệt độ từng mùa rất khác biệt và khắc nghiệt Trong mùa hè mặt trời không bao giờ lặn và tổng không gian chiếu sáng ban ngày trên 24h, cao hơn rất nhiều so với ở vùng nhiệt đới Tuy nhiên, trong những tháng mùa đông mặt trời rất khó mọc cao hơn đường chân trời và tổng thời gian chiếu sáng rất thấp

Hình1-5: a) Sự biến đổi của nhiệt độ trong những chu kỳ băng giá hơn 400.000 năm trước đây b) Mô tả sơ lược sự phát triển trong thời kỳ băng giá tại vùng đất hồ Rogers

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Chu kì nhiệt độ rất quan trọng với các sinh vật ngủ đông hay hè Trong sự dao

động chu kì nhiệt độ, một số sinh vật cá biệt sẽ bị tác động nhiều nhất bởi sự khắc nghiệt của nóng gắt hoặc lạnh giá Cả hai điều này đều ảnh hưởng đến nguồn nước: Trong thời gian lạnh vì nước bị đóng băng và không có khả năng sử dụng; còn trong thời gian nóng gây hạn hoặc bốc thoát hơi quá mức Nhân tố khác có thể ảnh hưởng

đến cây trồng là thời kỳ sinh trưởng, cây dường như không có khả năng sinh trưởng ở nhiệt độ dưới 00C và sinh trưởng chậm chạp ở nhiệt độ trên điểm đông lạnh Độ ẩm và mưa cũng là những biến số quan trọng cuả khí hậu đối với sinh vật

1.3.4 Chất dinh dưỡng

Cây trồng cần cung cấp năng lượng để sinh trưởng và tái sinh, chúng cũng cần thu nhận những nguyên tố cấu thành nên chúng Sự khác nhau cơ bản giữa sự chuyển hoá năng lượng và chuyển hoá dinh dưỡng là mô hình chuyển hoá dinh dưỡng về cơ bản là vòng tròn hoặc là có chu kỳ còn sự chuyển hoá năng lượng về cơ bản là không định hướng Các nguyên tố cấu thành phần tử mà sinh vật được tạo thành không thể thay đổi trong

điều kiện tự nhiên trên trái đất cho nên chúng vẫn giữ nguyên tính chất khi các phần tử chuyển từ mức dinh dưỡng này sang mức dinh dưỡng khác Chúng có thể quay vòng và lặp đi lặp lại Các chu trình cacbon, nitơ và photpho rất quan trọng trong chu trình dinh dưỡng

Chu trình cacbon không phải lúc nào cũng nằm trong chu trình dinh dưỡng bởi vì

nó không cần thiết phải có các sinh vật phân hủy Đó là do sinh vật quang hợp tự dưỡng thu nhận cacbon từ khí quyển dưới dạng cacbon điôxit, trong khi đó các sinh vật thải cacbon trong quá trình hô hấp

Mặc dù Nitơ rất quan trọng đối với cơ thể sống nhưng vẫn không thể định lượng chi tiết về chu kì Nitơ Cần chú ý rằng sự di chuyển của N trong chu kì năm bị thiếu hụt

do N nằm lại trong bầu khí quyển và trong đá Trong khí quyển chứa khoảng 4.1021g và

Dinh dưỡng của cây trồng:

Không giống như động vật (loại sinh vật thu nhận thức ăn từ những thứ mà nó ăn

được), cây trồng thu nhận dinh dưỡng từ đất và môi trường Cây trồng có khả năng tạo

ra tất cả các đại phân tử chất hữu cơ cần thiết bằng cách biến đổi đường mà chúng tạo thành trong quá trình quang hợp có sử dụng ánh sáng mặt trời như nguồn năng lượng Tuy nhiên, cây trồng hút các khoáng chất thông qua hệ thống rễ để tiêu thụ

Cacbon, hyđrô và ôxy được hút từ đất và là những chất dinh dưỡng đa lượng sơ cấp Canxy, magiê và lưu huỳnh là dinh dưỡng đa lượng thứ cấp cần ít hơn Dinh dưỡng

vi lượng, cần rất ít và đôi khi độc hại ở khối lượng lớn Chúng bao gồm: sắt, mangan,

đồng, chì, bo và clo Phân bón hoàn hảo có thể cung cấp cả ba loại dinh dưỡng sơ cấp, thứ cấp và vi lượng Nhãn hiệu của phân bón sẽ liệt kê các số, chẳng hạn 5-10-5 thể hiện tỷ lệ % trọng lượng của dinh dưỡng đa lượng sơ cấp

Vai trò của đất

Đất bị phong hoá, đá và mảnh vụn khoáng chất bị phân huỷ hoà lẫn vào không khí và nước Đất màu mỡ chứa các loại dinh dưỡng ở dạng dễ sử dụng mà cây trồng cần phải có để sinh trưởng Rễ cây hoạt động như những công nhân mỏ di chuyển trong

đất và mang những khoáng chất cần thiết vào bộ rễ Cây trồng tiêu thụ các khoáng chất này vào:

- Các thành phần cấu tạo thành cacbon hydrit và prôtit

- Các phần tử chất hữu cơ sử dụng trong quá trình trao đổi chất, chẳng hạn như magie trong chất diệp lục

- Các hoạt hoá Enzim như kali, mà hoạt hoá có thể so enzim

- Duy trì cân bằng thẩm thấu

Mycorrhizae, vi khuẩn và khoáng chất

Mycorrhizae hình thànhkhi nấm (nấm đảm hoặc zygomyefe) bám xung quanh hoặc vào trong rễ cây và tạo thành mối quan hệ cộng sinh Fungal hyphac hút khoáng chất từ đất và thông qua chúng lên rễ cây trồng còn nấm thu nhận hydrat cacbon từ cây trồng

Cây trồng cần nitơ cho nhiều phần tử sinh học quan trọng bao gồm hạt nhân và protein Mặc dù khoảng 70% bầu khí quyển chứa dinitrogen (N2), cây trồng vẫn không thể sử dụng trực tiếp được Tuy nhiên, một vài vi khuẩn đặc biệt (có trong một vài loại thực vật) có thể nhận dinitrogen (N2)từ bầu khí quyển và biến đổi nó sang dạng nitơ mà cây trồng có thể tiêu thụ và hấp thụ được Nhiều cây trồng có mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn sống trong rễ của chúng: Nitơ hữu cơ như thuê khoảng trống để sinh sống Những cây trồng này có khuynh hướng có các mắt rễ (Called Mycorrhizae) ở đó vi khuẩn cố định nitơ sinh sống

Môi trường hữu sinh

Môi trường và biểu hiện gen

Loại hiện tượng sinh học luôn bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường của chúng Mèo Thái Lan màu tối hơn ở các chi, do nhiệt độ làm ảnh hưởng đến sự biểu hiện của loại gen Sự biểu hiện của loại sinh học là kết quả tương tác giữa gen và môi trường Mèo Thái Lan và thỏ Himalaya, cả hai loài động vật này đều có viền mầu đậm ở các

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

chi Đây là do khả năng điều chỉnh sắc tố chỉ có thể thực hiện được ở nhiệt độ thoáng hơn của các chi đó Môi trường quyết định kiểu biểu hiện loại sinh học

Hình 1.7 : Tuần lộc Caribu, một loài động vật sống ở lãnh nguyên

Hình 1.8 : Rừng mưa ôn đới ở Oa-sing-tơn Chú ý đến mật độ của cây

1.4 Nơi sống

1.4.1 Sinh thái học cá thể

Sinh thái học cá thể nghiên cứu về sinh thái, tập trung vào các loài riêng biệt Hiên nay ước tính có khoảng 3 đến 4 triệu các loài tồn tại trên mặt đất Chỉ có rất ít trong số chúng đã được nghiên cứu đầy đủ để chúng ta hiểu kỹ về sinh thái học cá thể của chúng

Sinh thái học cá thể của cây dương xỉ diều hâu là một loài điển hình vì nó là một trong những thực vật thành công nhất trên thế giới Nó mọc trên hầu hết các lục địa ngoại trừ Antarctica Dương xỉ diều hâu là một loài thích hợp cho nghiên cứu sinh thái học cá thể Hầu hết cây dương xỉ diều hâu có chất sinh ung thư, nó có thể là nguyên nhân gây ung thư ở động vật khi ăn phải chúng Chúng thường xuyên bị hạn chế bởi độ

ẩm, vùng râm mát và không lan rộng ra xa

Các điều kiện môi trường (như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, đất, nước và địa hình) rất quan trọng đối với các loài và đến sự phân bố của chúng Mỗi một loài có phản ứng

đặc thù tới các điều kiện môi trường vô sinh với giá trị tối ưu và sức chịu đựng riêng Nói chung một loài sẽ sống trong vùng mà những điều kiện môi trường là tối ưu (hoặc dưới điểm cực thuận) đối với nó

Độ mặn

Hình 1-9: Phản ứng của các loài động vật đáy khác nhau với độ mặn

Hình 1.10 : Tổng hợp tương tác giữa một sinh vật và các thành vật vô sinh và hữu sinh

của môi trường xung quanh

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

1.4.3 Tổ sinh thái

Tổ sinh thái là vai trò của một sinh vật chiếm giữ và chức năng hoạt động của nó

trong hệ sinh thái (có liên quan đến cách kiếm ăn của một sinh vật)

Trong sinh thái, tổ sinh thái đại diện cho cách mà một loài thích nghi với các

điều kiện môi trường của chúng Khái niệm tổ sinh thái rất quan trọng trong sinh thái

học và phải mất nhiều công sức để xác định tổ sinh thái của một sinh vật ở mức độ chi

tiết Mỗi một loài có tổ sinh thái duy nhất của riêng mình Nó là một trong số ít các

luật sinh thái Giả sử có hai loài chiếm giữ ở cùng một tổ sinh thái song chúng không

thể chiếm giữ chính xác tại cùng một tổ và cùng chung sống (cùng tồn tại)

Nói chung, các tổ sinh thái là những động vật có khả năng thay đổi, ví dụ như

có thể thay đổi khẩu phần ăn của chúng nếu khẩu phần ăn ưa thích của chúng không có

sẵn Các loài có chung một tổ sinh thái có thể tồn tại chung cạnh nhau

1.4.4 Môi trường sống

Rất khó đưa ra một khái niệm chính xác về thuật ngữ nơi sống, từ "nơi sống"

được sử dụng rộng rãi trong sinh thái để mô tả vùng mà sinh vật sống Ví dụ như khỉ

đột vùng đất thấp gorilla có nơi sống của nó là ở rừng thứ cấp nhiệt đới Một số loài có

thể có một vài nơi sống Thuật ngữ "vi cảnh" (microhabitat) dùng chỉ một vùng hạn chế

nơi mà những sinh vật nhỏ sống Bất kỳ một môi trường nào cũng đều bao gồm hàng

nghìn vi cảnh

Theo sách Đỏ Việt Nam, tổng số các loài ở nước ta là 10.835 loài, trong đó ở

vùng bờ biển là 7.752 loài Số liệu hệ thống tự nhiên - Nơi sống và các loài của Việt

Nam từ năm 1994 ở trong bảng 1-3

Bảng 1-3 Nơi sống và các loài của Việt Nam từ năm 1994

xương sống

Phản ứng của một loài với các điều kiện môi trường là không ổn định Các sinh vật có thể (trong phạm vi nhất định) thích nghi với các thông số môi trường sống lâu

đời của chúng Sự thích nghi là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của các vật thể sống Nó cho phép các sinh vật sống sót ở những điều kiện môi trường khác nhau hoặc khi có sự thay đổi các điều kiện môi trường

Sự thích nghi là khuynh hướng của một sinh vật quen với môi trường của mình, một trong những điểm chính của thuyết tiến hoá của Charles Darwin do sự chọn lọc tự nhiên: các sinh vật thích nghi với môi trường của chúng Những sinh vật thích nghi tốt nhất sẽ có cơ hội sống sót lớn hơn và để lại gen của chúng cho thể hệ sau

Chọn lọc tự nhiên là quá trình sống sót khác nhau và sự sinh sản các kiểu di truyền, có thể ổn định, định hướng, hoặc phá vỡ Các cá thể thích nghi tốt hơn có khả năng sống sót đến tuổi sinh sản nhiều hơn và vì vậy để lại nhiều con cái và tạo nên sự phân bố rộng hơn tới nguồn gen hơn những cá thể kém thích nghi

Phong toả thích nghi: Là sự phát triển ra nhiều loài khác nhau từ một gốc tổ tiên

Điều này xảy ra khi có một môi trường sống mới thuận lợi cho sự phát triển của một quần thể Kiểu tiến hoá phân nhánh ra nhiều loài từ một tổ tiên chung là kết quả sự thích nghi mới hoặc sự tuyệt chủng hàng loạt

1.6 câu hỏi vμ thảo luận

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf 19

Chương 2 Quần thể và quần xã

2.1 Động lực học quần thể

2.1.1 Sinh sản, nhập cư, diệt vong, di cư

Quần thể là một nhóm các cá thể của cùng một loài sống trong cùng một vùng,

tại một cùng một thời điểm và chia sẻ chung một nguồn gen, hay một nhóm các sinh vật có khả năng giao phối trong một khu vực địa lý

Cũng có thể hiểu: Quần thể là một nhóm các cá thể tương tự như nhau có xu

hướng giao phối với nhau trong cùng một không gian địa lý giới hạn Điều này có thể

ví đơn giản như một cánh đồng hoa cách biệt với các các cánh đồng khác bởi quả đồi hoặc các vùng địa lý không có những loài hoa này xuất hiện

Động lực học quần thể là khoa học nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả

năng sinh trưởng, ổn định, suy giảm của những quần thể và quan hệ giữa nhân tố này

Một cá thể là một hoặc nhiều tế bào có đặc trưng bởi sự sắp xếp thông tin DNA

duy nhất Chúng có thể là đơn bào hoặc đa bào Các cá thể đa bào này biểu thị sự chuyên môn hoá của các loại tế bào và chia thành các mô, các cơ quan và hệ thống các cơ quan

Khả năng phát triển quần thể liên quan đến lịch sử sự sống

Tuổi đời của cá thể sinh vật sống ảnh hưởng tới tỷ lệ tăng dân số Lịch sử

sự sống liên quan đến tuổi trưởng thành giới tính, tuổi chết, và các yếu tố khác

sinh vật phát triển nhanh, sinh sản nhanh và nhiều con trong mỗi chu kỳ sản sinh sản Các sinh vật khác phát triển chậm, sinh sản muộn và chỉ có một vài con trong mỗi một chu kỳ Hầu hết các sinh vật ở giữa hai thái cực này

Cấu trúc tuổi liên quan đến tỷ lệ tương đối của các cá thể trong mỗi nhóm tuổi của một quần thể Các quần thể với nhiều cá thể có tuổi sinh sản hoặc trước sinh sản thì

có cấu trúc tuổi dạng hình kim tự tháp, và có thể gia tăng nhanh chóng vì lớp trẻ sinh sản

Dân số loài người đang trong giai đoạn tăng trưởng Từ khi tiến hoá cách đây khoảng 200.000 năm , số lượng loài người của chúng ta tăng lên nhanh chóng và lan rộng khắp cả Trái đất Bắt đầu từ năm 1650, dân số tăng theo cấp luỹ thừa Các kỹ thuật săn bắn và trồng trọt mới đã giúp con người gia tăng dân số nhanh chóng Con người phải mất 1800 năm để đạt tổng dân số là 1 tỷ, nhưng chỉ mất 130 năm đạt tới 2

Bất chấp các tiến bộ công nghệ, các yếu tố ảnh hưởng tới gia tăng dân số cuối cùng sẽ giới hạn sự bùng nổ dân số của loài người Các yếu tố này gồm giới hạn của các nguồn tài nguyên vật lí và sinh học vì dân số thế giới đã vượt 6 tỷ vào năm 1999 Năm 1987 dân số được ước tính là 5 tỷ

Thời

đá cũ

Bắt đầu canh tác nông nghiệp, trồng cây và nuôi

động vật trong nhà

Trước Công nguyên Sau Công nguyên

Các ngành khoa học cơ

bản và tiến bộ y học

Bắt đầu cách mạng công nghiệp

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

quá số lượng các cá thể có thể khai thác chúng Sinh sản nhanh và tỷ chết thấp làm cho độ lớn quần thể tăng nhanh

tài nguyên có sẵn của chúng ổn định luôn là giai đoạn lâu nhất trong chu

kỳ sống của một quần thể

có thể dẫn đến sự tuyệt chủng quần thể

Các nhân tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của quần thể

Gần như tất cả các quần thể đều có xu hướng tăng trưởng theo luỹ thừa, chừng nào mà nguồn tài nguyên còn dồi dào Hầu hết các quần thể có khả năng phát triển với tỷ lệ luỹ thừa, vì sự sinh sản nói chung là một quá trình tăng lên gấp nhiều lần Các nhân tố cơ bản nhất ảnh hưởng đến tỷ lệ sinh trưởng quần thể

là tỷ lệ sinh, tỷ lệ chết, tỷ lệ nhập cư và tỉ lệ di cư Sự thay đổi độ lớn nội tại của

quần thể chính là tỷ lệ sinh cộng với tỷ lệ nhập cư trừ đi tỷ lệ chết và tỷ lệ di cư :

E I D B

E

I

Nếu chúng ta bỏ qua nhập cư, di cư ( I và E) và giả sử rằng sự tỷ lệ sinh trưởng

và tỷ lệ chết là hàm tuyến tính của độ lớn quần thể N, thì độ lớn quần thể tại thời điểm

If λ > 0, Quần thể tăng trưởng theo cấp luỹ thừa;

If λ = 0, Độ lớn quần thể là hằng số trong khoảng thời gian;

If λ < 0, Quần thể giảm theo cấp luỹ thừa;

Hình 2-2: Thay đổi của N theo λ và thời gian

Khi nguồn tài nguyên trở nên bị hạn chế thì tỷ lệ tăng trưởng nội tại (λ) giảm Kết quả này là một đường cong tăng trưởng logic

Thời gian

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

Mật độ con mồi Mật độ con mồi Mật độ con mồi

Loại 1

Loại 2

Loại 3

Phản hồi chức năng Phản hồi số lượng Tổng phản hồi

Hình 2-3: Ba loại thay đổi chính của quẩn thể thú ăn thịt theo sự thay đổi của số lượng con mồi hiện có

(a)Phát triển theo luật số mũ

Khả năng chịu đựng của môi trường

Tốc độ giảm xuống

Điểm gia tăng cực đại

Tốc độ tăng lên

Hình 2-4: Hai cách sinh trưởng của quần thể Đường cong theo luật số mũ (có tên khác là đường cong J) xảy ra khi không có yếu tố giới hạn đến quy mô quần xã Đường cong theo luật Logistic biểu diễn ảnh hưởng của yếu tố giới hạn đến quy mô quần xã (trong trường hợp này là khả năng chịu đựng của môi trường)

23

Chim hét biết hótchâu Mỹ

Tuổi (tính theo năm) Tuổi (tính theo năm)

Hình 2-5: Những đường cong về số lượng cá thể a) Ba đường cong giả thiết (được

đánh số I, II, III); b, c, d là ba đường cong thực tế Chú ý rằng các đường cong thực tế gần giống với một trong các đường cong giả thuyết.

Sự dao động của các quần thể giữa sự tăng trưởng và sự ổn định

Các yếu tố làm kìm hãm đến sự phát triển quần thể có thể là: nguồn thức ăn, không gian, sự tương tác phức tạp với các yếu tố vật lý và sinh học khác (bao gồm các loài khác) Sau thời kỳ phát triển theo quy luật số mũ ban đầu, một quần thể sẽ gặp một yếu tố kìm hãm nào đó khiến cho sự phát triển đó dừng lại Quần thể này bước vào thời kỳ phát triển chậm hơn và có thể cân bằng ở một mức tương đối ổn định với biên

độ dao động nào đó Khả năng mang (còn gọi là khả năng chịu đựng - carrying

capacity) là điểm mà tại đó kích thước một quần thể đi xuống

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

Thời gian

Hình 2-6: Mối quan hệ giữa khả năng chịu đựng (K) và mật độ quần thể theo thời

gian

Dao động theo mùa

Sự suy giảm và tuyệt chủng của một quần thể

Sự tuyệt chủng là cuộc đấu loại của tất cả các cá thể trong một nhóm Tuyệt chủng cục bộ là sự biến mất của tất cả cá thể trong một quần thể Tuyệt chủng loài xảy

ra khi tất cả các chi của loài và các quần thể thành phần của nó tuyệt chủng Nguyên nhân chính của sự suy giảm và tuyệt chủng này là do biến đổi môi trường Sự thay đổi một trong các yếu tố vật lý của môi trường có thể gây ra sự suy giảm và tuyệt chủng; ngoài ra, hoá thạch cũng chỉ ra rằng một vài sự tuyệt chủng có thể do sự di trú của đối thủ nào đó gây nên

Sự suy giảm đột ngột ở loài người xẩy ra trong lịch sử theo chu kỳ ứng với một

bệnh truyền nhiễm nào đó Bệnh dịch hạch đã giết đi một nửa dân số châu âu trong những năm từ 1346 đến 1350, các bệnh dịch khác cho đến năm 1700 đã giết đi một phần tư dân số châu này Bệnh đậu mùa và các bệnh khác cũng làm giảm đi 10% dân

số ở khu vực Nam và Bắc Mỹ

Tác động của con người

Dân số loài người không ngừng tăng lên do sử dụng công nghệ, và chính điều này đã phá vỡ các quần thể tự nhiên Sự bất ổn định của các quần thể có thể dẫn tới những kết quả:

• tăng trưởng quần thể khi các yếu tố kìm hãm cũ bị phá vỡ;

• suy giảm quần thể khi các yếu tố kìm hãm mới đặt ra

Nông nghiệp và chăn nuôi là những ví dụ về sự phát triển của các quần thể sinh vật được coi là cần thiết cho con người Chỉ riêng ở nước Anh, người ta nuôi hơn 300.000 con mèo, trong khi trước đó, tổ tiên của chúng là mèo hoang thì rất hiếm hoi,

và chỉ có thể tìm thấy ở một vùng nhỏ ở Trung Đông

25

Các chất gây ô nhiễm thường là các chất thải vào không khí và nước một cách thiếu kế hoạch và vô tổ chức Nhiều hồ thường có nitơ và phốt pho - là những chất dinh dưỡng cho các loài thực vật sống dưới nước và trên cạn Dòng nước chảy ra từ vùng sản xuất nông nghiệp mang theo phân bón làm tăng nồng độ những chất này, dẫn tới

sự phát triển nhanh chóng của thực vật (phú dưỡng) Các quần thể thực vật phát triển sẽ dẫn tới sự phát triển các loại vi khuẩn làm giảm lượng oxy trong nước, khiến cho cá và các loài sinh vật khác không sống được

Thuốc trừ sâu và sự cạnh tranh

Việc loại trừ một loài cạnh tranh có thể làm bùng nổ sự phát triển một đối thủ mới Những loại thuốc trừ sâu phun trên lúa mì thường gây ra sự bùng nổ một loại sâu thứ cấp có khả năng kháng thuốc cao hơn khi loại sâu kháng thuốc kém hơn bị tiêu diệt

Mỹ có nhiều hươu, nai hơn so với thời mà người châu âu mới đặt chân tới vì một số loài thú ăn thịt bị săn bắt nhiều

Phát sinh một loài mới

Sự xuất hiện một loài ngoại lai ở những vùng mới thường là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến các quần thể tự nhiên Ví dụ, hơn 1500 loài côn trùng và 25 họ cá ngoại lai đã xuất hiện ở Bắc Mỹ; hơn 3000 loại cây cũng đã xuất hiện ở đây Phần lớn

sự xuất hiện ngẫu nhiên sau đó đều nhanh chóng tàn lụi, tuy nhiên, một khi một loài mới xuất hiện đã có sự phát triển, thì nó sẽ có sự bùng nổ về tăng trưởng Ví dụ như cây Kudzu, một loại cây được du nhập vào Mỹ từ Nhật Bản, đã chiếm một diện tích rộng lớn ở vùng nông thôn của nước này sau một thời gian ngắn

2.2 Sự tương tác giữa các loμi

Như chúng ta biết, loài là một hay nhiều quần thể các sinh vật lai giống hay có

khả năng lai giống khác biệt về bản chất với các sinh vật khác Quần thể của các cá thể

có khả năng lai giống và sinh sản Các quần thể của các loài khác nhau sống trong cùng một vùng có thể tác động lẫn nhau

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf 27

2.2.1 Sự thỏa hiệp (trung lập)

Đây là một kiểu quan hệ trong đó hai loài không có tác động tích cực cũng như tiêu cực nào đến nhau nhau cả

2.2.3 Tính cạnh tranh

Trong quần xã luôn có sự cạnh tranh giữa các cá thể của các loài khác nhau Sự cạnh tranh này có thể đóng vai trò rất quan trọng trong việc quyết định mức độ phong phú, sức khoẻ, khả năng sinh sản và sự phân bố của các loài trong một quần thể Đặc biệt, sự cạnh tranh thường xảy ra khi tài nguyên môi trường (thức ăn, ánh sáng, nước, không gian sống, tác nhân gây thụ phấn ) trở nên khan hiếm Thậm chí cạnh tranh còn xảy ra giữa các loài tương tự hay có liên quan đến nhau, hoặc giữa các loài hoàn toàn khác nhau khi chúng cần chung một nguồn môi trường nào đó Cạnh tranh là một trong những tác động sinh học quan trọng nhất ảnh hưởng đến môi trường và những yếu tố khác

Trong nhiều trường hợp, có thể một loài nào đó không thể tồn tại hay phát triển ngay cả ở nơi có điều kiện môi trường vật lý thích hợp cho chúng: đó có thể là do loài này bị lấn át quá mạnh bởi một loài khác, tức là bị cạnh tranh

2.2.4 Hỗ sinh

Hỗ sinh là một dạng của cộng sinh trong đó cả hai loài cùng có lợi Điều này

thể hiện một kiểu cộng sinh của hai sinh vật khác loài mà trong đó cả hai sinh vật này cùng có lợi Một ví dụ điển hình là địa y - sự cộng sinh giữa một loài tảo và một loài nấm, trong đó tảo cung cấp thức ăn cho nấm, còn nấm cung cấp nước và chất dinh dưỡng cho tảo

2.2.5 Hội sinh

Hội sinh là một dạng quan hệ cộng sinh, trong đó một loài thì có lợi còn loài

kia thì không chịu tác động nào

2.2.6 Amensalism

Amensalism is một dạng quan hệ cộng sinh trong đó các thành viên của một

quần thể ức chế, kìm hãm sự phát triển cả một quần thể khác mà không hề bị một tác

động nào

2.2.7 Ký sinh

Ký sinh là một dạng cộng sinh trong đó quần thể một loài được hưởng lợi do ăn

bám chất dinh dưỡng từ một loài khác; tương tự như sự ăn thịt, nhưng khác ở chỗ hoạt

động ký sinh diễn ra chậm hơn nhiều và không phải lúc nào cũng giết chết cây chủ hay

động vật chủ Một dạng cộng sinh trong đó một sinh vật được hưởng lợi nhờ vào ăn bám sinh vật khác, ví dụ như virus cúm ký sinh ở người Các loại virus phải ký sinh trong tế bào

ăn thịt: Là một trong các loại tương tác sinh học làm hạn chế sự phát triển của

quần thể; xảy ra khi loại sinh vật này giết và tiêu thụ sinh vật khác

2.2.9 Quan hệ giữa vật ăn thịt - con mồi và biến động quần thể

Quan hệ giữa vật ăn thịt và con mồi có thể có ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi về

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

thịt, với loài ăn thịt tăng (mũi tên hướng lên trên) khi mật độ mồi cao và giảm khi mật

độ mồi thấp (c) Khi kết hợp các đường đẳng khuynh, các mũi tên cũng có thể kết hợp,

và các mũi tên kết hợp này quay theo hướng ngược chiều kim đồng hồ Nói cách khác, quần thể kết hợp chuyển động theo thời gian từ số con mồi và số con ăn thịt cao (góc bên trái phía dưới trong biểu đồ c), cho tới số con mồi cao - số con ăn thịt thấp (góc phải phía dưới), tới số con mồi cao - số con ăn thịt cao , tới số con ăn thịt cao - số con mồi thấp, và trở lại với số con mồi thấp - số con ăn thịt thấp Tuy nhiên, chú ý rằng, số con mồi thấp nhất (‘9 giờ’ ) đi trước số con ăn thịt thấp nhất (‘6 giờ’ với chuyển động ngược chiều kim đồng hồ) 1/4 vòng Những vòng tròn kết hợp của các con mồi cứ liên tục không có giới hạn (d) Tuy nhiên, như ở (e), những chu trình này thể hiện sự ổn

định: Chúng tiếp tục một cách không có giới hạn nếu không bị gây xáo trộn, nhưng mỗi một xáo trộn để tạo nên một mức độ mới sẽ tạo ra một loạt chu kỳ ổn định trung tâm mới khác nhau, xung quanh cùng các giá trị trung bình nhưng với một biên độ khác

Giả sử rằng, số con mồi được biểu diễn bởi công thức sau đây:

dN

Số lượng con mồi bị ăn thịt phụ thuộc vào tần suất số lần chạm trán giữa chúng

Số lần chạm trán này là một hàm của số vật ăn thịt (P) và số con mồi (N), và một thông

số a mô tả hiệu quả tấn công hay nói cách khác là mức độ tấn công Điều này dẫn tới

phương trình vi phân của số con mồi:

dN

(Quan hệ Lotka-Volterra của mồi)

Thiếu thức ăn, các con vật ăn thịt sẽ gầy đi và chết đói Như vậy số vật ăn thịt

được giả thiết là giảm theo mức độ số mũ trong trường hợp thiếu con mồi

dP

dt = ư ìq P (2-6)

Trong đó q là tỷ lệ chết Số bị chết được bù lại bởi số mới sinh ra, mà số mới

sinh ra này phụ thuộc vào hai yếu tố: (1) mức thức ăn được tiêu thụ, (a x N x P), và (2) hiệu suất vật ăn thịt chuyển thức ăn này thành thế hệ mới của chúng Điều này dẫn tới công thức tính cho vật ăn thịt như sau:

dP

dt = ì ì ì ư ìf a N P q P (2-7)

(Quan hệ Loktka-Volterra cho loài ăn thịt)

Các thông số r, a, f và q đặc trưng cho lịch sử cuộc sống của loài ăn thịt và con mồi

Sự biến động của cả con mồi và vật ăn thịt là một hàm của các thông số đặc trưng lịch sử cuộc sống và sự hiện diện ở giai đoạn đầu của cả con mồi và vật ăn thịt

29

Bậc dinh dưỡng có thể được hiểu như là sự sắp xếp các sinh vật vào các nhóm quần xã Nghĩa đen của dinh dưỡng là ăn, do vậy bậc dinh dưỡng là mức ăn của một loài

Tất cả các sinh vật đều cần năng lượng để sống và các sinh vật khác nhau thì nạp năng lượng theo các cách khác nhau Có nhiều phương pháp phân loại cách mà các cá thể nạp thức ăn Một cách thường dùng là chia các sinh vật ra làm hai loại: sinh vật tự dưỡng (hay còn gọi là sinh vật sản xuất), và sinh vật dị dưỡng (còn gọi là sinh vật tiêu thụ)

2.3.1 Các sinh vật tự dưỡng (quang dưỡng và hoá dưỡng)

Các loài sinh vật tự dưỡng là các sinh vật có thể tổng hợp các phân tử hữu cơ

từ các hợp chất vô cơ đơn giản hơn Năng lượng được sử dụng cho quá trình này được lấy từ nguồn ánh sáng mặt trời (quang dưỡng) hay các phản ứng hoá học (hoá dưỡng)

ƒ Các loài sinh vật quang dưỡng là các sinh vật sử dụng năng lượng mặt trời để tổng hợp chất dinh dưỡng hữu cơ làm nguồn năng lượng của chúng; ví dụ vi khuẩn xianua, tảo và các loại cây Các phân tử vô cơ như CO2, NO3, PO4 được chuyển hoá thành các phân tử sinh học lớn hơn Những phân tử này là các thành phần cơ bản của mô trong cơ thể của sinh vật

ƒ Các loài sinh vật hoá dưỡng, một vài loại vi khuẩn có thể lấy năng lượng từ các phản ứng hoá học, như sự ô xi hoá sulfit hay mê-tan Năng lượng này được vi

khuẩn sử dụng để duy trì sự phát triển

2.3.2 Các sinh vật dị dưỡng

Các loài dị dưỡng là các sinh vật nạp năng lượng và chất dinh dưỡng bằng cách phá vỡ các phân tử hữu cơ sinh ra bởi các loài tự dưỡng trong các loại thức ăn; các sinh vật thuộc loại này bao gồm các động vật và nấm

2.3.3 Các sinh vật phân huỷ

Các sinh vật phân huỷ có một chức năng quan trọng trong việc tái tạo chu trình dinh dưỡng Không có các sinh vật phân huỷ này, thì các sinh vật khác trong một quần xã sẽ tăng lên không ngừng Và cuối cùng thế giới sẽ cạn kiệt Oxit carbon, Nitrat , hay phosphate hay những chất vô cơ cần thiết khác cho sự sống

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

Bể chứa (đất hoặc nước)

Hình 2-8: Một quần thể tự tồn tại đơn giản nhất cần phải có vật sản xuất và vật phân huỷ Biều đồ này biểu diễn một quần thể tồn tại dựa vào những sinh vật quang hợp tự dưỡng và sinh vật phân huỷ

Các sinh vật phân huỷ phá vỡ các chất thải hữu cơ và sinh vật chết thành các chất hữu cơ mới cần thiết cho các sinh vật sản xuất (sinh vật tự dưỡng) Do vậy, quần xã tự duy trì đơn giản nhất chỉ gồm sinh vật sản xuất và các sinh vật phân huỷ, như mô tả ở hình 2-8

2.3.4 Các động vật ăn cỏ và ăn thịt

Các loài động vật ăn cỏ gắn liền với các sinh vật dị dưỡng, chúng thường là các

động vật ăn cỏ hay ăn tảo Trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn, các loài động vật ăn cỏ

có vai trò như là một sinh vật tiêu thụ bậc 1

2.3.5 Các động vật ăn tạp

Động vật ăn tạp là sinh vật ăn cả thực vật và động vật Các loài động vật ăn tạp, theo như định nghĩa này, là khá phổ biến Điều đó có nghĩa là các loài này không chuyên vào một loại riêng biệt nào mà tìm thức ăn ở nhiều nguồn đa dạng Loài người hầu hết là ăn cả động và thực vật, nấm cũng loại thức ăn khá quen thuộc đối với nhiều người Khi có sẵn động vật, họ có thể sống nhờ vào nguồn động vật, và nếu động vật khan hiếm, họ lại chuyển sang ăn các loại thực vật

2.3.6 Chuỗi thức ăn/Lưới thức ăn

Chuỗi thức ăn là một dạng biểu diễn đơn giản nhất về năng lượng trong một quần xã ở mức cơ bản, năng lượng được dự trữ ở sinh vật tự dưỡng (thực vật), sau đó các loài ăn cỏ (sinh vật tiêu thụ bậc 1) ăn, và đến lượt chúng lại bị các loài tiêu thụ bậc 2 hay bậc 3 ăn; chuỗi thức ăn là một sự đơn giản hoá, trong

31

ăn tạp, chúng ăn cả thực vật cả động vật

Lưới thức ăn là một mạng lưới phức tạp của các mối quan hệ tương tác lẫn

nhau về mặt thu nạp chất dinh dưỡng giữa các loài trong hệ sinh thái tự nhiên; Trong lưới thức ăn, sự mô tả về dòng năng lượng là phức tạp và chính xác hơn so với trong chuỗi thức ăn

Các hệ sinh thái bao gồm các vật thể sống và không sống Những vật thể sống này, hay nói các khác là thành phần sinh vật này, bao gồm môi trường sống và các ổ sinh thái trong đó có các sinh vật tồn tại Các thành phần không sống, hay còn gọi là vô sinh, bao gồm đất, nước, các chất dinh dưỡng vô cơ và các yếu tố thời tiết Nơi sinh sống của một sinh vật gọi là môi trường sống Một ổ sinh thái thường được xem là vai trò cơ bản của sinh vật trong quần xã, là nhân tố kìm hãm đời sống và sự phát triển của sinh vật, và còn ảnh hưởng đến cách sinh vật đó tìm kiếm thức ăn như thế nào

Các sinh vật sản xuất, một ổ sinh thái chính (trong tất cả các hệ sinh thái) là các sinh vật tự dưỡng, thường là quang dưỡng Trong các hệ sinh thái trên cạn, sinh vật tự dưỡng thường là các loại cây xanh Trong hệ sinh thái nước ngọt và nước mặn thì các loại tảo là các sinh vật tự dưỡng chủ yếu

Sinh vật tiêu thụ (sinh vật dị dưỡng) ăn thức các sản phẩm là các loại sinh vật khác Các loài ăn cỏ là sinh vật tiêu thụ trực tiếp các loài cây cỏ Vì loài ăn cỏ lấy thức

ăn trực tiếp từ sinh vật sản xuất, chúng là sinh vật tiêu thụ bậc 1 Loài ăn thịt ăn động vật khác (loài tiêu thụ khác), và chúng là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 hay bậc 3 Động vật ăn tạp (gồm cả loài người), ăn cả thực vật và động vật Sinh vật phân huỷ là những sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn và nấm) tái tạo chất dinh dưỡng từ các chất hữu cơ phân hủy Các sinh vật phân huỷ phá vỡ các chất thối rữa, các chất hữu cơ không có sự sống thành các chất vô cơ Các sinh vật nhỏ sống trong đất rất cần thiết cho vi khuẩn và nấm phân huỷ lá và rác, chúng mang lại cho đất nguồn dinh dưỡng phong phú

Thậm chí ngay cả khi các quần xã khác nhau về cấu trúc, chúng vẫn có một số quá trình giống nhau như dòng năng lượng (energy flow) và chu trình vật chất (matter cycling) Các dòng năng lượng chuyển động qua các quan hệ lấy thức ăn Thuật ngữ ổ sinh thái (ecological niche) là để chỉ chức năng của một sinh vật trong một hệ sinh thái Lưới thức ăn, chuỗi thức ăn và tháp thức ăn là 3 cách dùng để biểu diễn dòng năng lượng

Sinh vật sản xuất hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển hoá thành các liên kết hoá học từ các chất dinh dưỡng vô cơ lấy ra từ môi trường Nguồn năng lượng từ thức

ăn hữu cơ rời khỏi chuỗi thức ăn; cuối cùng là tất cả năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt; do đó cần có năng lượng vào liên tục Các nguyên tố vô cơ hầu hết quay trở lại

đất, nơi mà từ đó nó lại được các sinh vật tiêu thụ sử dụng và không cần một năng lượng đầu vào mới nào

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

Dòng năng lượng trong các hệ sinh thái, cũng như các năng lượng khác, phải

tuân theo hai định luật nhiệt động học Định luật thứ nhất nói rằng, năng lượng không

tự nhiên sinh ra, cũng không tự nhiên mất đi, mà chỉ thay đổi từ dạng này sang dạng

khác (thế năng sang động năng) Định luật thứ hai là khi năng lượng chuyển từ dạng

này sang dạng khác, một phần năng lượng sẽ mất đi dưới dạng nhiệt năng Do đó, trong bất kỳ một chuỗi thức ăn nào, năng lượng sẽ mất đi khi ta chuyển dịch trong chuỗi Theo kinh nghiệm, 90% năng lượng mất đi khi đi từ mức dinh dưỡng này sang mức dinh dưỡng khác

Nguồn năng lượng cơ bản cho hầu hết sự sống chính là mặt trời Gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra một ngoại lệ là các quần xã sinh vật xung quanh các miệng núi lửa phun ở đại dương nơi chuỗi thức ăn bắt đầu bằng các vi khuẩn tổng hợp hoá học đã ô-xi hoá Hydro Sunphit sinh ra do phản ứng hoá học vô cơ trong vỏ trái

đất Trong trường hợp này, nguồn năng lượng là lượng nhiệt bên trong Trái đất

Các chuỗi thức ăn cho biết các loại sinh vật nào ăn loại nào trong một hệ sinh thái, và biểu diễn dòng năng lượng trong hệ sinh thái Các hệ sinh thái tự nhiên thường

có nhiều chuỗi thức ăn đan xen nhau Mỗi bậc của sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ

là một mức dinh dưỡng Một số sinh vật tiêu thụ bậc 1 sống nhờ vào cây cỏ và tạo nên các chuỗi thức ăn cây cỏ; một số khác thì ăn các chất thối rữa

33

Thực vật quang hợp

Động vật ăn cỏ

Động vật ăn thịt bậc 1

Động vật ăn thịt bậc 2

Quang hợp Tiêu hoá, đồng hoá

và phát triển Bài tiết và chết Hô hấp

Các quá trình

Không có nhiệt lượng

để tiếp tục chuyển hoá

Động vật phân hu

Hình 2-9: Dòng năng lượng qua một hệ sinh thái Nguồn: Purves và cộng sự, Cuộc

sống: Sinh học, Số 4, Sinauer Associates và WH Freeman

Độ lớn của một quần thể trong hệ sinh thái không chịu tác động và bị kìm hãm bởi nguồn thức ăn, sự cạnh tranh, sự thanh toán lẫn nhau và sự ký sinh Lưới thức ăn

cánh cứng và giun đất, khi chúng ta dùng thuốc trừ sâu để giết những con bọ này thì sẽ làm tăng sự cạnh tranh giữa các loại chim và có thể làm tăng số lượng giun đất bị ăn thịt

Cấu trúc dinh dưỡng của một hệ sinh thái tạo nên tháp sinh thái Đáy của tháp thể hiện bậc dinh dưỡng của sinh vật sản xuất ở đỉnh có mức tiêu thụ cao nhất, hay còn gọi là sinh vật ăn thịt cao nhất Các loại tháp khác cũng được công nhận trong một

hệ sinh thái Tháp số lượng dựa vào số sinh vật có trong mỗi một bậc dinh dưỡng Tháp sinh khối được tính bằng cách nhân trọng lượng trung bình của sinh vật với số sinh vật đó ở mỗi bậc dinh dưỡng Tháp năng lượng minh hoạ khối năng lượng có ở mỗi bậc dinh dưỡng kế tiếp nhau Tháp năng lượng luôn cho thấy năng lượng giảm dần khi ta lên các bậc dinh dưỡng cao hơn, vì:

• Các sinh vật ở bậc dinh dưỡng kế tiếp chỉ tiếp nhận và ăn một lượng thức ăn nhất định

• Một số thức ăn được ăn vào nhưng không thể tiêu hoá được và thoát ra khỏi

bộ máy tiêu hoá như là chất thải chưa bị tiêu hoá

• Chỉ có một phần thức ăn được tiêu hoá trở thành phần vật chất của cơ thể sinh vật; phần còn lại được sử dụng như nguồn năng lượng

• Phần thiết yếu của năng lượng thức ăn được sử dụng để tạo nên ATP tạm thời trong cơ thể mà sau đó được sử dụng như protein tổng hợp, lipit, carbon hydrat,

co bóp bắp thịt, truyền tín hiệu qua dây thần kinh và các chức năng khác

• Chỉ có khoảng 10% năng lượng sẵn có ở mỗi bậc dinh dưỡng được sử dụng

để tạo thành các mô (vật chất) ở bậc kế tiếp Do đó, có thể đạt được một quần thể lớn hơn bằng ăn ngũ cốc thay vì ăn các động vật được nuôi bằng ngũ cốc, vì theo các các nghiên cứu cho thấy 100 kg ngũ cốc giúp người ta tăng 10 kg nhưng nếu lượng này dùng để nuôi gia súc, thì cùng với thời gian như vậy, con người ăn số gia súc này sẽ chỉ tăng lên có 1 kg

Bài giảng Sinh thái biển và ven bờ

Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội- Viện nghiên cứu thủy lực Deltf

tả dòng năng lượng chính xác và thực tế hơn là chuỗi thức ăn Lưới thức ăn là một mạng biểu diễn sự tương tác lẫn nhau giữa các loài về mặt thức ăn

Tháp thức ăn cho ta một cái nhìn cụ thể về dòng năng lượng trong một hệ sinh thái Bậc đầu tiên bao gồm các sinh vật sản xuất (thường là thực vật) Các bậc cao hơn

là các sinh vật tiêu thụ Chuỗi thức ăn càng ngắn, thì năng lượng càng có sẵn cho các sinh vật

Con người chiếm một vai trò hàng đầu trong các động vật ăn thịt, khoảng 2% năng lượng có từ các sinh vật sản xuất tới được các mô của các động vật ăn thịt bậc 1

Sự “thất thoát” năng lượng xảy ra tại nơi chuyển bậc dinh dưỡng Do đó, trong hầu hết các hệ sinh thái tự nhiên, các tháp thức ăn không có nhiều hơn 5 bậc Có ít động vật ăn thịt lớn vì không có nhiều năng lượng cho chúng ở đỉnh tháp

Nước

Sinh vật phù d

sử dụng khoảng 40% toàn bộ tháp thức ăn trên mặt đất Năng lượng này không có sẵn

35

2.4 Quần x∙

2.4.1 Định nghĩa về quần xã

Có thể định nghĩa quần xã theo nhiều cách khác nhau, ví dụ: Quần xã là tập hợp của tất cả các quần thể sống trong một vùng nào đó Các quần xã có thể khác nhau về

độ lớn và ranh giới Trong thực tế, việc nhận biết các quần xã thường khó khăn

Quần xã là quan hệ giữa các nhóm thuộc các loài khác nhau Ví dụ như quần xã

sa mạc bao gồm thỏ, chó sói, rắn, chim, chuột và thực vật như cây xương rồng sahuaro, ocotillo và rừng cây bụi creozot, Cấu trúc quần xã có thể bị xáo trộn và thay đổi do lửa cháy, các hoạt động của con người và bùng nổ dân số; hoặc: Quần xã là tất cả các loài hoặc quần thể sống trên cùng một vùng

Cấu trúc của quần x∙

Các nhà sinh thái học đã tìm thấy nhiều quần thể không được phân bố một cách ngẫu nhiên trong phạm vi một quần xã Trong đó mô hình và quá trình phân bố theo không gian của các quần thể là một thành tựu đáng kể của sinh thái học Hai trong những mô hình quan trọng nhất là cấu trúc quần xã mở rộng và quan hệ hiếm có của các loài trong phạm vi một quần xã

Các loài trong phạm vi một quần xã có phạm vi địa lý và đỉnh điểm mật độ như nhau không? Nếu có, thì quần xã trở nên khép kín, một đơn vị riêng rẽ với các ranh giới rõ ràng như là vùng chuyển tiếp sinh thái Tuy nhiên, một quần xã mở rộng có các quần thể của nó không có vùng chuyển tiếp và được phân bố nơi nhiều, nơi ít một cách ngẫu nhiên

Trong một khu rừng có một cấu trúc quần xã mở thì ở đó có sự thay đổi về độ

ẩm của đất Thực vật có sự chịu đựng khác nhau đối với các thay đổi này và chúng xuất hiện tại những nơi khác nhau ở đâu môi trường vật lý có sự biến đổi đột ngột, thì chúng ta thấy các ranh giới mở rộng giữa các quần thể Ví dụ , vùng chuyển tiếp bờ biển là vùng phân biệt giữa nước và đất (đất liền và đại dương) Cấu trúc mở giúp bảo

vệ cho quần xã Nói chung khái niệm về quần xã mở là mang tính linh động và ít chịu chi phối hơn so với các khái niệm đưa ra trước kia

Thông thường trong một quần xã có những loài chiếm ưu thế hơn hẳn các loài khác, và do đó ta thường gọi tên cho loài đó cho quần xã Ví dụ rừng thông (quần xã loài thông) thì mang tên của loài chiếm ưu thế

Phân loại quần x∙:

Có hai loại quần xã cơ bản: Quần xã trên cạn và quần xã dưới nước Hai loại quần xã cơ bản này bao gồm tám chỉnh thể nhỏ hơn gọi là các quần xã sinh vật Quần