Phân tích nội dung, xây dựng tư liệu, thiết kế bài học, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học các bài trong chương II và III SGK sinh học 12 ban cơ

Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.” 1.2 Đặc trưng cơ bản của quần xã - Thành phần loài: b

Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo trường THPT Đa Phúc - Hà Nội, trường THPT Thạch Thất - Hà Nội, Trung Tâm giáo dục Thường Xuyên huyện Thạch Thất - Hà Nội đã nhiệt tình ủng hộ, giúp đỡ em trong suốt quá trình điều tra thăm dò và đóng góp cho em những ý kiến quý báu

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài

Lần đầu làm quen với việc nghiên cứu khoa học, đề tài của tôi không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn

Sinh viên Phạm Thị Thanh Huyền

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả nghiên cứu của đề tài này đảm bảo tính chính xác, khách quan, trung thực không trùng lặp với các tác giả khác

Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Sinh viên Phạm Thị Thanh Huyền

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 1

Lời cam đoan 2 Mục lục……… 3

Danh mục kí hiệu viết tắt……… 4

Mở đầu……… 5

Lí do chọn đề tài………5

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu………7

Chương 1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu……… 8

1.1 Tính tích cực học tập……… 8

1.2 Bản chất của phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm………….9

Chương 2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu……….12

2.1 Đối tượng nghiên cứu………12

2.2 Phương pháp nghiên cứu……… 12

Chương 3 Kết quả nghiên cứu………13

3.1 Phân tích nội dung……….13

3.2 Thiết kế một số giáo án theo hướng dạy học tích cực……… 52

3.3 Nhận xét và đánh giá của giáo viên phổ thông……….86

Kết luận và kiến nghị……… 88

Tài liệu tham khảo……… 90

Phụ lục

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CNH: Công nghiệp hóa DTST: Diễn thế sinh thái

GD - ĐT: Giáo dục – Đào tạo GDPT: Giáo dục phổ thông

HST: Hệ sinh thái NXB GD: Nhà xuất bản giáo dục PPDH: Phương pháp dạy học SGK: Sách giáo khoa

THPT: Trung học phổ thông

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chúng ta đang sống trong xu thế hội nhập quốc tế và toàn cầu hóa ngày càng sâu rộng trên tất cả các lĩnh vực kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, khoa học và công nghệ Ngày nay sức mạnh của mỗi quốc gia không chỉ phụ thuộc vào nguồn tài nguyên thiên nhiên mà còn phụ thuộc chủ yếu vào trí tuệ

và năng lực sáng tạo của nguồn lực xã hội Trong bối cảnh đó phát triển giáo dục đào tạo là yếu tố quyết định và yêu cầu cấp bách của sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia trên thế giới Ở các nước công nghiệp phát triển, nền sản xuất siêu công nghiệp đã tạo ra một cuộc cách mạng giáo dục

mà trọng tâm là chuyển từ dạy học thụ động sang dạy học tích cực lấy học sinh làm trung tâm, nhằm phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của người học Đó là su thế phát triển tất yếu của lí luận dạy học hiện đại

Nhận thức đúng xu thế phát triển của thời đại, trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2001- 2010 Đảng ta tiếp tục khẳng định “Giáo dục đào tạo là quốc sách hàng đầu…Phát triển giáo dục đào tạo là nền tảng, nguồn nhân lực chất lượng cao là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững” Đánh giá thành tựu sau 20 năm đổi mới, rút ra những bài học kinh nghiệm, tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ

X Đảng ta tiếp tục xác định chiến lược phát triển giáo dục đào tạo giai đoạn

2006 - 2010 là “Đổi mới mục tiêu, nội dung, phương pháp và chương trình giáo dục…”

Thực hiện nghị quyết của Đảng trong những năm qua ngành giáo dục

và đào tạo nói chung và giáo dục phổ thông nói riêng đã có những chuyển biến tích cực Đặc biệt là việc nghiên cứu xây dựng chương trình, biên soạn SGK ở bậc học phổ thông đã được quan tâm chỉ đạo và tổ chức thực hiện nghiêm túc, đúng kế hoạch và đảm bảo chất lượng Đây được coi là khâu đột

phá có ý nghĩa quyết định, tạo động lực thúc đẩy sự đổi mới phương pháp dạy

và học Như vậy đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực học tập của học sinh vừa là xu thế phát triển tất yếu của giáo dục đào tạo vừa là đòi hỏi cấp bách của sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa ở nước ta Sau nhiều năm xây dựng, năm 2008 bộ giáo dục và đào tạo đã hoàn thành

bộ SGK phổ thông Năm học 2008 – 2009 SGK sinh học 12 đã được triển khai thực hiện đại trà ở các trường THPT với hai chương trình nâng cao và cơ bản Trong quá trình triển khai thay SGK mới, Bộ giáo dục và đào tạo đã tổ chức các lớp bồi dưỡng giáo viên, song do thời gian hạn hẹp, phạm vi quá lớn nên gặp không ít khó khăn Nhiều giáo viên vùng sâu, vùng xa, sinh viên các trường sư phạm chưa có điều kiện đi sâu tìm hiểu các quan điểm xây dựng và phát triển nội dung, những đổi mới về kiến thức, phương pháp dạy và học Khó khăn cơ bản của giáo viên THPT hiện nay là thiếu tài liệu tham khảo và cách thiết kế bài giảng theo hướng tích cực hóa hoạt động của HS Vì vậy việc phân tích nội dung, xây dựng tư liệu, thiết kế bài giảng là việc làm cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc trong những năm đầu thực hiện SGK mới Giải quyết tốt khó khăn nêu trên chắc chắn việc thực hiện nội dung SGK mới sẽ đạt được mục tiêu nâng cao chất lượng dạy và học ở bậc học THPT

Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nêu trên, với mong muốn tháo

gỡ những khó khăn nâng cao chất lương dạy và học môn sinh học lớp 12 Tôi

tiến hành nghiên cứu đề tài: “Phân tích nội dung, xây dựng tư liệu, thiết kế bài học nhằm nâng cao chất lương dạy và học các chương II,III phần sinh thái học - SGK sinh học 12 ban cơ bản.”

2.MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu

Phân tích nội dung, xây dựng tư liệu phuc vụ cho thiết kế bài học theo hướng phát huy tính tích cực học tập của học sinh trong dạy và học các bài trong

hai chương II và III phần sinh thái học - SGK sinh học 12 ban cơ bản

Tập dượt nghiên cứu khoa học, rèn luyện các kĩ năng dạy học cơ bản, đặc biệt là kỹ năng phân tích bài, lựa chọn phương tiện, tư liệu và kĩ năng thiết kế bài học theo hướng dạy học tích cực

Cung cấp tài liệu tham khảo cho sinh viên và giáo viên mới ra trường, giáo viên ở những nơi gặp nhiều khó khăn về tài liệu, phương tiện dạy và học

3 Những đóng góp mới của đề tài

- Làm sáng tỏ nội dung, logic kiến thức và nội dung mới trong từng bài của chương II và III phần sinh thái học

- Cung cấp tư liệu, kiến thức bổ sung giúp giáo viên thuận lợi hơn trong quá trình xây dựng thiết kế bài giảng

- Xây dựng quy trình thiết kế bài giảng theo hướng phát huy tính tích cực học tập có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên mới ra trường, sinh viên các trường sư phạm và giáo viên ở các vùng gặp nhiều khó khăn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tính tích cực trong học tập

Tính tích cực là bản chất vốn có của con người Ngay từ xa xưa con người đã biết sử dụng và cải tạo tự nhiên để tạo ra của cải vật chất phục vụ cho sự tồn tại, phát triển của mình Chính vì vậy việc hình thành và phát triển tính tích cực của xã hội là một trong các nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục nhằm tạo ra những con người năng động, thích ứng với sự phát triển của cộng đồng, của xã hội Có thể xem tính tích cực vừa là kết quả vừa là điều kiện để phát triển nhân cách

Theo Kharlamop – 1987: “ Tính tích cực là trạng thái hoạt động chủ thể nghĩa là của người hoạt động đặc trưng bởi khát vọng hành động, học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức”

Theo L.V.Rebrova – 1975: “Tính tích cực học tập là một hiện tượng sư phạm biểu hiện ở sự gắng sức cao về nhiều mặt trong hoạt động học tập”

Theo Giáo sư Trần Bá Hoành – 1995: “ Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của học sinh đặc trưng đặc trưng ở khát vọng học tập, có

sự cố gắng trí tuệ và nghi lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức”

Theo G.I.Sukina - 1979 có thể nêu những dấu hiệu của tính tích cực hoạt động trí tuệ như sau:

- Học sinh khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề được nêu ra

- Học sinh hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề giáo viên trình bày chưa đủ rõ

- Học sinh chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức các vấn đề mới

- Học sinh mong muốn được đóng góp với thầy, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học

1.2 Bản chất của phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm

1.2.1 Cơ sở lý luận của phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm

Quá trình dạy học gồm hai mặt quan hệ hữu cơ: hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh Vậy quá trình dạy học cần chú trọng vào quá trình dạy của giáo viên (giáo viên làm trung tâm) hay quá trình học của học sinh (học sinh làm trung tâm) thì cho hiệu quả cao hơn Qua quá trình nghiên cứu ta thấy rằng: Để phù hợp với sự phát triển nhanh chóng của xã hội hiện nay, sự bùng nổ thông tin cùng những yêu cầu của xã hội trong tình hình mới thì dạy học lấy học sinh làm trung tâm mang lại hiệu quả cao hơn

Trong quá trình dạy học, giáo dục, người học vừa là đối tượng vừa là chủ thể Tư tưởng nhấn mạnh vai trò tích cực chủ động của người học, xem người học

là chủ thể của quá trình học tập đã có từ lâu Tuy nhiên thuật ngữ “Dạy học lấy học sinh làm trung tâm” mới chỉ được sử dụng phổ biến gần đây

Theo Giáo sư Trần Bá Hoành, không nên xem dạy học lấy học sinh làm trung tâm như phương pháp dạy học, đặt ngang tầm với các PPDH đã có, mà nên quan niệm nó như một tư tưởng, một quan điểm dạy học chi phối có mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức và đánh giá hiệu quả dạy học

Dạy học lấy học sinh làm trung tâm, coi trọng lợi ích và nhu cầu cơ bản của học sinh, là sự phát triển nhân cách, đánh thức năng lực tiềm tàng ở mỗi

em, chuẩn bị tốt cho các em thăm quan phát triển cộng đồng Mọi nỗ lực giảng dạy giáo dục của nhà trường đều nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các

em hoàn thiện chính mình và phát triển nhân cách của mình không ai có thể thay thế được

Dạy học lấy học sinh làm trung tâm không những không hạ thấp vai trò của giáo viên, mà trái lại đòi hỏi giáo viên phải có trình độ cao hơn nhiều về phẩm chất và năng lực nghề nghiệp Giáo viên với vai trò là người cố vấn, tổ

chức cho các em tham gia vào quá trình tìm ra kiến thức mới Chính vì lí do

đó đòi hỏi giáo viên không ngừng mở rộng nâng cao kiến thức của mình

1.2.2 Đặc trưng của PPDH tích cực

PPDH tích cực là hệ thống những phương pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh

PPDH tích cực có những đặc trưng chủ yếu sau đây

1.2.2.1 Dạy học lấy học sinh làm trung tâm

PPDH tích cực đề cao vai trò của người học, đặt học sinh vào vị trí trung tâm của quá trình dạy học Mục đích xuất phát từ người học và cho người học

Nội dung bài học do học sinh lựa chọn và phù hợp với hứng thú của học sinh Sau mỗi bài học đánh giá khả năng nhận thức của từng học sinh Học sinh tự chịu trách nhiệm về kết quả của mình

1.2.2.2 Dạy học bằng cách tổ chức hoạt động cho học sinh

PPDH tích cực chú trọng hoạt động độc lập của học sinh trong giờ học, hoạt động tự học của học sinh chiếm tỉ lệ cao về thời gian và cường độ làm việc tạo điều kiện cho học sinh tác động trực tiếp vào đối tượng bằng nhiều giác quan, từ đó nắm vững kiến thức

1.2.2.3 Dạy học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học, tự nghiên cứu

Giáo viên hướng dẫn để học sinh tự tìm tòi con đường đi đến kiến thức, khuyến khích hoạt động khám phá tri thức của học sinh

Dạy học theo phương pháp áp dụng quy trình của phương pháp nghiên cứu nên các em không chỉ hiểu, ghi nhớ mà cần phải có sự cố gắng trí tuệ, tìm

ra tri thức mới, tạo điều kiện cho học sinh có thể tự học, tự nghiên cứu và có phương pháp tiếp tục học sau này

1.2.2.4 Dạy học cá thể hóa và hợp tác

PPDH tích cực chủ yếu theo phương pháp đối thoại thầy - trò Giáo viên đặt ra nhiều mức độ, nhiều câu hỏi khác nhau, học sinh độc lập giải

quyết qua trao đổi, thảo luận với các bạn trong nhóm, tổ, lớp và uốn nắn của giáo viên mà học sinh bộc lộ tính cách, năng lực nhận thức của mình và học được cách giải quyết, cách trình bày vấn đề từ đó nâng cao được trình độ

1.2.2.5 Dạy học đề cao tự đánh giá

Học sinh đánh giá và tự đánh giá kết quả đạt được với mục tiêu đề ra thông qua hệ thống câu hỏi kiểm tra Từ đó không chỉ bổ sung kiến thức, phát triển năng lực tư duy sáng tạo, có tinh thần trách nhiệm và có ý thức vươn lên đạt kết quả cao

Trong PPDH tích cực người giáo dục trở thành người tự giáo dục, không chỉ nâng cao trình độ cho người học mà còn nâng cao trình độ sư phạm cho người thầy

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Nội dung SGK sinh học lớp 12 NXBGD – 2008

- Các biện pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh

- Phạm vi nghiên cứu: Các bài trong 2 chương II và III phần sinh thái học – SGK sinh học 12 ban cơ bản

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu nghị quyết của Đảng về đổi mới giáo dục và đào tạo

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc đổi mới PPDH, các biện pháp phát huy tính tích cực học tập của học sinh

- Nghiên cứu quan điểm xây dựng và phát triển nội dung SGK mới

2.2.2 Phương pháp quan sát sư phạm

- Dự giờ của GV và SV tập giảng để tìm hiểu tình hình dạy và học phần sinh thái học lớp 12

- Tìm hiểu những khó khăn của GV trong quá trình thực hiện SGK mới

2.2.3 Phương pháp chuyên gia

Mục đích: Tranh thủ đóng góp của các chuyên gia giáo dục, GV giàu

kinh nghiệm và cán bộ quản lý giáo dục

Các tiến hành:

- Phỏng vấn, trao đổi trực tiếp

- Sử dụng phiếu nhận xét

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

THÁI HỌCBÀI 40 QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN

CỦA QUẦN XÃ

I Kiến thức trọng tâm

- Khái niệm quần xã sinh vật

- Các đặc trưng về số lượng và sự phân bố trong không gian của quần xã

- Phân biệt các mối quan hệ hỗ trợ (cộng sinh, hội sinh, hợp tác) và đối kháng (cạnh tranh, kí sinh, ức chế cảm nhiễm, sinh vật này ăn sinh vật khác) trong quần xã

- Khái niệm về hiện tượng khống chế sinh học, ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

II Các thành phần kiến thức

1 Kiến thức cơ bản

1.1 Khái niệm quần xã sinh vật:

Khái niệm: “ Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một không gian và thời gian nhất định Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.”

1.2 Đặc trưng cơ bản của quần xã

- Thành phần loài: biểu thị qua loài ưu thế, loài đặc trưng và độ phong phú của loài

- Đặc trưng về phân bố cá thể trong không gian của quần xã theo chiều thẳng đứng và theo chiều ngang

1.3 Quan hệ giữa các loài trong quần xã sinh vật

- Quan hệ hỗ trợ gồm: quan hệ hội sinh, cộng sinh và hợp tác Trong quan hệ hỗ trợ các loài đều có lợi ít nhất không bị hại,

- Quan hệ đối kháng bao gồm: quan hệ cạnh tranh, ký sinh, ức chế - cảm nhiễm và quan hệ sinh vật này ăn sinh vật khác Trong quan hệ đối kháng loài được lợi sẽ thắng thế và phát triển, loài bị hại sẽ bị suy thoái

* Khái niệm khống chế sinh học: “ Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định do tác động của các mối quan hệ giữa các loài trong quần xã”

2 Kiến thức bổ sung, tư liệu tham khảo

sự biến động của chúng đều diễn ra trong quan hệ phụ thuộc lẫn nhau”

Putman1994

- “Quần xã là một tập hợp các quần thể khác loài sống trong một không gian xác định (sinh cảnh ), ở đó chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường để tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian”

Sách sinh học 12 nâng cao Nhà xuất bản GD2008

- “Quần xã là một tập hợp các sinh vật cùng sống trong một không gian nhất là sinh cảnh, được hình thành trong một quá trình lịch sử, liên hệ với nhau do tính trung nhất các đặc trưng sinh thái, biểu hiện đặc tính thích nghi giữa sinh vật và sinh cảnh”

Sinh thái học - Trần Kiên - Phan Nguyên Hồng NXBGD 1990

2.2 Một số đặc trưng cơ bản của quần xã:

Ngoài cấu trúc về thành phần loài, phân bố cá thể trong không gian, quần xã còn có đặc trưng về cấu trúc dinh dưỡng gồm có:

+ Xích thức ăn (chuỗi TĂ)

+ Lưới thức ăn

2.2.1 Xích thức ăn (chuỗi TĂ)

Được tạo nên bởi mối quan hệ dinh dưỡng của các loài tồn tại trong quần xã, trong đó loài này bắt một loài khác làm mồi, còn về phía mình lại trở thành thức ăn cho một số loài khác tiếp theo

Con mồi Vật sử dụng 1→ → Vật sử dụng 2 →

Ở xích thức ăn,vật chất được chuyển từ bậc thấp lên bậc cao,càng lên bậc cao năng lượng được tích lũy trong mỗi bậc càng giảm, song chất lượng sản phẩm hay sự giàu có năng lượng tính trên đơn vị sản phẩm càng lớn

Trong quần xã hay hệ sinh thái tự nhiên có thể gặp 3 loại xích thức ăn + Xích thức ăn chăn nuôi: Xích thức ăn này được khởi đầu bằng thực vật, tiếp đến là loài “ăn cỏ” rồi đến vật ăn thịt các cấp ( 1,2,3…) Xích thức ăn

Phế liệu Động vật ăn phế liệu Động vật ăn thịt bậc 1 Động vật ăn thịt bậc2 →

Về bản chất, mùn bã hay phế liệu là dạng thức ăn sinh học rất quan trọng trong tự nhiên, xác sinh vật chết cũng như sản phẩm bài tiết của chúng nằm trong đất, trong nước được các loài sinh vật nhỏ bé, đặc biệt là vi sinh vật phân hủy Do hoạt động của chúng đã tạo ra các chất khoáng và hữu cơ khác

(protein, lipít, gluxít,…) và trở thành nguồn thức ăn mới có tên là mùn bã hay phế liệu …

+ Xích thức ăn thẩm thấu: Là xích thức ăn rất đặc trưng cho hệ sinh thái ở nước với 2 lẽ: Thứ nhất nước là dung môi có thể hòa tan tất cả các muối vô cơ

và những chất hữu cơ phân cực có khối lượng phân tử thấp Thứ hai, các thủy sinh vật sống trong nước tức là sống trong một dung dịch các chất Đại bộ phận các loài sinh vật nhỏ bé (tảo, động vật nguyên sinh, vi khuẩn ….) có khả năng dinh dưỡng các chất hữu cơ hòa tan bằng con đường thẩm thấu qua bề mặt thân Ở một số không nhỏ các động vật lớn, ngoài phương thức theo kiểu bắt mồi, dinh dưỡng thẩm thấu cũng đóng vai trò quan trọng Nguồn chất hữu

cơ hòa tan rất đa dạng Từ quá trình phân hủy xác chất bài tiết các chất trao đổi được tạo ra do hoạt động sống của thủy sinh vật

Trong tự nhiên 3 xích thức ăn hoạt động đồng thời, tất nhiên tùy từng môi trường và hoàn cảnh cụ thể mà xích nào trở nên ưu thế, xích nào thứ yếu song chúng đã lôi quấn mọi vật chất vào vòng luân chuyển và năng lượng được biến đổi hoàn hảo nhất trong các phạm vi môi trường lớn nhỏ khác nhau [8]

2.2.2 Lưới thức ăn

Tổ hợp các xích thức ăn sẽ cho lưới thức ăn, trong đó thể nào cũng có một loài tham ra vào các bậc dinh dưỡng của một số xích thức ăn, chúng tạo nên mối quan hệ dinh dưỡng rất phức tạp trong quần xã hay trong các hệ sinh thái [8]

Lưới thức ăn có 2 dạng: Lưới thức ăn mở đầu bằng sinh vật sản xuất hoặc lưới thức ăn mở đầu bằng sinh vật phân giải chất hữu cơ Tuy nhiên trong quần xã luôn luôn có mối quan hệ chặt chẽ giữa 2 loại lưới thức ăn này

Trong lưới thức ăn, nếu càng có nhiều chuỗi thức ăn khác nhau liên hệ tương hỗ với nhau thì thành phần loài của quần xã càng giàu tính ổn định quần xã được tăng cường, trong lưới thức ăn, mắt xích thức ăn thường thay thế bằng mắt xích (loài) có họ hàng gần nhau mà không làm thay đổi cấu trúc quần xã Tuy nhiên nếu có sự thay đổi như vậy, tuy đặc điểm của quần xã vẫn

được giữ nguyên, song tương quan giữa các loài vật trong chuỗi thức ăn sẽ bị biến đổi khá nhiều, bất kì biến đổi nào trong chuỗi thức ăn sễ ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn khác, qua đấy ảnh hưởng đến toàn bộ quần xã

Tất cả các chuỗi thức ăn đều không bền vững, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chế độ ăn khác nhau, trong các giai đoạn phát triển khác nhau của động vật hoặc ảnh hưởng của di cư, nhập cư vào mùa nhất định làm thay đổi thành phần loài [4]

2.3 Mối quan hệ sinh thái giữa các loài quần xã

Mối quan hệ sinh thái khác loài biểu hiện ở các mặt như sau: quan hệ đối địch (cạnh tranh, vật ăn thịt - con mồi, kí sinh - vật chủ , quan hệ tương trợ (cộng sinh, hội sinh, hợp tác); quan hệ sinh thái giữa các loài trong quần

xã thể hiện ở 2 mặt chủ yếu: quan hệ dinh dưỡng và quan hệ về nơi ở [4]

2.3.1 Quan hệ giữa động vật và thực vật

Thực vật có vai trò quan trọng trong đời sống động vật Thực vật là thức ăn của động vật ăn thực vật Động vật ăn thực vật lại là thức ăn của động vật ăn thịt Thực vật được sử dụng làm nơi ở cho động vật Nhờ có động vật

mà nhiều loài có hang, tổ để ẩn náu và tránh kẻ thù, mặt khác đối với động vật

ăn thịt những địa hình thực vật tạo điều kiện cho việc rình bắt mồi

Mối quan hệ giữa động vật và thực vật được hình thành trong một quá trình phát triển lịch sử lâu dài trong mối quan hệ thích nghi về thức ăn và nơi

ở trên cơ sở đó mà quyết định thành phần của những loài động vật trong quần

xã Sự biến động số lượng và thành phần thực vật đang làm thức ăn cho động vật dẫn đến sự biến đổi khu vực phân bổ địa lí và số lượng của những loài động vật sử dụng những loài thực vật Thực vật trong mối quan hệ với động vật đã hình thành những thích nghi tương ứng Nhiều đặc điểm hình thái và sinh lí của cây được hình thành với ý nghĩa thích nghi, tự vệ: vỏ cây dày cành

lá có gai, nhựa một số cay đắng và độc …Mặt khác nhiều loài cây phải cần đến động vật mới phát triển và phát tán được [4]

2.3.2 Quan hệ cạnh tranh

Quan hệ cạnh tranh khác loài được thể hiện và rõ nét, khi các loài khác nhau có cùng nhu cầu thức ăn, nơi ở và những điều kiện khác của sự sống, khi những điều kiện đó không được thỏa mãn hoàn toàn Những loài sinh vật càng có quan hệ sinh thái gần nhau thì quan hệ cạnh tranh đóng vai trò chủ yếu trong cấu trúc và sự phát triển của quần xã Quan hệ cạnh tranh ảnh hưởng tới sự biến động số lượng, ảnh hưởng đến sự phân bố địa lí và nơi ở, ảnh hưởng đén sự phân hóa về hình thái [4]

* Ảnh hưởng đến sự biến động số lượng

Sự cạnh tranh ở thực vật không bộc lộ rõ như động vật, cạnh tranh ở thực vật dẫn đến sự giảm sút về mặt số lượng và khả năng sống sót của loài

ưu thế Loài ưu thế sẽ loại dần dần loài yếu hơn nó hay làm cho loài yếu hơn

nó giảm dần sự sống Trong một khoảng đất hep, mật độ cây cao sẽ gây ra hiện tượng cạnh tranh giành nước và muối khoáng bằng hệ rễ, giành ánh sáng bằng hệ lá [4]

* Ảnh hưởng đến sự phân bố địa lý và sự phân bố theo nơi ở

Ảnh hưởng của sự cạnh tranh đến sự phân bố địa lý,đặc biệt là trong trường hợp những loài ngẫu nhiên xâm nhập vào những miền mà trước đây không có nó Nếu trường hợp những loài xâm nhập là loài khác, sinh sản mạnh hơn những loài địa phương thì loài địa phương bị loại Nhiều loài thú có túi ở Châu Úc trước đây là những loài rất phổ biến và có số lượng lớn Song khi thỏ, cừu được nhập vào thì số lượng chúng dần dần bị giảm sút và bản thân chúng dần dần bị tiêu diệt do sự cạnh tranh của thỏ và cừu

Một số loài xâm nhập vào nơi ở mới, nếu ở đó không có sự cạnh tranh của các loài khác và nếu có điều kiện sống thích hợp thì loài mới xâm nhập sẽ đồng hóa lãnh thổ mới dễ dàng [4]

* Ảnh hưởng đến sự phân hóa ổ sinh thái

Nhiều loài cùng sống một nơi, song do sự phân hóa về thức ăn hoặc nơi kiếm ăn, nên không có hiện tượng cạnh tranh, ví dụ: Loài Cóc Đế và Cóc Mào cùng làm tổ trên một vách đá và cùng đi kiếm ăn ở một nơi Tuy nhiên mỗi loài có thức ăn riêng Cóc Đế (Phalarocorax carbo) ăn đáy, thức ăn của chúng hầu hết là động vật đáy, trong khi đó Cóc Mào (Phalarocorax aristotelis) kiếm ăn trên mặt, thức ăn chủ yếu là động vật nổi Vì thế hai loài này không cạnh tranh vơi nhau

Từ đó rút ra khái niệm ổ sinh thái và phân biệt ổ sinh thái và nơi ở Nơi

ở là nơi loài cư trú, còn ổ sinh thái là cách sinh sống của loái đó kiếm ăn bằng cách nào? Kiếm ăn những loại mồi nào? Kiếm ăn ở đâu? Sinh sản như thế nào

và ở đâu? Sự phong phú và đa dạng của thức ăn và những điều kiện sinh thái khác nhau là những yếu tố cơ bản trong sự phân hóa ổ sinh thái

* Ảnh hưởng đến sự phân hóa về mặt hình thái

Sự cạnh tranh trong quá trình chọn lọc tự nhiên có thể tạo ra những loài động vật có vị trí phân loại gần nhau, cùng sống ở một nơi những đặc điểm hình thái sinh thái, tập tính khác nhau sao cho chúng có thể cùng chung sống với nhau bằng những cách khác nhau (những ổ sinh thái khác nhau) [4]

2.3.3 Quan hệ vật ăn thịt - con mồi

Quan hệ vật ăn thịt con mồi là quan hệ trong đó vật ăn thịt là động vật

sử dụng loại động vật khác, con mồi làm thức ăn Vật ăn thịt có ảnh hưởng rõ rệt đến số lượng con mồi

Vật ăn thịt tuy có ảnh hưởng rõ rệt đến số lượng con mồi, song vật ăn thịt thường săn bắt con mồi yếu hay bị bệnh Hiện tượng này có tác dụng chọn lọc để loại trừ ra ngoài quần thể những cá thể yếu

Đối với vật ăn thịt thuộc nhóm rộng thực, khi số lượng cá thể một loài mồi nào đó quá ít thì chúng có thể ăn những con mồi thuộc loài khác trong giới hạn thức ăn của chúng Còn đối với vật ăn thịt thuộc nhóm đơn thực hoặc hẹp thực thì số lượng con mồi ảnh hưởng rõ rệt đến số lượng vật ăn thịt Do

đó, đôi khi thấy một số loài ăn thịt đơn thực hoặc hẹp thực bị chết vì thiếu thức ăn Cóc Bufo marinus được nuôi để tiêu diệt sâu hại mía (Phyllophaga portoricensis và P wandinei) Khi sâu hại mía bị tiêu diệt thì cóc cũng chết đói Đây cũng là trường hợp linh miêu, thỏ, cú, cáo và chuột lemnut

Mật độ vật ăn thịt phụ thuộc chặt chẽ vào mật độ của con mồi Khi mật

độ con mồi quá thấp thì việc tìm mồi của vật ăn thịt trở nên khó khăn, thậm chí không thể bắt được con mồi và khi đó con mồi tiếp tục sinh sản và phát triển số lượng

Trong trường hợp vật ăn thịt và con mồi có cùng tiềm năng sinh học thì tác dụng của vật ăn thịt lên con mồi là rõ rệt và ảnh hưởng nhiều đến sự biến động số lượng của con mồi Trong trường hợp ngược lại nếu khả năng sinh sản của vật ăn thịt thấp hơn con mồi thì sẽ không đủ sức để hạn chế một cách hiệu nghiệm sự tăng số lượng mạnh mẽ của con mồi và tác dụng của vật ăn thịt lên con mồi sẽ cố định và không gây ảnh hưởng lớn đối với sự biến động

số lượng của con mồi Thật vậy, chim bạc má sống trong rừng chúng góp một phần nhỏ vào việc tiêu diệt sâu bọ ăn thực vật Cụ thể khi mật độ con mồi (ấu trùng ăn sâu bọ ăn thực vật) thay đổi từ 0,06 đến 0,80 cá thể trên 1m2 thì số lượng con mồi trung bình do chim bạc má ăn trong một ngày dường như ổn định từ 10,5 đến 19,5 cá thể (như vậy là nhỏ so với số lượng con mồi) Khi hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt ổn định thì người ta nói số lượng con mồi đã

“bão hòa” đối với vật ăn thịt

Trong mối quan hệ giữa vật ăn thịt con mồi và những quan hệ khác loài, nổi bật lên sự kìm hãm hạn chế lẫn nhau về mặt số lượng giữa những

quần thể trong quần xã dẫn sự cân bằng sinh học trong tự nhiên Cân bằng

sinh học còn có nghĩa là sự cân bằng số lượng các loài trong quần xã Dưới tác động của nhân tố ngoại cảnh và mối quan hệ sinh thái học giữa các loài khác nhau trong quần xã số lượng cá thể mỗi loài thường xuyên thay đổi, song số loài trong quần xã vẫn giữ vững được sự ổn định tức là giữ được thế

cân bằng sinh học, nếu số loài trong quần xã bị thay đổi nhiều hoặc ít thì quần

xã có thế cân bằng nhiều hoặc ít Nhưng sau đó thế cân bằng lại được lặp lại song dưới một dạng khác

Để đảm bảo đời sống của mình, vật ăn thịt có những thích nghi nhất định để bắt mồi hiệu quả Ngược lại con mồi cũng có những thích nghi tương ứng để tự vệ [4]

2.3.4 Quan hệ kí sinh vật chủ

Quan hệ kí sinh vật chủ là quan hệ trong đó loài này (vật kí sinh) sống nhờ vào mô hoặc thức ăn được tiêu hóa của loài khác (vật chủ) Vật kí sinh có thể là nấm, vi khuẩn động vật nguyên sinh, giun tròn, sán lá, bét sâu bọ Vật chủ có thể

là giáp xác, các loài động vật có xương sống trong đó có cả con người

Vật kí sinh không giết chết ngay vật chủ khi vật chủ bị kí sinh xâm nhập Vật kí sinh dinh dưỡng nhờ vật chủ nhiều lần làm vật chủ yếu đi

Vật kí sinh khác vật ăn thịt ở chỗ chúng không có đời sống tự do mà chuyên hóa hẹp đối với một số vật chủ thuộc một số loài nhất định Chúng bám vào da (ngoại kí sinh) hoặc sống trong nội quan, trong hệ máu (nội kí sinh) Vật chủ chẳng những đảm bảo cho vật kí sinh thức ăn, nơi ở với khí hậu thích hợp mà nếu vật kí sinh càng thích ứng với vật chủ bao nhiêu thì khả năng sinh sản của chúng càng được tăng lên bấy nhiêu tạo điều kiện cho sự phát triển giống nòi Ở thực vật có nhóm nửa kí sinh (tầm gửi, đàn hương, long não…) gồm những thực vật có chứa diệp lục, có khả năng quang hợp nhưng không đủ để nuôi cơ thể, chúng phải sống bám vào cây chủ (tầm gửi- cây sếu; dây to xanh- bụi sim, mua, me rừng…) Vật kí sinh có tiềm năng sinh học cao hơn vật ăn thịt

Trong một số trường hợp quan hệ kí sinh - vật chủ dẫn đến quan hệ có lợi cho cả hai bên Người ta đã chứng minh rằng nếu sâu bọ kí sinh ăn lá vật chủ, chỉ ăn vừa phải, nó sẽ kích thích quá trình tăng trưởng của cây Điều này giống với quan hệ vật ăn thịt - con mồi [4]

2.3.6 Quan hệ cộng sinh

Quan hệ cộng sinh là quan hệ hợp tác giữa hai loài sinh vật trong đó cả hai bên đều có lợi, song mỗi bên chỉ có thể sống phát triển và sinh sản được dựa vào sự hợp tác của bên kia Quan hệ cộng sinh phổ biến ở nhiều loài thực vật

Sự cộng sinh giữa thực vật và nấm hoặc vi khuẩn: Phổ biến nhất là sự cộng sinh giữa tảo xanh và nấm làm thành địa y Trong sự cộng sinh này nấm

sử dụng gluxit và vitamin do tảo chế tạo, còn tảo sống trong tản của nấm, nhờ

vỏ dày của tản nấm, nên tảo chống được ánh sáng mạnh, tảo sử dụng vitaminC, hợp chất hữu cơ do nấm chế tạo, sử dụng nước trong phần tủy của tản nấm để sử dụng cho hô hấp và cung cấp cho tảo axit cacbonic để tảo dùng trong quang hợp Ngoài ra còn có sự cộng sinh giữa vi khuẩn cố định đạm sống trong nốt sần rễ cây họ đậu, sự cộng sinh giữa tảo lam Auabaena azollse trong bèo hoa dâu có khả năng cố định đạm với thủy dương xỉ trong bèo hoa dâu, đã trở thành phân bón có giá trị

Sự cộng sinh giữa thực vật và động vật: ở những bãi đá ngầm san hô có

sự cộng sinh giữa san hô (polip) với tảo đơn bào (zuooxanthelin) với tảo sợi

Sự cộng sinh giữ vi khuẩn với nấm men, động vật đơn bào sống trong ống tiêu hóa của sâu bọ Chúng góp phần tăng cường sự tiêu hóa, đặc biệt tiêu hóa chất xenluloza

Cộng sinh giữa động vật và động vật: Sự cộng sinh giữa hải quỳ (Adamsia) với cua Eupagurus, giữa trùng roi với mối, trong đó trùng roi sống trong ống tiêu hóa của mối và tiêu hóa chất xenluloxa mà mối không tự mình tiêu hóa được [4]

2.3.7 Quan hệ hợp tác

Sự hợp tác là mối quan hệ giữa hai loài sinh vật, song sự hợp tác này không nhất thiết phải có đối với mỗi loài bởi thế khi hai loài sống tách rời chúng vẫn tồn tại được Sự hợp tác đem lại cho mỗi bên những ích lợi cần thiết Ví dụ sự làm tổ tập đoàn giữa nhạn bể và cò Sự hợp tác này giúp mỗi bên bảo vệ có hiệu quả trước kẻ thù [4]

2.3.8 Quan hệ hội sinh

Hội sinh là mối quan hệ giữa hai loài trong đó loài sống hội sinh có lợi còn loài được sống hội sinh không bị ảnh hưởng gì

Trong tự nhiên dạng quan hệ này rất phổ biến khi vật này sử dụng vật khác như một giá thể để bám, làm phương tiện vận động, kiếm ăn hay làm nơi sinh sản…Chẳng hạn, một số thân mềm (hầu, vẹm…), giáp xác (Balanus) sống bám vào các cây sống ngập nước Những cây sống khí sinh (phong lan) sống nhờ trên cây khác Cá ép (Echeneis) bám vào bất kì một con vật lớn nào (cá mập, rùa), kể cả tầu thuyền để được vận chuyển đi xa Hơn nữa, những con vật lớn khi bơi, tạo nên dòng nước mạnh chảy qua xoang miệng cá ép, giúp cá thỏa mãn cả hai yêu cầu lấy thức ăn và hấp thụ oxi một cách dễ dàng Rời khỏi vật bám, loài này khó sống vì đói và “ ngột ngạt” Ở biển trong tổ giun Erechis có tới 13 loài động vật nhỏ như cá bống, cua, giun nhiều tơ…sống hội sinh với Erechis để có nơi ẩn nấp và kiếm thức ăn thừa và phân của chủ để sống [8]

BÀI 41 DIỄN THẾ SINH THÁI

I Kiến thức trọng tâm

- Khái niệm DTST, diễn thế nguyên sinh, diễn thế thứ sinh

- Nguyên nhân của diễn thế sinh thái

- Ý nghĩa nghiên cứu của diễn thế sinh thái

- Diễn thế thứ sinh: Là diễn thế xuất hiện ở môi trường đã có một quần

xã sinh vật phát triển nhưng bị hủy diệt do những thay đổi của tự nhiên hoặc

do hoạt động của con người

1.2 Nguyên nhân của diễn thế sinh thái

- Nguyên nhân bên ngoài: Do tác động mạnh mẽ của nhân tố vô sinh

mà chủ yếu do biến đổi khí hậu: hạn hán, lũ lụt, núi lửa

- Nguyên nhân bên trong: Do cạnh tranh gay gắt của các loài trong quần xã, đặc biệt là vai trò của loài ưu thế dẫn đến hình thành loài ưu thế mới

- Do hoạt động của con người: Con người có ảnh hưởng tiêu cực và tích cực đến hệ sinh thái

1.3 Ý nghĩa của việc nghiên cứu diễn thế sinh thái

- Giúp chúng ta nắm bắt được quy luật phát triển của quần xã sinh vật

để chủ động xây dựng kế hoạch bảo vệ khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, đề xuất các biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của ngoại cảnh,

ngăn chặn tác động tiêu cực của con người

- Tuyên truyền nâng cao ý thức bảo vệ tài nguyên phục hồi rừng bị tàn phá

2 Kiến thức bổ sung, tư liệu tham khảo

2.1 Khái niệm DTST:

“ DTST là quá trình biến đổi, thay thế của quẫn xã sinh vật từ quần xã khởi đầu (hay tiên phong) qua các giai đoạn chuyển tiếp để đạt đến quần xã cuối cùng, cân bằng với mọi điều kiện môi trường vật lý mà nó tồn tại lâu dài theo thời gian”

Cơ sở sinh thái học - Vũ Trung Tạng - NXB GD 2007

“ DTST là quá trình phát triển thay thế tuần tự các quần xã sinh vật, từ dạng đầu qua các giai đoạn trung gian để đạt tới quần xã cuối cùng tương đối

ổn định Quần xã này được gọi là quần xã đỉnh cực Diễn thế thường là một quá trình định hướng, có thể dự báo được”

Sinh học 12 nâng cao - NXB GD 2008

* Các loại diễn thế sinh thái

Ngoài diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh còn có diễn thế phân hủy

“ Diễn thế phân hủy: Là quá trình diễn thế không dẫn tới quần xã đỉnh cực Dưới tác dụng của những nhân tố sinh học, môi trường dần biến đổi theo hướng bị phân hủy dần dần qua mỗi quần xã trong quá trình diễn thế Đó là sự

diễn thế của quần xã trên xác một loài động vật hoặc trên một thân cây đổ”

Sinh thái học - Trần Kiên - Phan Nguyên Hồng - NXB GD 1990

BÀI 42 HỆ SINH THÁI

I Kiến thức trọng tâm:

- Khái niệm hệ sinh thái

- Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái, các kiểu hệ sinh thái (hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo)

II Các thành phần kiến thức

1 Kiến thức cơ bản

1.1 Khái niệm hệ sinh thái

“Hệ sinh thái là tập hợp quần xã sv với sinh cánh của quần xã, trong đó sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với nhân tố vô sinh của môi trường tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh và tương đối ổn định”

1.2 Các thành phần cấu trúc hệ sinh thái

Hệ sinh thái được cấu tạo bởi các thành phần vô sinh và thành phần hữu sinh

+Thành phần vô sinh: môi trường vật lí (sinh cảnh) gồm:

Các chất vô cơ

Các chất hữu cơ

Yếu tố khí hậu

+.Thành phần hữu sinh: quần xã sinh vật

Sinh vật sản xuất chủ yếu là thực vật Có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời tự tổng hợp chất hữu cơ và một số vi khuẩn sinh vật tự dưỡng

Sinh vật tiêu thụ: gồm các loài động vật sống dị dưỡng

Sinh vật phân hủy: là những sinh vật dị dưỡng sống hoại sinh

1.3 Các kiểu sinh thái

- Hệ sinh thái tự nhiên 2 nhóm:

+ HST trên cạn: HST rừng nhiệt đới, sa mạc, hoang mạc, savan đồng

cỏ, thảo nguyên, rừng lá rộng…

+ HST dưới nước :

HST nước mặn: HST rừng ngập mặn vùng ven biển, HST vùng biển khơi HST nước ngọt: HST nước tĩnh (ao, hồ ), HST nước chảy

HST nhân tạo: Do con người xây dựng như đồng ruộng, ao hồ, rừng trồng…

2 Kiến thức bổ sung, tư liệu tham khảo

Sinh học 12 nâng cao – NXBGD2008

“ HST (ecosystem) là tổ hợp của quần xã sinh vật với môi trường vật lí

mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và tương tác với môi trường để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hóa năng lượng ”

Cơ sở sinh thái học - Vũ Trung Tạng - NXBGD2007

HST được nghiên cứu từ lâu nên khái niệm này đã ra đời ở cuối thế kỷ thứ XIX dưới các tên khác nhau như “sinh vật quần lạc” (Dakuchaey, 1846, 1903; Mobius, 1877 ), Sukatsev (1994) mở rộng khái niệm “sinh vật quần lạc” thành khái niệm “sinh vật địa quần lạc” (biogeocenose) Từ “hệ sinh thái” (ecosystem) được A.Tansley nêu ra vào năm 1935 và trở thành phổ biến

và sử dụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các HST tự nhiên mà cả HST nhân tạo

Cơ sở sinh thái học - Vũ Trung Tạng - NXBGD2007

2.2 Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái

Một HST điển hình được cấu trúc bởi các thành phần sau đây

- Sinh vật sản xuất (producer )

- Sinh vật tiêu thụ (conumer )

- Sinh vật phân hủy (reducer )

- Các chất vô cơ (CO2, H2O, O2, CaCO3,…)

- Các chất hữu cơ (protein, lipit, gluxit, vitamin, enzim,…)

- Các yếu tố khí hậu ( nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa…)

Thực chất 3 thành phần đầu là quần xã sinh vật, 3 thành phần sau là môi trường vật lí mà quần xã đó tồn tại và phát triển

* Sinh vật sản xuất là những sinh vật tự dưỡng (autotrophy ) gồm các loài

TV có màu và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp Chúng là thành phần không thể thiếu được trong bất kì HST nào Nhờ hoạt động quang hợp của chúng mà nguồn thức ăn ban đầu được tạo thành để

nuôi sống trước tiên chính những sinh vật sản xuất sau đó nuôi sống cả thế giới sinh vật

* Sinh vật tiêu thụ là những sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) như tất cả các loài động vật và vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp nói cách khác chúng tồn tại được là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do sinh vật tự dưỡng tạo ra

* Sinh vật phân hủy (saprophy) là tất cả các sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh Trong quá trình phân hủy các chất, chúng tiếp nhận nguồn năng lượng hóa học để tồn tại và phát triển, đồng thời giải phóng các chất từ hợp chất phức tạp ra môi trường dưới dạng những khoáng chất dơn giản hoặc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu trình (như CO2, O2, N2,…) Ngoài cấu trúc theo thành phần, HST còn có kiểu cấu trúc treo chức năng Theo E D Odum (1983), cấu trúc của hệ gồm các phạm trù sau:

- Quá trình chuyển hóa năng lượng của hệ

- Xích thức ăn trong hệ

- Các chu trình sinh địa hóa diễn ra trong hệ

- Sự phân hóa trong không gian và theo thời gian

- Các quá trình phát triển và tiến hóa của hệ

- Các quá trình tự điều chỉnh

Một HST cân bằng là một hệ trong đó 4 quá trình đầu tiên đạt được trạng thái cân bằng động tương đối nhau Sự cân bằng của tự nhiên, nghĩa là mối quan hệ của quần xã sinh vật đối với môi trường vật lí mà quần xã đó tồn tại được xác lập và ít thay đổi từ năm này đến năm khác chính là kết quả cân bằng 4 phạm trù nêu trên trong HST lớn [8]

2.3 Các kiểu HST chủ yếu trên trái đất

2.3.1 HST trên cạn

* Rừng nhiệt đới

Khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm Nhiệt độ trung bình cao (24 - 300C) và gần như ổn định quanh năm Lượng mưa cao (1800 - 2000mm), rừng nhiệt đới quanh năm xanh tốt, rậm rạp tạo thành nhiều tầng Trong rừng ánh sáng mặt trời ít khi soi thấu đến tận mặt đất, do đó độ ẩm không khí cao

- Sự phân tầng ở rừng nhiệt đới là lớn nhất Trong rừng có nhiều cây cao to dưới gốc có “bạnh” trên thân cây có các loài phong lan, tầm gửi, dây leo,…

- Động vật phong phú với rất nhiều loài sống cả trên cây lẫn mặt đất [4]

và chí tuyến Nam về hai phía của vùng nhiệt đới xích đạo Ở bắc bán cầu hoang mạc lớn nhất là Sahara (9 triệu km2 ) Các hoang mạc khác gồm Ảrập, Thổ Nhĩ Kì, Iran, Ấn Độ Ở Bắc Mỹ, phần tây Hoa Kì hoang mạc mở rộng đến Mexico Phía nam xích đạo có hoang mạc Patagoni (Achentina), Atakama (Chile), Kalahari (Châu Phi) và hoang mạc Châu Đại Dương (chiếm 44% lục địa châu Đại Dương)

Thực vật hoang mạc rất nghèo, trừ các “ốc đảo”, gồm những cây trốn hạn (cây 1 năm duy trì ở dạng hạt, phát triển nhanh trong lúc mưa rồi chết) và cây chịu hạn (rụng lá vào mùa không mưa, lá biến thành gai, hoặc cây mập

mạp chứa nước như cây xương rồng (Saguaro)), khi trưởng thành nặng 10 tấn

trong đó 80% là nước Những cây hoặc có rễ ăn rất sâu xuống đất hoặc rễ lan rộng trên mặt đất để ăn sương… Những loài tiêu biểu cho hoang mạc là

Akacia, Uka, Aga, xương rồng, ngải, đại kích,…

Động vật là những loài thích nghi với cảnh khô hạn, nóng, gồm những loài ăn đêm và sống ẩn giật, một số có khả năng lấy nước từ nội bào (lạc đà),

phân khô,…Tuy khắc nghiệt, nhưng hoang mạc đã nuôi một khối lượng động vật khá lớn Côn trùng nhiều vô kể Những loài đặc trưng là chuột nhảy, chuột

Gecbin, thằn lằn, chó dingo ( Ôxtrâylia), chó hoang, các loài cáo,…[8]

* Savan

+ Thảo nguyên và savan nhiệt đới

Savan nhiệt đới là thảm thực vật thân cỏ, có một số ít cây gỗ hay nhóm cây gỗ, phân bố trong vùng nóng, lượng mưa cao (1000 – 1500 mm), nhưng

có một hoặc hai mùa khô kéo dài, thường xuất hiện những đám cháy Vùng rộng lớn nhất của biome này nằm ở Trung và Đông Phi, sau nữa là vùng Nam

Mỹ và Châu Đại Dương

Thành phần các loài thực vật nghèo, ưu thế là những loài thuộc chi

Panicum Pennisetum, Adropogon, Imperata…Cảnh quan savan Châu Phi còn

rải rác những cây keo Acacia tán phẳng, có gai, những cây thuộc họ Đậu, cây

bao báp (Adansonia) và các loài cây cọ thuộc họ Cau dừa (Plamae) Đây là

nơi tập trung những đàn lớn sơn dương, gơnu, trâu, ngựa vằn… thuộc tập đoàn móng guốc và những loài ăn thịt chúng như sư tử, báo, linh cẩu,…Chim gồm kền kền,… rất điển hình

+ Thảo nguyên vùng ôn đới

Thảo nguyên vùng ôn đới phân bố ở những nơi có lượng mưa trung bình năm nằm giữa hoang mạc và rừng (250-750mm) Sự tồn tại của nó phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng mưa theo mùa, dung tích nước của đất Độ ẩm của đất là giới hạn hàng đầu đối với sự phân giải các chất hữu cơ bởi vi sình vật Những thảo nguyên rộng lớn tập trung ở nội địa Âu - Á, Bắc và Nam Mĩ và Châu Đại Dương

Ở Bắc Mĩ, thảo nguyên phân thành thảo nguyên cỏ cao với các loài

thân cỏ, cao 150- 240 cm như Andropogon gerardi, Panicum virgatum… và thảo nguyên cỏ thấp với các loài Buchloe dactyloides, Boutelonua gracilis…

Động vật trong vùng là những loài ăn cỏ, ưu thế là tập đoàn móng guốc

và nhiều loài ăn thịt như sư tử, chó rừng,…

Diện tích thảo nguyên bị thu hẹp đáng kể do con người chuyển chúng thành các đồng cỏ chăn nuôi hoặc do chăn thả quá mức đưa đến sự nghèo kiệt

và hoang mạc hóa [8]

* Rừng lá rộng rụng theo mùa của vùng ôn đới

Trước đây loại rừng này đã bao phủ phần phía đông của Bắc Mỹ, toàn

bộ châu Âu, một phần lãnh thổ Trung Quốc, Nhật Bản, Châu Đại Dương và phần nam của mỹ Latinh Nền văn minh của Châu Âu, Bắc Mỹ, Viễn Đông

phát triển đã hủy diệt thảm thực vật này

Thành phần các loại cây của vùng rất đa dạng về giống loài và cũng có thể được phân thành nhiều phân vùng Ở Bắc Mỹ, những đại diện đặc trưng là thông trắng, thông đỏ, sến đỏ (ở phía đông Bắc Mỹ),…, song đã bị đốn hạ bừa bãi vào những năm 80 và 90 của thế kỷ XIX Các phân vùng quan trọng khác

là Visconsin, miền Tây và Nam Mỹ trên các cao nguyên,…Rừng này cũng

chưa phải là giai đoạn cuối cùng

Hệ động vật giàu có về loài và số lượng, từ côn trùng cho đến thú lớn

nhưng không một loài nào ưu thế để được lưu ý đặc biệt [8]

* Rừng lá kim (Taiga)

Khu sinh học này nằm kế sau đồng rêu về phía nam Ở Siberi, diện tích của thảm thực vật này rất lớn, đạt diện tích khoảng 85 triệu cây số vuông (14.000 x 6.000km) Đặc trưng của vùng là đất bị băng tuyết, nghèo muối

dinh dưỡng, thuộc loại Potzon Trong vùng lắm đầm lầy, hồ, suối,…

Thực vật gồm cây lá kim thường xanh, thân thẳng, ken dày, che bóng như các loài thông Cây bụi và thân thảo do đó kém phát triển Dọc những nơi

có nước là dương liễu, bạch dương, phong…Cây là giá thể cho các loài nấm,

địa y,…phát triển phong phú

Hệ động vật đa dạng hơn so với đồng rêu Ngoài các loài côn trùng, những động vật bậc cao, gồm thỏ, linh miêu, cáo, chó sói, gấu,…Trong vùng còn có mặt cây lớn, cổ thụ như cây Sequoia khổng lồ, cao đến trên 80 m với đường kính 12m và sống đến 3000 năm Cây Sequoia sống ở ven biển còn cao

hơn (110m, sống 2000 năm) [8]

* Đồng rêu (Tundra)

Đồng rêu bao quanh Bắc cực, Greenland và một đai vòng phía bắc của lục địa Âu- Á, Bắc Mỹ Đây là một đồng bằng không cây cối, nhiều đầm lầy giá lạnh, băng tuyết Nhiệt độ rất thấp, độ ngưng tụ hơi nước rất kém, mùa sinh trưởng của sinh vật ngắn (khoảng 60 ngày); nền đất bị đông cứng Do đó đời sống rất khốc liệt Số lượng loài thực vật ít, chủ yếu là cỏ bông, rêu và địa

y Động vật đặc trưng cho vùng là hươu tuần lộc (Rangifer tarandus), hươu kéo xe (R caribou), thỏ, chó sói Bắc cực, Lemmus, Tarimigan, gấu trắng bắc

cực, chim cánh cụt,… chúng có thời gian ngủ đông dài, nhiều loài chim sống thành đàn lớn, di cư xa xuống vùng vĩ độ thấp để tránh rét mùa đông [8]

cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm

+ Rừng hiếm, có gai

Ở những nơi có khí hậu trung gian giữa hoang mạc và thảo nguyên, dạng này xuất hiện như một đối tượng thích nghi đặc biệt Thảm thực vật hiếm, có gai chiếm diện tích lớn ở phần giữa Nam Phi, Tây Nam Phi và một

phần ở Tây Nam Á Lượng mưa trong năm phân bố không đều là yếu tố chính chi phối đời sống của thảm thực vật Thực vật gồm những cây gỗ không lớn, thường có gai dễ uốn, lá nhỏ, rụng vào mùa khô [8]

2.3.2 Hệ sinh thái nước

Thực tế trên mặt hành tinh nước bao phủ 73% tổng diện tích (71% là đại dương, còn 2% là nước ngọt) Nước ngọt có độ muối thấp hơn 0,5% còn nước biển chính thức có độ muối 30 (32)- 40%; giữa nước ngọt và biển là nước lợ Nước có độ muối trên 40% là nước quá mặn, đặc trưng cho những hồ ven biển ở nơi khí hậu khô hạn và ở “ Biến chết” [8]

*Hệ sinh thái nước mặn

Khác với hệ sinh thái trên cạn hệ sinh thái nước mặn ít phụ thuộc vào khí hậu Biển và Đại dương là những hệ sinh thái khổng lồ, chúng có quan hệ với nhau bởi hệ thống dòng chảy, ít bị chia cắt như lục địa Diện tích của Biển

và Đại dương là 361 triệu cây số vuông (71% diện tích bề mặt hành tinh), phân bố đến độ sâu tối đa 11023m, còn trung bình của Thái Bình Dương là 3710m Tổng khối nước 13700 geogram

Đặc trưng chính của đại dương là chứa nước mặn (S%0 > 30%0) có hệ thống dòng phức tạp ở trên bề mặt và dưới sâu, hệ thông dòng đối lưu (phân

kì và hội tụ), hoạt động của gió, của thủy triều,…Tất cả chúng tạo nên những biến đổi phức tạp về các điều kiện vật lí, hải dương, khí tượng… trên mỗi vùng biển Hơn nữa, những biến đổi này còn tác động mạnh lên lục địa và khí quyển Sự tương tác lục địa - khí quyển điều hòa cân bằng nhiệt - ẩm, kéo theo là mọi điều kiện khác nữa của môi trường ở phạm vi toàn cầu, tạo thuận lợi cho toàn sinh quyển tồn tại và phát triển bền vững

Tuy nhiên, Biển và Đại dương cũng không hoàn toàn đồng nhất về cấu trúc, những đặc trưng về địa hình, về điều kiện khí tượng hải văn, về mối tương tác lục địa - biển - khí quyển và về sự phân bố của sự sống Do đó, Đại

Dương được chia làm hai phần chính: đáy (benthic) và khối nước (pelagic) với các tiểu vùng khác nhau

Vùng thềm lục địa đạt đến độ sâu 200m, nằm kề lục địa, có độ dốc thấp, chiếm khoảng 11% diện tích đáy đại dương, được phủ chủ yếu bởi trầm tích có nguồn gốc lục địa Trên đó là khối nước gần bờ (neritic), nơi được chiếu sáng đầy đủ, giàu muối dinh dưỡng, nhưng chịu ảnh hưởng của mối tương tác lục địa - biển - khí quyển Vùng có tiềm năng sinh học lớn Cùng với một phần dốc lục địa, vùng thềm lục địa đã cung cấp tới 95% tổng sản lượng hải sản khai thác được trên toàn thế giới

Vùng đáy sâu tiếp sau thềm lục địa là dốc lục địa, nơi chuyển tiếp giữa thềm lục địa và lòng chảo đại dương, chiếm khoảng 7% tổng diện tích Ở đây xuất hiện nhiều rãnh vực (canon) như một phương tiện chuyển tải những trầm tích từ thềm lục địa xuống đáy đại dương, song bề mặt của chúng khá gồ ghề, nhiều đảo, đảo ngầm và các ám tiêu san hô,…

Lòng chảo đại dương bằng phẳng hơn, tuy nhiên trên phạm vi lớn của các đại dương, địa hình đáy mỗi nơi mỗi khác Giữa Đại Tây Dương, đáy xuất hiện một “ Trường Sơn” cao chạy theo hướng Bắc – Nam, còn ở Thái Bình Dương lại được đặc trưng bởi hàng loạt các hố sâu trên 6 - 7km, chẳng hạn, những rãnh chạy dọc bờ phia Tây châu Mỹ như Peru - Chilê, sâu 8055m dài

5900 km; ở giữa phân tây của nó là rãnh Tonga (10800m và 1400km), Kurile- Kamchatka (10542m và 2200km),… và hố sâu nhất là Marianas viền phía đông - đông bắc quần đảo Philippin với độ sâu 11023m, kéo dài 2550km…

Lòng chảo đại dương chủ yếu được phủ bởi trầm tích sinh học, đặc biệt

là xác trùng phóng xạ, trùng lỗ, vỏ trỏ silic, hạt mịn

Trong khối nước, tầng mặt (epipelagic) là nơi được chiếu sáng (photic), còn phía dưới là tầng tối vĩnh cửu ( aphotic) Nhiệt độ nước giảm từ tầng mặt đến tấng đáy Tầng đáy nước lạnh và ổn định nhiều hơn so với tầng nước mặt

Áp suất cột nước tăng dần với tỉ lệ cứ 10m sâu tăng 1at Tất nhiên, nhiệt độ tầng mặt biến thiên phụ thuộc vào nhiệt độ khí quyển và vĩ độ địa lí

Hệ thống dòng được xác lập do hoạt động của các loại gió thịnh hành thổi trên mặt các đại dương Dòng biển gây ra sự phân bố lại các yếu tố khí hậu hải dương trên biển và những lục địa chịu ảnh hưởng của nó, đồng thời còn là những (đại lộ) di nhập của cá loài sinh vật biển từ đại dương này đến đại dương khác [8]

Do điều kiện sống như trên, nên sinh vật sống trong biển và đại dương

có nhiều nét khác biệt với những loài sống trên cạn Trước hết sinh vật biển

có tuổi lịch sử cổ hơn so với sinh vật sống trên cạn Chúng có số lượng loài sinh học ít hơn, nhưng sự biến dị di truyền cao nhất là ở vùng ven bờ

Sinh vật sản xuất chính là những loài tảo đơn bào sống trôi nổi trong tầng nước Giới thực vật nước mặn nghèo hơn so với môi trường cạn chủ yếu gồm vi khuẩn, tảo…Trong 33 lớp thực vật thì ở biển và đại dương gặp 10 lớp, trong đó 5 lớp chỉ sống trong nước mặn

Hệ động vật thì ngược lại rất phong phú có hầu hết các nhóm động vật Hiện nay, người ta đã xác định được trong số 63 lớp động vật thì có 52 lớp có mặt ở đại dương, trong đó có 31 lớp chỉ có ở biển mà không có trong lục địa Trong đại dương hiện nay đã biết đến trên 200000 loài Sinh vật trong hệ sinh thái nước mặn được chia làm 3 loại:

- Sinh vật nền đáy (benthos): Thực vật có tảo nâu, tảo đỏ, tảo lục, thực vật có hoa ít; động vật có bọt biển, hải quỳ, cầu gai, cua…

- Sinh vật nổi (plankton): Vi khuẩn sống nổi, thực vật nổi (các loại tảo đơn bào) động vật nổi (sứa, giáp xác nhỏ như chân kiếm), ấu trùng các động vật đáy như thân mềm, da gai…

- Sinh vật bơi tự do (nekton): bò sát biển, thú, giáp xác cao, cá…

Tất cả các sinh vật có quan hệ với nhau bằng nhiều mối quan hệ trong nội

bộ và với môi trường để tạo nên một hệ sinh thái khổng lồ - Hệ sinh thái biển [4]

+ Đặc điểm quần xã vùng ven bờ:

Quần xã vùng ven bờ thay đổi tùy theo vùng hải dương Nhìn đại thể, vùng ven biển ôn đới tảo chiếm ưu thế, còn vùng ven biển nhiệt đới có rừng ngập mặn với những loại đước chiếm ưu thế Ở vùng ven bờ sự biến động nhiệt độ và độ mặn rất lớn, đặc biệt là ở những vùng biển gần cửa sông Những sinh vật sống ở cửa sông phải có khả năng chống chịu giỏi, khi nước chiều xuống độ mặn giảm, còn khi nước chiều lên độ mặn của nước gần bằng

độ mặn của nước biển Sinh vật vùng ven bờ có chu kỳ hoạt động ngày đêm thích ứng với hoạt động của nước chiều và có khả năng chịu đựng được trong điều kiện thiếu nước khi nước chiều rút xuống Sinh vật vùng chiều là những sinh vật có đời sống cố định (bám chặt xuống đáy nước) hoặc bơi giỏi để khắc phục sóng Độ đa dạng của quần xã ven bờ cao hơn hẳn quần xã ngoài khơi

Ở ven bờ có sự phân bố theo tầng của tảo đa bào và nhất là tảo đơn bào

+ Đặc điểm quần xã vùng ngoài khơi

Vùng ngoài khơi bắt đầu từ sườn dốc lục địa, ở đây chỉ có vùng nước tầng trên được chiếu sáng Giới thực vật gồm các thực vật nổi ít hơn vùng ven

bờ Động vật nổi sử dụng thực vật nổi làm thức ăn Càng xuống sâu số lượng

động vật càng giảm [4]

* Hệ sinh thái nước ngọt:

Khác với sinh vật nước mặn, sinh vật nước ngọt thích ứng với nồng độ muối thấp hơn (khoảng 0,05- 5%0), kém đa dạng hơn, bao gồm ít đơn vị phân loại Hệ sinh thái nước ngọt được chia làm hệ sinh thái nước đứng (đầm lầy,

ruộng, ao, hồ) và các hệ sinh thái nước chảy (sông, suối)

+ Các hệ sinh thái nước đứng

Các vực nước đứng càng có kích thước nhỏ bao nhiêu càng ít ổn định bấy nhiêu Khi trời nóng vực nước có thể bị khô cạn, độ mặn tăng, còn khi mưa rào thì có thể bị ngập nước Chỉ một chút ô nhiễm cũng có thể gây hại cho quần xã Nhiệt độ nước thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ không khí Trong

nhiều trường hợp sự phân hủy lớp đá mục ở đáy tạo ra nhiệt độ cao làm nước

có màu sẫm [3]

Hệ sinh thái đầm khác ao ở chỗ: ao nông hơn đầm nên dễ bị khô cạn

hơn đặc biệt là đối với những ao, đầm thường bị khô hạn theo từng thời kì nhất định, sinh vật thường có khả năng chịu đựng đối với sự khô hạn, nồng độ muối cao, nếu không chúng phải di cư sang các vực nước khác hoặc sống tiềm sinh Nhưng dù sao ánh sáng vẫn xâm nhập xuống đáy ao hồ, do đó ở vùng bờ thường có những cây thủy sinh có rễ ăn xuống đáy, còn trên mặt những vùng nước sâu, có những thực vật nổi bồng bềnh như các loại bèo Thực vật trở thành nơi ở và nguồn thức ăn của động vật Trong các tầng nước nhiệt độ và lượng muối khoáng được phân bố đồng đều dưới tác dụng của gió

Hệ động vật bao gồm: động vật nổi, động vật đáy và động vật bơi tự do

Hệ sinh thái hồ khác ao, đầm ở độ sâu Ánh sáng chỉ chiếu được vào

tầng nước trên, do đó vực nước được phân thành hai lớp: lớp trên được chiếu sáng thực vật nổi phong phú, nồng độ oxi cao do đó sự thải oxi trong quá trình quang hợp và nhiệt độ của nước thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ không khí Lớp nước dưới tối, thiếu ánh sáng nhiệt độ ổn định, nồng độ oxi thấp, đặc

biệt trong trường hợp cơ sự lên men các chất hữu cơ ở đáy [4]

+ Hệ sinh thái nước chảy:

Đặc điểm của hệ sinh thái nước chảy có nhiệt độ, nồng độ muối tan nói chung là đồng đều, song thay đổi theo mùa Các quần xã thủy sinh ở sông có thành phần không đồng nhất thay đổi theo thượng lưu, trung lưu và hạ lưu sông Thành phần loài mang tính pha trộn do nhiều loài nhập cư từ những thủy vực khác tới Vùng thượng lưu do nước chảy mạnh nên thực vật có rễ bám xuống đất không phát triển chủ yếu là rong, tảo, vi khuấn sống trôi nổi, thành phần động vật chủ yếu là cá bơi giỏi Vùng hạ lưu nước chảy chậm, hệ thực vật phát triển phong phú nhiều loài thực vật có hoa, thành phần động vật phong phú như ở quần xã ao, hồ Vùng cửa sông động vật đáy có nhiều loài

hai mảnh vỏ như nghêu, sò… những loài cá bơi giỏi được thay thế bằng cá bơi chậm có nhu cầu oxi thấp

Ví dụ: Ở thượng lưu sông Hồng có những loài cá bơi giỏi có nhu cầu oxi cao đặc trưng cho vùng núi như: cá sình, cá hỏa, cá chát…trong khi đó vùng hạ lưu gồm những loài cá phổ biến ở đồng bằng: cá chép, cá diếc, cá mè,… và một số loài cá từ biển di cư vào Tuy nhiên có những loại cá phân

bố rộng từ thượng lưu đến hạ lưu: cá nheo, cá măng,…[3]

BÀI 43 TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI

I Kiến thức trọng tâm

- Khái niệm về chuỗi và lưới thức ăn, phân biệt hai loại chuỗi thức ăn

- Khái niệm về bậc dinh dưỡng và tháp sinh thái

II Các thành phần kiến thức

1 Kiến thức cơ bản

1.1 Khái niệm chuỗi và lưới thức ăn

“ Chuỗi thức ăn gồm nhiều loài có quan hệ dinh dưỡng với nhau và mỗi loài là một mắt xích của chuỗi Trong một chuỗi, một mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước, vừa là nguồn thức ăn của mắt xích phía sau Trong hệ sinh thái có 2 loại chuỗi thức ăn

+ Chuỗi thức ăn gồm các sinh vật tự dưỡng, sau đó đến động vật ăn

sinh vật tự dưỡng tiếp đó là động vật ăn thịt

+ Chuỗi thức ăn gồm các sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ, sau đó đến

các loài ăn sinh vật phân giải, tiếp đến là động vật ăn thịt

“ Lưới thức ăn: Là tập hợp nhiều chuỗi thức ăn có chung nhiều mắt

xích Quần xã càng đa dạng thì lưới thức ăn càng phức tạp.”

1.2 Bậc dinh dưỡng và tháp sinh thái

Bậc dinh dưỡng bao gồm các loài sinh vật có cùng mức dinh dưỡng

Trong một lưới thức ăn có nhiều bậc dinh dưỡng:

+ Sinh vật sản xuất là bậc dinh dưỡng cấp 1

+ Sinh vật tiêu thụ bâc 1 là bậc dinh dưỡng bậc 2

+ Sinh vật tiêu thụ bậc n là bậc dinh dưỡng bậc n+1

Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và toàn bộ quần

xã Tháp sinh thái được xây dựng bằng các hình chữ nhật chồng lên nhau,

chiều dài của mỗi hình chữ nhật biểu thị độ lớn của từng bậc dinh dưỡng

Có 3 loại tháp sinh thái:

+ Tháp số lượng: Xây dựng trên số lượng cá thể ở mỗi bậc

+ Tháp sinh khối: Dựa trên khối lượng tổng số của tất cả sinh vật trên

một đơn vị diện tích, hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng

+ Tháp năng lượng: Là hoàn thiện nhất được xây dựng dựa trên số năng lượng được tích lũy trên một đơn vị diện tích hay thể tích, trong một đơn vị

thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng

2.Kiến thức bổ sung, tư liệu tham khảo

2.1 Khái niệm về bậc dinh dưỡng

“ Bậc dinh dưỡng bao gồm những mắt xích thức ăn thuộc một nhóm sắp xếp theo các thành phần của chuỗi thức ăn như: vật cung cấp, vật tiêu thụ cấp 1, cấp 2, …”

Ví dụ: Những loài thực vật xanh tạo thành bậc dinh dưỡng 1 Trong chuỗi thức ăn mở đầu bằng sinh vật phân hủy các xác sinh vật thì tất nhiên các sinh vật phân hủy sẽ tạo thành bậc dinh dưỡng cấp 1 Tuy nhiên loài động vật hỗn thực lại thuộc vào hai bậc dinh dưỡng hoặc nhiều bậc dinh dưỡng nếu chúng sử dụng nhiều loại mồi làm thức ăn

Sinh thái học - Trần Kiên - Phan Nguyên Hồng - NXBGD 1900

2.2 Các loại tháp sinh thái

Phân tích số lượng cá thể hay sinh vật lượng hoặc năng lượng theo các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao, bao giờ chúng cũng sắp xếp theo dạng hình tháp Hình tháp sinh thái học được biểu diễn bằng những hình chữ nhật chồng

lên nhau Các hình chữ nhật có cùng một chiều cao; chiều dài phụ thuộc vào

số lượng hay năng lượng của cùng một bậc dinh dưỡng

* Hình tháp số lượng: Hình tháp xây dựng trên cơ sở phân tích các bậc

dinh dưỡng theo số lượng cá thể

Số lượng cá thể ở những bậc dinh dưỡng thấp thường bao giờ cũng lớn hơn những bậc dinh dưỡng cao, nên có dạng hình tháp đỉnh nhọn Đỉnh nhọn biểu thị bậc dinh dưỡng cao, còn đáy rộng biểu thị bậc dinh dưỡng thấp

Hình tháp số lượng tuy dễ thực hiện song ít có giá trị vì kích thước cá thể và chất sống cấu tạo nên loài của các bậc dinh dưỡng khác nhau không đồng nhất, nên chúng ta không thể so sánh được các bậc dinh dưỡng khác nhau với nhau được [4]

* Tháp sinh khối ( hay tháp sinh vật lượng)

Hình tháp xây dựng trên cơ sở phân tích các bậc dinh dưỡng theo sinh vật lượng Hình tháp sinh vật trong chuỗi thức ăn có vật ăn thịt thường có dạng hình tháp đỉnh ở phía trên Tuy nhiên trong một số hệ sinh thái ở nước

có trường hợp ngoại lệ Ví dụ: thực vật nổi có sinh vật lượng thấp hơn so với động vật nổi thuộc bậc dinh dưỡng cao hơn Song vì tốc độ sinh sản của thực vật nổi cao hơn tuy sinh vật lượng có thấp nhưng luôn luôn đổi mới

Hình tháp sinh vật lượng có giá trị cao hơn hình tháp số lượng, vì mỗi bậc dinh dưỡng được biểu thị bằng số lượng chất sống do đó phần nào có thể

so sánh được các bậc dinh dưỡng với nhau Tuy nhiên tháp sinh vật lượng có nhược điểm:

+ Thành phần hóa học và giá trị năng lượng của chất sống (mô sinh vật) trong các bậc dinh dưỡng khác nhau;

Không chú ý tới yếu tố thời gian trong việc tích lũy sinh vật lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng Thật vậy, sinh vật lượng của một số bậc dinh dưỡng (thực vật nổi) có thể được tích tụ trong vài ngày; song sinh vật lượng của một khu rừng trong nhiều năm Sinh vật lượng của vi khuẩn rất nhỏ nên thiếu