Chương 3: sinh thái học môi trường

CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC ỨNG DỤNGTRONG KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Mục tiêu: Học xong chương này, bạn có thể: - hiểu được nguyên lý sự bảo toàn vật chất và năng lượng cũng như hiểu được cách

Chương 3 CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC ỨNG DỤNG

TRONG KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Mục tiêu:

Học xong chương này, bạn có thể:

- hiểu được nguyên lý sự bảo toàn vật chất và năng lượng cũng như hiểu được cách mà các quy luật của nhiệt động lực học ảnh hưởng đến hệ thống đời sống.

- định nghĩa được loài, dân số, cộng đồng, hệ sinh thái cũng như hiểu được tầm quan trọng của hệ sinh thái học trong các cấp độ tổ chức này.

- hiểu được dây chuyền thức ăn, mạng lưới thức ăn và các mức dinh dưỡng trong cộng đồng sinh học và giải thích vì sao có các tháp năng lượng, sinh khối và số lượng các các thể trong mức dinh dưỡng của một hệ sinh thái;

- so sánh những cách mà cacbon, nito, lưu huỳnh cũng như photpho vận động theo chu trình trong phạm vi hệ sinh thái.

3.1 Sự sống và sự tiến hóa của sinh vật

Theo các tư liệu khoa học được biết hiện nay, Trái đất là nơi duy nhất có sự sốngphát triển cao và con người Sự hình thành và phát triển sự sống trên Trái đất liên quanchặt chẽ với quá trình hình thành Trái đất nói riêng và toàn bộ Thái Dương hệ và cũngnhư vũ trụ nói chung Bảng 3.1, minh họa cho sự sống trên Trái đất

Sự sống có 5 đặc thù cơ bản sau:

• Khả năng tái sinh - tạo ra các vật thể giống mình;

• Khả năng trao đổi chất - tiếp nhận, phân giải và tổng hợp vật chất mới và nguồn nănglượng cần thiết cho vật sống;

• Khả năng tăng trưởng theo thời gian;

• Khả năng thích nghi để phù hợp với điều kiện MT sống;

Nhiều loại vi khuẩn có khả năng thích nghi nhanh chóng với các loại thuốc và khángsinh (sự nhờn thuốc)

Sự thích nghi của sinh vật đối với môi trường

9:16 AM

Võ Văn Đạt

Sinh vật phản ứng lên những tác động của điều kiện môi trường xảy ra bằng hai phương thức: hoặc là chạytrốn để tránh những tai họa của môi trường ngoài (phương thức này chủ yếu ở động vật) hoặc là tạo khả năng

Sự thích nghi của các cơ thể sinh vật đến tác động của các yếu tố môi trường có thể có hai khả năng: thíchnghi hình thái và thích nghi sinh lý.

Phản ứng thích nghi xảy ra trong suốt thời gian sống của cơ thể sinh vật dưới tác động thay đổi của các yếu

tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ Ví dụ như sự di chuyển của lục lạp trong tế bào thực vật ra thành tếbào khi có tác động của sự chiếu sáng mạnh, hay tăng quá trình thoát hơi nước bằng cách tăng số lượng vàhoạt động của khe khí khổng dưới tác động của nhiệt độ cao Cá thờn bơn có màu sắc bên ngoài như màu sắccủa đất nơi chúng cư trú, đất trắng chúng có màu trắng, sang chỗ đất lốm đốm bởi những hòn đá cuội đen,trắng thì cá thờn bơn thay đổi màu sắc thành lốm đốm Sự thay đổi màu da là một phản ứng phản xạ phứctạp, bắt đầu bằng thị giác của cá và sau cùng sự phân phối lại các hạt màu trong tế bào da Những con cá thờnbơn mù không có khả năng này

Như vậy thích nghi hình thái xảy ra do sự thay đổi của các yếu tố môi trường tác động, các sinh vật phải phảnứng một cách nhanh chóng lên các tác động đó

Sự thích nghi di truyền, ngược lại được xuất hiện trong quá trình phát triển cá thể của các cơ thể không phụthuộc vào sự có mặt hay vắng mặt của các trạng thái môi trường mà trong môi trường đó có thể có ích chochúng Những thích nghi đó được củng cố di truyền, vì thế gọi là thích nghi di truyền Màu sắc của động vật

cố định, không thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổi của môi trường xung quanh Chúng thích hợp trong trườnghợp khi màu sắc nơi ở phù hợp với màu sắc bản thân

• Sự tiến hóa của các cá thể và quần thể sinh vật.

Sự tiến hóa của sinh vật được hình thành theo 2 cơ chế: Biến dị di truyền và chọnlọc tự nhiên

Trong sinh học, tiến hóa là sự thay đổi đặc tính di truyền của một quần thể sinh học qua những thế hệ nốitiếp nhau Các quá trình tiến hóa làm nảy sinh sự đa dạng ở mọi mức độ tổ chức sinh học bao gồm loài, các

cá thể sinh vật và cả các phân tử như ADN và protein[

Theo mức độ tiến hóa sinh vật trên Trái đất có thể chia thành 5 giới :

- Giới đơn bào (Monera) xuất hiện khoảng 3 tỷ năm trước đây như tảo lam, vi khuẩn;

Giới Khởi sinh (Monera) là một giới đã lỗi thời trong hệ thống năm giới của phân loại sinh học Nó là những sinh vật nhỏ bé có kích thước hiển vi (từ 1-3μm) cấu tạo bởi các tế bàonhân sơ, là những sinh vật cổ

sơ nhất xuất hiện khoảng 3,5 tỷ năm trước đây Chúng sống khắp nơi, trong đất, nước, không khí; phương thức dinh dưỡng rất đa dạng: hoá tự dưỡng, hoá dị dưỡng, quang tự dưỡng và quang dị dưỡng Nhiều vi khuẩn sống kí sinh trong các cơ thể khác Vi khuẩn có chứa nhiều sắc tố quang hợp trong đó có diệp lục như

vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang hợp như thực vật

Giới Khởi sinh bao gồm phần lớn các sinh vật với cấu trúc tế bàonhân sơ Vì lý do này nên giới Monera đôi khi cũng được gọi là Prokaryota hay Prokaryotae Trước khi có sự tạo ra giới này thì nhóm sinh vật trong giới đã được coi như là thuộc về hai ngành tách rời của thực vật: Schizomycetes (vi khuẩn) đã được coi là

nấm, và Cyanophyta được coi là tảo lục-lam Nhóm cuối cùng này hiện nay được coi là một nhóm trong vi khuẩn, thông thường gọi là vi khuẩn lam và hiện tại đã biết là không có quan hệ họ hàng gần với thực vật,

nấm hay động vật

Các phân tích chuỗi gen ADN và ARN gần đây đã chứng minh rằng có hai nhóm chính của sinh vật nhân sơ

là vi khuẩn (Bacteria) và vi khuẩn cổ (Archaea), chúng dường như không có mối quan hệ gần gũi hơn với nhau khi so với mối quan hệ của từng nhóm đối với sinh vật nhân chuẩn (Eukaryota/Eukarya) Vì thế,

Monera kể từ đó đã bị chia ra thành Archaea và Bacteria, tạo thành hệ thống sáu giới và hệ thống ba vực gần đây Tất cả các sơ đồ mới đều loại bỏ Monera và hiện nay coi Bacteria, Archaea, Eukarya như là ba vực (hay giới) tách rời.

http://vi.wikipedia.org/wiki/Gi%E1%BB%9Bi_Kh%E1%BB%9Fi_sinh

- Giới đơn bào (Protista) như lỵ, amip;

Sinh vật nguyên sinh hay Nguyên sinh vật là một nhóm vi sinh vật nhân chuẩn có kích thước hiển vi Trong lịch sử, sinh vật nguyên sinh được cho là giới Protista nhưng nhóm này đã không được thừa nhận

trong nguyên tắc phân loại hiện đại.[1] Thay vào đó nó tốt hơn được coi là một nhóm lỏng lẻo gồm 30 hoặc 40ngành riêng rẽ với sự kết hợp đa dạng của kiểu dinh dưỡng, đặc điểm, cơ chế vận động, bề mặt tế bào và vòng đời."[2]

Cấp đầu tiên của sinh vật nguyên sinh từ các sinh vật khác trong thập niên 1830, khi nhà sinh học Đức GeorgAugust Goldfuss đưa ra từ protozoa để chỉ các sinh vật như ciliate và san hô.[3] Nhóm này được mở rộng vào năm 1845 bao gồm tất cả các động vật đơn bào như foraminifera và amoebae Thể loại phân loại chính thức

Protoctista được đề xuất đầu tiên vào đầu thập niên 1860 bởi John Hogg, ông cho rằng protist nên bao gồm những loại mà ông thấy chúng có dạng đơn bào nguyên thủy ở cả động và thực vật Ông định nghĩa

Protoctista là "Giới thứ 4 của tự nhiên", thêm vào cùng với các giới truyền thống khác nhu thực vật, động vật,

và mineral.[3] Giới mineral sau đó bị Ernst Haeckel loại khỏi hệ thống phân loại, nên chỉ còn lại thực vật, động vật, và protist là “giới của các dạng sống nguyên thủy”.[4]

Herbert Copeland lấy lại tên gọi của Hogg gần một thế kỷ sau đó, ông cho rằng "Protoctista" theo nghĩa đen

là "dạng được thành tạo đầu tiên", Copeland đã so sánh với thuật ngữ protista của Haeckel nó bao gồm cả vi

sinh vật như vi khuẩn Thuật ngữ protoctista của Copeland thì không ba gồm Ngược lại, thuật ngữ của

Copeland bao gồm các sinh vật nhân chuẩn có nhân như tảo cát, tảo lục và nấm.[5] Phân loại này là nền tảng cho việc định nghĩa sau đó của Whittaker về Nấn, Động vật, Thực vật và Protista là 4 giới của sự sống.[6]

Giới Protista sau đó được điều chỉnh để tách prokaryote ra thành một giới riêng biệt Monera, các protist còn lại là một nhóm vi sinh vật nhân chuẩn.[7] Năm giới này vẫn là hệ thống phân loại được chấp nhận cho đến khi phát triển phát sinh loài phân tử vào cuối thế kỷ 20, khi nó thể hiện rõ ràng rằng không phải protist cũng không phải là các nhóm riêng biệt của các sinh vật có quan hệ với nhau (chúng không phải là nhóm đơn ngành).[8]

Phân loại hiện đại

Mặc dù hệ thống phân loại học ngày nay không xem sinh vật nguyên sinh là một cấp phân loại chính thức,

thuật ngữ protist hiện được hiểu theo 2 cách Định nghĩa hiện đại phổ biến nhất theo phát sinh loài là một nhóm cận ngành: protist là bất kỳ loài nào có nhân chuẩn nhưng không phải là động vật, thực vật trên cạn, hoặc nấm Cách hiểu thứ hai miêu tả protist chủ yếu theo tiêu chí chức năng hoặc sinh học: protist động vật nguyên sinh cơ bản là những sinh vật nhân chuẩn chứ không phải đa bào,[9] mà chú tồn tại ở dạng những tế bài độc lập hoặc chúng tập hợp thành tập đoàn, mà không cho thấy sự khác biệt về mô.[10]

Phân loại học động vật nguyên sinh vẫn đang thay đổi Các hệ thống phân loại mới hơn cố gắng thể hiện các nhóm đơn ngành dựa trên siêu cấu trúc, sinh hóa, và gene Bởi các sinh vật nguyên sinh nhìn tổng thể là cận ngành, các hệ thống như thế này thường tách hoặc loại bỏ cấp giới, thay vì xếp các nhóm sinh vật đơn bào

như dòng riêng biệt của sinh vật nhân chuẩn Cơ chế gần gây của Adl et al (2005)[10] thì ví dụ rằng không quan tâm đế cấp bậc phân loại chính thức (ngành, lớp, ) và thay vào đó chỉ liệt kê các sinh vật theo trật tự

dễ cập nhật hơn Một số nhóm chính của động vật nguyên sinh, có thể được xếp vào ngành (phyla), được liệt

kê trong hộp phân loại ở đúng vị trí của nó.[11] Nhiều nhóm được cho là đơn ngành, dù rằng chúng vẫn chưa chắc chắn Ví dụ, excavata có thể không phải đơn ngành và chromalveolata có thể là đơn ngành nếu không tính haptophyta và cryptomonad

- Giới nấm như nấm, men, mốc có chức năng phân hủy xác chết, biến chúng thànhchất dinh dưỡng;

- Giới thực vật có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ ánh sáng mặt trời và các chất chất

vô cơ, tích lũy năng lượng mặt trời;

- Giới động vật có chức năng tiêu thụ năng lượng sinh khối và khả năng tự di chuyểntrong môi trường

3.2 Cấu trúc sự sống trên Trái đất

Các sinh vật trên Trái đất liên quan chặt chẽ với nhau, gắn bó với nhau trong một

hệ thống phức tạp và nhiều bậc Mức độ cao nhất là sinh quyển => sinh đới => Hệ sinhthái => quần xã quần thể sinh vật => cá thể sinh vật

Sinh quyển đuợc chia thành những vùng đặc thù về khí hậu, hệ động thực vật vàkiểu đất gọi là sinh đới Mỗi kiểu sinh đới có diện tích rộng hàng triệu km2

Trên Trái đất có khoảng 12 sinh đới (biom) Không gian của các sinh đới được xácđịnh bởi nhiệt độ, lượng mưa và sự phong phú các loài động thực vật Trong mỗi sinhđới, tồn tại các hệ sinh thái ổn định tương tác phức tạp với nhau

Bảng 3.1: Sự hình thành và phát triển vật chất và sự sống trên Trái đất

15.000 -Vụ nổ lớn trong vũ trụ

TiếnhóasinhhọcQuang hợp

4.800 -Hình thành ngân hà

4.600 -Hình thành Thái Dương hệ

-Hình thành Trái đất-Xuất hiện khí quyển CH4, NH3

đại dương -Xuất hiện các tế

bào sống đơn sơ3.500 Xuất hiện oxy

thể sống dạng

Xuấthiệnthực vật

Xuấthiệnngười

đa bào, nhuyễnthể, sâu bọ

phát triển thựcvật cạn

triển trên mặtđất

trở lại đại dương

vượn người

người nguyênthủy

Đặc điểm chủ yếu của các sinh đới trên Trái đất như sau:

• Sinh đới tundra (đồng rêu vùng cực hay vùng lãnh nguyên) có các đặc điểm sau:

- Phân bố ở vùng cực thuộc Bắc cực và Nam cực;

- Nhiệt độ sinh đới thường lạnh quanh năm;

- Thực vật nghèo nàn, gồm rêu, địa y và cây bụi thấp hỗn hợp;

- Động vật nghèo nàn gồm cáo xanh, hươu, tuần lộc, hươu kéo xe, chim cánh cụt, gấutrắng, chim vãng lai, bò sát và ếch nhái rất hiếm;

• Sinh đới đỉnh núi cao có đặc điểm sau:

- Phân bố trên các đỉnh núi cao, lạnh và áp suất thấp;

- Thực vật phân bố thành đai thẳng đứng, theo độ cao và hướng về phía ánh sáng mặttrời;

- Động vật đa dạng, phân bố theo các đai thảm thực vật và độ cao Chim thú hiếm gặp,các loàii động vật khác rất phong phú, được phân bố theo sự phân bố của thực vật

• Sinh đới rừng có đặc điểm sau:

- Có cấu trúc phân tầng với ba tầng chính là cây bụi, cây gỗ và cỏ;

- Động vật rất đa dạng, đặc biệt là động vật sống trong đất Sinh đới rừng có hai kiểuchính là rừng ôn đới và rừng rậm nhiệt đới;

- Rừng ôn đới: phân bố ở vùng có khí hậu ôn đới, thực vật khá đa dạng, động vật rừngsinh đới rất đa dạng, gồm các loài thú ăn cỏ, thú ăn thịt, thú sống trên cây, thú gậmnhấm, chim các loại, côn trùng.

- Rừng nhiệt đới: phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, động thực vật rất phong phú và đadạng, tổng sinh khối rất lớn

• Sinh đới thảo nguyên thường phân bố ở vùng có mùa khô kéo dài, lượng mưa nhỏ,thực vật gồm các loài có kích thước bé, động vật chủ yếu là loài ăn cỏ, tổng sinh khốinhỏ

• Sinh đới savan phát triển chủ yếu ở vùng nhiệt đới có lượng mưa nhỏ, thực vật tươngđối phong phú, động vật khá phong phú với các loài ăn cỏ và ăn thịt

• Sinh đới sa mạc phát triển và phân bố ở các vùng có khí hậu khô hạn, động thực vậtrất nghèo nàn

• Các sinh đới vùng nước và các sinh đới thủy bao gồm sinh đới thủy vực nước ngọt,thềm lục địa, đáy biển… thường có những đặc trưng riêng, nhân tố sinh thái chủ yếuquyết định đặc điểm của sinh đới là tốc độ dòng chảy, thành phần trầm tích đáy, hàmlượng khí O2 hòa tan, áp suất, hàm lượng chất dinh dưỡng và độ mặn

3.3 Cơ chế hoạt động của hệ sinh thái

HST là hệ thống các quần thể sinh vật và các thành phần của MT sống baoquanh, trong một quan hệ chặt chẽ và tương tác với nhau

Sự tiến hóa của hệ sinh thái:

- Phát sinh và phát triển để đạt được trạng thái ổn định lâu dài - tức trạng thái đỉnh cực

(climax) Quá trình này gọi là sự diễn thế sinh thái.

Trong HST có 2 loại nhân tố: nhân tố vô sinh và nhân tố hữu sinh Xét về mặt cấutrúc, HST có 4 thành phần cơ bản: các yếu tố MT, sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ

và sinh vật phân hủy

Sinh vật sản xuất là thực vật và các vi khuẩn có khả năng tổng hợp chất dinhdưỡng từ các chất vô cơ và ánh sáng mặt Trời Sinh vật tiêu thụ lấy chất dinh dưỡng từsinh vật sản xuất thông qua tiêu hóa thức ăn Sinh vật tiêu thụ bậc 1 là động vật ăn cỏ;sinh vật tiêu thụ bậc 2 là động vật ăn thịt bậc 1; sinh vật tiêu thụ bậc 3 là động vật ănthịt bậc 2 Sinh vật phân hủy gồm vi khuẩn và nấm có chức năng phân hủy xác chết

và thức ăn thừa, chuyển chúng thành các yếu tố MT Giữa các thành phần trên luôn có

sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin

Sinh vật sản xuất → Sinh vật tiêu thụ → Sinh vật phân hủy

Sinh vật sản xuất hay sinh vật tự dưỡng là những sinh vật mà thông qua phản ứng quang hợp

có thể chuyển hoá các thành phần vô cơ thành các dạng vật chất hữu cơ Năng lượng Mặt Trời thông qua quang hợp đã liên kết các phần tử vô cơ thành các phần tử hữu cơ.

Sinh vật tiêu thụ hay sinh vật dị dưỡng là những sinh vật không có khả năng quang hợp Những sinh vật này tồn tại dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do sinh vật tự dưỡng tạo ra.

Sinh vật phân huỷ là sinh vật dị dưỡng sống hoại sinh bao gồm các loại nấm, vi khuẩn

Chúng tiếp nhận nguồn năng lượng hoá học khi sinh vật khác phân huỷ và bẻ gãy các phân tử hữu cơ để tồn tại và phát triển Sinh vật phân huỷ thải vào môi trường những chất đơn giản hoặc những nguyên tố hoá học mà lúc đầu các vật sản xuất sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ.

Môi trường: các chất vô cơ (bao gồm cả các nguyên tố sinh học: N, C, H, O, Cu, Zn, các nguyên tố vi lượng tham gia vào enzim), chất khí (N2, O2, CO2 ), nước.

Tiến hóa

Quan hệ dinh dưỡng giữa các thành phần trên trong HST được thực hiện thôngqua chuỗi thức ăn Có 2 chuỗi thức ăn: chuỗi thức ăn thực vật và chuỗi thức ăn phânhủy Tập hợp các chuỗi thức ăn cùng tồn tại trong một HST tạo thành mạng hoặc lướithức ăn

Chuỗi thức ăn

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới: menu, tìm kiếm

hν, diệp lục tố

C6H12O6 + 6H2O + 6O2

6CO2 + 12H2O

Ví dụ của chuỗi thức ăn trong một hồ nước ở Thụy Điển Ó cá ăn cá chó , cá chó ăn cá vược , cá vược ăn cá mương Âu , cá mương Âu ăn tôm Tuy không được đưa ra, gốc của chuỗi thức ăn trong hồ nước tại Thụy Điển là các loại thực vật tự dưỡng nổi

Chuỗi thức ăn (quan hệ thức ăn) là một dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau, loài đứng trước là thức ăn của loài đứng sau Mỗi loài được coi là một mắt xích trong chuỗi thức ăn, vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước nhưng cũng bị sinh vật mắt xích phía sau tiêu thụ Các chuỗi thức ăn dày đặc tạo nên các mạng lưới thức ăn

Ví dụ:

• cỏ → thỏ → sói → xác chết → vi khuẩn → cỏ;

• lá ngô → châu chấu → ếch → xác chết → vi khuẩn → lá ngô;

• cỏ → bò → người → phân → vi khuẩn → cỏ

Chuỗi và lưới thức ăn biểu hiện mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài sinh vật trong quần xã sinh vật

–Trong tự nhiên, một loài sinh vật không chỉ tham gia vào một chuỗi thức ăn mà đồng thời còn tham gia vàochuỗi thức ăn khác Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành một lưới thức ăn.

–Một lưới thức ăn hoàn chỉnh bao gồm 3 thành phần chủ yếu : sinh vật sản xuất (thực vật), sinh vật tiêu thụ(động vật ăn thực vật và động vật ăn thịt) và sinh vật phân giải (vi khuẩn, nấm )

Cây ngô là thức ăn của châu chấu, châu chấu là thức ăn của ếch

HST có khả năng tự duy trì và tự điều chỉnh để giữ nguyên tính ổn định của mình.HST không tĩnh, nhưng luôn luôn duy trì tính ổn định Chúng duy trì và tự điều chỉnhtính ổn định của mình nhờ 3 cơ chế: điều chỉnh tốc độ dòng năng lượng đi qua hệ; điềuchỉnh tốc độ chuyển hóa vật chất bên trong hệ và điều chỉnh bằng tính đa dạng sinhhọc của hệ Tốc độ chuyển hóa vật chất bên trong HST được điều chỉnh bằng tốc độphân hủy xác động thực vật, tốc độ của vòng tuần hoàn sinh địa hóa Nhờ các cơ chếtrên, các HST tự nhiên duy trì tính ổn định trong suốt một quá trình lâu dài trước cácthay đổi của MT và tự nhiên

Cân bằng sinh thái:

- Là sự ổn định về số lượng cá thể của quần thể ở trạng thái ổn định, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện môi trường - Các hệ sinh thái tự nhiên đều có cơ chế tự điều chỉnh để đạt trạng thái cân bằng Cân bằng sinh thái dưới sự tác động bởi yếu tố bên ngoài là cân bằng mới -Con người co tác động lớn đến quá trình cân bằng của hệ sinh thái tự nhiên, nhưng tác động chủ yếu theo mặt tiêu cực đến sự cân bằng của hệ sinh thái

3.4 Dòng năng lượng và năng suất sinh học của hệ sinh thái

3.4.1 Dòng năng lượng

Các dòng năng lượng

Năng lượng là một phương thức sinh ra công, năng lượng không tự nhiên sinh ra mà cũng không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác (Định luật bảo toàn năng lượng).

Dựa vào nguồn năng lượng hệ sinh thái được chia thành:

Hệ sinh thái nhận năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời: rừng, biển, đồng cỏ tự nhiên v.v.

Hệ sinh thái nhận năng lượng môi trường và năng lượng tự nhiên khác bổ sung: như hệ sinh thái cửa sông được bổ sung từ nhiều nguồn nước Hệ sinh thái vùng trũng cũng vậy.

Hệ sinh thái nhận năng lượng ánh sáng mặt trời và nguồn năng lượng do con người bổ sung: như hệ sinh thái nông nghiệp, đồng cỏ chăn nuôi, vườn cây lâu năm: cây ăn quả, cây công nghiệp: chè, cao su, cà phê, dâu tằm

Hệ sinh thái nhận năng lượng chủ yếu là năng lượng công nghiệp như: điện, nguyên liệu Năng lượng trong hệ sinh thái gồm các dạng:

Quang năng chiếu vào không gian hệ sinh thái,

Hóa năng là các chất hóa sinh học của động vật và thực vật,

Động năng là năng lượng làm cho hệ sinh thái vận động như: gió, vận động của động vật, thực vật, nhựa nguyên, nhựa luyện,

Nhiệt năng làm cho các thành phần hệ sinh thái có nhiệt độ nhất định: nhiệt độ môi trường, nhiệt độ cơ thể.

Các HST ở cạn tồn tại và phát triển chủ yếu nhờ nguồn năng lượng vô tận của mặt trời

Sự biến đổi của năng lượng mặt trời thành hóa năng trong quá trình quang hợp là điểmkhởi đầu của dòng năng lượng trong các HST Bức xạ mặt trời gồm gần như toàn bộ cácbước sóng ngắn và 98% là các bước sóng từ 0,15-3,0 m Khi bức xạ mặt trời tới mặtđất, được mặt đất hấp thụ một phần, còn một phần bị phản xạ trở lại khí quyển ở dạngbức xạ sóng ngắn và được định lượng bằng chỉ số Albedo

Nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời đến được Trái Đất thì chỉ khoảng 50% đi vào hệ sinh thái, số còn lại chuyển thành nhiệt năng (phản xạ) -Sinh vật sản xuất chỉ sử dụng 1% tổng năng lượng tiếp nhận này để chuyển sang dạng hóa năng dự trữ dưới dạng chất hữu cơ nhờ quá trình quang hợp -Cứ qua mỗi bậc dinh dưỡng thì chỉ 10% năng lượng được tích lũy và chuyễn lên bậc tiếp theo, còn 90% thất thoát dưới dạng nhiệt,như vậy càng lên cao năng lượng tích lũy càng giảm - Khi sinh vật chết đi, phần năng lượng dưới dạng chất hữu cơ ở cơ thể được vi sinh vật phân hủy và sử dụng, 90% thất thoát dạng nhiệt => Dòng năng lượng trong

hệ sinh thái không tuần hoàn

http://www.esr.org/outreach/glossary/albedo.html:

1 Albedo: definition.

Albedo is the fraction of solar energy (shortwave radiation) reflected from the Earth back into space

It is a measure of the reflectivity of the earth's surface Ice, especially with snow on top of it, has a high albedo: most sunlight hitting the surface bounces back towards space Water is much more absorbent and less reflective So, if there is a lot of water, more solar radiation is absorbed by the ocean than when ice dominates

Albedo is not important at high latitudes in winter: there is hardly any incoming sunlight to worry about It becomes important in spring and summer when the radiation entering through leads can greatly increase the melt rate of the sea ice

Suất phản chiếu

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Suất phản chiếu của ánh sáng Mặt Trời với nhiều điều kiện bề mặt khác nhau

Suất phản chiếu hay hệ số phản xạ, là khái niệm liên quan đến hiện tượng "phản xạ tản mạn" (diffuse

reflection) hoặc công suất phản xạ của bề mặt Nó được định nghĩa bằng tỷ số bức xạ tản phát ra từ bề mặt sovới bức xạ chiếu đến bề mặt đó Là tỷ số không có đơn vị, hệ số này cũng được biểu diễn theo tỉ lệ phần trăm, và giá trị của nó trong đoạn [0, 1] với giá trị 0 thể hiện bề mặt đen tuyệt đối và giá trị 1 thể hiện bề mặt phản xạ hoàn toàn bức xạ chiếu đến.[1][2] Suất phản chiếu cũng phụ thuộc vào tần số của bức xạ chiếu tới Khi không nói cụ thể, thường người ta ngầm chỉ ánh sáng khả kiến Nói chung, suất phản chiếu phụ thuộc vào góc tới của tia bức xạ Ngoại trừ hiện tượng phản xạ từ bề mặt Lambert, mà nó tán xạ chùm tia tới theo mọi hướng tuân theo hàm cosin, do vậy suất phản chiếu không phụ thuộc vào sự phân bố của chùm tia tới.[3]

Trong thực hành, để sử dụng hàm phân bố phản xạ lưỡng hướng (BRDF) cần phải biết được đặc trưng tán xạ của bề mặt một cách chính xác, mặc dù có thể sử dụng một cách xấp xỉ tốt

Suất phản chiếu là một khái niệm quan trọng trong khí hậu học và thiên văn học, cũng như trong quá trình tính toán độ phản xạ của bề mặt trong hệ thống đánh giá chất lượng tòa nhà Độ phản chiếu trung bình của toàn Trái Đất, hay suất phản chiếu hành tinh, bằng 30 đến 35%, bởi vì do ảnh hưởng của mây bao phủ, nhưng chúng luôn biến đổi, và phụ thuộc vào điều kiện địa chất, môi trường hay mặt đại dương.[4]

Thuật ngữ này do nhà vật lý Johann Heinrich Lambert giới thiệu trong cuốn Photometria năm 1760 của ông.