hệ sinh thái môi trường

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 40 ngành riêng rẽ với sự kết hợp đa dạng của kiểu dinh dưỡng, đặc

Contents

5 giới

Giới (sinh học)

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Hệ thống cấp bậc trong phân loại khoa học

Trong phân loại sinh học, một giới (kingdom hay regnum) là một đơn vị phân loại hoặc là ở cấp cao nhất (theo lịch sử), hoặc là cấp ngay dưới lãnh giới (trong hệ thống ba lãnh giới mới) Mỗi giới được chia thành các nhóm nhỏ hơn, gọi là ngành (nói chung là "phylum" nhưng đối với thực vật thì hay dùng "division") Hiện tại, các tài liệu về phân loại tại Hoa Kỳ sử dụng hệ thống 6 giới (Animalia, Plantae, Fungi, Protoctista, Archaea và Monera), trong khi các tài liệu tương tự tại Anh và Australia lại sử dụng hệ thống 5 giới (Animalia, Plantae, Fungi, Protista, Bacteria)

Carolus Linnaeus đã phân biệt hai giới của sự sống: Animalia cho động vật và Vegetabilia cho

thực vật (Linnaeus cũng xem xét các khoáng vật và đặt chúng trong giới thứ ba, gọi là

Mineralia) Linnaeus phân chia mỗi giới thành các lớp, sau này được gộp lại thành các phylum

cho động vật và division cho thực vật Khi các sinh vật đơn bào lần đầu tiên được phát hiện, chúng được phân chia giữa hai giới: dạng có thể vận động trong ngành động vật Protozoa, còn các dạng tảo màu và vi khuẩn thuộc về ngành thực vật gọi là Thallophyta hay Protophyta Tuy nhiên, một lượng lớn các dạng rất khó để xếp đặt, hoặc được các tác giả khác nhau đặt vào các giới khác nhau: ví dụ, chi tảo có thể vận động như Euglena và niêm khuẩn dạng giống như trùng biến hình Kết quả là Ernst Haeckel đã đề xuất việc tạo ra giới thứ ba, gọi là Protista cho chúng.[1] [2]

Vực (sinh học)

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Trong phân loại sinh học, một vực hay siêu giới hoặc lãnh giới, lĩnh giới (domain,

superregnum, superkingdom, empire) là một đơn vị phân loại ở cấp cao nhất cho sinh vật, hơn cả

giới Vực là bao gồm chung nhất trong việc gộp nhóm sinh học Việc sắp xếp các đơn vị phân loại này phản ánh các khác biệt tiến hóa nền tảng trong các bộ gen Hiện tại tồn tại một số kiểu phân loại vực của sự sống.[1] Trong số này có:

• Hệ thống hai vực, với việc gộp nhóm ở cấp cao nhất với hai vực là Sinh vật nhân sơ

(Prokaryota hay Monera) và Sinh vật nhân chuẩn (Eukaryota).

• Hệ thống bốn giới với việc gộp nhóm cao nhất gồm 4 giới: Sinh vật nguyên sinh

(Protista), Giới Khởi sinh (Monera) gồm Vi khuẩn và nấm, Thực vật (Plantae), Động vật

(Animalia).

• Hệ thống năm giới với việc gộp nhóm cao nhất gồm 5 giới: Sinh vật nguyên sinh

(Protista), Vi khuẩn ( Monera), Nấm (Fungi), Thực vật (Plantae), Động vật (Animalia).

• Hệ thống sáu giới với việc gộp nhóm cao nhất gồm 6 giới: Sinh vật nguyên sinh

(Protista), Vi khuẩn cổ (Archaebacteria), Vi khuẩn thật sự (Eubacteria), Nấm (Fungi),

Thực vật (Plantae), Động vật (Animalia).

và gần đây nhất là:

• Hệ thống ba vực do Carl Woese đề xuất năm 1990, với việc gộp nhóm cao nhất là 3 vực

Vi khuẩn cổ (Archaea), Vi khuẩn (Bacteria) và Sinh vật nhân chuẩn (Eukarya).

Do những việc gộp nhóm này phụ thuộc chủ yếu vào phân tích các dữ liệu chuỗi gen và miêu tả theo nhánh học, nên các sắp xếp đề xuất bổ sung là hoàn toàn có thể sẽ diễn ra

Giới Khởi sinh

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

5 sinh giới

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

Sinh vật nguyên sinh

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Sinh vật nguyên sinh hay Nguyên sinh vật là một nhóm vi sinh vật nhân chuẩn có kích thước

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 40 ngành 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]

Sinh vật nhân chuẩn

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Sinh vật nhân chuẩn, còn gọi là sinh vật nhân thực, sinh vật nhân điển hình hoặc sinh vật có

nhân chính thức (danh pháp: Eukaryota hay Eukarya) là một sinh vật gồm các tế bào phức tạp, trong đó vật liệu di truyền được sắp đặt trong nhân có màng bao bọc Sinh vật nhân chuẩn gồm

có động vật, thực vật và nấm - hầu hết chúng là sinh vật đa bào - cũng như các nhóm đa dạng khác được gọi chung là nguyên sinh vật (đa số là sinh vật đơn bào, bao gồm động vật nguyên sinh và thực vật nguyên sinh) Trái lại, các sinh vật khác, chẳng hạn như vi khuẩn, không có nhân

và các cấu trúc tế bào phức tạp khác; những sinh vật như thế được gọi là sinh vật tiền nhân hoặc

sinh vật nhân sơ (prokaryote) Sinh vật nhân chuẩn có cùng một nguồn gốc và thường được xếp

thành một siêu giới hoặc vực (domain) Eukaryote là chữ Latin có nghĩa là có nhân thật sự

Các sinh vật này thường lớn gấp 10 lần (về kích thước) so với sinh vật tiền nhân, do đó gấp khoảng 1000 lần về thể tích Điểm khác biệt quan trọng giữa sinh vật tiền nhân và sinh vật nhân chuẩn là tế bào nhân chuẩn có các xoang tế bào được chia nhỏ do các lớp màng tế bào để thực hiện các hoạt động trao đổi chất riêng biệt Trong đó, điều tiến bộ nhất là việc hình thành nhân tế bào có hệ thống màng riêng để bảo vệ các phân tử DNA (?) của tế bào Tế bào sinh vật nhân chuẩn thường có những cấu trúc chuyên biệt để tiến hành các chức năng nhất định, gọi là các bào quan Các đặc trưng gồm:

• Tế bào chất của sinh vật nhân chuẩn thường không nhìn thấy những thể hạt như ở sinh vật tiền nhân vì rằng phần lớn ribosome của chúng được bám trên mạng lưới nội chất

• Màng tế bào cũng có cấu trúc tương tự như ở sinh vật tiền nhân tuy nhiên thành phần cấu tạo chi tiết lại khác nhau một vài điểm nhỏ Chỉ một số tế bào sinh vật nhân chuẩn có

thành tế bào

• Vật chất di truyền trong tế bào sinh vật nhân chuẩn thường gồm một hoặc một số phân tử

DNA mạch thẳng, được cô đặc bởi các protein histone tạo nên cấu trúc nhiễm sắc thể Mọi phân tử DNA được lưu giữ trong nhân tế bào với một lớp màng nhân bao bọc Một

số bào quan của sinh vật nhân chuẩn có chứa DNA riêng

• Một vài tế bào sinh vật nhân chuẩn có thể di chuyển nhờ tiêm mao hoặc tiên mao Những tiên mao thường có cấu trúc phức tạp hơn so với sinh vật tiền nhân

Nấm

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Giới Nấm (tên khoa học: Fungi) bao gồm những sinh vật nhân chuẩntự dưỡng có thành tế bào

bằng kitin (chitin) Phần lớn nấm phát triển dưới dang các sợi đa bào được gọi là sợi nấm

(hyphae) tạo nên hệ sợi (mycelium), một số nấm khác lại phát triển dưới dạng đơn bào Quá trình sinh sản (hữu tính hoặc vô tính) của nấm thường qua bào tử, được tạo ra trên những cấu trúc đặc biệt hay thể quả Một số loài lại mất khả năng tạo nên những cấu trúc sinh sản đặc biêt và nhân lên qua hình thức sinh sản sinh dưỡng

Những đại diện tiêu biểu của nấm là nấm mốc, nấm men và nấm lớn (nấm quả thể) Giới Nấm là nhóm sinh vật đơn ngành (monophyletic) mà có nguồn gốc hoàn toàn khác biệt với những sinh

vật có hình thái tương tự như nấm nhầy (myxomycetes) hay mốc nước (oomycetes) Nấm có mối quan hệ gần với động vật hơn thực vật, cho dù thế thì môn học về nấm, hay nấm học, lại thường được xếp vào thành một nhánh của thực vật học.

Trên Trái Đất, đa phần các nấm đều không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, chúng sống phần lớn ở trong đất, chất mùn, xác sinh vật chết, cộng sinh hoặc kí sinh trên cơ thể động, thực vật và nấm khác Vi nấm đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, chúng phân hủy các vật chất hữu cơ và không thể thiếu được trong chu trình chuyển hóa và trao đổi vật chất Một số loài nấm có thể nhận thấy được khi ở dạng thể quả, như nấm lớn và nấm mốc Nấm được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống lẫn sản xuất, nhiều loài được sử dụng trong công nghệ thực phẩm, sử dụng làm thức ăn hoặc trong quá trình lên men Nấm còn được dùng để sản xuất chất kháng sinh,

hoóc môn trong y học và nhiều loại enzym Tuy vậy, nhiều loại nấm lại có chứa các chất hoạt động sinh học được gọi là mycotoxin, như ancaloit và polyketit, là những chất độc đối với động vật lẫn con người Một số loại nấm được sử dụng để kích thích hoặc trong các nghi lễ truyền thống với vai trò tác động lên trí tuệ và hành vi của con người Vài loại nấm có thể gây ra các chứng bệnh cho con người và động vật, cũng như bệnh dịch cho cây trồng, mùa màng và có thể gây tác động lớn lên an ninh lương thực và kinh tế

Thực vật

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Thực vật là những sinh vật có khả năng tạo cho mình chất dinh dưỡng từ những hợp chất vô cơ

đơn giản và xây dựng thành những phần tử phức tạp nhờ quá trình quang hợp, diễn ra trong lục lạp của thực vật Như vậy thực vật chủ yếu là các sinh vật tự dưỡng Quá trình quang hợp sử dụng năng lượngánh sáng được hấp thu nhờ sắc tố màu lục - Diệp lục có ở tất cả các loài thực vật (không có ở động vật) và nấm là một ngoại lệ, dù không có chất diệp lục nhưng nó thu được các chất dinh dưỡng nhờ các chất hữu cơ lấy từ sinh vật khác hoặc mô chết Thực vật còn có đặc trưng bởi có thành tế bào bằng xenluloza (không có ở động vật) Thực vật không có khả năngchuyển động tự do ngoại trừ một số thực vật hiển vi có khả năng chuyển động được Thực vật còn khác ở động vật là chúng phản ứng rất chậm với sự kích thích, sự phản ứng lại thường phải đến hàng ngày và chỉ trong trường hợp có nguồn kích thích kéo dài

Động vật

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Động vật là một nhóm sinh vật chính, được phân loại là giới Động vật (Animalia) trong hệ thống phân loại 5 giới Nhìn chung, động vật là các cơ thể đa bào hoặc đơn bào, có khả năng di chuyển và đáp ứng với môi trường, có thức ăn là các sinh vật khác (dị dưỡng) Sơ đồ cấu tạo cơ thể động vật đã được quy định nghiêm ngặt trong quá trình phát triển cơ thể (ontogeny) từ giai

đoạn phôi đến các giai đoạn phát sinh hình thái (metamorphosis) sau đó.

Ngoài ra, một số sinh vật thuộc giới Metazoa có khả năng di chuyển và dị dưỡng như trùng đế giày, trùng roi xanh cũng đôi lúc được gọi là "động vật" (động vật nguyên sinh)

Môn học về động vật là động vật học

Sinh sản dinh dưỡng

Sinh sản dinh dưỡng là hình thức sinh sản thường gặp ở cả thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao Trong quá trình sinh sản dinh dưỡng Cơ thể mới được tạo thành trực tiếp từ cơ quan dinh dưỡng

1.1. Sinh sản dinh dưỡng tự nhiên: Là sự tái sinh một cách tự nhiên để phục hồi lại các cơ quan đã mất hoặc hình thành một cơ thể mới

Sinh sản dinh dưỡng tự nhiên khá phổ biến ở thực vật bậc thấp (tảo lục đơn bào -

Chlamydomonas, tảo Cát - Pinnularia tăng số lượng của tế bào bằng hình thức phân bào không tơ) Đối với tảo đa bào (spirogyra), sinh sản dinh dưỡng bằng cách đứt khúc của thall hoặc của sợi tảo ) Đối với thực vật bậc cao, hình thức sinh sản đinh dưỡng tự nhiên khá phổ biến, các cơ quan hoặc các cá thể mới có thể được hình thành trực tiếp từ 1 đoạn rễ, thân, lá

86 Ví dụ: sinh sản bằng thân rễ (cỏ Tranh, Gừng ), sinh sản bằng thân bò (Rau má, Khoai lang ), sinh sản bằng thân hành (Hành, Tỏi ), sinh sản bằng thân củ, hoặc củ (Khoai tây, Khoai lang ), sinh sản bằng đoạn thân (Sắn, Mía ), sinh sản bằng lá (Sống đời )

1.2 Sinh sản dinh dưỡng nhân tạo của thực vật Là hình thức sinh sản do con người thực hiện trên các bộ phận của cơ quan dinh dưỡng và dựa vào khả năng tái sinh của cây Có nhiều hình thức sinh sản dinh dưỡng nhân tạo: giâm cành, chiết cành, ghép cành

a Giâm cành Là hình thức tách một cành ra khỏi cây mẹ, rồi cắm xuống đất cho rễ phát triển

và mọc thành một cây mới, phương pháp này thường được áp dụng đối với một số cây trồng: Mía, Sắn, Khoai, Dâu tằm, Dâm bụt Trong thực tế, người ta thường dùng các hóa chất kích thích sinh trưởng như  indoe axetic, naphtalen, axitpropionic, indol buteric để tăng khả năng ra rễ

b Chiết cành Là hình thức sinh sản, tạo điều kiện cho cây con ra rễ trên cây mẹ rồi mới tách khỏi cây mẹ (chiết Cam, Chanh, Sapôchê ) Hình thức sinh sản này giúp cho việc nhân nhanh các giống cây trồng

c Ghép cành Là hình thức lấy một chồi hoặc 1 cành của cây này đem ghép lên gốc của cây khác cùng chi hoặc cùng loài để cho cành đó vẫn tiếp tục sống Cành cây hoặc chồi đem ghép được gọi là cành ghép, còn cây được ghép gọi là gốc ghép Đây là phép lai vô tính đơn giản nhất có thể tận dụng được các ưu điểm của gốc ghép và cành ghép Có nhiều phương pháp ghép khác nhau (ghép áp, ghép nêm, ghép mắt, ghép tiếp cành, ghép nối ) Phương pháp ghép cành được áp dụng với một số cây ăn quả và một số loài hoa và cây cảnh (ghép Khế, Cam, Chanh, Hoa hồng ) Hiện nay, người ta có thể áp dụng phương pháp nuôi cấy mô

tế bào thực vật để nhân giống cây nhanh, hướng này đã và đang mang lại nhiều kết quả tốt đẹp

2 Sinh sản vô tính

Sinh sản vô tính ở thực vật là hình thức sinh sản được thực hiện bằng một tế bào đặc biệt gọi là bào tử, bào tử được hình thành trong túi bào tử, bào tử có thể chuyển động được nhờ roi (động bào tử) nhưng cũng có khi bất động (bất động bào tử) và nhờ gió hoặc nước cuốn đi Về mặt cấu tạo, bào tử cũng có cấu tạo như các tế bào bình thường: có màng dày, nội chất phân hóa thành nhân, ty thể, lạp thể và các chất dự trữ nhưng số lượng nhiễm sắc thể chỉ bằng 1/2 so với số lượng nhiễm sắc thể ở các tế bào dinh 87 dưỡng, bởi vì bào tử được hình thành bằng con đường phân chia giảm nhiễm từ tế bào mẹ bào tử Hình thức sinh sản vô tình bằng bào tử thường gặp ở Tảo, Nấm, Dương xỉ sinh sản vô tính chỉ khác sinh sản dinh dưỡng ở chỗ đã có sự hình thành tế bào sinh sản chuyên hóa

3 Sinh sản hữu tính của thực vật

Sinh sản hữu tính là hình thức kết hợp giữa 2 tế bào sinh sản có tính đực và cái khác nhau và mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội gọi là các giao tử để hình thành nên hợp tử mang bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội, rồi phát triển thành cơ thể mới Căn cứ vào kích thước và khả năng chuyển động của các giao tử, người ta phân biệt các hình thức sinh sản hữu tính sau đây:

a Đẳng giao Là sự kết hợp của 2 giao tử đực và cái giống nhau về kích thước và khả năng

chuyển động, đây là hình thức sinh sản hữu tính đơn giản và thấp nhất và thường gặp ở các loài tảo

b Dị giao Hai giao tử có kích thước và khả năng chuyển động khác nhau: giao tử đực có kích thước nhỏ, chuyển động nhanh, giao tử cái có kích thước lớn hơn nhưng chuyển động chậm hơn Hình thức sinh sản này thường gặp ở một số loài tảo

c Noãn giao Là hình thức sinh sản hữu tính, trong đó giao tử đực có kích thước rất nhỏ, khối lượng của nó chủ yếu là nhân, chất tế bào chỉ còn là một lớp màng mỏng bào xung quanh nhân Phía đầu của giao tử đực, chất tế bào kéo dài thành roi, giao tử đực có khả năng di động rất nhanh và gọi là tinh trùng, trong một vài trường hợp giao tử đực không có roi và không di động được, trong trường hợp đó ta gọi là các tinh tử Giao tử cái thường có kích thước lớn hơn và không có khả năng chuyển động, thường có dạng hình cầu, gọi là noãn cầu hoặc noãn bào Noãn cầu thường chứa một nhân lớn và trong chất tế bào thường có nhiều chất dự trữ Sinh sản hữu tính bằng hình thức noãn giao thường gặp ở tất cả thực vật bậc cao và một số ít thực vật bậc thấp, đây là hình thức sinh sản tiến hóa nhất

d Ý nghĩa sinh học của quá trình sinh sản hữu tính Sinh sản hữu tính là quá trình kết hợp của 2 yếu tố khác nhau của 2 cơ thể khác nhau và kết quả là hình thành nên hợp tử, mở đầu cho một thế hệ mới (thế hệ lưỡng bội) Cơ sở di truyền của hợp tử nhất định giàu hơn so với mỗi giao tử riêng biệt hay của mỗi bào tử Vì vậy, thế hệ con cái sinh ra trong sinh sản hữu tính sẽ đa dạng hơn, dễ biến đổi thích nghi hơn, có sức sống cao hơn so với các hình thức 88 sinh sản khác Tính biến dị cá thể của nó biểu hiện rõ ràng hơn, cho nên nó dễ tồn tại trong những điều kiện khác nhau, bảo đảm thắng lợi trong chọn lọc tự nhiên, khu phân bố của loài có thể mở rộng và có thể xuất hiện thêm những thứ (varietas) mới Tất cả những điều kiện ấy sẽ đảm bảo cho sự tiến bộ sinh học của loài Như vậy, ý nghĩa sinh học chủ yếu của sinh sản hữu tính là ''cải thiện'' chất lượng và nâng cao khả năng sống của loài

Sự chuyển hoá vật chất

Chuỗi thức ăn: Là một dãy bao gồm nhiều loài sinh vật, mỗi loài là một mắt xích thức ăn, mỗi mắt xích thức ăn tiêu thụ mắt xích trước nó và lại bị mắt xích phía sau tiêu thụ.

Trong một hệ sinh thái luôn xảy ra sự trao đổi vật chất và năng lượng trong nội bộ quần xã, giữa các quần xã với các thành phần bên ngoài của nó.

Chuỗi thức ăn tổng quát có dạng: SVSX → SVTT bậc 1 → SVTT bậc 2 → SVTT bậc 3 → → SV phân huỷ.

Lưới thức ăn: Tổng hợp những chuỗi thức ăn có quan hệ với nhau trong hệ sinh thái Mỗi loài trong quần xã không chỉ liên hệ với một chuỗi thức ăn mà có thể liên

hệ với nhiều chuỗi thức ăn.

Bậc dinh dưỡng: Bao gồm những mắt xích thức ăn trong cùng một nhóm sắp xếp theo các thành phần của cùng một chuỗi thức ăn bao gồm SVSX, SVTT bậc 1, SVTT bậc 2,

Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng địa lý hay

sinh cảnh nhất định, là phần sống hay hữu sinh của hệ sinh thái Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ hữu cơ với nhau ( quan hệ thợ săn - con mồi , cạnh tranh

cùng loài hay khác loài , quan hệ cộng sinh , quan hệ vật ký sinh - vật chủ ) về nguồn

thức ăn , điều kiện sống v.v Mối quan hệ phức tạp này được thể hiện qua các lưới thức ăn , chuỗi thức ăn Một quần xã sinh vật thường có lịch sử hình thành lâu dài

và hoạt động như một hệ thống mở tương tác với các yếu tố vô sinh của môi

trường

Hệ sinh thái

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Hệ sinh thái là một hệ thống mở hoàn chỉnh, bao gồm tập hợp các quần xã sinh vật

và khu vực sống của sinh vật còn được gọi là sinh cảnh.

Tùy theo cấu trúc dinh dưỡng tạo nên sự đa dạng về loài, cao hay thấp, tạo nên chu trình tuần hoàn vật chất (chu trình tuần hoàn vật chất hiện nay hầu như chưa được khép kín vì dòng vật chất lấy ra không đem trả lại cho môi trường đó.

Hệ sinh thái có kích thước to nhỏ khác nhau và cùng tồn tại độc lập (nghĩa là

không nhận năng lượng từ hệ sinh thái khác).

Hệ sinh thái là đơn vị cơ bản của sinh thái học và được chia thành hệ sinh thái nhân tạo và hệ sinh thái tự nhiên Đặc điểm của hệ sinh thái là một hệ thống hở có

3 dòng (dòng vào, dòng ra và dòng nội lưu) vật chất, năng lượng, thông tin.

Hệ sinh thái cũng có khả năng tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng, nếu một thành phần thay đổi thì các thành phần khác cũng thay đổi theo ở mức độ nào đó

để duy trì cân bằng, nếu biến đổi quá nhiều thì sẽ bị phá vỡ cân bằng sinh thái Các đặc trưng

Vòng tuần hoàn vật chất:

-Trong hệ sinh thái, chu trình của vật chất đi từ môi trường bên ngoài vào cơ thể sinh vật, rồi từ sinh vật này sang sinh vật kia theo chuỗi thức ăn, rồi lại phân hủy thành các chất vô cơ đi ra môi trường được gọi là vòng tuần hoàn sinh-địa-hóa -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 chuyển 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.

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.

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.

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.

Năng suất sinh học

lượng sinh khối (Sinh khối là dạng vật liệu sinh học có nguồn gốc từ sự sống ) do quần thể hoặc quần xã sinh vật sản xuất ra trên một đơn vị diện tích hoặc trong một đơn vị thời gian và khả năng của hệ sinh học duy trì được mức

độ tái sản xuất lượng sinh khối đó Dòng năng lượng và chu kì các hợp chất hữu cơ, là hai quá trình quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển của sinh vật và chức năng của hệ sinh thái Cả hai quá trình đó xác định NSSH Phân biệt: NSSH sơ cấp và NSSH thứ cấp NSSH sơ cấp là sản phẩm hữu cơ do sinh vật sản xuất (chủ yếu là thực vật) tạo nên trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian Số lượng chất hữu cơ còn lại sau khi đã chi phí cho quá trình hô hấp là NSSH sơ cấp tuyệt đối NSSH thứ cấp là sản phẩm hữu cơ cũng như năng lượng và hoạt chất sinh học bay hơi do sinh vật tiêu thụ sản xuất ra trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian Trong thực tế hay nói đến NSSH kinh tế, là khối lượng chất hữu cơ (sản lượng mùa) trên một đơn vị diện tích tính bằng khối lượng, nói đúng

hơn khối lượng vật chất được con người sử dụng (x Năng suất nông nghiệp).

Các hệ sinh thái có 2 loại năng suất:

Năng suất sơ cấp: đó là năng suất của sinh vật sản xuất

Năng suất thứ cấp: đó là năng suất của sinh vật tiêu thụ

Năng suất được tính là: Gam chất khô/m²/ngày.

Chu trình tuần hoàn

Môi trường 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

Hệ sinh thái cũng có quá trình tiến hóa, từ bập thấp đến bậc cao, sinh vật tác động đến môi trường, môi trường thay đổi tác động trở lại sinh vật, giữa sinh vật và môi trường gắn bó với nhau.

Quá trình tiến hóa: Hệ sinh thái trẻ → Hệ sinh thái già → Hệ sinh thái cao đỉnh Khi hệ sinh thái đạt tới đỉnh cao thì cân bằng sinh thái tự nhiên được thiết lập (cân bằng giữa sinh vật-môi trường, sinh vật sản xuất-sinh vật tiêu thụ, sinh vật ký sinh-sinh vật ký chủ, vật mồi-vật ăn thịt

Con người là yếu tố rất quan trọng có thể tác động làm thay đổi hệ sinh thái.

Chu trình sinh-địa-hoá: Trong hệ sinh thái vật chất luôn vận chuyển, biến đổi trong các chu trình từ cơ thể sống vào trong môi trường và ngược lại Chu trình này gọi là chu trình sinh-địa-hoá.

Chu trình H2O: Nước tồn tại ở 3 dạng rắn-lỏng-hơi tuỳ vào nhiệt độ của môi

trường Nó chủ yếu ở biển và đại dương (chiếm 97,6%) và tồn tại ở thể rắn khoảng 2,7% Nước hoà tan các chất, vận chuyển các chất, mang theo nhiều chất dinh dưỡng cho đời sống động thực vật Nước từ bề mặt các ao, hồ, biển nhờ năng

lượng ánh sáng mặt trời bốc hơi vào khí quyển, lên cao hơi nước gặp lạnh ngưng tụ lại rồi rơi xuống đất Nó chu chuyển trên phạm vi toàn cầu tạo nên cân bằng nước

và tham gia điều hoà khí hậu hành tinh.

Chu trình C: Là thành phần cơ bản của protein, CxHx và nhiều phân tử cần thiết khác cho sự sống Cacbon tồn tại trong tự nhiên dưới dạng CO2, CaCO3, Thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp chuyển thành chất hữu cơ trong sinh vật sản xuất Các vật chất này thường được dùng làm nguyên liệu hô hấp tế bào Qua quá trình hô hấp và bài tiết C trở lại môi trường dưới dạng hợp chất vô cơ.

Chu trình N: Nitơ là một nguyên tố quan trọng trong qua trình trao đổi chất của Hệ sinh thái, là thành phần cấu trúc không thể thiếu được của axit amin, enzim, hooc môn, axit nucleic, lưu giữ trạng thái di truyền cho cơ thể Nitơ tồn tại trong không khí chiếm khoảng 79% dưới dạng N2 Phân tử này bền vững, thực vật không hấp thụ được Để phá vỡ N2 và kết hợp với nguyên tố khác như O, H cần nhiệt độ và

áp suất lớn Nhờ một số hiện tượng tự nhiên như sấm chớp, các oxit nitơ được tạo thành từ N2 và O2 cùng với nước mưa rơi xuống làm giàu N cho Hệ sinh thái.

Hệ sinh thái đồng cỏ tự nhiên

Hệ sinh thái đô thị.

Hệ sinh thái rừng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới: menu, tìm kiếm

Mục lục

1 Một số quan điểm

2.1 Thành phần thực vật rừng

3 Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng

3.1 Nguốn gốc nguồn năng lượng trong hệ sinh thái rừng

3.2 Mối quan hệ của dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng

4 Chu trình sinh địa hóa trong hệ sinh thái rừng

4.1 Chu trình địa hóa

4.2 Chu trình sinh địa hóa

4.3 Chu trình sinh hóa

5 Quần lạc sinh địa rừng

Hệ sinh thái rừng (Forest ecosystem) là một hệ sinh thái mà thành phần nghiên cứu chủ yếu là

sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, hệ động vật và vi sinh vật rừng) và môi trường vật lý của chúng (khí hậu, đất) Nội dung nghiên cứu hệ sinh thái rừng bao gồm cả cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái, về mối quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây rừng và giữa chúng

với các sinh vật khác trong quần xã đó, cũng như mối quan hệ lẫn nhau giữa những sinh vật này với hoàn cảnh xung quanh tại nơi mọc của chúng (E.P Odum 1986, G Stephan 1980).

Một số quan điểm

Theo khoản 1 điều 3 của Luật bảo vệ và phát triển rừng Việt Nam năm 2004: Rừng là một hệ

sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng , động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng và các yếu

tố môi trường khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặc trưng là thành phần chính có

độ che phủ của tán rừng từ 0,1* trở lên Rừng gồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng (quy định trước đây được ghi trong Văn bản tiêu chuẩn kỹ thuật lâm sinh: là rừng phải có độ tàn che từ 0,3 trở lên)

• Theo Tansley (1935): Rừng là một hệ sinh thái

• Theo Sucasep (1964): Hệ sinh thái rừng đồng nghĩa với quần lạc sinh địa rừng

Nhìn chung có nhiều khái niệm về rừng song hầu hết các khái niệm đều có điểm thống nhất đó là

nó phải bao gồm thành phần cây gỗ đóng vai trò chủ đạo Mặc dù có sự tương đồng song giữa hai khái niệm (của Sucaep và Tansley) cũng có sự khác nhau nhất định Khái niệm của Tansley tỏ

ra rộng hơn, ngược lại, khái niệm theo Sucasep tỏ ra nghiêm ngặt hơn – đó là những bộ phận của

bề mặt đất hoặc nước thuần nhất về các điều kiện địa hình, vi khí hậu, đất, thủy văn và các yếu tố sinh học Trong số 2 khái niệm này, khái niệm của Tansley, 1935 tỏ ra đơn giản hơn và dễ nhớ hơn và được sử dụng rộng rãi

(Xem thêm bài viết về rừng

Thành phần của hệ sinh thái rừng

Rừng Bao báp ở Madagascar

Thành phần của hệ sinh thái rừng cũng giống như thành phần của một hệ sinh thái điển hình song đối với rừng, thành phần thực vật mà đặc biệt là cây gỗ được quan tâm hơn cả, đây chính là thành phần lập quần Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu thành phần cơ bản, quan trọng của hệ sinh thái rừng:

Thành phần thực vật rừng

• Thành phần cây gỗ: Đây là thành phần chủ yếu của hệ sinh thái rừng Đối với rừng nhiệt

đới nói chung thành phần cây gỗ được chia thành 3 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái và tầng dưới tán

Dựa vào thành phần và tỷ lệ giữa các loài mà người ta chia ra thành rừng thuần loài và rừng hỗn loài Về nguyên tắc, rừng thuần loài là rừng chỉ có một loài Tuy nhiên trên thực tế, rừng có một

loài người ta dùng công thức tổ thành Thành phần cây gỗ là bộ phận chính và chủ yếu tạo nên

độ khép tán (được biểu diễn thông qua độ tán che), độ đầy và trữ lượng lâm phần

Lớp cây tái sinh: Đây là thuật ngữ dùng để nói về lớp cây thế hệ non của tầng cây gỗ, chúng

sống và phát triển dưới tán rừng, chúng sẽ là đối tượng thay thế tầng cây gỗ phía trên khi tầng cây này được khai thác Tùy vào từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau người ta chia lớp cây tái sinh thành các giai đoạn: cây mầm, cây mạ và cây con (hay cây non) Việc phân chia này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các nhân tố ảnh hưởng và xác định các biện pháp kĩ thuật trong chăm sóc, bảo vệ

• Cây mầm: Là lớp cây nằm trong khoảng một vài tháng tuổi (tùy loài) Đặc trưng

của lớp cây ở giai đoạn này là cây chưa có khả năng quang hợp, vẫn sống nhờ vào chất dinh dưỡng có sẵn trong phôi hạt Trong giai đoạn này cây chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố môi trường đặc biệt là nhân tố ánh sáng và độ ẩm

Theo W.Richard (1956), đây là giai đoạn nguy hiểm nhất của cây tái sinh, cây tái sinh có thể chết hàng loạt do môi trường thiếu nước hoặc nhiệt độ quá cao do ánh sáng trực xạ Cũng theo W Richard, một nguyên nhân khác nguy hiểm đối với cây mầm là các loài động vật rừng

• Cây mạ: Là những thế hệ cây gỗ thường có tuổi từ một vài tháng đến 1 -2 năm,

chiều cao thường không quá 50cm Đặc điểm: Cây đã có khả năng tự đồng hóa Mặc dù đã lớn hơn lớp cây mầm song cây mạ vẫn rất yếu ớt và chịu ảnh hưởng nhiều của các nhân tố môi trường trong đó có sự cạnh tranh của cỏ dại

• Cây con (cây non): Là những thế hệ cây lớn hơn 2 năm tuổi, thường có chiều cao

>50cm Cùng với sự sinh trưởng, nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng dần Khi cây con có chiều cao >1m, khoẻ mạnh thì được coi là những cây con có triển vọng Đây chính là đối tượng sẽ thay thế tầng cây gỗ trong tương lai

• Thành phần cây bụi: Là những cây thân gỗ, song chiều cao không quá 5m, phân cành

sớm Cây bụi là một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái rừng Trong kinh doanh rừng hiện đại, lớp cây bụi mang lại rất nhiều lợi ích – đó là những lợi ích phi gỗ (NTFPs)

• Thành phần thảm tươi: Bao gồm những loài thực vật thân thảo (không có cấu tạo gỗ),

chúng thường sống dưới tán rừng Cũng như cây bụi, nhiều loài cây thảo đem lại lợi ích kinh tế khá cao Đứng trên quan điểm sinh thái, lớp cây bụi và lớp thảm tươi có ý nghĩa quan trọng, chúng góp phần bảo vệ đất, chống xói mòn, giữ độ ẩm cho đất, tham gia vào quá trình hình thành, cải tạo đất Tuy nhiên, chúng cũng có thể là tác nhân cản trở tái sinh gây những khó khăn trong công tác trồng rừng, phục hồi rừng

• Thực vật ngoại tầng: Bao gồm các loài dây leo, thực vật phụ sinh… chúng mọc không

tuân theo một trật tự nào về không gian, chúng không phân bố ở những tầng cụ thể nào Một số loài thực vật ngoại tầng có thể có giá trị kinh tế, làm dược liệu

Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng

Theo quan điểm của sinh thái học hiện đại, năng lượng đi qua hệ sinh thái cũng tuân theo các quy luật nhiệt động học của vật lý:

• Quy luật 1: năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác Ví dụ: Năng lượng mặt trời (quang năng)

có thể chuyển hóa thành hóa năng tích lũy trong thực vật

• Quy luật 2: Khi năng lượng được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác không bao giờ được bảo toàn 100% mà thường bị hao hụt một lượng nhất định để biến thành nhiệt năng

• Sinh vật tự dưỡng là sinh vật có khả năng tự mình tổng hợp ra các chất hữu cơ cần thiết cho sự sống Sinh vật tự dưỡng được chia thành 2 loại, tương ứng với nó là 2 nguồn cung cấp năng lượng

1. Sinh vật quang dưỡng: Sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời Quá trình tổng hợp chất dinh dưỡng được thực hiện nhờ vào diệp lục, H2O, CO2 dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời Thực vật màu xanh là những sinh vật quang dưỡng

2. Sinh vật hóa dưỡng: Sử dụng năng lượng hóa học từ các phản ứng hóa học của các chất vô cơ đơn giản Ví dụ: các sinh vật ôxy – hoá lưu huỳnh (S) thành axit sunfuaric (H2S) qua đó hấp thụ năng lượng của phản ứng hóa học này

• Với nhóm sinh vật dị dưỡng, nguồn cung cấp năng lượng của chúng không phải trực tiếp

từ mặt trời cũng như các phản ứng hóa học mà chính là từ các sản phẩm hữu cơ do các sinh vật tự dưỡng tổng hợp lên Các sinh vật dị dưỡng được gọi chung là những sinh vật tiêu thụ Sinh vật dị dưỡng được chia thành 3 bậc từ bậc 1 đến bậc 3

• Sinh vật phân hủy: Chuyên phân hủy các hợp chất hữu cơ trong xác chết, chất bài tiết…thành các hợp chất vô cơ đơn giản hơn cũng có thể được gộp chung vào nhóm các sinh vật dị dưỡng

Nguốn gốc nguồn năng lượng trong hệ sinh thái rừng

1. Trong số các nguồn năng lượng cung cấp cho chuỗi thức ăn, năng lượng mặt trời đóng vai trò chủ đạo Tuy nhiên, thực vật chỉ sử dụng khoảng 0,1% năng lượng này trong quá trình quang hợp để tạo thành năng lượng hữu cơ nuôi sống toàn bộ các sinh vật thuộc chuỗi chăn nuôi và các vi sinh vật thuộc chuỗi phế thải

2. Hơn 50% năng lượng liên kết tạo từ phản ứng quang hợp được sử dụng để hô hấp, phần còn lại để tạo thành cơ thể và trở thành thức ăn cho các sinh vật tiêu thụ khác

3. Năng lượng được truyền qua các sinh vật thuộc các bậc khác nhau Mỗi một sinh vật như vậy được gọi là một mắt xích thức ăn Tập hợp các mắt xích thức ăn tạo nên các chuỗi thức ăn (chuỗi dinh dưỡng, chuỗi thực phẩm) Tập hợp nhiều chuỗi thức ăn có chung một hoặc một số mắt xích thức ăn sẽ tạo ra lưới thức ăn

4. Trong một chuỗi thức ăn, cứ sau mỗi bậc dinh dưỡng năng lượng lại bị hụt đi khoảng 90% chủ yếu do tỏa nhiệt ra môi trườg, chỉ có từ 10-20% năng lượng được truyền cho bậc kế tiếp

80-Tỷ lệ giữa phần năng lượng mà bậc sau kế tiếp nhận được so với phần năng lượng trước khi truyền của bậc trước nó được gọi là hệ số truyền năng lượng Hệ số truyền năng lượng ở hệ sinh thái trên cạn luôn nhỏ hơn so với hệ số truyền năng lượng của hệ sinh thái dưới nước

Nếu sắp xếp số lượng cá thể (hay sinh khối hoặc năng lượng) theo các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao thì bao giờ chúng cũng sắp xếp theo dạng hình tháp Người ta gọi chúng là những hình tháp sinh thái học Tùy vào đơn vị tính mà chúng ta có hình tháp sinh khối, hình tháp khối lượng hay hình tháp số lượng

Mối quan hệ của dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng

1. Đầu vào của một dòng năng lượng được bắt đầu bằng năng lượng thì đầu ra cũng là dạng năng lượng Nói cách khác, bất kỳ một dòng năng lượng nào cũng bắt đầu bằng năng lượng và kết thúc bằng việc chuyển hóa năng lượng ấy thành nhiệt năng và phát tán vào