KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC

Tuy nhiên, bêncạnh những thành tựu đạt được, thì trong các hoạt động sống, con người đã tácđộng vào thiên nhiên một cách thô bạo, không tuân theo qui luật và đã gây ranhững khủng hoảng s

MỤC LỤC

Chương một: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC

1.1 KHÁI NIỆM VÀ SƠ LƯỢC LỊCH SỬ CỦA SINH THÁI HỌC 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Sơ lược lịch sử về sinh thái học 4

1.2 CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC 7

1.3 QUY LUẬT GIỚI HẠN CHỊU ĐỰNG CỦA SV VỚI CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI 9

1.4 NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA SINH THÁI HỌC 10

1.4.1 Nhiệm vụ 10

1.4.2 Ý nghĩa 12

Chương hai: SINH THÁI HỌC CÁ THỂ 2.1 MỐI QUAN HỆ GIỮA KHÍ QUYỂN VỚI SINH VẬT 13

2.1.1 Ánh sáng 13

2.1.2 Nhiệt độ 15

2.1.3 Nước và độ ẩm 18

2.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐẤT VỚI SINH VẬT 22

2.3 CÁC YẾU TỐ SINH HỌC 23

2.4.TẬP TÍNH CỦA SINH VẬT 24

2.4.1 Khái niệm 24

2.4.2 Phân loại tập tính 25

Chương ba: QUẦN THỂ, QUẦN XÃ SINH VẬT 3.1 QUẦN THỂ SINH VẬT 31

3.1.1 Khái niệm quần thể (tự học) 31

3.1.2 Phân bố các cá thể trong không gian và quan hệ các cá thể cùng loài 32

3.2 QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG 33

3.2.1 Khái niệm về quần xã (tự học) 33

3.2.2 Cấu trúc của quần xã 34

3.3 DIỄN THẾ CỦA QUẦN XÃ 45

3.3.1 Khái niệm 45

3.3.2 Khống chế sinh học và cân bằng sinh thái 48

Chương bốn: HỆ SINH THÁI 4.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ HỆ SINH THÁI 51

4.1.1 Khái niệm về hệ sinh thái 51

4.1.2 Độ lớn và ranh giới của hệ sinh thái 52

4.1.3 Đặc điểm cơ bản của hệ sinh thái 52

4.1.4 Sự phản hồi của các hệ sinh thái 54

4.2 CẤU TRÚC VÀ SỰ TỰ ĐIỀU CHỈNH CỦA CÁC HỆ SINH THÁI 55

4.2.1 Cấu trúc của hệ sinh thái 55

4.2.2 Sự tự điều chỉnh của các hệ sinh thái (tự học) 57

4.3 CÁC DẠNG HỆ SINH THÁI (thảo luận nhóm) 58

4.3.1 Hệ sinh thái cạn 58

4.3.2 Hệ sinh thái nước 66

4.4 SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC HỆ SINH THÁI 70

4.4.1 Đặc điểm chung của dòng vận chuyển năng lượng (tự học) 70

4.4.2 Nguồn năng lượng và các kiểu hệ sinh thái 72

4.5 HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP 74

4.5.1 Khái niệm 74

4.5.2 Đặc điểm của hệ sinh thái nông nghiệp 75

4.5.3 Các mối quan hệ sinh học trong các hệ sinh thái nông nghiệp 76

4.6 SINH THÁI HỌC VỚI SỰ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP 80

4.6.1 Tầm quan trọng của sinh thái học với sự phát triển NN (tự học) 80

4.6.2 Sơ lược lịch sử của sản xuất nông nghiệp 82

4.6.3 Một số khuynh hướng phát triển sản xuất nông nghiệp 86

Chương năm SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG 5.1 KHÁI NIỆM VỀ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG 96

5.1.1 Khái niệm về tài nguyên 96

5.1.2 Khái niệm về môi trường 97

5.1.3 Lịch sử phát triển của con người tác động đến tài nguyên và môi trường (tự học) 99

5.1.4 Vai trò và nhiệm vụ của việc bảo vệ tài nguyên và môi trường 103

5.2 SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT 108

5.2.1 Khái niệm về đất (tự học) 108

5.2.2 Vai trò của đất đối với con người 109

5.2.3 Tài nguyên đất trên thế giới 111

5.2.4 Tài nguyên đất Việt Nam 113

5.3 SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG 120

5.3.1 Vai trò của rừng đối với đời sống và sản xuất 120

5.3.2 Tài nguyên rừng trên thế giới 126

5.3.3 Tài nguyên rừng Việt Nam 128

5.3.4 Sử dụng, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng 132

5.3.5 Vai trò của cây rừng trong hệ sinh thái nông nghiệp (tự học và thảo luận nhóm) 137

Chương một CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC

Mục tiêu:

- Nắm được 1 số khái niệm về sinh thái học

- Hiểu được vai trò của sinh thái học đối với đời sống và trong sản xuấtnông lâm nghiệp

- Phân tích được cơ chế động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinhvật

1.1 KHÁI NIỆM VÀ SƠ LƯỢC LỊCH SỬ CỦA SINH THÁI HỌC

Như vậy theo định nghĩa cổ điển thì sinh thái học là khoa học nghiên cứu

về “nhà ở”, hoặc “nơi sinh sống” của sinh vật Hay sinh thái học là toàn bộ mốiquan hệ giữa cơ thể với ngoại cảnh và các điều kiện cần thiết cho sự tồn tại

Theo Ocbster: Đối tượng của sinh thái học đó là tất cả các mối liên hệgiữa cơ thể sinh vật với môi sinh

Theo nhà sinh thái học nổi tiếng E.P Odum thì sinh thái học là khoa học vềmối quan hệ của sinh vật, hoặc một nhóm sinh vật với môi trường xung quanh,hoặc như là khoa học về quan hệ tương hỗ giữa sinh vật với môi sinh của chúng

Các tác giả đã đưa ra nhiều định nghĩa về sinh thái học, song đều thốngnhất coi sinh thái học là một môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, chức năng củathiên nhiên Đối tượng của nó là tất cả các mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật vớimôi trường Có thể nói khác đi: Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu và ứngdụng những quy luật hình thành và hoạt động của tất cả các hệ sinh học

* Vì sao phải nghiên cứu sinh thái học?

Ngay từ những thời kỳ lịch sử xa xưa, trong xã hội nguyên thủy của loàingười, con người đã có sự hiểu biết nhất định về môi trường xung quanh, về sứcmạnh của thiên nhiên, về các động thực vật ở xung quanh mình Nền văn minhthực sự được hình thành khi con người sử dụng lửa và các công cụ lao độngkhác giúp cho họ làm biến đổi môi sinh Từ đó con người đã không ngừng tácđộng vào thiên nhiên để phục vụ cho sự phát triển của mình Tuy nhiên, bêncạnh những thành tựu đạt được, thì trong các hoạt động sống, con người đã tácđộng vào thiên nhiên một cách thô bạo, không tuân theo qui luật và đã gây ranhững khủng hoảng sinh thái nghiêm trọng như: Nhiều vùng đất phì nhiêu đã trởthành hoang mạc do bị xói mòn, rửa trôi, hiện tượng mưa axit, hiện tượng thủngtầng ôzon, sóng thần, nhiệt độ trái đất nóng lên, băng tan, nước biển dâng cao,hạn hán, lũ lụt, dịch bệnh, ô nhiễm môi trường.

Tài nguyên rừng bị tàn phá nghiêm trọng làm cho đất rừng mau chóng trởthành đất trống, đồi trọc Mất rừng đã dẫn đến lũ quét, lũ ống gây thiệt hại nặng

nề về người và của đã từng xảy ra ở thị xã Sơn La năm 1990, ở Lai Châu năm

1999, ở Quảng Bình tháng 8/2007, ở Thanh Hóa, Nghệ An cuối tháng 9, đầutháng 10 năm 2007, Lào Cai năm 2008

Cháy rừng do con người gây ra tại U minh hạ và U minh thượng tỉnh BìnhThuận và Cà Mau đã thiêu trụi hàng nghìn ha rừng tràm với rất nhiều động, thựcvật quý hiếm khác làm thay đổi toàn hộ sinh cảnh vùng rừng trên đất phèn ởnước ta Tài nguyên đất, nước, không khí ở nhiều nơi, nhiều lúc đã bị ô nhiễmbởi các chất thải độc vượt quá giới hạn cho phép…

Nếu như loài người muốn duy trì và nâng cao trình độ nền văn minh củamình thì hơn lúc nào hết, họ cần có đầy đủ kiến thức về môi trường sống của họ.Chính sinh thái học đã làm nhiệm vụ nghiên cứu các mối quan hệ giữa các cáthể sống với môi trường xung quanh nó

Con người muốn đấu tranh với thiên nhiên thì phải hiểu sâu sắc các điềukiện tồn tại và quy luật hoạt động của tự nhiên Những điều kiện đó được phảnảnh qua các quy luật sinh thái cơ bản mà các sinh vật phải phục tùng

1.1.2 Sơ lược lịch sử về sinh thái học

Lịch sử phát triển của môn sinh thái học có thể chia thành 5 giai đoạn:

1.1.2.1 Thời kỳ cổ đại (trước thế kỷ XVIII)

Ở giai đoạn này, sinh thái học chưa được phân thành một môn khoa họcđộc lập Tuy nhiên những kiến thức về sinh thái học đã được trình bày ở một sốsách Ví dụ: Aristot và Hypôcrat đã chia động vật thành động vật ở nước vàđộng vật ở cạn, tức là người ta đã chú ý đến mối quan hệ giữa sinh vật và môitrường sống của nó

1.1.2.2 Thời kỳ phục hưng sinh học (thế kỷ XVIII - XIX)

Giai đoạn này có nhiều nhà khoa học lỗi lạc tuy không dùng tên gọi sinhthái học, nhưng đã có những cống hiến đáng kể cho kho tàng kiến thức về lĩnhvực khoa học này

Ví dụ: A.Liwenhuck là một trong những nhà vi sinh học nổi tiếng đầu thế

kỷ XVIII, đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu các “chuỗi thức ăn” và điềuchỉnh số lượng quần thể - hai bộ phận quan trọng của sinh thái học hiện đại Một

số nghiên cứu khác tập chung nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường tới sự phân

bố của sinh vật

1.1.2.3 Giai đoạn sinh thái học cá thể (auto ecology) từ cuối thế kỷ XIX đến đầu thế kỷ XX

Giai đoạn này là thời đại của Dacuyn và E.HecKel, đây là thời đại tích lũycác dẫn liệu của tự nhiên Các nhà tự nhiên học lúc này mới chỉ phát hiện những

sự đa dạng, kỳ lạ của giới động vật và thực vật mà mỗi loại có lối sống riêng củachúng Sinh thái học bấy giờ mới chỉ nghiên cứu mô tả, một kiểu nghiên cứu

“lịch sử tự nhiên” của sinh vật, phương thức sống của động, thực vật Chúngđược tìm thấy ở đâu, vào thời gian nào, chúng ăn gì và làm mồi cho con gì, phảnứng như thế nào khi điều kiện môi trường thay đổi Nhìn chung trong giai đoạnnày sinh thái học tập chung nghiên cứu các loài riêng biệt Điều này có ý nghĩaquan trọng trong đời sống thực tiễn, đặc biệt trong kiểm tra sinh học

1.1.2.4 Giai đoạn sinh thái học quần thể (syn-ecology)(thế kỷ XX đến 1940s)

Giai đoạn này từ đầu thế kỷ XX đến những năm 40 của thế kỷ này Người

ta nhận thấy trong thiên nhiên có hàng ngàn, hàng vạn các sinh vật sống chungvới nhau, chúng luôn tác động và chịu ảnh hưởng lẫn nhau, quan niệm đó đã đưasinh thái học cá thể phát triển lên mức cao hơn - sinh thái học quần thể và sinhthái học của quần xã sinh vật Nghiên cứu toàn bộ các động thực vật sống trongquần xã với các đặc điểm, cấu trúc, chức năng được hình thành dưới sự ảnhhưởng của điều kiện môi trường

Các nghiên cứu cơ bản trong sinh thái học quần thể là quan hệ tương hỗgiữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường, bao gồm: Sinh sản,

tử vong, vật dữ, con mồi… Vitovolterra, G.F Gause và Umberto đã phát hiệnđược những quy luật toán học chi phối các hiện tượng đó trong quần thể Cácnghiên cứu này có ý nghĩa đặc biệt trong sinh thái thủy vực, nghề cá và nhữnghiểu biết về sự tràn ngập của côn trùng trong nông nghiệp

Vào những năm 40 của thế kỷ XX, các nhà sinh thái học bắt đầu nhậnthức được các quần xã sinh vật và môi trường có mối tương hỗ với nhau và tạothành một đơn vị thống nhất được gọi là hệ sinh thái (ecosystem) Hệ sinh tháiđược mô tả như một thực thể toàn vẹn, được xác định chính xác trong mộtkhông gian và thời gian Nó bao gồm không chỉ những sinh vật sống trong đó

mà cả các điều kiện tự nhiên như: khí hậu, đất, nước… cũng như tất cả các mốitương tác giữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường

Sau đó các tác giả nghiên cứu và thấy tất cả các hệ sinh thái trên bề mặttrái đất tập hợp lại với nhau tạo thành một hệ sinh thái khổng lồ gọi là sinhquyển (biosphere) Học thuyết sinh quyển được nhà bác học người Nga - V.I.Vernadsky đề xướng năm 1926 Sinh quyển là lớp vỏ sống của trái đất Về thànhphần và tính chất của sinh quyển là do sự tác động qua lại của vật chất sống vàkhông sống của trái đất Sinh quyển là một tấm màng tích lũy năng lượng từ vũtrụ đến hành tinh (nhờ sự hoạt động của thực vật) Nhà bác học người Nga nàyquan niệm sự sống trên bề mặt trái đất được phát triển như một sự tổng hợp củacác mối quan hệ tương hỗ giữa các cơ thể, đảm bảo cho các yếu tố có nguồn gốcsinh vật trên hành tinh chúng ta tạo dòng liên tục trong quá trình trao đổi vậtchất Với sự lạc quan sâu sắc, tin tưởng vào trí tuệ loài người, ông cho rằng sinhquyển trong thời đại chúng ta sẽ nhường chỗ cho trí quyển (noosphere), quyểnảnh hưởng của trí tuệ và pháp quyền của con người Trí quyển (quyển của trítuệ) là sự thống nhất giữa tự nhiên và xã hội Do nhu cầu phát triển xã hội đãkiểm tra, điều khiển quá trình tự nhiên, đồng thời con người không thể tồn tạithiếu tự nhiên Quá trình tiến hóa của các điều kiện tự nhiên là nền tảng cho tríquyển, tuy vậy nó cũng không phải là yếu tố quyết định sự hình thành trí quyển

Xã hội chính là yếu tố có tính tổ chức cao trong hệ thống thống nhất “tự nhiên

-xã hội” Giai đoạn này sinh thái học nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực khác nhau,mang lại nhiều thành tựu phục vụ cho đời sống con người

1.1.2.5 Giai đoạn sinh thái học hiện đại (từ những năm 1940 đến nay)

Giai đoạn này, sinh thái học đã phát triển không ngừng, ngày càng trở nênphổ cập và thâm nhập sâu vào mọi lĩnh vực hoạt động của đời sống xã hội cũngnhư mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật Nó đã trở thành một khoa học toàn cầu,hoàn chỉnh, có nội dung, mục đích rõ ràng, có nhiều ứng dụng vào thực tiễn sảnxuất và đời sống

Trong quá trình phát triển của sinh thái học, các môn sinh thái học chuyênngành đã ra đời như: Sinh thái học nông nghiệp; Sinh thái học rừng; Sinh tháihọc cây trồng, Sinh thái học động vật; Sinh thái nông nghiệp… làm cơ sở choviệc phát triển một nền tảng nông nghiệp và quản lý thiên nhiên bền vững

Sinh thái học nông nghiệp là một khoa học tổng hợp, nó khảo sát và ứngdụng những quy luật hoạt động của các hệ sinh thái nông nghiệp Sinh thái họcnông nghiệp chính là khoa học về sự sống ở những bộ phận của cảnh quan dùng

để canh tác và chăn nuôi Vì vậy, nghiên cứu sinh thái học nông nghiệp sẽ tạo cơ

sở cho việc: Phân vùng sản xuất nông nghiệp, xây dựng hệ thống cây trồng vàvật nuôi hợp lý; Xác định chế độ canh tác hợp lý cho các vùng sinh thái khácnhau; Phát triển nông nghiệp trong điều kiện năng lượng ngày càng đắt

1.2 CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC

Cấu trúc sinh thái học có thể biểu diễn theo không gian 3 chiều như nhữngchiếc bánh tròn, dẹt, xếp chồng lên nhau, tương ứng với các mức độ tổ chức sinhhọc khác nhau, từ cá thể (CT), qua quần thể (QT), quần xã (QX) đến hệ sinh thái(HST) Nếu bổ dọc chồng bánh này theo trục tâm thì chia cấu trúc ra thành 5 nhómchức: Hình thái, chức năng, phát triển, điều hòa và nhóm thích nghi (Hình 1.1)

HSTQXQTCT

Hình 1.1 Cấu trúc sinh thái học

5 1

Nếu quan sát tất cả các nhóm ở cùng một mức độ sinh học là quần xãchúng ta thấy:

Hình 1.2 Cấu trúc các nhóm chức ở mức độ sinh học là quần xã

 Nhóm hình thái: Nội dung cơ bản của nhóm nói lên số lượng và mật độtương đối của các loài

 Nhóm chức năng: Nói lên mối quan hệ giữa các quần thể thú dữ - conmồi và sự cạnh tranh khác loài

 Nhóm phát triển: Nói lên quá trình diễn thế của các loài trong QX

 Nhóm điều hòa: Nói lên sự tự điều chỉnh của các loài để tiến tới sự cân bằng

 Nhóm thích nghi: Nói lên quá trình tiến hóa, khả năng chọn lọc sinhthái, chống kẻ thù

Nếu như chọn một chồng nhóm (ví dụ nhóm chức năng) ở 4 mức độ sinhhọc khác nhau thì:

Hình 1.3 Cấu trúc nhóm chức năng trong 4 mức độ sinh học

Ở mức độ hệ sinh thái: Nội dung nhóm nói lên chu trình vật chất và nănglượng của hệ

Ở mức độ quần xã: Nội dung nhóm nói lên mối quan hệ giữa các quần thểvật dữ và con mồi cùng với sự cạnh tranh giữa các loài

Mức độ quần thể: Nội dung nhóm nói lên vấn đề sinh sản, tử vong, di cư

4 5

3

Như vậy, mỗi mức độ tổ chức sinh học có đặc điểm cấu trúc, chức năngriêng biệt của mình Mỗi nhóm trên mỗi mức độ tổ chức sinh học đều được đặctrưng bởi tập hợp có tính thống nhất các hiện tượng quan sát Tập hợp đó thểhiện bằng tính quy luật hình thành trên cơ sở của các hiện tượng Những quyluật đó chính là đối tượng nghiên cứu của sinh thái học, nằm trên các đơn vị cụ

thể của tự nhiên là hệ sinh thái (ecosystem).

1.3 QUY LUẬT GIỚI HẠN CHỊU ĐỰNG CỦA SV VỚI CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

Nhân tố sinh thái: Những yếu tố cấu thành môi trường như ánh sáng,

nhiệt độ, thức ăn, bệnh tật được gọi là yếu tố môi trường Nếu xét tác động củacác yếu tố này lên đời sống sinh vật cụ thể thì chúng được gọi là yếu tố sinh tháihoặc nhân tố sinh thái

Trong quá trình sống, các sinh vật bị tác động đồng thời của rất nhiềunhân tố sinh thái Tuy nhiên, để dễ nghiên cứu, người ta thường chia các nhân tốsinh thái thành hai nhóm theo bản chất của chúng là (i) nhóm nhân tố sinh thái

vô sinh (gồm các nhân tố khí hậu, đất, địa hình…) và (ii) nhóm nhân tố sinh tháihữu sinh (gồm các cơ thể sống như thực vật, động vật, vi sinh vật và các mốiquan hệ giữa chúng với nhau)

Sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật trong các hệ sinh thái chịu tácđộng của rất nhiều nhân tố, trong đó có nhân tố tác động trực tiếp lên các sinhvật và có nhân tố tác động gián tiếp Mỗi nhân tố sinh thái có tác động khônggiống nhau đối các loài khác nhau, thậm chí với các cá thể khác nhau trong cùngmột loài

Ví dụ ảnh hưởng của nhiệt độ thấp không mấy quan trọng với cây trồng

có nguồn gốc ôn đới (như cải bắp, cà chua), nhưng lại rất quan trọng với câytrồng có nguồn gốc nhiệt đới điển hình (lúa, ngô) Một số nhân tố sinh thái cóthể thay đổi theo ngày đêm hay theo mùa (nhiệt độ, lượng mưa); cũng có một sốđặc điểm của môi trường thay đổi rất ít theo thời gian (hằng số mặt trời, lựctrọng trường)

Nhìn chung, các nhân tố sinh thái đều tác động lên sinh vật thông qua bốnđặc tính: Bản chất của nhân tố tác động, cường độ tác động (mạnh hay yếu), tần

số và thời gian tác động

Về mặt số lượng, căn cứ vào khả năng chịu đựng của sinh vật đối với các

- Bậc tối thiểu (minimum): Là bậc mà nếu như nhân tố sinh thái nào đó

tiếp tục hạ thấp hơn nữa thì có thể gây tử vong cho sinh vật Ví dụ nhiệt độkhông khí dưới 5,6C, cá rô phi sẽ chết

- Bậc không thuận lợi thấp (minipessimum): Là bậc mà tại đây tác động

của nhân tố sinh thái làm cho các hoạt động của các sinh vật bị hạn chế

- Bậc tối thích (optimum): Là bậc mà tại đây tác động của nhân tố sinh thái

giúp cho hoạt động của các sinh vật đạt giá trị cực đại

- Bậc không thuận lợi cao (maxipessimum): Tại đây tác động của nhân tố

sinh thái làm hoạt động của các sinh vật bị hạn chế

- Bậc tối cao (maximum): Là bậc mà nếu như nhân tố sinh thái nào đó tiếp

tục tăng cao hơn nữa thì có thể gây tử vong cho các sinh vật Ví dụ nhiệt độkhông khí trên 42C, cá rô phi sẽ chết

Tuy nhiên, người ta thường dùng 3 bậc: Tối thiểu, tối thích và tối cao đểđánh giá ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên sự sống và các hoạt động củasinh vật

Khoảng giới hạn của một nhân tố sinh thái nào đó từ tối thiểu (minimum) đếntối cao (maximum) được gọi là giới hạn sinh thái hay còn gọi là biên độ sinh thái

Biên độ sinh thái chính là khoảng giới hạn dưới và giới hạn trên mà mỗinhân tố sinh thái phát huy tác dụng đối với sinh vật Như vậy với cùng một nhân

tố sinh thái thì các loài khác nhau có biên độ sinh thái khác nhau Sinh vật nào

có biên độ sinh thái lớn là các loài có phân bố rộng và ngược lại, sinh vật phân

bố hẹp là loài có biên độ sinh thái nhỏ Những loài có biên độ sinh thái nhỏthường được chọn là loài đặc trưng cho từng điều kiện môi trường cụ thể

1.4 NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA SINH THÁI HỌC

tế bào, Di truyền sinh thái, Sinh thái nông nghiệp Mối quan hệ của Sinh thái họcvới khoa học Kinh tế và Pháp quyền cũng đang tăng lên mạnh mẽ

Nghiên cứu các hệ sinh thái ở cạn cũng như các hệ sinh thái ở nước khôngnhững chỉ áp dụng các phương pháp sinh học mà còn cả các phương pháp phântích toán học, các nguyên lý điều khiển học…

Như vậy, có thể nói sinh thái học vừa là khoa học tự nhiên vừa là khoahọc xã hội Nó không phải khoa học tự nhiên mà loại trừ con người, hay khoahọc xã hội mà tách khỏi tự nhiên Khoa học này chỉ có thể hoàn thiện xứ mệnhcủa mình khi các nhà sinh thái học nhận thức được trách nhiệm của họ trong sựtiến hoá của điều kiện xã hội

- Trong lĩnh vực nông lâm nghiệp sinh thái học có hai nhiệm vụ cơ bản đặt ra là:+ Đấu tranh có hiệu quả đối với các dịch bệnh và cỏ dại: Vấn đề đòi hỏinghiên cứu không chỉ với các loài có hại mà là việc đề ra các nguyên lý chiếnlược và các biện pháp phòng trừ chúng trên cơ sở sinh thái học

+ Đề ra các nguyên tắc và phương pháp thành lập các sinh quần xã nông lâm nghiệp thích hợp, cho năng suất sinh học và kinh tế cao, sử dụng hợp lýnguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng như có khả năng bảo vệ và cải tạo môitrường đất, duy trì sức sản xuất lâu dài

Trong lĩnh vực bảo vệ sức khoẻ, vấn đề sinh thái trung tâm là nghiêncứu các ổ dịch tự nhiên đối với con người và gia súc; tìm phương pháp vệ sinh ổdịch Vấn đề sinh thái đặc biệt to lớn, quan trọng và phức tạp là đấu tranh chống

ô nhiễm, với sự đầu độc môi trường bởi quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh chóng

và sản xuất nông nghiệp phát triển mạnh mẽ

- Trong việc phát triển nghề cá và săn bắt đòi hỏi phải tăng cường nghiêncứu các chu trình sống, tập tính di truyền, sinh sản của các loài, quan hệ dinhdưỡng của chúng; nghiên cứu lý thuyết và phương pháp thuần dưỡng động vật.Vấn đề mũi nhọn là khôi phục và bảo vệ các loài quí hiếm Loài người khôngđược phép để mất đi một loài nào đã từng tồn tại trong tự nhiên, vì bất kỳ mộtloài nào cũng là sở hữu cho một chất lượng có giá trị khoa học và kinh tế caocho hiện tại hoặc trong tương lai Vấn đề cấp thiết là việc thiết lập các vườnquốc gia, các hệ thống khu bảo vệ thiên nhiên Các khu bảo vệ không chỉ lànhững mẫu hình của tự nhiên mà còn là những phòng thí nghiệm sinh thái học

ngoài trời Thiết lập mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên làm cho thiênnhiên ngày càng phong phú và phát triển.

1.4.2 Ý nghĩa

Sinh thái học đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển của xã hộiloài người Chính nhờ những hiểu biết về môi trường xung quanh mà loài ngườitồn tại và phát triển Mọi hoạt động của con người đều có quan hệ đến môitrường Khoa học môi trường và sinh thái học đóng góp cho văn minh nhân loại

cả về lý luận và thực tiễn:

 Giúp con người hiểu biết sâu hơn về bản chất của sự sống trong mốitương tác với các yếu tố môi trường Áp dụng các quy luật sinh thái vàosản xuất nông nghiệp, điều khiển các hệ sinh thái vừa có năng suất cao,mang lại hiệu quả kinh tế lớn mà không gây ô nhiễm môi trường

 Nghiên cứu sinh thái học còn là cơ sở cho việc nghiên cứu các biện phápngăn ngừa ô nhiễm và đầu độc môi trường bởi các loại chất thải rắn, lỏng,khí từ công nghiệp, nông nghiệp và chất thải sinh hoạt Phải nghiên cứu cácnguyên tắc và phương pháp sinh thái đảm bảo thiết lập mối quan hệ giữacon người và thiên nhiên, làm sao cho thiên nhiên ngày càng phong phú vàphát triển đảm bảo vệ sinh cần thiết cho môi trường

 Sinh thái học là cơ sở cho việc khai thác và sử dụng hợp lý các nguồn tàinguyên động vật Đặc biệt là cơ sở duy trì và nâng cao tính đa dạng sinhhọc, bảo vệ và khôi phục các loài động thực vật quí hiếm

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Sinh thái học là gì? Cấu trúc của sinh thái học, có vẽ hình minh họa

2 Trình bày qui luật tác động số lượng (giới hạn chịu đựng) của các nhân tốsinh thái

3 Ý nghĩa và nhiệm vụ của sinh thái học?

Chương hai SINH THÁI HỌC CÁ THỂ

Mục tiêu:

- Phân tích được ảnh hưởng các yếu tố sinh thái đến đời sống của sinh vật

và những phản ứng của sinh vật đối với sự thay đổi của các điều kiện sinh thái.Giải thích được nguyên nhân dẫn đến sự phân bố của các sinh vật

2.1 MỐI QUAN HỆ GIỮA KHÍ QUYỂN VỚI SINH VẬT

2.1.1 Ánh sáng

Ánh sáng hay nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời, được coi là bản chấtcủa môi trường, nguồn sống của thực vật Ánh sáng chiếu trên hành tinh, tạo ranăng lượng nhiệt, từ đó làm đất, đá nứt nẻ, nước bốc hơi trong điều kiện nhiệt độcao và ngưng tụ thành nước hay đông đặc thành băng trong điều kiện nhiệt độ hạthấp, làm biến đổi khí áp để tạo nên gió, bão

Ánh sáng là tổ hợp các tia đơn sắc với bước sóng khác nhau, từ những tia

có bước sóng dài trên 7600A0 thuộc dải hồng ngoại đến những tia có bước sóngngắn dưới 3600A0 thuộc dải tử ngoại và giữa chúng là ánh sáng trắng hay ánhsáng nhìn thấy, trực tiếp tham gia vào quá trình quang hợp của cây xanh (haybức xạ quang hợp tích cực)

Ánh sáng phân bố trên hành tinh không đều phụ thuộc vào góc của tia chiếu,vào mức độ hấp thụ khác nhau của các vật thể mà ánh sáng phải vượt qua như lớpkhông khí, hơi nước bao quanh hành tinh (hình 2.1), phụ thuộc vào phần được phơi

ra phía Mặt trời hay bị che khuất

Hình 2.1: Ánh sáng chiếu trên Trái Đất tạo nên các góc chiếu khác nhau.

Càng tiến về cực, góc chiếu càng lệch, mật độ các tia sáng càng giảm, năng lượng càng ít Hơn nữa, các tia sáng chiếu trên các chỏm cực càng bị lớp không khí dày hơn hấp thụ Do vậy, nhiệt độ giảm dần khi đi từ xích đạo đến các cực.

Trái Đất quay quanh trục của mình tạo nên chu kỳ ngày đêm, còn theoquỹ đạo quanh mặt trời với độ lệch giữa trục của nó với mặt phẳng quỹ đạo mộtgóc 23030', hình thành nên chu kì mùa trong năm

Trong mùa hè ở Bắc bán cầu, khi đi từ xích đạo lên cực, ngày càng dài, cònnếu đi theo hướng ngược lại, ngày lại ngắn dần Trong mùa đông, khi đi từ xíchđạo lên cực, ngày càng ngắn và theo chiều ngược lại, ngày lại dài ra Hơn nữa, ởvùng vĩ độ trung bình trong mùa hè ngày rất dài, đêm rất ngắn; ngược lại trongmùa đông ngày rất ngắn nhưng đêm lại rất dài Trong ngày xuân phân và thuphân, ánh sáng tràn lên cả 2 cực và chiếu thẳng góc với xích đạo vào giữa trưa

Ánh sáng trắng rất cần cho cây xanh và những loài vi sinh vật có khả năngquang hợp Liên quan với cường độ chiếu sáng, cây xanh được chia thành 3nhóm: cây ưa sáng, cây ưa bóng và cây chịu bóng

Cây ưa sáng tiếp nhận ánh sáng trực tiếp, thường sống ở nơi tráng nắng,

cường độ quang hợp tăng khi cường độ chiếu sáng tăng, nhưng cường độ quanghợp cao nhất không trùng vào cường độ chiếu sáng cực đại, trừ thực vật C4 như

Zea mays, Saccharum officinale, Sorghum vulgare và hàng nghìn loài C4 khác

Cây ưa bóng là những cây ưa ánh sáng khuếch tán, thường sống dưới tán

cây khác trong bóng rợp Cường độ quang hợp đạt giá trị cực đại ở cường độchiếu sáng trung bình

Cây chịu bóng là những cây có khả năng sống cả ở nơi thiếu ánh sáng và

nơi được chiếu sáng tốt, tuy nhiên, cường độ quang hợp tăng khi cường độ chiếusáng tăng

Do nhu cầu ánh sáng khác nhau, thảm thực vật thường phân tầng Tầngtrên bao giờ cũng là cây ưa sáng, dưới tán của chúng là những cây ưa bóng, còncây chịu bóng thường sống dưới đáy rừng, nơi rất đói ánh sáng Đối với rừngnhiệt đới, ở tầng ưa sáng còn xuất hiện vài ba tầng vượt sáng

Liên quan đến thời gian chiếu sáng, thực vật còn có nhóm cây ngày dài vànhóm cây ngày ngắn sống ở vĩ độ trung bình Cây ngày dài là cây khi ra hoa, kếttrái cần pha sáng nhiều hơn pha tối, ngược lại, cây ngày ngắn đòi hỏi độ dàichiếu sáng khi ra hoa kết trái ngắn hơn

Dựa vào sự phản ứng của động vật với ánh sáng, người ta chia động vậtthành 3 nhóm: nhóm ưa hoạt động ban ngày, nhóm ưa hoạt động ban đêm và

nhóm ưa hoạt động vào thời gian chuyển tiếp giữa ngày và đêm (lúc hoàng hônhay lúc bình minh).

Những loài ưa hoạt động vào ban ngày có cơ quan tiếp nhận ánh sáng, từcác tế bào cảm quang đơn giản, phân bố trên cơ thể ở những loài động vật bậcthấp đến cơ quan thị giác phát triển ở các loài có mức tiến hoá cao như côntrùng, cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú Cùng với cơ quan thị giác, những loài ưahoạt động ban ngày còn có màu sắc, thậm chí sặc sỡ để thích ứng

Ánh sáng còn ảnh hưởng đến sự phát dục và sinh sản của nhiều loài độngvật Ở một số loài côn trùng sự thay đổi độ dài thời gian chiếu sáng vào mùa thuđưa đến hiện tượng đình dục Thay đổi độ dài thời gian chiếu sáng có thể làmthay đổi thời gian đẻ trứng của cá, làm thay đổi tỉ lệ đực cái đối với những loàivừa sinh sản hữu tính vừa sinh sản đơn tính Ánh sáng còn ảnh hưởng đến chu

kỳ thay lông của động vật, lên sự phân bố, biến động số lượng và sự di cư củađộng vật Di cư thẳng đứng của động vật nổi trong tầng nước theo ngày đêm lànhững ví dụ điển hình Như vậy, sự thích nghi lâu dài với chế độ chiếu sáng mà

ở động vật hình thành nên nhịp điệu hoạt động ngày đêm và mùa rất chính xác.Nhịp điệu này vẫn có thể được duy trì ngay trong điều kiện chiếu sáng nhân tạo

Vì vậy người ta gọi chúng là những "chiếc đồng hồ sinh học"

Ánh sáng mặt trăng biến đổi theo các pha (trăng non, trăng tròn, trăngkhuyết và không trăng) cũng gây ảnh hưởng mạnh đến sự kiếm ăn, sinh sản củanhiều loài động vật biển Nhiều loài cá, cua, giun thường đi kiếm ăn vàonhững đêm tối trời Rươi ở ven biển đồng bằng Bắc Bộ sinh sản tập trung vàonhững pha trăng khuyết và trăng non của tháng 9 và tháng 10 âm lịch Vì vậy,khi nói về mùa rươi, dân ở đây có câu "tháng chín đôi mươi, tháng mười mồngnăm" Rươi Palôlô ở quần đào Fiji (Thái Bình Dương) chỉ xuất hiện và sinh sảntập trung vào ngày cuối cùng của tuần trăng thứ tư trong tháng 10 và 11 dươnglịch Loài thỏ rừng lớn trên bán đảo Malaixia lại tăng các hoạt động sinh dục vàonhững đêm trăng tròn

2.1.2 Nhiệt độ

Nhiệt được hình thành chủ yếu từ bức xạ mặt trời, do vậy, trên bề mặt tráiđất có 2 nguồn nhiệt cơ bản: bức xạ nhiệt từ sự chiếu sáng trực tiếp và bức xạnhiệt sóng dài phản xạ lại từ các vật thể xung quanh (mây, nước, sông, núi, thànhquách ) Nhiệt độ còn là nguyên nhân gây ra những biến động lớn của các yếu tố

khí hậu khác như thay đổi khí áp, gây ra gió, giông, làm bốc hơi nước tạo nên độ

ẩm, gây ra mưa từ đó xảy ra quá trình phong hóa của bề mặt vỏ trái đất

Do liên quan với chế độ chiếu sáng, sự biến thiên của nhiệt độ trên hành tinhcũng xảy ra theo quy luật tương tự như cường độ bức xạ mặt trời trải trên bề mặttrái đất Nhiệt độ giảm theo hướng từ xích đạo đến các cực, song sự dao động nhiệt

độ xảy ra mạnh nhất ở vĩ độ trung bình Theo chiều thẳng đứng, trong tầng đốilưu của khí quyển, nhiệt độ giảm theo độ cao với tốc độ 10C/100m ở nhữngvùng khí hậu khô, hay 0,60C/100m ở những nơi không khí ẩm, liên quan vớimức "đoản khí" khi áp suất khí quyển giảm theo chiều cao với tốc độ 25mmHg/300m Đến tầng bình lưu nhiệt độ tăng dần, đạt đến giá trị khoảng âm 200C.Vượt khỏi tầng này, trong tầng trung lưu, nhiệt độ lại tiếp tục giảm thấp (hình2.2)

Hình 2.2: Sự phân bố nhiệt độ trong khí quyển

Trong khối nước ở các hồ sâu hay biển và đại dương, càng xuống sâunhiệt độ càng giảm và ngày một ổn định, còn nhiệt độ của lớp mỏng bề mặt daođộng thuận chiều với nhiệt độ của không khí

Nước có nhiệt dung lớn, gần như lớn nhất so với các vật thể khác và khảnăng truyền nhiệt kém nên sinh vật sống trong nước thường hẹp nhiệt hơn so vớinhững sinh vật sống trên cạn

Trong vỏ trái đất thì ngược lại, càng xuống sâu, nhiệt độ càng tăng

Sống trong hoàn cảnh quá lạnh hoặc quá nóng, sinh vật đều có cơ chếriêng để tồn tại như độ hạ bằng điểm của dịch tế bào, vỏ bọc cơ thể có khả năngphản xạ nhiệt cao, cách nhiệt tốt (da dày, thân phủ lông, có khoang chứa khí, có

Tầng trung lưu

Tầng bình lưu Tầng đối lưu

lớp mỡ dày dưới da ), có cơ chế riêng để điều hoà thân nhiệt và những tập tínhsinh thái đặc biệt khác (di cư, ngủ đông, hoạt động vào những khoảng thời giannhiệt độ giảm hay những nơi có nhiệt độ thích hợp).

Liên quan đến nhiệt, người ta chia sinh vật thành 2 nhóm: sinh vật biến

nhiệt (poikilotherm) hay sinh vật ngoại nhiệt (ectotherm) và nhóm sinh vật đẳng nhiệt (hômtherm) hay sinh vật nội nhiệt (endotherm).

Nhóm thứ nhất, nhiệt độ cơ thể biến thiên theo nhiệt độ môi trường, khảnăng hình thành hay tích nhiệt và sản nhiệt của cơ thể thấp, sự trao đổi nhiệt dựavào các hoạt động tập tính Thuộc nhóm này nói chung, gồm những động vậtkhông xương sống, có xương sống bậc thấp, chưa hình thành tim bốn ngăn, thựcvật, nấm và các Protista

Nhóm thứ 2 mà đại diện là chim và thú Chúng có khả năng tích nhiệt và sảnnhiệt cao Nhiệt độ cơ thể độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường Sự điềuchỉnh nhiệt độ cơ thể dựa vào nguồn nhiệt của chính bản thân và có cơ chế điều hòariêng, cũng như việc kết hợp với những hoạt động tập tính sinh thái khác

Những sinh vật đẳng nhiệt sống ở xứ lạnh thường giảm bớt những phầnthò ra như tai đuôi (quy tắc Allen), nhưng kích thước cơ thể lại lớn hơn so vớinhững loài tương tự sống ở xứ nóng (quy tắc Bergman) Ngược lại, những sinhvật biến nhiệt sống càng xa xích đạo, kích thước cơ thể lại nhỏ hơn so với nhữngloài gần nhau về mặt nguồn gốc sống ở các vĩ độ thấp Do vậy, trong các vùngnhiệt đới và xích đạo ta thường gặp những loài lưỡng cư và bò sát cỡ lớn nhưếch rừng ấn Độ, trăn gấm, rắn (hổ châu, hổ chúa), ba ba, rùa hồ Gươm, vích, đồimồi, cá sấu, kì đà, komôndo

Nhiệt độ Trái Đất không chỉ biến động theo không gian và theo thời gianhiện tại mà còn biến động rất lớn qua các giai đoạn địa chất trong lịch sử tiếnhoá của hành tinh Ngay ở thế kỉ Canh tân (Pleistocene) thuộc kỉ thứ IV, Bắcbán cầu đã xảy ra 4 lần phủ băng và tan băng và giờ đây, nhân loại đang sống ở

kỉ nóng nhất trong vòng 600 năm qua, trong đó 2 thập kỉ vừa qua là những thập

kỉ nóng hơn tất cả Ngày nay, do các hoạt động của con người, đặc biệt nền côngnghiệp hóa đã thải vào khí quyển các khí nhà kính làm cho trái đất ngày mộtnóng lên Đó là một hiểm họa thực sự đang đe dọa đời sống của sinh giới, trong

đó không loại trừ con người

2.1.3 Nước và độ ẩm

Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của sinh giới Nước

là môi trường sống của các loài thuỷ sinh vật, đồng thời là môi trường cho cácphản ứng sinh hóa diễn ra trong cơ thể sinh vật

Nước phân bố không đều trên hành tinh Đại dương chứa đến 1.370.000nghìn km3 nước mặn; trong các ao, hồ, sông, suối chỉ có khoảng 125.000km3

nước ngọt, còn trong khí quyển chứa khoảng 12.400 km3 dưới dạng hơi nước,tạo nên độ ẩm của không khí

Lượng mưa phân bố không đều theo vĩ độ địa lí Vùng nhiệt đới xích đạo lànơi có lượng mưa lớn nhất hành tinh, thường trên 2000mm/năm, có nơi lên đến10.000mm (ở Camơrun) Ngược lại, trong các hoang mạc lượng mưa thấp nhất,trung bình dưới 250mm/năm, thậm trí có nơi cả năm không có hạt mưa nào nhưhoang mạc Chilê, trung Sahara

2.1.3.1 Nước và đời sống của thuỷ sinh vật

Nước là môi trường sống, nơi diễn ra mọi quá trình sống của thuỷ sinh vậtnhư bắt mồi, sinh sản, sinh trưởng, phát triển và tiến hoá

Những sinh vật sống trôi nổi trong tầng nước (Phyto-và ZooplanKton)thường có trọng lượng riêng xấp xỉ bằng trọng lượng riêng của nước Chúng cónhiều cơ chế để chống chìm; tăng diện tích bề mặt tương đối (giảm kích thướcvới dạng hình cầu), tăng lực ma sát với nước (phát triển gai, lông tơ, sống tậpđoàn ), giảm trọng lượng thân (xương, vỏ, hình thành không bào chứa khí,chứa dầu )

Những động vật bơi lội giỏi có thân hình thuỷ lôi, hình dải, hình rắn, pháttriển các vây bơi hoặc tạo nên kiểu vận động phản lực trong nước (sứa, mực,bạch tuộc), kiểu "bay" trong không khí (cá chuồn)

Những loài thực vật sống cố định ở đáy thường tiêu giảm các mô nâng đỡ(thực vật lớn), nếu sống nửa nước nửa khí thì thân thường phát triển theo kiểu dịhình, thích nghi với điều kiện sống ở cả 2 môi trường (rau mác) Những loài độngvật sống cố định trong đáy, thân trở nên xốp, mảnh mai, phát cành, nhánh hoặcthành cụm (huệ biển, san hô, bọt biển ), những động vật sống ở màng nước cóphao bơi (bèo lục bình, sứa), đệm chân không thấm nước (con gọng vó, con đonước) hoặc có "chân" treo vào màng nước (các loài ốc, cung quăng)

Trừ các loài rùa, rắn và thú sống thứ sinh thở bằng phổi, phần lớn các sinhvật trong nước đều thở bằng khí quản (ấu trùng côn trùng, côn trùng sống trongnước) hoặc bằng mang (cá, cua, tôm, mực ), một số khác, nhất là những loài cókích thước rất nhỏ, lại hô hấp qua bề mặt cơ thể.

Cách dinh dưỡng của thuỷ sinh vật cũng rất đa dạng, có thể bằng cáchthẩm thấu hoặc chọn lọc thức ăn hoặc bắt mồi Đa số các loài sống trong nướcthường thụ tinh ngoài Những động vật sống đáy thường để trứng nổi, ấu trùng

nở ra phần lớn trải qua các giai đoạn biến thái phức tạp (giun đốt, thân mềm,giáp xác, cầu gai, nhiều loại cá đáy )

2.1.3.2 Độ ẩm và đời sống của sinh vật trên cạn

Đối với sinh vật sống trên cạn, độ ẩm của không khí và lượng mưa quyếtđịnh đến sự phân bố, mức độ phong phú của các loài sinh vật, đặc biệt là thảmthực vật

Độ ẩm được chỉ ra dưới các chỉ số: độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối và

độ hụt bão hòa hơi nước.

Độ ẩm tuyệt đối là số gam nước bão hòa trong một kilogam không khí, còn độ ẩm tương đối là tỉ số phần trăm giữa lượng nước thực tế được chứa trong

không khí so với lượng nước có thể bão hòa trong không khí ấy ở cùng điều kiện

nhiệt độ và áp suất Độ lụt bão hoà là hiệu số giữa áp suất hơi nước trong điều

kiện bão hòa và áp suất hơi nước trong thực tế Độ hụt bão hòa có ý nghĩa sinhthái rất quan trọng bởi vì sự bốc hơi nước thường tỉ lệ thuận với độ hụt bão hòachứ không phụ thuộc vào độ ẩm tương đối

Liên quan với độ ẩm người ta chia sinh vật thành 3 nhóm chính: nhóm ưa

ẩm (hydrophil), nhóm ưa ẩm vừa (mesophil) và nhóm chịu khô hạn (xenophil).Nhóm ưa ẩm thường sống ở những nơi có độ ẩm cao, gần với mức bão hòa.Nhóm chịu khô hạn thường gặp ở những nơi có độ ẩm thường xuyên rất thấp,còn nhóm thứ 2 là dạng trung gian giữa chúng

Do xuất hiện độ hụt bão hòa, nước thường xuyên được thoát ra từ bề mặt

cơ thể, gọi là sự thoát hơi nước Thoát hơi nước là chiến lược tồn tại của thực

vật Nhờ sự thoát hơi nước, dòng nước và muối khoáng mới di chuyển được từđất lên lá cây, giúp cho cây có nguyên vật liệu để thực hiện quá trình tổng hợpcác chất hữu cơ, tạo ra năng suất sơ cấp Điều khẳng định rằng, lượng chất hữu

thoát hơi nước" là một chỉ số về năng suất Đó là lượng chất khô được tích luỹ

trong cơ thể thực vật khi 1000g nước thoát ra từ thực vật Đối với những câynông nghiệp và thực vật hoang dại giá trị này đạt đến 2g hoặc nhỏ hơn, cònnhững cây chịu hạn thường cao hơn 2g

Dưới tán rừng nhiệt đới, nhiệt độ và độ ẩm khá cao, do vậy, xuất hiệnnhiều cây ưa ẩm, chịu bóng và ưa nóng, đặc biệt là nấm mốc và những loài thựcvật sống bì sinh hoặc khí sinh

Khô hạn là điều kiện rất khắc nghiệt đối với đời sống sinh vật, nhất làthực vật Vì vậy, sống trong hoàn cảnh đó, thực vật có những đặc tính thích nghirất đặc biệt:

- Trước hết, cây có khả năng trữ nước trong cơ thể (ở rễ, củ, thân và lá)

- Bảo vệ khỏi bị mất nước (lá, thân phủ lớp sáp; vỏ có tầng mô giậu, khikhô quá lỗ khí thường khép lại; thu hẹp diện tích lá như sự xẻ thuỳ, lá hình kim,

lá biến thành gai; rụng lá vào mùa khô )

- Tăng khả năng tìm nước (rễ cọc phát triển, len lỏi để tìm nơi có nước,nhiều khi chiều dài rễ dài gấp hàng chục lần chiều cao thân; ở những cây có rễchùm, rễ ăn lan trên sát mặt đất với diện tích lớn hơn nhiều so với diện tích táncây để hấp thụ "hơi sương" vào ban đêm, nhiều cây còn có rễ phụ cắm xuốngđất hoặc treo lơ lửng trong không khí để hút ẩm)

Đối với động vật, độ ẩm gây ảnh hưởng rất mạnh đến tuổi thọ, quá trìnhsinh trưởng, sinh sản, mức tử vong của chúng, nhất là đối với những loài độngvật biến nhiệt Đối với chúng, tập tính sinh thái là những phản ứng rất nổi bật

Ở đa số côn trùng khi độ ẩm giảm mức thấp, tức là độ hụt bão hòa cao,tuổi thọ bị rút ngắn do mất nước Ngược lại, khi độ ẩm quá cao trong điều kiệnnhiệt độ thấp thì tỉ lệ tử vong của chúng càng cao Những loài động vật trên cạnhay một khoảng thời gian nào đó sống ở cạn hô hấp bằng da hay một phần qua

da (ếch, nhái, cá thoi loi, cá lác) hay bằng các cơ quan hô hấp phụ (cơ quan trênmang của cá rô, cá chuối, cá trê) đòi hỏi da và các bộ phận tham gia hô hấp phảiluôn luôn ẩm Do vậy, chúng thường xuất hiện ở nơi râm mát, vào sáng sớm haychiều tối khi điều kiện độ ẩm không khí cao Những loài hoàn toàn thoát khỏiđời sống ở nước thường có vỏ bọc tốt hoặc có cơ chế riêng để chống mất nước

và duy trì lượng nước cần thiết cho cơ thể

Những loài động vật sống ở những nơi quá khô hạn trên các hoang mạccũng có những thích nghi đặc biệt về hình thái, sinh lí, sinh hóa và các tập tínhsinh thái khác Chẳng hạn, ở chúng, cơ thể được bọc bởi vỏ sừng (bò sát), giảmbớt lượng tuyến mồ hôi, nhu cầu nước thấp, tiểu đại tiện ít, phân khô (các loàithú), có khả năng tạo nước nội bào nhờ các phản ứng phân huỷ mỡ hoặc táchnước từ dạng nước liên kết (lạc đà) Điều quan trọng là chúng chuyển hoạt độngvào ban đêm, trốn tránh trong bóng rợp và hang hốc khi mức độ khô nóng vượtquá giới hạn sinh thái của chúng.

2.1.3.3 Sự tác động tổ hợp của nhiệt - ẩm

Nhiệt và ẩm là 2 yếu tố chủ yếu của khí hậu, chi phối rất mạnh đến sựphân bố và đời sống của các loài và những tổ chức cao hơn như quần thể, quần

xã sinh vật và hệ sinh thái

Sự tác động tổ hợp của nhiệt- ẩm lên sinh vật được mô tả ở hình 12 cạnhnhư một ổ sinh thái "mặt phẳng" với 2 yếu tố Dựa vào nhiệt độ và độ ẩm trungbình của các tháng, ta có thể dựng lên hình 12 cạnh mà mỗi góc giữa 2 cạnh liền

kề là giá trị trung bình của 2 yếu tố nhiệt - ẩm Hình này gọi là khí hậu đồ, mô tảvùng sống của một loài xác định Trong biểu đồ ta cũng có thể chỉ ra vùng cựcthuận cũng như đường cong của các mức tử vong khác nhau (hình 2.3)

Hình 2.3 Khí hậu đồ của một loài giả định Hình cũng chỉ ra các mức tử vong khác nhau của

loài ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau.

Vùng cực thuận, sống sót 100%

Tại giới hạn ngoài của vùng, mức tử vong đạt 40%

Tại giới hạn ngoài của vùng, mức tử vong 100%

Khí hậu đồ có ý nghĩa thực tiễn cao Dựa vào việc thiết lập các khí hậu đồcho các vùng địa lí khác nhau hay theo các thời điểm khác nhau cũng như vùngsống của một loài nào cần di nhập, người ta có thể thực hiện việc chuyển loài đóvào vùng có chế độ nhiệt ẩm phù hợp hoặc có thể giải thích hay dự báo khảnăng phát triển số lượng của loài trong các thời điểm khác nhau.

2.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐẤT VỚI SINH VẬT

Đất là môi trường sống của sinh vật trên cạn, là tổ hợp của giá thể khoángđược nghiền vụn cùng với các sinh vật trong đất và những sản phẩm hoạt độngsống của chúng Đất được xem là một trong những hệ sinh thái quan trọng cấu trúcnên sinh quyển Đất có những tính chất vật lí, hóa học và sinh học đặc trưng

Cấu trúc của đất được thể hiện qua tỉ lệ thành phần kích thước của các hạtđất, từ nhỏ đến lớn Sỏi có đường kính trên 2mm, cát thô: 0,2 - 2,0mm, cát mịn:20m - 0,2mm, limon: 2 - 20m và các hạt keo đất nhỏ hơn 2m Đất thường có

sự pha trộn các dạng hạt với những tỉ lệ khác nhau để cho các dạng đất như đấtsét, đất thịt nhẹ, thịt nặng, đất cát, cát pha

Cấu trúc của đất có quan hệ với độ thoáng và khả năng trữ nước Đất cát rấtthoáng, nhưng khả năng giữ nước kém; đất quá mịn có khả năng giữ nước tốt,nhưng lại yếm khí Đất chặt có các khe đất hẹp hơn 0,2 - 0,8m thì lông hút của

rễ không có khả năng xâm nhập vào để lấy nước và muối khoáng, nhiều loài độngvật có kích thước lớn hơn không thể cư trú được

Nước trong đất tồn tại dưới 2 dạng: nước liên kết với các phần tử đất vànước tự do Loại thứ 2 này có giá trị thực tế đối với đời sống của sinh vật Nước

tự do không chỉ cung cấp nước cho sinh vật mà còn là dung môi hòa tan cácmuối dinh dưỡng cung cấp cho động, thực vật và vi sinh vật

Do chứa các muối có gốc axit hay bazơ mà đất có dạng chua (pH<7) hoặckiềm (pH>7), tuy nhiên, chủ yếu nhờ sự có mặt phong phú của muối cacbonat,giá trị pH trong đất thường khá ổn định và ở dạng trung tính Dung dịch đấtchứa nhiều muối dinh dưỡng quan trọng làm nền tảng để thực vật tạo ra năngsuất và đáp ứng được nhu cầu sống đối với các loài động vật đất Đất mặn chứahàm lượng muối clorua cao Trong thiên nhiên còn có mặt các dạng đất đặc biệt,độc đối với đời sống của động vật như đất giàu lưu huỳnh (đất gypseux), giàumagiê (đất đolômit), đất giàu kẽm (đất calamine) ở những loại đất này các loàiđộng vật rất hiếm hoặc hầu như không gặp

Sự phân bố của các nhóm loài sinh vật phụ thuộc vào đặc tính của cácdạng đất, nước và nguồn dinh dưỡng chứa trong đó Chẳng hạn, các loài giunđất thường sống ở nơi đất có độ ẩm cao, giàu mùn; các loài mối cần độ ẩm của

không khí trong đất trên 50%, loài giun biển Arenicola maria sống trong các bãi

cát bùn chứa tới 24% nước Trong những điều kiện độ ẩm hay lượng nước thấphơn, các loài buộc phải di chuyển đến những nơi thích hợp, bằng không nhiềuloài phải chuyển sang dạng "ngủ" hay sống tiềm sinh trong kén

Đất được bảo vệ tốt nhờ vào độ che phủ của thảm thực vật, đặc biêt làrừng Rừng duy trì 40% lượng nước cho bốc hơi và 50% nước cho nước ngầm,chỉ còn 10% lượng nước tạo nên dòng chảy bề mặt Ở nơi không có rừng, nhưtrong các vùng đô thị, sự bốc hơi nước và nước để hình thành nước ngầm đềugiảm xuống, tương ứng chỉ còn 25% và 32%, trong khi dòng bề mặt tăng lên đến43% Do vậy, mất rừng, đất nhanh chóng bị bào mòn, nghèo kiệt, nhất là đối vớiđất vùng nhiệt đới xích đạo, nơi có nhiệt độ cao, lượng bốc hơi lớn

2.3 CÁC YẾU TỐ SINH HỌC

Các yếu tố sinh học chính là những mối quan hệ của sinh vật với sinh vậttrong cùng một loài hoặc khác loài Trong những mối quan hệ như thế, loài này(hay cá thể này) có thể làm lợi hoặc gây bất lợi cho những loài (hay cá thể) khác

có quan hệ với nó

Mối quan hệ sinh học trong cùng loài hay khác loài rất đa dạng, có thểgộp thành 2 nhóm chính: các mối tương tác dương, trong đó cũng có ít nhất mộtloài có lợi, không loài nào bị hại và các mối tương tác âm, trong đó có ít nhấtmột loài bị hại, không có loài nào được lợi (bảng 2.1)

Bảng 2.1: Các mối quan hệ sinh học chính giữa các loài

TT Mối quan hệ Giữa 2

loài Đặc trưng của mối tương tác Ví dụ

1 Trung tính 0 0 Hai loài không gây ảnh

hưởng tới nhau

Khỉ Hổ

Chồn Bướm

2 Hãm sinh 0 - Loài 1 gây ảnh hưởng

lên loài 2, còn loài 1 không bị ảnh hưởng gì

bacteria Động vậtnổi, cá

Cyano-nổi

3 Cạnh tranh - - Hai loài kìm hãm nhau Lúa, Cỏ dại,

Sư tử, báo Linhmiêu

4 Con mồi - vật

dữ

- + Con mồi bị vật dữ ăn

thịt; con mồi có kích thước nhỏ, số lượng đông; vật dữ có kích thước lớn, số lượng ít.

Chuột, giáp xác,

cá cơm

Mèo, cá trích, cá

số lượng đông

Gia cầm, gia súc

Giun, sán, ve, bét

6 Hội sinh + 0 Loài sống hội sinh có lợi,

loài được hội sinh không

có lợi và cũng không bị hại

Cua,cá bống, giun cá ép

Gun Erechis Rùa biển

Nấm, san

hô, trùng roi

9 Hiện tượng ở

gửi

+ 0 Loài sống ở gửi có lợi,

loài cho ở gửi không có lợi và cũng không bị hại

Sâu, bọ Kiến, mối

Điều cần phân biệt rằng, các mối quan hệ cùng loài cũng xuất hiện tương

tự như các mối quan hệ khác loài, nhưng nhiều mối quan hệ, nhất là các mốitương tác âm thường biểu hiện không quá gắt gao Nói chung, mối quan hệ trongnội bộ loài bao giờ cũng hướng đến việc giúp cho loài tồn tại và phát triển mộtcách hưng thịnh

2.4.TẬP TÍNH CỦA SINH VẬT

2.4.1 Khái niệm

Tập tính là tất cả những hoạt động được sinh vật sử dụng để thích nghi

với các điều kiện bên ngoài và để đảm bảo sự sinh tồn cho chính bản thân.

Tập tính còn là những hoạt động liên quan đến sự xuất hiện một nhu cầu

nào đó trong đời sống của động vật như: đói, khát, sự giao phối, làm tổ, bảo vệ

lãnh thổ, nuôi con v.v

Như vậy, tập tính là phương thức hoạt động để sinh vật duy trì nội cân

bằng, sự sống sót và sinh sản, đồng thời cho phép các cá thể tham gia với tư cách là một bộ phận cấu thành trong các nhóm chức năng của quần xã.

Tập tính xuất hiện ở mọi sinh vật, từ những cơ thể có tổ chức đơn giảnđến sinh vật bậc cao và nó bao gồm các dạng: "bẩm sinh" dựa trên các phản xạ

không điều kiện, mang đặc trưng của loài như tính hướng, tính theo, các hoạt

động bản năng (dinh dưỡng, tự vệ, sinh dục ) và tập tính "tập nhiễm" như sự huấn luyện (hay học tập) và trí tuệ.

Tập tính được biểu hiện bằng những hoạt động phối hợp của cơ, liên quanđến cử động của một bộ phận nào đó của cơ thể như chó vẫy đuôi, chim hót.Nhiều khi là một phức hợp nhiều động tác, trong đó cần có sự tham gia của toàn

cơ thể như việc thay đổi tư thế, như: cóc phát hiện được con ruồi phía bên trái,cóc lập tức xoay lại, đối diện với con mồi, nếu con mồi ở xa, cóc rạp mình, rónrén bò đến, khi đã ước lượng đúng khoảng cách, nhanh như chớp, cóc bật lưỡibắt gọn con ruồi Rõ ràng, những phản ứng trên dù được gây ra do những kíchthích từ bên trong (nhu cầu ăn, uống ) hay bên ngoài (các yếu tố vô sinh và hữusinh) đều là sự trả lời của cơ thể thông qua các hoạt động của hệ thống thần kinh

và thể dịch, bắt đầu từ những tiếp nhận kích thích của các thụ quan đến nhữnghoạt động điều phối của hệ thần kinh và những phản ứng trả lời thông qua cáchoạt động của các bộ phận cơ thể tương ứng Do vậy, trong quá trình tiến hoá,đặc biệt ở giới động vật, tập tính ngày một phức tạp trên cơ sở phát triển của hệthần kinh Từ đó, người ta có thể phân chia tập tính thành mấy loại sau đây

2.4.2 Phân loại tập tính

2.4.2.1 Tập tính bẩm sinh

- Tính hướng: là dạng tập tính đơn giản nhất, xuất hiện chủ yếu dựa trên

những phản ứng trả lời các nhu cầu sinh lí của các loài sinh vật bậc thấp Chẳnghạn, khi cây mọc, rễ bao giờ cũng đâm xuống đất, ngọn hướng lên trời; hoahướng dương luôn hướng về phía mặt trời

- Tính theo: là sự vận động để trả lời các kích thích, trong đó gồm "tính động", tức là vận động không định hướng để tránh các điều kiện bất lợi; "tính hướng theo" là sự vận động có hướng thuận hoặc nghịch với nguồn kích thích

như nhiều loài côn trùng, cá thường tập trung đến nguồn sáng đèn Ở nền đáy

khi thế ôxi hóa khử giảm, ấu trùng muỗi lắc (Chironomus dorsalis) chuyển từ

tầng tối lên tầng nước sáng (nơi thiếu ôxi lên nơi giàu ôxi hơn) Khi có tiếngđộng, mèo, chó vểnh tai hướng về nguồn tiếng động nghe ngóng để kịp thời có

những đối phó cần thiết ; "hướng lệch" lệch với nguồn kích thích (định hướng

của ong dựa trên tia sáng của mặt trời lệch khỏi nguồn thức ăn)

- Những hoạt động tự phát: Trong sự hình thành tập tính còn có đóng góp

của "hoạt động tự phát" của hệ thần kinh và các "cơ chế lập trình" Các tập tínhthuộc dạng "hoạt động tự phát" xuất hiện không phụ thuộc vào kích thích từ bênngoài, thường gặp ở những nhóm động vật bậc thấp mới có hạch thần kinh, chẳng

hạn, sự co bóp của dù sứa, sự uốn thân nhịp nhàng của giun Arenicola marina

trong tổ, lôi cuốn nước và thức ăn qua hang của mình để hô hấp và kiếm mồi

Ở trường hợp "cơ chế lập trình", các kích thích từ bên ngoài được coi như

là các "tín hiệu' gây ra hoạt động đặc thù đã được lập trình trong hệ thần kinhtrung ương Sống trong môi trường nào cũng vậy, tác động của các yếu tố môitrường lên cơ thể sinh vật rất đa dạng, động vật khác nhau tiếp nhận thế giới xungquanh hoàn toàn khác nhau qua các thụ quan của mình Song mỗi con vật khôngphải phản ứng lại với tất cả các biến đổi của môi trường mà chỉ "chọn lọc" nhữngyếu tố "đặc hiệu" đối với đời sống của nó thông qua các thụ quan và hệ thần kinhtrung ương Ví dụ, khi phát hiện thấy con quạ, gà mẹ theo bản năng xác định ngay

đó là "kẻ thù" liền phát tiếng kêu báo động, những con gà con nghe thấy tín hiệu

đó lập tức chạy trốn Con quạ là tín hiệu đặc thù đối với gà mẹ, còn tiếng kêu của

gà mẹ là tín hiệu đặc thù đối với đàn gà con Trong khi đó, sự xuất hiện của quạlại trở thành yếu tố "khiêu khích' đối với chèo bẻo, chèo bẻo liền phát ra tiếng kêu

để tập hợp những con chèo bẻo khác xúm lại tấn công quạ

Nói chung, những tập tính bẩm sinh dựa trên các phản xạ không điều kiệnđều là những phản ứng đã được mã hóa trong hệ thần kinh trung ương và mangtính di truyền Tập tính thuộc loại này xuất hiện ngay sau lúc mới đẻ Trẻ conmới sinh có phản xạ mút vú, chim non mới nở có động tác há mồm đòi mớm.Nhiều tập tính hình thành vào những thời điểm xác định của cuộc đời Đến tuổisinh sản các loài động vật khác giới tìm nhau, ve vãn để giao phối, vào mùa lạnhchim phương Bắc theo những con đường xác định di cư về các vùng đất phươngNam tránh rét, cá trình châu Âu khi sinh sản bao giờ cũng di cư ra biển Sargas,trung tâm Đại tây dương để đẻ trứng, mặc dầu sau mỗi lần như thế, đàn bố mẹđều chết hết

Rõ ràng, những tập tính quan trọng của động vật thường xuất hiện liênquan tới những tín hiệu rất cơ bản từ môi trường cũng như từ những nhu cầu bêntrong của cơ thể như là nhiệt độ, độ ẩm, con mồi, vật dữ, những cá thể khác giới,

sự đói, sự khát, nhu cầu giao phối, làm tổ, nuôi con mà những loại này đượcthể hiện rất đa dạng để con vật có thể thu nhận được bằng "tay", bằng "mắt",bằng"tai", bằng "mũi" và bằng "lưỡi" của mình Nhưng cần lưu ý rằng, kíchthích ở thời điểm này có thể gây một phản ứng nhất định, nhưng ở thời điểmkhác có khi không tạo ra một phản ứng nào, thậm chí còn gây ra phản ứng tráingược, bởi vì cơ thể ở những thời điểm khác nhau thường rơi vào những trạngthái khác nhau

Tập tính cũng thường biến đổi theo thời gian và mang tính chu kỳ Theo

sự phát triển của cơ thể, nhiều tập tính có thể biến đổi (mất đi hoặc thay thế bằngnhững tập tính mới), song nhiều tập tính lại được củng cố và hoàn thiện, sự hoànthiện của các tập tính gắn liền với sự phát triển của hệ thần kinh và hoạt độngcủa các chất nội tiết Hoocmon của các tuyến nội tiết làm thay đổi môi trườngbên trong mà ở đó có hệ thần kinh đang hoạt động và gây ảnh hưởng đến tậptính bằng nhiều con đường Ví dụ; nhờ hoocmom sinh dục mà các "dấu hiệu"sinh dục thứ cấp dần dần được hình thành và phát triển trong quá trình phát triểncủa cơ thể: Sự phát triển của mào và bộ mã đẹp của gà trống; sự "vỡ tiếng", mọcria ở con trai mới lớn; ngực, mông phát triển ở thiếu nữ dậy thì những tác độngqua lại giữa trạng thái hoocmom và các yếu tố bên ngoài đóng vai trò quan trọngtrong sự điều chỉnh tập tính và thường xảy ra rất phực tạp

lại, nhưng tốc độ nhanh hay lâu phụ thuộc vào quá trình mà con vật được thuầnhóa dài hay ngắn.

Dạng học tập đơn giản nhất là sự thành lập các phản xạ có điều kiện kinhđiển Dạng học tập khác có tính chất liên hợp là sự luyện tập dụng cụ (thành lậpcác phản xạ có điều kiện loại II) hay học tập bằng các thử nghiệm và sai lầm.Các phản xạ có điều kiện kinh điển và phản xạ có điều kiện loại II đều dựa trêncác phản xạ không điều kiện, còn những kích thích có điều kiện như tiếngchuông, ánh sáng, mùi, vị, những thành công và thất bại hay sai lầm tác độngđến mà con vật "nhận biết" được trong quá trình tập luyện sẽ thiết lập nên mốiquan hệ giữa những kích thích có điều kiện, bao gồm cả những thành công (sựthưởng) và sai lầm hay thất bại mà con vật mắc phải (sự phạt) Các phản xạ cóđiều kiện trở thành cơ sở của nhận thức Trong tự nhiên tồn tại nhiều yếu tốtương tự nhau và nhiều yếu tố rất khác nhau Khi tác động lên cơ thể, chúngkhông chỉ tạo nên các phản xạ có điều kiện thuộc loại "phổ cập" (do các yếu tốtương tự nhau) mà còn giúp con vật phân biệt được (do các yếu tố khác nhau).Nhiều phản xạ có điều kiện được thiết lập, nhưng không được củng cố trực tiếp,song nhờ vào sự "phân tích" các nguồn thông tin mới, sự "tìm tòi" con vật cóthể "hiểu biết" được thế giới xung quanh để có thể sử dụng những thông tin nhậnbiết được cho tương lai Hiện tượng nêu trên chính là "việc học tập do kinhnghiệm tiềm tàng" trong cuộc sống của sinh vật Chẳng hạn, nhiều loài côntrùng (ong, kiến ) thường thực hiện các cuộc "hành trình" định hướng xungquanh tổ vừa mới xây hay nguồn thức ăn nào đó vừa mới phát hiện để "ghi nhớ"

vị trí, thậm trí " đo đạc" cả cung đường cần đến

Học tập luôn gắn liền với việc duy trì thông tin trong hệ thống thần kinh

và với khả năng sử dụng thông tin đó trong các trường hợp cần thiết Quá trìnhnhận biết thông tin, phân tích rồi tổng hợp thông tin để đưa đến những phản ứngchính xác trước những phản ứng là đặc trưng của hệ thần kinh thuộc hệ động vậtcao cấp

đàn nhận biết nhau qua "màu sắc đàn" Tằm đực nhận biết những cá thể khác

giới bằng chất tiết Bombicom được tiết ra từ con cái Các loài hươu, cầy mướp,

cầy hương có những tuyến tiết "hương" ở hốc mắt, ở gốc đuôi, xung quanhvùng hậu môn Nhiều loài còn sử dụng cả nước tiểu, phân như là những tín hiệu

để nhận biết nhau hay để "đánh dấu" vị trí Nhiều loài sử dụng âm thanh nhưcôn trùng, ếch nhái để gọi bầy Các chất hoá học tiết ra bởi sinh vật, được convật sử dụng như những thông tin gọi là Pheromon

Những tín hiệu nhận biết qua thị giác không chỉ là mầu sắc mà còn là điệu

bộ của các con vật khác giới, đặc biệt là hiện tượng "khoác áo cưới", các cử chỉ

"khoe mẽ" như nhảy múa và những động tác "kệch cỡm" không đúng lúc của conđực Như vậy, sống trong xã hội sinh vật phải phụ thuộc vào nhau, chúng chia sẻtrách nhiệm trong công việc tìm kiếm thức ăn, xây tổ, nâng cao hiệu quả bảo vệ,hiệu quả sinh sản Một số loài côn trùng như mối, kiến, ong và cả con ngườisống trong một xã hội phức tạp và phát triển cao nhất trong sinh giới Trong xãhội ong, vị trí của mỗi cá thể được xác nhận ngay từ khi mới sinh Ong thợ chẳngbao giờ bén mảng đến gần ong chúa, còn những con ong đực chỉ hữu dụng khiong chúa kén "phò mã" để thực hiện giao thoa sinh sản, sau đó chúng thường rờikhỏi tổ Ong chúa là biểu tượng cho sự tồn tại của đàn ong, được chăm chút chuđáo và chỉ làm nhiệm vụ sinh sản Ngược lại, xã hội của động vật có xương sốngcấu trúc ít chặt chẽ hơn và như vậy, xã hội dành cho các cá thể cơ hội thay đổi vịtrí của mình, tức là có điều kiện nâng cao vị trí trong xã hội Nhiều xã hội độngvật có sự lãnh đạo "tập thể', song nhiều xã hội có con đầu đàn Việc xác lập conđầu đàn là những trận "đọ sức", thường của các cá thể đực

Nhiều loài động vật có xương sống lại có những tập tính xã hội khác liên

quan đến lãnh thổ mà chúng chiếm hữu Vùng được bảo vệ gọi là lãnh thổ và con vật do đó có tập tính bảo vệ lãnh thổ của mình một cách nghiêm ngặt Nhiều

loài cá, chim, chó sói, hươu, nai, khỉ, vượn là những loài có tính lãnh thổ cao

Do sự "đấu đá" mà sinh vật sống kiểu xã hội có sự phân chia thành những nhóm,đàn nhỏ có "lãnh địa" riêng Nhờ vậy, chúng có thể khai thác nguồn thức ăntương đối đồng đều Ở những loài có tập tính xã hội cao, lãnh thổ của chúng là

"của chung" chứ không phải cho từng "gia đình" Diện tích, vị trí lãnh thổ ít khithay đổi qua nhiều thế hệ nếu như nguồn dinh dưỡng và nước vẫn được duy trì.Những loài sống trên cây khó xác định địa bàn bằng "bước chân", chúng sửdụng tiếng kêu để đo đạc Chẳng hạn, những con chim, con vượn sáng sáng đều

dành một khoảng thời gian để hót, cốt là để "tuyên bố" với các cá thể xungquanh phạm vi lãnh thổ của mình Chúng có thể phải "chiến đấu" để bảo vệ lãnhthổ với những con khác cùng loài, nhưng lại phớt lờ những loài khác xâm phạmđến, vì những con này không sử dụng cùng nguồn thức ăn với chúng.

Tổ chức xã hội có thể gồm những "gia đình", những "bộ tộc" tạo nênmột xã hội lớn Trong thiên nhiên cũng gặp những xã hội không phải của mộtloài như "xã hội" khỉ và hươu sao, chúng dựa vào nhau để sống một cách antoàn hơn nhờ vào đôi mắt tinh của khỉ và đôi tai thính của hươu Những loài côntrùng sống thành xã hội xác lập nên những dạng xã hội phát triển rất cao và rất

cổ như ong, mối, kiến Trong kiểu sống này chẳng những con cái sống dựa vàocha mẹ mà sau này cha mẹ lại sống nhờ vào con cái Trong xã hội ong, kiến, mốiđược phân chia đẳng cấp và chức năng cho mỗi thành viên rất chặt chẽ như mộtkhuôn mẫu, đứng đầu là một "bà chúa" được mọi thành viên suy tôn, chăm sóc;

"bà chúa" không chỉ chịu trách nhiệm sinh sản, duy trì nòi giống mà còn là "linhhồn" của toàn xã hội

Chương ba QUẦN THỂ, QUẦN XÃ SINH VẬT

Mục tiêu:

- Nắm được thế nào là quần thể, quần xã, các đặc trưng cơ bản của nó

- Giải thích nguyên nhân, ý nghĩa của sự phân tầng và ứng dụng tính chấtphân tầng trong sản xuất nông nghiệp

- Mô tả được chuỗi thức ăn, mạng lưới thức ăn và xu thế của diễn thế sinhthái

3.1 QUẦN THỂ SINH VẬT

3.1.1 Khái niệm quần thể (tự học)

Thuật ngữ “quần thể” - population được bắt nguồn từ chữ la tinh Populus,

có nghĩa là dân tộc, đầu tiên dùng để chỉ một nhóm người, còn trong sinh tháihọc, nó bao hàm ý nghĩa rộng lớn hơn và dùng để chỉ một nhóm cá thể của bất

kỳ một loài sinh vật nào trong quần xã

Theo E.P Odum (1971), quần thể là một nhóm cá thể của một loài (hoặc

một nhóm khác nhau, nhưng có thể trao đổi về thông tin di truyền), sống trong một khoảng không gian nhất định, có những đặc điểm sinh thái đặc trưng của

cả nhóm chứ không phải của từng cá thể riêng biệt.

Mỗi quần thể có nhiều đặc trưng, nhưng xét về tính chất và số lượng,chúng ta có thể chia làm hai loại sau đây: (1) những đặc trưng có liên quan đến

số lượng và cấu trúc; (2) những đặc trưng biểu thị tính di truyền của quần thểnhư: mật độ, sinh sản và tử vong, thành phần tuổi, sự phân bố trong không gian

và kiểu sinh trưởng, sự dao động số lượng cá thể

Quần thể là hình thức tồn tại của loài trong điều kiện cụ thể của môitrường sống Một loài có thể bao gồm rất nhiều quần thể Hay nói khác đi, mộtloài bao gồm một tổ hợp phức tạp, tập hợp những sinh vật mang tính lãnh thổ vàsinh thái đặc trưng

Tập hợp các sinh vật trong loài mang tính chất lãnh thổ khác biệt lớn được

gọi là đơn vị dưới loài Dưới loài chiếm một phần lãnh thổ của khu phân bố của loài mang tính chất địa lý thống nhất Dưới loài lại chia thành các quần thể địa

lý Các quần thể địa lý khác nhau trước hết bởi các đặc tính về khí hậu và cảnh

quan vùng phân bố Quần thể địa lý lại phân thành những quần thể sinh thái.

Quần thể sinh thái bao gồm một tập hợp cá thể cùng sinh sống trên một khu vựcnhất định, ở đây mọi nhân tố ngoại cảnh tương đối đồng nhất, gọi là sinh cảnh(biotop) Nếu sinh cảnh không thật đồng nhất mà lại chia thành nhiều khu vực

nhỏ khác, thì quần thể lại chia thành những quần thể yếu tố sống trên những khu

vực nhỏ có những điều kiện sinh thái khác nhau kể trên

Trong nội bộ quần thể của nhiều loài động vật còn hình thành nhữngnhóm động vật (bày, đàn ) tạo điều kiện cho việc sử dụng nguồn sống cũng nhưcác điều kiện ngoại cảnh môi trường tốt hơn, và từ đó cũng hình thành những lốisống thích hợp đặc trưng

3.1.2 Phân bố các cá thể trong không gian và quan hệ các cá thể cùng loài

Sự phân bố của các cá thể trong không gian nơi ở của chúng có thể theo

ba kiểu: cách đều, ngẫu nhiên và cụm hay đàn

Phân bố cách đều biểu hiện trong các trường hợp (1) loài có biến động rấtnhỏ về số lượng cá thể trên đơn vị diện tích, (2) các cá thể của loài sống cáchnhau trên một khoảng cách bằng nhau Kiểu phân bố này không gặp trong điềukiện thiên nhiên, trái lại có thể gặp ở các quần thể sinh vật được con người kiểmsoát chặt chẽ: đồng ruộng, vườn cây, rừng trồng…

Phân bố ngẫu nhiên biểu hiện ở chỗ các cá thể phân bố không theo quyluật nhất định Điều thiết yếu cho phân bố ngẫu nhiên là tính đồng nhất của môitrường quần thể sinh vật Trên quan điểm thống kê, tính đồng nhất xuất hiệntrong trường hợp: (1) mỗi cá thể của loài có xác suất gặp như nhau ở bất kỳ vị trínào trong quần thể, (2) các xác suất này không thay đổi do sự có mặt của cá thểkhác ở gần đó Kiểu phân bố ngẫu nhiên cũng không thường gặp trong điều kiện

tự nhiên

Phân bố cụm, hay phân bố theo đám: Đó là sự sắp xếp các cá thể theotừng đám ở một diện tích nào đó trong quần thể và hầu như không bắt gặp ởdiện tích khác, đây là kiểu phân bố rất phổ biến trong thiên nhiên Sự hình thànhkiểu phân bố cụm có thể do những nguyên nhân sau đây: (1) đặc tính sinh học -sinh thái của loài (ví dụ phát tán quả hạt xung quanh tán cây mẹ, sinh sản theokiểu chồi, sự quần tụ theo bầy đàn…), (2) sự không thuần nhất của môi trường(ví dụ: địa hình không bằng phẳng, nguồn thức ăn tập chung theo từng đám…),

(3) tác động chọn lọc theo đám của con người (khai thác cây rừng theo đám…),(4) sự hấp dẫn của bầy đàn…

Khi nghiên cứu sự phân bố của các cá thể trong quần thể, Allee phát hiện

ra quy luật: Đa số các quần thể sớm hay muộn đều quần tụ thành những nhóm cáthể Sự quần tụ của các cá thể cùng loài có thể đem lại nhiều lợi ích cho quầnthể: (1) tăng cường ưu thế trong sự cạnh tranh không gian và nguồn thức ăn, (2)bảo vệ và hỗ trợ nhau trong quá trình chống lại kẻ thù, (3) làm tăng khả năngsinh sản và tỷ lệ sống sót, (4) tạo ra vi môi trường có lợi cho quần thể, (5) phânchia lao động và hợp tác… Song sự quần tụ của các cá thể cùng loài thành từngđám với số lượng lớn cá thể có thể dẫn đến một số bất lợi: (1) sự cạnh tranhtrong loài để dành không gian và thức ăn, kết quả lại giảm sự cạnh tranh giữacác loài, giảm khả năng sống sót của các thế hệ mới; (2) làm tăng sự căng thẳngtrong quần thể Ví dụ làm tăng sự lây lan bệnh tật nguy hiểm, làm giảm sự đadạng về hình thái và sức sống của các cá thể và cả quần thể; ví dụ một quần thểcây rừng đông đúc có thể gây ra hiện tượng tán lá chồng lấp lên nhau, kết quảlàm tán phát triển lệch dạng cờ, thân cây mảnh, vòng năm phát triển lệch, tỉacành sớm hoặc sự thiếu hụt ánh sáng dưới tán rừng dẫn đến sự ức chế sinhtrưởng và phát triển của thế hệ cây mới

3.2 QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG

3.2.1 Khái niệm về quần xã (tự học)

Quần xã (community) là một tập hợp tất cả các loài sinh vật khác nhau (thực vật, động vật, vi sinh vật) cùng chung sống (định cư) trong một vùng hoặc một sinh cảnh xác định, được hình thành trong quá trình lịch sử lâu dài, liên hệ với nhau do những đặc trưng chung về sinh thái học mà các thành phần cấu thành nên quần xã (quần thể, cá thể) không có.

Sinh cảnh là một lãnh thổ tương đối đồng nhất về điều kiện khí hậu, đấtđai cùng một tổ hợp sinh vật nhất định

Từ định nghĩa về quần xã sinh vật, chúng ta có thể rút ra hai nhận xét:+ Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật, song sự tập hợp nàykhông phải là một con số cộng đồng đơn thuần (không phải chỉ có các quần thểđứng cạnh nhau thì được gọi là quần xã) mà giữa các loài phải có mối quan hệrất chặt chẽ với nhau về dinh dưỡng và nơi ở Mối quan hệ này có thể là quan hệtương hỗ, đối địch hoặc là sự cạnh tranh

+ Do mối quan hệ giữa các loài trong quần xã và do quá trình trao đổi chấtcủa các loài này làm cho môi trường của quần xã biến đổi và bản thân quần xã

đó lại chịu sự tác động của sự biến đổi này

Từ hai nhận xét trên chúng ta thấy: Các quần xã trong tự nhiên có một cấutrúc nhất định và mỗi loài trong quần xã có một chức phận nhất định Khái niệm

về quần xã là một trong những khái niệm quan trọng bậc nhất trong lý luận cũngnhư trong ứng dụng sinh thái học Trên quan điểm lý luận cho biết các sinh vậtkhác nhau thường hình thành một hệ thống có tổ chức Quần xã sinh học luônthay đổi hình thái bề ngoài, song có cấu trúc và chức năng là đặc tính duy nhấtcủa nhóm đó Khái niệm quần xã có ý nghĩa to lớn trong thực tế sinh thái họcbởi vì chức năng của các sinh vật phụ thuộc vào quần xã Vì vậy, nếu như chúng

ta muốn tạo ra sự hưng thịnh hay ngược lại muốn kìm hãm một loài nào đó thìtốt nhất là làm cho quần xã biến đổi hơn là tổ chức tấn công trực tiếp vào loàinày Sự thịnh vượng của các sinh vật (ngay cả con người nữa) nói cho cùng đềuphụ thuộc vào bản chất của các quần xã và của hệ sinh thái mà nó chịu tác động

Quần xã được hình thành trên các quá trình trao đổi vật chất và nănglượng giữa các sinh vật với nhau tạo ra một thể thống nhất biểu thị các đặc tínhthích nghi của các sinh vật với ngoại cảnh Như vậy, quần xã sinh vật chính làphần sống của hệ sinh thái

3.2.2 Cấu trúc của quần xã

Cấu trúc của quần xã trước hết phụ thuộc vào các sinh vật cấu thành nênquần xã đó, sau đó đến sự phân bố không gian và mối quan hệ giữa chúng vớinhau cũng như giữa chúng với môi trường xung quanh “Sự phân bố của cácsinh vật trong không gian và quan hệ tương hỗ giữa chúng với môi trường ngoàiquyết định cấu trúc của quần xã” (Hutchison, 1953, 1970)

Cấu trúc của quần xã được biểu hiện bằng các đặc điểm sau:

- Đặc điểm phân tầng (sự phân bố của các sinh vật theo chiều thẳngđứng)

- Đặc điểm phân đới (sự phân bố của các sinh vật theo chiều nằm ngang)

- Đặc điểm về hoạt động (biểu hiện tính chất chu kỳ hay không chu kỳ củacác sinh vật)

- Đặc điểm về quan hệ dinh dưỡng (thể hiện bằng cấu trúc lưới dinhdưỡng của quần xã).

- Đặc điểm sinh sản (các hình thức sinh sản của sinh vật)

- Tính chất hoạt động của các loài cùng chung sống (được xác định bởicác mối quan hệ ký sinh, cạnh tranh, đối kháng hay sự cộng sinh)

- Mối quan hệ giữa các sinh vật với môi trường bên ngoài

Sau đây chúng ta xem xét một vài đặc điểm quan trọng trong cấu trúc của quần xã

3.2.2.1 Tính chất phân tầng của quần xã

Mối quan hệ về mặt không gian của các sinh vật trong quần xã rất quantrọng Mối quan hệ này biểu hiện ở nhiều hình thái khác nhau, trước hết là ở tínhchất phân tầng của quần xã Sự phân tầng của quần xã thể hiện rõ nét ở các quần

xã nhiệt đới, vực nước sâu, trong đại dương và trong lòng đất

Hình 3.1 Sự phân tầng trong rừng nhiệt đới

Sự phân tầng của quần xã phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trước hết lànhững nhân tố vật lý Các nhân tố môi trường bên ngoài (như nhiệt độ, ánh sáng,

ô xi hay thức ăn chẳng hạn) phân bố không đồng đều theo chiều thẳng đứng, đóchính là nguyên nhân hình thành các tầng khác nhau Vì có những điều kiệnkhác nhau, nên mỗi tầng có những sinh vật đặc trưng sinh sống

Sự phân tầng còn phụ thuộc vào cường độ quang hợp mạnh hay yếu củacác loài cây Dựa vào cường độ quang hợp người ta có thể bố trí cây trồng sinhsống ở các tầng khác nhau để tận dụng dinh dưỡng và ánh sáng…

Ví dụ:- Ngô có cường độ quang hợp là: 80 mg CO2 cm2 lá/h

Tính chất phân tầng của quần xã chỉ là tương đối, bởi vì sự phân tầng đó

có thể còn thay đổi theo thời gian và không gian (theo ngày đêm, mùa, địa điểm

mà quần xã phân bố) Mặt khác, người ta còn thấy một loài có thể sống được ởnhiều tầng khác nhau Tuy nhiên, vào thời kỳ sinh sản chúng thường gắn bó vớimột tầng xác định Ví dụ: Đaođy trong suốt thời gian một năm đã nghiên cứunhững quần thể động vật tiết túc trong năm tầng cơ bản của rừng cây Sồi và câyBách ở bang Missuri, ông thấy trong 240 loài (gồm côn trùng, nhện và đa túc)cho thấy: 181 loài (gần 75%) chỉ phân bố trong một tầng; 32 loài (gần 13%)sống ở hai tầng; 19 loài (gần 8%) sống được trong ba tầng; ngoài ra có từ 3-5loài sống được ở trong cả 4 tầng hoặc 5 tầng Tuy nhiên, vào thời kỳ sinh sảnchúng thường gắn bó với một tầng nhất định

* Ứng dụng tính chất phân tầng trong thực tiễn sản xuất

Trong thực tế sản xuất, con người đã ứng dụng rất có hiệu quả sự phântầng của sinh vật để tối ưu không gian sản xuất Ví dụ: Vườn cây ăn quả củanông dân Nam bộ có phân bố cây trồng như sau: Tầng cao nhất là cau (dừa);tầng thứ hai là xoài, (mít, chôm chôm, măng cụt, sầu riêng); tầng dưới nữa làchuối hoặc giàn bầu bí…; tầng cuối cùng là một loạt các cây dứa (rau thơm, câythuốc ưa ánh sáng tán xạ…)

Trong lĩnh vực chăn nuôi cá người ta đã biết tận dụng trên cùng một mặtnước thả các loại cá khác nhau, có loại ăn nổi phía trên mặt nước như cá mè và

cá trắm cỏ, có loại ăn ở tầng giữa như cá trôi …và có loại cá chuyên ăn chìmdưới đáy như cá chép, cá trê và cá quả…

* Ý nghĩa của tính chất phân tầng trong thực tiễn sản xuất

Tính chất phân tầng của quần xã có ý nghĩa sinh học rất lớn Nhờ sự phântầng mà các sinh vật (nhất là các sinh vật có họ hàng gần gũi và có phương thứcsống tương tự nhau) giảm được mức độ cạnh tranh nhau về nơi ở, dinh dưỡng vàánh sáng… Ví dụ rừng mưa nhiệt đới có tính chất phân tầng rất rõ rệt: Tầng câycao, tầng cây trung bình, tầng thấp, cây bụi, dây leo… Hoặc ở các tầng nướckhác nhau có các loại cá khác nhau sinh sống

Xuất phát từ việc lợi dụng tính chất phân tầng của các quần xã, con người

đã làm tăng tổng sản lượng cây trồng, vật nuôi trên một đơn vị diện tích, tăng thunhập/đơn vị diện tích Giảm rủi ro, đa dạng hóa cây trồng và sản phẩm, lấy ngắnnuôi dài, tăng hiệu quả sử dụng đất, tăng độ che phủ đất chống xói mòn ở giaiđoạn đầu Rải vụ về vật tư, lao động và sản phẩm Đáp ứng nhu cầu quanh nămcủa con người về hoa quả tươi, thực phẩm thích hợp với khẩu vị từng người…

3.2.2.2 Mối quan hệ dinh dưỡng

1) Chuỗi thức ăn và mạng lưới thức ăn

- Chuỗi thức ăn (xích thức ăn hoặc dây chuyền dinh dưỡng)

Tất cả các loài sinh vật sống trong quần xã liên kết với nhau bởi những mốiquan hệ chằng chịt và phức tạp Mối quan hệ ấy được thể hiện rõ nhất là quan hệ vềdinh dưỡng giữa các loài sinh vật để hình thành lên chuỗi thức ăn và lưới thức ăn

Vậy: Chuỗi thức ăn là một loạt các sinh vật cùng phụ thuộc lẫn nhau mà

trong đó một số sinh vật này làm thức ăn cho một số sinh vật khác.

Chuỗi thức ăn tạo thành sự liên tục từ mức độ thấp đến mức độ cao Trong

đó cây xanh là đầu mối của tất cả các chuỗi dinh dưỡng, chúng được gọi là cácsinh vật sản xuất và có nhiệm vụ chuyển hóa quang năng thành hóa năng Nănglượng này được tập chung trong các hợp chất: Protein, gluxid, lipid

Sinh vật tiêu thụ bao gồm các động vật, chúng không có khả năng tự sảnxuất được chất hữu cơ mà phải sử dụng các chất hữu cơ trực tiếp hay gián tiếp từ

sinh vật sản xuất Trong nhóm sinh vật tiêu thụ lại được chia ra: Sinh vật tiêu

thụ bậc 1 hay động vật ăn cỏ là các động vật chỉ ăn các loài thực vật; Sinh vật tiêu thụ bậc 2 là các động vật ăn tạp hay ăn thịt Theo chuỗi thức ăn ta còn có

sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4…; Sinh vật phân huỷ là các vi khuẩn và nấm có

nhiệm vụ phân huỷ xác chết của động thực vật

Sinh vật phân hủy  Sinh vật hoại sinh

Hình 3.2 Sơ đồ dạng tổng quát của chuỗi thức ăn

Ví dụ: Một chuỗi thức ăn đơn giản: Rau cải bị rệp muội tấn công, rệpmuội bị bọ rùa ăn thịt, đến lượt mình bọ rùa lại là thức ăn cho kiến ăn thịt và khichết đi tất cả các xác chết của động thực vật đều nhờ các sinh vật hoại sinh phânhủy thành các chất dinh dưỡng, chất khoáng nuôi cây Một chuỗi thức ăn kháctrong hệ sinh thái đồng cỏ: Cỏ  Châu chấu  Ếch  Rắn  Chim ăn rắn  Sinh vậthoại sinh

Tùy theo mức độ phát triển của hệ sinh thái mà có những thay đổi tinh vitrong cấu trúc chuỗi thức ăn Trong các hệ sinh thái chuỗi thức ăn được đưa vềhai dạng cơ bản là xích thức ăn cỏ và xích thức ăn hoại sinh

+ Xích thức ăn cỏ: Là xích thức ăn bắt đầu từ các thực vật sống Thực vậtđược tiêu thụ bởi các động vật ăn cỏ Năng lượng thức ăn nhanh chóng chuyển

từ cây xanh sang động vật ăn cỏ rồi sang động vật ăn thịt

Hình 3.3 Minh họa về một chuỗi thức ăn đơn giản

+ Xích thức ăn hoại sinh: Được bắt đầu từ các sinh vật không sống, các sảnphẩm động, thực vật chết (cành, rễ, lá, mùn bã, xác sinh vật…) được các sinh vậthoại sinh như giun, ốc… tiêu thụ Trong xích thức ăn hoại sinh, năng lượngchuyển từ mắt xích này sang mắt xích khác rất từ từ, rất chậm chạp Vì thế cácsản phẩm chết của sinh vật có thể nằm lại trong đất lâu dài tùy thuộc vào điềukiện môi trường Xích thức ăn hoại sinh phức tạp hơn xích thức ăn cỏ rất nhiều.

- Mạng lưới thức ăn

Các chuỗi thức ăn trong các kiểu hệ sinh thái rất dễ nhận biết, song quan

hệ thức ăn thường phức tạp hơn nhiều Trong thực tế, một động vật thường ănnhiều loài thực vật, các động vật ăn thịt cũng ăn nhiều loài động vật ăn cỏ và cácloài động vật khác

Mỗi loài nằm trong chuỗi thức ăn được gọi là một mắt xích thức ăn, đồngthời mỗi loài cũng là một mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn khác nhau Nhiềuchuỗi thức ăn kết hợp với nhau qua các mắt xích thức ăn này tạo thành mạnglưới thức ăn vô cùng phức tạp trong thiên nhiên

Vậy: Mạng lưới thức ăn là sự kết hợp của nhiều chuỗi thức ăn khác nhau,

được nối với nhau bởi một hoặc nhiều mắt xích thức ăn

Hình 3.4 Lưới thức ăn điển hình trên cạn

(Các chữ số La mã chỉ thứ tự các bậc dinh dưỡng)

Trong tự nhiên, các chuỗi thức ăn có thể dài hoặc ngắn khác nhau, độ dàicủa các chuỗi thức ăn được quyết định bởi hai quy luật (quy luật về kích thước

cá thể và quy luật hình tháp sinh thái)

2) Quy luật về kích thước cá thể trong quan hệ dinh dưỡng

Trong một chuỗi thức ăn có sự tăng trưởng liên tục về kích thước của vật tiêu thụ ở mắt xích sau so với kích thước của các sinh vật làm mồi cho nó.

Ví dụ: Phù du thực vật bao giờ cũng có kích thước nhỏ hơn phù du độngvật Hoặc cá ăn phù du thường có kích thước nhỏ hơn cá ăn thịt…

Tuy vậy, cũng có trường hợp ngoại lệ, vì quy luật kích thước cá thể phụthuộc vào nhiều yếu tố khác nhau và ngay trong quan hệ dinh dưỡng cũng khôngphải chúng luôn tuân theo quy luật trên một cách tuyệt đối Ví dụ: Chó sói cókích thước cơ thể nhỏ hơn hươu nai, cũng như hổ nhỏ hơn trâu rừng, hoặc vậtchủ lại “khổng lồ” hơn rất nhiều so với vật ký sinh… Những trường hợp ngoại

lệ này chúng ta có thể kể ra rất nhiều khi xét trên quan điểm về kích thước tuyệtđối, còn nếu như xét theo kích thước tương đối (khối lượng cơ thể/diện tích bềmặt - (M/S) thì quy luật trên vẫn đúng

3) Quy luật về hình tháp sinh thái

Mỗi quần xã có một cấu trúc dinh dưỡng nhất định mà thường được xem

là đặc trưng cho từng kiểu hình sinh thái Thức ăn có thể đo đạc và biểu thị cấutrúc dinh dưỡng bằng sản lượng toàn phần trên một đơn vị diện tích, hoặc bằng

số năng lượng được cố định trên một đơn vị diện tích theo một đơn vị thời giantrong các bậc dinh dưỡng tuần tự Cấu trúc và chức năng dinh dưỡng có thể biểuthị bằng các đồ thị hình tháp sinh thái với đáy là bậc dinh dưỡng thứ nhất (bậccủa sinh vật sản xuất) Các bậc kế tiếp tạo thành các tầng và đỉnh của hình tháp

Trong tự nhiên có ba kiểu hình tháp sinh thái chính: Hình tháp số lượng,hình tháp sinh khối và hình tháp năng lượng

E.P Odum (1971) đã đưa ra một chuỗi thức ăn sơ đẳng nhất mà sản phẩmđầu tiên của nó là đậu chàm trồng trên diện tích 4 ha, trên cánh đồng đó nuôi bê

và giả thiết bê chỉ ăn đậu chàm (medicago) Bê là nguồn thức ăn duy nhất của

một em bé 12 tuổi Các kết quả tính toán được trình bày ở ba tháp: Số lượng,sinh khối và năng lượng (hình 3.5)