Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Sinh học: Sinh thái học cá thể

Nội dung text: Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Sinh học: Sinh thái học cá thể

1. I/ SINH THÁI HỌC CÁ THỂ 1 Môi trường và các nhân tố sinh thái a. Khái niệm: Là phần không gian bao quanh sinh vật mà ở đó các yếu tố cấu tạo nên môi trường trực tiếp hoặc gián tiếp tác động lên sự sinh trưởng, phát triển của sinh vật. - Các loại môi trường chủ yếu: + Đất : Các lớp đất có SV đất sống + Trên cạn : Gồm mặt đất và lớp khí quyển gần mặt đất có đa số SV sống. + Nước: Gồm nước ngọt, mặn và lợ có SV thủy sinh + Sinh vật: Gồm TV, ĐV và người nơi sống của nhóm kí sinh, cộng sinh. b. Nhân tố sinh thái. - KN: Là những yếu tố trong môi trường có tác động và chi phối đời sống sinh vật. ( các chất khí, nhiệt độ ). Môi trường tác động lên sinh vật, đồng thời sinh vật cũng ảnh hưởng đến các nhân tố sinh thái, làm thay đổi tính chất của các nhân tố sinh thái. VD: con người phá rừng, săn bắn quá mức, sản xuất công nghiệp quá mức nhiệt độ trái đất nóng dần lên hạn hán, lũ lụt - Các loại nhân tố sinh thái: + Nhóm vô sinh: Nhân tố vật lí, hóa học xung quanh sinh vật. + Nhóm hữu sinh: Là các sinh vật khác sống xung quanh, có mối quan hệ sinh thái với sinh vật. Gồm sv cùng loài và sv khác loài c. Những quy luật tác động của các nhân tố sinh thái và giới hạn sinh thái. c1. Các quy luật tác động: - Tác động đồng thời và chi phối lẫn nhau. - Các nhân tố sinh thái ảnh hưởng lẫn nhau khi tác động lên cơ thể SV. - Ảnh hưởng không đồng đều ở các loài, không đồng đều lên các chức phận sống của cơ thể - Ảnh hưởng không đồng đều ở các giai đoạn hoặc các trạng thái sinh lí khác nhau của 1 cơ thể. (tùy loài, tùy giai đoạn phát triển, tùy trạng thái sinh lí của cơ thể mà tác động của các nhân tố sinh thái sẽ khác nhau) - Tác động qua lại giữa Sv với tổ hợp các nhân tố sinh thái: SV↔MT ( tổ chức nào càng cao thì tác động của nó tới môi trường càng lớn) VD c2. Giới hạn sinh thái *. KN: Là khoảng giá trị xác định về 1 một nhân tố sinh thái, ở đó SV tồn tại được và phát triển ổn định theo thời gian. VD: Cá rô phi có giới hạn nhiệt từ 5,6oC - 42oC . *. Đặc trưng về giới hạn: - Có điểm giới hạn trên (max), điểm giới hạn dưới (min) và vùng thuận lợi, vùng chống chịu. - Giới hạn của nhiều nhân tố bị thu hẹp khi ở giai đoạn non hoặc trạng thái sinh lí cơ thể thay đổi.(VD) - Giới hạn sinh thái về nhiều nhân tố phản ánh khả năng phân bố của loài. + Những loài có GHST rộng với nhiều nhân tố sinh thái thì phân bố rộng. + Những loài có giới hạn sinh thái hẹp với nhiều nhân tố sinh thái thì phân bố hẹp. + Những loài có giới hạn sinh thái rộng với nhân tố sinh thái này nhưng hẹp với nhân tố sinh thái khác thì có vùng phân bố hạn chế. d. Nơi ở và ổ sinh thái 1
2. d1. Nơi ở. - Là địa điểm cư trú của các loài. - VD: Hồ ao – nơi cư trú của SV thủy sinh. Tán cây là nơi ở của 1 số loài chim. - Khi số lượng loài quá đông trong 1 nơi ở sẽ có cạnh tranh giữa các loài. d2. Ổ sinh thái. - Là khoảng không gian sinh thái gồm tổ hợp các giới hạn sinh thái của mỗi loài. (ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển) VD: Sự khác nhau về kích thước mỏ chim → mỗi loài có 1 loại thức ăn riêng →mỗi loài có 1 ổ sinh thái riêng trên cùng 1 tán cây. - Trong cùng 1 sinh cảnh, ổ sinh thái của các loài có thể không trùng lặp hoặc trùng lặp nhau, sự trùng lặp ổ sinh thái thường dẫn tới cạnh tranh, phân li ổ sinh thái hoặc loại trừ nhau. + Nếu cùng 1 nơi ở nhưng có ổ sinh thái khác nhau thì ko cạnh tranh nhau. + Nếu có cùng ổ sinh thái thì sẽ cạnh tranh nhau. VD1: Trên cùng 1 nơi ở là vách đá nhưng những con Hà to ở phía trên, còn những con Hà nhỏ ở phía dưới gần mặt biển (có ổ sinh thái khác nhau → không cạnh tranh nhau). VD2: Các cây trong rừng có nhu cầu ánh sáng khác nhau →có ổ sinh thái khác nhau nhưng cùng chung sống →cùng nơi ở nhưng ko cạnh tranh nhau. + Khi phần giao nhau giữa 2 ổ sinh thái của 2 loài càng lớn thì sự cạnh tranh càng khốc liệt → cạnh tranh loại trừ nghĩa là loài thua cuộc hoặc bị tiêu diệt hoặc phải dời đi nơi khác. + Các loài càng gần nhau về nguồn gốc khi sống trong 1 sinh cảnh và cùng sử dụng 1 nguồn thức ăn chúng càng có xu hướng phân li ổ sinh thái để tránh cạnh tranh VD: Nếu bóc hết con Hà nhỏ đi thì những con Hà to sẽ tràn xuống dưới sống, Nhưng nếu có con Hà nhỏ thì những con Hà to sẽ bị đẩy lùi lên trên. 1.2. Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên cơ thể sinh vật. a. Ảnh hưởng của ánh sáng. - Ánh sáng là nhân tố cơ bản nhất, chi phối trực tiếp hoặc gián tiếp đén hầu hết các nhân tố khác. Đặc biệt là đối với thực vât, ánh sáng ảnh hưởng tới quang hợp, tới sự phân bố của các loài, tới hệ sắc tố của thực vật (ánh sáng yếu: nhiều diệp lục b - hấp thụ nhiều ánh sáng tán xạ, ánh sáng mạnh nhiều diệp lục a. - Cường độ và thành phần phổ ánh sáng giảm dần từ xích đạo về cực; từ mặt nước tới đáy sâu. - Các tia đơn sắc khác nhau có vai trò khác nhau, tia nhìn thấy quyết định sự phân bố các loài TV. - Ánh sáng biến đổi theo chu kì ngày - đêm và mùa. a1. Sự thích nghi của thực vật đối với ánh sáng: *. Cây ưa sáng: - Sống nơi quang đãng hoặc tầng trên của rừng nhiệt đới, nhận ánh sáng trực xạ. - Lá dày, màu xanh nhạt, - Lá nhỏ, xếp nghiêng, - Mô giậu phát triển,lục lạp ít, mạch dẫn nhỏ. * Cây ưa bóng: - Sống dưới bóng , nhận ánh sáng tán xạ. - Lá to, mỏng, xanh đậm. - Mô giậu kém phát triển, lục lạp nhiều, kích thước lục lạp lớn - Lá xếp nằm ngang, xen nhau. * Cây chịu bóng: - Thường sống ở đáy rừng. - Trung gian giữa 2 nhóm vừa sống ở nơi nhiều ánh sáng, vừa sống ở nơi ít ánh sáng. a2. Sự thích nghi của động vật. * Động vật ưa hoạt động ngày: - Sử dụng ánh sáng để di chuyển trong không gian. - Thị giác phát triển, nhiều màu sắc, màu sắc cơ thể đặc trưng tùy loài. + Màu sắc thích nghi ngụy trang + Sặc sỡ để dễ nhận biết đồng loại, dọa nạt kẻ thù. * ĐV ưa hoạt động đêm hoặc sống trong tối: - Hoặc thị giác rất phát triển hoặc thu nhỏ, tiêu giảm. - Nhiều loài phát triển xúc giác hoặc cơ quan phát quang * ĐV ưa hoạt động khi trời chập choạng: - Thường cơ quan thính giác phát triển. * Thích nghi sinh sản: - Một số loài đình dục khi thời gian chiếu sáng không thích hợp (sâu bọ) hoặc chỉ sinh sản theo mùa. 2
3. VD: cá hồi đẻ tự nhiên khi thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn nhất (mùa đông) a3. Nhịp điệu sinh học - Là nhịp điệu hoạt động sống của các loài SV theo chu kì ngày đêm hoặc theo cường độ, độ dài thời gian chiếu sáng. VD: - Lá cây trinh nữ - Ruồi ra khỏi nhộng vào buổi sáng. - Chuột ngủ trong hang ban ngày + Nhân tố chính chi phối nhịp sinh học là ánh sáng. b. Ảnh hưởng của nhiệt độ. - Nhiệt độ ảnh hưởng tới hình thái, cấu tạo cơ thể, tuổi thọ, các hoạt động sống và tập tính SV. - Ở mỗi loài cơ thể ở có những đặc điểm cấu tạo thích nghi b1. Sinh vật biến nhiêt: - Thân nhiệt biến đổi theo nhiệt độ môi trường - Trao đổi nhiệt trực tiếp với môi trường để điều chỉnh thân nhiệt. -> phân bố hẹp. * Ở TV: + Nơi giá rét: TV có vỏ dày, sinh trưởng chậm, ra hoa kết trái khi trời ấm + Nơi quá nóng: Lá cây có lớp cutin dày, tầng bần vỏ cây phát triển dày -> tạo ra lớp cách nhiệt . * Ở ĐV biến nhiệt : - Nhiệt tích lũy trong 1 giai đoạn phát triển hay cả cuộc đời gần như 1 hằng số, theo công thức: [T = (x- k).n] Trong đó : T- Tổng nhiệt hữu hiệu = const; k - Ngưỡng nhiệt phát triển = const. x - to môi trường. n - Thời gian phát triển => Chu kì sống thay đổi theo to môi trường. - ĐV biến nhiệt cùng loài hoặc các loài gần nhau sống ở vùng lạnh có kích thước cơ thể nhỏ hơn ở vùng ấm áp. (VD: cá sấu, trăn ), → Đv nơi lạnh thường phơi nắng, nơi nóng thường trốn vào hang. b2. Động vật hằng nhiêt: - Thân nhiệt ổn định, không phụ thuộc to môi trường. - Có cơ chế tự điều hòa thân nhiệt -> phân bố rộng. - Thích nghi với nhiệt độ môi trường thông qua hình thái, cấu tạo, hoạt động sinh lí, tập tính. + ĐV hằng nhiệt cùng loài hoặc các loài gần nhau sống ở vùng lạnh thường có kích thước cơ thể lớn hơn SV cùng loài sống ở nơi có to cao (Quy tắc Becman) + ĐV sống ở vùng ôn đới có phần nhô ra khỏi cơ thể (tai, đuôi, chi ) nhỏ hơn ĐV cùng loài sống ở vùng nhiệt đới (Quy tắc Anlen) + ĐV có lớp lông và mỡ dưới da dày, ngủ đông hoặc di trú đông. + ĐV sống ở vùng nóng có thêm đặc điểm: tuyến mồ hôi, lỗ chân lông PT, có tập tính ẩn nấp hoặc di cư c. Ảnh hưởng của độ ẩm. c1. Vai trò nước đối với SV: - Cấu tạo nên cơ thể (50% trọng lượng) - Môi trường hòa tan trong cơ thể - Ổn nhiệt cho cơ thể (truyền nhiệt kém). - Môi trường sống của SV thủy sinh, tạo độ ẩm cho đất và không khí. c2. Sự thích nghi của SV: - Phân hóa thành nhóm loài: + Loài ưa ẩm (TV, ĐV): Sống nơi độ ẩm rất cao. + Loài chịu hạn: Sống nơi độ ẩm rất thấp. + Loài ưa ẩm vừa (trung sinh) *. Thích nghi ở thực vật: - Thực vật chịu hạn có các hình thức: + Tiết kiệm nước (Ít thoát hơi nước- lá biến thành gai)và tích trữ nước trong cơ thể.(rễ, thân,lá) + Có khả năng tìm nước: rễ dài, ăn sâu, lan rộng (Cỏ lạc đà) + “Trốn hạn”: hạt không nảy mầm vào mùa hạ. * Thích nghi ở động vật: - Động vật biến nhiệt : + Khi độ ẩm giảm thấp rút ngắn tuổi thọ. + Khi độ ẩm quá cao, nhiệt độ thấp tỉ lệ chết cao. - Động vật đẳng nhiệt ở đk khô nóng : + Giảm tuyến mồ hôi + Bài tiết nước tiểu ít.(giảm đi tiểu, đi tiểu đặc, phân khô ) + Có vảy sừng + Hoạt động trong hang hoặc ban đêm. + Có khả năng trữ nước(lạc đà). + Tạo nước cho cơ thể qua quá trình phân giải. + Tập tính: uống nhiều nước trong 1 lần uống, di cư, ngủ hè 3
4. d. Tác động tổ hợp của nhiệt - ẩm - Nhiệt và ẩm là 2 yếu tố chính chi phối mạnh phân bố và đời sống SV. - Biểu đồ tổ hợp của nhiệt - ẩm = “thủy nhiệt đồ” e. Các nhân tố sinh thái khác. e1. Thích nghi với sự vận động của không khí - Hạt phấn nhỏ, nhẹ ; hạt nhiều loài có túm lông, cánh gai dài để phát tán đi xa. - Nơi gió lộng: Thân cây thấp, thân bò, rễ cắm sâu, có rễ phụ - ĐV bay có cánh rộng, khỏe, màng da để bay; côn trùng nơi gió lộng không có cánh hoặc cánh ngắn. e2. Thích nghi của thực vật với lửa: - Nơi thường có cháy rừng : Thân cây có vỏ dày chịu lửa tốt, thân ngầm dưới mặt đất, nước. g. Tác động trở lại của SV lên môi trường - Sinh vật tác động trở lại môi trường, làm biến đổi môi trường theo hướng có lợi: + SV làm biến đổi cấu trúc, thành phần hóa học của đất. + Cây làm tăng độ ẩm, giảm nhiệt độ dưới tán. + Một số loài làm biến đổi bề mặt Trái đất (VD: San hô ) h. Nhân tố giới hạn: - Khái niệm: Nhân tố giới hạn là nhân tố quyết định đối với sự sinh trưởng của cá thể ở mỗi giai đoạn nhất định VD: ĐV còn non: nhiệt độ. - Hạt lúa nảy mầm: độ ẩm - Cá vào mùa hè: oxi, nhiệt độ. - Nhân tố sinh thái trở thành nhân tố giới hạn đối với cá thể của loài khi: cơ thể còn non, cơ thể về già, cơ thể hoạt động sinh lí đặc biệt (sinh con ) Nhiệt độ (oC) B2. SINH THÁI HỌC QUẦN THỂ 1. Kiến thức trọng tâm Vùng trống 40 1.1. Khái niệm về quần thể. a. Định nghĩa: Nhóm cá thể cùng loài, phân bố trong vùng 35 thuộc khu phân bố của loài ở 1 thời điểm nhất định,có khả năng sinh ra con hữu thụ, kể cả loài ssản vô tính hoặc trinh 30 sản.( có khả năng sinh sản tạo ra thế hệ mới) b. Ý nghĩa sống thành quần thể 25 - Hỗ trợ nhau khai thác nguồn sống, chống lại kẻ thù, cùng Dưới tán rừng nhau sinh sản. 20 1.2. Các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể 6 giờ Giữa 6 giờ Nửa a. Hỗ trợ. sáng trưa chiều đêm - Quần tụ là xu hướng chủ yếu có ở nhiều loài. - Quần Thời gian trong ngày tụ có thể tạm thời hoặc suốt đời. - Các cá thể cùng quần thể có thể nhận biết nhau qua các dấu hiệu: mùi đặc trưng, màu sắc, vũ điệu - Sống cùng trong quần tụ các cá thể có thể hỗ trợ nhau tạo ra hiệu quả nhóm -> tăng khả năng tìm kiếm thức ăn, tăng khả năng chống chịu các yếu tố bất lợi trong môi trường, tăng khả năng sinh sản. - Quần thể có mật độ thấp sẽ dễ bị diệt vong vì: + Khó gặp nhau để sinh sản + Dễ giao phối cận huyết. + Giảm quan hệ hỗ trợ trong kiếm ăn, chống lại kẻ thù. b. Cạnh tranh - Nguyên nhân: khi mật độ cá thể vượt sức chứa của môi trường (mật độ quá đông hoặc nguồn sống quá eo hẹp không đủ cung cấp cho mọi cá thể trong quần thể). - Đối tương cạnh tranh: TV: ánh sáng, dinh dưỡng, nơi ở. ĐV: thức ăn, nơi ở, nơi làm tổ và đối tượng giao phối - Ý nghĩa : + Số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể duy trì ở mức độ phù hợp đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể. + Chọn lọc những cá thể có sực sống cao hơn trong quần thể.→Nâng cao mức sống sót của QT nhờ CLTN. ( Bổ sung : Tại sao các quần thể trong tự nhiên luôn tồn tại với một mật độ nhất định? Vì có sự cạnh tranh cùng loài, quan hệ các loài trong quần xã( khống chế sinh học) ) c. Các quan hệ đối kháng khác (không phổ biến) 4
5. c1. Kí sinh cùng loài:.(Có > 200 loài cá anglerfish sống ở đáy Đại tây dương và biển Nam cực kí sinh cùng loài) c2. Ăn thịt đồng loại: - Cá vược châu Âu ăn thịt con khi nguồn T.Ă bị suy kiệt. - Cá mập: Ấu thể nở trước ăn trứng, ấu thể nở sau khi còn trong bụng mẹ c3. Ý nghĩa: - Hạn chế gia tăng số lượng cá thể. - Giúp loài tồn tại và phát triển tốt hơn (CLTN) 1.2. Các đặc trưng cơ bản của quần thể a. Sự phân bố cá thể trong không gian. Phân bố đồng đều: Phân bố ngẫu nhiên Phân bố theo nhóm - Ở môi trường sống đồng nhất. - Ở môi trường sống đồng nhất. - Ở mtrg sống không đồng nhất. Đặc - Các c.thể có tính lãnh thổ cao. - Các cá thể không có tính lãnh - Các cá thể ưa sống quần tụ điểm - Ít gặp trong tự nhiên. thổ và không sống quần tụ bên nhau. - Ít gặp trong tự nhiên. - Rất phổ biến. Ý nghĩa Giảm sự cạnh tranh giữa các cá Tận dụng được nguồn sống tiềm Các cthể sẽ được hỗ trợ nhau sinh thái thể trong quần thể tàng trong môi trường. chống lại các ĐK bất lợi của mtr. Chim cánh cụt ở Bắc cực, chim Một loài cây gỗ trong rừng, sâu trên Bụi tre, đàn cá, các cây cỏ lào, Ví dụ Hải Âu làm tổ, thông trong rừng, tán lá, sò sống ở phù sa vùng triều cây chôm chôm con dã tràng trên bãi triều. * Ý nghĩa của việc nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến phân bố cá thể trong không gian: áp dụng trong trồng trọt và chăn nuôi phát huy tối đa sự phát triển của quần thể. b. Cấu trúc của quần thể b1. Cấu trúc giới tính - Là tỉ lệ giữa số lượng cá thể đực/ cái của quần thể. - Đa số các loài có tỉ lệ đực/cái = 1/1, tuy nhiên một số loài không theo tỉ lệ này (loài trinh sản, loài sinh sản vô tính ) - Tỉ lệ đực/cái có thể thay đổi theo chu kì (trước và sau mùa sinh sản) hoặc phụ thuộc môi trường. VD: + Ngỗng, vịt 40 đực/ 60 cái. + Thằn lằn và rắn: Trước sinh sản: cái > đực Sau mùa sinh sản: cái = đực (cái chết nhiều vào mùa sinh sản). + Kiến nâu, cá sấu, rùa: 20oC: trứng nở ra toàn đực. + Gà, hươu, nai: cái gấp 10 lần đực. - Đây là đặc trưng quan trọng, đảm bảo hiệu quả sinh sản của QT → ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của QT. - Đối với QT loài đa thê thì giảm cá thể đực không ảnh hưởng đến sức sinh sản của quần thể, chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sinh sản nhưng giảm cá thể cái thì ảnh hưởng nhiều đến sinh sản của QT. Đối với QT 1: 1 thì giảm cá thể đực và cái đều ảnh hưởng đến sức sinh sản của quần thể b2. Tuổi và cấu trúc tuổi *. Khái niệm về tuổi : - Tuổi thọ sinh lí (cá thể): Thời gian từ khi sinh ra đến khi chết vì già. - Tuổi thọ sinh thái: Thời gian từ khi sinh ra đến khi chết vì các nguyên nhân sinh thái. - Tuổi quần thể: Là tuổi thọ trung bình của các cá thể trong quần thể *. Cấu trúc tuổi. - Là số lượng cá thể ở mỗi độ tuổi nhất định. Mỗi QT có một cấu trúc tuổi đặc trưng. - Quần thể có 3 nhóm tuổi sinh thái : Trước sinh sản, đang sinh sản và sau sinh sản. - Mỗi nhóm tuổi là 1 đơn vị cấu trúc tuổi của quần thể. - Tỉ lệ các nhóm tuổi thay đổi khi môi trường có biến động. VD: môi trường có dịch bệnh, thiên tai, cá thể non và già chết nhiều hơn cá thể trung bình. MT thuận lợi:, TĂ phong phú: con non lớn nhanh, tỉ lệ tử vong ở con non giảm. - Cấu trúc tuổi là mấu chốt quyết định tốc độ tăng trưởng của quần thể. *. Tháp tuổi (tháp dân số ) : - Hình tháp xếp liên tiếp các nhóm tuổi từ non đến già . - Tháp tuổi phản ánh trang thái QT. C B 5
6. A I II III Các nhón tuổi Trạng thái quần thể A. Tuổi trước sinh sản I. Quần thể đang phát triển (Q.T trẻ). B . Tuổi đang sinh sản. II. Quần thể ổn định * Ý nghĩa của việc nghiên cứu cấu trúc tuổi: Giúp ta bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật có hiệu quả hơn. C . Tuổi đang sau sản. III. Quần thể suy thoái (Q.T già) b4. Quần thể người: Dân số nhân loại đã biến đổi qua 3 giai đoạn: + Giai đoạn nguyên thủy : Dân số tăng chậm.+ Giai đoạn của nền văn minh nông nghiệp: Dân số bắt đầu tăng. + Giai đoạn của thời đại công nghiệp và hậu công nghiệp : Dân số bùng nổ . c. Mật độ * Khái niệm: Là kích thước quần thể trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích * Mật độ là đặc trưng quan trọng nhất của quần thể Vì:+ Mật độ ảnh hưởng đến các đặc trưng khác + Mật độ ảnh hưởng đến: - Mức độ sử dụng nguồn sống trong sinh cảnh. - Mức độ lan truyền của dịch bệnh. - Tần số gặp nhau giữa đực và cái trong mùa sinh sản. - Tỉ lệ sinh và tỉ lệ tử - Xuất cư và nhập cư + Mật độ thể hiện tác động của loài đó trong quần xã. * Mật độ thay đổi theo chu kì mùa, chu kì nhiều năm hoặc điều kiện sống, mật độ chịu ảnh hưởng của tỉ lệ sinh, tử, xuất nhập cư * Cách tính mật độ: + Đếm trực tiếp: áp dụng khi QT có số lượng ít, môi trường hẹp và trống trải, kíchthước cơ thẻ tương đối lớn (chủ yếu ở thực vật). + Đếm gián tiếp: - Đếm theo ô thí nghiệm/ tổng diện tích hoặc thể tích của QT - Đếm trên số hang. - Đếm điểm trên tần số bắt gặp: Tần số điểm bắt gặp/ T.số điểm khảo sát. a + Bắt → đánh dấu → thả →bắt lại. Công thức tính: N = x. trong đó: b N: số cá thể của QT, x là số cá thể bắt lần 1 đánh dấu, a: số cá thể bắt được lần 2, b: số cá thể đánh dấu trong số số cá thể bắt lại lần 2 PP này chỉ đúng khi N, x,a ,b phải lớn, chỉ đúng khi số cá thể đánh dấuvà không đánh dấu phải ngang bằng nhau về khả năng bị bắt lại lần 2. d. Kích thước quần thể d1. Khái quát * Kích thước quần thể: Là tổng số cá thể hoặc sản lượng hay tổng sản lượng của các cá thể trong quần thể. * Mỗi quần thể có 1 kích thước đặc trưng. VD: QT voi rừng mưa nhiệt đới: 25 con/ 1 QT QT gà rừng: 200 con/1 QT * Kích thước quần thể dao động từ giới hạn tối thiểu đến giới hạn tối đa . + Kích thước tối thiểu: Là số lượng ít nhất buộc phải có, để đủ duy trì nòi giống và sự tồn tại của loài. Nếu KT quần thể KT tối đa thì sẽ dẫn đến: - Cạnh tranh - Ô nhiễm.- Bệnh tật → QT tử vong cao và di cư nhiều. * QT sinh vật có cơ thể nhỏ thì thường có KT lớn QT sinh vật có cơ thể lớn thì thường có KT nhỏ d2. Các nhân tố gây ra sự biến động kích thước quần thể + Công thức quần thể: Nt= No +B – D + I – E. Nt , No là số lượng cá thể ở các thời điểm t và to B: Mức sinh sản D: Mức tử vong I: Mức nhập cư E: Mức xuất cư *Mức sinh sản: + Là số cá thể sinh ra trong 1 khoảng thời gian nhất định. 6
7. + Mức sinh sản phụ thuộc vào: Cấu trúc tuổi của QT; Cấu trúc giới tính của QT; Thời gian thế hệ; Đặc điểm vòng đời của cá thể: số lượng trứng, con non trong 1 lứa; Số lứa đẻ của 1 cá thể trong 1 đời. - Mức ssản còn phụ thuộc vào đk môi trường, khí hậu và thức ăn do chúng ảnh hưởng đến vòng đời của cá thể. + Mức sinh sản cao: - Là QT trẻ, đang phát triển; - Thời gian thế hệ ngắn. - Duy trì tỉ lệ đực/ cái 1:1 ( QT đa thê ♀ lớn hơn.) - Đặc điểm vòng đời * Mức tử vong: + Là số cá thể của QT chết trong 1 khoảng thời gian nhất định, ngược với mức sống sót + Mức tử vong phụ thuộc vào: Cấu trúc tuổi; Cấu trúc giới tính; Thời gian thế hệ.; Môi trường và mức độ khai thác của con người. * Mức nhập cư: từ nơi khác đến - Nhập cư: xảy ra khi môi trường thuận lợi, có sức chứa lớn; số lượng cá thể của quần thể ít, cho phép thu nhận thêm các cá thể mới cùng loài. Nhập cư ít ảnh hưởng đến QT sở tại ( cùng loài) * Mức xuất cư: Ngược với nhập cư. - Xuất cư: xảy ra khi kích thước quần thể vượt quá sức chịu đựng của môi trường. Xuất cư tăng khi môi trường sống cạn kiệt, nơi ở chật chội, sự cạnh trang giữa các cá thể trong QT trở nên gay gắt. * Mức sống sót: - Là số cá thể sống sót đến 1 thời điểm nhất định. Công thức: Ss = 1 – D ( D là Tỉ lệ số cá thể chết; Ss là mức sống sót ) - Đường cong sống sót là đồ thị biểu diễn mức sống sót ở những thời điểm khác nhau của QT sinh vật. ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CONG SỐNG SÓT CỦA 3 QUÂN THỂ (KHÁC LOÀI) N (Số lượng cá thể) Phản ánh đặc điểm: Loài I: Đẻ ít, tỉ lệ tử vong ở giai đoạn non thấp. Loài II: Tỉ lệ tử vong ở các giai đoạn đồng đều. 0 Tuổi thọ Loài III: Đẻ nhiều, tỉ lệ tử vong ở giai đoạn noncao. Mỗi loài sinh vật có đường cong sống sót riêng, là sự trộn lẫn của 3 loại đường cong trên. - Ý nghĩa: Qua đường cong SS ta có thể biết được tử vong rơi vào lứa tuổi nào nhiều nhất → dự đoán kích thước QT trong tương lai. d3. Sự tăng trưởng kích thước quần thể. d3.1. Hệ số tăng trưởng (r) của QT - Biểu thức: r = B – D - Khi: B > D => QT tăng SL . B QT giảm SL B = D => QT ổn định d3.2. Các kiểu tăng trưởng của quần thể: * Tăng theo tiềm năng S. học (theo hàm mũ). - Theo lí thuyết, tăng theo hàm số mũ khi: + Có môi trường lí tưởng (không giới hạn) + Mức sinh sản của quần thể là tối đa, mức tử vong tối thiểu, r ( hệ số hay tốc độ tăng trưởng của quần thể) sẽ đạt cực đại( rmax)+ Đồ thị có hình chữ J N + Biểu thức : = rmax x N N : Mức tăng trưởng của QT t: khoảng thời gian tăng trưởng; t N là số lượng cá thể của QT ban đầu + Tốc độ sinh sản riêng tức thời ( b): Số các thể sinh ra trong 1 đơn vị thời gian chia cho số cá thể trung bình của QT : B = b x N 34 Vd: QT ban đầu có 1000 con, một năm tăng 34 con → b = = 0,034 1000 7
8. rmax càng lớn thì QT tăng trưởng càng nhanh. rmax có liên quan đến tiềm năng sinh học: Sức cản của môi trường * Kiểu tăng trong thực tế Trang thái ổn định - Trong thực tế không có môi trường lí tưởng(môi trường không giới hạn) - Sự tăng trưởng kích thước QT của đa số loài trong thực tế đều bị giới hạn bởi các yếu tố môi trường ( không gian sống, thức ăn, dịch bệnh, kí sinh, vật Điểm uốn (Tốcđộ tăng ăn thịt ) → QT chỉ tăng trưởng tới số lượng tối đa cân bằng với sức chứa trưởng cựcđại) của môii trường - Đồ thị có hình chữ S QT tăng kích thước theo đồ thị hình chữ S Biểu thức: Thời gian(năm) K N N/ t = r.N ( ) K: Kích thước tối đa khi cân bằng môi trường K Do r giảm khi N tăng; Nếu N > K thì kích thước QT sẽ giảm K QT cân bằng khi N = K QT tăng trưởng nhanh nhất khi N = 2 - Ý nghĩa: + Giúp cho việc bảo tồn các loài. Có thể dự đoán sư tăng trưởng nhanh của QT sau khi bị suy giảm. + Giúp lựa chọn thời điểm đánh bắt, thu hoạch hợp lí. + Giúp ta hiểu tại sao những loài nhập nội lại thường tăng trưởng kthước Qt nhanh →gây ảnh hưởng lớn đến s thái. + Trong trồng trọt người ta thường trồng nhiều loại cây trên 1 mảnh ruộng để giới hạn sức chứa của môi trường đối với sâu hại. 3. Biến động số lượng cá thể của quần thể 3.1. Khái niệm - Sự tăng, giảm số lượng cá thể của QT. - Là phản ứng tổng hợp của QT trước biến đổi Đ/k sống. 3.2. Các dạng biến động số lượng a. Biến động không theo chu kì. Do Các yếu tố ngẫu nhiên, con người làm biến đổi Đ/k sống.( Bão lụt, khai thác quá mức .) b. Biến động theo chu kì * Chu kì ngày đêm:- Đặc trưng cho các loài kích thước nhỏ, tuổi thọ thấp. VD : SV nổi VD: * TV nổi: ngày > đêm. * ĐV nổi : đêm > ngày * Chu kì tuần trăng và thủy triều. - Tăng , giảm số lượng khi trăng tròn hoặc trăng khuyết. - Tăng , giảm số lượng khi triều cường trong tháng VD: +Rươi ở ven biển Bắc bộ đẻ rộ cuối tháng 9 và đầu tháng 10 âm lịch + Cá suốt ven biển Califoocnia để trứng trong cát khi đỉnh triều (đêm trăng), nở con khi nước cường lần tiếp (đêm trăng tròn) * Chu kì mùa: Tăng , giảm số lượng theo mùa hè, đông tùy thuộc loài (SV biến nhiệt, chim rõ nét ở vùng ôn đới) *. Chu kì nhiều năm: - Tăng , giảm số lượng theo chu kì nhiều năm gặp ở nhiều loài chim, thú phương bắc. VD: +Thỏ rừng và mèo rừng ở Bắc Mĩ- chu kì 9-10 năm; + Cá cơm ở biển Pêru chu kì 10-12 năm liên quan El-Nino * Nguyên nhân gây biến động : +Nhân tố phụ thuộc mật độ: Cạnh tranh nguồn sống;Chiếm lĩnh khu vực sống; Sức khoẻ (dịch bệnh ); Vật ăn thịt + Nhân tố không phụ thuộc mật độ: khí hậu, cháy, bão lụt 3.3. Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể. Thông qua mối quan hệ sinh sản - tử vong. Các hình thức chủ yếu: a. Cạnh tranh trong quần thể. - Cạnh tranh làm tăng tỉ lệ tử vong, giảm tỉ lệ sinh sản phù hợp sức chứa của môi trường. - Hậu quả: “Tự tỉa thưa” ở TV và ĐV b. Di cư.- Di cư cả đàn hoặc 1 phần QT. VD: * Châu chấu có biến dị cánh dài di cư khỏi đàn. * Chuột thảo nguyên di cư cả đàn khi mật độ quá đông. c.Vật ăn thịt, vật kí sinh và dịch bệnh - Đều là nhân tố phụ thuộc mật độ (Tác động tăng khi mật độ cao) 8
9. - Vật kí sinh không giết chêt vật chủ ngay, chỉ làm suy yếu dần sinh bệnh dẫn đến chết. - Vật ăn thịt khống chế kích thước QT con mồi, con mồi cũng điều chỉnh kích thước QT vật chủ - Dịch bệnh làm giảm kích thước QT. B3. SINH THÁI HỌC QUẦN XÃ 1.1. Khái niệm về quần xã. - Tập hợp các QT SV khác loài, sống trong một không gian xác định, ở đó chúng quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường để tồn tại, phát triển ổn định theo thời gian. 1.2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã: a. Mức độ da dạng của quần xã: *Mức đa dạng của quần xã gồm: - Số lượng loài có trong quần xã. - Số lượng cá thể mỗi loài VD: QX 1 có 10 loài: Loài 1 = loài 2 = = loài 10 = 10% Qx QX 2 có 10 loài: Loài 1: 99% QX. 9 loài còn lại = 1%→ QX 1 có độ đa dạng cao hơn loài 2. + Trong 1 sinh cảnh xác định khi số loài tăng thì số lượng cá thể mỗi loài sẽ giảm. * Mức đa dạng biểu thị sự biến động, ổn định hay suy thoái của QX. * Mức độ đa dạng khác nhau trong các QX khác nhau VD : số lượng loài tăng dần từ vùng cực đến vùng xích đao. QX rừng có nhiều loài hơn ở QX đồng cỏ. Vùng khắc nghiệt có số lượng loài ít. * Các nhân tố ảnh hưởng đến mức đa dạng của QX: + Sản lượng sơ cấp của hệ sinh thái (sản lượng thực vật) : nhiều ánh sáng → TV nhiều hơn. NL mặt trời đến QX rừng nhiệt đới cao → sản lượng sơ cấp cao → chuỗi thức ăn càng dài. + Mức đa dạng phụ thuộc tính ổn định của môi trường. Sự phong phú về điều kiện địa chất , khí hậu sẽ tạo nên độ đa dạng của QX. VD: vùng nhiệt đới có sự đa dạng về mùa trong năm → Độ đa dạng cao. vùng ôn đới có khí hậu khó dự đoán → Độ đa dạng thấp. + Số lượng loài liên quan đến kích thước địa lí của QX: QX có kích thước địa lí rộng thì thường có độ đa dạng cao.( vì rộng nên sẽ đa dạng hơn về địa chất, khí hậu) → nếu giảm khu phân bố của Q xã thì sẽ kéo theo giảm sô loài . Vì vậy để bảo tồn sự đa dạng sinh học cần bảo tồn vùng sống của QX. + Số lượng loài liên quan đến kích thước đảo và khoảng cách từ đảo đến đát liền. Số lượng loài mới đến đảo gần cao hơn đảo xa ( xét cùng kích thước) Đảo lớn có nhiều ổ sinh thài hơn → loài mới xuất hiện nhiều hơn và loài mất đi ít hơn đảo nhỏ( xét cùng khoảng cách tới đất liền ( Đảo lớn có nhiều nguồn sống và nơi sống hơn) + Sự xáo trộn ở mức trung bình sẽ làm tăng sự đa dạng của QX + Loài chủ chốt cũng có vai trò trong duy trì sự đa dạng của QX: - Loài chủ chốt là các loài có ảnh hưởng đặc biệt quan trọng đến cấu trúc của QX, thường là vật dữ đầu bảng. - Vật ăn thịt (VD sao biển) có thể là loài chủ chốt, ngăn chặn các loài cạnh tranh quá mức, duy trì số lương loài đa dạng trong QX. - Ngoài ra loài chủ chốt cũng có thể là loài tạo nên môi trường sống cho loài khác( VD con Hải ly đắp đập , tạo hhồ nhỏ cho các loài khác sinh sống; cá sấu thường đào các lỗ dưới đáy hồ và khi hạn hán thì đó là nơi nước ngọt còn sót lại giúp các SV thuỷ sinh vượt qua giai đoạn khắc nghiệt. + Thời gian tiến hoá cũng liên quan đến độ đa dạng của QX: Nơi nào có thời gian tiến hoá lâu hơn thì có số lượng loài cao hơn. b. Cấu trúc quần xã: b1. Số lượng các nhóm loài: b1.1: Tên gọi các nhóm loài - Loài ưu thế: là loài có vai trò quan trọng trong quần xã : Dễ gặp ( tần suất xuất hiện cao), sinh khối lớn số lượng nhiều, quyết định chiều hướng PT của QX - Loài thứ yếu: Thay thế loài ưu thế khi nó suy vong. VD: loài hạt dẻ châu Mỹ là loài ưu thế ở vùng Đông Bắc MỸ. Nó bị tiêu diệt bởi nấm lây truyền từ châu Á. Vì vậy được thay thế bằng loài khác làýồi và cây lá đỏ. 9
10. - Loài ngẫu nhiên: Ít gặp, có độ phong phú thấp, tần suất xuất hiện thấp, có tác dụng làm tăng mức đa dạng của QX. - Loài chủ chốt: Là một hoặc 1 vài loài nào đó có vai trò kiểm soát và khống chế sự phát thiển của các loài khác, duy trì sự ổn định.cho quần xã và làm tăng sự đa dạng của QX . Nếu loài này bị mất khỏi Qx thì QX sẽ rơi vào trạng thái bị xáo trộn và dễ rơi vào trạng thái mất cân bằng. - Loài đặc trưng: là loài chỉ có ở 1 QX nào đó hoặc là loài có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác. b1.2 Các chỉ số về số lượng của từng nhóm loài: - Độ thường gặp (C) : Tỉ số % số lần gặp so với tổng số điểm khảo sát VD - Độ phong phú (mức giàu có) (D): Tỉ số % số cá thể của 1 loài so với tổng số thể các loài trong Q. xã.VD ni D = x 100 Trong đó n i là số cá thể của loài i trong QX, N là số lượng các cá thể của tất cả các loài trong QX. N Độ p.phú còn được xác định bởi các chỉ số địn tính khác: hiếm gặp(+), hay gặp(+ +), gặp nhiều(+ + +), gặp rất nhiều(+ + + +). b2. Phân biệt các nhóm loài theo chức năng : - Sinh vật tự dưỡng (Cây xanh, VSV có màu): Tạo ra chất hữu cơ. - Sinh vật dị dưỡng (ĐV , phần lớn VSV): Sống nhờ nguồn TĂ sơ cấp, bao gồm: + Sinh vật tiêu thụ (ăn mùn bã, TV, ăn thịt và tạp) + SV phân giải. Với chức năng của mình, 2 nhóm này sẽ tương tác với nhau thành 1 đơn vị thống nhất. b3. Sự phân bố các loài trong không gian + Phân bố của các loài trong không gian phụ thuụoc vào nhu cầu sống của từng loài. + Sự phân bố của các loài trong không gian có ý nghĩa: giảm sự cạnh tranh giữa các loài, tăng khả năng khai thác nguồn sống, giúp chống chọi với các điều kiện bất lợi của môi trường tốt hơn. + Có 2 hình thức phân bố - Phân tầng theo chiều thẳng đứng - Phân tầng theo chiều nằm ngang 1.3. Các mối quan hệ giữa các loài trong quần xã Quan hệ Đặc điểm Ví dụ Hỗ Cộng sinh - Hợp tác chặt chẽ giữa 2 hoặc nhiều loài - Nấm + VK lam + tảo → địa trợ A ↔ B - Tất cả các loài cùng có lợi . Trong nhiều y. + + trường hợp sống cộng sinh là bắt buộc khi dời - VSV trong dạ dày trâu, bò. khỏi nhau cả 2 loài đều chết. - Trùng cỏ sống trong ruột mối. Hợp tác - Hợp tác không chặt chẽ giữa 2 hoặc nhiều loài - Chim sáo và trâu rừng. A ↔ B - Các loài cùng có lợi, nhưng chỉ là sống dựa - Chim và cá sâu. + + vào nhau, không bắt buộc Hội sinh - Hợp tác giữa 2 loài, 1 loài được lợi, loài kia - Phong lan trên cây thân gỗ A ↔ B trung tính (không lợi không hại.) - Cá ép sống bám trên cá lớn( 0 + cá mập, cá heo) Đối Ức chế cảm nhiễm - 1 loài sống bình thường, vô tình gây hai loài Tảo giáp nở hoa làm chết tôm, kháng A ↔ B khác cá, chim. 0 - Cạnh tranh - Các loài tranh nhau nguồn sống. - Cây trồng và cỏ dại. A ↔ B - Các loài cùng bị hại;. - 3 loài chim ăn hạt cùng ở - - - thường dẫn tới phân li ổ sinh thái. trong rừng. Kí sinh và nửa kí - Một loài sống trên cơ thể loài khác lấy chất Giun, sán, sống trong hệ tiêu sinh dinh dưỡng của loài khác để nuôi chính mình. hoá của người , động vật. A ↔ B - 2 loại: kí sinh và nửa kí sinh. - Dây tơ hồng trên cây cúc tần, - + - Chỉ lấy chất ddưỡng mà không giết chết vật chủ. tầm gửi SV này ăn SV khác - Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn. - Bò ăn cỏ. A ↔ B + ĐV ăn TV - Cáo bắt gà. + - + ĐV ăn ĐV + TV ăn ĐV - Cây nắp ấm ăn côn trùng 1.4. Quan hệ dinh dưỡng giữa các loài trong quần xã 10
11. a. Chuỗi thức ăn: - Một dãy gồm nhiều loài SV có quan hệ dinh dưỡng với nhau, mỗi loài là 1 mắt xích, nó vừa có nguồn TĂ là mắt xích phía trước vừa là nguồn TĂ của mắt xích phía sau. - VD: Chuỗi có 3 nhóm SV Cây ngô Sâu ăn lá ngô nhái rắn hổ mang Diều hâu. - 2 loại chuỗi TĂ, luôn diễn ra song song, trong đó chuỗi 2 là hệ quả của chuỗi 1. + Chuỗi 1: Khởi đầu bằng sinh vật tự dưỡng + Chuỗi 2: Khởi đầu bằng mùn bã sinh vật . Thường trong quần xã tồn tại cả 2 loại chuỗi thức ăn trên nhưng tuỳ điều kiện mà 1 trong 2 loại chuỗi trở nên ưu thế. VD: Ở Ba Vì: Mùa xuân , hè thì chuỗi 1 chiếm ưu thế, còn mùa đông thì chuỗi 2 chiếm ưu thế. Muốn chuỗi thức ăn dài thì đáy phải rộng (SVSX nhiều), NL mất đi qua các bậc dinh dưỡng ít, Chu trình tuần hoàn vật chất nhanh. b. Lưới thức ăn: - Tập hợp các chuỗi TĂ, trong đó 1 số loài là điểm nối giữa các chuỗi. - Lưới TĂ phức tạp dần từ vĩ độ cao thấp; từ khơi đại dương bờ, - Q.xã trưởng thành có lưới TĂ phức tạp hơn Q.xã trẻ, hay QX suy thoái. c. Bậc dinh dưỡng: - Những SV có cùng mức dinh dưỡng hợp thành 1 bậc dinh dưỡng. - Các bậc: + Cấp I: SV SX ; Cấp II: SV tiêu thụ bậc I . Cấp cao nhất : SV tiêu thụ bậc cuối. Khi xếp chồng liên tiếp các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao ta có hình tháp → Tháp sinh thái. d. Tháp sinh thái: - Biểu đồ gồm nhiều hình chữ nhật chiều cao như nhau, xếp chồng lên nhau; chiều dài biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng. - Các loại tháp: Tháp số lượng Tháp sinh khối Tháp năng lượng (Có kí sinh) (Có SV nổi) - Tháp năng lượng luôn dạng chuẩn, 2 loại kia có thể chuẩn hoặc biến dạng khi có kí sinh , SV nổi. 1.5. Diễn thế sinh thái a. Khái niệm: - ĐN: Quá trình phát triển thay thế tuần tự của các Q.xã SV, từ dạng khởi đầu -> các G/đ Tr. gian -> đỉnh cực (tương đối ổn định). - Tính chất : có định hướng, có thể dự báo được. b. Nguyên nhân - Từ bên ngoài QX: Các hiện tượng bất thường, ngẫu nhiên trong thiên nhiên hoặc do con người gây ra: ( Bão lụt, cháy rừng .) - Trong nội tại QX: Sự cạnh tranhgiữa các loài ( Khi mt tương đối ổn định, loài ưu thế thường làm biến đổi mạnh mt, bất lợi cho mình dẫn tới loài khác trở thành ưu thế ) - QX là động lực gây ra diễn thế, biến đổi mt chỉ là khởi động c. Các dạng diễn thế c1 Diễn thế nguyên sinh - Xẩy ra ở mt trước đó chưa có SV. - Xuất hiện QX tiên phong -> các QX TG –> QX đỉnh cực. ( Khởi đầu = SV dị dưỡng hoại sinh (nấm, mốc ) -> rêu -> cỏ -> cây thân thảo, thân gỗ -> rừng nguyên sinh). c2. Diễn thế thứ sinh - Xẩy ra ở mt trước đó đã có QXSV nhưng nay đã bị hủy diệt hoàn toàn. - Phục hồi QX khởi đầu -> các QX Tr.G -> QX mới 11
12. VD: ( Hồ nước cạn kiệt -> QX thủy sinh bị hủy diệt. Khởi đầu xuất hiện (cây 1 năm) -> cây thân thảo -> cây bụi - > cây thân gỗ -> QX đỉnh cực). d. Những xu hướng biến đổi chính trong quá trình diễn thế để thiết lập trạng thái cân bằng Trong diễn thế, nhiều chỉ số sinh thái biến đổi để phù hợp theo các hướng là: (6 hướng cơ bản) - Sinh khối và tổng sản lượng tăng, sản lượng sơ cấp tinh (PN)giảm. - Hô hấp trong quần xã tăng, tỉ lệ giữa sản xuất và phân giải vật chất tiến dần đến 1. - Đa dạng loài tăng , số lượng cá thể mỗi loài giảm dần, quan hệ sinh thái trở lên căng thẳng. - Lưới thức ăn phức tạp đần, chuỗi thức ăn mùn bã hữu cơ ngày càng quan trọng hơn. - Kích thước , tuổi thọ của các loài tăng - Khả năng tích lũy chất dinh dưỡng tăng dần, quần xã sử dụng năng lượng hoàn hảo dần. B4. SINH THÁI HỌC HỆ SINH THÁI 1.1. Khái niệm về hệ sinh thái. - Tập hợp quần xã + môi trường sống của quần xã. Trong đó các SV tương tác với nhau và với môi trường tạo ra các chu trình SINH - ĐỊA - HÓA và sự biến đổi năng lượng. - Là hệ thống sinh học hoàn chỉnh, đủ các chức năng sống thông qua tổng hợp và phân giải - Là hệ thống mở, tự điều chỉnh để duy trì ổn định. II. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái + QXSV: (3 yếu tố): - SV SX, - SV tiêu thụ, - SV phân giải. + Sinh cảnh: (3 yếu tố): - Các chất vô cơ, - Các chất hữu cơ, - Chế độ khí hậu 1.2. Các kiểu hệ sinh thái ( Phân biệt theo nguồn gốc hình thành) a. Hệ sinh thái tự nhiên - Hình thành bằng các QL tự nhiên, rất đa dạng: Từ giọt nước lấy từ ao -> Rừng mưa nhiệt đới b. Hệ sinh thái nhân tạo - Do con người tạo ra, rất đa dạng: HST trong ống nghiệm, đô thị, đồng ruộng. - Con tàu vũ trụ là HST nhân tạo Đặc biệt vì bị khép kín hoàn toàn. 1.3. Các chu trình sinh - địa – hóa trong hệ sinh thái SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT VỀ CHU TRÌNH SINH - ĐỊA - HÓA Chất dinh dưỡng trong tự nhiên Vật chất Trao đổi SVSX SVTT Sinh vật phân giải Phần vật chất lắng đọng a. Khái niệm: - Là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên, từ môi trường ngoài vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng, rồi lại trở lại môi trường. b. Các chu trình chủ yếu: a. Chu trình nước - Hơi nước trong khí quyển -> xuống đại dương và mặt đất -> cơ thể SV -> khí quyển và 1 phần lắng đọng b. Chu trình cacbon - Các bon đi vào chu trình ở dạng CO2. - Các bon là nguyên tố quan trọng cấu trúc lên cơ thể SV (C, H, O, N). c. Chu trình nitơ - Nitơ đi vào chu trình ở dạng muối NH và NO - Muối nitơ chủ yếu do vi khuẩn tổng hợp từ 4 3 nitơ tự do (N2) trong không khí 12
13. 3 d. Chu trình phôt pho: - Phôtpho đi vào chu trình ở dạng phôtphát hòa tan (PO4 ) - Phôtpho lắng đọng lượng lớn trong trầm tích biển 1.4. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái a. Sự biến đổi của năng lượng trong hệ sinh thái - Khoảng 50% tổng bức xạ từ Mặt trời chiếu xuống Trái Đất tham gia vào quá trình quang hợp (chủ yếu là tia nhìn thấy)- gọi là “bức xạ quang hợp”. - SVSX chuyển quang năng thành hóa năng chứa trong mô tạo nên sản lương SV sơ cấp thô (P G) với hiệu suât QH rất nhỏ ( dưới 1%) - SVSX chi dùng 1 phần năng lượng chuyển hóa được cho sinh trưởng và phát triển, phần còn lại ở dạng tích lũy (Sản lượng tinh - PN). - SVTT dùng một phần năng lượng tích lũy của SVSX trong TĂ để tạo nên sản lượng sinh vật thứ cấp thô, chi dùng 1 phần cho sinh trưởng &phát triển, hoạt động, phần còn lại tích lũy (sản lượng thứ cấp tinh) - Những phần rơi rụng, chất bài tiết, xác TV và ĐV được VSV phân giải thành chất vô cơ, hóa năng đổi thành nhiệt phát tàn vào môi trường. - Năng lượng đi theo dòng, sinh vật chỉ sử dụng 1 lần qua chuỗi thức ăn. Hô hấp R1 R2 R3 PG SVSX PN SV TT bậc I C1 SV TT bậc II C2 10% 10% AS’ AS’ NU1 NU2 NA1 NU3 NA 2 SV phân giải CH(to) - Năng lượng chuyển hóa qua mỗi bậc dinh dưỡng bị hao phí rất lớn (90%), do đó chiều dài của chuỗi TĂ có giới hạn và tháp sinh thái năng lượng luôn có dạng chuẩn. - Hiệu suất sinh thái (eff): Tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng. Ci 1 eff = 100 Ci : là bậc dinh dưỡng thứ (i) Ci b. Sản lượng sinh vật sơ cấp - Do SVSX tạo ra nhờ quang hợp( QH). - Hiệu suất QH nhỏ (0,2 - 0,5% tổng lượng bức xạ), tạo ra sản lượng sơ cấp thô (PG). - TV tích lũy: PN = PG – R (≈ 60-70% PG) c. Sản lượng sinh vật thứ cấp: - Do SV TT tạo ra, ở bậc dinh dưỡng càng cao tổng năng lượng càng nhỏ. 1.5. Sinh quyển a. Khái niệm: Sinh quyển là 1 hệ sinh thái lớn nhất gồm tất cả SV và các nhân tố môi trường trên Trái đất. b. Các khu sinh học chính trên trái đất - Khu sinh học (biom) là những hệ sinh thái rất lớnđặc trưng cho đất đai và khí hậu của 1 vùng địa lí. b1. Các khu sinh học trên cạn *. Đồng rêu (Tunđra): - Quanh năm băng giá, đất nghèo, SV có thời kì sinh trưởng ngắn. - Đại diện: rêu, địa y, cỏ bông, phong lùn, tuần lộc, gấu trắng *. Rừng lá kim phương Bắc (Taiga): 13
14. - Kề phía nam đồng rêu, mùa đông dài, mùa hè ngắn với ngày dài và ấm. - SV: Thông, tùng, bách chiếm ưu thế; ĐV gồm thỏ. Linh miêu, gấu, chó sói. *. Rừng cây lá rụng theo mùa và rừng ôn đới Bắc Bán Cầu. - Lượng mưa trung bình, đều trong năm. - Độ dài ngày và đ/k môi trường biến động lớn theo mùa. - SV: Có nhiều cây lá rộng, rụng theo mùa; ĐV đa dạng, không có loài ưu thế. *. Rừng ẩm thường xanh nhiệt đới: - Là lá phổi xanh của hành tinh. - Có nhiệt độ cao, mưa nhiều. - TV phân tầng, đa dạng, nhiều hình thức sống; một số nơi có cây rụng lá mùa khô - ĐV đa dạng loài cao b2. Các khu sinh học dưới nước *. Khu nước ngọt: - Diện tích hẹp (2% S bề mặt Trái đất) - SV rất đa dạng, quan trọng nhất là cá *. Khu nước mặn:- Diện tích rộng (71% S bề mặt Trái đất). - Cung cấp thực phẩm và điều hòa khí hậu hành tinh - Thềm lục địa có NS SH cao, vai trò quan trọng nhất về nhiều lĩnh vực(hải sản, dầu mỏ, khí đốt, giao thông ) 1.6. Sinh thái học và việc quản lý tài nguyên thiên nhiên a. Các dạng tài nguyên thiên nhiên và sự khai thác của con người + Có 3 nhóm: - Tài nguyên vĩnh cửu (năng lượng Mặt trời, gió, thủy triều, địa nhiệt ) - Tài nguyên tái sinh: Đất, nước, sinh vật. - Tài nguyên không tái sinh : Khoáng sản và phi khoáng sản. b. Sự suy thoái các dạng tài nguyên c. Ô nhiễm môi trường. d. Con người làm suy giảm cuộc sống của mình. e. Vấn đề quản lý 14