Bài giảng Sinh thái học Tác giả: TS. Trần thị Thúy Nhàn Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM, 2014

8/12/2019 Bài giảng Sinh thái học Tác giả: TS. Trần thị Thúy Nhàn Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM, 2014

http://slidepdf.com/reader/full/bai-giang-sinh-thai-hoc-tac-gia-ts-tran-thi-thuy-nhan-truong 1/104

2/23/20

Copyright © Wondershare Software

TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN

KHOA CNSH & KTMT

[email protected]

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨMTP. HỒ CHÍ MINH

SINH THÁI HỌC


Bộ môn Kĩ thuật Môi trường,

Khoa CNSH&KTMT

[email protected]

Tel.: 0972 928 215

Introduction


Tài liệu tham khảo chính

[1] Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Sinh thái học và Môi

trƣờng, Nxb Nông nghiệp, 2001.[2] Trần Văn Nhân và cộng sự, Sinh thái môi

trƣờng, Nxb Bách khoa Hn, 2008.

[3] Trần Kiên, Hoàng Đức Nhuận, Mai SỹTuấn, Sinh thái học và môi trƣờng, Nxb Giáodục, 2002.

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



2/23/20


Tài liệu tham khảo

• [1] Nguyễn Văn Tuyên, Sinh thái và môitrƣờng, Nxb Giáo dục, 1997.

• [2] Lê Huy Bá (chủ biên), Môi trƣờng-tập 1, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành Phố HồChí Minh, 2000.

• [3] Lê Văn Khoa và cộng sự, Khoa học môitrƣờng, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội, 2004.


Tài liệu tham khảo

[4] E.P.Odum, Fundamentals of Ecology ,W.B. Saunders Co., London, 1972;

[5] Бродский А.К. Краткий курс общейэкологии: Учебное пособие. СПб., 2000;

[6] F. Richard Hauter, Methods in Stream

Ecology, Academic Press, 1996;

[7] Manuel C. Molles, Jr, Ecology: Concepts

and Applications, Mc Graw Hill, 2002.


NỘI DUNG MÔN HỌC

Chƣơng 1: Mở đầu;

Chƣơng 2: Sinh thái học cá thể;

Chƣơng 3: Quần thể sinh vật;

Chƣơng 4: Quần xã sinh vật;

Chƣơng 5: Hệ sinh thái.





2/23/20


Tiêu chuẩn đanh giá sinh viên

Dự lớp: 75% trở lên tính theo số tiết lên lớp

Có 1-2 bài kiểm tra trên lớp.

Thi giữa học phần: không Thi kết thúc học phần: 70%

Thảo luận theo nhóm, bài tập, tiểu luận: 30%

(thành viên nhóm có mặt lúc nhóm trình bàytiểu luận)


Hình thức thi

Thi tự luận

Thời gian: 45-60 phút

Không sử dụng tài liệu khilàm bài thi


Tổ chức nhóm

Số sinh viên mỗi nhóm: 5 sv, mỗi nhóm thựchiện độc lập 1 tiểu luận;

Định dạng: PowerPoint và Word; Thời gian thuyết trình: ~ 10 phút; Nội dung trình bày:Giới thiệu thành viên nhóm;Phân chia nhiệm vụ;Trình bày nội dung;Trả lời câu hỏi của các nhóm khác, GV.

Cử đại diện trƣởng, phó phụ trách lớp theohọc phần!

9





2/23/20


Danh sách đề tài tiểu luận


CHƢƠNG I: MỞ ĐẦUĐẠI CƢƠNG VỀ SINH THÁI HỌC

• Sinh thái học là gì?

• Môi trƣờng là gì?

• Học môn học này để làm gì?


CHƢƠNG I ĐẠI CƢƠNG VỀ SINH THÁI HỌC

1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN. LỊCH SỬ PHÁTTRIỂN SINH THÁI HỌC;

2. MỐI QUAN HỆ VỚI CÁC MÔN HỌC KHÁC;

3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU;

4. Ý NGHĨA VÀ VAI TRÒ CỦA MÔN HỌC.





2/23/20


1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN:

• Sinh thái học (STH);

• Môi trƣờng;• Quần thể;

• Quần xã;

• HST,….

CHƢƠNG I ĐẠI CƢƠNGVỀ SINH THÁI HỌC



• Sinh thái học (STH) là môn khoa họccơ bản trong sinh vật học, nghiên cứucác mối quan hệ giữa sinh vật (SV) -SV và SV – môi trƣờng sống củachúng.




• Môi trƣờng (environment): MT là tập hợptất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội baoquanh con ngƣời, có ảnh hƣởng tới conngƣời và tác động qua lại với các hoạtđộng sống của con ngƣời.

• Vd: không khí, nƣớc, đất, sinh vật, xã hộiloài ngƣời.






2/23/20




Khí quyển(atmosphere)

Thủy quyển(hydrosphere)

Môi trƣờng(environment)

Thạch quyển(litosphere)

Sinh quyển(biosphere)



1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (tt):

• Quần thể (population) là tập hợp những cá thểcùng loài sống trong một sinh cảnh nhất định.

• Quần xã (communities) là một tổ hợp của cácquần thể, phân bố trong từng lãnh thổ hoặc sinhcảnh xác định, đồng nhất về thành phần loài và vềhình dạng bên ngoài, có quan hệ dinh dƣỡng vàtrao đổi chất.

Độ nhiều (richness)

Độ đa dạng (species diversity)




• Hệ sinh thái (ecosystem) là tập hợp quầnxã sinh vật và sinh cảnh Hệ thốngtƣơng đối ổn định, bền vững.

Quần xãsinh vật

Môi trƣờngxung quanh

Hệ sinh thái(HST)

Năng lƣợngmặt trời+ +





2/23/20




Đặc điểm của hệ sinh thái gồm 4 thành phần:

Cấu trúc HST (ecology structure); Chức năng HST (ecology function);

Động thái HST (ecology dynamic);

Tƣơng tác HST (ecology interaction).




2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN SINH THÁI HỌC

(STH):• 300 năm trƣớc CN: Aristote và các triết gia

Hy Lạp cổ đã có dẫn liệu về sinh thái;• Năm 1866, Ernst Haeckel (nhà sinh vật học

Đức): oikos + logos = ecology. Sinh tháihọc là khoa học về các cơ thể sống trong“ngôi nhà của nó”;






2/23/20



2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN SINH THÁI HỌC(STH):

• Odum (1971): STH - khoa học về quan hệqua lại giữa sinh vật/ nhóm sinh vật vớimôi trƣờng xung quanh.

• Ricklefs (1976) STH là bộ môn nghiêncứu cá thể, quần thể, quần xã trong mốiquan hệ tƣơng hỗ với môi trƣờng xungquanh với các nhân tố lý, hoá và sinh học.



2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN SINH THÁI HỌC(STH):

• Groxzinxki (1980): STH là khoa học nghiêncứu mối quan hệ tƣơng hỗ giữa sinh vật vàmôi trƣờng xung quanh.

• Đối tƣợng nghiên cứu của STH: tất cả mốiquan hệ tƣơng hỗ giữa sinh vật và môi

trƣờng xung quanh (sinh học môi trƣờng)(Odum, 1983).


CHƢƠNG I: ĐẠI CƢƠNG VỀ SINH THÁI HỌC

Hệ sinh thái

Gen

Phân tử

Nguyên tử

Sinh quyên

Vũ trụ

Tế bào

Cá thể

Quần thể

Quần xãSinh thái học

???

Sơ đồ cấp độ tổ chức sinh giới (Odum E. P., 1978)

Cơ quan





2/23/20


CHƢƠNG I: ĐẠI CƢƠNG VỀ SINH THÁI HỌC

Hệ sinh thái

Gen

Phân tử

Nguyên tử

Sinh quyên

Vũ trụ

Tế bào

Cá thể

Quần thể

Quần xãSinh thái học

Vật lý thiên văn, Thiên văn học

Mô học, giải phẫu học, sinh lý học

Sinh học (Động vật học, Thực vật học, …)

Tế bào học

Sơ đồ cấp độ tổ chức sinh giới (Odum E. P., 1978)

Cơ quan

Di truyền học

Hóa học, Sinh học phân tử

Vật lý học


Ý NGHĨA MÔN HỌC:

1. Giúp tối ƣu hóa việc sử dụng tài nguyên thiênnhiên, lãnh thổ, giúp quy hoạch phát triển bềnvững;

2. Giúp dự đoán các biến đổi của môi trƣờng trongtƣơng lai;

3. Nhìn nhận lại những tác động của con ngƣời lên biến đổi môi trƣờng từ đó tìm ra các biện pháphữu hiệu để ngăn chặn hoặc giảm các tác độngnày.



3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

– Phƣơng pháp luận:• Nghiên cứu sự tƣơng tác giữa các thành phần củamôi trƣờng;

• Nghiên cứu yếu tố chủ đạo xác định chiều hƣớngcủa sự phát triển đối tƣợng nghiên cứu và hệ sinhthái;

• Là môn khoa hoc liên nghành (nông, lâm, hóa,sinh, giao thông, đại cƣơng, viễn thông,côngnghệ, xây dựng,…)






2/23/20


3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (tt)

• Phƣơng pháp thực nghiệm:


Xác định kiểu phân bố cá thể trong quần cƣ

Đánh giá số lƣợng cá thể của quần thể

Khảo sát biến động của quần thể

Xác định chuỗi năng lƣợng

Phƣơng pháp cổ điển


3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (tt) – Phƣơng pháp thực nghiệm:


Phƣơng pháp hiện đại

PP viễn thám (remote sensing)PP sắc kí (chromatography)

PP mô hình hóa (modeling)PP phân tích lợi nhuận chi phí (CPA)

PP đánh giá tác động của môi trƣờng (EIA)PP đồng vị phóng xạ

PP quang phổ ký (spectrographic)


Các phân môn của STH:

• STH cá thể (autoecology): n/c mối

quan hệ giữa yếu tố môi trường vàcá thể.

• STH quần thể (synecology): n/cmối quan hệ cùng loài, trong nội bộquần thể.





2/23/20


1. Môi trường và các nhân tố sinh thái

2. Các quy luật cơ bản của STH

3. Tác động của các nhân tố sinh thái lênsinh vật và sự thích nghi

4. Nhịp sinh học

CHƢƠNG II SINH THÁI HỌC CÁ THỂ (4t)


1. Môi trƣờng và các nhân tố ST

1.1. Những khái niệm về MT

MT- là một phần của ngoại cảnh, baogồm các hiện tƣợng thực thể của tựnhiên, mà ở đó các cá thể, quần thể,các loài có quan hệ trực tiếp hoặc gián

tiếp bằng các phản ứng thích nghi



• Yêu cầu thảo luận:

• Trình bày các nhân tố sinh thái tácđộng đến sự sinh trưởng và phát triển

của SV?





2/23/20


1. Môi trƣờng và các nhân tố ST

1.2. MT và các nhân tố ST:

– Nhân tố vô sinh

– Nhân tố hữu sinh

– Con ngƣời



2. CÁC QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA STH:

• Định luật tối thiểu (Liebig,1840)

“Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiểnnăng suất, xác định đại lượng và tínhổn định của mùa màng theo thời gian”.

Tác động của yếu tố khác, ko phải là yếu tốtối thiểu, có thể làm thay đổi nhu cầu chất tốithiểu.

CHƢƠNG II SINH THÁI HỌC CÁ THỂ


CÁC QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA STH:

• Định luật tối thiểu (Liebig,1840)

• VD: nhu cầu kẽm của TV, canxi ởnhuyễn thể…

• Chỉ đúng khi ứng dụng trong các điềukiện trạng thái tĩnh, nghĩa là các dòngvật chất và năng lượng đi vào cân bằngvới dòng đi ra.





2/23/20



• Định luật về sự chống chịu (Shelford,1913)- Shelford’s Law of Tolerance

“Tất cả các SV đều chịu sự tác động củacác nhân tố ST trong một giới hạn nhấtđịnh. Tuy thuộc vào từng NTST và khảnăng chịu đựng của từng loài mà có sự

phân loại khác nhau”.


Định luật về sự chống chịu của Shelford


Shelford’s Law of Tolerance





2/23/20


Shelford’s Law of Tolerance


• QL tác động tổng hợp của các NTST

(tác động đồng thời tất cả các NT)

• QL tác động không đồng đều của cácNTST lên chức phận sống của cơ thể

(cá thể trưởng thành- trứng và con non, SV dichuyển nơi ở theo từng giai đoạn phát triển)

• QL tác động qua lại giữa SV và MT(mối quan hệ SV-MT; MT-SV)



Quy luật tác động tổng hợpcủa các NTST

– Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh

thái luôn tác động qua lại, – Sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này

có thể dẫn tới sự thay đổi về lượng và cókhi về chất của nhân tố sinh thái khác

– Và sinh vật chịu ảnh hưởng của các thayđổi đó

– Tất cả các nhân tố sinh thái đều gắn bóchặt chẽ với nhau thành tổ hợp sinh thái.





2/23/20



• QL tác động của các NTST: – SV có thể có biên độ chống chịu lớn với NT

này và hẹp với NT khác;

– SV có biên độ chống chịu rộng với nhiềuNT phân bố rộng;

– Sự chống chịu của SV khác nhau giữa đktrong tự nhiên và trong PTN

– Thời kỳ sinh sản: nhiều NT bình thường NTgiới hạn đối với SV;



• QL tác động của các NTST (tt): – Các thuật ngữ: hẹp- rộng nhiệt, hẹp-rộng ẩm,

hẹp-rộng mặn….

– VD: TV, ĐV,…


Quy luật tác động tổng hợpcủa các NTST

• Ví dụ: Ánh sáng ảnh hưởng tới:• Cường độ quang hợp của câyxanh

• Gián tiếp tới quá trình dinh dưỡngkhoáng

• Vì: As thay đổi độ ẩm, nhiệt độ ảnh hưởng hoạt động phân hủy cácchất của VSV, động vật không xươngsống ah đến dd khoáng của TV





2/23/20


3. Tác động của các NTST lên SV và sựthích nghi

• Ánh sáng • Nhiệt độ

• Nước

• Đất

• Không khí

CHƢƠNG II SINH THÁI HỌC CÁ THỂ


• Tất cả sinh vật trên TĐ đều sống nhờvào NLASMT

Thực vật

Động vật

Nấm

Vi khuẩn

3.1. Ánh sáng là một NTST

• TĐ tiếp nhận NLASMT: 2calo/cm2/phút

• Biosphere: 3000-4000 kcal/m2/ngày


+ Ánh sáng: – Tia tử ngoại (10 – 380 nm)

– Ánh sáng nhìn thấy: (380 – 780 nm)

– Tia hồng ngoại (780 – 34.000 nm)

– Thực vật chỉ có khả năng hấp thu mộtphần trong phổ as trắng để quang hợp.






2/23/20


• Ánh sáng ảnh hưởng đến thực vật: – Hình thái cây, ví dụ.

– Sự tỉa cành tự nhiên, ví dụ.

– Sinh lý cây qua quá trình quang hợp, hô hấp;ví dụ.


• Các nhóm cây thích nghi với điều kiện askhác nhau:

– Nhóm cây ưa sáng: đặc điểm, ví dụ.

– Nhóm cây ưa bóng: đặc điểm, ví dụ.

– Nhóm cây chịu bóng: đặc điểm, ví dụ.

• Nhiều loài thích nghi cao với khả năng chiếusáng nên cây ưa sáng vẫn có thể phát triểntrong bóng râm, …

• Sự đòi hỏi về độ chiếu sáng còn phụ thuộcvào lứa tuổi.


• Các nhóm cây thích nghi với điều kiện

as khác nhau: – Nhóm cây ưa sáng:

• Cây gỗ tếch (Tectona grandis);

• Phi lao (Casuarina equisetifolia);

• Xà cừ (Khaya senegalensis);

• Cây thuộc chi bạch đàn (Eucalyptus);

• Chi thông (Pinus);

• Cây họ lúa, họ đậu…






2/23/20


• Nhóm cây ưa bóng: – Sống nơi ít ánh sáng, dưới tán rừng, trong

hang động…

– Ví dụ: Cây thuộc họ Gừng, họ Cà phê, vạnniên thanh, lim, …

• Nhóm cây chịu bóng: – Cây sống ở as vừa phải

– Là nhóm trung gian giữa 2 nhóm trên

– Ví dụ: cây dầu rái (Dipterocarpus alatus), …



• Nhiều loài thích nghi cao với khả năngchiếu sáng nên cây ưa sáng vẫn có thểphát triển trong bóng râm, …

• Sự đòi hỏi về độ chiếu sáng còn phụ thuộcvào lứa tuổi.

• Cây tiên phong thường là cây ưa sáng vàcây mọc sau khi đã có cây tiên phong là

cây chịu bóng.



• AH tới hình thái giải phẫu và sinh lí củathực vật : cách sắp xếp của lá, hoạt độngsinh lý của thực vật (SGK).

• Ánh sáng cũng ảnh hưởng đến động vật:(SGK)






2/23/20


• Phụ thuộc vào năng lượng MT

• Thay đổi theo các vùng địa lý, thời gian trong

năm.• Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến sinh vật

• Ảnh hưởng đến các yếu tố khác: độ ẩm,đất,…

3.2. Nhiệt độ là một nhân tố sinh thái


• Nhiệt độ ảnh hướng lớn tới sv:

• Sự sinh trưởng, phát triển của sv

• Sự phân bố của các cá thể , quần thể vàquần xã sinh vật.

• Mỗi loài sinh vật chỉ tồn tại trong một giớihạn nhiệt độ nhất định.



• Nhiệt độ mt luôn thay đổi theo khônggian và thời gian tạo sự thích nghikhác nhau đối với các loài.

• Sự thích nghi thể hiện: về hình thái, cấutạo, hoạt động sinh lí, tập tính sinh hoạtcủa sv.






2/23/20

2


• Sinh vật biến nhiệt: – Nhiệt độ cơ thể thay đổi theo nhiệt độ bên

ngoài môi trường – Ví dụ: Động vật không xương sống, cá,

lưỡng cư, bò sát

– Nhóm này không có khả năng điều hòanhiệt độ cơ thể.

+ Các hình thái trao đổi nhiệt


• Sinh vật đẳng nhiệt: – Nhiệt độ cơ thể ổn định, không phụ thuộc

vào nhiệt độ môi trường

– Ví dụ:

–Lớp thú: 36.6 – 39,5oC

–Lớp chim: 40 - 42oC. – Nhiệt độ ảnh hưởng đến thực vật: quá trình

quang hợp, hô hấp…

+ Các hình thái trao đổi nhiệt


• Hình thái động vật: – Động vật đẳng nhiệt (chim/thú) thuộc cùng

loài hay các loài gần nhau sống ở các vùngmiền Bắc nhiệt độ thấp có kích thước cơ thểlớn hơn ở miền Nam ấm áp,

– Ngược lại những loài động vật biến nhiệt (cá/lưỡng thê/ bò sát…) thì ở miền nam kíchthước cơ thể lớn hơn ở miền Bắc.

(K. Bergmann).

Nhiệt độ ảnh hưởng đến đặc điểm sinhthái của động vật





2/23/20

2


• Nhiệt độ ảnh hưởng tới: sự phát triển,sự sinh sản, các trạng thái tạm nghỉ (ngủhè hoặc ngủ đông).

• Các động vật biến nhiệt ngủ hè khi to quá cao và độ ẩm quá thấp.

Nhiệt độ ảnh hưởng tới thực vật:


• Nhiệt độ là nhân tố sinh thái ảnhhưởng tới nhân tố sinh thái khác vàqua đó ảnh hưởng tới sự phân bốcủa động vật.

• Vd: to DO động vật ts.



• Đặc điểm hình thái, giải phẫu và sinh lí

của thực vật. – VD: cây sồi (Quercus) trong điều kiện

nhiệt độ khác nhau hình thái lákhác nhau (…).

– Cây mọc nơi nhiệt độ cao, ánh sángmạnh: thì vỏ dầy, tầng bần phát triểnnhiều, lá có tầng cutin dày hạn chếbốc hơi nước.






2/23/20

2


• Hoạt động sinh lí:

• Cây chỉ quang hợp tốt: 20 – 30o

C.• Ngừng quang hợp, hô hấp ở: dưới0oC và quá 40oC.



Phân loại SV theo ah của nhiệt độ

SV

Rộng nhiệt(Euthern)

Hẹp nhiệt(Stenothern)

Ƣalạnh(Criophiles)

Ƣanóng(Thermophiles)

Ƣanhiệt thấp<200C

Ƣanhiệt vừa20-300C

Ƣanhiệt cao30-380C

Siêu nhiệt380C


• Chiếm tỷ lệ cao trong cơ thể sinh vật:

• 60 – 90%: khối lượng cơ thể là nước• 98%: đối loài ruột khoang.

• Là nguyên liệu cho cây QH.

• Tham gia vào quá trình trao đổi chất

• Vai trò trong phát tán nòi giống sv.

• Môi trường sống của nhiều loài

3.3. Nước là một NTST





2/23/20

2


• Các dạng nước có trong khí quyển và độẩm không khí:

–Sương

–Mưa

–Tuyết

–Độ ẩm không khí



• Trong suốt thời gian sống: lượng nước câyxanh hút vào và thoát ra gấp khoảng 100 lầnkhối lượng cây.

• Các yếu tố trong môi trường nước:

»DO

»Nhiệt độ

»Ánh sáng

»Độ trong»Độ mặn …



• Thực vật, động vật sống trong nước:được chia thành nhiều nhóm.

(Xem thêm TLTK)






2/23/20

2


– Cây ngập nước định kỳ: ở bờ sông, cửabiển.

– Cây ưa ẩm (hygrophil): ở bờ ruộng, ao,rừng ẩm.

– Cây chịu hạn: nơi lượng mưa ít, thường làloài ưa sáng, chịu nóng.

– Cây trung sinh (mesophytes): dạng trunggian giữa cây chịu hạn và ưa ẩm.

+ Các nhóm thực vật liên quan đến môitrường nước (trên cạn)


• ĐV ưa ẩm: nơi độ ẩm cao, bão hòa hơi nước.

– Ví dụ: ếch nhái, giun ít tơ, một số động vật ởhang…

• Động vật ưa khô: nhóm chịu hạn

– Môi trường: sa mạc, núi đa, đụn cát venbiển.

• ĐV trung sinh:

– Vd động vật vùng ôn đới, nhiệt đới gió mùa.

– Nhu cầu về nước, độ ẩm vừa phải.

+ Động vật


• Đất là môi trường sống và cung cấp chấtdinh dưỡng cho nhiều loài động vật, thựcvật và vi sinh vật, nấm.

• Một số đặc điểm sinh thái của đất.

(Đọc TLTK)

3.4. Đất là một nhân tố sinh thái





2/23/20

2



• Khái niệm về nhịp sinh học

• Các loại nhịp sinh học ở SV • Hiện tượng học (phenology)


• Nhịp sinh học: là tính quy luật trong sự phát triển theo mùa của sinh vật, mốiquan hệ nhân quả giữa tính chu kì đóvới các nhân tố sinh thái tự nhiên.




• Nhịp sinh học (Nhịp điệu sinh học)

• Hiện tượng học (phenology)

Là khoa học nghiên cứu các hiện tượngcó chu kì của sinh giới dưới tác độngtổng hợp của nhiều NTST.





2/23/20

2


• TĐ tự quay nhịp điệu ngày đêm

của sv.• TĐ quay quanh MT: nhịp điệumùa trong năm.

• Sự biến đổi các yếu tố môi trường:điều kiện vật lí của ngoại cảnh: theongày đêm/ theo năm// theo giáp



• Ví dụ: – Chu kì quang,

– Nhịp điệu dinh dưỡng,

– Giao động số lượng cá thể trong quầnthể



Ví dụ:

+ Thực vật:

• NSH nghiên cứu về: thời gian hạtnảy mầm,

• ra lá, rụng lá,

• sinh trưởng, nở hoa,

• kết quả, quả chín,

• rụng hạt, …





2/23/20

2


+ Động vật: – NSH nghiên cứu về:

• các giai đoạn st và pt• thời gian phát dục, đình dục;

• thời gian đẻ trứng, sinh con,

• ngủ đông, ngủ hè,

• thay lông, lột da,

• sự di trú…


+ Ý nghĩa ứng dụng

• Có ý nghĩa trong việc sắp xếp thời vụ,nâng cao kĩ thuật canh tác, thời gianthu hạt giống, ươm cây giống, trồngcây rừng.


Bài tập:

• Vẽ giản đồ Gaussen Walter

• Tài liệu tham khảo: Nguyễn T Ngọc Ẩn,STMT (sv mượn tại thư viện)





2/23/20

2



Chương 3: Quần thể sinh vật (8t)

1. Khái niệm

2. Mối quan hệ ST giữa các cá thể

3. Những đặc trưng cơ bản của QT

4. Sự biến động số lượng cá thể trong QT

5. Trạng thái cân bằng trong QT



1. Khái niệm

• Quần thể (population) là tập hợpnhững cá thể cùng loài sống trong mộtkhoảng không gian xác định;

• Có những đặc điểm đặc trưng cho cảnhóm thống nhất;

• Không phải đặc trưng cho từng cá thể.





2/23/20

2


Mối quan hệ ST giữa các cá thểtrong QT:

• CH: Giữa các cá thể trongQT tồn tại những mối quan

hệ ST nào? Cho ví dụ



1. Mối quan hệ ST giữa các cá thểtrong QT: đảm bảo cho sự tồn tại củaQT, khai thác tối ưu nguồn sống củaMT tạo đk cho QT phát triển

– Quan hệ hỗ trợ giữa những cá thểtrong QT

– Quan hệ cạnh tranh giữa các cá thểtrong QT

– Mối quan hệ giao tiếp giữa những cáthể trong QT


Quan hệ hỗ trợ giữa những cá thể:

Thể hiện qua hiệu quả nhóm, khi nhiềucá thể của loài sống chung trong 1 diệntích hợp lý và có nguồn sống đầy đủ.

– Ở TV cây mọc theo nhóm:• Đấu tranh chống đk sống khắc nghiệt: tác động

của gió, hạn chế sự mất hơi nước…

• Cạnh tranh với các loài khác;

• Cây mọc liền rễ ở cây tranh giúp cây sống nơi đấtxấu.





2/23/20

3


Quan hệ hỗ trợ giữa những cá thể:

– Ở ĐV nhiều loài chỉ sinh sản bt và tồntại được khi QT có số lượng nhất định• Chim Cốc ( 10.000 cá thể, 2 tổ/m2)

• Voi Châu Phi: ít nhất 25 cá thể – Nếu số lượng thấp, cá thể đực cái ít gặp

khả năng SS giảm;

– Lợi ích trong việc tìm mồi, chống lại kẻ thù(các đàn chim, đàn trâu rừng…)


Quan hệ đấu tranh giữa những cá thể:

• Khi số lượng cá thể lên cao, dẫn đếntrạng thái dư thừa.

• Hiện tượng tự tỉa ở TV: khi trong đất thiếudinh dưỡng, ánh sáng – Cỏ ba lá sau 84 ngày hạt nảy mầm: từ 1250

giảm còn 650 cây/m2

– Các loài cây khác…


• Ở động vật:

– ảnh hưởng của mật độ với sự ÔN MT vàtrạng thái sinh lý;

– Sự tranh giành thức ăn:

• Dẫn đến sự phân hóa những cá thể 1 loàithành nhiều QT khác nhau thích ưng vớiMT có đk thức ăn khác nhau;

• Sự di trú theo chu kì






2/23/20

3


• Ở động vật: – Sự cạnh tranh nơi ở hay vùng làm tổ

• Tăng khả năng sinh tồn của cá thể để ứng vớinguồn sống, trành được sự tranh giành gay gắtgiữa những các thể;

• Tăng cường khả năng tự vệ trước kẻ thù, tậndụng tối đa nguồn sống.

– Hiện tượng ăn lẫn nhau do mật độ cao (mọtbột, rắn, sâu bọ, gấu…)



Mối quan hệ giao tiếp trong QT

– Có ý nghĩa rất quan trọng trong việc duy trì,tổ chức bầy đàn;

– Liên hệ bằng xúc giác: biểu thị qua tiếng kêu,tiếng hót (tự vệ, tấn công, thông báo nguồnthức ăn, báo động…)

– Liên hệ thị giác: qua màu sắc, tư thế, nét mặtkhỉ, chim há miệng chờ ăn…

– Liên hệ bằng tác nhân hóa học: biểu thị bằngchất dẫn dụ sinh học (chất dẫn dụ giới tính,

chất đán dấu…)



–Sự phân bố cá thể trong QT

–Cấu trúc thành phần giới tính

–Cấu trúc thành phần các nhóm tuổi






2/23/20

3



–Sự phân bố cá thể trong QT

• Phân bố đều: phản ánh kết quả cạnhtranh mãnh liệt giữa các cá thể trongQT, hiếm gặp trong tự nhiên;

• Phân bố cụm: do ĐK sống thích hợp,hoặc tụ hợp để sinh sản, phân bốthường gặp nhất.




–Sự phân bố cá thể trong QT • Phân bố ngẫu nhiên: QT sống ở MT

đồng nhất, các cá thể không có xuhướng hội tụ với nhau, giữa chúngkhông có quan hệ đối kháng.

• Hình vẽ minh họa



Sự phân bố cá thể trong QT

1. Phân bố đều

2. Phân bố theo cụm /nhóm3. Phân bố ngẫu nhiên





2/23/20

3


Giải thích đúng lý do sự phân bố theonhóm thường gặp trong tự nhiên?



Cấu trúc thành phần (CTTP) giới tính: mangđặc tính quan trọng đảm bảo hiệu quảsinh sản trong QT.

• CTTP giống bậc I: tỷ số giữa lượngcá thể của trứng đã thụ tinh (50 đực/50 cái)

• CTTP giống bậc II: tỷ lệ đực/cái khitrứng nở hoặc con sơ sinh



Cấu trúc thành phần (CTTP) giới tính:

• CTTP giống bậc III: tỷ lệ đực/cái ở cáthể trưởng thành. Cấu trúc nay đặc biệtquan trọng liên hệ với tập tính sinh dụcvà tiềm năng sinh sản.

• Sự tử vong không đồng đều giữa cáthể đực-cái do những đặc điểm khácbiệt về sinh lý, sinh thái, và đặc tínhcủa chúng dưới tác động của đk sống.





2/23/20

3



–Cấu trúc thành phần các nhóm tuổi


A-QT đang phát triểnB-QT ổn địnhC-QT suy thoái


Cấu trúc thành phần các nhóm tuổi

• Lớp tuổi trước sinh sản;

• Lớp tuổi sinh sản;

• Lớp tuổi sau sinh sản

Cấu trúc tuổi là đặc tính quan trọng củaQT, ảnh hưởng đến tỷ lệ sinh sản và tỷlệ tử vong.


Các dạng tháp tuổi ở QT người





2/23/20

3


Tháp tuổi ở QT người


Tháp dân số Nhật Bản, 2050


Mật độ QT là gì? Cho ví dụ?





2/23/20

3


Mật độ quần thể: Đại cương

• ĐN: Mật độ QT là số lượng cá thể sinhkhối của QT tỷ lệ với đơn vị không gian,

diện tích hay thể tích.Vd:

– Mật độ cây bạch đàn: 625 cây/ha;

– Mật độ sâu rau: 2 con/m2 ruộng rau;

– Mật độ chim sẻ: 10 con/ha đồng lúa;

– Mật độ tảo xoắn : 0,5 gam /m3 nước.


Các PP xác định mật độ QT

• PP kiểm kê tổng số: SV lớn, SV dễ nhậnbiết hoặc SV sống thành tập đoàn;

• PP lấy mẫu theo diện tích: hiệu quả vớiQT phân bố đều;

• Phương pháp thu mẫu ;

• Phương pháp chia ô (ô tiêu chuẩn);

• Phương pháp đan dấu thả ra-bắt lại

(Đọc thêm TLTK)


Phương pháp đánh dấu thả ra-bắt lại

Ta có CT: n/N=a/A N=nA/a

Trong đó:• N- số lượng cá thể của QT;

• n- số cá thể được đan dấu rồi thả ra;

• A- số lượng cá thể bắt được sau hoạtđộng đán dấu;

• a- số cá thể bị đán dấu bắt được.





2/23/20

3


Ví dụ:

• Số lượng của QT:

100/N=10/100 N=1000 cá thể


3. Những đặc trưng cơ bản của QT (tt)

– Mật độ quần thể:

• Đại cương

• Một số PP xác định mật độ QT

• Sức sinh sản của QT

• Tỉ lệ tử vong của QT

• Sự sinh trưởng của QT

• Sự phát tán của QT • Sự tăng trưởng của QT



Mật độ quần thể

• Ví dụ, mật độ của một loài sâu hại lúađược dự báo là 8 con/m2, mật độ dânsố ở Tây Nguyên là 52 người/km2,mật độ tảo Skeletonema costatum là96.000 tế bào/lít.

• Số lƣợng cá thể hay sinh khối, năng

lƣợng của QT tính trên một đv diệntích hay thể tích mà QT đó sinh sống.





2/23/20

3


• PP kiểm kê tổng số: SV lớn, SV dễnhận biết, SV sống tập đoàn;

• PP lấy mẫu theo diên tích: thống kê,cân đo các SV trong 1 số khu vựctương ứng;

• PP thu mẫu;

• PP chia ô: SV sống cố định (ô TC)

• PP đanh dấu bắt thả: PP dùng phổ biếnvà có độ tin cậy cao (mật độ ổn định)



• PP đánh dấu bắt thả:

• N- số lượng cá thể của QT

• n- sl cá thể đán dấu rồi thả ra

• A- sl cá thể bắt được sau đán dấu

• a- sl cá thể bị đán dấu bắt được

Số lượng cá thể của QT được tính:

n/N=a/A -- N=nA/a




• VSV - PP đếm khuẩn lạc trong MT nuôi

cấy từ một thể tích xac định của dungdịch chứa chúng;

• TV nổi và ĐV nổi (phytoplankton vàzooplankton) - PP đếm các cá thể củamột thể tích nước xác định trong nhữngphòng đếm đặc biệt trên kính lúp, kínhhiển vi...





2/23/20

3


• TV, ĐV đá (loài ít di động) mật độđược xác định trong các ô tiêu

chuẩn.• Những ô tiêu chuẩn này được phân

bố trên những điểm và tuyến (hoặclát cắt) chìa khoá trong vùngnghiên cứu.



• Đối với cá sống trong các thuỷ vực,nhất là trong các thuỷ vực nội địa,người ta sử dụng phương phápđán dấu, thả ra, bắt lại và sử dụngcác công thức sau để từ đó suy ramật độ.



3. Những đặc trưng cơ bản của QT (tt)

– Mật độ quần thể:

• Đại cương

• Một số PP xác định mật độ QT

• Sức sinh sản của QT

• Tỉ lệ tử vong của QT

• Sự sinh trưởng của QT

• Sự phát tán của QT






2/23/20

4


Sức sinh sản của QT

• Tỷ lệ sinh sản là khả năng gia tăngcủa QT

• Sức SS phụ thuộc nhiều yếu tố: –Kích thước QT

–Thành phần tuổi

–Tỷ lệ đực/cá

–Yếu tố môi trường


• Tỷ lệ SS tối đa: giới hạn trên của khảnăng SS lý thuyết mà cả QT hoặc 1phần QT đạt được trong đk sống lýtưởng;

• Tỷ lệ SS sinh thái: sự gia tăng củaQT trong các đk thực tế hay đặctrưng của MT.



Ta có: Ba = ΔNn/ Δt và Br = ΔNn/ NΔt

Trong đó:• Ba: tỷ lệ SS tối đa/tuyệt đối;

• Br : tỷ lệ SS sinh thai/thực tế;

• ΔNn: số lượng ca thể mới sinh trong QT;

• Δt: thời gian;

• N: toàn bộ hay 1 phần QT có khả năng SS;






2/23/20

4


• So sánh giá trị Ba và Br cho phép

xác định và dự đoá tốc độ tăngtrưởng của QT;

• Br biến đổi phụ thuộc kích thướcthành phần của QT và điều kiệnMT.



• Tỷ lệ tử vong tùy theo loài, tùy cấp tuổi;

• Tỷ lệ chết sinh thai/thực tế là số cá thể bịchết trong từng đk cụ thể của MT;

• Tỷ lệ chết tối thiểu lý thuyết có đại lượngổn định biểu thị số lượng bị chết trong đklý tưởng khi mà QT ko bị tác động củacác yếu tố giới hạn.

Tỷ lệ chết (tử vong) của QT


• Các dạng đường cong sống sót:

1. Dạng đường cong lồi2. Dạng đường thẳng/ đường cong lý thuyết

3. Dạng đường cong lõm

• Tỷ lệ sống sót chịu ảnh hưởng của nhiềuyếu tố khac nhau.

Tỷ lệ sống sót của QT





2/23/20

4


Các kiểu đường cong sống sót


Đường cong sống sótở QT người qua các thời kì


• Kích thước QT luôn biến động, tăng số

lượng hoặc suy thoái do sự sinh sản, tửvong, di cư, nhập cư;

• Tính chất gia tăng của QT khác nhau các dạng tăng trưởng;

• Tốc độ tăng trưởng – đoá hướng PTcủa QT trong tương lai.

Sự tăng trưởng của QT





2/23/20

4


Sự tăng trưởng của QTDựa vào đường cong tăng trưởng:

1. Dạng tăng trưởng hình chữ S:

dN/dt=rN*(K-N)/K

2. Dạng tăng trưởng hình chữ J:dN/dt=rN

• dN/dt: tốc độ tăng trưởng của QT;

• r: tốc độ đặc trưng của tăng trưởng;

• N: số lượng cá thể của QT;

• K: số lượng cá thể lớn nhất của QT.


• Dạng tăng trưởng chữ S:

– Gđ đầu diễn ra chậm;

– Gđ kế tiếp gia tăng nhanh tốc độ tăngtrưởng;

– Gđ tiếp theo sự tăng trưởng chậm lạido ảnh hưởng của MT;

– Cuối cùng đạt đến trạng thái cân bằng

tương đối bền vững. – Hình vẽ



• Dạng tăng trưởng chữ J:

– Lúc đầu cá thể tăng nhanh – Nhanh chóng đạt giá trị giới hạn

– Điều kiện môi trường biến đổi số cáthể giảm đột ngột

– Hình vẽ mô hình tăng trưởng J






2/23/20

4


Các dạng tăng trưởng của QT


• Giải thích và cho ví dụ về (a), (b); trìnhbày ý nghĩa mô hình.


Sự phát tán của QT

• Sự phát tán-sự chuyển đổi chỗ của cá

thể trưởng thành.• Ba kiểu chuyển đổi:

– Sự di trú- rời bỏ nơi đang ở;

– Sự nhập cư: sự xâm nhập của cá thể mớivào QT;

– Sự di trú-sự rời bỏ và quay về nơi đang ởtheo chu kì;





2/23/20

4


• Sự phát tán cùng với tỷ lệ SS, tỷ lệ TVquyết định tính chất tăng trưởng và mậtđộ QT;

• Đa số trường hợp 1 số cá thể thườngxuyên nhập cư vào hay rời khỏi QT;

• Phát tán mang tính đồng loạt và tiếp diễnnhanh chóng sẽ a/h rõ rệt đến QT;

• Phát tán là yếu tố chọn lọc dòng gen vàhình thành loài.

Sự phát tán của QT


3. Sự biến động số lượng cá thể của QT

– Biến động theo chu kì đều

– Biến động không có chu kì


– Nguyên nhân của sự biến động sốlượng cá thể của QT

– Trạng thái cân bằng của quần thể



Sự biến động số lượng cá thể

KN: Là sự tăng, giảm số lượng cá thểcủa QT quanh trị số cân bằng khi kíchthước QT đạt giá trị tối đa, cân bằng vớisức chứa của MT.

– Biến động theo chu kì đều: theo mùa,theo chu kì nhiều năm. Là cách điềuchỉnh để thích nghi với các yếu tố MT;

– Biến động không có chu kì: tăng giảmbất thường số lượng của QT.





2/23/20

4


Biến động của QT ngườiqua các giai đoạn



– Trạng thái cân bằng của quần thể

– Nguyên nhân của sự biến động sốlượng cá thể của QT


Trạng thái cân bằng của quần thể.

* KN: QT có xu hƣớng tự điều chỉnh về trạngthái cân bằng do có số lƣợng các cá thểổn định và cân bằng với khả năng cungcấp nguồn sống của MT.





2/23/20

4


Cơ chế điều hoà mật độ cá thể của QT

• Khi mật độ cá thể giảm xuống quá mức

hoặc tăng lên quá cao, các NTST củaMT có thể tác động làm giảm số cá thểcủa QT hoặc tác động làm tăng số cá thểcủa QT.



• Điều này liên quan tới mối tƣơngquan mức sinh sản, tử vong, phát tán cáthể.

* Trong quần thể, mức sinh sản (b), mứcđộ tử vong (d), xuất cƣ (e) và nhập cƣ(i) có quan hệ chặt chẽ với nhau.



Phân tích trạng thái cân bằng của quần thểsinh vật, cho ví dụ

• Định nghĩa:

• Trạng thái cân bằng của quần thể là trường hợp

số lượng cá thể ở dạng ổn định.• Sự ổn định tương đối, trạng thái động, giao động

quanh một vị trí cân bằng.

• Cơ chế:

• Cơ chế duy trì trạng thái cân bằng của quần thểlà cơ chế điều hòa mật độ quần thể trong trườnghợp: thừa dân hoặc thiếu dân.





2/23/20

4



• Dưới tác động của điều kiện ngoại cảnh: cơ chếnày thay đổi tốc độ sinh trưởng của quần thểbằng cách tác động lên: tỉ lệ sinh sản và tỉ lệ tử

vong.• Phương thức điều hòa khắc nghiệt:

• Gây ảnh hưởng rõ rệt lên tỉ lệ tử vong của cáccá thể trong quần thể bằng cách: – Tỉa thưa ở thực vật

– Ăn lẫn nhau ở động vật.



• Phương thức điều hòa mềm dẻo: – Tiết chất hóa học:

– Sự tiết chất hóa học vào môi trường khi mật độ cá thểcao, làm suy yếu đồng loại.

– Tạo cho cá thể lớn phát triển nhanh, tăng cường khảnăng sinh tồn của quần thể.

– Hình thức này thường gặp ở sinh vật thủy sinh, đặcbiệt ở cá.


• Sự rối loạn tình trạng sinh lý.

• Tình trạng này gây căng thẳng thần kinh, làmrối loạn về mặt sinh sản gây tử vong.

• Làm giảm khả năng sinh đẻ của cá thể do cạnhtranh chủ yếu về mặt thức ăn và nơi sinh sản.

• Gây ra tập tính phát tán hoặc di cư.

Kết luận: Cơ chế điều hòa số lượng cá thể đảmbảo trạng thái cân bằng của quần thể được thựchiện bởi các nhân tố vô sinh và sinh học.





2/23/20

4


Nguyên nhân gây biến độngsố lượng cá thể của QT

Do những thay đổi:

• NTST vô sinh của môi trường (khí hậu,thổ nhưỡng,..);

• NTST hữu sinh trong quần thể (cạnhtranh giữa cac ca thể trong đàn, số lượngkẻ thù ăn thịt,..)


Các nhân tố ảnh hƣởng đến sự biếnđộng số lƣợng QT

Thức ăn

Quan hệ cùng loài

Mật độ,SL QT

Tỷ lệ sinh,tử vong, di

cƣCác nhân tố VS

Quan hệ khác loài


Quần thể Nguyên nhân

Cáo ở đồng rêu phương Bắc Phụ thuộc sl chuột Lemmut

Sâu hại mùa màng KH ấm ap sinh sản nhiềuCá cơm vùng biển Peru Dòng nước nóng ca chết

hàng loạt

Chim cu gáy Phụ thuộc nguồn thức ăn

Ếch nhái Mùa mưa SS mạnh

ĐV, TV rừng U Minh Giảm do chay rừng

Bò sat, ếch nhai Bắc Việt Nam T0 qua thấpgiảm bất thường

Thỏ Oxtrâylia Nhiễm virut bệnh u nhầy tănggiảm bất thường

Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể của QT





2/23/20

5


Biến động số lượng cá thể


Sự điều chỉnh số lượng cá thể

KN: Là xu hướng tự điều chỉnh số lượng ca thể bằngcach làm giảm hoặc tăng số lượng ca thể của QT

+ MT sống thuận lợi, nguồn thức ăn dồi dào cac nhântố điều chỉnh mật độ (cạnh tranh, kẻ thù ăn thịt,..) tacđộng làm cho quần thể tăng mức sinh sản, giảm mứcđộ tử vong, nhiều ca thể từ nơi khac khan hiếm thức ănnhập cư tới sống trong quần thể ” số lượng ca thể củaquần thể tăng lên nhanh.

+ Ngược lại, khi số lượng ca thể tăng lên cao dẫn tớicạnh tranh gay gắt giữa cac ca thể làm tăng mức độ tửvong và giảm mức sinh sản của QT. Nhiều ca thể trongQT sẽ xuất cư đi tìm nơi sống mới. Số lượng ca thểcủa QT lại được điều chỉnh giảm đi.


Điều chỉnh số lượng cá thể trong QT





2/23/20

5


Chương 4

Quần xã sinh vật


1. Mở đầu

2. Quan hệ ST giữa các loài trong QX

3. Cấu trúc và những tính chất cơ bảncủa QX

4. Sự biến động của QX (sự diễn thế)

Chương 4: Quần xã sinh vật (8t)


Mở đầu:

1. Khái niệm QX SV2. Sinh thái học cổ

• Định nghĩa

• Nhiệm vụ STH cổ

•

Chương 4: Quần xã sinh vật (8t)







2/23/20

5


SINH THÁI HỌC CỔ

Nhiệm vụ STH cổ:

• Những nguyên tắc STH có cùng tác

động như nhau trong các kỷ địa chấtkhác nhau;

• Trên cơ sở ST của các SV hóa thạch –giải thích các loài hiện đại hoặc có qhhọ hàng;


Quan hệ ST giữa các loài trong QX

• Quan hệ về dinh dưỡng và nơi ở


Quan hệ ST giữa các loài trong QX

• Quan hệ giữa động vật và thực vật

• Quan hệ cạnh tranh• Quan hệ con vật ăn thịt – con mồi

• Quan hệ kí sinh – vật chủ

• Quan hệ ức chế cảm nhiễm

• Quan hệ cộng sinh

• Quan hệ hợp tác

• Quan hệ hội sinh





2/23/20

5


Quan hệ giữa động vật và thực vật

TV đóng vai trò quan trọng với ĐV:

• Nguồn thức ăn cho ĐV;

• Nơi ở cho ĐV: hang, tổ, nơi ẩnnáu,…

• TV thủy sinh: nơi các loài ĐV đẻtrứng, nơi an toàn cho trứng pháttriển.


Quan hệ cạnh tranh

1. Biến động số lượng:

• ĐV: cạnh tranh gay gắt, triệt tiêuloài yếu thế;

• TV: không bộc lộ rõ, giảm sút sl vàkhả năng sống loài yếu thế, loài ưuthế phát triển mạnh.


Quan hệ cạnh tranh

2. Ảnh hưởng đến sự phân bố địa lý,theo nơi ở

3. Ảnh hưởng đến sự phân hóa các ổsinh thái: cùng chung sống, nguồnthức ăn khác nhau không cạnhtranh.





2/23/20

5


Quan hệ vật ăn thịt-con mồi

• ĐV sử dụng các loài khác làm

thức ăn – Cú, cáo cực – chuột Lemnut

– Sói – thỏ

– Thỏ, bò - cỏ


Quan hệ ký sinh – vật chủ

• Vật ký sinh gây hại cho vật chủ.• Vật ký sinh: nấm, VK, ĐV nguyên

sinh, giun tròn, sán lá, sâu bọ…

• Ở TV:

– Bán ký sinh: cây chùm gởi trên câyMận, dây tơ xanh trên cây Sim;

– Ký sinh: dây tơ hồng


Quan hệ ức chế cảm nhiễm

• Ức chế sự SS, phát triển củaloài khác.

• Tảo Chlorella tiết chất làmchậm qt thẩm thấu ở Giáp xácDaphnia, ngăn cản qt phânchia.





2/23/20

5


Quan hệ cộng sinh• Hai bên cùng có lợi

• Địa y, cây họ Đậu-VK cố định đạm,

trùng roi (phân hủy cellulose)– mối.Quan hệ hội sinh

• Một bên có lợi, 1 bên không lợi,không hại.

• Cá nhỏ sống bám trên cơ thể cámập, cá voi,…


Quan hệ hợp tác

• Hai bên cùng có lợi

• Không nhất thiết hợp tác, có thểsống riêng

• Vd: Chim sáo và trâu rừng


Mối quan hệ giữa các loài trong QX





2/23/20

5


SYMBIOSIS

http://www.youtube.com/watch?v=a-EQo5FjHtY















2/23/20


TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN

[email protected]


SINH THÁI HỌC

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC& KĨ THUẬT MÔI TRƢỜNG


NỘI DUNG MÔN HỌC

Chương 1: Mở đầu;

Chương 2: Sinh thái học cá thể;

Chương 3: Quần thể sinh vật;

Chương 4: Quần xã sinh vật;

Chương 5: Hệ sinh thái.


Độ đa dạngSự phong phú về số lƣợng loài trong quần xã





2/23/20


Độ đa dạngVd (sgk, 112)

Bài tập**


Độ nhiềuSố lượng cá thể loài trên 1 đv diện tích

hoặc thể tích


Độ nhiềuQuy ƣớc bậc độ nhiều

1. 0 : không có2. - : rất ít

3. + : ít

4. ++ : trung bình

5. +++: nhiều

6. * : rất nhiều





2/23/20


Độ thƣờng gặp

• Tỷ lệ % số địa điểm lấy mẫu có loài

đƣợc xét so với tổng số địa điểm lấymẫu trong vùng nghiên cứu.


Độ thƣờng gặpC=p*100/P

p: số lần lấy mẫu của loài đƣợc xét;

P: tổng số địa điểm lấy mẫu

Loài thƣờng gặp : C> 50%Loài ít gặp : 25%<C<50%Loài ngẫu nhiên : C<25%


Tần số• Tỷ lệ % số cá thể 1 loài đối với toàn bộ

cá thể của QX trong một lần thu mẫuhay toàn bộ các lần thu mẫu.

• Phân biệt độ thƣờng gặp (chỉ số cómặt) với tần số?





2/23/20


Loài ƣu thế• Loài hoặc nhóm loài quyết định số

lượng, kích thước, năng suất của QX;

• Loài ưu thế sinh thái;• Loài tích cực tham gia vào qt trao đổi

vật chất năng lượng giữa QX với MTxung quanh.


Loài ƣu thế• Loài bò rừng Bison trong QX đồng cỏ


Loài ƣu thếỞ các QX trên cạn TV có hạt thường là

loài ưu thế: – SV tự dưỡng;

– Nguồn thức ăn cho SVTT1;

– Nơi trú ngụ cho nhiều loài động vật.

Xem Vd khảo sát QX đồng cỏ

(sgk, 110)





2/23/20


Độ ƣa thíchBiểu thị cường độ gắn bó của loài với QX Loài đặc trưng: chỉ có ở 1 QX, là loài

thường gặp, có độ nhiều cao, thường là cácloài cây có giới han ST hẹp;

Loài ưa thích: có mặt ở nhiều QX, nhưngưa thích nhất 1 trong các QX trên;

Loài lạc lõng: ngẫu nhiên có mặt trong 1 QX

Loài ngẫu nhiên: có mặt ở nhiều QX, giớihạn ST rộng.


• Một số khái niệm (tt):

–Loài ngoại lai, bản địa, đặc hữu

–Cấu trúc của sự phân bố cá thể vàsự biến động phân bố theo chu kìcủa QX

Cấu trúc và những tính chất cơ bảncủa QX (tt)


Loài ngoại lai, bảnđịa, đặc hữu là gì?

???





2/23/20


Đặc trƣng về cấu trúccủa sự phân bố trong QX

• Đặc điểm sự phân tầng

• Đặc điểm phân đới• Đặc điểm hoạt động

• Đặc điểm quan hệ dinh dưỡng

• Đặc điểm sinh sản

• ………


Cho ví dụ về sự phântầng, phân đới?

???


Đặc trƣng về cấu trúccủa sự phân bố trong QX

• Sự phân tầng ở các thủy vực, biển, đạidương, sự phân tầng ở rừng nhiệt đới…

• Rừng nhiệt đới có 5 tầng: 2-3 tầng câygỗ lớn, tầng cây bụi, tầng cỏ và dương xỉ

• Ở thủy vực: tầng mặt-tầng tạo sinh, tầngnước sâu – tầng phân hủy…







2/23/20


• Sự liên tục và không liên tục của

những vị trí đứng trong QX• Những đặc trưng cơ bản của thảmthực vật

(Sgk, NTN Ẩn, tr.118)

Cấu trúc và những tính chấtcơ bản của QX


Sự biến động của QX (sự diễn thế)

• Diễn thế nguyên sinh

• Diễn thế thứ sinh

• Diễn thế phân hủy

• Nguyên nhân của sự diễn thế

• Đặc điểm của diễn thế

• Một số ví dụ về diễn thế


• Thế nào là sự diễn thế?

• Phân biệt diễn thế nguyênsinh, thứ sinh?

???





2/23/20



• Sự diễn thế: là sự biến động củaQX trong quá trình phát triển.

• Song song với qt diễn thế biếnđổi khí hậu, đất đai thổ nhưỡng,địa chất…



• DT nguyên sinh (primary succession):sự diễn thế khởi đầu từ MT có thể coi làtrống rỗng, xuất hiện những nhóm SVđầu tiên, QX tiên phong, tiếp theo là 1dãy QX.

• DT này xảy ra chậm, dẫn đến Climax -QX đỉnh cực

• Vd:


Diễn thế nguyên sinh – Khởi đầu từ môi trường có thể coi là “chỗ

trống”. – Trước đó chưa có quần xã nào tồn tại.

Ví dụ: – Tảng đá mới trồi lên

– Cồn cát ở cửa sông,

– Bãi bồi phù sa.

– Vùng núi lửa mới phun trào





2/23/20


• Một số ví dụ về diễn thế nguyên sinh:

Đất trống trảng cỏ rậm quần xãtrảng cây bụi qx trảng cây gổ lớn qxrừng thưa qx rừng thường xanh(climax).

Diễn thế nguyên sinh


Diễn thế:• Từ “chỗ trống” sau đó xuất hiện nhóm sinh

vật đầu tiên.

• QX đó là QX tiên phong

• Tiếp sau là một dãy các QX khác thay thế theotuần tự.

• Cuối cùng là một quần xã tương đối ổn định.

• Đặc điểm của QX tiên phong và quần xã đỉnhcực phụ thuộc vào điều kiện môi trường cụ thể.

• Thời gian dẫn tới cực đỉnh dài, nhiều trăm năm.

Diễn thế nguyên sinh


Quần xã đỉnh cực - Climax• Cân bằng sinh thái giữa QX và ngoại cảnh;

• Ổn định trong thời gian tương đối dài;• Sinh khối đạt mức cực đại, hệ số đa dạng

cao nhất;

• Lượng chất hữu cơ tích lũy ngang bằng vớilượng chất hữu cơ bị oxy hoá trong hô hấp;

• Các thành phần quần xã có mối liên hệvững chắc, ổn định.





2/23/20


Trong quần xã rừng cực đỉnh

• Giảm về cường độ chiếu sáng, cường độ tia tửngoại, tốc độ gió, tỉ lệ thoát hơi nước giảm;

• Độ ẩm không khí, lượng mùn, lượng mưa tăng;

• Độ đa dạng tăng, động vật đất tăng;• Sinh khối đạt cực đại;

• Hệ số đa dạng cao;

• Ổ sinh thái chuyên hóa hẹp;

• Có sự quan hệ ràng buộc chặt tạo thế ổn địnhvững chắc chống lại tác động của môi trườngngoài.


• Sự diễn thế xuất hiện ở môi trường đãcó một QX nhất định;

• Nơi đã có quần xã tồn tại trước đónhưng QX đó bị tiêu diệt;

• QX trước đó bị phả hủy do hỏa hoạn,xói mòn hay do tác động của con người

• DT xảy ra nhanh không dẫn đến climax.

Diễn thế thứ sinh(secondary succession):


Ví dụ:

• Rừng nhiệt đới bị phá hủy

• Nước hồ ngập

• Cánh đồng mới bị bỏ hoang

Diễn thế thứ sinh





2/23/20


DT thứ sinh trong rừng mƣa nhiệt đới:

• Rừng nhiệt đới sau khi bị chặt: trảng

cỏ phát triển, các cây họ lúa, họ đậu, họcói: các cây lá nhỏ, cứng, chịu hạn.

– nhiều cây gỗ ưa sáng phát triển nhanhnhưng gỗ mềm, cây dây leo phát triển

• Tổng số loài ít đi so với ban đầu.

Diễn thế thứ sinh


Diễn thế thứ sinh Đặc điểm:

• Diễn thế xảy ra nhanh so với diễn thếnguyên sinh.

• Không dẫn tới đỉnh cực (climax)

• Số loài ít đi, độ đa dạng thấp.

• Các loài không có giá trị kinh tế cao

• Đối với thực vật thường là những loài ưasáng, chịu hạn, nhiều hạt, thời gian sinhtrưởng ngắn chiếm ưu thế.


• DT phân hủy (degradative succesion):

dưới tác dụng của nhân tố sinh học, MTdần biến đổi theo hướng bị phân hủydần qua mỗi QX trong qt diễn thế

• Vd: DT của QX trên xác 1 loài động vật,hoặc trên 1 thân cây ngã.






2/23/20


Định nghĩa và đặc điểm của vùng đệm

• Vùng đệm: vùng chuyển tiếp giữa cácquần xã.

• Vùng đệm: còn có tên là vùng chuyển tiếp. – Vùng đệm có thể hẹp: vài mét trong qx sinhcảnh địa lý rừng – đồng ruộng.

– Vùng đệm có thể rất rộng : vd rừng và vùngđồng cỏ Bắc Mĩ

• VD: bìa rừng hay bãi lầy là vùng đệm củaQX rừng và qx đồng ruộng.


Đặc điểm về loài của vùng đệm:

– Vùng đệm ngoài những loài có mặt ở 2quần xã rừng và quần xã đồng ruộngcòn có những loài đặc trưng riêng.

– Trong một số trường hợp: số loài ởvùng chuyển tiếp còn nhiều hơn trongquần xã.

– Đặc điểm này có tên là hiệu ứng cạnh

(edge effect).


Chƣơng 5: Hệ sinh thái (10t)

1. Khái niệm, các kiểu HST

2. Sự chuyển hóa vật chất trong HST3. Chu trình tuần hoàn vật chất

4. Sự chuyển hóa năng lƣợng trongHST và năng suất SH

5. Các kiểu HST chính

6. Sinh thái học và việc quản lý TNTN





2/23/20


Khái niệm

• Định nghĩa HST

• Những xu hướng trong nghiên cứu

STH• Cấu trúc, thành phần, chức năng của

HST

• Sự tương quan giữa cấu trúc và chứcnăng trong HST


HỆ SINH THÁI

• Theo Tansley: “SV và thế giới vô sinh ởxung quanh có quan hệ khăng khít vớinhau và thường xuyên có tác động qualại”.

• Webstere: “HST là đơn vị chức năngkiên định của những SV (bao gồm conngười) và MT thay đổi diện tích vùng đặcbiệt”.


HỆ SINH THÁI

• HST=QXSV + MT xungquanh + NLMT

• Ecosystem





2/23/20


KHÍ HẬU

ĐỘNG VẬT THỰC VẬT

CONNGƢỜI

ĐẤT

XU HƢỚNG NGHIÊN CỨU STH


Cấu trúc, thành phần của HST

• Cấu trúc HST hoàn chỉnh:

– Yếu tố vật lý: AS, T, độ ẩm, áp suất, dòngchảy…

– Yếu tố vô cơ: những nguyên tố, hợp chấthóa học cần thiết cho tổng hợp chất sống(rắn, lỏng, khí);

– Chất hữu cơ: là sản phẩm trao đổi vật chấtgiữa thành phần VS và HS của MT(chất

mùn, acid amin, protein, lipid, glucid).


Cấu trúc, thành phần của HST

• Cấu trúc HST hoàn chỉnh (tt):

– SV sản xuất: TV và một số VK, có khả năngtổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vôcơ - SV tự dưỡng;

– SV tiêu thụ (bậc 1,2,3): ĐV – SV dị dưỡng;

– SV phân hủy: nấm và VK, biến chất hữu cơ vô cơ. SV tiêu hóa của HST.

VD: HST









2/23/20


SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HST

• Tổng hợp chất hữu cơ:

– Hóa tổng hợp (chemosynthes): năng lượngnhận từ oxy hóa chất VC do VK thực hiện

• Nitrosomonas & nitrosococcus

2NH3+3O2=>2HNO2+2H2O+138 cal

• Nitrobacter:

2HNO2+O2=2HNO3+43,2 cal


SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HST• Sử dụng chất hữu cơ:

– Hô hấp hiếu khí (aerobic):C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+674 cal

C2H5OH+02=C2H4O2+H2O+116,2 cal

2NH3+4O2=2HNO3+2H2O+158 cal

CH4+2O2=CO2+H2O+220 cal

– Hô hấp kị khí (anaerobic):

(C6H10O5 )n+n6H2O=3nCH4+3nCO2

– Lên men (frementation): lactobacterium

acidophilum, L. lactic, L. plantarumC6H12O6=>2C3H6O3


Sự chuyển hóa vật chấttrong HST

• Chuỗi và mạng lưới thức ăn• Bậc dinh dưỡng và tháp sinh thái

–Bậc dinh dưỡng

–Tháp sinh thái





2/23/20


Chuỗi và mạng lưới thức ăn

• Chuỗi thức ăn (food chain): sự vậnchuyển năng lượng dinh dưỡng từ nguồnđến các SV khác.

– Cỏthỏcáohổ SV phân hủy – Xác động vật SV phân hủy

• Có 2 dạng lớn: – Nhập cao, xuất thấp của chất HC (HST

rừng);

– Nhập thấp, xuất cao (thủy vực)







2/23/20

2


FOOD CHAIN


Ứng dụng trong thức tế

Đối tượng Dichloro diphenyl

Trichloroethane - DDT

Môi trường nước 0.000003 ppm

Tảo/thực vật trong nước

(aquatic plants) 0.04 ppm

Cá ăn thực vật

(herbivorous fish) 0.5 ppm

Các loại cá

(carnivorous fish) 2 ppm

Chim ăn cá(fish-eating bird species)

25 ppm


Nhận xét• Trong chuỗi thức ăn, chất hữu cơ được

vận động qua các mắt xích;• Một số chất không bị phân hủy nhanh:

chất phóng xạ bền vững, thuốc trừ sâu:chúng có khả năng tích lũy trong cơ thểmột lượng khá lớn làm tăng tác dụngcủa độc tố;





2/23/20

2


Nhận xét (tt)• Lúc đầu: các chất khó phân hủy thường là các

chất ô nhiễm, có nồng độ thấp không độc hại,

• Qua chuỗi thức ăn, lượng chất vô hại này (đôi

khi với liều lượng rất nhỏ) tích lũy dần trởthành có hại.

• Hàm lượng (nồng độ) tăng dần ở bậc dinhdưỡng cao hơn, và trở nên gây độc cho sv.

=> Đó là hiện tƣợng khuếch đại sinh họctrong chuỗi thức ăn.


• Cơ thể sv không những tích lũy chất ônhiễm trong tự nhiên mà còn lích lũyđược cả các chất hữu cơ tổng hợp.

• Qua chuỗi thức ăn: SV có vai trò mởrộng và phát tán chất ô nhiễm.

• Qua quá trình trao đổi chất: các chất vàocơ thể sv, được đồng hóa vào trong mô

và tế bào.

Nhận xét (tt)


• Nhờ chuỗi thức ăn mà chất ô nhiễmchuyển được từ sv này sv khác;

• Cũng nhờ sv mà chất ô nhiễm được lantruyền rất xa đến một nơi khác;

• Sv ở cuối chuỗi thức ăn bị tác độngmạnh nhất.

Nhận xét (tt)





2/23/20

2


LƢỚI THỨC ĂN• Trong thực tế chuỗi thức ăn không tồn

tại độc lập mà đan xen vào nhau tạo

thành mạng lưới thức ăn (food net, foodweb)

• Lưới thức ăn thể hiện mối quan hệ chặtchẽ giữa các SV trong HST.


FOOD WEB



Phân biệt:• Chuỗi thức ăn chăn nuôi

• Chuỗi thức ăn phế liệu





2/23/20

2



• Chuỗi và mạng lưới thức ăn

• Bậc dinh dưỡng và tháp sinh thái –Bậc dinh dưỡng

–Tháp sinh thái


BẬC DINH DƢỠNG

• Là thứ tự các nhóm SV trong chuỗi thứcăn.

• Bậc dinh dưỡng 1 - SV tự dưỡng haySV sản xuất;

• Bậc dinh dưỡng thứ 2 - SVTT bậc 1;

• Bậc dinh dưỡng thứ 3 - SVTT bậc 2;

• ……………..


THÁP SINH THÁI

• Có 3 loại tháp sinh thái:

- Tháp số lƣợng - dựa trên số lượng cáccá thể SV ở mỗi bậc dinh dưỡng.- Tháp sinh khối - dựa trên khối lượngtổng số của tất cả các SV trên một đơn vịdiện tích hay thể tích ở mỗi bậc dd.- Tháp năng lƣợng - dựa trên số nănglượng được tích lũy trên một đv dt hay tttrong một đv tg ở mỗi bậc dd.





2/23/20

2


THÁP SINH THÁI


THÁP SINH THÁI


THÁP SINH THÁI





2/23/20

2


THÁP SINH THÁI• Ƣu điểm, nhƣợc điểm

+Tháp số lƣợng dễ xây dựng song it có giá trị;+Tháp sinh khối có giá trị cao hơn tháp số

lượng. Nhưng thanh phần hóa học va giá trịnăng lượng của chất sống trong các bậc dinhdưỡng khác nhau, tháp sinh khối không chu y đến thời gian tich lũy sinh khối ở mỗi bậc dd.+ Tháp năng lƣợng hoan thiện nhất. Tuy nhiênxây dựng phức tạp, đi hỏi nhiều công sức thờigian.


Hiệu suất sinh thái (HSST)

• HSST là tỷ số phần trăm giữa năng lượnghấp thụ ở bậc dinh dưỡng n so với bậcdinh dưỡng n+1.

HSST=A2/A1=A1/PN

• Ở bậc sinh vật sản xuất thì HSST chính làhiệu suất quang hợp.


Hiệu suất sinh thái của chuỗi thức ăntrong HST rừng Sồi

• Cây sồi Côn trùng cánh phấn Chim ănthịt. Đơn vị tính 106 kcal/ha/năm(Medweeka và cộng sự, 1974)

Lá sồi(PN=14,2) Côn trùng (A1=0,49;R=0,38) Chim (A2=0,0045;R=0,083).

HSST1=A1/PN=0,49/14,2=3,5% HSST2=A2/A1=0,0045/0,49=0.9%





2/23/20

2


Hiệu suất sinh thái (HSST)

• Khi nghiên cứu về NSSH của hồ Tây,

Đặng Ngọc Thanh (1983), đã xác định: – sản lượng sinh vật sơ cấp toàn phầncủa hồ Tây là 3319 kcal/m2/năm;

–HS sản lượng thực tế ở tầng nước mặtdao động: 47-75%.


Tháp sinh thái


Nhận xét về sản lƣợng và HSST

• Ở những hồ nước sâu, lượng dinh dưỡng

ở mức nghèo hoặc trung bình, sản lượngsinh vật nổi thường chiến ưu thế;

• Đối với HST thủy sinh, hệ số P/I thay đổitừ 11,1% đến 17,4%; đối với các HSTtrên cạn hệ số này dao động trong khoảng0,5% đến 15%.





2/23/20

2


Nhận xét về sản lƣợng và HSST

• Đối với các HST có các quần xã sinh vật

đang tiến dần đến trạng thái cực đỉnh thìhệ số P/R ≈ 1 và sẽ bằng 1 khi quần xãsinh vật ở trạng thái cực đỉnh (P = R).


BÀI TẬP

• Hệ sinh thái nhận năng lượng ánh sángmặt trời là 106 kcal/m2 /ngày. Trong đó,2.5% được dùng để quang hợp; sốnăng lượng mất do hô hấp (R1) là 90%,sinh vật tiêu thụ cấp 1 tích lũy được 1%,sinh vật tiêu thụ cấp 2 tích lũy được10%.

• Tính giá trị PG, P

N, A

1, A

2.


– Sản lượng PG ở svsx: 2.5 x 104kcal.

– PN ở SV cung cấp: 2.5 x 103 kcal.

– Ứng với A1 = 25 kcal.

– Ứng với A2 = 2.5 kcal.

– Nhận xét: sự tiêu phí năng lượng qua mỗi bậcdd.

– Nên các chuỗi thức ăn thường có ít bậc dd.





2/23/20

2


TÍNH HIỆU SUẤT SINH THÁI • BÀI TẬP 1: Một hệ sinh thái được năng lượng mặt

trời cung cấp 106 kcal/m2/ngày. Chỉ có 2,5% nănglượng đó được dùng trong quang hợp. Số năng lượngbị mất đi do hô hấp là 90%. Sinh vật tiêu thụ cấp 1 tíchlũy được 25 kcal; Sinh vật tiêu thụ cấp 2 tích lũy được2,5 kcal; Sinh vật tiêu thụ cấp 3 tích lũy được 0,5 kcal.a/ Xác định sản lượng sinh vật toàn phần ở thực vật

PG.b/ Xác định sản lượng sinh vật nguyên (thực tế) ở thực

vật PN.c/ Vẽ hình tháp sinh thái năng lượng.d/ Tính hiệu suất sinh thái của các SVTT cấp 1,2,3.


BÀI TẬP 2: Lập sơ đồ hình tháp sinh tháinăng lượng với số liệu như sau:

– Sản lượng sinh vật thực SVTT bậc 1:0,49 x 106 kcal/ha/năm

– Hiệu suất sinh thái SVTT bậc 1 là 3,5%

– Hiệu suất sinh thái SVTT bậc 2 là 9,2%


BÀI TẬP 3: Ở một hệ sinh thái (đơn vị:kcal/m2/ngày)

• Sức sản xuất sơ cấp thô: PG =625• Số năng lượng bị mất đi do hô hấp ở SVSX:60%• Sản lượng sinh khối SVTT bậc 1 tạo ra:100• Sản lượng sinh vật thực ở SVTT bậc 1 là: 20• Hiệu suất sinh thái giữa bậc dinh dưỡng cấp 2 và

cấp 3 là 10%.• Năng lượng bị mất đi do hô hấp ở SVTT bậc 2 là:

90%.Tính:a/ Sản lượng sinh vật thực ở SVTT bậc 2 ?b/ Hiệu suất sinh thái giữa các bậc dinh dưỡng





2/23/20

2


• BÀI TẬP 4: Trong một chuỗi thức ăn, sảnlượng sinh vật toàn phần của SVTT bậc 1 là

A1=2,4x104 Kcal. Hiệu suất sinh thái theo thứ tựcủa SVTT bậc 1, SVTT bậc 2, SVTT bậc 3 là6,4%, 5%, 2,6%. Tính sản lượng sinh vật toànphần của các sinh vật còn lại.


BÀI TẬP 5: Sử dụng chuỗi thức ăn sau:

• SVSX: PN=2,1.106 calo

• SVTT1: A1=1,2.104 calo

• SVTT2: A2=1,1.102 calo

• SVTT3: A3=0,5.102 calo

• Xác định HSST của SVTT1, SVTT2, SVSX.


Sự chuyển hóa năng lƣợng trongHST và năng suất sinh học

• Khái niệm về dòng năng lƣợng• Khái niệm về hiệu suất sinh thái

• Các sản lượng năng suất sinh học(sản lượng sinh thái học)

– Năng suất sơ cấp

–Năng suất thứ cấp





2/23/20

3


TRẦN THỊ THÚY NHÀN

KHOA CNSH & KTMT

[email protected]


SINH THÁI HỌC


CHƢƠNG 5: HỆ SINH THÁI 1. Năng lƣợng trong hệ sinh thái (HST)

– Các dạng năng lượng quan trọng trong HST

– Sự tiêu hao năng lượng trong HST;

– Mô hình các dòng năng lượng trong HST

2. Năng suất sinh học:

– Năng suất sinh học sơ cấp (NSSC)

– Năng suất sinh học thứ cấp

– Các yếu tố ảnh hưởng đến NSSC3. Hiệu suất sinh thái (HSST):

•


Các quy luật

nhiệt động học???





2/23/20

3


Năng lƣợng trong HST

Các quy luật nhiệt động học:

– Quy luật thứ nhất: Năng lượng khôngthể tự sinh ra hoặc tự nhiên mất đi, chỉchuyển từ trang thái này sang trạng tháikhác.

- Quy luật thứ hai: Khi năng lượngđược chuyển từ dạng này sang dạng khácthì không được bảo toàn 100%.



Đơn vị đo năng lƣợng:

• Kilogam calori (Kcal) là lượng nhiệt cầnđể tăng nhiệt độ của 1 lít nước (1kg) lên 1độ (độ bách phân);

• Gam calori (cal) là lượng nhiệt cần đểtăng nhiệt độ của 1 gam nước lên 1 độ.


Năng lƣợng trong HSTCác dạng năng lƣợng quan trọng

trong HST: – Năng lƣợng bức xạ

– Năng lƣợng hóa học

– Năng lƣợng nhiệt

– Động năng

(Đọc thêm TLTK)





2/23/20

3



Nguyên nhân tiêu hao năng lƣợng:

• Năng lượng mất đi giữa các bậc dinh

dƣỡng: Sự biến đổi năng lượng từ dạng nàysang dạng khác không được bảo toàn 100%.

• Năng lượng mất đi trong bậc dinh dƣỡng:

Hydrocacbon + O2 CO2 + H2O + Q

Dòng năng lƣợng giảm dần theo cácbậc dinh dƣỡng kế tiếp.


Tiêu hao năng lƣợng giữa các bậcdinh dƣỡng:


Dòng năng lƣợng của HSTNăng lƣợng Mặt Trời

(RT)

NL phát tán dạngnhiệt (PT)

NL sử dụng cho quang hợp

NL hấp thụ (HT) NL không sử dụng(KSD1)

Sức sản xuất sơ cấp thô(SX1/GPP) 1-5%

Sức SX sơ cấp nguyên(SXN/NPP)

Thức ăn cho vật tiêu thụ (NL1)

Vật tiêu thụ sử dụng (SD1)

Sức sản xuất thứ cấp (SX2)

NL mất đi do hô hấp (HH1)

Vật phân hủy tiêu thụ (KSD2)

Chất thải của vật tiêu thụ (CT1)

NL mất đi do hô hấp (HH2)





2/23/20

3



• RT= HT+KSD1• SX1=SXN+HH1

• NL1=SD1+CT1

• HT=SX1+PT

Theo sơ đồ dòng năng lƣợng của HST:

• SXN=NL1+KSD2• SD1=SX2+HH2

• NL2=SD2+CT2

• SD2=SX3+HH3…..


Cân đối năng lƣợng trong HST rừng Sồi ở Anh

HS: 1,91%

NL tổng nhận đƣợc7,3.105 kcal/m2 /năm

Năng lƣợng hấp thụ3,3.105 kcal/m2 /năm

Năng suất sơ cấp nguyên6247 kcal/m2 /năm (13110 kg/ha)

ĐV ăn TV 29 kg/haCây gỗ, cây bụi

12160 kg/haThảm cỏ 921

kg/ha

Rễ 2027 kg/haTầng trên mặt đất

10133 kg/haChảy theo dòngnƣớc 311 kg/ha

Thân để lại sau chặt526 kg/ha

Lá 3770 kg/haThân, cành5526 kg/ha

Phân hủy Tăng trƣởng Lá rụng


Các dòng năng lƣợng chínhtrong HST

• Năng lượng từ ánh sáng MT: chỉ 50%

được TV hấp thụ qua các cơ chế củaquá trình quang hợp, 1-5% - đượcchuyển hóa thành năng lượng hóa học;

• Năng lượng tích lũy trong nguyên liệuthực vật, tham gia vào mạng lưới thứcăn: động vật ăn cỏ => động vật ăn thịt =>sinh vật phân hủy;





2/23/20

3


Các dòng năng lƣợng chínhtrong HST

• Nguyên liệu thực vật không được tiêuthụ tích lũy trong hệ, chuyển sang các

SV hoại sinh, hoặc bị rửa trôi. SV sửdụng năng lượng cho hô hấp và giảiphóng nhiệt ra khỏi HST;

• HST là hệ mở nên nguyên liệu hữu cơcó thể đi vào HST qua động vật nhập cưvà dòng chảy đổ vào HST ao hồ.


Mô hình đặc trƣng các dòngnăng lƣợng đi qua HST


Năng suất sinh học

• Năng suất sinh học sơ cấp NSSC

(primary production) là khối lượng chấthữu cơ sản xuất/đồng hóa được của SV sảnxuất.

NSSC thô - Gross primaryproduction (P/GPP)

NSSC nguyên (ròng) – Net primaryproduction (P N/NPP)





2/23/20

3


NPP=GPP-R

• Phần còn dƣ: sẵn dùng cho bậcdinh dƣỡng tiếp theo;

• Phần mà sinh vật sản xuất góp vàocho HST.

Năng suất sơ cấp nguyên





• Năng suất sinh học thứ cấp

(secondary production/assimilation-PS): chỉ khối lượng chất hữu cơ sảnxuất được và tồn trữ ở SV tiêu thụ vàSV phân hủy, trên thực tế chỉ tính ởSV tiêu thụ.





2/23/20

3


Năng suất thứ cấp

• Năng lượng thực phẩm khi được hấp thụbởi động vật sẽ được dùng trong cáchướng: – Tích lũy cho sự phát triển cơ thể

– Oxy hóa hóa học tạo năng lượng qua quátrình hô hấp (R: respiration)

– Thải bỏ ra ngoài môi trường : chất bài tiết haykhông sử dụng (NU)

• Thức ăn=Etp= Năng lượng thứ cấp +R+NU


Sinh khối thực vật NSSCN và NSTCcủa các kiểu HST trên thế giới

TT Hệ sinh thái

Sinh khốithực vật

(t/ha) NSSCN

(g/m2/năm) NSTC

(kg/ha/năm) 1 Rừng ẩm nhiệt đới 450 2200 152,9 2 Rừng thông ôn đới 350 1300 52 3 Rừng Taiga vùng cực 200 800 31,7 4 Sa mạc cây bụi 7 90 3,9 5 Hệ sinh thái nông nghiệp 10 650 6,4 6 Đầm lầy 150 2000 160 7 Hồ và sông 0,2 250 50 8 Đại dương 0,03 150 73,3 9 Thảo nguyên ôn đới 16 600 88,9


Phân bố NSSC theo các khu vực

• Biển khơi và hoang mạc:

– NSSC rất thấp, dưới 100g/m2/năm, có thểbằng 0.

• Đồng cỏ bán khô cằn, vùng đất nôngnghiệp canh tác tạm thời, hồ sâu, rừngôn đới, vùng ven biển: – sản lượng trung bình: 300g; dao động

khoảng 150 – 1000 g/m2/năm.





2/23/20

3


• Rừng mưa, hồ nông, vùng nông nghiệpcanh tác thường xuyên: 500 – 1000g/m2/năm.

• Vùng cửa sông, bãi san hô, bãi bồi phùsa: sản lượng cao có thể vượt 2000g/m2/năm.

Phân bố NSSC theo các khu vực (tt)


• Miền xích đạo có nhiều hệ sinh thái cónăng suất cao; – vùng này có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp,

– chiếu sáng quanh năm:

• Ví dụ: – Bãi san hô,

– Vùng triều,

– Vùng cửa sông.

Phân bố NSSC theo các khu vực (tt)


Nhận xét về NSSH của các kiểu HST:

Năng suất sơ cấp:

• HST rừng là HST cạn có NSSH cao nhất;• NSSC của các HST nước ngọt phụ thuộc vào

mức độ dinh dưỡng của nước;

• NSSC của đại dương phụ thuộc rất nhiều vàonhân tố sinh thái hạn định là N và P.





2/23/20

3



Năng suất sơ cấp:

• NSSC các HST đồng cỏ vùng khô hạn phụthuộc nhiều vào lượng mưa hằng năm;

• Hiệu suất chuyển đổi năng lượng có sựkhác biệt lớn tùy vào bậc dinh dưỡng;

• NSSH thứ cấp dưới dạng các loài thú caonhất ở HST đồng cỏ vùng nhiệt đới, sau đóđến vùng ôn đới và HST rừng;


Năng suất thứ cấp:

• Ở môi trƣờng cạn: – Sinh khối động vật thông thường chỉ chiếm

khoảng 1% sinh khối thực vật;

– Sinh khối các động vật không xương sống chiếmtừ 90-95% tổng sinh khối động vật.



Các phƣơng pháp xác định sản lƣợngban đầu/ năng suất sơ cấp:

• Phương pháp thu mẫu định kì

• Phương pháp tính số lượng khí oxy• Phương pháp tính số lượng khí cacbonic

• Phương pháp xác định độ pH của MT nước

• Phương pháp xác định sự tiêu hao NL

• Phương pháp đồng vị phóng xạ

• Phương pháp xác định diệp lục

(Đọc TLTK để biết các PP)





2/23/20

3


• NSSC thô (mgC/m3/giờ) = [(O2, LB) –(O2, DB)]*1000*0,375 /PQ*t

• NSSC ròng (mgC/m3/giờ) = [( O2,LB) –(O2,IB)] *1000 *0,375 /PQ*t

• Hô hấp (mgC/m3/giờ) = [( O2, IB) – (O2,DB)] *RQ *1000 * 0,375 /t

PP TÍNH NĂNG SUẤT


PP TÍNH NĂNG SUẤT

Chú thích: – O2, LB: nồng độ DO (mg/l) trong bình sáng

(light bottle)

– O2, DB: nồng độ DO (mg/l) trong bình tối(dark bottle)

– O2, IB: nồng độ DO (mg/l) khởi đầu (initialbottle)

– t: số giờ thí nghiệm (giờ)


• Để chuyển đổi khối lượng oxy thànhcacbon, giá trị oxy tạo ra và tiêu thụ phảiđược nhân với tỉ lệ: C/O2 =12mgC/32mgO2 = 0,375.

• Với điều kiện quần xã tảo “bình thường”và ánh sáng trung bình, PQ=1,2 và RQ=1 được xem là đặc trưng.





2/23/20

4


BÀI TẬP TÍNH NĂNG SUẤT SƠ CẤP

Điểm

DO

bình

sáng 1

DO

bình

sáng 2

DO

bình tối

Thời gian

thí

nghiệm

DO ban

đầu

S1 7,4 7,75 4,7 24 6,75

S2 6,1 5,45 4,6 24 6,6

S3 6,8 7,1 4,6 24 6,75


Điểm

DO

bình

sáng 1

DO

bình

sáng 2

DO

bình

tối

Thời gian

thí

nghiệm

DO ban

đầu

S1 5,2 5,2 3,7 24 4,65

S2 3,4 3,2 3 24 3,35

S3 4,05 3,75 3 24 3,7


Những yếu tố ảnh hƣởng đến NSSC của HST

• Thành phần môi trường nước.

• Thành phần muối khoáng, dinh dưỡng• Năng lượng mặt trời nhận được

• Khả năng thực tế của hệ sinh thái trongviệc sử dụng các yếu tố trên.

• HST thủy vực: NSSC còn phụ thuộc vàođộ sâu, độ trong nước vì ảnh hưởng trựctiếp tới nguồn sáng được chiếu xuống.





2/23/20

4


Những yếu tố ảnh hƣởng đến NSSC của HST:

• Ở đâu không có ánh sáng: thì NSSC do thựcvật tạo ra sẽ bằng âm, tại điểm bù trừ bằng O.

• Năng suất của rừng cao hơn đồng cỏ: do rừngcó sự đa dạng của sinh vật (TV), hiện tượng phân nhiều tầng, tận dụng tốt nguồn sáng, tănghiệu quả sử dụng NLASMT.

• Ở các vùng nhiệt đới và xích đạo có nhiềuHST có sản lượng ban đầu cao: đủ độ ẩm,nhiệt độ thích hợp cho SV sinh trưởng và pháttriển, được chiếu sang quanh năm.


Chu trình tuần hoàn vật chấttrong HST

• Đại cƣơng về chu trình sinh địahóa

–Chu trình sinh, địa, hóa học củacác nguyên tố C, N, P, nước

–Các con đường chính của việchoàn lại vật chất vào chu trình






2/23/20

4








2/23/20

4


Chu trinh Nito trong tu nhien

Copyright © Wondershare Softwarehttp://biologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st029.shtml






2/23/20

4








2/23/20

4


Nghiên cứu HST

• Các kiểu HST chính

• Những nhận xét rút ra trong việcnghiên cứu hệ sinh thái

• Sinh thái học và việc quản lý nguồnlợi tài nguyên thiên nhiên


CÁC KIỂU HST CHÍNH

• HST trên cạn:

– Rừng

Rừng mưa nhiệt đới

Rừng sớm rụng ôn đới

Rừng tùng bách lạnh ở phía Bắc

– Đồng cỏ: nhiệt đới, ôn đới, đc địa cực orlãnh nguyên Bắc cực

– Sa mạc: sm nhiệt đới, ôn đới, sm lạnh


CÁC KIỂU HST CHÍNH

• HST thủy sinh:

– HST nước ngọt Đập chứa và hồ nước ngọt

Suối nước ngọt và sông

Đất ẩm nội địa

– HST nước mặn

Đại dương

Vành đai ven biển

Đất ướt ven biển







2/23/20


Thank you for

your attention!


Documents

Bài giảng Sinh thái học Tác giả: TS. Trần thị Thúy Nhàn Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM, 2014