Bài giảng Chương 2: Sinh thái học sản lượng

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

64
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Chương 2: Sinh thái học sản lượng sau đây được biên soạn nhằm cung cấp cho các bạn những kiến thức về dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng; sự trao đổi năng lượng trong các hệ sinh thái; những thuật ngữ của sinh thái học sản lượng; sinh thái học sản lượng ở mức sinh vật sơ cấp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 2: Sinh thái học sản lượng

Chương II. SINH THÁI HỌC SẢN LƯỢNG 2.1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng 2.2. Sự trao đổi năng lượng trong các hệ sinh thái 2.3. Những thuật ngữ của sinh thái học sản lượng 2.4. Sinh thái học sản lượng ở mức sinh vật sơ cấp
2.1. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng  Theo quan điểm của sinh thái học hiện đại, năng lượng đi qua hệ sinh thái cũng tuân theo các quy luật nhiệt động học của vật lý: – Quy luật 1: năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Ví dụ: Năng lượng mặt trời (quang năng) có thể chuyển hóa thành hóa năng tích lũy trong thực vật.
– Quy luật 2: Khi năng lượng được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác không bao giờ được bảo toàn 100% mà thường bị hao hụt một lượng nhất định để biến thành nhiệt năng.
Sinh vật tự dưỡng: là sinh vật có khả năng tự mình tổng hợp ra các chất hữu cơ cần thiết cho sự sống. Sinh vật tự dưỡng được chia thành 2 loại, tương ứng với nó là 2 nguồn cung cấp năng lượng: - Sinh vật quang dưỡng: Sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Quá trình tổng hợp chất dinh dưỡng được thực hiện nhờ vào diệp lục, H2O, CO2 dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Thực vật màu xanh là những sinh vật quang dưỡng. –Sinh vật hóa dưỡng: Sử dụng năng lượng hóa học từ các phản ứng hóa học của các chất vô cơ đơn giản. Ví dụ: các sinh vật ôxy – hoá lưu huỳnh (S) thành axit sunfuaric (H2S) qua đó hấp thụ năng lượng của phản ứng hóa học này.
 Với nhóm sinh vật dị dưỡng, nguồn cung cấp năng lượng của chúng không phải trực tiếp từ mặt trời cũng như các phản ứng hóa học mà chính là từ các sản phẩm hữu cơ do các sinh vật tự dưỡng tổng hợp lên. Các sinh vật dị dưỡng được gọi chung là những sinh vật tiêu thụ. Sinh vật dị dưỡng được chia thành 3 bậc từ bậc 1 đến bậc 3.
 Sinh vật phân hủy: Chuyên phân hủy các hợp chất hữu cơ trong xác chết, chất bài tiết…thành các hợp chất vô cơ đơn giản hơn cũng có thể được gộp chung vào nhóm các sinh vật dị dưỡng.
2.2.Sự trao đổi năng lượng trong hệ sinh thái  Phân biệt chuỗi thức ăn (food web) và lưới thức ăn (food chain) Chuỗi thức ăn là một dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau, loài đứng trước là thức ăn của loài đứng sau. Mỗi loài được coi là một mắt xích trong chuỗi thức ăn, vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước nhưng cũng bị sinh vật mắt xích phía sau tiêu thụ. Các chuỗi thức ăn dày đặc tạo nên các mạng lưới thức ăn.
Ví dụ về chuỗi thức ăn  cỏ → thỏ → sói → xác chết → vi khuẩn → cỏ;  lá ngô → châu chấu → ếch → xác chết → vi khuẩn → lá ngô;  cỏ → bò → người → phân → vi khuẩn → cỏ.
Trong chuỗi thức ăn, có 3 loại sinh vật gồm:  Sinh vật sản xuất (tự dưỡng): là sinh vật bắt đầu của chuỗi thức ăn. - Trực tiếp tạo ra chất hữu cơ từ chất vô cơ. Nó còn được gọi là sinh vật tự dưỡng hay sinh vật cung cấp. - Trong nhóm sinh vật tự dưỡng lại chia làm hai loại: + Một loại sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để tổng hợp chất hữu cơ; + Một loại sử dụng nguồn năng lượng từ các phản ứng hóa học. Ví dụ: cây xanh, một loài tảo, vi khuẩn ..
 Sinh vật tiêu thụ Là những sinh vật dị dưỡng (không tự tổng hợp được chất hữu cơ) phải lấy chất hữu cơ bằng cách tiêu thụ sinh vật dị dưỡng hoặc các sinh vật tự dưỡng.  Sinh vật phân hủy Là vi khuẩn dị dưỡng hoặc nấm phân hủy chất hữu cơ thành vô cơ.
Lưới thức ăn (food chains)  Tổng hợp những chuỗi thức ăn có quan hệ với nhau trong hệ sinh thái.  Đó là sự liên kết của các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.  Mỗi loài trong quần xã không chỉ liên hệ với một chuỗi thức ăn mà có thể liên hệ với nhiều chuỗi thức ăn.
Hình 2.1. Ví dụ về lưới thức ăn (food chains)
Hình 2.2. Dòng năng lượng và các chất dinh dưỡng Mặt trời K khí Đất H Thực vật (1) ô Động vật ăn cỏ Q (Bậc 1) h SV phân 2 ấ hủy H p (VSV, ô nấm) h 3 ĐV ăn động vật ấ (bậc 2) Chuỗi p phế Q 4 Động vật ăn thịt thải Thải ra (bậc 3) Thải nhiệt Thải ra
Hình tháp sinh thái học là gì ? - Đó là sự sắp xếp số lượng cá thể (sinh khối hoặc năng lượng) theo các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao. - Hình tháp sinh thái học thường được biểu thị bằng các hình chữ nhật chồng lên nhau; trong đó độ dài của chúng tỷ lệ thuận với dòng năng lượng của mỗi bậc, còn chiều cao của các hình chữ nhật đều bằng nhau
2.3. Những thuật ngữ trong kinh doanh rừng 1. Sản lượng thu hoạch. (Crop) Đó là tổng khối lượng hoặc trọng lượng vật chất có thể thu được từ một diện tích nào đó sau một thời gian nào đó. Ví dụ: Tổng khối lượng gỗ thân cây Keo lá tràm thu hoạch được từ một hécta rừng trong chu kỳ 10 năm là 100m3/ha.
2. Sản lượng hiện còn (Standing tree crop) . - Đó là toàn bộ trọng lượng hoặc khối lượng vật chất hữu cơ của cơ thể sống có thể thu được bằng một phương pháp hay kỹ thuật nào đó trong một khoảng thời gian nào đó. - Sản lượng thu hoạch và sản lượng hiện còn giống nhau về thời gian thu hoạch. Nhưng khác với sản lượng thu hoạch, quy mô của sản lượng hiện còn (phần chưa được thu hoạch) phụ thuộc vào phương pháp thu hoạch. - Ví dụ: sản lượng hiện còn trên 1 ha rừng Keo lá tràm sau 10 năm là 110 m3 gỗ thân cây, nhưng sản lượng thu hoạch có thể chỉ là 100m3/ha, phần còn lại 10 m3 không được thu hoạch bao gồm gỗ ngọn, cành và vỏ cây bỏ lại rừng
3. Năng suất thu hoạch (Yield)  . Đó là tốc độ tích lũy trung bình vật chất hữu cơ thu hoạch được và được tính bằng cách chia sản lượng thu hoạch cho thời gian tạo ra sản lượng thu hoạch. Ví dụ: 100 m3/10 năm = 10 m3/ha/năm.
2.4. NHỮNG THUẬT NGỮ CỦA SINH THÁI HỌC SẢN LƯỢNG  Sản lượng. Đó là tổng trọng lượng (tổng sinh khối) hoặc số lượng vật chất hữu cơ mà quần xã sinh vật sản xuất ra trên một diện tích nhất định và sau một thời gian nào đó.  Chỉ tiêu này có thể dùng để phản ánh số lượng vật chất hữu cơ của một quần thể, hoặc một mức dinh dưỡng nhất định, nhưng cũng có thể dùng cho quần xã và hệ sinh thái.
 Sản lượng (Production) = (sản lượng thu hoạch + vật chất hữu cơ không được thu hoạch (cành, lá, gốc, rễ...) + vật chất hữu cơ hao hụt không thu hoạch được do bị mất mát trong thời kỳ này (sản lượng hay sinh khối chuyển thành thức ăn cho động vật, hoặc rơi vãi...).  Tổng sản lượng (Gross production) . Đó là tổng số chất hữu cơ được sinh vật tạo ra trong một thời gian nhất định. Tổng sản lượng = số lượng chất hữu cơ được sinh vật sản xuất ra cộng với phần vật chất hữu cơ đã chi dùng cho hô hấp trong suốt thời gian nghiên cứu.
 b. Sản lượng thuần (Net production). Sản lượng thuần hay sản lượng hiện (NPP) còn là số lượng chất hữu cơ được sinh vật sản xuất ra (GPP) trong một thời gian nhất định sau khi đã chi dùng cho hô hấp (R); nghĩa là NP = GPP - R.  c. Sản lượng sơ cấp (Primary production). Đó là số lượng chất hữu cơ được thực vật tự dưỡng sản xuất ra. Tổng sản lượng sơ cấp (GPP) = tổng lượng quang hợp của thực vật trên một đơn vị diện tích trong một thời gian nhất định. Sản lượng sơ cấp thuần NPP = GPP - R