Chương 3
HEÄ THOÁNG SINH THAÙI
TS. Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm TP. HCM
Caùc khaùi nieäm
• Sinh vaät caàn moät khoâng gian soáng trong moät
thôøi ñieåm nhaát ñònh
• Moãi sinh vaät phuï thuoäc vaø töông taùc vôùi caùc caáu thaønh “voâ sinh” vaø “höõu sinh” trong moâi tröôøng
• Moâi tröôøng cung caáp naêng löôïng, vaät chaát cho sinh vaät ñoàng thôøi loaïi thaûi chaát thaûi cuûa sinh vaät.
Caùc khaùi nieäm
• Caáu thaønh voâ sinh
– Bao goàm caùc yeáu toá cô baûn cuûa moâi tröôøng nhö:
nöôùc, khoâng khí, Ca, carbonate, phosphate
– Caùc yeáu toá vaät lyù: ñaát, nhieät ñoä, ñoä aåm, gioù, möa,
böùc xaï maët trôøi • Caáu thaønh höõu sinh
– Bao goàm ñoäng vaät, thöïc vaät vaø vi sinh vaät – Töông taùc vôùi nhau trong söï phuï thuoäc veà naêng
löôïng
Caùc khaùi nieäm
• Quaàn theå (population)
– Caùc caù theå cuøng moät loaøi soáng trong moät vuøng
laõnh thoå
• Quaàn xaõ (community)
– Caùc quaàn theå khaùc nhau soáng trong moät vuøng
laõnh thoå
• Heä thoáng sinh thaùi (Eco-system)
– Laø heä
thoáng ñöôïc hình thaønh töø söï tích hôïp caùc
yeáu toá voâ sinh vaø höõu sinh cuûa moâi tröôøng
Caáu truùc vaø chöùc naêng heä thoáng sinh thaùi (HTST)
• Caáu truùc:
– Moâ taû söï saép xeáp, soá löôïng vaø thaønh phaàn loaøi, lòch söû söï soáng cuøng vôùi caùc tính chaát vaät lyù cuûa moâi tröôøng
• Chöùc naêng:
– Doøng naêng löôïng vaø voøng tuaàn hoaøn vaät chaát
Caáu thaønh heä thoáng sinh thaùi
• Nôi ôû:
– Ñaát, nöôùc, khoâng khí vaø moät loaït caùc yeáu toá voâ
sinh khaùc
• Caùc yeáu toá voâ sinh:
– Yeáu toá khí haäu: böùc xaï maët trôøi, nhieät ñoä, gioù, möa,
doøng chaûy
– Yeáu toá vaät lyù: aùnh saùng, löûa, aùp suaát, ñòa töø tröôøng
– Yeáu toá hoùa hoïc: ñoä chua, ñoä maën, söï coù saün cuûa
dinh döôõng voâ cô caàn cho thöïc vaät
Caáu thaønh heä thoáng sinh thaùi
• Caùc yeáu toá höõu sinh:
– Goàm taát caû caùc caù theå soáng
• Moái töông quan:
– AÛnh höôûng: caïnh tranh, dung hoøa, coù lôïi
• Quaàn theå
– Nhoùm caù theå cuøng moät loaøi trong moät khoâng gian
nhaát ñònh
– Kích côõ cuûa quaàn theå ñöôïc xaùc ñònh qua khaû naêng
sinh saûn vaø khaû naêng thích öùng vôùi moâi tröôøng
Yeáu toá ñieàu chænh quaàn theå
– Tính chaát vaät lyù cuûa moâi tröôøng
– Thöùc aên
– Dòch beänh
– Söï aên thòt
– Söï caïnh tranh
Caáu truùc heä thoáng sinh thaùi
• Heä thoáng sinh thaùi ñöôïc chia thaønh caùc
phaàn nhö sau:
– Sinh vaät saûn xuaát
– Sinh vaät tieâu thuï
– Sinh vaät phaân huûy
Caùc tính chaát cô baûn cuûa heä thoáng sinh thaùi
1. Laø 1 ñôn vò caáu truùc vaø chöùc naêng cuûa
sinh thaùi hoïc
2. Caáu truùc cuûa moät heä thoáng sinh thaùi lieân quan ñeán söï ña daïng thaønh phaàn loaøi. 3. Naêng löôïng duy trì HTST phuï thuoäc vaøo ñoä phöùc taïp cuûa caáu truùc. Caáu truùc caøng phöùc taïp thì naêng löôïng duy trì caøng giaûm
Caùc tính chaát cô baûn cuûa heä thoáng sinh thaùi
4. Chöùc naêng cuûa HTST lieân quan ñeán doøng naêng löôïng vaø tuaàn hoaøn vaät chaát trong heä thoáng ñoù.
5. HTST ñöôïc hình thaønh töø ñôn giaûn ñeán phöùc
taïp
6. Tính beàn vöõng cuûa moâi tröôøng vaø naêng löôïng
trong HTST laø haïn cheá, deã bò phaù vôõ
7. Söï thay ñoåi moâi tröôøng buoäc quaàn theå phaûi
thay ñoåi ñeå thích öùng
Vai troø cuûa heä thoáng sinh thaùi
(cid:153) Haáp thu naêng löôïng maët trôøi, taïo sinh khoái, cung caáp thöùc aên, kieán taïo vaät chaát, cung caáp naêng löôïng töø sinh khoái
(cid:153) Phaân huûy chaát thaûi (cid:153) Taùi sinh chaát dinh döôõng (Vd. Coá ñònh
nitrogen)
(cid:153) Tích luõy, laøm saïch vaø phaân phoái nöôùc (cid:153) Taïo ra vaø baûo döôõng ñaát (cid:153) Kieåm soaùt coân truøng
Vai troø cuûa heä thoáng sinh thaùi
(cid:153) Thö vieän gen cho phaùt trieån caùc gioáng môùi
(cid:153) Thuï phaán cho caây troàng
(cid:153) Duy trì khoâng khí ñeå thôû
(cid:153) Kieåm soaùt khí haäu
(cid:153) Coù khaû naêng thay ñoåi vuøng ñeäm vaø phuïc hoài hö haïi töø thieân tai nhö luõ luït, chaùy röøng vaø thieân dòch
(cid:153) Taïo ra söï haøi hoøa trong veõ ñeïp töï nhieân
Doøng naêng löôïng vaø naêng suaát sinh hoïc trong heä thoáng sinh thaùi
Töông quan dinh döôõng
Maïng löôùi thöùc aên
Soá löôïng vaø Sinh khoái
Töông quan soá löôïng trong chuoãi thöùc aên
Baäc dinh döôõng
Naêng löôïng trong chuoãi thöùc aên
Doøng naêng löôïng tröïc tieáp
Nguoàn naêng löôïng Sinh vaät SX Sinh vaät phaân huûy Sinh vaät Tieâu thuï baäc 3 Sinh vaät Tieâu thuï baäc 1 Sinh vaät Tieâu thuï baäc 2
ASMT
Doøng naêng löôïng trong maïng löôùi thöùc aên
SV saûn xuaát Döôõng chaát
SV tieâu thuï (B1)
Â
Á
SV tieâu thuï (B2)
H O H A P
Chaát thaûi Xaùc cheát
SV tieâu thuï (B3)
NHIEÄT THAÛI
SV phaân huûy
ä
ù
ï
Naêng löôïng maët trôøi
Sinh vaät saûn xuaát
ê
Naêng löôïng maát ñi do söï phaân huûy
á
á
Sinh vaät phaân huûy
i a h t h n i s g n o h t
Sinh vaät tieâu thuï (B1)
â
Sinh vaät tieâu thuï (B2)
e h g n o r t g n ô ö l g n a n i o h p n a h p
ï
ö S
Sinh vaät tieâu thuï (B3)
Nhieät töø caùc phaûn öùng hoùa hoïc
Naêng löôïng ASMT
Caáu thaønh voâ sinh CO2, NO3, PO4, H2O
Nhieät naêng
Nhieät naêng
Nhieân lieäu hoùa thaïch Than, Daàu, khí
Sinh vaät phaân huûy Vi khuaån, naám Hôïp chaát höõu cô
Sinh vaät saûn xuaát Thöïc vaät Chaát höõu cô
Nhieät naêng
Sinh vaät tieâu thuï Ñoäng vaät Chaát höõu cô
Nhieät naêng Nhieät naêng
Ñoäng vaät aên thòt
Ñoäng vaät aên coû
Sinh vaät tieâu thuï B3
Ñoäng vaät aên thòt B2
Sinh vaät Saûn xuaát
Sinh vaät tieâu thuï B2
Ñoäng vaät aên thòt B1
Thaùp sinh khoái
Ñoäng vaät aên coû
Sinh vaät tieâu thuï B1
Sinh vaät Saûn xuaát Sinh vaät Saûn xuaát
Thaùp naêng löôïng Thaùp soá löôïng
Doøng naêng löôïng trong heä thoáng sinh thaùi
Nhieät
Nhieät
Sinh vaät Tieâu thuï
Sinh vaät SX
Nhieät
Naêng löôïng Dinh döôõng
Sinh vaät Phaân huûy
Dinh döôõng voâ cô
Caùc chu trình sinh ñòa hoùa
Ù
Â
Ï
N E I H N Ö T G N O R T
C Ô Ö N H N Ì R T U H C
Caùc con ñöôøng di chuyeån cuûa nöôùc
• Taát caû nöôùc ñeán töø ñaïi döông vaø cuoái cuøng
trôû laïi ñaïi döông laø do: – Boác hôi (Evapration) – Ngöng tuï (Condensation) – Möa, tuyeát rôi, laéng ñoïng (Precipitation) – Thoaùt
ñoäng
hoaït
cuûa
hôi
thöïc
vaät
töø (Transpiration)
– Chaûy traøn beà maët (Surface water runoff) – Doøng chaûy ngaàm (Groundwater flow)
CHU TRÌNH CARBON TRONG TÖÏ NHIEÂN
CO2 trong khí quyeån
Ñoát chaùy
Hoâ haáp teá baøo
Quang hôïp
Ñoäng vaät tieâu thuï baäc cao hôn
Goã vaø nhieân lieäu hoùa thaïch
Ñoäng vaät tieâu thuï baäc 1
Sinh vaät phaân huûy
Xaùc baõ
CHU TRÌNH NITROGEN
Nitrogen trong khí quyeån
Hoaït ñoäng nuùi löûa
Saám seùt, möa
Taûo luïc trong nöôùc bieån vaø ñaïi döông
VSV phaûn nitrate hoùa
Protein ÑV&TV
Haáp thu nitrate
Protein ÑV&TV
Phaân vaø xaùc cheát
Coá ñònh ñaïm
Muoái amoân
Phaân voâ cô
Phaân vaø xaùc cheát
VSV nitrate
Nitrate trong ñaát
Laéng neàn ñaùy
Chu trình phosphorus trong töï nhieân
Möa QT naâng leân cuûa ñòa taàng
QT phong hoùa P töø ñaát Thöïc vaät
Chaûy traøn
Phosphate trong nöôùc
P trong ñaát Laéng ñoïng neàn ñaùy Thaám qua Ñoäng vaät
Taïo neàn ñaùy Ñaù môùi Vi sinh vaät
Söï phaùt trieån vaø tieán hoùa cuûa heä sinh thaùi
DIEÃN THEÁ NGUYEÂN SINH
Caây Buïi
Thöïc vaät nhoû
