Bài giảng Sinh thái học trình bày các nội dung về sinh thái học cá thể, quần thể sinh vật, quần xã sinh vật, hệ sinh thái. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Sinh học.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Sinh thái học - TS. Trần Thị Thúy Nhàn
- 2/23/2014
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
& KĨ THUẬT MÔI TRƢỜNG
SINH THÁI HỌC
TS. TRẦN THỊ THÚY NHÀN
tranthuynhan@gmail.com
Copyright © Wondershare Software
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.
Copyright © Wondershare Software
Độ đa dạng
Sự phong phú về số lƣợng loài trong quần xã
Copyright © Wondershare Software
1
- 2/23/2014
Độ đa dạng
Vd (sgk, 112)
Bài tập**
Copyright © Wondershare Software
Độ nhiều
Số lượng cá thể loài trên 1 đv diện tích
hoặc thể tích
Copyright © Wondershare Software
Độ nhiều
Quy ƣớc bậc độ nhiều
1. 0 : không có
2. - : rất ít
3. + : ít
4. ++ : trung bình
5. +++: nhiều
6. * : rất nhiều
Copyright © Wondershare Software
2
- 2/23/2014
Độ thƣờng gặp
• Tỷ lệ % số địa điểm lấy mẫu có loài
đƣợc xét so với tổng số địa điểm lấy
mẫu trong vùng nghiên cứu.
Copyright © Wondershare Software
Độ thƣờng gặp
C=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%
- 2/23/2014
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 MT
xung quanh.
Copyright © Wondershare Software
Loài ƣu thế
• Loài bò rừng Bison trong QX đồng cỏ
Copyright © Wondershare Software
Loài ƣu thế
Ở 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)
Copyright © Wondershare Software
4
- 2/23/2014
Độ ƣa thích
Biểu 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 các
loài cây có giới han ST hẹp;
Loài ưa thích: có mặt ở nhiều QX, nhưng
ưa 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, giới
hạn ST rộng.
Copyright © Wondershare Software
Cấu trúc và những tính chất cơ bản
của QX (tt)
• Một số khái niệm (tt):
–Loài ngoại lai, bản địa, đặc hữu
–Cấu trúc của sự phân bố cá thể và
sự biến động phân bố theo chu kì
của QX
Copyright © Wondershare Software
???
Loài ngoại lai, bản
địa, đặc hữu là gì?
Copyright © Wondershare Software
5
- 2/23/2014
Đặc trƣng về cấu trúc
của 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
• ………
Copyright © Wondershare Software
???
Cho ví dụ về sự phân
tầng, phân đới?
Copyright © Wondershare Software
Đặc trƣng về cấu trúc
của sự phân bố trong QX
• Sự phân tầng ở các thủy vực, biển, đại
dương, sự phân tầng ở rừng nhiệt đới…
• Rừng nhiệt đới có 5 tầng: 2-3 tầng cây
gỗ lớn, tầng cây bụi, tầng cỏ và dương xỉ
• Ở thủy vực: tầng mặt-tầng tạo sinh, tầng
nước sâu – tầng phân hủy…
Copyright © Wondershare Software
6
- 2/23/2014
Đặc trƣng về biến đổi cấu trúc
phân bố trong QX theo chu kì
• Chu kì ngày đêm (ở hầu hết các QX)
• Chu kì mùa: ảnh hưởng của nhiệt độ
(mùa mưa-mùa khô thay đổi cấu trúc,
chức năng QX)
• Vùng ôn đới 6 thời kỳ/năm: ngủ đông
(mùa Đông), bắt đầu thức dậy (đầu
Xuân), thức dậy (giữa Xuân), ngủ hè
(đầu Hè), kết thúc mùa hoạt động (cuối
Hè) và mùa thu.
Copyright © Wondershare Software
Sự biến động số lƣợng cá thể trong QX
• + Nguyên nhân:
– Yếu tố môi trường
– Tương tác nội tại xảy ra trong quần thể
– Tương tác giữa các cá thể thuộc các loài
khác nhau
• + Biến động theo chu kì
– Sự biến động theo chu kì mùa: sự biến động
này tương ứng với sự biến đổi các yếu tố môi
trường theo mùa.
Copyright © Wondershare Software
Sự biến động số lƣợng cá thể trong QX
• + Biến động theo chu kỳ nhiều năm:
– Ví dụ ở cây rừng
• + Biến động không theo chu kỳ:
– Sự tăng hoặc giảm số lượng cá thể một
cách đột ngột
– Nguyên nhân:
• Thiên tai
• Bệnh dịch
• Tác động của con người:
• Ô nhiễm môi trường, đốt phá rừng…
Copyright © Wondershare Software
7
- 2/23/2014
Cấu trúc và những tính chất
cơ bản của QX
• Sự liên tục và không liên tục của
những vị trí đứng trong QX
• Những đặc trưng cơ bản của thảm
thực vật
(Sgk, NTN Ẩn, tr.118)
Copyright © Wondershare Software
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
Copyright © Wondershare Software
???
• Thế nào là sự diễn thế?
• Phân biệt diễn thế nguyên
sinh, thứ sinh?
Copyright © Wondershare Software
8
- 2/23/2014
Sự biến động của QX (sự diễn thế)
• Sự diễn thế: là sự biến động của
QX trong quá trình phát triển.
• Song song với qt diễn thế biến
đổi khí hậu, đất đai thổ nhưỡng,
địa chất…
Copyright © Wondershare Software
Sự biến động của QX (sự diễn thế)
• DT nguyên sinh (primary succession):
sự diễn thế khởi đầu từ MT có thể coi là
trống rỗng, xuất hiện những nhóm SV
đầu tiên, QX tiên phong, tiếp theo là 1
dãy QX.
• DT này xảy ra chậm, dẫn đến Climax -
QX đỉnh cực
• Vd:
Copyright © Wondershare Software
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
Copyright © Wondershare Software
9
- 2/23/2014
Diễn thế nguyên sinh
• Một số ví dụ về diễn thế nguyên sinh:
Đất trống trảng cỏ rậm quần xã
trảng cây bụi qx trảng cây gổ lớn qx
rừng thưa qx rừng thường xanh
(climax).
Copyright © Wondershare Software
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 theo
tuần tự.
• Cuối cùng là một quần xã tương đối ổn định.
• Đặc điểm của QX tiên phong và quần xã đỉnh
cực phụ thuộc vào điều kiện môi trường cụ thể.
• Thời gian dẫn tới cực đỉnh dài, nhiều trăm năm.
Copyright © Wondershare Software
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 với
lượng chất hữu cơ bị oxy hoá trong hô hấp;
• Các thành phần quần xã có mối liên hệ
vững chắc, ổn định.
Copyright © Wondershare Software
10
- 2/23/2014
Trong quần xã rừng cực đỉnh
• Giảm về cường độ chiếu sáng, cường độ tia tử
ngoại, 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 định
vững chắc chống lại tác động của môi trường
ngoài.
Copyright © Wondershare Software
Diễn thế thứ sinh
(secondary succession):
• Sự diễn thế xuất hiện ở môi trường đã
có một QX nhất định;
• Nơi đã có quần xã tồn tại trước đó
nhưng 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.
Copyright © Wondershare Software
Diễn thế thứ sinh
Ví dụ:
• Rừng nhiệt đới bị phá hủy
• Nước hồ ngập
• Cánh đồng mới bị bỏ hoang
Copyright © Wondershare Software
11
- 2/23/2014
Diễn thế thứ sinh
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, họ
cói: các cây lá nhỏ, cứng, chịu hạn.
– nhiều cây gỗ ưa sáng phát triển nhanh
nhưng gỗ mềm, cây dây leo phát triển
• Tổng số loài ít đi so với ban đầu.
Copyright © Wondershare Software
Diễn thế thứ sinh
Đặc điểm:
• Diễn thế xảy ra nhanh so với diễn thế
nguyên 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 ưa
sáng, chịu hạn, nhiều hạt, thời gian sinh
trưởng ngắn chiếm ưu thế.
Copyright © Wondershare Software
Sự biến động của QX (sự diễn thế)
• DT phân hủy (degradative succesion):
dưới tác dụng của nhân tố sinh học, MT
dần biến đổi theo hướng bị phân hủy
dần qua mỗi QX trong qt diễn thế
• Vd: DT của QX trên xác 1 loài động vật,
hoặc trên 1 thân cây ngã.
Copyright © Wondershare Software
12
- 2/23/2014
Định nghĩa và đặc điểm của vùng đệm
• Vùng đệm: vùng chuyển tiếp giữa các
quần xã.
• Vùng đệm: còn có tên là vùng chuyển tiếp.
– Vùng đệm có thể hẹp: vài mét trong qx sinh
cảnh địa lý rừng – đồng ruộng.
– Vùng đệm có thể rất rộng: vd rừng và vùng
đồng cỏ Bắc Mĩ
• VD: bìa rừng hay bãi lầy là vùng đệm của
QX rừng và qx đồng ruộng.
Copyright © Wondershare Software
Đặc điểm về loài của vùng đệm:
– Vùng đệm ngoài những loài có mặt ở 2
quần xã rừng và quần xã đồng ruộng
còn có những loài đặc trưng riêng.
– Trong một số trường hợp: số loài ở
vùng chuyển tiếp còn nhiều hơn trong
quần xã.
– Đặc điểm này có tên là hiệu ứng cạnh
(edge effect).
Copyright © Wondershare Software
Chƣơng 5: Hệ sinh thái (10t)
1. Khái niệm, các kiểu HST
2. Sự chuyển hóa vật chất trong HST
3. Chu trình tuần hoàn vật chất
4. Sự chuyển hóa năng lƣợng trong
HST và năng suất SH
5. Các kiểu HST chính
6. Sinh thái học và việc quản lý TNTN
Copyright © Wondershare Software
13
- 2/23/2014
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 chức
năng trong HST
Copyright © Wondershare Software
HỆ SINH THÁI
• Theo Tansley: “SV và thế giới vô sinh ở
xung quanh có quan hệ khăng khít với
nhau và thường xuyên có tác động qua
lại”.
• Webstere: “HST là đơn vị chức năng
kiên định của những SV (bao gồm con
người) và MT thay đổi diện tích vùng đặc
biệt”.
Copyright © Wondershare Software
HỆ SINH THÁI
• HST=QXSV + MT xung
quanh + NLMT
• Ecosystem
Copyright © Wondershare Software
14
- 2/23/2014
XU HƢỚNG NGHIÊN CỨU STH
KHÍ HẬU
CON ĐẤT
NGƢỜI
ĐỘNG VẬT THỰC VẬT
Copyright © Wondershare Software
Cấu trúc, thành phần của HST
• Cấu trúc HST hoàn chỉnh:
– Yếu tố vật lý: AS, T, độ ẩm, áp suất, dòng
chảy…
– Yếu tố vô cơ: những nguyên tố, hợp chất
hóa học cần thiết cho tổng hợp chất sống
(rắn, lỏng, khí);
– Chất hữu cơ: là sản phẩm trao đổi vật chất
giữa thành phần VS và HS của MT(chất
mùn, acid amin, protein, lipid, glucid).
Copyright © Wondershare Software
Cấu trúc, thành phần của HST
• Cấu trúc HST hoàn chỉnh (tt):
– SV sản xuất: TV và một số VK, có khả năng
tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô
cơ - 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
Copyright © Wondershare Software
15
- 2/23/2014
Cấu trúc, thành phần của HST
• Các HST cần năng lượng từ bên ngoài để hoạt
động
– Thường là asmt.
– Các yếu tố vô cơ cần thiết cho đời sống
quần xã (N, P, C…) được sử dụng, tái sử
dụng tạo nên một chu trình lưu hành trong
quần xã.
• Các loài sinh vật trong quần xã: gắn bó bởi
quan hệ chủ yếu là quan hệ dinh dưỡng.
Copyright © Wondershare Software
Cấu trúc, thành phần của HST
• Khi chết, xác chúng được phân hủy bởi nấm,
vi sinh vật chất vô cơ trả lại môi trường.
• Những chất vô cơ này được sử dụng lại, qua
quang hợp và nhờ thực vật lại tổng hợp chất
hữu cơ nuôi nhóm sinh vật tiêu thụ.
• Như vậy, có sự trao đổi vật chất và năng
lượng giữa các loài sinh vật và ngoại cảnh, hệ
đó trở nên một hệ thống nhất.
Copyright © Wondershare Software
Chức năng của HST
– Trao đổi vật chất và năng lượng để tái tổ
hợp những QX thích hợp;
– Vd: QT chuyển năng lượng và vật chất từ
mặt trời đên TV, ĐV;
– Hệ thống phát sinh, biến động, phát triển và
tái sản xuất nhờ các dòng vật chất, dòng
năng lượng, dòng thông tin và dòng tái sản
xuất. Trong đó dòng vật chất là dòng cơ sở.
Copyright © Wondershare Software
16
- 2/23/2014
Các trạng thái của HST
• Trang thái ổn định: HST là hệ hở, được đảm
bảo vật chất, năng lượng từ bên ngoài. Khi VC,
NL thường xuyên đi vào và sản phẩm không
ngừng ra khỏi hệ, mật độ sản phẩm của hệ
không thay đổi - trang thái ổn đinh;
• Trạng thái cân bằng: các qua trình thuận nghịch
như nhau, năng lượng tự do không đổi.
• Trạng thái bất cân bằng: mọi trạng thái ở ngoài
điểm cân bằng.
Copyright © Wondershare Software
SỰ TRAO ĐỔI VẬT
CHẤT TRONG HST
Copyright © Wondershare Software
SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HST
• Tổng hợp chất hữu cơ:
– Quang tổng hợp (photosynthes):
Cây xanh:
CO2+2H2O as(CH2O)n+O2
Oxy hóa: 2H2O=>4H+O2
Khử: 4H+CO2=CH2O+H2O
VK Thiosprilum (đỏ), Chlorobium (lục):
CO2+2H2S as(CH2O)n+H2O+S2
2H2O+3O2+2S =>2H2SO4
Copyright © Wondershare Software
17
- 2/23/2014
SỰ TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HST
• Tổng hợp chất hữu cơ:
– Hóa tổng hợp (chemosynthes): năng lượng
nhận từ oxy hóa chất VC do VK thực hiện
• Nitrosomonas & nitrosococcus
2NH3+3O2=>2HNO2+2H2O+138 cal
• Nitrobacter:
2HNO2+O2=2HNO3+43,2 cal
Copyright © Wondershare Software
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. plantarum
C6H12O6=>2C3H6O3
Copyright © Wondershare Software
Sự chuyển hóa vật chất
trong HST
• Chuỗi và mạng lưới thức ăn
• Bậc dinh dưỡng và tháp sinh thái
–Bậc dinh dưỡng
–Tháp sinh thái
Copyright © Wondershare Software
18
- 2/23/2014
Chuỗi và mạng lưới thức ăn
• Chuỗi thức ăn (food chain): sự vận
chuyển năng lượng dinh dưỡng từ nguồn
đến 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)
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
19
- 2/23/2014
FOOD CHAIN
Copyright © Wondershare Software
Ứng dụng trong thức tế
Dichloro diphenyl
Đối tượng
Trichloroethane - DDT
Môi trường nước 0.000003 ppm
Tảo/thực vật trong nước
0.04 ppm
(aquatic plants)
Cá ăn thực vật
0.5 ppm
(herbivorous fish)
Các loại cá
2 ppm
(carnivorous fish)
Chim ăn cá
25 ppm
(fish-eating bird species)
Copyright © Wondershare Software
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 thể
một lượng khá lớn làm tăng tác dụng
của độc tố;
Copyright © Wondershare Software
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
