Giáo trình Cơ sở sinh thái học: Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:161

Thêm vào BST

Báo xấu

311
lượt xem 53
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 giáo trình "Cơ sở sinh thái học" trình bày các khái niệm cơ bản trong sinh thái học, các yếu tố sinh thái giới hạn của môi trường, loài và cá thể trong sinh thái học, quần thể sinh vật. Mời các bạn cùng theo dõi nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở sinh thái học: Phần 1

DƯƠNG HỮU THỜ CƠ0 SINH THÁI HỌC NLN.003434 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘ • • t
DƯƠNG HỬƯ THỜI Cơ SỞ SINH THÁI HỌC ■ (In lần thử hai) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI -2000
L Ờ I GIỚI THIÊU Gừío sư Dương Hữu Thời sinh ngày 10 tháng 5 năm 1912 tại xã Tân Thạnhy huyện Giồng Trôrriy tỉnh Bến Tre, tốt nghiệp Cử nhân Vạn vật học tại trường Đại học Marseille (1938). Từ năm 1939 đến năm 1942 ông là trỢ lý Phòng thí nghiệm thuộc Khoa Khoa học của Trường, Giám đốc SỞ nghiên cứu Khoa học (Vạn vật học) ở Soudaĩiy đã từng làm việc ở các nước Mali, Senegal, Soudan. Từ tháng 9 năm 1946 ông trở về nước tham gia kháng chiến ở Nam bộ với bí danh Phương Thanh, làm việc tại các Binh công xưởng I và Uy Khu 8 và là Vụ trưởng Vụ Quăn giới Khu 8y về sau là Quản đốc Liên xưởng quân giới Đong Tháp (Khu 7, Khu 8 và Khu 9J, Trưởng ban chuyên môn Phòng Quân giới Miền Tây Nam bộ. Từ tháng 11 năm 1954 ôn g tập kết ra Bắc và trở lại công tác giảng dạy thực vật học (một trong sô ít ỏi vài người đầu tiên của ngành Sinh học nước ta) tại Trường Đại học Sư phạm khoa học Hà Nội và Trường Đại học Tổng hỢp Hà Nội. Năm 1958 SŨÌI khi đi học thực tập sinh ò trường Đại học Tông hỢp Moskva mang tên Lomonossov về Ong đưỢc cử giữ chức vụ Phó Chù nhiệm Khoa Hóa ' Sinh (1959-1961), chủ nhiệm Khoa Sinh học (1961-1969), là Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Tổng hỢp Hà nội (1970-1978) và mất tại Thành phô Hồ Chí Minh tháng 5 năm 1989.
Là m ột nhà thực v ậ t học ô n g đ ã đ ể lạ i nhiều công ừ'ình nghiên cứu trong ữnh vực Sinh thái học, ĐÙI thực vật học à m iền Bắc V iệt nam , đổng cò aavan ở nước ta và trước đó là ở các mtớc Tây- Trung Phi. ô n g là m ột ừ vn g những người đầu tiên p h á t hiện ra khu rừng nguyên th uỷ Cúc Phương nay trở thành Vứờn Quốc g ia Cúc Phương. L à nhà giáo dục học ô n g đ ă gỏp phần đào tạ o nên rUùầi th ế hệ các nhà Sùth học, Thực vậ t học, lực lượng nòng cỂế ở các Trường Đ ại học và Viện nghiền cứu vè S inh học kiện nay. Cuốn “Sinh th á i học thực vật" cùa ô n g được xuất hản năm 19S2 là giáo trình cơ 8Ở m à chữ đến nay vẫn cồn g iá trị. N hăng năm tháng c u đ đời, trên giường bệnh ô n g đ ă hoàn thành cuốn Cđ 8Ở sinh th á i học này vdỉ h i vọng truyền cho th ế hệ trẻ những hiểu biếi v ề chuyên môn của m ình. Hơn th ế nữa vâi tư cách của m inh, ở p h ứ t lâm chung người ta còn tìm thấy trén bàn làm việc của ô n g những tran g v tíi đ ò dan g về lich sử ngành quàn giới M iền T ây N am bộ. VM tấ t cả tấm lòng kính trọng và b iắ ơn người th ầy, những ngĩM họe trò của ô n g trân trọng g i^ thiệu tậ p tà i liệu này với những kiến thức cơ bản v ề SiĩU t th ái học cho các ỉđp 8Ình viên, các bạn đồng nghiệp. D o những khó khăn về việc in trưâc đây cho đếh nay tập aách m ới được ra m ắt và cũng v i bản thào qua ta y ntùều người nên các fUnh v i bị th ấ t ỉạc, nhưng đ â y vẫn là m ật tà i liệu u ắ trcmg ữnk vực ehuyên mân nàỹ. H à N ^ , M ùa Đông năm 1997 Phan Kế Lộc Nguyiữ Bá Mai Đinh Yin 4
LỜI NÓI ĐẦU Sinh thái học đă được đưa vào giảng dạy ỏ tníòng Đại học Tổng hỢp Hà Nội lần đầu tiên vào năm học 1959 - 1960. Đến nay môn học này được giảng dạy ở hầu hết các trưòng Đại học Tổng hợp, Sư phạm. Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Thủy sản và một sô' trưòng Trtmg học chuyên nghiệp. Tuy vậy 25 năm qua sinh thái học chưa đi sâu vào ý thức của quần chúng nhân dân, học sinh phổ thông cở sỏ và phổ thông trung học. Kiến thức sinh thái học không còn ỉà cảm tính md hồ, là khái niệm thô sở ỏ mỗi chứng ta, mà nó phải trỏ thành kiến thức cđ bản, không thể thiếu của mỗi con ngưòi. Trong thời kỳ đầu của môn sinh thái học ngưòi ta mối quan sát, phân tích ảnh hưỏng của các yếu tố giới hạn của môi tníòng vật lý, hóa học, sinh học đến sinh lý - sinh thái cùa động vật và thực vật đứng riêng rẽ. Ngày nay sinh vật được xem xét thống nhất về bản chất của quần thể, quần xã, hệ sinh thái với tổ chức và chức năng của các nhóm sinh vật chuyên biệt khác nhau như: sinh vật sản xuất (thực vật xanh), nhò khả năng tóm được năng ỉượng ánh sáng của mặt trời và tạo ra các chất hữu cớ để nuôi
sống tất cả các sinh vật tiêu thụ gồm: sinh vật ăn cỏ và ân thịt, sinh vật phân giải, phân hủy những chất hữu cơ và vô cd hóa những chất này, để đưa vào lại chu trình vật chất thiên nhiên. Các quần xă sinh vật sống thích nghi với môi trường, tương hỗ lẫn nhau hay cạnh tranh tự vệ bằng chất đề kháng. Chứng phát triển và tiến tới một cân bằng động gỉữa chúng và môi trường trong sinh quyển. Nói đến sinh quyền là nói đến tổng thể sinh vật và môi trường như "bóng vói hình”. Chứng ta sẽ không cô lập thực vật vói động vật và cũng không tách sinh vật vói hoàn cảnh bao quanh chúng một. cách giả tạo, không biện chứng. Vì vậy, cuốh Cơ 8Ở S in h th á i học này có dụng ý quyện hai thành phần cơ bản đó lại vói nhau trong cuộc sống chung, để rút ra tníổc hết những nguyên lý cớ bản, những quy ỉuật sinh thái chung, sau đó ỉà liêng từng phần của sinh quyển. Nhò đó, chúng ta có những mô hùứi tốt và xấu về các hệ sinh thái, để xây dựng các cảnh quan thẩm mỹ và hài hòa hơn, các hệ sinh thái nuôi trổng phát triển nhanh, có năng suất \ cao phục vụ con ngưòi tốt nhất. Chúng tôi nắm lấy những nguyên lý và quy ỉuật sinh thái để ngày càng hiểu biết sâu hơn về thiên nhiên vô cùng phong phú và đa dạng. Chúng ta tích cực bảo vệ thỉên nhiên đó và có ý thức hờn trong việc sử dụng hỢp ỉý và phát triển các loại tài nguyên. Điều liên kết téừ cả các sinh vật lại vâi nhau là sự sống trên trái đất, một hiện tượng duy nhất của Thái dưởng hệ. Vì vậy
vói ý thức "Trái đất này là của chúng ta", chúng ta sẽ đấu tranh mạnh hdn nữa để chống chiến tranh hủy diệt sinh vật và loài ngưòi, chống ô nhiễm môi sinh bằng khí độc do bàn tay và khốĩ óc của con ngưòi diệt chủng tạo ra để tiêu diệt lẫn nhau và tự giết mình. Chúng ta chiến đấu để cho trái đất này không trỏ thành "hành tinh sinh đôi của trái đất" - sao Kim, nống bổng (470" - 480®c, áp suất cao 95 - 97 atm) và không có sự sống. Cuốn Cơ 8Ở sin h th á i học sẽ trình bày từ các kiến thức từ dễ đến khó, từ đởn giản đến phức tạp, từ phân tích đến tổng hợp, từ cụ thể đến trừu tượng. Tất nhiên sẽ dễ hiểu hđn. Ví dụ trước hết chúng tôi sẽ trmh bày các yếu tố giối hạn của môi trưòng, cơ sỏ loài, quần thể, quần xã, hệ súih thái đến quần hệ sinh học (biom) và sinh quyển (biosphere). Tiếp theo sẽ trình bày một số kiểu sinh thái học cụ thể ỏ thế giói và ỏ nước ta. Nó làm cơ sỏ để liên hệ thực tế với lý thuyết, nhitng chưa đủ. Phải học song song ỉý thuyết vối thực hành ỏ ngoài thiên nhiên những kiểu sinh thái học ỏ địa phường mình và ò đất nưổc Việt Nam. Viết cuốn Cơ 8Ở s in h th á i học mà không có chường trình và nội dung quy định của Nhà nưốc là một việc làm rất khó. Nó phải bao gồm phần lý thuyết và thực hành của môn sũih thái học mà chúng ta 'rấ t thiếu các tài ỉỉệu nghiên cứu cở bản ỏ trong nưóc. vả lại, các nghiền cứu này cần phải kiểm tra lại các kết quẳ đạt được ò vừng ôn đdi, vì đây ỉà vấn đề sinh thái học, hdn nữa lại là của vùng nhiệt đói. Vì vậy chúng tôi phải dựa
vào chương trình và nội dung của quyển sách tưdng đối đầy đủ hdn của E. Odum, 1975 để viết giáo trình của mình. Tất nhiên tôi có tham khảo nhiều sách khác và nhấn mạnh các phần có liên quan đến khí hậu và môi trưòng nhiệt đói mà chính mình đâ có dịp nghiên cứu trực tiếp ỏ Châu Phi nhiệt đói và Việt Nam. Chúng tôi mong có sự đóng góp ý kỉến của các bạn đọc về nội dung để sau này, nếu có được viết lại sẽ phong phú và đúng hưóng hơn. T h àn h p h ố H ồ C h í M in h , th ả n g 5 n ă m 1985 K ỷ n iệm 10 n ăm n g à y g iả i p h ó n g h oàn toàn m iền N a m , th ố n g n h ấ t T ổ qu ốc T ác g iả 8
CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM c d BẢN TRONG SINH THÁI HOC 1. ĐỊNH NGHĨA SINH THÁI HỌC Sinh thái học là khoa học sinh học tổng hỢp của sinh quyểii, nghiên cứu các điều kiệu sinh tồn và phát triển của sinh vật, các mối quan hệ tác động lẫn Iikau giữa siuh vật vói môi trưòng và giữa sinh vật vối uhau. có ảnh hưỏng đến sự tồn tại. sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Sinh thái học chỉ ra phitđiig hưóttg và biện pháp sử dụiig hỢp lý các ugiiồn dự trữ của siuh quyển, nhằm khôiig ngừttg bằo vệ, cải thiệu sự phát triển tài nguyên thiêu nhiên và uhâu tạo. Tất cả điều đó nhằm đưa lại uáng suất cao. chất lượug và hiệu quả tốlt của cá thể. quần thể, quầu xã. hệ siiih thái và sinh quyển. Cần chú ý rằng sinh thái học khác vói sinh lý học ỏ chỗ nó nghiên cứu không phải chức năng của từng bộ phận cd thể mà là những phản ứng của toàn bộ cơ thể vối môi trưòng. Nếu
nghiên cứu một loài thì nó nghiên cứu toàn bộ quần th ể của loài đó: nếu nghiền cứu nhiều loài sống chung thì nó nghiên cứu toàn bộ quần xã sinh vật ỏ một nơi có không gian nhất định. 2. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA SINH THÁI HỌC Sự việc sau đây có ý nghĩa sinh thái học đau xót. Cuôl năm 1958, trong phong trào đại nhảy vọt ở Trung Quốc do tính toán sai ỉầm cho rằng cAim sẻ ăn quá nhiều thóc đẫ gây ra nạn đói nên đã phát động cuộc chiến tranh không khoan nhượng với loài chim này. Kết quả ỉà không những sản lượng thóc không tăng ỉên mà một số ỉoài cây trồng khác lại bị sâu bọ tấn công mạnh hơn. Thiên nhiên đã trả thù sự man rợ, sự dốt n át về cân bằng sinh thái trong thiên nhiên. Khi thiếu hạt, chim sẽ ăn sâu bọ là chúih trong mùa giáp hạt. Trong khoẳ"g 30 năm nay, người ta đi sâu vào sinh *hái thực nghiệm của các ngành nôug. lâm nghiệp, thủy sản để cừng vối các nhà khoa học có liêu quan khác phục vụ sản xuất và đòi sống xã hội. Sinh thái học là một khoa học trẻ (gần 120 tuổi). Lúc đầu nó chỉ dừng ỉại ở các nghiên cứu cơ bản về các cá thể sinh vật, quần thể và quần xẵ tự nhiên. Từ những năm 50 đến nay, nó trỏ thành một ỉực lượng sản xuất và đưa năng suất, chất lượng, sản lượng cây trồng và vật nuôi lên ngày càng cao. Cho đến nay, con ngưòi sốhg trong môi trưòug của trái đất mà chưa ỉàm chủ hoàn toàn thiên nhiên ỏ xung quanh. Ngược 10
ỉại, họ vô tinh ỉàm giảm sút và làm ô nhiễm nó do sự phát triển công nghiệp, nông nghiệp, do tiếng ồu và chất phế thải của thàuh phô' do thuốc trừ sâu, diệt cỏ dại. Nliiềii Iighiên cííu sinh thai liục ( ho thấy mức độ vi phạm thiôii I)lúẻjingày niột trầm Irọng do vộv. buộc con ngiíời phải (lể ra pliiídng lutóiig cài tạo môi trường, bảo vệ đất. làm sạch mtỏc. khôiig khí và sứ dụng tôt hdii clio đòi sông ngàv càiig cno. Rõ ràng là kièn thức sinh thái sẽ làm cho con ugưòi chủ động tritớc thiêii nhiên. Sinh thái học đi sâu nghiên cVíu những vấn đê quốc kê dân sinh. Nó nghiên cứu các hệ sinh thái sảii xuất, nuôi trồng và hệ sinh thái của xã hội loài ugưòi trong hoàn cảnh tự nhiên, trong CIIỘC sống dài ngày trong môi trường vũ trụ. Nó Iighiêu cứu các hệ sinh thái bị ô nhiễm, suy thoái và tìm ra các phương pháp bảo vệ môi trường, niôi sinh trong phạm vi niột nước hay toàn sinh quyển. Sinh thái học cũng nghiên cứu các hệ sinh thái nhân tạo mà con ngưòi là trung tâm phá hoại thỉên nhiên, cũng là ngưòi sửa sai, kiến thiết ỉại các hệ sinh thái theo nhu cầu mối. Vói kiến thức khoa học hiện đại, họ có thể khống chế và điều khiển sự phát triển các hệ sinh thái theo hướng có lợi cho nhu cầu cuộc sấng của sinh vật và ỉoài ngưòi. Định nghĩa trên của sinh thái học đặt ý thức trách nhiệm của con người trong việc qviản lý, phát triển các hệ siuh thái tự uhỉêu và nhân tạo trong sỉiih quyển, trong việc bảo vệ và sử dụng hỢp lý dự trữ tài nguyên thiên nhiên và tạo ra những nguồn tài nguyên và giống sinh vật mói về chức năng, cao sản để đưa vào sản xuất. 11
cần nhố rằng dân sấ thế gỉối đang tâng theo cấp sô' nhân (2, 4, 8 V.V.), còn lướng thực hiện nay táng theo cấp số cộng (2, 4, 6 V.V.). Khí hậu và thòi tiết của trái đất như ỏ châu Phi có xu hưóng trỏ nên nóng và khô hạn, ít nhất kéo dài đến đầu th ế kỷ thứ 21. Trong hai năm 1982 và 1983, nạn hạn hán kéo dài đã gây thiệt hại cho 34 nưóc ỏ châu Phi và 150 triệu ngưòỉ bị thiếu ăn. Theo Carat, Giám đốc của Chường trinh môi trường của Liên hợp quốc (ƯNEP) cho biết (1978), hàng năm có tói 6 triệu ha đất trồng trọt và rừng trêu thế giói bị biến thành hoang mạc, làm thiệt hại tổi 26 tỉ đô la Hoa Kỳ. Một nửa diện tích đất đai bị hoang mạc hóa là của các nưóc đang phát triển. Sự hạn háu trên có liên quan với lượiỉg CO2 tăng lên trong khí quyển. Sinh thái học chỉ hưóng cho chúng ta khả năng giải quyết, làm giẳm tai họa nói trên bằng cách cải thiện môi trưòng đồng loạt cùa toàn bộ sinh quyển: đắp đập giữ nưóc, lấp chỗ trống hoang hóa bằng trồng rừng, bảo vệ và cải tạo đất trồng cây lương thực, cây họ Đậu cao sản, thâm canh, tăng vụ ỏ nơi nào có điều kiện và cho phép cải tạo. Chúng ta chỉ chừa lại một sô' bải cồ cần thiết để chăn nuôi động vật ăn cồ có năng suất cao, cimg cấp protein động vật cho ngưòi. Sinh thái học nưốc mặn, nưốc ngọt và nuôi trồng đã làm tăng nguồn protein thực phẩm, chế biến từ các đại dương, từ các thủy vực nước ugọt, từ qiiá trìiih siỉứi tổng hợp của các vi siiih vật như proteiii có chất lượiig cao của các loại nấm meu. các loại vi khuẩn và tảo biển. Ngoài ra, con ngưòi có khả uăng t^ giiợ p với ìỊirimừcông irghiệp'Cắe ăXit ãìỉun CKáỹIhĩế^ĩnọl phần protein. 12
Mặt khác, mỗi nưốc trên thế giói phải có chừih sách phát triển dân số theo kế hoạch phát triển kinh tế của nưóc mình bằng kế hoạch hóa gia đình ỏ mức độ tăng dân sô' 1 - 2% cho phù hdp vói khả năng sản xuất lưởng thực của mỗi nước. Con ngưòi là thành viên tích cực hay tiêu cực của mỗi hệ sinh thái nhất định. Sự phồn vinh của loài ngưòi gắn liền vói sự phồn vinh của các hệ sinh thái đó. Nếu hệ sinh thái này bị chiến tranh hủy diệt thì rõ ràng là con ngưòi cũng không thể tránh khỏi tai họa. Cho nên xu thê tự nhiên ỉà họ trỏ thành ngưòi chốhg chiến tranh và tích cực bảo vệ hòa bình, chống ô nhiễm môi trưòng, bảo vệ sinh quyển. Vì vậy sinh thái học trỏ thành quan điểm hơn ỉà trỏ thành qui luật cá biệt (Duvigneaud và Tanghe, 1967). Sinh quyển của trái đất này là của chúng ta, hãy bảo vệ nó. Sinh quyển là một kho dự trữ gen rất quí. Sinh thái học cho chúng ta phương hưống ỉựa chọn hay tạo ra môi trường khí hậu, đất đai nào để nhập nội, lai tạo ra những sinh vật có phẩm chất mói và giá trị cao, làm giàu cho hệ sinh vật của nước nhà. Nó cũng cảnh cáo chúng ta rằng những ỉoài động thực vật đã, đang và sẽ bị tiêu diệt là những thiệt hại vô giá cho kho gen của trái đất. Nhilng vối sự bùng nể về mặt di truyền và công nghệ sinh học có thể cứu vân đưỢc các thực vật sắp tắ t bằng nuôi cấy tế bào thành hàng nghìn, hàng triệu cây con để trồng trong môi trưòng sinh thái thích hỢp với sự tiến hóa của chúng. 13
Rõ ràng môn sinh thái học mỏ ra những khả năng hình như không có giối hạn, do đòi hỏi của loài ngưòi văn minh đến sinh vật của sinh quyển rộng lón, bao ỉa. 3. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN c ủ a s in h t h á i h ọ c . Có 4 giai đoạn chính như sau: 3.1. G ia i đ o ạ n t h ứ n h ấ t Vào thế kỷ thứ 19, từ năm 1850 vối các nghiên cứu địa lý thực vật có xu hưống sinh thái. Từ 18Ị$6 Hackel đưa ra một khoa học mối là Sinh thái học. Năm 1877 Mobius đề xuất thuật ngữ Sinh quần lạc học vối ý nghĩa sinh thái học cụ thể. Sau đó các nhà thực vật học nghiên cứu sinh thái cá th ể thực vật, còn các nhà nghiên cứu động vật học nghiên cứu sinh thái cá thể động vật. 3 ^ Giai đoạn thứ hai Từ đầu thế kỷ 20, sinh thái học chuyển sang nghiên cứu sinh th á i học của quẩn xã sinh vật, gồm cả động vật và thực vật (có cả vi sinh vật). 3^ . Giai đoạn thứ ba Trong những năm 20, sinh thái học phát triển một bưóc quan trọng và phức tạp hdn. Nó nghiên cứu cd bản hệ sinh thái n h ư là .một đơnM-cđ «ửr ^>rag46eố^ahhệ-tíiâigi:dỉỏrqttầir xã sinh vật và môi trưòng (sinh thái cảnh - ecotop). Các hệ thống này tác động ỉẫn nhau và tạo ra hệ thống môi sinh của hệ sinh 14
thái, để hợp thành một thể thống nhất. Có thể công thức hóa hệ sinh thái như sau; Hệ siiih thái = quần xâ sinh vật + môi trưòng sốug của quần xã + chu trình vật chất và dòng năng lượug 3.4. G ia i đ o a n t h ứ t ư Từ năm 1930 trỏ lại đây, sinh thái học hiện đại đi sâu yào nghiên cứu sinh thái học ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất của sinh vật trên cạn, trong các vực nưóc (đầm, hổ, biển, đại dưđng) và trong các con tàu vũ trụ, nđi mà ngưòi ta thử nghiệm nuôi trồng một số sinh vật và chế biến những vật liệu công nghiệp trong môi trưòng không trọng lực. Ngày nay, sinh thái học trỏ thành một khoa học trực tiếp sản xuất và là môn hợp tác quốc tế trong việc bảo vệ môi trường, chốhg ô nhiễm sinh quyển của trái đất. 4 . CÁC M Ô N S IN H T H Á I H Ọ C ♦ Sinh thái học được phân chia theo trình tự phát triển ỉịch sử của nó là đi từ đđu giản đến phức tạp hay từ phân tích đến tổng hỢp, do nhu cầu cấp thiết của sản xuất và bảo vệ cuộc sôihg đặt ra. 4.1. S in h th á i học cá th ể (autecologỉa). Bắt đầu ngưòi ta nghiên cứu các cá thể loài và ghi nhận những phản ứng của nó một cách chính xác đôl vói các yêu tô' môi trưòng. Nó cho thấy rằng môi trưòng tác động đến cơ thể, và cơ thể có khả năng thích nghi vói môi trưòng. 15
AA. Sinh th á i học quẩn xả (synecoỉogia). Những nghiên cứu cđ bản đó trong phòng thí nghiệm chưa đáp ứng được yêu cầu của sản xuất. Vi vậy sinh thái học chuyển ra ngoài đồng ruộng để nghiên cứu các quần thề, quận xã nuôi trồng và hoang dại. Nó phục vụ tníóc nhất cho nông nghiệp, chản nuôi và các ngành sản xuất khác. Trong thực tế, chỉ riêng việc nghiên cứu sinh thái quần thể lúa, ngô (bắp), đậu nành v.v. cũng chưa đủ để giải quyết vấn đề trồng trọt. Sinh thái học cần phải đi sâu nghiên cứu cở bản để hỗ trợ đắc lực cho nông nghiệp như từ sinh thái - sinh lý, di truyền - siiứi thái đến sinh thái đặc biệt cho từng nhóm sinh vật như: sinh thái côn trừng, sinh thái nấm ký sinh, sinh thái cỏ dại v.v. ở ngoài thiên nhiên sinh vật sống thành quần xã. Giữa chứng và môi trưòng vô sinh có tác động ỉẫn nhau, như quần xă rừng ảnh hưỏng đến khí hậu, đất và làm thay đổi môi sinh. Sinh thái họe mỏ rộng ra đến các quần xã và nó đang phát huy tác dụng trong các nghiên cứu hiện đại. 4 ^ . Sinh th ái học sinh quyển. Sinh thái học vươn lên tầm vóc toàn cầu vói việc nghiên cứu các vấn để bảo vệ thiên nhiên, điều kiện phát triển tốt nhất lường thực và thực phẩm cho nhân loại, chấng sự ô nhiễm môi trưồng trong đó nguy hiểm nhất ỉà sự ô nhiễm phóng xạ do thử vũ khí hạt nhân và vũ khí hóa học, gây ra những quái thai ỏ sinh vật, trong đó có con ngưòi, tạo ra những bệnh di truyền kinh khủng. 4.4. Sinh thái học đi vào các ngành như: Sinh thái học nông nghiệp (sinh thái hoe ruộng đồng), Sinh thái hoc lâm nghiệp, Sinh thái học thủy vực nước ngọt, Sinh thái học biển, Sinh thái học người và xã hội của họ v.v. 16
4.5. S inh th á i học cổ sinh. Việc nghiên cứu sinh thái học hiện đại làm cho ngưòi ta tự hỏi; Sinh thái học cổ sinh là gì? Trải qua các thòi kỳ địa chất, sinh vật đă tiến hóa di truyền thích nghi và thay đổi dạng theo điều kiện môi sũih lúc bấy giò. Những dự kiến về cổ sinh vật và cổ địa lý, vối những phưđng pháp hiện đại cho thấy rằng: quần xã sinh vật theo cùng một tổ chức giống nhau và các điều kiện sinh thái tác động gần như nhau ờ thời kỳ trước đây củng như hiện nay. Tóm ỉại, có ít ngành khoa học cơ bản và úng dụng nào xâm nhập vào những đôl tượng quan trọng từ vi mô như phân tử, gen, tế bào v.v. đến vĩ mô như đại dưdng, sinh quyển v.v, như môn sinh thái học. Nó bám sát thiên nhiên, bám sát thực tế sản xuất và đòì sốhg của con ngưồi. Chúng ta hy vọng vói trình độ khoa học, kỹ thuật này càng phát triển, sinh thái học sẽ đi sâu hđn nữa vào sự sốhg và cơ chế của nó ỏ trên hành tinh của chúng ta và cả trên những con tàu vũ trụ. 5. MỐI QUAN HỆ CỦA SINH THÁI HỌC VỚI CÁC KHOA HỌC KHÁC Sinh thái học đã ứng dụng các thành tựu mói của các khoa học khác như hình thái học, sinh ỉý học, ỉý sinh, sinh hóa, di truyền học và các khoa học cơ bản tự nhiên: lý, hóa, toán học (trong đố có điều khiển học, mô phỏng học) v.v. cũng như khoa học xã hội, ví dụ xã hội học. Những thành tựu đó thuộc vể lý thuyết cd bẳn và các nghiên cứu hiện đại. Mỗi đốỉ tượng nghiên cúu đòi hỏi một phưdng pháp thích hỢp như nghiên cứu một nửa gen tế bào, một cá thể loài, một quần thể, một quần xã hay toàn bộ sinh quyển. 17
Sinh thái học đã ứng dụng nhiệt động học trong nghiên cứu quần xã sinh vật. Nó sử dụng phóng xạ và nguyên tử đánh dấu trong nghiên cứu chu trình vật chất và các nghiên cứu khác, hoặc đo cưòng độ ánh sáng bằng phân tử quang điện, ghi chép cưòng độ ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm của không khí và đất bằng máy ghi tự động từ xa, đo pH bằng máy điện kế, định lượng bằng các phưdng pháp vật lý, hóa học. Chùứi nhò vậy mà chúng ta có thể theo dõi được sức khỏe, sinh hoạt của phi công vũ trụ đang ồ trong không trting. Các qui ỉuật khoa học như qui lụật của ion đôĩ kháng, qui luật tôĩ thiểu của Liebig đều có tác dụng tôit đến các biện pháp siỉứi thái học trong nông ughiệp. Sự xâm nhập của sinh thái học ttong các khoa học sinh học đã làm sáng tỏ một sấ vấn đề. Ví dụ trong phân loại thực vật ngưòi ta thấy điều kiện của môi trưòng như khí bậu lạnh ỉàm cho vẩy chồi của một số loài phủ lông tuyết, hoặc sự khô hạn làm cho thân một sô' cây thuộc họ Lúa phủ lông máng. Nếu chứng mọc ỏ nđi nóng, ẩm sẽ không có hoặc có ít lông măng. Các khoa học cơ bản và ứng dụng đã giúp sinh thái học mỏ rộng tầm nhìn, tầm giải quyết các vấn đề của sinh quyển và sinh học vũ trụ. 6. NHỮNG KHÁI NIỆM c ơ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC . ihmg cd bản của «inh4hái-họe cà it hai -thành ị>ỉiần quan trọng của sinh quyển : môi trường và sinh vật. Cẳ hai đều có mốì tương quan lẫn nhau trong trạng thái sinh 18
quyển hiện tại. Môi trưòng có trưóc, sinh vật có sau. Do đó ta nghiên cứu môi trưòng trước, sau đó nghiên cứu tổng hỢp sinh vật về các mặt sinh thái quần thể, quần xă trong đđn vị thống nhất ỉà hệ sinh thái. 6.1. Môi trường Mỗi sinh vật đều chịu ảnh hưỏng của môi trưòng. Môi trưòng này gồm: 1. Những yếu tố của môi trường vô sinh (không sông, abiotic). Ví dụ: khí hậu, khí quyển, đất đai, nước V.V.; 2. Những yếu tố của môi trường hữu sinh (sống, biotic). Ví dụ: tập túứi sốhg thành nhóm, tập tính khối lượng, cạnh tranh, phá hoại, ký sinh, hội sinh, hỗ sinh v.v. Nliư vậy môi trưòng của sinh vật khôug phải bao gồm tất cả các yếu t» bên ngoài, mà chỉ những yếu tố nào có ảnh hưỏng đến đòi sôìig sinh vật ỏ các niức độ như cá thể, quần thể và quần xã. Nói cách khác, môi trưòng không phải là chung chung mà có ý ughĩa sinh thái cụ thể đối vói sinh vật. Nhóm yếu môi trưòng vô sinh gồm : 1. Các yếu tố ciưnh: a. Khi hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí V.V.; b. Hóa học: khí cácbonic (CO2), oxy (O2 ), chất khoáng V.V.; c. Đất; gồm tấ t cả các nguyên tố đa lượng và vi iượng có ảnh hưỏng đến đòi sống sinh vật; 2. Các yếu tố phụ: a. Cd học: chăn dắt, cắt, chặt V.V.; b. Địa lý: chiều cao so vói mặt biển, độ dốc, hưóng phdi (bản thân yếu tố này không phải là yếu tố sinh thái, mà nó có ảnh hưỏng đến nhiệt độ, độ ẩm). Nói chung, yếu tố môi trưòng vật lý trong sinh thái học phải là những yếu tô' có vai trò đôì vỏi sinh vật như sự bốc thoát hđi nước, sự vận chuyển thức ăn vô cđ vào cây trong sự 19