Nội dung chính Sinh học 12 Cánh diều bài 22: Sinh thái học quần xã

BÀI 22: SINH THÁI HỌC QUẦN XÃ

I. QUẦN XÃ SINH VẬT

- Khái niệm: Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật khác loài, cùng sống trong một không gian nhất định, giữa chúng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường, tạo thành một cấu trúc tương đối ổn định, có khả năng tự điều chỉnh.

- Quần xã sinh vật được hình thành trong một quá trình lịch sử, có cấu trúc ổn định tương đối với các đặc trưng cơ bản.

- Quần xã sinh vật và môi trường có sự trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng.

- Quần xã là một hệ thống mở, tự điều chỉnh. Các loài trong quần xã tác động qua lại với nhau cũng như tác động qua lại với môi trường, các mối tương tác này tạo liên sự cân bằng và giúp quần xã tăng trưởng, đảm bảo quần xã là một tổ chức tương đối ổn định và thích nghi với môi trường sống.

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ

1. Đặc trưng về thành phần loài

- Đặc trưng về thành phần loài được biểu thị qua số lượng của các loài sinh vật trong quần xã. Thông thường các quần xã ổn định có số lượng loài lớn.

- Quần xã sinh vật thường đặc trưng bởi ba nhóm loài:

+ Loài ưu thế đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn và mức hoạt động mạnh, chi phối các loài sinh vật khác cũng như môi trường. 

+ Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc ở đó chúng có số lượng nhiều, tạo nên sự khác biệt so với các loài khác. 

- Loài chủ chốt có số lượng (sinh khối) ít nhưng hoạt động mạnh, chi phối các loài khác trong quần xã thông qua việc kiểm soát chuỗi thức ăn. Vai trò của loài chủ chốt trong quần xã rất quan trọng bởi chúng có khả năng khống chế không cho một loài nào đó phát triển quá mức.

- Ngoài ba nhóm loài kể trên, trong quần xã sinh vật còn có những nhóm loài khác như loài thứ yếu, loài ngẫu nhiên, loài ngoại lai.

2. Đặc trưng về độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật

- Độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật được đánh giá dựa trên số lượng các loài khác nhau và tỉ lệ số cá thể mỗi loài trên tổng số cá thể trong quần xã.

- Một quần xã ổn định thường có số lượng loài nhiều và độ phong phú tương đối của mỗi loài cao. Ngược lại, quần xã đang suy thoái thường có số lượng loài ít và độ phong phú tương đối của mỗi loài thấp.

- Mức độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật phụ thuộc vào các nhân tố hữu sinh và nhân tố vô sinh của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa,...

- Độ đa dạng và phong phú của quần xã sinh vật thường thay đổi theo xu hướng giảm dần từ vĩ độ thấp đến vĩ độ cao, từ chân núi lên đỉnh núi, từ bờ đến khơi xa, từ tầng nước mặt đến tầng đáy sâu.

3. Đặc trưng về cấu trúc không gian

- Do sự phân bố không đồng đều của các nhân tố sinh thái như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, chất dinh dưỡng.... nên sự phân bố của các loài trong không gian cũng khác nhau.

- Có hai kiểu phân bố của các loài trong không gian:

+ Theo chiều ngang, các yếu tố môi trường không đồng nhất, chỗ thuận lợi cho đời sống của nhiều loài thì ở đó số lượng loài đông đúc, còn những chỗ kém thuận lợi hơn thì số loài thưa thớt. Ví dụ: sự phân bố quần xã sinh vật biến có vùng ven bờ và vùng khơi; sự phân bố khác nhau của các loài thực vật, động vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi,...

+ Theo chiều thẳng đứng: thể hiện trong sự phân tầng của các loài sinh vật, liên quan đến sự phân bố khác nhau của yếu tố môi trường: theo độ cài inh vật, liên mưa nhiệt đới thường phân thành nhiều tầng, trong đó các cây ưa sáng tạo thành ba tầng cây gỗ (tầng vượt tán, tầng tán rừng và tầng dưới tán), các cây ưa bóng tạo thành tầng cây bụi và cỏ); theo độ sâu (ví dụ: tầng nước mặt thường có nhiều sinh vật, càng xuống sâu số lượng loài sinh vật càng giảm).

4. Đặc trưng về cấu trúc chức năng dinh dưỡng

- Cấu trúc chức năng dinh dưỡng là đặc điểm về mối quan hệ thức ăn giữa các loài sinh vật trong quần xã.

- Theo cấu trúc chức năng dinh dưỡng, các sinh vật trong quần xã được phân thành ba nhóm:

+ Sinh vật sản xuất là các sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng hoặc năng lượng hoá học để chuyển hoá CO, thành chất hữu cơ.

+ Sinh vật tiêu thụ là các sinh vật không có khả năng chuyển hóa CO₂ thành chất hữu cơ, chúng chỉ có khả năng sử dụng các chất hữu cơ có sẵn từ các sinh vật khác. 

+ Sinh vật phân giải sử dụng chất dinh dưỡng từ xác của các sinh vật khác (mùn bã hữu cơ) làm nguồn dinh dưỡng. Sinh vật phân giải bao gồm nấm và nhiều loài vi khuẩn.

III. QUAN HỆ SINH THÁI GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ

1. Quan hệ hỗ trợ

2. Quan hệ đối kháng

3. Ổ sinh thái

- Ổ sinh thái của một loài là không gian sống mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái nằm trong giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài. 

- Trải qua quá trình lịch sử lâu dài, quan hệ cạnh tranh dẫn tới sự phân hoá giữa các loài về nguồn thức ăn, nơi ở và không gian hoạt động, kết quả là hình thành nên các ổ sinh thái.

IV. MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ

1. Ảnh hưởng của loài ngoại lai

- Loài ngoại lai là loài sinh vật xuất hiện và phát triển ở khu vực vốn không phải là môi trường sống tự nhiên của chúng.

- Ảnh hưởng: thay đổi cấu trúc dinh dưỡng, ảnh hưởng đến sự phân bố, độ đa dạng của các loài sinh vật bản địa. 

2. Ảnh hưởng của con người

- Một số hoạt động của con người đã ảnh hưởng tiêu cực đến quần xã sinh vật: chuyển đất rừng thành đất nông nghiệp, đô thị, nhà máy hoặc khu công nghiệp; tàn phá rừng, khai thác rừng bừa bãi; xả thải, sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu hoá học bừa bãi;...

3. Biện pháp bảo vệ quần xã

- Xây dựng các khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia.

- Bảo vệ rừng và cấm săn bắt động vật hoang dã.

- Bảo vệ và phục hồi các loài động vật, thực vật quý hiếm.

- Xây dựng kế hoạch để khai thác và sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên đất, rừng, biển.

- Tích cực phòng chống cháy rừng.

- Sử dụng phân bón vi sinh, phân bón hữu cơ thay thế cho phân bón hoá học.

- Sử dụng biện pháp kiểm soát sinh học để thay thế thuốc hoá học.

- Thực hiện các nghiên cứu khảo nghiệm trước khi nhập nội giống cây trồng, vật nuôi.

- Bảo vệ các loài sinh vật bản địa trước sự xâm lấn của loài ngoại lai.