Câu 1 : khái niệm sinh thái học. Nhiệm vụ chủ y ếu c ủa sinh thái h ọc, ứng d ụng
trong nông lâm nghiệp và môi trường.
Sinh thái học là một môn khoa học nghiên cứu các mối quan hệ tương hỗ
giữa sinh vật với các điều kiện của môi trường mà sinh vật đó t ồn t ại, t ức là các
mối quan hệ tổng hợp và phức tạp của sinh vật v ới các điều kiện ngo ại c ảnh
mà Đắc Uyn gọi là các điều kiện đấu tranh sinh tồn.
Nhiệm vụ: chủ yếu của sinh thái học hiện đại là nghiên cứu cấu trúc,
chức năng của các hệ sinh thái, nhằm điều khiển nó theo chiều h ướng phù h ợp
với yêu cầu của con người, mang lại hiệu quả sinh thái và kinh tế cao, bao g ồm
cả sinh vật và các yếu tố môi trường sống của chúng.
Trong Nông - Lâm nghiệp nhiệm vụ chủ yếu đặt ra cho sinh thái học ứng d ụng
là:
- Đấu tranh chống lại dich bệnh và cỏ dại, đòi hỏi không chỉ nghiên c ứu các
loài có hại, mà cả việc đề ra chiến lược và các biện pháp phòng ch ống
trên cơ sở sinh thái học. Loài người đã nhiều lần ph ải trả giá cho nh ững
tác động phiến diện của mình khi tác động vào t ự nhiên.
- Đề ra các nguyên tắc và các phương pháp thành lập các sinh qu ần xã nông
lâm nghiệp thích hợp cho năng suất kinh tế và năng suất sinh học cao, s ử
dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng nh ư có kh ả năng bảo
vệ và cải tạo được môi trường thiên nhiên, đặc biệt là môi tr ường đ ất,
duy trì sức sản xuất lâu dài.
- Bảo vệ tính đa dạng sinh học của các khu vực trên bề mặt hành tinh. Bảo
vệ và khôi phục các loài quý hiếm.
- Sinh thái học là cơ sở cho công tác bảo vệ môi trường v ới đ ơn v ị c ơ s ở c ủa
nó là các hệ sinh thái. Các kết quả nghiên cứu cho phép xác đ ịnh các gi ới
hạn chịu đựng của các quần thể sinh vật trong các quần xã khác nhau,
trong mối tương quan chặt chẽ đối với điều kiện cụ th ể của môi tr ường.
Do đó sinh thái học là cơ sở cho công tác nghiên c ứu các bi ện pháp ngăn
ngừa ô nhiễm, đầu độc môi trường và bảo vệ các hệ sinh thái.
Câu 2 : Quy luật tác động số lượng của các nhân tố sinh thái. Ý nghĩa c ủa quy
luật trong sản xuất và đời sống.
Về mặt số lượng hay cường độ, người ta chia các tác động trên thành các bậc
từ thấp đến cao:
- Bậc tối thiểu (Minimum): là bậc nếu yếu tố sinh thái đó thấp h ơn nữa có
thể gây tử vong cho sinh vật.
- Bậc không thuận lợi thấp (Minipressimum): là bậc mà các tác động của
yếu tố sinh thái làm cho hoạt động của sinh vật bị hạn chế.
- Bậc tối thích (Optimum): là bậc mà tại đó hoạt động của sinh vật đạt giá
trị cực đại.
- Bậc không thuận lợi cao (Maxipressimum): là bậc mà tác động của các yếu
tố sinh thái làm cho hoạt động của sinh vật bị hạn chế.
- Bậc tối cao (Maximum): nếu yếu tố sinh thái cao hơn nữa sẽ gây t ử vong
cho sinh vật.
Khoảng giá trị của một yếu tố sinh thái từ bậc tối thiểu tới bậc tối cao với
một sinh vật nào đó được gọi là giới hạn sinh thái hay biên độ sinh thái.
Trong thực tế, đối với mỗi loài sinh vật biên độ sinh thái ph ụ thu ộc tr ước h ết
vào loài, sau đó là mức độ tác động của các yếu tố sinh thái khác, cũng nh ư vai
trò của sinh vật ấy trong quần xã mà nó tồn tại.
Tùy theo mức độ chịu đựng của loài với biến đổi của mỗi yếu tố sinh thái,
người ta chia các loài sinh vật thành các nhóm có biên đ ộ sinh thái r ộng hay h ẹp
khác nhau.
Sinh vật có thể có biên độ sinh thái rộng với một hay một nhóm y ếu tố sinh thái
này, nhưng lại có thể hẹp với các yếu tố sinh thái khác.
Những loài có biên độ sinh thái lớn là nh ững loài có khu v ực phân b ố r ộng và
ngược lại.
Các yếu tố vô sinh, đối với các sinh vật không những ch ỉ là gi ới h ạn, mà còn là
yếu tố điều khiển.
Câu 3: phát biểu định luật lượng tối thiểu của liebig và quy lu ật gi ới h ạn sinh
thái( quy luật shelford), sự bù trừ của các nhân tố sinh thái. Ý nghĩa c ủa qui lu ật
trong sản xuất và đời sống
Liebig đã đưa ra nguyên tắc:
“Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác đ ịnh đ ại
lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian”.
Nguyên tắc này trở thành định luật tối thiểu của Liebig.
Trong thực tiễn để ứng dụng nguyên tắc này cần phải thêm 2 nguyên tắc hỗ
trợ:
Nguyên tắc hạn chế: Định luật của Liebig chỉ đúng trong trạng thái hoàn toàn
tĩnh, nghĩa là khi dòng năng lượng và vật chất đi vào cân bằng v ới dòng đi ra.
- Nguyên tắc bổ sung: S inh vật có khả năng thay thế một phần các yếu
tố lượng tối thiểu bằng các yếu tố khác có tính ch ất t ương đ ương.. Ví d ụ: Các
nhuyễn thể ở biển có thể sử dụng một ít Stronti (có nhiều) thay thế cho can xi
(có ít - Ca là yếu tố lượng tối thiểu) để làm vỏ của chúng .
Quy luật về giới hạn sinh thái
Năm 1913, tác giả Shelford khi nghiên cứu định luật lượng tối thiểu của Liebig,
đã phát hiện: "Yếu tố giới hạn không chỉ là sự thiếu thốn, mà còn là sự dư
thừa các yếu tố".
- Sinh vật bị giới hạn khi thiếu thốn yếu tố nào thì tạo ra tối thiểu sinh
thái, còn bị giới hạn khi dư thừa thì tạo ra tối đa sinh thái.
Khoảng giữa tối thiểu sinh thái và tối đa sinh thái gọi là gi ới h ạn sinh
thái/giới hạn của sự chống chịu/ biên độ sinh thái của loài sinh v ật.
- Giới hạn của sự chống chịu là khác nhau đối với các loài sinh v ật khác
nhau.
- Sự tác động của bất kỳ yếu tố sinh thái nào nằm ngoài giới hạn sinh thái
đều gây bất lợi cho sinh trưởng và phát triển của sinh vật.
Shelford đã phát biểu định luật về sức chống chịu, hay định luật gi ới hạn
sinh thái như sau:
“Năng suất của sinh vật không chỉ liên hệ với sức chịu đ ựng t ối thiểu
mà còn liên hệ với sức chịu đựng tối đa của một liều lượng quá m ức c ủa
một yếu tố nào đó từ bên ngoài”.
Một số luận đề bổ sung cho định luật chống chịu:
1. Các sinh vật có thể có phạm vi chống chịu rộng v ới một một y ếu t ố này,
nhưng lại có phạm vi chống chịu hẹp với yếu tố khác.
2. Các sinh vật có phạm vi chống chịu rộng v ới tất cả các y ếu t ố th ường có
phạm vi phân bố rộng.
i. V í d ụ: Các loài cây trồng thích nghi với nhiều loại khí hậu ôn
đới, cận nhiệt đới, nhiệt đới như bắp cải, súp lơ hay cà chua
chịu nhiệt
3. Nếu theo một yếu tố sinh thái mà các điều kiện không là t ối ưu cho loài,
thì phạm vi chống chịu với các yếu tố khác có thể sẽ bị thu hẹp.
4. Trong thiên nhiên các sinh vật thường xuyên lâm vào tình trạng là các
điều kiện không tương ứng với giá trị tối ưu của các y ếu tố v ật lý nào đó
như đã tìm được trong phòng thí nghiệm. Tính chống chịu còn phụ thu ộc
vào mối quan hệ của các quần thể trong quần xã.
5. Tính chống chịu phụ thuộc vào các giai đoạn phát triển và th ời kỳ phát
dục của các cá thể. Tính chống chịu phụ thuộc vào các giai đo ạn phát
triển: Vào giai đoạn sinh sản, giai đoạn con non khả năng chống ch ịu c ủa
sinh vật đối với các yếu tố môi trường là kém nhất. Th ời kỳ sinh s ản, con
non là thời kỳ giới hạn. Trong thời kỳ này nhiều yếu tố môi trường vốn là
bình thường đối với các giai đoạn khác cũng tr ở thành giới hạn
Câu 4: định nghĩa quần thể sinh vật. Phân biệt khái niệm quần th ể- loài- qu ần
thể địa lý- quần thể sinh thái. Các đặc trưng cơ bản của quần th ể nh ư hình thái
thích nghi của sinh vật với các biến động của môi trường(m ật đ ộ quần th ể,
thành phần tuổi và giới tính).
Quần thể là một nhóm cá thể của một loài hoặc các nhóm loài khác nhau
nhưng có thể trao đổi thông tin di truyền, sống trong m ột kho ảng không
gian xác định, có những đặc điểm sinh thái đặc trưng của cả nhóm.
Các đặc trưng 1. Mật độ, 2. Tỷ lệ sinh sản,tử vong, 3. Phân bố của các sinh
vật, 4. Cấu trúc tuoir và giới tính,5.biến động số lượng của qu ần th ể.
Các quần thể (QT) cũng có các đặc tính di truyền nghĩa là khả năng duy trì nòi
giống trong suốt một thời gian dài.
Mỗi quần thể có cấu trúc và tổ chức đặc thù, đảm bảo cho quần th ể tồn t ại và
phát triển phù hợp với điều kiện cụ thể của môi tr ường (Quần th ể là hình th ức
tồn tại của loài trong điều kiện cụ thể của môi trường sống).
Quần thể dưới loài (Cùng lanh thổ địa ly) : là nhóm các sinh vật của loài mang
tính chất lãnh thổ lớn nhất. Kích thước lãnh thổ của dưới loài phụ thuộc vào độ
đa dạng của cảnh quan, sự di chuyển khắc phục các ch ướng ngại đ ịa lý và tính
chất các mối quan hệ trong loài.
Ví dụ: Dưới loài của rắn hổ mang châu Á gồm : 1. Rắn hổ mang Ấn Độ; 2.
Rắn hổ mang Trung Á; 3. Rắn hổ mang một mắt kính; 4. Rắn hổ mang Andaman;
5. Rắn hổ mang Malaysia; 6. Rắn hổ mang Sumatra;7. R ắn hổ mang Borneo; 8.
Rắn hổ mang Philipines; 9. Rắn hổ mang Sacma; 10. R ắn hổ mang Vi ệt Trung.
Mỗi quần thể dưới loài chiếm 1 vùng phân bố riêng.
Ví dụ quần thể loài rắn hổ mang châu Á có vùng phân b ố r ất r ộng,
từ Nam trung Á đến phía đông sang tận Inđônexia, lên phía b ắc đ ến t ận Đài
Loan.
Các dưới loài khác nhau về mặt hình thái, đặc điểm sinh lý, sinh thái.
Ví dụ Loài hổ mang Ấn Độ giao phối vào tháng giêng, hổ mang m ột m ắt
kính vào tháng 2, hổ mang Việt Nam vào tháng 4 đến thượng tu ần tháng 5… Nh ư
vậy nói chung các quần thể dưới loài không th ể trao đổi cá th ể qua hình th ức
sinh sản
Quần thể địa ly(cùng khí hậu, cảnh quan): Phân bố trong các vùng địa lý khác
nhau, có tính chất đặc trưng của các nhóm yếu tố môi tr ường v ất lý, tr ước h ết
là các đặc tính khí hậu và cảnh quan vùng phân bố. Nhìn chung nh ững qu ần th ể
địa lý của một loài vẫn mang nền hình thái và sinh lý chung . Nếu có sự sai biệt
về hình thái đều do sự thích nghi trực tiếp của cơ th ể v ới nh ững đi ều ki ện s ống
xác định.
Quần thể sinh thái (cùng sinh cảnh): Tập hợp các cá thể cùng loài phân bố
trên một khu vực xác định, ở đó mọi yếu tố vô sinh đều tương đối đồng nhất,
còn gọi là sinh cảnh (Biotop). Quần thể sinh thái khác với quần thể địa lý ở chỗ
chúng không chiếm trọn vẹn một vùng địa lý, mà ch ỉ giới h ạn trong sinh c ảnh
đặc trưng.
- So với quần thể địa lý, cấu trúc của quần thể sinh thái thường không ổn đ ịnh,
giữa chúng thường chỉ cách biệt một cách tương đối. Mỗi quần thể mang nh ững
đặc trưng sinh thái nhất định.
- Giữa các quần thể sinh thái th ường có s ự trao đ ổi cá th ể, nh ờ đó có th ể
phục hồi số lượng, bù đắp vào tử vong.
Các đặc trưng cơ bản:
1 Mật độ quần thể
Định nghĩa: Mật độ quần thể là số lượng các cá thể của quần thể tỉ lệ với đ ơn
vị không gian sống. Mật độ của quần thể có th ể biến động theo th ời gian tùy
thuộc vào đặc tính của loài, phụ thuộc vào cấu trúc n ội t ại và kh ả năng thích
ứng của quần thể với các điều kiện môi trường
Ví dụ: 1000 cây/ha, 3 triệu vi sinh vật/cm 3 đất, 300 kg cá/sào diện tích mặt nước
v.v.
2Tỷ lệ sống sót vs sinh sản
Tỷ lệ sống sót là kết quả của tỷ lệ sinh sản và tỷ l ệ chết. G ọi toàn b ộ
số cá thể sinh ra trong một khoảng thời gian nhất đ ịnh là 1 (xem nh ư
100%) và gọi tỷ lệ số cá thể chết so với số sinh ra là M , thì tỷ lệ sống sót
sẽ là đại lượng (1- M), tức là số lượng sống sót của quần thể luôn nhỏ h ơn
hoặc bằng 1.
Thông thường tỷ lệ sống sót được biểu thị bằng tuổi thọ của quần thể.
Trong sinh thái học, người ta phân biệt hai khái niệm tuổi th ọ là: tuổi th ọ sinh
lý và tuổi thọ sinh thái.
Tỷ lệ sinh sản
Có thể coi tỷ lệ sinh sản là khả năng để gia tăng số lượng cá thể của một
quần thể sinh vật. Tỷ lệ sinh sản biểu thị tần suất xuất hiện cá thể mới ở
bất kỳ sinh vật nào, chúng không phụ thuộc vào phương thức sinh s ản.
3Sự phân bố không gian của quần thể
Tùy thuộc vào đặc tính của loài, tính chất mối quan hệ của quần thể với các quần thể
lân cận, đặc điểm của môi trường vật lý, sự phân bố các cá thể trong quần thể có thể
là đồng đều, ngẫu nhiên hay tập hợp thành nhóm
4Cấu trúc Cấu trúc tuổi v giới tính
Cấu trúc tuổi của quần thể là một đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến cả
khả năng sinh sản và mức tử vong của quần thể đó.
Tương quan của các nhóm tuổi khác nhau trong quần thể quyết định khả năng
sinh sản của chúng ở thời điểm hiện tại và cho thấy điều gì sẽ x ảy ra đ ối v ới
quần thể đó trong tương lai.
-
Cấu trúc tuổi của QT được xem là 1 hệ thống các yếu tố c ấu trúc n ội t ại
của QT có phản ứng khác nhau đối với những biến động của MT sống, duy trì s ự
ổn định cho QT
+) Khi nguồn sống suy giảm, khí hậu xấu đi thì tỷ lệ con non và già gi ảm.
Do vậy nhóm tuổi trung bình còn lại được th ừa h ưởng ngu ồn th ức ăn nên
nhanh chóng khôi phục số lượng của mình, quần thể được duy trì.
++) Khi môi trường thuận lợi, nguồn thức ăn tăng lên thì tỷ lệ nhóm tu ổi
trẻ tăng , nên bổ sung nhiều cho tuổi sinh sản làm cho kích th ước quần th ể
tăng.
Thành phần giới tính (tỷ lệ giới tính
Thành phần giới tính được hiểu là tỷ lệ đực cái . Trong tự nhiên, tỷ lệ giới tính
thường là 1: 1. Tỷ lệ này phụ thuộc vào điều kiện MT, thay đổi theo mùa và ph ụ
thuộc vào loài cũng như các giai đoạn khác nhau trong đời sống của loài
Thành phần giới tính mang đặc tính thích ứng của quần thể đối với các
điều kiện sống của môi trường, đảm bảo khả năng sinh sản và hiệu quả
sinh sản của quần thể trong điều kiện hiện tại của môi trường và vai trò
của nó trong quần xa.
Ở một số loài tỷ lệ giới tính thể hiện khả năng tự điều chỉnh số lượng để thích
ứng với biến đổi của các điều kiện MT. Đặc biệt ở côn trùng và m ột vài loài thú
nhỏ tỷ lệ đực cái thay đổi tuỳ thuộc vào mật độ quần th ể:
+) Khi mật độ lớn, sự cạnh tranh cùng loài diễn ra quyết liệt, lúc này cơ chế
điều tiết về mặt sinh lý sẽ được tăng cường dẫn đến thay đổi tỷ lệ gi ới tính
theo hướng đực nhiều hơn cái
++) Khi mật độ nhỏ, thì các thể cái nhiều hơn cá thể đực
5 biến động số lượng của quần thể
Trong tự nhiên số lượng các cá thể của quần thể luôn luôn biến động do nhiều nguyên
nhân khác nhau:
Những biến đổi của môi trường vật lý (nhất là khí hậu, thời tiết)
Các mối quan hệ tương tác trong nội tại quần thể.
Các mối quan hệ tương tác với các quần thể lân cận.
Hiện tượng biến động số lượng có thể phân biệt thành hai loại:
Các hiện tượng biến động số lượng theo mùa, biểu hiện quá trình tự điều
chỉnh số lượng cá thể của quần thể để thích nghi với những biến đổi theo mùa của
điều kiện môi trường.
Hiên tượng biến động số lượng theo năm:
+ Do những biến đổi của các yếu tố ngoài quần thể.
+ Do những biến đổi nội tại của quần thể.
Câu 5. Sự phân bố không gian của quần thể nh ư hình thái thích nghi của sinh
vật với đặc tính của môi trường. Phát biểu quy luật quần tụ và nêu ứng d ụng.
Tùy thuộc vào đặc tính của loài, tính chất mối quan h ệ c ủa qu ần th ể v ới các
quần thể lân cận, đặc điểm của môi trường vật lý, sự phân bố các cá th ể trong
quần thể có thể là đồng đều, ngẫu nhiên hay tập hợp thành nhóm
Sự phân bố đồng đều thường gặp ở những nơi mà MT có tính đồng nh ất cao,
giữa các cá thể có sự cạnh tranh gay gắt về dinh dưỡng, ánh sáng hay các nhu
cầu sống khác, có mâu thuẫn đối kháng và trong các qu ần th ể nhân t ạo, ở đó
mật độ và khoảng cách do con người bố trí và chủ động điều khi ển. Các qu ần
thể với kiểu phân bố này có ưu điểm nổi bật là hạn chế tối đa s ự c ạnh tranh,
tận dụng cao nhất các yếu tố ngoại cảnh cho sự phát triển chung của cả nhóm.
Phân bố nhóm Trong thiên nhiên, phổ biến là sự hình thành các nhóm của các
cá thể cùng loài. Lý do chủ yếu của dạng phân bố này là sự phân bố không đồng
đều của các yếu tố môi trường trong không gian và theo th ời gian , hay do đặc
tính của loài trong quá trình sống có nhu cầu khác nhau trong các giai đoạn phát
triển, các cá thể có xu hướng họp thành nhóm . Nếu các cá thể trong quần thể có
xu hướng hình thành nhóm với kích th ước nhất định thì phân b ố nhóm có th ể
gần với phân bố ngẫu nhiên.
Phân bố ngẫu nhiên Sự phân bố ngẫu nhiên có thể tìm thấy trong các môi
trường có tính đồng nhất cao và sinh vật không có xu th ế sống t ập trung . Phân
bố ngẫu nhiên, cơ sở của các phương pháp thống kê tiêu chuẩn đ ược bi ểu th ị
bằng đường cong chuẩn.
Nói chung nếu tỷ lệ của phương sai với trung bình bằng 1 thì phân bố
ngẫu nhiên, nhỏ hơn 1 là phân bố đều và lớn hơn 1 là phân bố nhóm
Quy luật quần tụ:
Trong tự nhiên, phần lớn các quần thể sớm hay muộn đều hình thành nên các
quần tụ của các cá thể. Các quần tụ xảy ra như phản ứng của quần thể với
những biến đổi của ngoại cảnh.
4 nguyên nhân:
Do sự khác biệt cục bộ của điều kiện môi trường ở khu vực phân bố. Các nhóm
cá thể trong quá trình sống có nhu cầu về các yếu tố sống khác nhau, có th ể
hình thành các nhóm nhỏ.
Do sự thay đổi có tính chất chu kỳ của các điều kiện th ời tiết theo ngày đêm
hoặc theo mùa. Quần tụ có khả năng tác động lên các yếu tố của vi môi tr ường
làm biến đổi nó theo hướng thuận lợi cho sinh tr ưởng và phát tri ển của c ả
nhóm nói chung. Có thể xem đó là hình th ức biến đổi đ ể thích ứng m ột cách tích
cực của quần thể sinh vật.
Do đặc tính sinh sản và tập tính sinh dục của loài.
Do sự hấp dẫn về mặt xã hội ở động vật bậc cao.
Độ quần tụ đem lại cực thuận cho khả năng sống và sự sinh tr ưởng c ủa
quần thể, nó thay đổi tùy theo loài và phụ thuộc vào đi ều ki ện ngo ại
cảnh”.
Vd đàn trâu rừng tập hợp nhau thành 1 bầy lớn để chống lạnh và chống lại k ẻ
thù
Câu 6 Sự cách ly và chiếm cứ vùng sống. Tại sao nói qu ần t ụ và cách ly là hai
mặt của quá trình điều chinh số lượng để thích nghi v ới nh ững bi ến đ ổi c ủa
môi trường. Lấy ví dụ úng dụng trong sản xuất.
Mặt khác, đồng thời với quần tụ, một vài cá thể tách ra kh ỏi qu ần th ể,
thậm chí ngay trong một quần thể một hoặc các nhóm cá th ể hay gia đình
cũng có hiện tượng chiếm cứ một vùng lãnh thổ nào đó.
Cách ly là hiện tượng có một số cá thể trong quần thể tách ra khỏi
quần thể hay chiếm cứ một vùng lanh thổ nào đó trong khu vực phân bố
của quần thể .
Sự cách ly có thể xảy ra do những lý do sau:
Khả năng đáp ứng có hạn nhu cầu ngày càng tăng của các qu ần th ể có m ật đ ộ
cao, dẫn đến sự cạnh tranh gay gắt các yếu tố sống.
Do mâu thuẫn đối kháng trực tiếp.
Do đặc tính sinh dưỡng và tính chất sinh sản của loài, hay của các nhóm cá thể
có nhu cầu giống nhau (giới tính, tuổi).
Tại sao nói quần tụ và cách ly là hai mặt của quá trình điều chinh s ố l ượng đ ể
thích nghi với những biến đổi của môi trường
Trong tự nhiên, cả hai hình thái quần tụ và cách ly luôn tồn tại song song . Có thể
xem hai hình thái tổ chức này như hai mặt của quá trình điều chỉnh số lượng cá
thể của quần thể để tiến tới trạng thái cân bằng giữa các yếu tố hữu sinh và vô
sinh trong khu vực phân bố.
Độ quần tụ đem lại cực thuận cho khả năng sống và s ự sinh tr ưởng c ủa qu ần
thể, nó thay đổi tùy theo loài và phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh.
Vd: khi hổ đực con đến giai đoạn trưởng thành thì ph ải tách bầy đ ể đi tìm vùng
sống mới, những chú hổ tách bầy có thể gia nhập với nhau tạo thành 1 bầy,
hoặc gia nhập vào bầy khác.
Câu 7 Sự biến động số lượng quần thể. Bản chất của hiện tượng. Các gi ả
thuyết giải thích nguyên nhân của biến động số lượng quần th ể. ứng d ựng
trong sản xuất nông nghiệp nhiệt đới tại Tây Nguyên.
Hiện tượng biến động số lượng có thể phân biệt thành hai loại:
-
Các hiện tượng biến động số lượng theo mùa, biểu hiện quá trình tự điều chỉnh số
lượng cá thể của quần thể để thích nghi với những biến đổi theo mùa của điều kiện môi
trường.
Hiên tượng biến động số lượng theo năm:
+ Do những biến đổi của các yếu tố ngoài quần thể.
+ Do những biến đổi nội tại của quần thể.
bản chất của sự biến động số lượng là sự trả lời thích nghi đối với các điều kiện cụ thể
mà trong đó quần thể tồn tại:
-
Sự biến động số lượng chủ yếu do tác động của các yếu tố môi trường vật lý thường
gặp ở các hệ sinh thái có cấu trúc đơn giản, số lượng các loài trong quần xã còn thấp, mối
quan hệ giữa các loài còn thiếu chặt chẽ,
Sự điều chỉnh số lượng bởi các yếu tố sinh học là chủ yếu thường thấy ở các hệ sinh
thái có cấu trúc phức tạp, tức là trong các giai đoạn phát triển sau của diễn thế sinh thái, khi
tổ thành loài ngày càng đa dạng, các mối quan hệ sinh học trở nên chặt chẽ hay ở các quần
xã không bị khống chế điều chỉnh vật lý bắt buộc.
Các yếu tố tác động đến sự biến động số lượng được chia thành hai nhóm:
-
Các yếu tố phụ thuộc vào mật độ: chủ yếu là các yếu tố hữu sinh (cạnh tranh, ký sinh,
thức ăn...)
Các yếu tố không phụ thuộc vào mật độ: chủ yếu là khí hậu (bão lụt, lạnh giá...)
Có nhiều giả thuyết giải thích nguyên nhân biến động số lượng của các quần thể như
sau:
-
Học thuyết khí hậu học (Bremner, Zonfer...,1930) nhấn mạnh vai trò của các yếu tố
không phụ thuộc vào mật độ, mà chủ yếu là các yếu tố khí hậu. Họ cho rằng chế độ khí hậu
ở các vùng địa lý có tính chất khác nhau, cho nên số lượng cá thể trong các quần thể địa lý
khác nhau có sự biến đổi khác nhau. Ở đây, yếu tố vô sinh và môi trường vật lý là các yếu tố
chủ đạo gây lên sự biến động số lượng cá thể của các quần thể sinh vật.
Học thuyết về các yếu tố hữu sinh và giả thuyết về sự tương tác giữa các bậc dinh
dưỡng: sự thay đổi các kẻ thù tự nhiên và sự đa dạng các mối quan hệ trực tiếp hoặc gián
tiếp giữa các loài trong quần xã là nguyên nhân gây nên sự biến động số lượng. Trên cơ sở
đó, một bộ phận của những người theo học thuyết này đề xuất thuyết “dư thừa dân số “, lấy
mối quan hệ giữa cạnh tranh với nguồn tài nguyên thiên nhiên hữu hạn trên bề mặt hành
tinh để giải thích nguyên nhân của sự biến động số lượng.
Thuyết Pradosen: Thuyết này cho rằng ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố hữu
sinh và vô sinh mới là nguyên nhân chủ đạo gây nên sự biến động số lượng quần thể. Tuy
nhiên họ đã mắc sai lầm coi quần thể như là một sinh vật độc lập, khi cho rằng sự phát
triển của quần thể tất yếu dẫn đến một hệ thống cân bằng.
Thuyết của Naumov, Victorov, Nicoson được nhiều người thừa nhận hiện nay cho
rằng:
+ Các khu vực (như vùng nhiệt đới, vùng vĩ độ thấp) có điều kiện khí hậu ít thay
đổi, phù hợp cho sỉnh trưởng - phát triển của sinh vật, thì yếu tố quan trọng chi
phối là yếu tố phụ thuộc vào mật độ.
+ Các khu vực (như vùng ôn đới, vùng vĩ độ cao) có điều kiện khí hậu bất thuận,
ở ranh giới của loài thì yếu tố vô sinh có ảnh hưởng mạnh mẽ.
Câu 8 Khái niệm quần xã sinh học và ưu thế sinh thái. Mối quan hệ c ủa các
loài trong quần xả. Các đặc trưng cơ bản của quần xã sinh h ọc. ứng d ựng
trong sản xuất nông nghiệp nhiệt đới.
Khái niệm quần xã:
Quần xã (Community), hay xã hội sinh vật là một tập hợp
các quần thể sinh vật cùng sống chung với nhau trong một sinh cảnh xác định,
được hình thành trong quá trình phát triển lịch sử lâu dài, liên hệ mật thiết với
nhau bằng những đặc trưng chung về sinh thái học mà các thành phần cấu thành
quần xã (quần thể, cá thể) không có được.
Đặc trưng cơ bản QX:
1 Tính đa dạng về tổ thành loài:
- Chỉ số về tổng sự đa dạng H (Shannon và Weaver - 1949, Margalef - 1968):
n
n
H = i log 2 i = ∑ Pi log 2 Pi
N
N
Trong đó:
ni: giá trị "vai trò" của mỗi loài
N: Tổng giá trị vai trò
Pi: xác suất "vai trò" của mỗi loài = ni/N
2 Cấu trúc: thể hiện qua các đặc điểm như:
- Đặc điểm phân bố không gian của quần xã phụ thuộc vào bản chất phân hóa
của các yếu tố môi trường theo chiều thẳng đứng và theo phương nằm ngang,
rất khác biệt nhau trong các điều kiện cụ thể,
- Đặc điểm về hoạt động
- Đặc điểm về quan hệ dinh dưỡng, v.v....
3Nhịp điệu sinh học: Mỗi quần xã thể hiện nhịp điệu sinh học riêng, có thể là nhịp
điệu ngày đêm, mùa, hay nhịp điệu nhiều năm phụ thuộc vào chu kỳ biến đổi của các
yếu tố môi trường nơi quần xã tồn tại, phụ thuộc vào bản chất của quần xã và các
thành phần cấu thành nên quần xã. Nhịp điệu của quần xã là tổng tất cả nhịp điệu của
các quần thể như: hoạt động di cư, sinh sản, ngủ đông, rụng lá.
Khái niệm về ưu thế sinh thái: Những loài này có số lượng nhiều, có vai trò quan
trọng trong việc điều chỉnh cường độ trao đổi vật chất và năng lượng trong nội bộ
quần xã với nhau cũng như với môi trường vật lý xung quanh, từ đó mà có ảnh hưởng
đến các loài khác. Chúng có ảnh hưởng đến môi trường, đến cấu trúc, đến độ nhiều,
tính đa dạng và các tính chất khác trong quần xã. Đó là các loài có ưu thế sinh thái
trong quần xã.
Vd Lúa nước trên ruộng lúa.
Câu 9 Tính chất phân tầng của quần xã sinh học. Nguyên nhân và ý nghĩa của sự
phân tầng, ứng dựng trong sản xuất nông nghiệp nhiệt đới.
Phân tầng là một trong những hình thái biểu thị mối quan hệ không gian của các sinh
vật trong quần xã. Tính phân tầng thể hiện rõ nét nhất ở các quần xã nhiệt đới, vực
nước sâu, trong đại dương và trong lòng đất.
Trong tự nhiên, sự phân bố không đồng đều của các yếu tố môi trường theo chiều
thẳng đứng (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm...) đã hình thành nên các tầng với sự khác
biệt cơ bản về tổ hợp các yếu tố môi trường.
Trong mỗi tầng có những sinh vật đặc trưng sinh sống, phù hợp với điều kiện
môi sinh ở đó.
Các quần xã sinh vật, nhất là các quần xã ở vùng nhiệt đới thể hiện rõ nét đặc tính
phân tầng. Đó cũng có thể coi là hình thái thích nghi của các quần xã vùng nhiệt đới
với điều kiện của sinh cảnh của khu vực với nền nhiệt ẩm cao.
Ý nghĩa phân tầng:
- Làm giảm mức độ cạnh tranh về không gian sinh tồn (nhất là các sinh vật có họ
hàng gần gũi nhau, có phương thức sống tương tự nhau),
- Tận dụng tốt nhất nguồn ánh sáng và nhiệt độ dồi dào ở vùng nhiệt đới, đồng
thời tăng cường khả năng dự trữ nguồn thức ăn.
- Làm tăng tính đa dạng về tổ thành loài của quần xã, là cơ chế làm tăng cường
hiệu quả của các quá trình trao đổi vật chất và năng lượng trong hệ thống.
- Bảo vệ và duy trì chu trình đặc thù của các chất dinh dưỡng ở vùng nhiệt đới,
bảo vệ tài nguyên đất và nước trong khu vực.
Tính chất phân tầng của các quần xã sinh học chỉ có tính tương đối, có thể thay
đổi theo thời gian (mùa, ngày đêm) và theo không gian, phụ thuộc vào địa điểm phân
bố của quần xã, mối quan hệ giữa các loài sống chung. Thậm chí mỗi loài trong các
giai đoạn phát triển khác nhau cũng có nhu cầu về các yếu tố sống khác nhau, cho
nên có thể phù hơp với các tầng khác nhau.
Vd: nuôi cá tận dụng không gian sống: Cá mè trắng : Cá sống tầng mặt và tầng giữa.
Cá chép: Sống ở tầng đáy
Cá rô phi: Sống ở các tầng nước
Câu 10 Chuỗi và mạng lưới thức ăn. Qui luật kích thước cá thể trong quan hệ
dinh dưỡng.ứng dụng trong sản xuất
Chuỗi thức ăn
Mối quan hệ dinh dưỡng trong quần xã là mối quan hệ về thức ăn, tức là một số
sinh vật này dùng những sinh vật khác làm thức ăn tạo thành chuỗi thức ăn.
Một sinh vật vừa là sinh vật ăn mồi đồng thời cũng là sinh vật mồi. Sự phân chia
nhóm sinh vật không phải theo loài mà theo cách thức chúng sử dụng thức ăn.
Các sinh vật cùng sử dụng một dạng thức ăn thì được xếp vào cùng một bậc dinh
dưỡng, tức là một mắt xích của chuỗi thức ăn. Không quan tâm là sinh vật đó cùng
thang phân loại hay không
Lưới thức ăn: Mỗi loài nằm trong chuỗi thức ăn tạo thành một mắt xích thức ăn và
mỗi loài có thể tham gia và trở thành mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn khác nhau.
Các chuỗi thức ăn kết hợp với nhau qua các mắt xích chung tạo thành mạng lưới
thức ăn vô cùng phức tạp.
mạng lưới thức ăn bao gồm nhiều chuỗi thức ăn khác nhau, nối với nhau qua một
hoặc nhiều mắt xích thức ăn.
Qui luật về kích thước cá thể trong quan hệ dinh dưỡng
“Trong chuỗi thức ăn, kích thước của vật tiêu dùng ở mắt xích sau thường lớn
hơn kích thước của sinh vật làm mồi cho nó. Hay nói cách khác, trong chuỗi thức ăn
có sự gia tăng liên tục về kích thước của các sinh vật ở mắt xích sau so vơi mắt xích
trước”.
Xét trên quan điểm kích thước tuyệt đối, có rất nhiều trường hợp ngoại lệ
Tuy nhiên khi xét trên quan điểm về kích thước tương đối, tức là trọng lượng
cơ thể, trên diện tích bề mặt thì quy luật trên vẫn đúng.
Vd
•
•
Câu 11 Ọui luật về hình tháp sinh thái. Mối quan hệ giữa chuỗi dinh dưỡng với tính
ổn đinh của hệ thống sinh thái. Nêu ví dụ ứng dụng trong thực tiễn sản xuât.
Ọui luật về hình tháp sinh thái: Hiệu suất sinh thái được xác định bằng tỷ số giữa đại
lượng đồng hóa ở một mức nhất định so với đại lượng đồng hóa ở mức trước nó tính
theo %.
Cấu trúc dinh dưỡng có thể biểu thị bằng các sơ đồ hình tháp sinh thái với đáy
là bậc dinh dưỡng của sinh vật sản xuất, còn các bậc kế tiếp thì tạo nên các tầng
và đỉnh của tháp
Chiều ngang tỉ lệ với dòng năng lượng hay năng suất của mỗi bậc
Chiều cao tương ứng với chiều dài của chuỗi dinh dưỡng
Tháp số lượng: Đơn vị đo là số lượng sinh vật của mỗi bậc dinh dưỡng trên một đơn
vị diện tích
Qui luật: “Trong một chuỗi thức ăn, số lượng cá thể ở mắt xích trước bao giờ cũng
lớn hơn số lượng cá thể của mắt xích sau và chỉ có như thế thì các quần xã sinh vật
mới tồn tại được.”
Tháp sinh khối (số lượng): Đơn vị tính là khối lượng các cá thể trên một đơn vị thể
tích hay diện tích
Tháp sinh khối biểu diễn khối lượng sinh vật được chuyển hóa qua các bậc dinh
dưỡng trong các thời điểm xác định.
Trong các quần xã mới được thành lập đỉnh của hình tháp sinh khối sẽ hẹp.
Trong các quần xã nơi mà sinh vật sản xuất có kích thước nhỏ, đời sống ngắn thì tháp
sinh khối có dạng ngược.
Tháp năng lượng biểu diễn số năng lượng trong dòng năng lượng chuyển hóa hay
năng suất trong các bậc dinh dưỡng khác nhau.
Câu 12. Hoạt động chu kỳ của quần xã. chứng minh hoạt động chu ký như khà
năng thich nghi của quần xã với biến động của môi trường. Nêu ví dụ ứng dụng
trong thực tiễn sản xuất.
Hoạt động của quần xã luôn luôn biến đổi theo những chu kỳ nhất định, có thể là chu
kỳ ngày đêm hoặc chu kỳ mùa.
i) Chu kỳ ngày đêm:
- Dao động nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng theo ngày đêm là nguyên nhân làm
cho các loài sinh vật hoạt động theo chu kỳ ngày đêm như loài đêm, loài ngày, loài
hoàng hôn hoặc có loài hoạt động vào sáng sớm, trưa, chiều tùy thuộc vào thời tiết
như nhiệt độ, nắng, khô hay ẩm. Nói chung ánh sáng tác động đến động vật vì vậy có
những nhóm ăn sáng hay ăn đêm. Nhiệt độ quyết định giờ đi ăn sớm hay muộn. Có
những giờ cao điểm tương ứng với điều kiện sinh thái bên ngoài thích hợp cho sự
hoạt động của các nhóm động vật, như nhóm ăn cỏ, nhóm hút mật, nhóm ăn thịt lớn
và nhóm ăn thịt nhỏ
- Chu kỳ ngày đêm thể hiện rõ nét nhất ở vùng nhiệt đới
- Tính chu kỳ ở các quần xã là đặc tính thích nghi của các sinh vật với sự
phân hóa theo thời gian của các yếu tố môi trường vùng nhiệt đới.
Ưu điểm :
- tao điều kiện cho sinh trưởng và phát triển của các loài
- Giảm sự cạnh tranh ngoài loài
- Tang tính thích nghi giữa các loài chúng vào dinh dưỡng và không gian sinh tồn
Vd hoa 10 giờ nở vào 10h sang, hoa nhài, hoa quỳnh nở vào ban đêm
Chu kỳ mùa:
- Là thuộc tính của hầu hết các quần xã, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của quần
xã suốt cả năm. Ở động vật chu kỳ hoạt động theo mùa được thể hiện rõ nét như ngủ
đông, ngủ hè, di cư theo mùa. Hiện tượng ngừng phát triển ở nhiều loài côn trùng
(diapouse). Nhiều loài thực vật có hiện tượng rụng lá giảm sinh trưởng vào mùa
đông. Chu kỳ mùa ở đây trùng hợp với mùa sinh sản của thực vật và động vật
- Chu kỳ mùa thể hiện rõ nét nhất ở các quần xã vùng ôn đới, Ở nhiệt đới nó tương
ứng với mùa mưa và mùa khô.
- Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự thay đổi của các yếu tố môi trường theo
mùa: nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, ánh sáng..., cũng như sự thay đổi của các yếu tố
hữu sinh như thức ăn.
Ví dụ: Vào mùa khô những chim ôn đới di trú từ Chàm Chim (Đồng Tháp) về các vực
nước trong Vườn Quốc gia Yok Đôn trùng hợp với nguồn lợi tôm, cá trong khu vực.
Tính chất chu kỳ của quần xã, trước hết là do sự thay đổi của các quần thể
trong quần xã. Vì vậy, khi nghiên cứu tính chất chu kỳ của quần xã trước hết phải tìm
hiểu chu kỳ của các quần thể tạo nên quần xã.
Câu 13. Khái niệm không chế sinh học và cân bằng sinh thải. Áp dụng hai nguyên lý
trong việc sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên có khả năng tái tạo được. Nêu ví dụ
ứng dụng trong thực tiễn sản xuất.
- Khống chế sinh học là sự khống chế, giới hạn sự phát triển về mặt số lượng của
loài này phụ thuộc vào sự phát triển số lượng của một hay một nhóm loài khác.
- Cơ chế này đảm bảo cho sự phát triển của các loài không vượt quá ngưỡng sinh
thái, phù hợp với điều kiện hiện tại của môi trường. Trạng thái cân bằng như
vậy giữa các loài gọi là cân bằng sinh học, hay cân bằng sinh thái khi có tác
động của con người.
Câu 14. Khái niệm diễn thế sinh thái và quần xă cao đỉnh. Sử dụng các đặc trưng của
quần xã cao đỉnh đề nâng cao tính ổn định các hệ sình thái. Nêu ví du ứng dụng trong
thực tiễn sản xuất.
KN: Diễn thế của quần xã là quá trình phát triển có thứ bậc, diễn ra do những biến
đổi nội tại của quần xã trong đó có sự thay thế một số loài này bằng một số loài khác
thích nghi hơn với điều kiện sống
Như vậy, diễn thể của quần xã là một quá trình thay thế kế tiếp nhau quần xã này
bằng một quần xã khác trong từng vùng cho đến khi có quần xã ổn định và thường là
chúng tiếp diễn theo hướng xác định.
Trong quá trình diễn thế, thành phần loài luôn luôn thay đổi, kéo theo điều kiện của
môi trường sống cũng bị biến đổi, không còn phù hợp cho sinh trưởng và phát triển
của chính nó, khi đó nó bị đào thải và thay bằng một loài khác phù hợp với điều kiện
môi trường mới, nghĩa là một quần xã mới đã được thiết lập
Khái niệm về quần xã cao đỉnh (climax)
Quần xã cao đỉnh (đỉnh cực) là quần xã cuối cùng của diễn thế sinh thái, có
thể duy trì được trạng thái cân bằng với nơi ở.
Đặc điểm của quần xã cao đỉnh: Quần xã cao đỉnh là quần xã có hiệu suất sử
dụng năng lượng cao nhất, trên một đơn vị của dòng năng lượng cung cấp cho quần
xã, sẽ tạo ra một sinh khối lớn nhất, hay một lượng thông tin cao nhất. Đây là giai
đoạn có những biến đổi quan trọng, sự phát triển nặng về lượng trong các giai đoạn
trước được chuyển hóa thành quá trình tích lũy và phát triển về chất trong giai đoạn
sau. Trong quần xã cao đỉnh các sinh vật thích nghi nhất với nhau và với các điều
kiện môi trường sống, quần xã có tính đa dạng cao, có sự cân bằng giữa các nhân tố
hữu sinh và vô sinh, có sự ổn định lớn, các sinh vật có sự thích nghi cao nhất với
nhau và với môi trường sống.
Câu 15 Chu trình các chất dinh dưỡng vùng nhiệt đới. Áp dụng đ ể kh ẳng đ ịnh
vai trò của nông lâm kết hợp. Nêu ví dụ úng dụng trong th ực tiền s ản xu ất t ại
Khu vực tây Nguyên.
Có thể gọi sự vận chuyển các nguyên tố cần thiết cho sự sống (các nguyên tố sinh
học) và các hợp chất vô cơ từ cơ thể ra môi trường và từ môi trường vào cơ thể là
chu trình các chất dinh dưỡng.
Chu trình này chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu , do đó chu trình này ở vùng nhiệt đới và
vùng ôn đới có nhiều điểm rất khác biệt nhau. Các đặc tính của chu trình các chất
dinh dưỡng được xác định bằng hàng loạt các đặc điểm quan trọng:
Áp dụng để khẳng định vai trò của nông lâm kết h ợp:
- Độc canh thay thế bằng phương pháp luân canh làm phong phú hệ sinh thái
- Sử dụng phân hữu cơ kết hợp trồng chọt và chăn nuôi tang vòng quay vật chất
hữu cơ có tác dụng làm tang thêm kiểu chuỗi thức ăn dựa vào phế liệu
- Dung giống chống chiu sâu bệnh,đấu tranh sinh học trong phòng trừ sâu bệnh.
Câu 16.Các đăc trưng của hệ sinh thái. Quan điềm về phản hồi trong điều ch ỉnh
các hệ sinh thái, trong công tác sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi tr ường.
Nêu ví dụ ứng dụng trong thực tiễn sản xuất
1
-
Độ lớn: Các hệ sinh thái có quy mô lớn nhỏ rất khác nhau:
Hệ sinh thái nhỏ: Một bể nuôi cá nhỏ trong phòng, một chậu cây cảnh.
Hệ sinh thái vừa: Một thảm rừng, một cánh đồng lúa, một hồ chứa.
Hệ sinh thái lớn: Đại dương, lục địa.
Tập hợp tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt hành tinh của chúng ta làm thành
một hệ sinh thái khổng lồ - đó là sinh quyển hay sinh thái quyển.
2 Tinh hệ thống:
Hệ thống được xem là tập hợp của các đối tượng được liên kết với nhau bằng
nhiều mối tương tác hay hệ thống là một chuỗi sự vật hoặc hiện tượng có liên quan
với nhau và có những hoạt động chung. Liên quan đến trao đổi vật chất và năng
lượng người ta chia hệ thống thành hệ thống kín, hệ thống hơi kín, hệ thống hở. Nhìn
chung các hệ sinh thái trên bề mặt Trái Đất đều là cá hệ thống hở, nghĩa là các hệ
thống này có quá trình trao đổi vật chất và năng lượng với hệ thống bên cạnh hoặc
với môi trường xung quanh.
3. Tính phản hồi (Mối liên hệ ngược/cơ chế tự điều chỉnh): Phản hồi là thuộc
tính của hầu hết các hệ thống, là hiện tượng xuất hiện khi có sự thay đổi một trong
các thành phần của hệ thống và sau đó bắt đầu một loạt thay đổi trong các thành phần
khác và cuối cùng “ phản hồi “ trở lại thành phần ban đầu.
- Phản hồi tiêu cực: Phản hồi tiêu cực có hiệu ứng làm giảm nhịp điệu thay đổi trong
thành phần ban đầu, mà thành phần đó là nguồn gốc của hàng loạt các thay đổi trong
các thành phần khác. Là cơ chế để đạt và duy trì được trạng thái cân bằng, ổn định
trong hệ sinh thái.
- Phản hồi tích cực: Đó là sự phản hồi mà trong đó sự thay đổi một trong các thành
phần của hệ thống sẽ gây ra hàng loạt sự thay đổi các thành phần khác trong hệ
thống, kết quả làm gia tăng tốc độ biến đổi ban đầu. Đó chính là cơ chế gia tăng
cường độ thay đổi và làm mất cân bằng.