Hình 3.1. Sự phân tầng trong rừng nhiệt đới

Sự phân tầng của quần xã phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trước hết là những nhân tố vật lý. Các nhân tố môi trường bên ngoài (như nhiệt độ, ánh sáng, ô xi hay thức ăn chẳng hạn) phân bố không đồng đều theo chiều thẳng đứng, đó chính là nguyên nhân hình thành các tầng khác nhau. Vì có những điều kiện khác nhau, nên mỗi tầng có những sinh vật đặc trưng sinh sống.

Sự phân tầng còn phụ thuộc vào cường độ quang hợp mạnh hay yếu của các loài cây. Dựa vào cường độ quang hợp người ta có thể bố trí cây trồng sinh sống ở các tầng khác nhau để tận dụng dinh dưỡng và ánh sáng…

Ví dụ: - Ngô có cường độ quang hợp là: 80 mg CO₂ cm² lá/h.

- Củ cải, thuốc lá: 40 mg CO₂ cm² lá/h.

- Sồi và một số cây gỗ khác: 20 mg CO₂ cm² lá/h.

- Một số cây ưa bóng: 10 mg CO₂ cm² lá/h.

Những cây có cường độ quang hợp càng cao càng đòi hỏi sự chiếu sáng lớn nên khi bố trí sắp xếp các loài cây để lợi dụng tính phân tầng thì chúng thường đứng ở tầng cao nhất.

Tính chất phân tầng của quần xã chỉ là tương đối, bởi vì sự phân tầng đó có thể còn thay đổi theo thời gian và không gian (theo ngày đêm, mùa, địa điểm mà quần xã phân bố). Mặt khác, người ta còn thấy một loài có thể sống được ở nhiều tầng khác nhau. Tuy nhiên, vào thời kỳ sinh sản chúng thường gắn bó với một tầng xác định. Ví dụ: Đaođy trong suốt thời gian một năm đã nghiên cứu những quần thể động vật tiết túc trong năm tầng cơ bản của rừng cây Sồi và cây Bách ở bang Missuri, ông thấy trong 240 loài (gồm côn trùng, nhện và đa túc) cho thấy: 181 loài (gần 75%) chỉ phân bố trong một tầng; 32 loài (gần 13%) sống ở hai tầng; 19 loài (gần 8%) sống được trong ba tầng; ngoài ra có từ 3-5 loài sống được ở trong cả 4 tầng hoặc 5 tầng. Tuy nhiên, vào thời kỳ sinh sản chúng thường gắn bó với một tầng nhất định.

* Ứng dụng tính chất phân tầng trong thực tiễn sản xuất

Trong thực tế sản xuất, con người đã ứng dụng rất có hiệu quả sự phân tầng của sinh vật để tối ưu không gian sản xuất. Ví dụ: Vườn cây ăn quả của nông dân Nam bộ có phân bố cây trồng như sau: Tầng cao nhất là cau (dừa); tầng thứ hai là xoài, (mít, chôm chôm, măng cụt, sầu riêng); tầng dưới nữa là chuối hoặc giàn bầu bí…; tầng cuối cùng là một loạt các cây dứa (rau thơm, cây thuốc ưa ánh sáng tán xạ…).

Trong lĩnh vực chăn nuôi cá người ta đã biết tận dụng trên cùng một mặt nước thả các loại cá khác nhau, có loại ăn nổi phía trên mặt nước như cá mè và cá trắm cỏ, có loại ăn ở tầng giữa như cá trôi …và có loại cá chuyên ăn chìm dưới đáy như cá chép, cá trê và cá quả…

* Ý nghĩa của tính chất phân tầng trong thực tiễn sản xuất

Tính chất phân tầng của quần xã có ý nghĩa sinh học rất lớn. Nhờ sự phân tầng mà các sinh vật (nhất là các sinh vật có họ hàng gần gũi và có phương thức sống tương tự nhau) giảm được mức độ cạnh tranh nhau về nơi ở, dinh dưỡng và ánh sáng… Ví dụ rừng mưa nhiệt đới có tính chất phân tầng rất rõ rệt: Tầng cây cao, tầng cây trung bình, tầng thấp, cây bụi, dây leo… Hoặc ở các tầng nước khác nhau có các loại cá khác nhau sinh sống.

Xuất phát từ việc lợi dụng tính chất phân tầng của các quần xã, con người đã làm tăng tổng sản lượng cây trồng, vật nuôi trên một đơn vị diện tích, tăng thu nhập/đơn vị diện tích. Giảm rủi ro, đa dạng hóa cây trồng và sản phẩm, lấy ngắn nuôi dài, tăng hiệu quả sử dụng đất, tăng độ che phủ đất chống xói mòn ở giai đoạn đầu. Rải vụ về vật tư, lao động và sản phẩm. Đáp ứng nhu cầu quanh năm của con người về hoa quả tươi, thực phẩm thích hợp với khẩu vị từng người…

3.2.2.2. Mối quan hệ dinh dưỡng

Tất cả các loài sinh vật sống trong quần xã liên kết với nhau bởi những mối quan hệ chằng chịt và phức tạp. Mối quan hệ ấy được thể hiện rõ nhất là quan hệ về dinh dưỡng giữa các loài sinh vật để hình thành lên chuỗi thức ăn và lưới thức ăn.

Vậy: Chuỗi thức ăn là một loạt các sinh vật cùng phụ thuộc lẫn nhau mà trong đó một số sinh vật này làm thức ăn cho một số sinh vật khác.

Chuỗi thức ăn tạo thành sự liên tục từ mức độ thấp đến mức độ cao. Trong đó cây xanh là đầu mối của tất cả các chuỗi dinh dưỡng, chúng được gọi là các sinh vật sản xuất và có nhiệm vụ chuyển hóa quang năng thành hóa năng. Năng lượng này được tập chung trong các hợp chất: Protein, gluxid, lipid.

Sinh vật tiêu thụ bao gồm các động vật, chúng không có khả năng tự sản xuất được chất hữu cơ mà phải sử dụng các chất hữu cơ trực tiếp hay gián tiếp từ sinh vật sản xuất. Trong nhóm sinh vật tiêu thụ lại được chia ra: Sinh vật tiêu thụ bậc 1 hay động vật ăn cỏ là các động vật chỉ ăn các loài thực vật; Sinh vật tiêu thụ bậc 2 là các động vật ăn tạp hay ăn thịt. Theo chuỗi thức ăn ta còn có sinh vật tiêu thụ bậc 3, bậc 4…; Sinh vật phân huỷ là các vi khuẩn và nấm có nhiệm vụ phân huỷ xác chết của động thực vật.

Sinh vật phân hủy  Sinh vật hoại sinh



Động vật ăn thịt  Sinh vật tiêu thụ bậc 3

Động vật ăn thịt  Sinh vật tiêu thụ bậc 2



Động vật ăn cỏ  Sinh vật tiêu thụ bậc 1

Thực vật  Sinh vật sản xuất

Ví dụ: Một chuỗi thức ăn đơn giản: Rau cải bị rệp muội tấn công, rệp muội bị bọ rùa ăn thịt, đến lượt mình bọ rùa lại là thức ăn cho kiến ăn thịt và khi chết đi tất cả các xác chết của động thực vật đều nhờ các sinh vật hoại sinh phân hủy thành các chất dinh dưỡng, chất khoáng nuôi cây. Một chuỗi thức ăn khác trong hệ sinh thái đồng cỏ: Cỏ  Châu chấu  Ếch  Rắn  Chim ăn rắn  Sinh vật hoại sinh.

Tùy theo mức độ phát triển của hệ sinh thái mà có những thay đổi tinh vi trong cấu trúc chuỗi thức ăn. Trong các hệ sinh thái chuỗi thức ăn được đưa về hai dạng cơ bản là xích thức ăn cỏ và xích thức ăn hoại sinh.

+ Xích thức ăn cỏ: Là xích thức ăn bắt đầu từ các thực vật sống. Thực vật được tiêu thụ bởi các động vật ăn cỏ. Năng lượng thức ăn nhanh chóng chuyển từ cây xanh sang động vật ăn cỏ rồi sang động vật ăn thịt.