MỤc lục chương một: CÁc khái niệm chung về sinh thái họC



tải về 3.98 Mb.
trang4/24
Chuyển đổi dữ liệu01.06.2018
Kích3.98 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

2.1.2. Nhiệt độ


Nhiệt được hình thành chủ yếu từ bức xạ mặt trời, do vậy, trên bề mặt trái đất có 2 nguồn nhiệt cơ bản: bức xạ nhiệt từ sự chiếu sáng trực tiếp và bức xạ nhiệt sóng dài phản xạ lại từ các vật thể xung quanh (mây, nước, sông, núi, thành quách...). Nhiệt độ còn là nguyên nhân gây ra những biến động lớn của các yếu tố khí hậu khác như thay đổi khí áp, gây ra gió, giông, làm bốc hơi nước tạo nên độ ẩm, gây ra mưa...từ đó xảy ra quá trình phong hóa của bề mặt vỏ trái đất...

Do liên quan với chế độ chiếu sáng, sự biến thiên của nhiệt độ trên hành tinh cũng xảy ra theo quy luật tương tự như cường độ bức xạ mặt trời trải trên bề mặt trái đất. Nhiệt độ giảm theo hướng từ xích đạo đến các cực, song sự dao động nhiệt độ xảy ra mạnh nhất ở vĩ độ trung bình. Theo chiều thẳng đứng, trong tầng đối lưu của khí quyển, nhiệt độ giảm theo độ cao với tốc độ 10C/100m ở những vùng khí hậu khô, hay 0,60C/100m ở những nơi không khí ẩm, liên quan với mức "đoản khí" khi áp suất khí quyển giảm theo chiều cao với tốc độ 25mmHg/300m. Đến tầng bình lưu nhiệt độ tăng dần, đạt đến giá trị khoảng âm 200C. Vượt khỏi tầng này, trong tầng trung lưu, nhiệt độ lại tiếp tục giảm thấp (hình 2.2).



Hình 2.2: Sự phân bố nhiệt độ trong khí quyển

Trong khối nước ở các hồ sâu hay biển và đại dương, càng xuống sâu nhiệt độ càng giảm và ngày một ổn định, còn nhiệt độ của lớp mỏng bề mặt dao động thuận chiều với nhiệt độ của không khí.

Nước có nhiệt dung lớn, gần như lớn nhất so với các vật thể khác và khả năng truyền nhiệt kém nên sinh vật sống trong nước thường hẹp nhiệt hơn so với những sinh vật sống trên cạn.

Trong vỏ trái đất thì ngược lại, càng xuống sâu, nhiệt độ càng tăng.

Sống trong hoàn cảnh quá lạnh hoặc quá nóng, sinh vật đều có cơ chế riêng để tồn tại như độ hạ bằng điểm của dịch tế bào, vỏ bọc cơ thể có khả năng phản xạ nhiệt cao, cách nhiệt tốt (da dày, thân phủ lông, có khoang chứa khí, có lớp mỡ dày dưới da...), có cơ chế riêng để điều hoà thân nhiệt và những tập tính sinh thái đặc biệt khác (di cư, ngủ đông, hoạt động vào những khoảng thời gian nhiệt độ giảm hay những nơi có nhiệt độ thích hợp).

Liên quan đến nhiệt, người ta chia sinh vật thành 2 nhóm: sinh vật biến nhiệt (poikilotherm) hay sinh vật ngoại nhiệt (ectotherm) và nhóm sinh vật đẳng nhiệt (hômtherm) hay sinh vật nội nhiệt (endotherm).

Nhóm thứ nhất, nhiệt độ cơ thể biến thiên theo nhiệt độ môi trường, khả năng hình thành hay tích nhiệt và sản nhiệt của cơ thể thấp, sự trao đổi nhiệt dựa vào các hoạt động tập tính. Thuộc nhóm này nói chung, gồm những động vật không xương sống, có xương sống bậc thấp, chưa hình thành tim bốn ngăn, thực vật, nấm và các Protista.

Nhóm thứ 2 mà đại diện là chim và thú. Chúng có khả năng tích nhiệt và sản nhiệt cao. Nhiệt độ cơ thể độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường. Sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể dựa vào nguồn nhiệt của chính bản thân và có cơ chế điều hòa riêng, cũng như việc kết hợp với những hoạt động tập tính sinh thái khác.

Những sinh vật đẳng nhiệt sống ở xứ lạnh thường giảm bớt những phần thò ra như tai đuôi...(quy tắc Allen), nhưng kích thước cơ thể lại lớn hơn so với những loài tương tự sống ở xứ nóng (quy tắc Bergman). Ngược lại, những sinh vật biến nhiệt sống càng xa xích đạo, kích thước cơ thể lại nhỏ hơn so với những loài gần nhau về mặt nguồn gốc sống ở các vĩ độ thấp. Do vậy, trong các vùng nhiệt đới và xích đạo ta thường gặp những loài lưỡng cư và bò sát cỡ lớn như ếch rừng ấn Độ, trăn gấm, rắn (hổ châu, hổ chúa), ba ba, rùa hồ Gươm, vích, đồi mồi, cá sấu, kì đà, komôndo..

Nhiệt độ Trái Đất không chỉ biến động theo không gian và theo thời gian hiện tại mà còn biến động rất lớn qua các giai đoạn địa chất trong lịch sử tiến hoá của hành tinh. Ngay ở thế kỉ Canh tân (Pleistocene) thuộc kỉ thứ IV, Bắc bán cầu đã xảy ra 4 lần phủ băng và tan băng và giờ đây, nhân loại đang sống ở kỉ nóng nhất trong vòng 600 năm qua, trong đó 2 thập kỉ vừa qua là những thập kỉ nóng hơn tất cả. Ngày nay, do các hoạt động của con người, đặc biệt nền công nghiệp hóa đã thải vào khí quyển các khí nhà kính làm cho trái đất ngày một nóng lên. Đó là một hiểm họa thực sự đang đe dọa đời sống của sinh giới, trong đó không loại trừ con người.

2.1.3. Nước và độ ẩm


Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của sinh giới. Nước là môi trường sống của các loài thuỷ sinh vật, đồng thời là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong cơ thể sinh vật.

Nước phân bố không đều trên hành tinh. Đại dương chứa đến 1.370.000 nghìn km3 nước mặn; trong các ao, hồ, sông, suối chỉ có khoảng 125.000km3 nước ngọt, còn trong khí quyển chứa khoảng 12.400 km3 dưới dạng hơi nước, tạo nên độ ẩm của không khí.

Lượng mưa phân bố không đều theo vĩ độ địa lí. Vùng nhiệt đới xích đạo là nơi có lượng mưa lớn nhất hành tinh, thường trên 2000mm/năm, có nơi lên đến 10.000mm (ở Camơrun). Ngược lại, trong các hoang mạc lượng mưa thấp nhất, trung bình dưới 250mm/năm, thậm trí có nơi cả năm không có hạt mưa nào như hoang mạc Chilê, trung Sahara.

2.1.3.1. Nước và đời sống của thuỷ sinh vật


Nước là môi trường sống, nơi diễn ra mọi quá trình sống của thuỷ sinh vật như bắt mồi, sinh sản, sinh trưởng, phát triển và tiến hoá.

Những sinh vật sống trôi nổi trong tầng nước (Phyto-và ZooplanKton) thường có trọng lượng riêng xấp xỉ bằng trọng lượng riêng của nước. Chúng có nhiều cơ chế để chống chìm; tăng diện tích bề mặt tương đối (giảm kích thước với dạng hình cầu), tăng lực ma sát với nước (phát triển gai, lông tơ, sống tập đoàn...), giảm trọng lượng thân (xương, vỏ, hình thành không bào chứa khí, chứa dầu...).

Những động vật bơi lội giỏi có thân hình thuỷ lôi, hình dải, hình rắn, phát triển các vây bơi hoặc tạo nên kiểu vận động phản lực trong nước (sứa, mực, bạch tuộc), kiểu "bay" trong không khí (cá chuồn).

Những loài thực vật sống cố định ở đáy thường tiêu giảm các mô nâng đỡ (thực vật lớn), nếu sống nửa nước nửa khí thì thân thường phát triển theo kiểu dị hình, thích nghi với điều kiện sống ở cả 2 môi trường (rau mác). Những loài động vật sống cố định trong đáy, thân trở nên xốp, mảnh mai, phát cành, nhánh hoặc thành cụm (huệ biển, san hô, bọt biển...), những động vật sống ở màng nước có phao bơi (bèo lục bình, sứa), đệm chân không thấm nước (con gọng vó, con đo nước) hoặc có "chân" treo vào màng nước (các loài ốc, cung quăng).

Trừ các loài rùa, rắn và thú sống thứ sinh thở bằng phổi, phần lớn các sinh vật trong nước đều thở bằng khí quản (ấu trùng côn trùng, côn trùng sống trong nước) hoặc bằng mang (cá, cua, tôm, mực...), một số khác, nhất là những loài có kích thước rất nhỏ, lại hô hấp qua bề mặt cơ thể.

Cách dinh dưỡng của thuỷ sinh vật cũng rất đa dạng, có thể bằng cách thẩm thấu hoặc chọn lọc thức ăn hoặc bắt mồi. Đa số các loài sống trong nước thường thụ tinh ngoài. Những động vật sống đáy thường để trứng nổi, ấu trùng nở ra phần lớn trải qua các giai đoạn biến thái phức tạp (giun đốt, thân mềm, giáp xác, cầu gai, nhiều loại cá đáy...).

2.1.3.2. Độ ẩm và đời sống của sinh vật trên cạn


Đối với sinh vật sống trên cạn, độ ẩm của không khí và lượng mưa quyết định đến sự phân bố, mức độ phong phú của các loài sinh vật, đặc biệt là thảm thực vật.

Độ ẩm được chỉ ra dưới các chỉ số: độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối độ hụt bão hòa hơi nước.

Độ ẩm tuyệt đối là số gam nước bão hòa trong một kilogam không khí, còn độ ẩm tương đối là tỉ số phần trăm giữa lượng nước thực tế được chứa trong không khí so với lượng nước có thể bão hòa trong không khí ấy ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Độ lụt bão hoà là hiệu số giữa áp suất hơi nước trong điều kiện bão hòa và áp suất hơi nước trong thực tế. Độ hụt bão hòa có ý nghĩa sinh thái rất quan trọng bởi vì sự bốc hơi nước thường tỉ lệ thuận với độ hụt bão hòa chứ không phụ thuộc vào độ ẩm tương đối.

Liên quan với độ ẩm người ta chia sinh vật thành 3 nhóm chính: nhóm ưa ẩm (hydrophil), nhóm ưa ẩm vừa (mesophil) và nhóm chịu khô hạn (xenophil). Nhóm ưa ẩm thường sống ở những nơi có độ ẩm cao, gần với mức bão hòa. Nhóm chịu khô hạn thường gặp ở những nơi có độ ẩm thường xuyên rất thấp, còn nhóm thứ 2 là dạng trung gian giữa chúng.

Do xuất hiện độ hụt bão hòa, nước thường xuyên được thoát ra từ bề mặt cơ thể, gọi là sự thoát hơi nước. Thoát hơi nước là chiến lược tồn tại của thực vật. Nhờ sự thoát hơi nước, dòng nước và muối khoáng mới di chuyển được từ đất lên lá cây, giúp cho cây có nguyên vật liệu để thực hiện quá trình tổng hợp các chất hữu cơ, tạo ra năng suất sơ cấp. Điều khẳng định rằng, lượng chất hữu cơ được thực vật tổng hợp tỉ lệ với lượng hơi nước thoát ra từ nó. "Hiệu quả thoát hơi nước" là một chỉ số về năng suất. Đó là lượng chất khô được tích luỹ trong cơ thể thực vật khi 1000g nước thoát ra từ thực vật. Đối với những cây nông nghiệp và thực vật hoang dại giá trị này đạt đến 2g hoặc nhỏ hơn, còn những cây chịu hạn thường cao hơn 2g.

Dưới tán rừng nhiệt đới, nhiệt độ và độ ẩm khá cao, do vậy, xuất hiện nhiều cây ưa ẩm, chịu bóng và ưa nóng, đặc biệt là nấm mốc và những loài thực vật sống bì sinh hoặc khí sinh.

Khô hạn là điều kiện rất khắc nghiệt đối với đời sống sinh vật, nhất là thực vật. Vì vậy, sống trong hoàn cảnh đó, thực vật có những đặc tính thích nghi rất đặc biệt:

- Trước hết, cây có khả năng trữ nước trong cơ thể (ở rễ, củ, thân và lá)

- Bảo vệ khỏi bị mất nước (lá, thân phủ lớp sáp; vỏ có tầng mô giậu, khi khô quá lỗ khí thường khép lại; thu hẹp diện tích lá như sự xẻ thuỳ, lá hình kim, lá biến thành gai; rụng lá vào mùa khô...)

- Tăng khả năng tìm nước (rễ cọc phát triển, len lỏi để tìm nơi có nước, nhiều khi chiều dài rễ dài gấp hàng chục lần chiều cao thân; ở những cây có rễ chùm, rễ ăn lan trên sát mặt đất với diện tích lớn hơn nhiều so với diện tích tán cây để hấp thụ "hơi sương" vào ban đêm, nhiều cây còn có rễ phụ cắm xuống đất hoặc treo lơ lửng trong không khí để hút ẩm).

Đối với động vật, độ ẩm gây ảnh hưởng rất mạnh đến tuổi thọ, quá trình sinh trưởng, sinh sản, mức tử vong của chúng, nhất là đối với những loài động vật biến nhiệt. Đối với chúng, tập tính sinh thái là những phản ứng rất nổi bật.

Ở đa số côn trùng khi độ ẩm giảm mức thấp, tức là độ hụt bão hòa cao, tuổi thọ bị rút ngắn do mất nước. Ngược lại, khi độ ẩm quá cao trong điều kiện nhiệt độ thấp thì tỉ lệ tử vong của chúng càng cao. Những loài động vật trên cạn hay một khoảng thời gian nào đó sống ở cạn hô hấp bằng da hay một phần qua da (ếch, nhái, cá thoi loi, cá lác) hay bằng các cơ quan hô hấp phụ (cơ quan trên mang của cá rô, cá chuối, cá trê) đòi hỏi da và các bộ phận tham gia hô hấp phải luôn luôn ẩm. Do vậy, chúng thường xuất hiện ở nơi râm mát, vào sáng sớm hay chiều tối khi điều kiện độ ẩm không khí cao. Những loài hoàn toàn thoát khỏi đời sống ở nước thường có vỏ bọc tốt hoặc có cơ chế riêng để chống mất nước và duy trì lượng nước cần thiết cho cơ thể.



Những loài động vật sống ở những nơi quá khô hạn trên các hoang mạc cũng có những thích nghi đặc biệt về hình thái, sinh lí, sinh hóa và các tập tính sinh thái khác. Chẳng hạn, ở chúng, cơ thể được bọc bởi vỏ sừng (bò sát), giảm bớt lượng tuyến mồ hôi, nhu cầu nước thấp, tiểu đại tiện ít, phân khô (các loài thú), có khả năng tạo nước nội bào nhờ các phản ứng phân huỷ mỡ hoặc tách nước từ dạng nước liên kết (lạc đà). Điều quan trọng là chúng chuyển hoạt động vào ban đêm, trốn tránh trong bóng rợp và hang hốc khi mức độ khô nóng vượt quá giới hạn sinh thái của chúng.

2.1.3.3. Sự tác động tổ hợp của nhiệt - ẩm


Nhiệt và ẩm là 2 yếu tố chủ yếu của khí hậu, chi phối rất mạnh đến sự phân bố và đời sống của các loài và những tổ chức cao hơn như quần thể, quần xã sinh vật và hệ sinh thái.

Sự tác động tổ hợp của nhiệt- ẩm lên sinh vật được mô tả ở hình 12 cạnh như một ổ sinh thái "mặt phẳng" với 2 yếu tố. Dựa vào nhiệt độ và độ ẩm trung bình của các tháng, ta có thể dựng lên hình 12 cạnh mà mỗi góc giữa 2 cạnh liền kề là giá trị trung bình của 2 yếu tố nhiệt - ẩm. Hình này gọi là khí hậu đồ, mô tả vùng sống của một loài xác định. Trong biểu đồ ta cũng có thể chỉ ra vùng cực thuận cũng như đường cong của các mức tử vong khác nhau (hình 2.3).

Hình 2.3. Khí hậu đồ của một loài giả định. Hình cũng chỉ ra các mức tử vong khác nhau của loài ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau.

Khí hậu đồ có ý nghĩa thực tiễn cao. Dựa vào việc thiết lập các khí hậu đồ cho các vùng địa lí khác nhau hay theo các thời điểm khác nhau cũng như vùng sống của một loài nào cần di nhập, người ta có thể thực hiện việc chuyển loài đó vào vùng có chế độ nhiệt ẩm phù hợp hoặc có thể giải thích hay dự báo khả năng phát triển số lượng của loài trong các thời điểm khác nhau.





1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương