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


Hình 3.4. Lưới thức ăn điển hình trên cạn



tải về 3.98 Mb.
trang9/24
Chuyển đổi dữ liệu01.06.2018
Kích3.98 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24

Hình 3.4. Lưới thức ăn điển hình trên cạn

(Các chữ số La mã chỉ thứ tự các bậc dinh dưỡng)

Trong tự nhiên, các chuỗi thức ăn có thể dài hoặc ngắn khác nhau, độ dài của các chuỗi thức ăn được quyết định bởi hai quy luật (quy luật về kích thước cá thể và quy luật hình tháp sinh thái).


2) Quy luật về kích thước cá thể trong quan hệ dinh dưỡng

Trong một chuỗi thức ăn có sự tăng trưởng liên tục về kích thước của vật tiêu thụ ở mắt xích sau so với kích thước của các sinh vật làm mồi cho nó.

Ví dụ: Phù du thực vật bao giờ cũng có kích thước nhỏ hơn phù du động vật. Hoặc cá ăn phù du thường có kích thước nhỏ hơn cá ăn thịt…

Tuy vậy, cũng có trường hợp ngoại lệ, vì quy luật kích thước cá thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau và ngay trong quan hệ dinh dưỡng cũng không phải chúng luôn tuân theo quy luật trên một cách tuyệt đối. Ví dụ: Chó sói có kích thước cơ thể nhỏ hơn hươu nai, cũng như hổ nhỏ hơn trâu rừng, hoặc vật chủ lại “khổng lồ” hơn rất nhiều so với vật ký sinh… Những trường hợp ngoại lệ này chúng ta có thể kể ra rất nhiều khi xét trên quan điểm về kích thước tuyệt đối, còn nếu như xét theo kích thước tương đối (khối lượng cơ thể/diện tích bề mặt - (M/S) thì quy luật trên vẫn đúng.

3) Quy luật về hình tháp sinh thái

Mỗi quần xã có một cấu trúc dinh dưỡng nhất định mà thường được xem là đặc trưng cho từng kiểu hình sinh thái. Thức ăn có thể đo đạc và biểu thị cấu trúc dinh dưỡng bằng sản lượng toàn phần trên một đơn vị diện tích, hoặc bằng số năng lượng được cố định trên một đơn vị diện tích theo một đơn vị thời gian trong các bậc dinh dưỡng tuần tự. Cấu trúc và chức năng dinh dưỡng có thể biểu thị bằng các đồ thị hình tháp sinh thái với đáy là bậc dinh dưỡng thứ nhất (bậc của sinh vật sản xuất). Các bậc kế tiếp tạo thành các tầng và đỉnh của hình tháp.

Trong tự nhiên có ba kiểu hình tháp sinh thái chính: Hình tháp số lượng, hình tháp sinh khối và hình tháp năng lượng.



E.P. Odum (1971) đã đưa ra một chuỗi thức ăn sơ đẳng nhất mà sản phẩm đầu tiên của nó là đậu chàm trồng trên diện tích 4 ha, trên cánh đồng đó nuôi bê và giả thiết bê chỉ ăn đậu chàm (medicago). Bê là nguồn thức ăn duy nhất của một em bé 12 tuổi. Các kết quả tính toán được trình bày ở ba tháp: Số lượng, sinh khối và năng lượng (hình 3.5).



Hình 3.5. Tháp sinh thái của một hệ sinh thái đơn giản: Đậu medicago, con bê và em bé 12 tuổi

A: Tháp số lượng; B: Tháp sinh khối; C: Tháp năng lượng

A: Nếu như em bé trong cả năm chỉ ăn thịt bê, thì để thoả mãn nhu cầu này cần 4,5 con bê và để nuôi số bê này cần phải trồng 20 triệu cây medicago trên diện tích 4 ha.

B: Tất cả các con số được đổi thành độ lớn của sinh khối (g).

C: Sinh khối được chuyển đổi thành năng lượng, lượng calo giảm dần rõ rệt khi chuyển từ mức thấp lên mức cao.

- Hình tháp số lượng

Tháp số lượng là kết quả tác động đồng thời của ba yếu tố. Một trong số đó là yếu tố vật lý đơn thuần, cụ thể là: Để cân bằng khối lượng của một vật thể lớn đòi hỏi nhiều vật thể nhỏ. Nếu khối lượng của các sinh vật lớn bằng khối lượng các sinh vật nhỏ thì số lượng của các sinh vật nhỏ sẽ lớn hơn nhiều so với số lượng của các sinh vật lớn. Yếu tố thứ hai là tỉ lệ - mỗi một lần di chuyển năng lượng liên tục từ mắt xích này sang mắt xích khác của chuỗi thức ăn, một phần năng lượng có ích bị mất đi do chuyển thành nhiệt. Bởi vậy trong các bậc cao của chuỗi dinh dưỡng, năng lượng có ích thấp hơn (loại trừ trường hợp khi có bổ sung thêm chất hữu cơ). Cuối cùng, yếu tố thứ ba tạo lên hình tháp số lượng - đó là sự phụ thuộc nghịch đảo của cường độ trao đổi chất vào kích thước của các cá thể.

Qua tháp số lượng người ta thấy: Mỗi mức độ dinh dưỡng được biu thị bằng số lượng sinh vật, thông thường trong một chuỗi thức ăn, số lượng cá thể của 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 có thể tồn tại được. Các nhà sinh thái học đã coi đây là một quy luật và gọi là quy luật về hình tháp số lượng.

Ví dụ này minh họa rõ hiệu suất của các mức dinh dưỡng khác nhau. Số năng lượng mặt trời mà đậu medicago sử dụng là 0,24%; Số năng lượng được đậu chàm đồng hóa để tích luỹ vật chất cho cơ thể của bê trong một năm là 8,0%; Số năng lượng được bê đồng hóa dùng cho việc phát triển và sinh trưởng của em bé trong thời gian một năm (từ 12 đến 13 tuổi) là 0,7% (hệ số sử dụng rất thấp, ngoại trừ các nguyên nhân khác, còn một phần lớn là do không ăn được).

Trong thực tế, có trường hợp sinh vật sản xuất (đáy của hình tháp) có số lượng rất ít song nó đảm bảo cho số lượng động vật tiêu thụ rất lớn. Ví dụ: Một hoặc hai cây gỗ có thể đáp ứng đủ thức ăn cho một số lượng động vật tiêu thụ rất lớn, đây là trường hợp nghịch đảo vì đáy hình tháp lại nhỏ hơn tầng kề trên và cũng là nhược điểm của hình tháp số lượng. Loại hình tháp này không thể hiện được đầy đủ mức độ liên quan chức năng giữa các sinh vật vì không thể hiện được độ lớn và quy mô tác dụng của nó.



- Hình tháp sinh khối:

Mỗi mức độ dinh dưỡng được biểu thị bằng khối lượng của sinh vật không tính số lượng nhiều hay ít. Nhìn chung, trong một chuỗi thức ăn khối lượng của sinh vật ở các bậc dinh dưỡng trước bao giờ cũng lớn hơn khối lượng sinh vật ở mức độ dinh dưỡng sau.

Đối với các hệ sinh thái mà các sinh vật sản xuất có kích thước lớn, sống tương đối lâu là đặc trưng của hình tháp tương đối bền vững với đáy hình tháp rộng. Hoặc trong các quần xã mới xuất hiện nhưng có số lượng sinh vật tiêu thụ nhỏ hơn số lượng sinh vật sản xuất, nghĩa là đỉnh của hình tháp sẽ hẹp. Tuy vậy, trong các quần xã mà sinh vật sản xuất có kích thước nhỏ, chu kỳ sống ngắn thì hình tháp sinh khối có thể là dạng ngược (đáy nhỏ hơn tầng kề trên).

- Hình tháp năng lượng:

Mỗi mức độ dinh dưỡng được biểu thị bằng số năng lượng trong dòng năng lượng chuyển hóa, hoặc là năng suất trong các bậc dinh dưỡng khác nhau.

Nhìn chung so với hai loại hình tháp trên thì hình tháp năng lượng cho ta khái niệm đầy đủ nhất về tổ chức và chức năng của quần xã, bởi vì số lượng và khối lượng các sinh vật trong điều kiện này hoặc khác có thể tồn tại ở một bậc nào đấy phụ thuộc vào số năng lượng cố định được trong một đợn vị thời gian của bậc trước đó mà chúng bị phụ thuộc và tốc độ sản sinh thức ăn. Hình tháp số lượng và hình tháp sinh khối có trường hợp nghịch đảo hoặc nghịch đảo một phần, nghĩa là đáy có thể là nhỏ hơn một vài tầng ở trên, còn hình tháp năng lượng luôn luôn thu nhỏ dần về phía đỉnh. Hình tháp số lượng và sinh khối thể hiện trạng thái tĩnh của hệ sinh thái, nghĩa là số lượng đặc trưng của các sinh vật trong từng thời điểm. Còn hình tháp năng lượng thể hiện tốc độ di chuyển của các khối thức ăn trong chuỗi thức ăn. Những sự thay đổi về kích thước, cường độ trao đổi chất của các cá thể không ảnh hưởng đến hình dạng của loại hình tháp này. Nếu tính tất cả các nguồn năng lượng thì hình tháp năng lượng luôn luôn có “hình mẫu xác định” tuân theo định luật thứ hai của nhiệt động học: “Năng lượng chuyển từ dạng này sang dạng khác không bao giờ hoàn nguyên, không bảo tồn 100% mà luôn mất đi”. Trong các tháp sinh thái thì năng lượng mất đi ở giữa các bậc dinh dưỡng và ngay trong một bậc dinh dưỡng.

Nhìn chung mỗi bậc dinh dưỡng chỉ hấp thụ được 10%-20% năng lượng của bậc dinh dưỡng trước nó. Số năng lượng còn lại bị tiêu hao do sự vận động, ăn uống, di chuyển…Ví dụ: Cỏ cây tích lũy được 100% năng lượng thì sâu ăn cỏ chỉ sử dụng được 10-20% năng lượng, còn lại 80-90% bị tiêu hao và tồn lại trong đất.

Qua tháp năng lượng chúng ta thấy, để chống đói, tiết kiệm năng lượng hao phí qua các bậc dinh dưỡng con người nên tăng cường ăn thức ăn thực vật, giảm đòi hỏi thức ăn có nguồn gốc động vật thì sinh quyển có đủ khả năng cung cấp Calo cho con người (nhất là những nước đông dân như: Ấn Độ, Trung Quốc). Theo C.ViLi (1971) đã nói: “Con người có thể làm tăng số năng lượng dự trữ trong thức ăn của mình bằng cách rút ngắn chuỗi thức ăn, có nghĩa là ăn nhiều thức ăn thực vật hơn thức ăn động vật” (xét trên quan điểm tháp năng lượng trong dây chuyền dinh dưỡng).


3.2.2.3. Hoạt động chu kỳ của quần xã (tự học)


Quần xã luôn hoạt động biến đổi theo ngày đêm và theo mùa. Chu kỳ ngày đêm thường thấy rõ ở các quần xã nhiệt đới, chu kỳ này được quy định chủ yếu bởi chế độ chiếu sáng và nhiệt độ. Tính chất thay đổi theo ngày đêm thể hiện rất rõ số lượng cá thể trong quần xã, đặc biệt là hoạt động của côn trùng thuộc họ bướm đêm như Prodenialitura.

Chu kỳ mùa được thể hiện rõ nhất ở vùng ôn đới, biểu hiện ở tình trạng ngủ đông, ngủ hè, một số loài di cư theo mùa (ở Việt Nam điển hình là sếu đầu đỏ)… Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự thay đổi của nhân tố môi trường, trước hết là nhân tố khí hậu, độ dài ngày và quang chu kỳ. Tuy nhiên, có nhiều loài phản ứng quang chu kỳ không phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng mà phụ thuộc vào nhịp điệu chiếu sáng (ví dụ loài côn trùng đục thân sống trong thân cây, có khi cường độ ánh sáng chỉ đạt từ 1-3 lux song chúng vẫn có phản ứng quang chu kỳ…) sau đó mới đến các nhân tố hữu sinh khác như thức ăn. Hiện tượng ngừng phát triển (diapause) ở nhiều loại côn trùng (không nên nhầm với hiện tượng tiềm sinh anabiose) và hiện tượng rụng lá giảm sinh trưởng vào mùa đông của nhiều loài thực vật là những ví dụ điển hình về hoạt động theo chu kỳ mùa. Tính chất chu kỳ của quần xã, trước hết do sự thay đổi của các quần thể trong quần xã, vì vậy, khi nghiên cứu tính chất chu kỳ của quần xã thì đầu tiên phải tìm hiểu chu kỳ của các quần thể tạo nên quần xã đó.


3.2.2.4. Dạng quần xã sinh thái đệm (tự học)


- Quần xã sinh thái đệm: Là nơi chuyển tiếp giữa hai hay nhiều quần xã kề cận nhau. Ví dụ như khu vực giữa rừng với đồng cỏ, giữa đồi núi với đồng ruộng hay giữa các ruộng nước và ruộng cạn…

Quần xã sinh thái đệm có thể có chiều dài lớn, nhưng chiều rộng luôn luôn hẹp hơn các quần xã kề cận, đồng thời có những loài đặc trưng cho quần xã sinh thái đệm, bởi vậy thành phần loài của quần xã sinh thái đệm đa dạng và phong phú hơn các quần xã kế cận.

- Hiệu ứng biên (edge effect): Hiện tượng tăng cao tính đa dạng cũng như tăng số lượng và mật độ… của các loài sinh vật trong quần xã sinh thái đệm được gọi là hiệu ứng biên.

- Loài giáp ranh: Những loài sinh vật có phần lớn thời gian hoạt động hoặc sống chủ yếu ở vùng sinh thái đệm được gọi là loài giáp ranh.

Quần xã sinh thái đệm có ý nghĩa lớn đối với đời sống con người bởi vì quần xã sinh thái đệm luôn đi với con người đến những nơi con người cư trú. Nếu con người vào rừng sống thì trước hết họ phải chặt gỗ làm nhà và khai hoang xung quanh nhà ở, vì vậy, xung quanh nhà ở và xung quanh vùng khai hoang trên thực tế đã trở thành vùng sinh thái đệm. Nếu con người lên đồi trọc để ở thì họ sẽ trồng cây xanh quanh nhà, như vậy họ đã tạo ra một bìa rừng mới, tại đó xuất hiện những loài sinh vật mới. Biện pháp sơn bờ (vạ bờ), vệ sinh đồng ruộng chính là biện pháp nhằm làm giảm các loài có hại cư trú ở quần xã sinh thái đệm.




1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24


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

    Quê hương