Giáo trình Sinh thái học: Phần 2

Giáo trình Sinh thái học: Phần 2 trình bày về hệ sinh thái, sinh quyển và các khu sinh học, dân số - tài nguyên và môi trường. Đây là tài liệu học tập và tham khảo dành cho sinh viên ngành Sinh học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Sinh thái học: Phần 2Chương 4 HỆ SINH THÁI Hệ sinh thái cũng như những đơn vị chức năng trong sinh giới, các hoạt động của nó nóiriêng hay toàn bộ sinh quyển nói chung làm cho thế giới ngày nay ngày càng phát triển và trở nênổn định vững chắc. Mọi cá thể, mọi quần thể và quần xã sinh vật, những thành viên sống cấu trúcnên hệ cũng được thừa hưỡng những thành quả đó để phát triển và tiến hoá không ngừng. Conngười, đương nhiên cũng là một trong những thành viên của hệ sinh thái.I. Định nghĩa. Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồntại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình vật chất (chutrình sinh-địa-hoá) và sự chuyển hóa của năng lượng. Ví dụ: Ao, hồ, một khu rừng, một con sông, thậm chí một vùng biển...là những hệ sinh tháiđiển hình. Hệ sinh thái lại trở thành một bộ phận cấu trúc của một hệ sinh thái duy nhất toàn cầu haycòn gọi là sinh quyển (Biosphere). Thuật ngữ “Hệ sinh thái” (Ecosystem) được A. Tansley nêu ra vào năm 1935 và trở thànhphổ biến, được sử dụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các hệ sinh thái tự nhiên mà cả cáchệ sinh thái nhân tạo, kể cả con tàu vũ trụ. Đương nhiên, tàu vũ trụ là một hệ thống kín, đang hư-ớng đến trạng thái mở khi con người tạo ra trong đó quá trình tự sản xuất và tiêu thụ nhờ tiếp nhậnnguồn năng lượng và vật chất từ bên ngoài. Thuật ngữ hệ sinh thái của A. Tansley còn chỉ ranhũng hệ cực bé (Microecosystem), đến các hệ lớn như một khu rừng, cánh đồng rêu (Tundra),biển, đại dương và hệ cực lớn như sinh quyển. Hệ sinh thái luôn là một hệ động lực hở và tự điều chỉnh, bởi vì trong quá trình tồn tại vàphát triển, hệ phải tiếp nhận cả nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường. Do là một hệ động lực cho nên hoạt động của hệ tuân theo các định luật thứ nhất và thứhai của nhiệt động học. Định luật I cho rằng: năng lượng không tự sinh ra và cũng không tự mất đimà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác, còn định luật thứ II có thể phát biểu dưới nhiều cách,song trong sinh thái học cho rằng: năng lượng khi chuyển từ bậc dinh dưỡng này sang bậc dinhdưỡng khác, hiệu suất sử dụng luôn nhỏ hơn 100%. Bản thân hệ sinh thái hoàn chỉnh và toàn vẹn như một cơ thể, cho nên tồn tại trong tựnhiên, hệ cũng có một giới hạn sinh thái xác định. Trong giới hạn đó, khi chịu một tác động vừaphải từ bên ngoài, hệ sẽ phản ứng lại bằng cách sắp xếp lại các mối quan hệ trong nội bộ và toànthể hệ thống phù hợp với môi trường thông qua những “mối liên hệ ngược” để duy trì sự ổn địnhcủa mình trong điều kiện môi trường biến động. Các hệ sinh thái, được đặc trưng bởi đặc điểm cấu trúc và sự sắp xếp các chức năng hoạtđộng của mình một cách xác định. Cấu trúc của hệ phụ thuộc vào đặc tính phân bố trong khônggian giữa các thành viên sống và không sống, vào đặc tính chung của môi trường vật lý cũng nhưsự biến đổi của các gradient thuộc các điều kiện sống (như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, độ cao…)theo chiều thẳng đứng và theo chiều nằm ngang. Tổ chức các hoạt động chức năng của hệ đượcthiết lập phù hợp với các quá trình mà chúng đảm bảo cho vật chất được quay vòng và năng lượngđược biến đổi. Do hoạt động của hệ trước hết là của quần xã sinh vật, các nguyên tố hoá học dichuyển không ngừng dưới dạng các chu trình để tạo nên các hợp chất hữu cơ từ các chất khoángvà nước, còn năng lượng từ dạng nguyên khai (quang năng - ánh sáng Mặt Trời) được chuyểnthành dạng năng lượng hóa học (hoá năng) chứa trong cơ thể thực vật, động vật thông qua các quátrình quang hợp (ở thực vật) và đồng hóa (ở động vật) rồi chuyển đổi thành nhiệt thông qua quátrình hô hấp của chúng.II. Cấu trúc của hệ sinh thái Một hệ sinh thái điển hình được cấu trúc bởi các thành phần cơ bản sau đây: - Sinh vật sản xuất (Producer - P) - Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C) - Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) - Các chất vô cơ (CO2, O2 , H2O, CaCO3...) . - Các chất hữu cơ (protein, lipid, glucid, vitamin, enzym, hoocmon,…) - Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa...). Thực chất, 3 thành phần đầu chính là quần xã sinh vật, còn 3 thành phần sau là môi trườngvật lý mà quần xã đó tồn tại và phát triển. + Sinh vật sản xuất (Producer - P) là những sinh vật tự dưỡng (autotrophy), gồm các loàithực vật có màu xanh và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp. + Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C) là những sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) bao gồm tấtcả các loài động vật và những vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói mộtcách khác, chúng tồn tại được là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra. Tuỳ theo đặc điểm tiêu thụ của chúng, được chia ra: - Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (C1): bao gồm những loài động vật ă ...