SINH THÁI HỌC - CHƯƠNG 4

HỆ SINH THÁIHệ sinh thái như những đơn vị chức năng trong sinh giới, các hoạt động của nó nói riêng hay toàn bộ sinh quyển nói chung làm cho thế giới ngày nay ngày càng phát triển và trở nên ổn định vững chắc. Mọi cá thể, mọi quần thể và quần xã sinh vật, những thành viên sống cấu trúc nên hệ cũng được thừa hưỡng những thành quả đó để phát triển và tiến hoá không ngừng. Con người, đương nhiên cũng là một trong những thành viên không hơn, không kém. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
SINH THÁI HỌC - CHƯƠNG 4Chương 4 HỆ SINH THÁI Hệ sinh thái như những đơn vị chức năng trong sinh giới, các hoạtđộng của nó nói riêng hay toàn bộ sinh quyển nói chung làm cho thế giớingày nay ngày càng phát triển và trở nên ổn định vững chắc. Mọi cá thể,mọi quần thể và quần xã sinh vật, những thành viên sống cấu trúc nên hệcũng được thừa hưỡng những thành quả đó để phát triển và tiến hoá khôngngừng. Con người, đương nhiên cũng là một trong những thành viênkhông hơn, không kém. Nếu vì một lý do nào đó, con người sống quaylưng lại với các thành viên khác trong hệ, tất nhiên sẽ phải trả giá, nhiềukhi rất đắt.I. Định nghĩa. Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vậtlý mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và vớimôi trường để tạo nên chu trình vật chất (chu trình sinh-địa-hoá) và sựchuyển hóa của năng lượng. Ví dụ: Ao, hồ, một khu rừng, một con sông, thậm chí một vùngbiển...là những hệ sinh thái điển hình. Hệ sinh thái lại trở thành một bộ phận cấu trúc của một hệ sinh tháiduy nhất toàn cầu hay còn gọi là sinh quyển (Biosphere). Hệ sinh thái được nghiên cứu từ lâu và vì vậy, khái niệm này đã rađời ở cuối thế kỷ thứ XIX dưới các tên goị khác nhau như “Sinh vật quầnlạc” (Dakuchaev, 1846, 1903; Mobius,1877). Sukatsev (1944) mở rộngkhái niệm “Sinh vật quần lạc” thành khái niệm “Sinh vật địa quần lạc haySinh địa quần lạc” (Biogeocenose). Thuật ngữ “Hệ sinh thái” (Ecosystem)được A. Tansley nêu ra vào năm 1935 và trở thành phổ biến, được sửdụng rộng rãi nhất vì nó không chỉ bao hàm các hệ sinh thái tự nhiên màcả các hệ sinh thái nhân tạo, kể cả con tàu vũ trụ. Đương nhiên, tàu vũ trụlà một hệ thống kín, đang hướng đến trạng thái mở khi con người tạo ratrong đó quá trình tự sản xuất và tiêu thụ nhờ tiếp nhận nguồn năng lượngvà vật chất từ bên ngoài. Hiện tại, tàu vũ trụ tồn tại được là do con ngườicung cấp cho nó các điều kiện thiết yếu (vật chất, năng lượng, nước...) đểcon người và các sinh vật mang theo tồn tại được. Do vậy, nó trở thànhmột hệ đặc biệt, không giống với bất kỳ hệ sinh thái nào trên mặt đất.Thuật ngữ hệ sinh thái của A. Tansley còn chỉ ra nhũng 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. 93 Hệ sinh thái luôn là một hệ động lực hở và tự điều chỉnh, bởi vìtrong quá trình tồn tại và phát triển, hệ phải tiếp nhận cả nguồn vật chất vànăng lượng từ môi trường. Điều này làm cho hệ sinh thái hoàn toàn khácbiệt với các hệ thống vật chất khác có trong tự nhiên. Do là một hệ động lực cho nên hoạt động của hệ tuân theo các địnhluật thứ nhất và thứ hai của nhiệt động học. Định luật I cho rằng: nănglượng không tự sinh ra và cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạngnày sang dạng khác, còn định luật thứ II có thể phát biểu dưới nhiều cách,song trong sinh thái học cho rằng: năng lượng chỉ có thể truyền từ dạngđậm đặc sang dạng khuếch tán, ví dụ, nhiệt độ chỉ có thể truyền từ vậtnóng sang vật lạnh, chứ không có quá trình ngược lại. Bản thân hệ sinh thái hoàn chỉnh và toàn vẹn như một cơ thể, chonên tồn tại trong tự nhiên, hệ cũng có một giới hạn sinh thái xác định.Trong giới hạn đó, khi chịu một tác động vừa phải từ bên ngoài, hệ sẽphản ứng lại một cách thích nghi bằng cách sắp xếp lại các mối quan hệtrong nội bộ và toàn thể hệ thống phù hợp với môi trường thông quanhững “mối liên hệ ngược” để duy trì sự ổn định của mình trong điều kiệnmôi trường biến động. Tất cả những biến đổi trong hệ xảy ra như trongmột “hộp đen” mà kết quả tổng hợp của nó là “sự trả lời” (hay “đầu ra”)tương ứng với những tác động (hay “đầu vào”) lên hệ thống. Trong sinhthái học người ta gọi đó là quá trình “nội cân bằng”. Những tác động quá lớn, vượt ra khỏi sức chịu đựng của hệ, hệkhông thể tự điều chỉnh được và cuối cùng bị suy thoái rồi bị hủy diệt. Các hệ sinh thái, do đó, được đặc trưng bởi đặc điểm cấu trúc và sựsắp xếp các chức năng hoạt động của mình một cách xác định. Cấu trúccủa hệ phụ thuộc vào đặc tính phân bố trong không gian giữa các thànhviên sống và không sống, vào đặc tính chung của môi trường vật lý cũngnhư sự 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 nằmngang. Tổ chức các hoạt động chức năng của hệ được thiết lập phù hợpvới các quá trình mà chúng đảm bảo cho vật chất được quay vòng và nănglượng được biến đổi. Do hoạt động của hệ trước hết là của quần xã sinhvật, các nguyên tố hoá học di chuyển không ngừng dưới dạng các chutrình để tạo nên các hợp chất hữu cơ từ các chất khoáng và nước, còn nănglượng từ dạng nguyên khai (quang năng - ánh sáng Mặt Trời) được chuyểnthành dạng năng lượng hóa học (hoá năng) chứa trong cơ thể thực, độngvật thông qua các quá trình quang hợp (ở thực vật) và đồng hóa (ở độngvật) rồi chuyển đổi thành nhiệt thông qua quá trình hô hấp của chúng.Chính vì lẽ đó, bất kỳ một hệ thống nào của động, thực vật và vi sinh vậtvới các điều kiện thiết yếu của môi trường vật lý, dù rất đơn giản, như một 94phần tử phế liệu (Detritus) chẳng hạn, hoàn thành một chu trình sống hoànchỉnh thì đều được xem là một hệ sinh thái thực thụ.II. Cấu trúc của hệ sinh thái Một hệ sinh thái điển hình được cấu trúc bởi các thành phần cơ bảnsau 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 ...