Bài 40. Quần xã sinh vật và một số đặc trưng cơ bản của quần xã

CHÀO MỪNG THẦY GIÁO VÀ CÁC BẠN HỌC SINH
Phần trình bày của
Nhóm 3
CHUYÊN ĐỀ :
QUẦN XÃ SINH VẬT &
HỆ SINH THÁI

Nội dung chuyên đề
Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một không gian và thời gian nhất định.

Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.
I. Khái niệm về quần xã sinh vật
2.1. Đặc trưng về thành phần loài
II. Một số đặc trưng cơ bản của quần xã
Thành phần loài của quần xã thể hiện qua:
+ Số lượng loài và số lượng cá thể của mỗi loài: là mức độ đa dạng của quần xã, biểu thị sự biến động, ổn định hay suy thoái của quần xã.
Loài ưu thế và loài đặc trưng:
+ Loài ưu thế có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc do hoạt động của chúng mạnh.
VD: Thực vật có hạt là loài ưu thế của quần xã trên cạn
+ Loài đặc trưng chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc loài có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác trong quần xã.
(ví dụ: cá cóc Tam đảo là loài đặc trưng ở quần xã rừng nhiệt đới Tam đảo)
(ví dụ: cây tràm là loài đặc trưng ở quần xã rừng tràm U Minh)
2.2. Đặc trưng về phân bố cá thể trong không gian của quần xã
- Phân bố theo chiều ngang.
VD: + Phân bố của sinh vật từ đỉnh núi  Sườn núi  chân núi.
       + Phân bố của sinh vật từ đất ven bờ biển  vùng ngập nước ven bờ  vùng khơi xa.
- Phân bố theo chiều thẳng đứng.
VD: Sự phân tầng của thực vật trong rừng mưa nhiệt đới.
- Quan hệ hỗ trợ đem lại lợi ích hoặc ít nhất  không có hại cho các loài khác, gồm các mối quan hệ: cộng sinh, hội sinh, hợp tác.
- Quan hệ đối kháng là quan hệ giữa một bên là loài có lợi  và bên kia là loại bị hạ, gồm các mối quan hệ: cạnh tranh, ký sinh, ức chế, cảm nhiễm, sinh vật này ăn sinh vật khác.
III. Quan hệ giữa các loài trong quần xã sinh vật
3.1. Các mối quan hệ sinh thái:
Quan hệ hỗ trợ giữa chim choi choi Ai Cập và cá sấu.
Quan hệ đối kháng giữa sư tử và bò ở Châu Phi.
Gồm quan hệ hỗ trợ và đối kháng.
- Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định do quan hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa cá loài trong quần xã
- Ứng dụng khống chế sinh học trong nông nghiệp: sử dụng thiên địch để phòng trừ các sinh vật gây hại hay dịch bệnh thay cho việc sử dụng thuốc trừ sâu. Ví dụ: sử dụng ong kí sinh diệt bọ dừa.

3.2. Hiện tượng khống chế sinh học
Một số thiên địch thử nghiệm trên cây rau
Chuồn chuồn cỏ (Thành trùng và trứng).
Bọ rùa 6 chấm.
Bọ xít hoa gai vai nhọn.
Ong kén trắng ký sinh sâu xanh.
-   Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của môi trường.
IV. Diễn thế sinh thái
Quá trình biến đổi của một đầm nước nông
4.1. Khái niệm
4.2. Phân loại
Diễn thế thứ sinh:
-  Khởi đầu từ môi trường đã có quần xã sinh vật đã từng sống.
-  Do tác động của những thay đổi của tự nhiên hoặc do hoạt động khai thác quá mức của con người đến mức huỷ diệt.
-  Tiếp theo là các quần xã biến đổi tuần tự thay thế lẫn nhau.
-  Trong điều kiện thuận lợi, qua quá trình biến đổi lâu dài hình thành quần xã tương đối ổn định.

Diễn thế nguyên sinh:
Có 2 dạng trên cạn và dưới nước.
-  Khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật.
-  Giai đoạn tiên phong: Các sinh vật đầu tiên phát tán đến hình thành quần xã tiên phong.
-  Giai đoạn hỗn hợp: Tiếp theo là các quần xã sinh vật biến đổi tuần tự và thay thế nhau.
-  Giai đoạn đỉnh cực: Giai đoạn cuối hình thành quần xã tương đối ổn định.
Nguyên nhân bên ngoài:
-        Do tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã. Sự thay đổi môi trường, khí hậu, mưa bão, lũ lụt, núi lửa …gây chết hàng loạt sinh vật.
Nguyên nhân bên trong:
-        Bên cạnh những tác động của ngoại cảnh, sự cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã là nhân tố sinh thái quan trọng làm biến đổi quần xã sinh vật. Trong số các loài sinh vật, nhóm loài ưu thế đóng vai trò quan trọng nhất trong diễn thế.
-        Ngoài ra hoạt động khai thác tài nguyên của con người như: đốt rừng, san lấp hồ ao, xây đập ngăn sông …là nguyên nhân làm biến đổi quần xã sinh vật.
4.3. Nguyên nhân
- Hiểu được qui luật phát triển của quần xã sinh vật. Dự đoán được các quần xã tồn tại trước đó và quần xã được thay thế trong tương lai từ đó xây dựng kế hoạch sử dụng, bảo vệ hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
-    Chủ động có những biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người.
4.4. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu diễn thế sinh
Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã. Trong hệ sinh thái, các sinh vật luôn tác động lẫn nhau và tác động qua lại với các nhân tố vô sinh của môi trường tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh và tương đối ổn định.
V. Hệ sinh thái
5.1. Khái niệm hệ sinh thái:
5.2.1. Thành phần vô sinh:
+ Các yếu tố khí hậu (to, độ ẩm,ánh sáng, gió, lượng mưa,…)
 + Các yếu tố thổ nhưỡng.
 + Nước.
 + Xác sinh vật trong môi trường.
5.2. Các thành phần cấu trú của hệ sinh thái
5.2.2. Thành phần hữu sinh:
 
Nhóm sinh vật sản xuất:
là sinh vật có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời tổng hợp nên chất hữu cơ. (chủ yếu là thực vật, vi sinh vật quang hợp)
Nhóm sinh vật tiêu thụ:
gồm các sinh vật ăn thực vật và sinh vật ăn động vật.
Nhóm sinh vật phân giải:
gồm VK, nấm, một số động vật không xương (giun đất, sâu bọ); chúng phân giải xác sinh vật thành chất vô cơ của môi trường.
-   Thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuỳ theo quan hệ dinh dưỡng trong hệ sinh thái mà xếp chúng thành 3 nhóm:
5.3.2.     Các hệ sinh thái nhân tạo:
-        Đồng ruộng, hồ nước, rừng thông, thành phố …đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống con người.






5.3. Các hệ sinh thái chủ yếu trên trái đất:
5.3.1.      Các hệ sinh thái tự nhiên:
+  Các hệ sinh thái trên cạn: hệ sinh thái rừng nhiệt đới, sa mạc, savan đồng cỏ,thảo nguyên, rừng ôn đới, rừng thông phương Bắc, đồng rêu đới lạnh.
+       Các hệ sinh thái dưới nước:
            x Hệ sinh thái nước mặn: ở ven biển, những vùng ngập mặn, vùng biển khơi
x Hệ sinh thái nước ngọt: Hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ) và hệ sinh thái nước chảy (sông, suối).
Một số hình ảnh về hệ sinh thái
VI. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái
6.1.2. Lưới thức ăn: Mỗi loài trong quần xã thường là mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành lưới thức ăn
6.1 Trao đổi vật chất trong quần xả sinh vật
6.1.1 Chuỗi thức ăn
a.      Định nghĩa:
-        Là một dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau và mỗi loài là một mắc xích của chuỗi. Trong một chuỗi, một mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước vừa là nguồn thức ăn của mắt xích phía sau.
b.      Phân loại: Có 2 loại chuỗi thức ăn:
+       Chuỗi thức ăn mở đầu bằng cây xanh à động vật ăn thực vật à động vật ăn động vật.
Ví dụ: cây ngô à sâu ăn lá ngô à nhái à rắn hổ mang à diều hâu
+       Chuỗi thức ăn mở đầu bằng chất hữu cơ bị phân giải à sinh vật phân giải mùn, bã hữu cơ và động vật ăn sinh vật phân giảià các động vật ăn động vật khác
Ví dụ: lá, cành khô à mối à nhện à thằn lằn
6.1.3. Bậc dinh dưỡng:
-        Trong 1 lưới thức ăn tất cả các loài có cùng mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng. Có nhiều bậc dinh dưỡng:
 + Bậc dinh dưỡng cấp 1: là các sinh vật sản xuất, bao gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ của môi trường.
 + Bậc dinh dưỡng cấp 2: là các sinh vật tiêu thụ bậc 1 bao gồm các động vật ăn sinh vật sản xuất.
+ Bậc dinh dưỡng cấp 3: là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 bao gồm các động vật ăn thịt, chúng ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1.
+ Bậc cuối cùng là bậc dinh dưỡng cao cấp nhất. Là sinh vật ăn sinh vật tiêu thụ bậc 1,2,3 …
6.2. Tháp sinh thái
6.2.1.     Định nghĩa:
-   Là độ lớn của các bậc dinh dưỡng được xác định bằng số lượng cá thể, sinh khối hay năng lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng.
6.2.2.     Phân loại:
Có 3 loại tháp sinh thái:
 + Tháp số lượng: được xây dựng trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.
 + Tháp sinh khối: được xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.
 + Tháp năng lượng: là hoàn thiện nhất, được xây dựng trên số năng lượng được tích luỹ trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích trong 1 đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.


VII. Chu trình sinh địa hóa và sinh quyển
7.2 Một số chu trình sinh địa hóa
7.2.1.     Chu trình carbon:
-         Carbon là nguyên tố cần thiết cho mọi sinh vật sống.
-         Carbon trong sinh quyển tồn tại ở dạng khí CO2 và carbonat trong đá vôi.
-         Một phần C không trao đổi liên tục theo vòng tuần hoàn mà lắng đọng trong môi trường đất, môi trường nước như: than đá, dầu hoả …
-        Hiện nay do các hoạt động của con người, cùng với việc chặt phá rừng đã làm cho nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên. Đó là một trong những nguyên nhân gây Hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên và gây thêm nhiều thiên tai.
 7.1 Trao đổi vật chất qya chu trình sinh địa hóa:
-         Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất vô cơ trong tự nhiên, theo đường từ môi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng; rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường.
-         Chu trình sinh địa hoá duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.
7.2.2.     Chu trình nitơ:
-         N chiếm 79 % thể tích khí quyển và là 1 khí trơ.
-         Thực vật hấp thụ N dưới dạng muối NH4 + (amôn), NO3 - (nitrat), NO2 - (nitrit).
-        Các muối trên được hình thành trong tự nhiên bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học

7.2.3.     Chu trình nước:
-        Nước là thành phần không thể thiếu của cơ thể và chiếm phần lớn khối lượng của cơ thể sinh vật.
-        Giữa cơ thể và môi trường luôn xảy ra quá trình trao đổi nước.
IVIII. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái
8.2 Phân bố năng lượng trên trái đất:
-        Mặt trời cung cấp năng lượng cho sự sống trên trái đất nhưng phân bố không đồng đều. Năng lượng ánh sáng còn phụ thuộc vào thành phần tia sáng (sinh vật chỉ sử dụng được những tia sáng nhìn thấy cho quá trình quang hợp à tổng hợp chất hữu cơ.
8.1 Khái niệm
- Bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi năng lượng hóa hôc qua quá trình quang hợp, sau đó năng lượng truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lươ5ng truyền lại môi trường
8.3 Dòng năng lượng trong hệ sinh thái:
-        Bắt nguồn từ môi trường, được sinh vật sản xuất hấp thụ và biến đổi thành năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp. Sau đó năng lượng được truyền qua các bậc dinh dưỡng và cuối cùng năng lượng truyền trở lại môi trường.
8.4 Hiệu suất sinh thái
-        Là tỉ lệ % chuyển hóa năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái. Phần lớn năng lượng truyền trong hệ sinh thái bị tiêu hao qua quá trình hô hấp, tạo nhiệt …chỉ có khoảng 10 % năng lượng truyền lên bậc dinh dưỡng cao nhất.