CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI

4/22/2014
1
CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI
ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP.HCM
ThS. Trần Khánh Linh
Email: [email protected]
4/22/2014
1
DÀN BÀI
Các khái niệm cơ bản
Các nguyên lý sinh thái cơ bản
Nguyên lý nhiệt động lực học 1
Nguyên lý nhiệt động lực học 2
Nguyên lý giới hạn sinh thái
4/22/2014
2
Sinh thái
Cấp độ tổ chức
Các khái niệm cơ bản
4/22/2014
3



Cấp độ tổ chức
Cá thể / SV
Quần thể
Quần xã
Hệ sinh thái
Sinh quyển
4/22/2014
4
Cấp độ tổ chức
4/22/2014
5
Nhân tố sinh thái
NTST là các yếu tố của môi trường tác động vào sinh vật chi phối đời sống của sinh vật.
Phân loại:
+ Nhân tố vô sinh: t0, ánh sáng, độ ẩm…
+ Nhân tố hữu sinh: TV, ĐV và con người .
4/22/2014
6
Các nhân tố vô sinh
Các thành phần không sống
Khí quyển
Nitrogen 78%, oxygen 21%, & other gases, including carbon dioxide (at 0.03%)
Thuỷ quyển
Surface water (rivers, lakes, oceans, etc.), Water vapor, Ice, Subterranean water stores (aquifers)
Thạch quyển
Rock, Soil, Sediment, Dust, etc.
Năng lượng
Solar, Chemical, Mechanical
Kết hợp: ánh sáng, nhiệt độ, gió, khí hậu ……….
4/22/2014
7
Khái niệm quần thể
Là một nhóm cá thể của cùng 1 loài, phân bố trong vùng phân bố của loài vào 1 thời gian nhất định, có khả năng sản sinh ra thế hệ mới.

4/22/2014
8
QX là một tập hợp các QT khác loài, sống chung trong một sinh cảnh, có mqh chặt chẽ với nhau và với mt để tồn tại và p.triển theo thời gian.
Khái niệm quần xã
4/22/2014
9
Năng lượng di chuyển qua HST theo một hướng duy nhất — năng lượng không được tuần hoàn.

Chất dinh dưỡng tuần hoàn liên tục từ môi trường đến sinh vật và ngược lại.
4/22/2014
10
Chu trình dinh dưỡng

Sự chuyển động tuần hoàn các chất dinh dưỡng như nitrogen or phosphorus giữa các sinh vật và môi trường.

Cuộc sống sẽ chấm dứt nếu các chất dinh dưỡng không tuần hoàn.

Tương tự như vậy, cuộc sống sẽ chấm dứt nếu năng lượng ngừng chảy.
4/22/2014
11
Nguyên lý nhiệt động lực học thứ 1
Năng lượng không thể được tạo ra hay bị phá huỷ, nó chỉ có thể được chuyển đổi hình thức.


2. Các nguyên lý sinh thái cơ bản
Nguyên lý nhiệt động lực học thứ 2
Khi chuyển đổi năng lượng, luôn luôn mất đi vài năng lượng dưới dạng nhiệt.
4/22/2014
12
Nguyên lý giới hạn sinh thái
Mỗi loài sinh vật chỉ tồn tại được trong 1 khoảng giới hạn sinh thái

Vd: nhiệt độ, độ ẩm, …


2. Các nguyên lý sinh thái cơ bản
4/22/2014
13
Điểm giới hạn dưới Điểm cực thuận Điểm giới hạn trên
50C 300C 420C
Giới hạn sinh thái về nhiệt độ của cá rô phi VN
Giới hạn sinh thái
4/22/2014
14
Các quy trình hệ sinh thái chính
Dòng năng lượng = năng lượng di chuyển thông qua hệ thống
2) Chu trình tuần hoàn dinh dưỡng = các nhân tố hoá học tuần hoàn trong hệ thống.
4/22/2014
15
Dòng năng lượng
Năng lượng mặt trời – nguồn năng lượng đầu tiên
Bức xạ mặt trời:
66% được hấp thu
34% phản chiếu lại
4/22/2014
16
Năng lượng mặt trời
Phần năng lượng bức xạ mặt trời được hấp thụ:
~22% chu trình nước
gần như tất cả chuyển đổi thành nhiệt và phóng xạ
Phát xạ: khả năng giải phóng năng lượng của Trái đất (ví dụ, toả nhiệt vào không gian; liên kết với sự nóng lên toàn cầu)
4/22/2014
17
Năng lượng mặt trời
Một lượng nhỏ năng lượng mặt trời được chuyển thành quang năng (< 0.1%)
quang hợp: sử dụng năng lượng mặt trời để chuyển CO2 & H2O thành đường; sản phẩm phụ = O2
sản xuất cơ bản : tất cả vật chất hữu cơ từ qt quang hợp; là nguyên liệu thô cho các sinh vật khác (gross production vs. net production)
4/22/2014
18
Dòng năng lượng trong Quần xã
Chuỗi thức ăn: chuỗi nhiều sinh vật liên kết bởi dòng năng lượng & dinh dưỡng.
Bậc dinh dưỡng: bậc dinh dưỡng / hoặc vị trí sinh vật trong chuỗi thức ăn.
Lưới thức ăn: tất cả các chuỗi thức ăn liên kết với nhau; tất cả các tương tác dinh dưỡng trong quần xã.
4/22/2014
19
Quan hệ dinh dưỡng
Chuỗi thức ăn: thể hiện mqh dinh dưỡng giữa các loài trong 1 QXSV trong đó loài này ăn loài khác nhưng lại bị loài khác ăn.



1. Cỏ  Côn trùng  Chuột đồng  Rắn hổ mang  Đại bàng
2. PSTV  PSĐV  cá nhỏ  lá lớn
4/22/2014
20
Quan hệ dinh dưỡng
Lưới thức ăn: tập hợp của các chuỗi thức ăn cho nhiều loài sử dụng nhiều dạng thức ăn hoặc cung cấp thức ăn cho nhiều loài trở thành điểm nối các chuỗi thức ăn với nhau. Loài này vừa ăn các loài sv khác nhưng cũng là thức ăn cho loài sinh vật khác.
4/22/2014
21
Các bậc dinh dưỡng
Sinh vật sản xuất:(autotrophs) khởi đầu của chuỗi; sản xuất tất cả chất hữu cơ cần thiết cho ~sv khác.
SVTT bậc 1: tiêu thụ trực tiếp sv sản xuất = đv ăn cỏ
Sinh vật tiêu thụ (Heterotrophs)
SVTT bậc 2: tiêu thụ động vật ăn cỏ
SVTT bậc 3 & 4: tiêu thụ SVTT bậc 2 & bậc 3 tương ứng.
Sinh vật phân huỷ : phân huỷ và chuyển hoá vật chất chết cho sinh vật sản xuất sử dụng.
4/22/2014
22
4/22/2014
23
Dòng năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng
Có phải 100% năng lượng chuyển hoá từ bậc dinh dưỡng này đến bậc dinh dưỡng khác ?
Không. Nhớ nguyên lý nhiệt động lực học thứ hai.
Khoảng 5-20% được chuyển hoá (thường là ~10%)
Đồ thị minh hoạ cho sự chuyển hoá năng lượng của lưới thức ăn = tháp năng lượng
Tại sao hiệu quả chuyển hoá thấp ?
Lí do : Hô hấp tế bào
4/22/2014
24
4/22/2014
25
Chu trình dinh dưỡng - Nutrient Cycles
Nguyên lý bản toàn vật chất ?
Vòng tuần hoàn hoá học = tái chế
Đầu vào và mối quan hệ với dòng chảy NL ?
Nước, Carbon (C), Nitrogen (N), Phosphorus (P), Sulfur (S)
4/22/2014
26
4/22/2014
27
4/22/2014
28
Chu trình Carbon
Carbon = đơn vị xây dựng của sự sống
Có ở = khí quyển, đại dương, sinh vật
Tỉ lệ trao đổi vào / ra cao
Có liên quan đến hiện tượng ấm lên toàn cầu ?
4/22/2014
29
Chu trình Nitơ = Cố định Nitơ
Loại
1) cố định trong khí quyển qua ánh sáng hoặc ASMT; NO3 như mưa
2) cố định sinh học* qua đất & vi khuẩn lam; NH3; các loại đậu & nốt sần
Chất lượng nước & Nitrates
Điều kiện đất & Phân bón
4/22/2014
30
Chu trình Nitơ
4/22/2014
31
Cây họ Đậu
4/22/2014
32
Chu trình Phospho
Chất lượng nước & Phospho
Hiện tượng phú dưỡng hoá: liên quan đến việc tăng nồng độ chất dinh dưỡng bên trong hồ.
4/22/2014
33