Sinh thái học quần thể và quần xã

Bài 2. Sinh thái học quần thể
I- Quần thể sinh vật và các mối quan hệ trong quần thể
1. Quần thể sinh vật

Là một tập hợp sinh vật gồm các đặc điểm sau:
+ Là một nhóm cá thể cùng loài
+ Cùng sinh sống trong một khoảng không gian và thời gian xác định
+ Có mối quan hệ sinh thái gắn bó chặt chẽ
+ Có khả năng giao phối tự do với nhau để sinh ra các thế hệ mới
Quần thể voi
Quần thể hồng hạc
2. Các mối quan hệ trong quần thể
Có 2 mối quan hệ cơ bản trong quần thể:
- Giữa cá thể với môi trường, trong đó quan hệ giữa môi trường lên cả quần thể phức tạp hơn nhiều so với quan hệ giữa môi trường với từng cá thể.
-- Giữa các cá thể trong quần thể: quan hệ cùng loài do có chung nhu cầu về dinh dưỡng, nơi ở, sinh sản, huyết thống
- Thực chất là mối quan hệ trong nội bộ loài.
- Hướng đến nâng cao tính ổn định của cả hệ thống, tối ưu hóa mối tương tác của quần thể với MT(đồng hóa và cải tạo môi trường tốt hơn)
- Những tín hiệu sinh học để tạo nên sự liên kết giữa các cá thể trong quần thể là Pheromon (báo động, họp đàn, sinh sản, làm dấu, dọa nạt…)

Quan hệ cạnh tranh
II- Các đặc trưng cơ bản của quần thể
1. Sự phân bố

2. Tỉ lệ giới tính
Là tỉ lệ giữa các cá thể đực và cái trong quần thể ở 1 thời điểm xác định
Tỉ lệ giới tính đặc trưng cho loài song cũng có thể thay đổi do: điều kiện môi trường, tỉ lệ tử vong không đều giữa các cá thể đực,cái, điều kiện sinh trưởng, tập tính sinh sản của loài
Vai trò: đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể trong điều kiện môi trường thay đổi
Ý nghĩa: trong chăn nuôi và khai thác tài nguyên
3. Cấu trúc nhóm tuổi
- Căn cứ vào tỉ lệ giữa các nhóm tuổi của quần thể có thể xác định được mức độ khai thác đánh bắt tài nguyên
- Khi quần thể có nguy cơ diệt vong thì cấu trúc nhóm tuổi cho biết khả năng phát triển, phục hồi hay suy vong của quần thể tùy thuộc vào đặc tính của quần thể và điều kiện môi trường.
- Cấu trúc nhóm tuổi của quần thể mang tính chất đặc trưng nhưng có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện môi trường
5. Kích thước của quần thể
Là số lượng cá thể hay khối lượng hoặc năng lượng tích lũy trong các cá thể, phân bố trong khoảng không gian của quần thể
Kích thước quần thể phụ thuộc vào đặc tính giống loài, điều kiện MT
+ Kích thước tối thiểu
+ Kích thước tối đa

4.Mật độ cá thể
Là số lượng cá thể của quần thể trong 1 đơn vị diện tích hay thể tích
Cho biết khoảng cách trung bình của các cá thể trong quần thể
Là một đặc trưng của 1 quần thể
Có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện và tuổi thọ của quần thể
Là đặc trưng cơ bản nhất vì ảnh hưởng đến mức sử dụng nguồn sống trong môi trường, khả năng sinh sản, tử vong của quần thể.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của quần thể
+ Mức sinh sản: số cá thể mới do quần thể sinh ra trong một đơn vị thời gian
+ Mức tử vong: số lượng cá thể của quần thể bị chết đi trong một đơn vị thời gian
+ Mức xuất cư: số lượng cá thể tách khỏi quần thể trong 1 đơn vị thời gian
+ Mức nhập cư
Đối với các quần thể, KTQT phụ thuộc chủ yếu vào mức sinh sản và tử vong, mức xuất cư và nhập cư ít ảnh hưởng và là nhân tố đảm bảo mối quan hệ giữa các quần thể nhưng kìm hãm tốc độ hình thành loài mới.
Công thức : Nt = No + (B+I) – (D+E)
6. Sự tăng trưởng của quần thể
Là khả năng gia tăng về số lượng, khối lượng hoặc năng lượng tích lũy trong các cá thể của quần thể trong một đơn vị thời gian.
Các kiểu tăng trưởng của quần thể
+ Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học
Đồ thị tăng trưởng dạng chữ J
Tốc độ tăng trưởng theo hàm số mũ
+ Tăng trưởng thực tế
Đồ thị tăng trường dạng chữ S
7.Quần thể người
Quần thể người trong thực tế là các cộng đồng người ở mỗi quốc gia, mỗi khu vực trên thế giới.
III- Biến động số lượng cá thể của quần thể
Là sự tăng hoặc giảm số lượng cá thể của quần thể
Có 2 kiểu biến động:
1. Biến động không theo chu kỳ
Là kiểu biến động mà số lượng cá thể của quần thể tăng hoặc giảm một cách đột ngột
Nguyên nhân gây
Giảm đột ngột
số lượng cá thể
Sự tăng đột ngột
số lượng cá thể
2. Biến động theo chu kỳ
- Chu kỳ ngày- đêm:
Tảo xanh
Động vật thủy sinh
- Chu kỳ mùa
- Chu kỳ tuần trăng
- Biến động theo chu kỳ nhiều năm
- Quần thể cá hồi: 7 năm

- Quần thể cá cơm Peru: 10-12 năm

- QT cáo ở đồng rêu phương Bắc: 3-4 năm

- QT thỏ và mèo rừng ở Bắc Mỹ: 9-10 năm
Cá hồi
Nguyên nhân của sự biến động theo chu kỳ
- Các nhân tố vô sinh : ảnh hưởng đến trạng thái sinh lí, sức sống của sinh vật, nguồn thức ăn.
- Các nhân tố hữu sinh: quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể cùng đàn, số lượng kẻ thù, con mồi, sức sinh sản, tử vong, sự phát tán


Biến động số lượng ở các quần thể là tất yếu, diễn ra thường xuyên.
Sự biến động theo chu kỳ có tác dụng điều chỉnh kích thước của quần thể phù hợp với sức chứa của môi trường
IV- Trạng thái cân bằng của quần thể
Các yếu tố ảnh hưởng đến TTCB của quần thể
- Mức sinh sản, mức tử vong, xuất cư, nhập cư
-Các nhân tố ảnh hưởng đến mức sinh sản và tử vong



(B + I) = ( D+ E)
1. Trạng thái cân bằng của quần thể là trạng thái mà số lượng cá thể của quần thể dao động ở một vị trí ổ định tương đối phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.

2. Cơ chế điều hòa trạng thái cân bằng của quần thể
- Trạng thái cân bằng của quần thể được điều hòa bởi sự tác động tổng hợp của các mối quan hệ phức tạp giữa các cá thể trong quần thể với nhau, với môi trường, giữa quần thể này với quần thể khác
- Cơ chế chủ yếu điều hòa trạng thái cân bằng của quần thể là sự thống nhất tương quan giữa tỉ lệ sinh và tỉ lệ tử
Bài 3. Sinh thái học quần xã
I- Quần xã sinh vật
1. Quần xã là gì?
Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật khác loài với các đặc điểm sau:
Cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định
Được hình thành trong một quá trình lịch sử
Giữa các cá thể và giữa cá thể với môi trường có mối quan hệ sinh thái mật thiết tạo nên một thể thống nhất với cấu trúc tương đối ổn định.
- quần xã ổn định
- quần xã nhất thời
3. Các đặc trưng cở bản của quần xã
Độ đa dạng loài:
-Số lượng loài,
số lượng cá thể
trong mỗi loài
-Phụ thuộc chủ yếu
trực tiếp vào môi trường
-Trong 1 sinh cảnh
,số lượng loài tăng lên
thì số lượng cá thể
mỗi loài sẽ giảm đi
Thành phần loài
- Căn cứ vào kích thước
Các quần thể và hoạt động
Của QT trong QX chia
Thành các nhóm loài.
- Căn cứ vào chức năng
hoạt động, chia các loài
trong QX thành
+ SV tự dưỡng
+ SV dị dưỡng
- Căn cứ vào sự phân bố
trong không gian:
+ QXSV phân bố theo
chiều ngang
+ QXSV phân bố theo
chiều thẳng đứng
Vùng đệm và tác động rìa
- Vùng đệm là vùng chuyển
tiếp giữa các QXSV
- Tác động rìa là hiện tượng
vùng đệm có số lượng
loài đa dạng hơn số lượng
loài của các QX lân cận
Tầng vượt tán
Tầng tán
Tầng dưới tán
Tầng cây bụi thấp
Tầng thảm mục
II- Các mối quan hệ sinh thái trong quần xã
2 mối quan hệ cơ bản:
Giữa sinh vật với môi trường
Giữa các sinh vật trong quần xã
Quan hệ cùng loài: giúp loài tồn tại và phát triển hưng thịnh. Quan hệ hỗ trợ tạo điều kiện cho các cá thể có những đặc điểm sinh lý phù hợp và chống chịu được với những điều kiện bất lộ của môi trường,làm tăng mức sinh sản và giảm mức tử vong.
Quan hệ khác loài: quan hệ hỗ trợ giúp cho các loài tồn tại sinh trưởng tốt hơn. Quan hệ cạnh tranh có vai trò điều chỉnh trạng thái, cấu trúc của QX, dẫn tới sự phân ly ổ sinh thái là cơ sở cho sự phân bố các loài và nguồn gốc của sự tiến hóa
III- Mối quan hệ dinh dưỡng trong quần xã
Các sinh vật sống trong quần xã có mối quan hệ ràng buộc về mặt dinh dưỡng thể hiện trong chuỗi thức ăn, lưới thức ăn và biểu thị bằng các mối tương quan trong tháp sinh thái
Có 3 nhóm sinh vật trong chuỗi và lưới thức ăn:
- Sinh vật sản xuất
- Sinh vật tiêu thụ
- Sinh vật phân giải
1. Chuỗi thức ăn
Là 1 dãy gồm nhiều loài sinh vật có quan hệ dinh dưỡng với nhau trong đó mỗi loài là một mắt xích
Chuỗi thức ăn mở đầu bằng sv sản xuất
Chuỗi thức ăn mở đầu bằng sinh vật phân giải
2.Lưới thức ăn
Là tập hợp nhiều chuỗi thức ăn trong quần xã có những mắt xích chung
III- Cấu trúc động của quần xã
Quần xã là một cấu trúc động:
Các loài trong quần xã làm biến đổi môi trường,môi trường bị biến đổi này lại tác động đến cấu trúc của quần xã. Kết quả là quần xã có thể ổn định hay bị biến đổi.

- Nếu QXSV điều chỉnh được về mức cân bằng thì chúng tiếp tục tồn tại ổn định→ Trạng thái cân bằng của quần xã



- Nếu tác động của môi trường quá lớn hoặc đấu tranh trong nội bộ loài diễn ra quá mạnh mẽ (loài ưu thế) ngoài khả năng tự điều chỉnh của QX → Diễn thế sinh thái

1. Trạng thái cân bằng của quần xã
Là trạng thái mà ở đó các quần thể trong quần xã có số lượng cá thể dao động xung quanh vị trí cân bằng làm cho cấu trúc của quần xã tương đối ổn định, phù hợp với sức chứa của môi trường.
Khống chế sinh học và cơ chế điều hòa trạng thái cân bằng
+ Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể các quần thể bị khống chế ở một mức độ nhất định do các mối quan hệ trong quần xã chi phối.
+ Cơ chế điều hòa TTCB của quần xã:
- TTCB của quần xã là kết quả của mối quan hệ tương quan về mặt sinh thái trong quần xã.
- Cơ chế chính: hiện tượng khống chế sinh học

2. 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 điều kiện môi trường

- Thực chất là quá trình thay đổi thành phần loài, số lượng cá thể của mỗi loài, mối quan hệ giữa các loài trong quần xã.
- Biểu hiện bằng sự thay thế dần các loài ưu thế
- Diễn ra song song với sự thay đổi của điều kiện môi trường, là quá trình có định hướng, có thể dự đoán trước
Các kiểu diễn thế sinh thái
Các xu hướng chính của diễn thế và ý nghĩa nghiên cứu
Sinh khối và số lượng cá thể trong quần xã tăng lên, sản lượng sơ cấp tinh giảm
Tăng hoạt động hô hấp làm tỉ lệ giữa quá trình tổng hợp và phân giải tăng dần đến 1.
Tính đa dạng về thành phần loài tăng, số lượng cá thể mỗi loài giảm
Lưới thức ăn trở nên phức tạp, chuỗi thức ăn mở đầu bằng sinh vật phân giải ngày càng quan trọng
Kích thước và tuổi thọ trung bình của các loài đều tăng
Khả năng tích lũy các chất dinh dưỡng trong quần xã ngày càng tăng, khả năng sử dụng năng lượng ngày càng hoàn hảo.
Nắm được quy luật phát triển của QXSV, từ đó xây dựng kế hoạch bảo vệ, khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, kịp thời đề xuất các biện pháp khắc phục những biến đổi của môi trường
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!