BÀI 26: QUẦN XÃ SINH VẬT
I. KHÁI NIỆM QUẦN XÃ SINH VẬT
- Định nghĩa:
Quần xã sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều
loài khác nhau, cùng sống trong một khoảng 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 thông qua các mối
quan hệ dinh dưỡng và nơi ở.
+ Quần xã có cấu trúc tương
đối ổn định.
- Đặc điểm:
+ Ranh giới và kích thước của
quần xã trong tự nhiên rất đa dạng (có thể rất lớn như một khu rừng nhiệt đới,
hoặc rất nhỏ như một khúc gỗ mục).
+ Tên quần xã thường được gọi
theo đặc điểm vật lý của môi trường (ví dụ: quần xã vùng ngập nước) hoặc theo
loài chiếm ưu thế (ví dụ: quần xã rừng thông).
+ Quần xã là một hệ mở,
có khả năng tự điều chỉnh thông qua các mối tương tác giữa các loài và với
môi trường để đạt trạng thái cân bằng động.
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ
Mỗi quần xã có các đặc trưng về độ đa dạng, thành phần
loài, cấu trúc không gian và cấu trúc dinh dưỡng.
1. Thành phần loài
Được thể hiện qua số lượng loài và vai trò của các
loài trong quần xã.
- Loài ưu thế:
Là loài có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc hoạt động mạnh mẽ, có ảnh
hưởng lớn đến các loài khác và cấu trúc quần xã.
+ Ví dụ thực tế:
Trong quần xã rừng thông Đà Lạt, cây thông là loài ưu thế vì chúng chiếm số lượng
áp đảo, sinh khối khổng lồ và quyết định cấu trúc, khí hậu của cả cánh rừng.
- Loài đặc trưng:
Là loài chỉ có ở một quần xã nhất định, hoặc có số lượng nhiều hơn hẳn và có
vai trò quan trọng hơn các loài khác trong quần xã đó.
+ Ví dụ thực tế:
Cá cóc Tam Đảo chỉ tìm thấy ở vùng núi Tam Đảo (Vĩnh Phúc), đây chính là loài đặc
trưng của vùng này. Loài cây tràm là loài đặc trưng của vườn quốc gia U Minh
Thượng.
- Loài chủ chốt:
Là loài (thường là sinh vật ăn thịt đầu bảng) tuy có số lượng không nhiều nhưng
có vai trò kiểm soát, khống chế sự phát triển của các loài khác, duy trì sự ổn
định của quần xã. Nếu mất loài này, quần xã sẽ rơi vào trạng thái mất cân bằng
nghiêm trọng.
+ Ví dụ thực tế:
Rái cá biển là loài chủ chốt ở các rừng tảo bẹ ven biển. Rái cá ăn nhím biển. Nếu
không có rái cá, nhím biển sẽ phát triển quá mức và ăn sạch rừng tảo bẹ, làm hủy
diệt môi trường sống của hàng trăm loài khác.
2. Đa dạng của quần xã
- Độ đa dạng:
Thể hiện qua số lượng loài và tỉ lệ số lượng cá thể của mỗi loài
(độ phong phú) trong quần xã.
+ Quần xã có số lượng loài
càng lớn và phân bố cá thể giữa các loài càng đồng đều thì độ đa dạng càng cao,
tính ổn định của quần xã càng lớn.
+ Độ đa dạng giảm dần từ
vùng xích đạo về hai cực, từ vùng nước nông đến vùng nước sâu.
Ví dụ thực tế: Rừng
mưa nhiệt đới Amazon (gần xích đạo) có hàng triệu loài thực vật, động vật khác
nhau nên có độ đa dạng cực kỳ cao và cấu trúc bền vững hơn rất nhiều so với quần
xã hoang mạc Sahara chỉ gồm một số ít loài chịu hạn.
3. Cấu trúc không gian
Sự phân bố cá thể trong không gian giúp giảm bớt mức độ
cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường.
a. Phân bố theo chiều thẳng đứng (Sự phân
tầng)
- Thường gặp ở quần xã rừng
và quần xã dưới nước.
+ Phụ thuộc chủ yếu vào nhu
cầu ánh sáng (ở thực vật) và nguồn thức ăn, nơi ẩn nấp (ở động vật).
Ví dụ thực tế:
Trong rừng mưa nhiệt đới có sự phân tầng rõ rệt: Tầng vượt tán (cây cổ thụ ưa
sáng mạnh) → Tầng tán rừng → Tầng dưới tán (cây chịu bóng) → Tầng thảm rừng
(rêu, dương xỉ). Động vật cũng phân tầng theo: chim ăn quả ở tầng cao, côn
trùng, bò sát ở tầng thảm đất.
b. Phân bố theo chiều ngang
- Sinh vật phân bố theo
vành đai hoặc vùng tương ứng với điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, dinh dưỡng).
Ví dụ thực tế:
Sự phân bố sinh vật từ vùng ven bờ cát, vùng ngập nước ven bờ đến vùng khơi xa
của biển; hoặc sự thay đổi thảm thực vật từ chân núi lên đỉnh núi cao.
4. Cấu trúc dinh dưỡng
- Dựa vào mối quan hệ dinh
dưỡng (chuỗi và lưới thức ăn), các loài trong quần xã được chia làm 3 nhóm
chính:
+ Sinh vật sản xuất:
Sinh vật tự dưỡng (thực vật, tảo, vi khuẩn lam) có khả năng chuyển hóa năng lượng
ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học.
+ Sinh vật tiêu thụ:
Sinh vật dị dưỡng ăn sinh vật khác (động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt).
+ Sinh vật phân giải:
Phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ trả lại môi trường (vi khuẩn, nấm, giun đất).
Ví dụ thực tế:
Trên một đồng ruộng: Cây lúa (Sinh vật sản xuất) → Châu chấu (Sinh vật tiêu thụ
bậc 1) → Ếch đồng (Sinh vật tiêu thụ bậc 2) → Vi khuẩn trong đất (Sinh vật phân
giải xác ếch khi chết).
III. MỐI QUAN HỆ TRONG QUẦN XÃ VÀ SỰ PHÂN LI Ổ SINH THÁI
1. Các mối quan hệ trong quần xã
Các loài trong quần xã tương tác qua lại theo hai nhóm
quan hệ chính: Hỗ trợ (ít nhất một loài có lợi, các loài khác không bị hại)
và Đối kháng (ít nhất một loài bị hại).
(Bảng
26.1: Các mối quan hệ sinh thái)
|
Nhóm
quan hệ |
Tên
quan hệ |
Đặc
điểm tương tác |
Ví
dụ thực tế |
|
HỖ TRỢ |
Cộng sinh |
Hai loài sống bám chặt, bắt buộc, cả hai cùng có
lợi (+ / +). |
Địa y: Sự cộng sinh
chặt chẽ giữa nấm (hút nước, muối khoáng) và tảo lam (quang hợp tạo chất hữu
cơ). |
|
Hợp tác |
Hai loài cùng có lợi (+ / +) nhưng không bắt
buộc phải có nhau để tồn tại. |
Chim sáo và trâu rừng:
Chim sáo ăn ký sinh trùng trên da trâu (sáo có thức ăn, trâu được làm sạch),
khi không có nhau chúng vẫn sống tốt. |
|
|
Hội sinh |
Một loài có lợi (+), loài kia không có lợi cũng
không bị hại (0). |
Cây phong lan bám trên thân cây gỗ:
Phong lan có chỗ bám để đón ánh sáng (+), cây gỗ không hề bị ảnh hưởng (0). |
|
|
ĐỐI KHÁNG |
Cạnh tranh |
Các loài giành nhau nguồn sống (thức ăn, nơi ở,...).
Cả hai đều bị hại (- / -). |
Cú và diều hâu
cùng săn chuột vào các thời điểm giao nhau trong ngày; hoặc cỏ dại cạnh tranh
ánh sáng, dinh dưỡng với lúa. |
|
Kí sinh |
Một loài (vật kí sinh) sống bám, hút chất dinh dưỡng
của loài khác (vật chủ) nhưng không giết chết vật chủ ngay (- / +). |
Tơ hồng
kí sinh trên cây thân gỗ; hoặc giun đũa kí sinh trong ruột người. |
|
|
Ức chế - cảm nhiễm |
Một loài vô tình tiết ra chất gây hại cho loài khác
(0 / -). |
Tảo giáp nở hoa (thủy triều đỏ)
tiết độc tố làm chết hàng loạt cá và động vật thủy sinh xung quanh. |
|
|
Sinh vật ăn sinh vật khác |
Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn (- / +) bao gồm:
thú ăn thịt, động vật ăn thực vật, thực vật bắt mồi. |
Hổ ăn thịt nai;
hoặc cây nắp ấm bắt và phân hủy côn trùng để lấy đạm. |
2. Ổ sinh thái
- Khái niệm:
Ổ sinh thái của một loài là một "không gian sinh thái" mà ở đó
tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong giới hạn sinh thái cho
phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài.
- Sự phân li ổ sinh thái:
Do cạnh tranh gay gắt, các loài có xu hướng thu hẹp ổ sinh thái thực tế của
mình hoặc thay đổi hành vi để giảm bớt sự trùng lặp ổ sinh thái, giúp các loài
khác nhau có thể cùng chung sống trong một sinh cảnh.
Ví dụ thực tế:
Trên cùng một cây đại thụ, chim chích, chim gõ kiến và chim sẻ cùng sinh sống
nhưng chim chích ăn sâu ở kẽ lá, chim gõ kiến đục vỏ cây ăn ấu trùng, chim sẻ
ăn hạt dưới đất → Chúng phân li ổ sinh thái dinh dưỡng để tránh cạnh tranh trực
tiếp.
IV. MỘT SỐ YẾU TỐ TÁC ĐỘNG VÀ BIỆN PHÁP BẢO VỆ QUẦN XÃ
1. Loài ngoại lai
- Là loài từ nơi khác di cư
đến hoặc được con người nhập cư vào một quần xã bản địa.
- Nếu gặp điều kiện thuận lợi,
không có thiên địch kiểm soát, chúng sẽ phát triển bùng phát, cạnh tranh khốc
liệt và hủy diệt các loài bản địa, gây mất cân bằng sinh thái nghiêm trọng.
Ví dụ thực tế: Ốc
bươu vàng được nhập vào Việt Nam từ Nam Mỹ. Do không có thiên địch tự nhiên
tương thích, chúng phát triển với tốc độ chóng mặt, ăn tàn phá các ruộng lúa
non và đẩy các loài ốc bản địa (ốc lác, ốc mít) vào nguy cơ suy giảm số lượng
nghiêm trọng.
2. Tác động của con người
- Các hoạt động như: Phá rừng,
chuyển đổi đất rừng thành đất nông nghiệp/đô thị, săn bắt động vật hoang dã quá
mức, sử dụng bừa bãi thuốc bảo vệ thực vật hóa học,... làm suy giảm nghiêm trọng
độ đa dạng sinh học và phá vỡ trạng thái cân bằng của quần xã.
Ví dụ thực tế:
Việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học trên đồng ruộng không chỉ diệt sâu hại mà
còn vô tình tiêu diệt luôn cả các loài thiên địch có lợi (nhện, bọ ngựa), làm đất
đai bị bạc màu và mất cân bằng sinh thái nghiêm trọng.
3. Một số biện pháp bảo vệ quần xã
- Khai thác tài nguyên
thiên nhiên (đất, nước, rừng) một cách hợp lý, bền vững.
- Phát triển nông nghiệp hữu
cơ bền vững, tăng cường biện pháp đấu tranh sinh học (dùng thiên địch) thay cho
hóa chất.
- Kiểm soát nghiêm ngặt và
ngăn chặn sự xâm nhập của các loài ngoại lai gây hại.
Ví dụ thực tế: Mô
hình nuôi vịt trong ruộng lúa: Vịt ăn cỏ dại, ốc bươu vàng và sâu hại (thiên địch
sinh học), đồng thời phân vịt là nguồn phân bón hữu cơ cho lúa, giúp hạn chế tối
đa việc dùng thuốc hóa học.