BÀI 28: HỆ SINH THÁI
I. KHÁI QUÁT VỀ HỆ SINH THÁI
1. Khái niệm
- Hệ sinh thái (HST) là một
cấp độ tổ chức sống bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh (môi
trường sống vô sinh của quần xã).
- Trong hệ sinh thái, các
thành phần cấu trúc tương tác qua lại và gắn bó mật thiết với nhau như một thể
thống nhất tương đối ổn định.
- Hệ sinh thái là một hệ
thống mở và tự điều chỉnh, luôn diễn ra sự trao đổi vật chất và dòng
năng lượng tuần hoàn giữa các sinh vật trong quần xã và giữa quần xã với sinh cảnh
của chúng.
- Kích thước của một hệ
sinh thái vô cùng đa dạng:
+ Nhỏ như một giọt nước ao,
một bể cá cảnh, một thân cây đổ.
+ Lớn như một khu rừng nhiệt
đới, một đại dương.
+ Hệ sinh thái lớn nhất
hành tinh chính là Sinh quyển (gồm toàn bộ các sinh vật sống và môi trường
sống của chúng trên Trái Đất).
Ví dụ thực tế: Một
ao cá tự nhiên là một hệ sinh thái. Trong đó, quần xã sinh vật (tảo, cây thủy
sinh, cá, tôm, vi khuẩn) không ngừng tương tác với sinh cảnh (nước, ánh sáng mặt
trời, nồng độ oxy hòa tan, bùn đáy) tạo thành một chu trình khép kín, tự duy
trì sự sống mà không cần sự can thiệp của con người.
2. Thành phần cấu trúc
Một hệ sinh thái hoàn chỉnh luôn gồm hai thành phần cơ
bản:
- Sinh cảnh (Thành phần vô sinh):
+ Các yếu tố khí hậu: Ánh
sáng, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió,...
+ Các chất vô cơ: Nước
(H₂O), muối ăn (NaCl), khí carbon dioxide (CO₂), khí oxygen (O₂),...
+ Các chất hữu cơ (phần chết
của sinh vật): Chất mùn, lá rụng, xác động vật phân hủy, chất thải của sinh vật,
khí methane (CH₄),...
- Quần xã sinh vật (Thành phần hữu sinh):
Được phân chia thành 3 nhóm chức năng dựa vào phương thức dinh dưỡng:
+ Sinh vật sản xuất (SVSX): Chủ
yếu là các sinh vật tự dưỡng (thực vật, tảo, vi khuẩn lam, vi khuẩn hóa tổng hợp).
Chúng có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời hoặc hóa năng để tổng hợp
chất hữu cơ từ chất vô cơ.
+ Sinh vật tiêu thụ (SVTT):
Gồm các sinh vật dị dưỡng (động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt) không tự tổng
hợp được chất hữu cơ mà phải lấy từ sinh vật khác.
+ Sinh vật phân giải (SVPG): Gồm
vi khuẩn phân giải, nấm, giun đất, sâu bọ ăn mùn hữu cơ. Chúng phân hủy chất hữu
cơ phức tạp từ xác chết, chất thải thành các chất vô cơ đơn giản trả lại cho
môi trường.
Ví dụ thực tế:
Trong hệ sinh thái rừng nhiệt đới:
- Cây lim, cây sấu (SVSX) hấp
thụ ánh sáng và CO₂ để tạo ra tinh bột và oxy.
- Sâu ăn lá, hoẵng, hổ
(SVTT) lấy năng lượng bằng cách ăn thực vật hoặc ăn các động vật khác.
- Các loài nấm rừng và vi
khuẩn trong đất (SVPG) dọn sạch lá khô rụng và xác động vật chết, biến chúng
thành muối khoáng trong đất giúp cây lim tiếp tục hút dinh dưỡng để phát triển.
II. CÁC KIỂU HỆ SINH THÁI TRÊN TRÁI ĐẤT
1. Hệ sinh thái tự nhiên
- Là những hệ sinh thái được
hình thành và tồn tại trong tự nhiên, không có hoặc rất ít có sự can thiệp từ
bàn tay con người.
- Đặc điểm nổi bật:
+ Có độ đa dạng sinh học
cao (số lượng loài lớn).
+ Cấu trúc lưới thức ăn phức
tạp, tính ổn định cao.
+ Khả năng tự điều chỉnh và
tự cân bằng rất tốt trước các biến động của môi trường.
- Phân loại:
+ Hệ sinh thái trên cạn:
Rừng mưa nhiệt đới, rừng rụng lá ôn đới, sa mạc, đồng rêu hàn đới, thảo
nguyên,...
+ Hệ sinh thái dưới nước:
Hệ sinh thái nước ngọt: Ao, hồ, sông, suối,...
Hệ sinh thái nước mặn và nước lợ:
Đại dương, biển, rạn san hô ven bờ, rừng ngập mặn cửa sông,...
2. Hệ sinh thái nhân tạo
- Là những hệ sinh thái do
con người kiến tạo, duy trì và cải tạo nhằm phục vụ cho các nhu cầu sản xuất hoặc
sinh hoạt của đời sống.
- Đặc điểm nổi bật:
+ Thành phần loài đơn điệu
(thường chỉ tập trung vào một vài loài cây trồng hoặc vật nuôi mục tiêu).
+ Lưới thức ăn đơn giản,
chuỗi thức ăn ngắn.
+ Tính ổn định và khả năng
tự điều chỉnh rất thấp, dễ bị dịch bệnh tấn công gây suy thoái nếu thiếu sự
chăm sóc của con người.
+ Để duy trì năng suất cao,
con người bắt buộc phải thường xuyên bổ sung thêm các nguồn vật chất và năng lượng
khác (như tưới nước, bón phân hóa học, phun thuốc bảo vệ thực vật, làm cỏ, sử dụng
máy móc).
- Ví dụ: Đồng ruộng trồng
lúa, vườn cây ăn quả, ao nuôi tôm cá công nghiệp, công viên đô thị, thành phố,...
BẢNG SO SÁNH HỆ SINH THÁI TỰ NHIÊN VÀ HỆ
SINH THÁI NHÂN TẠO
|
Tiêu
chí |
Hệ
sinh thái tự nhiên |
Hệ
sinh thái nhân tạo |
|
Nguồn gốc |
Hình thành tự nhiên |
Do con người tạo
ra |
|
Thành phần loài |
Phong phú, đa dạng sinh học cao |
Đơn điệu, ít loài, chủ yếu là loài mục tiêu |
|
Lưới thức ăn |
Phức tạp, nhiều mắt xích |
Đơn giản, chuỗi thức ăn ngắn |
|
Tính ổn định |
Cao, khả năng tự điều chỉnh tốt |
Thấp, dễ bị suy thoái và dịch bệnh |
|
Nguồn năng lượng |
Hoàn toàn từ ánh sáng mặt trời |
Ánh sáng mặt trời + Nguồn năng lượng bổ sung (phân
bón, thức ăn,...) |
|
Năng suất sinh học |
Vừa phải, phân bố đều cho các loài |
Rất cao đối với loài đích (ví dụ: lúa, cá, quả) |