Chương II: CƠ SỞ SINH THÁI HỌC

Chng II



CƠ Sở SINH THáI HọC

I. KHI NIM CHUNG V SINH THI HC

1. nh ngha Sinh thỏi hc

nh ngha: Sinh thỏi hc l khoa hc tng hp nghiờn cu v

quan h tng h gia sinh vt v mụi trng.

Sinh thỏi hc c s dng lm c s cho cụng tỏc qun lớ t

nhiờn mụi trng vi i tng l tt c cỏc mi liờn h gia sinh

vt v ni sng ca chỳng. Sinh thỏi hc cũn c quan nim l "t

hp con ngi v mụi trng".

Ni dung ca sinh thỏi hc hin i: c xõy dng theo

nguyờn lớ "mc t chc" ging nh "ph sinh hc" c biu th

hỡnh 2.1.

Thnh

phn hu

sinh



Gen



T

bo



C

quan



C

th



Qun

th



Qun xó



+



























TP vụ sinh



Vt cht



+



Nng lng































H sinh hc



H gen



H t

bo



H c

quan



H c

th



H

qun th



H

sinh thỏi



Hỡnh 2.1. Ph mc t chc sinh thỏi hc



Sinh thỏi hc nghiờn cu ch yu h sinh vt cú mc t

chc cao hn, ngha l qun th, qun xó v h sinh thỏi. Trong ph

sinh hc khụng cú gii hn rừ rt hoc khụng liờn tc nh gia mc

c th v qun th. Nh vy, Sinh thỏi hc l mt mụn khoa hc



SINH THI HC MễI TRNG



18



c bn trong ngnh Sinh hc, nghiờn cu cỏc mi quan h ca sinh

vt vi mụi trng v sinh vt vi sinh vt mi t chc t cỏ th,

n qun xó v h sinh thỏi, th hin hỡnh 2.2.



Hỡnh 2.2. Cỏc mc t chc sinh thỏi hc



2. Cu trỳc ca sinh thỏi hc

Sinh thỏi hc quan tõm n cu trỳc v chc nng ca h

sinh thỏi. Cu trỳc ca sinh thỏi hc cú th c khỏi quỏt trong

bng 2.1:

Bng 2.1. Cu trỳc ca sinh thỏi hc [7]

Hỡnh

thỏi



Mc

t

chc

sinh

hc

phc

tp

dn



Cỏ

th

Qun

th,

qun

xó

H

sinh

thỏi



Chc nng



Phỏt

trin v

iu ho



Thớch

nghi



Sinh lớ tp tớnh

S

lng,

Mt



Sinh sn, t vong,

di c, nhp c,

vt d, con mi



Din th



Chu trỡnh vt cht,

nng lng



Din th



Tin hoỏ

Chn hc

Chn lc

i n

cõn bng



Chng II. C s sinh thỏi hc



19



Cu trỳc sinh thỏi hc gm 3 mc nm chng lờn nhau theo

ba lp nm ngang t cỏ th n h sinh thỏi v chia cu trỳc ra cỏc

nhúm tng ng t hỡnh thỏi n thớch nghi. mi mc t chc

sinh thỏi u cú c im cu trỳc v chc nng riờng bit.

II. CC PHNG PHP NGHIấN CU

Khi nghiờn cu sinh thỏi hc thng cú ba phng phỏp

nghiờn cu gii quyt mt vn sinh thỏi. ú l:

- Nghiờn cu thc a : quan sỏt, o c, thu mu, ghi chộp;

- Nghiờn cu trong phũng thớ nghim: tỡm hiu cỏc ch s hot

ng chc nng ca c th hay ca sinh vt di tỏc ng ca mt

hay mt vi yu t mụi trng;

- Phng phỏp mụ phng v lp mụ hỡnh toỏn: mụ hỡnh hoỏ

cỏc quỏ trỡnh t nhiờn v tớnh toỏn da trờn cụng c toỏn hc v x

lớ thụng tin trờn mỏy tớnh.

III. MễI TRNG V CC NHN T SINH THI

1. Mụi trng

Khỏi nim: Mụi trng bao gm cỏc yu t t nhiờn v vt

cht nhõn to bao quanh con ngi, cú nh hng n i sng, sn

xut, s tn ti, phỏt trin ca con ngi v sinh vt. (Lut Bo v

mụi trng, 2005).

Cỏc nhõn t mụi trng: l cỏc thc th hay hin tng t

nhiờn cu trỳc nờn mụi trng.

Nhõn t sinh thỏi: l nhng nhõn t ca mụi trng cú nh

hng trc tip, giỏn tip hoc tỏc ng qua li i vi s tn ti,

sinh trng, phỏt trin v nhng hot ng ca sinh vt. Mi cỏ th,

mi loi hay nhúm sinh vt cú cỏc nhõn t sinh thỏi riờng ca

chỳng. Tt c sinh vt sng trong mụi trng u b tỏc ng cựng

mt lỳc bi cỏc nhõn t sinh thỏi ca mụi trng.

Cỏc nhõn t sinh thỏi c chia thnh 2 nhúm:

- Nhúm nhõn t sinh thỏi vụ sinh: l tt c cỏc nhõn t vt lớ v

hoỏ hc ca mụi trng xung quanh sinh vt. Bao gm:



SINH THI HC MễI TRNG



20



+ Cỏc nhõn t khớ hu: ỏnh sỏng, nhit , m, giú;

+ Cỏc nhõn t th nhng: t, ỏ, cỏc thnh phn c gii,

mựn hu c, tớnh cht hoỏ lớ ca t;

+ Cỏc nhõn t nc: nc bin, h, ao, sụng, sui, nc

ma;

+ Cỏc nhõn t a hỡnh: cao, trng, dc, hng phi

ca a hỡnh

- Nhúm nhõn t sinh thỏi hu sinh: l th gii hu c ca mụi

trng, bao gm nhng mi quan h gia sinh vt ny vi sinh vt

khỏc sng xung quanh. õy, nhõn t con ngi c nhn mnh

l nhõn t cú nh hng ln ti s phỏt trin ca nhiu sinh vt.

Trong cỏc hot ng ca mỡnh, con ngi khụng ch khai thỏc thiờn

nhiờn m cũn ci to thiờn nhiờn, bin cỏc cnh quan t nhiờn

hoang s thnh cỏc cnh quan vn hoỏ v to dng nờn nhng c

s vt cht mi nhm tho món nhu cu v vt cht v tinh thn

ngy cng cao ca con ngi. Con ngi cú th lm cho mụi

trng phong phỳ, giu cú hn nhng cng d lm cho chỳng b

suy thoỏi i. Mt khi mụi trng t nhiờn b suy thoỏi s cú nh

hng rt ln ti cỏc sinh vt khỏc, ng thi cng e do chớnh

cuc sng con ngi.

Tn ti bn kiu mụi trng c bn i vi sinh vt trờn b

mt Trỏi t: t, nc, khụng khớ v mụi trng cỏc sinh vt.

2. Cỏc nhõn t sinh thỏi

2.1. Cỏc nhõn t vụ sinh

2.1.1. Nhõn t vụ sinh trờn b mt Trỏi t

a. nh sỏng Mt tri

nh sỏng c coi l nhõn t sinh thỏi quan trng. Tt c cỏc

sinh vt trờn Trỏi t u sng nh vo nng lng t ỏnh sỏng mt

tri. Thc vt thu nhn nng lng ỏnh sỏng mt tri mt cỏch trc

tip qua quang hp, cũn ng vt s dng nng lng hoỏ hc c

tng hp t thc vt. Mt s sinh vt d dng nh nm, vi khun

trong quỏ trỡnh sng cng s dng mt phn nng lng ỏnh sỏng.



Chng II. C s sinh thỏi hc



21



* nh hng ca ỏnh sỏng ti i sng ca thc vt:

- nh sỏng mang tớnh cht chu kỡ v nh hng ln n s

quang hp ca thc vt. Tu theo cng ỏnh sỏng m thc vt

cú cng quang hp cc i v ngi ta cú th phõn loi thc

vt thnh 3 nhúm:

+ Nhúm cỏc cõy a sỏng: gm nhng loi thc vt sng ni

quang óng, cú cng quang hp cc i khi cng chiu

sang ln, hoc l cõy tng trờn ca tỏn rng nh: g tch, phi lao,

bch n, thụng, lỳa, u

+ Nhúm cỏc cõy a búng: gm nhng loi thc vt cú cng

quang hp cc i khi cng chiu sỏng thp, sng ni ớt ỏnh

sỏng v ỏnh sỏng tỏn x, ch yu di tỏn rng, trong cỏc hang

ng, trong nh nh: cõy dc, lim, vn niờn thanh, gng, c phờ.

+ Nhúm cỏc cõy chu búng: sng di ỏnh sỏng va phi nh:

cõy rng rng, cõy bũn bon

- nh sỏng nh hng n vũng i thc vt. nh sỏng kim

soỏt s ny mm, sinh chi, sinh trng v rng lỏ, ra hoa, kt qu

ca thc vt. S ra hoa ca cõy phn ỏnh rừ nht chu kỡ chiu

sỏng. Ngi ta cú th chia lm hai nhúm l:

+ Cõy ngn ngy: l nhng cõy cú thi gian chiu sỏng di

10 ữ 14 gi/ ngy, nh cõy lỳa mỡ mựa ụng, nhiu ging u

tng, mớa...

+ Cõy di ngy: l nhng cõy cú thi gian chiu sỏng trờn 10 ữ

14 gi/ ngy, nh cõy lỳa, c ci.

* nh hng ca ỏnh sỏng ti i sng ca ng vt: ng

vt thớch ng tt hn vi s thay i ca iu kin chiu sỏng do nú

cú c quan chuyờn hoỏ tip nhn ỏnh sỏng.

- Vi iu kin chiu sỏng khỏc nhau, cỏc nhúm ng vt cú

nhng thớch nghi khỏc nhau. Ngi ta chia ng vt thnh 2 nhúm:

+ Nhúm ng vt a sỏng: l nhng loi chu c gii hn

rng v cng v thi gian chiu sỏng, ch yu cỏc ng vt

hot ng ban ngy nh g, vt, ong



SINH THI HC MễI TRNG



22



+ Nhúm ng vt a ti: gm nhng ng vt hot ng v

ban ờm, sng trong hang, trong t hay ỏy bin nh di, cỳ

- nh sỏng l iu kin cho ng vt nhn bit cỏc vt xung

quanh v nh hng khụng gian. Cỏc loi chim di c trỏnh mựa

ụng phi bay qua hng nghỡn km, nh nh hng theo ỏnh sỏng

mt tri v tia sỏng t cỏc vỡ sao.

- nh sỏng úng vai trũ nh tớn hiu iu khin nhp iu sinh

hc ca ng vt. Ch chiu sỏng cú chu kỡ: chu kỡ mựa, chu kỡ

ngy ờm, chu kỡ tun trng.

Sinh sn ca nhiu loi ng vt mang tớnh cht mựa rừ rt,

nh cỏ hi vo mựa thu hay s thay lụng ca nhiu loi thỳ

thuc chu kỡ chiu sỏng. Nhp iu sinh hc ngy ờm c th

hin rừ nht loi di. Loi di ri t i kim n vo mt gi nht

nh vo cỏc bui ti. Nhp iu sinh hc tun trng th hin rừ

ng vt khụng xng sng bin, c bit l cỏc loi giun ớt t.

Ngoi ra, cỏc tia sỏng khỏc cng cú nh hng n ng, thc

vt, tuy cha c nghiờn cu k:

- Cỏc tia hng ngoi cú ý ngha u th vi s sng, do tỏc dng

nhit mnh nờn nh hng ti quỏ trỡnh ụxi hoỏ ca c th.

- Cỏc tia - da cam v t ngoi úng vai trũ quan trng nht

trong quỏ trỡnh quang hp. Tia t ngoi cú tỏc dng dit khun,

thỳc y c ch to Vitamin D. Cỏc tia sỏng cú bc súng ngn cú

nhng tỏc dng gõy t bin ln trong sinh vt, vỡ vy c dựng

trong nghiờn cu di truyn.

b. m khụng khớ

m ca khụng khớ liờn quan ti s bóo ho hi nc trong

khụng khớ, l mt trong nhng dng nc cú tỏc ng ln n i

sng sinh vt. Nc l thnh phn c bn ca c th sng, chim

ti 70 ữ 90% khi lng c th, nc cn thit cho cỏc phn ng

sinh hoỏ din ra trong cỏc c quan, mụ v t bo ca cỏc sinh vt.

Nc giỳp vn chuyn cỏc cht hu c, vụ c, mỏu v dinh dng

ng vt. Nc cũn tham gia vo quỏ trỡnh trao i nng lng



Chng II. C s sinh thỏi hc



23



v iu ho nhit c th. Nc l mụi trng sng ca thu sinh

vt. Trờn cn, lng ma v m quyt nh n s phõn b, mc

phong phỳ ca cỏc loi sinh vt, nht l thm thc vt.

* i vi thc vt: theo nhu cu v nc v m khụng khớ

vi i sng, ngi ta chia thc vt thnh cỏc nhúm:

- Thc vt thu sinh l cỏc sinh vt cú i sng vnh vin

di nc nh bốo, lc bỡnh, sen, sỳng...

- Thc vt a m l nhng sinh vt ch sng c nhng ni

rt m, b ao, b sụng, sui, rng m, di tỏn cõy to, nh c b,

thi li, c rỏy, lỳa nc, cúi...

- Thc vt chu hn cú th sng vựng khụ hn, thiu nc

nh sa mc, cỏc cn cỏt ven bin... nh rau sam, xng rng, thanh

long, thu du, hnh, ti...

- Thc vt a m va l cỏc sinh vt cú nhu cu va phi v

m, chu ng c s xen k mựa khụ v mựa m, nh cõy mó .

* i vi ng vt: Cú nhng loi a m (ch, nhỏi...), loi a

m va phi v loi a khụ (lc , iu, thn ln...). Cỏc loi

ng vt trờn cn chu nh hng ln ca m khụng khớ, nh

hng n hot ng sng c bn ca ng vt nh sinh trng,

tui th, sinh sn, t l cht.

m khụng khớ cng quyt nh n s phõn b a lớ v tp

tớnh sinh hot ca ng vt.

c. Nhit

Nhit mụi trng cú nh hng rt ln n s sinh trng,

phỏt trin, phõn b ca cỏc cỏ th, qun th v qun xó sinh vt.

Nhỡn chung cỏc sinh vt ch yu sng trong phm vi nhit t

00C ữ 500C. õy l gii hn nhit ca cỏc quỏ trỡnh trao i cht

trong c th.

Mi loi sinh vt u cú mt nhit cc thun v vựng

nhit ny mi hot ng sng c thc hin tt nht. Tuy

nhiờn, gii hn nhit thớch hp v nhit cc thun i vi cỏc

sinh vt cng thay i theo giai on phỏt trin trng thỏi sinh lớ,

gii tớnh ca c th.



24



SINH THI HC MễI TRNG



Trong gii hn nhit thớch hp, s bin i nhit ó nh

hng lờn ton b cỏc chc nng ca c th sinh vt:

- i vi thc vt: Nhit nh hng n c im hỡnh thỏi

(hỡnh dng lỏ, thõn r...), sinh lớ (quang hp, hụ hp, thoỏt hi nc,

sinh sn...), sinh thỏi ( che ph, cõy rng lỏ mựa ụng...). Cõy

quang hp tt nhit 20 300 C. nhit thp (00 C) cõy

nhit i ngng quang hp, tuy nhiờn cõy ụn i cú kh nng phỏt

trin trong iu kin nhit thp hn (00 C). nhit t 400

C tr lờn, s hụ hp ca thc vt b ngng tr. Khi nhit cng

cao, m khụng khớ cng xa bóo ho v dn n cõy thoỏt hi

nc mnh. nhng giai on phỏt trin khỏc nhau thỡ nhu cu

nhit cng khỏc nhau, vớ d giai on ht ny mm cn nhit

thp hn giai on cõy n hoa hoc giai on ra qu v qu chớn.

- i vi ng vt: Nhit nh hng n c im sinh thỏi

ca ng vt, cú 2 nhúm:

+ ng vt ng nhit: cú thõn nhit luụn n nh, c lp vi s

bin i ca nhit bờn ngoi, chỳng iu ho nhit nh s sinh

nhit t bờn trong c th ca mỡnh. Hu ht l cỏc loi ng vt bc

cao (chim: nhit = 40 ữ 420C, thỳ: nhit = 36,6 ữ 39,50C).

+ ng vt bin nhit: cú thõn nhit bin i theo mụi trng,

khụng cú kh nng iu hũa nhit c th. Hu ht l cỏc loi

ng vt khụng xng sng, cỏ, lng c, bũ sỏt...

Nhit nh hng n s phõn b, tp tớnh sinh thỏi (kin,

mi, ong, chut: o hang, xõy t trỏnh nng, ng hố, ng ụng, di

c trỳ ụng...).

i vi nhng sinh vt sng nhng ni quỏ lnh (vựng cc)

hoc quỏ núng (sa mc) thỡ chỳng cú c ch riờng thớch nghi

nh: gu bc cc, cu cú b lụng rt dy; cỏ voi bc cc cú lp m

di da rt dy; lc cú bu

Nhit cng cú nhng nh hng rừ rt lờn thi gian hoc

tc phỏt trin ca ng vt. Nhit cng cao thi gian phỏt

trin cng ngn, tc phỏt trin cng nhanh.

Nhit cng nh hng ti kh nng sinh sn: Nhiu loi

ng vt ch sinh sn nhng nhit nht nh, nu nhit mụi



Chng II. C s sinh thỏi hc



25



trng cao hoc thp hn nhit cn thit thỡ cng sinh sn

gim hoc ỡnh tr. Vớ d cỏ chộp ch trng nhit nc

150C. Chut nht trng sinh sn mnh nhit 180C, nhng gim

v ngng hn khi t ti 300C.

Nhit v m l hai nhõn t sinh thỏi quan trng ca c

mụi trng ln sinh vt.

d. Ma, giú

Ma l mt xớch trong vũng tun hon nc trờn trỏi t, liờn

qua cht ch vi m khụng khớ.

Giú cú nh hng rừ rt n nhit , m ca mụi trng

dn n s thay i thi tit, nh hng n s thoỏt hi nc ca

thc vt. Giú cú vai trũ rt ln trong s di chuyn, phõn b cỏc tp

cht trong khụng khớ; phỏt tỏn vi sinh vt, bo t, phn hoa, ht

thc vt, gúp phn h tr sinh sn ca thc vt...

2.1.2. Cỏc nhõn t vụ sinh ca mụi trng t

Trong iu kin t nhiờn, t l mt hp th gm 3 th: th

rn, th lng v th khớ. t luụn phỏt trin v thay i, do ú tn

ti nhiu loi khỏc nhau. t l mụi trng sng ca nhiu nhúm

sinh vt quan trng nh vi khun, ng vt nguyờn sinh, giun trũn,

giun t, ng vt thõn mm, ng, thc vt,... t cung cp cht

dinh dng giỳp sinh vt sinh trng v phỏt trin. Mụi trng t

cng cú nh hng ln n cỏc qun xó sinh vt trờn cn thụng qua

mt s cỏc nhõn t vụ sinh sau õy:

a. Nc trong t

Nc trong t c phõn chia lm ba dng sau:

Nc hỳt m: l nc cú ngun gc t m khụng khớ. Nú

hỡnh thnh mt lp mng bao quanh cỏc ht t. Thc vt v ng

vt khụng s dng c nc ny.

Nc mao dn: chim cỏc khe h gia cỏc ht t. Nu

ng kớnh (d) l xp t nh hn 2àm, thc vt v ng vt

khụng s dng c. Nu d > 10àm thỡ ch thc vt s dng c.

Ni õy cng l mụi trng sng ca ng vt nguyờn sinh c nh.



SINH THI HC MễI TRNG



26



Nc trng lc: Chim nhng khe h ln hn v ch tn ti

tm thi.

Nc s dng c úng vai trũ quan trng bi vỡ ng vt v

thc vt u cn t cú mt m nht nh. Vớ d: loi mi cn

m khụng khớ trong t t > 50% m tng i; cỏc loi

giun t cn m trong t khong 90 ữ 95%.

b. Thnh phn c gii v cu trỳc ca t

Thnh phn c gii ca t l t l cỏc cp ht ca t.

Cu trỳc ca t l cỏc kiu gn kt to nờn hỡnh khi khụng

gian ca t. Tu thuc vo trng thỏi ca ht keo t, ngi ta chia

cu trỳc ht t thnh:

- Cu trỳc ht: Thm nc kộm v ớt thoỏng khớ.

- Cu trỳc kt von: d thm nc v thoỏng khớ.

Kớch thc cỏc ht vụ c trong t c biu th trong bng 2.2.

Bng 2.2. Kớch thc cỏc ht vụ c trong t

Ht vụ c



ng kớnh trung bỡnh (mm)



Sột



< 0,002



Bựn lng



0,002 ữ 0,02



Cỏt mn



0,02 ữ 0,2



Cỏt to



0,2 ữ 2,0



Si



> 2,0



Cu trỳc t v thnh phn c gii ca t nh hng trc tip

n i sng thc vt vỡ õy chớnh l ni hot ng ca b r. t

cú nhiu sột, ớt thm nc, gi nc tt s thớch hp cho vic trng

lỳa nc, trong khi ú t pha cỏt d thoỏt nc thớch hp cho vic

trng hoa mu, cõy u . Cu trỳc t cng nh hng n s

phõn b ca ng vt t.

c. thoỏng ca t ( xp ca t)

xp ca t nh hng n s di chuyn nc trong t, liờn

quan n thoỏng khớ t. Khớ trong t c xỏc nh qua hm

lng khớ ụxi cn cho ụxi hoỏ v phõn hu cỏc hp cht hu c.



Chng II. C s sinh thỏi hc



27



Cỏc ng vt sng trong t chu nh hng rt ln bi

thoỏng khớ. t quỏ cht s dn n s thiu ht ụxi, khi ú O2 tr

thnh nhõn t sinh thỏi gii hn.

Khớ trong t khỏc vi khớ bỡnh thng bi hm lng nc

cao, nng CO2 cao hn t 5 ữ 100 ln so vi CO2 khớ quyn.

Loi mi chu c nng CO2 cao. Cỏc ng vt sng chui rỳc

trong t nh giun t, u trựng ca nhiu loi cụn trựng chu nh

hng rt ln ca xp.

d. Thnh phn hoỏ hc, pH t v cht c ca t

Trong t cú gn y cỏc nguyờn t hoỏ hc trong t nhiờn.

Cỏc t khỏc nhau cú thnh phn hoỏ hc khỏc nhau.

t mn: l t cha nhiu mui ho tan (khong 1ữ1,5%

hoc hn) nh: NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3 cú

ngun gc khỏc nhau t lc a, bin, sinh vt. Trong quỏ trỡnh

phong hoỏ cỏc mui ny b ho tan v ch tp trung vo nhng vựng

trng to nờn t mn.

Phn trm tng s mui tan quy nh loi t mn nhiu, mn

trung bỡnh, mn ớt, v khụng mn. a s t mn cú phn ng

kim, pH rt cao cú khi pH = 11 ữ 12. pH nh th khụng mt

loi thc vt no cú th phỏt trin c. S cú mt ca mt lng

ln mui tan trong t lm cho tớnh cht vt lớ, hoỏ hc, sinh hc

ca t tr nờn xu nh khi khụ thỡ t nt n, cng nh ỏ; khi t

t tr nờn dớnh do, ht trng n mnh bớt kớn cỏc khe h lm t

tr nờn hon ton khụng thm nc.

Cỏc ion thng thy trong t mn v kim mn l Cl-, SO42-,

HCO3-, Na+, Mg2+... Ngi ta cú th ci to t bng nhiu cỏch

nh: trng cõy chu mn, thay i k thut canh tỏc, luõn canh rng,

bún vụi thay Ca2+ cho Na+ .

t chua: l t b mt vụi, baz v hoỏ chua. chua ca t

cú ý ngha ln, c bit l s sinh trng v phỏt trin ca cõy

trng, vỡ phn ln cõy trng ch phỏt trin c trong mt pH

nht nh.