4 KHÁI NIỆM QUẦN XÃ SINH VẬT

Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



3. Nhịp điệu sinh học: Mỗi quần xã thể hiện nhịp điệu sinh học riêng, có thể là

nhịp điệu ngày đêm, mùa, hay nhịp điệu nhiều năm phụ thuộc vào chu kỳ biến

đổi của các yếu tố môi trường nơi quần xã tồn tại, phụ thuộc vào bản chất của

quần xã và các thành phần cấu thành nên quần xã. Nhịp điệu của quần xã là

tổng tất cả nhịp điệu của các quần thể như: hoạt động di cư, sinh sản, ngủ

đông, rụng lá.

3.2. THÀNH PHẦN CỦA QUẦN XÃ



3.2.1. Khái niệm về ưu thế sinh thái

Quần xã là một chỉnh thể thống nhất của các quần thể thuộc nhiều loài khác

nhau. Tuy nhiên trong quần xã, khơng phải các lồi đều có vai trò như nhau đối với

quá trình phát triển của quần xã, mà chỉ có một lồi hay một nhóm lồi có vai trò

quyết định đến các đặc điểm (bản chất) và chức năng của quần xã (số lượng, kích

thước, năng suất).

Những lồi này có số lượng nhiều, có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh

cường độ trao đổi vật chất và năng lượng trong nội bộ quần xã với nhau cũng như

với mơi trường vật lý xung quanh, từ đó mà có ảnh hưởng đến các lồi khác. Chúng

có ảnh hưởng đến môi trường, đến cấu trúc, đến độ nhiều, tính đa dạng và các tính

chất khác trong quần xã. Đó là các lồi có ưu thế sinh thái trong quần xã.

Những lồi có ưu thế sinh thái khơng nhất thiết là những lồi có thang bậc

phân loại cao, nó không phụ thuộc vào thang bậc phân loại. Tuy nhiên trong tự

nhiên, những loài chiếm ưu thế sinh thái thường khơng phải là những lồi vi sinh

vật. Nhìn chung lồi có ưu thế sinh thái là lồi có năng suất cao nhất ở bậc dinh

dưỡng của mình. Ví dụ:

- Các loài cây thân gỗ sống lâu năm trong hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới.

- Động vật ăn cỏ trong hệ sinh thái đồng cỏ savan.

- Lúa nước trên ruộng lúa.

Độ nhiều hay sự phong phú của loài ưu thế trong quần xã được xác định qua chỉ số

ưu thế



C (



ni 2

)

N



Trong đó:

ni - giá trị về “ vai trò” của mỗi loài (số cá thể, sinh khối, sản lượng)

N - Tổng giá trị về vai trò của tồn bộ quần xã.

C - Chỉ số ưu thế (Simpson, 1949)

3.2.2. Cách đặt tên cho một quần xã

Muốn đặt tên cho một quần xã, người ta thường dựa vào các đặc điểm sau:

- Dựa vào các loài chiếm ưu thế, các dạng sống hay các loài chỉ thị. Cách

đặt tên này chỉ thuận tiện cho các quần xã có một hoặc vài lồi ưu thế (rừng lim,

ruộng lúa)



21



Bài giảng sinh thái mơi trường 4-2013



Dựa vào điều kiện nơi ở của quần xã (quần xã rừng ngập mặn, quần xã cửa

sông ven biển)

- Dựa vào các đặc điểm chức năng như các đặc điểm về kiểu trao đổi chất.

Quan trọng để đặt tên cho quần xã một cách chính xác là phải xác định được

ranh giới của quần xã. Trong nghiên cứu sinh thái học, người ta thường dựa vào chỉ

số “50 %”: khi xác định được loài ưu thế trong quần xã, số lượng các cá thể của loài

này phải lớn hơn 50 % tại ranh giới của quần xã. Nếu tỷ lệ trên nhỏ hơn 50 % thì có

thể lồi xác định đã thuộc về quần xã khác.

-



3.3. CẤU TRÚC CỦA QUẦN XÃ



Cấu trúc quần xã thể hiện bằng các đặc điểm:

- Đặc điểm phân tầng: sự phân bố của sinh vật theo chiều thẳng đứng.

- Đặc điểm phân đới: sự phân bố của sinh vật theo phương nằm ngang.

- Đặc điểm về hoạt động: thể hiện ở tính chu kỳ hay không chu kỳ của đồng

hồ sinh học.

- Đặc điểm về quan hệ dinh dưỡng: cấu trúc của chuỗi và mạng lưới dinh

dưỡng.

- Đặc tính sinh sản.

- Tính chất hoạt động của các loài sống chung: cạnh tranh, đối kháng, ký

sinh hoặc cộng sinh.

- Mối quan hệ của sinh vật với ngoại cảnh.

3.3.1. Tính chất phân tầng của quần xã sinh vật

Phân tầng là một trong những hình thái biểu thị mối quan hệ không gian của

các sinh vật trong quần xã. Tính phân tầng thể hiện rõ nét nhất ở các quần xã nhiệt

đới, vực nước sâu, trong đại dương và trong lòng đất.

Đặc tính phân tầng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, mà trước hết là phụ thuộc

vào các yếu tố vật lý.

Trong tự nhiên, sự phân bố không đồng đều của các yếu tố môi trường theo

chiều thẳng đứng (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm...) đã hình thành nên các tầng với sự

khác biệt cơ bản về tổ hợp các yếu tố môi trường.

Trong mỗi tầng có những sinh vật đặc trưng sinh sống, phù hợp với điều kiện

mơi sinh ở đó.



Tần

g

výợt

T

tán

ần

Tần

g

g

tá

Tầng

dýới

n

cây

tán

bụi

22



Bài giảng sinh thái mơi trường 4-2013



Các quần xã sinh vật, nhất là các quần xã ở vùng nhiệt đới thể hiện rõ nét đặc

tính phân tầng. Đó cũng có thể coi là hình thái thích nghi của các quần xã vùng

nhiệt đới với điều kiện của sinh cảnh của khu vực với nền nhiệt ẩm cao.



Ý nghĩa phân tầng:

- Làm giảm mức độ cạnh tranh về không gian sinh tồn (nhất là các sinh vật có

họ hàng gần gũi nhau, có phương thức sống tương tự nhau),

- Tận dụng tốt nhất nguồn ánh sáng và nhiệt độ dồi dào ở vùng nhiệt đới, đồng

thời tăng cường khả năng dự trữ nguồn thức ăn.

- Làm tăng tính đa dạng về tổ thành lồi của quần xã, là cơ chế làm tăng cường

hiệu quả của các quá trình trao đổi vật chất và năng lượng trong hệ thống.

- Bảo vệ và duy trì chu trình đặc thù của các chất dinh dưỡng ở vùng nhiệt đới,

bảo vệ tài nguyên đất và nước trong khu vực.

Tính chất phân tầng của các quần xã sinh học chỉ có tính tương đối, có thể

thay đổi theo thời gian (mùa, ngày đêm) và theo không gian, phụ thuộc vào địa điểm

phân bố của quần xã, mối quan hệ giữa các lồi sống chung. Thậm chí mỗi lồi

trong các giai đoạn phát triển khác nhau cũng có nhu cầu về các yếu tố sống khác

nhau, cho nên có thể phù hơp với các tầng khác nhau.

3.3.2. Mối quan hệ dinh dưỡng (Cấu trúc dinh dưỡng):

Cách sắp đặt các nhóm sinh vật trong quần xã theo chức năng dinh dưỡng

gọi là cấu trúc dinh dưỡng của quần xã

Quan hệ dinh dưỡng phản ánh hoạt động chức năng của quần xã , nhờ nó mà

vật chất được chu chuyển và năng lượng được biến đổi

i) Chuỗi thức ăn



Trong các quần xã, các sinh vật thường xuyên tác động qua lại bởi những mối

quan hệ đa dạng và phức tạp, mà trước hết là các mối quan hệ về dinh dưỡng và

không gian sống.(nơi ăn, chốn ở)

Mối quan hệ dinh dưỡng trong quần xã là mối quan hệ về thức ăn, tức là

một số sinh vật này dùng những sinh vật khác làm thức ăn tạo thành chuỗi thức

ăn.

- Một sinh vật vừa là sinh vật ăn mồi đồng thời cũng là sinh vật mồi. Sự phân

chia nhóm sinh vật khơng phải theo lồi mà theo cách thức chúng sử dụng thức ăn.

- Các sinh vật cùng sử dụng một dạng thức ăn thì được xếp vào cùng một bậc

dinh dưỡng, tức là một mắt xích của chuỗi thức ăn. Khơng quan tâm là sinh vật đó

cùng thang phân loại hay khơng

Trong sinh thái học, người ta phân biệt ra 2 kiểu chuỗi thức ăn:

- Chuỗi thức ăn chăn ni (grazer food chain), còn gọi là chuỗi thức ăn

đồng cỏ: là chuỗi bắt đầu từ thực vật, đến động vật ăn thực vật, đến động vật ăn

động vật.



23



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Thực vật hay một số nấm, vi khuẩn tạo nên nguồn thức ăn sơ cấp thơng

qua q trình quang hợp hay hoá tổng hợp được gọi là “ Sinh vật sản xuất “ hay

“sinh vật tự dưỡng”.

- Những SV khơng có khả năng tự tạo nên nguồn thức ăn cho chính mình

mà phải sử dụng thức ăn từ SV tự dưỡng gọi là “Sinh vật tiêu thụ”

Thực vật → ĐV ăn TV ( Sinh vật tiêu thụ bậc 1) → ĐV ăn thịt ( Sinh vật tiêu thụ

bậc 2) → ĐV ăn ĐV ăn thịt ( Sinh vật tiêu thụ bậc 3 )→ …

-



Hình 3



Chuỗi thức ăn (chuỗi dinh dưỡng)



Sinh vật tiêu thụ gồm: ĐV ăn cỏ; ĐV ăn ĐV ăn cỏ, ĐV ăn thịt các bậc ;

Sinh vật ký sinh trên hai nhóm trên.

Sinh vật phân hủy gồm các vi sinh vật. Chúng không tạo thành một bậc dinh

dưỡng mà thuộc vào các mức năng lượng khác nhau ở các bậc dinh dưỡng. Ví dụ: một

chuỗi thức ăn đơn giản: rau cải - rệp muội - bọ rùa - ong ký sinh



- Chuỗi thức ăn phế liệu (petritus food chain): là chuỗi trong đó các sinh



vật sử dụng phân và xác sinh vật làm thức ăn.

Sơ đồ chuỗi thức ăn: Phế liệu thải hữu cơ → động vật không xương sống

→ các sinh vật ăn thịt chúng.

Khác với nhóm thứ nhất dùng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, ở đây sinh vật

phân huỷ lấy năng lượng bằng sự phân hủy chất hữu cơ có sẵn. Chúng đóng vai trò

dọn dẹp chất hữu cơ chết (động vật, thực vật) và nát vụn.

Trong chuỗi thức ăn phế liệu, người ta chia ra làm 2 loại sinh vật tiêu thụ:

+ Sinh vật lớn tiêu thụ là các côn trùng ăn phân, ăn xác động thực vật và

các động vật ăn xác khác, ví dụ: bọ hung, bọ ăn xác. chuỗi :

Phế liệu

(Detrit)



ĐV ăn

phế liệu



Giun

bọ hung

Giáp xác



ĐV

ăn thịt



…..



+ Sinh vật bé tiêu thụ : Là các vi khuẩn, nấm làm nhiệm vụ phân huỷ chất

hữu cơ trong phân và xác động thực vật tạo thành chất dinh dưỡng cho thực vật

Xác sinh vật

Sản phẩm bài tiết



VSV

phân huỷ



Chất dinh

dưỡng



24



TV



ĐV ăn

TV



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



ii) Lưới thức ăn: Mỗi loài nằm trong chuỗi thức ăn tạo thành một mắt xích

thức ăn và mỗi lồi có thể tham gia và trở thành mắt xích của nhiều chuỗi thức ăn

khác nhau. Các chuỗi thức ăn kết hợp với nhau qua các mắt xích chung tạo

thành mạng lưới thức ăn vô cùng phức tạp. Như vậy, mạng lưới thức ăn bao gồm

nhiều chuỗi thức ăn khác nhau, nối với nhau qua một hoặc nhiều mắt xích thức ăn.

(Hình 8)



Hình 4



Mạng lưới thức ăn điển hình



Tùy theo mức độ phát triển của hệ sinh thái mà có những thay đổi tinh vi

trong chuỗi thức ăn(CTA).

Cơ chế tự bảo vệ: Cùng với cơ chế khác, cơ chế của mạng lưới thức ăn có khả

năng duy trì cấu trúc sinh học, làm cho nó phát triển ngày càng phức tạp, góp

phần làm giảm nhẹ các biến đổi khốc liệt do môi trường vật lý gây ra.

Tác động đơn giản và phiến diện của con người, nhiều khi có thể phá vỡ cơ

chế tự bảo vệ ấy của các hệ sinh thái và kích thích sự tăng trưởng quá mức của một

số loài, dẫn đến phá vỡ cân bằng sinh thái. Điều này thể hiện rõ nét trong các hệ sinh

thái nơng nghiệp.

Độ dài của các chuỗi thức ăn có thể dài ngắn, tuân theo 2 quy luật sau:

iii) Quy luật thứ nhất: Qui luật về kích thước cá thể trong quan hệ dinh

dưỡng

“Trong chuỗi thức ăn, kích thước của vật tiêu dùng ở mắt xích sau thường lớn

hơn kích thước của sinh vật làm mồi cho nó. Hay nói cách khác, trong chuỗi thức ăn

có sự gia tăng liên tục về kích thước của các sinh vật ở mắt xích sau so vơi mắt xích

trước”.

Xét trên quan điểm kích thước tuyệt đối, có rất nhiều trường hợp ngoại lệ

Tuy nhiên khi xét trên quan điểm về kích thước tương đối, tức là trọng lượng

cơ thể, trên diện tích bề mặt thì quy luật trên vẫn đúng.

iv) Quy luật thứ hai: Quy luật về hình tháp sinh thái (Ecological Pyramid)

Hiệu suất sinh thái được xác định bằng tỷ số giữa đại lượng đồng hóa ở một

mức nhất định so với đại lượng đồng hóa ở mức trước nó tính theo %.



25



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Cấu trúc dinh dưỡng có thể biểu thị bằng các sơ đồ hình tháp sinh thái với

đáy là bậc dinh dưỡng của sinh vật sản xuất, còn các bậc kế tiếp thì tạo nên các

tầng và đỉnh của tháp



Chiều ngang tỉ lệ với dòng năng lượng hay năng suất của mỗi bậc



Chiều cao tương ứng với chiều dài của chuỗi dinh dưỡng

Tháp số lượng: Đơn vị đo là số lượng sinh vật của mỗi bậc dinh dưỡng trên



một đơn vị diện tích

Sinh vật tiêu th bc 2

Sinh vt tiờu th bc 1

SL



Em bé



1



Con bê



4,5



Cây ®Ëu bß Medicago



Sinh vật sản xuất



2x107



Qui luật: “Trong một chuỗi thức ăn, số lượng cá thể ở mắt xích trước bao

giờ cũng lớn hơn số lượng cá thể của mắt xích sau và chỉ có như thế thì các quần

xã sinh vật mới tồn tại được.”

Tháp sinh khối (số lượng): Đơn vị tính là khối lượng các cá thể trên một đơn vị thể

tích hay diện tích



Tháp sinh khối biểu diễn khối lượng sinh vật được chuyển hóa qua các bậc

dinh dưỡng trong các thời điểm xác định.

Trong các quần xã mới được thành lập đỉnh của hình tháp sinh khối sẽ hẹp.

Trong các quần xã nơi mà sinh vật sản xuất có kích thước nhỏ, đời sống ngắn thì

tháp sinh khi cú dng ngc.

KL



Em bé 4,72x105

g

Con bê 9,62x105

g đậu bò Medicago 8,03x107 g

Cây



SV TT bc 2

SV TTbc 1

SV SX



Thỏp năng lượng biểu diễn số năng lượng trong dòng năng lượng chuyển

hóa hay năng suất trong các bậc dinh dưỡng khỏc nhau.



26



Bi ging sinh thỏi mụi trng 4-2013



NL



Mô cơ ở ngời 8,3x103

cal

Lợng thịt bê sản sinh 1,19x106 cal

Cây đậu Medicago sản xuất 1,49x107 cal

ánh sáng mặt trời nhận đợc 6,3x1010 cal



Quy luật: “Khi chuyển từ dạng này sang dạng khác, năng lượng không

được bảo tồn 100 %, mà mất đi một phần lớn dưới dạng nhiệt ”.

Bằng dòng năng lượng, dễ dàng so sánh các hệ sinh thái với nhau, đồng thời

là phương tiện để đánh giá vai trò của các quần thể trong quần xã.

Chuỗi thức ăn không thể kéo dài:

+) Thường là 4-5 bậc đối với các hệ trên cạn

+))̀ Khoảng 6-7 bậc đối với các hệ ở dưới nước

+))̀ Tháp năng lượng bao giờ cũng có dạng hình tháp chuẩn.

Nói chung: Các dẫn liệu về số lượng thường làm tăng vai trò của các sinh vật

nhỏ, còn sinh khối lại có vai trò làm tăng vai trò của các sinh vật lớn. Dòng năng

lượng là chỉ số thích hợp nhất để so sánh một yếu tố bất kỳ với các yếu tố khác và

của tất cả các yếu tố trong hệ sinh thái với nhau.

3.3. Hoạt động chu kỳ của quần xã

Hoạt động của quần xã luôn ln biến đổi theo những chu kỳ nhất định, có

thể là chu kỳ ngày đêm hoặc chu kỳ mùa.

i) Chu kỳ ngày đêm:

- Dao động nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng theo ngày đêm là nguyên nhân làm

cho các loài sinh vật hoạt động theo chu kỳ ngày đêm như lồi đêm, lồi ngày, lồi

hồng hơn hoặc có lồi hoạt động vào sáng sớm, trưa, chiều tùy thuộc vào thời tiết

như nhiệt độ, nắng, khơ hay ẩm. Nói chung ánh sáng tác động đến động vật vì vậy

có những nhóm ăn sáng hay ăn đêm. Nhiệt độ quyết định giờ đi ăn sớm hay muộn.

Có những giờ cao điểm tương ứng với điều kiện sinh thái bên ngồi thích hợp cho

sự hoạt động của các nhóm động vật, như nhóm ăn cỏ, nhóm hút mật, nhóm ăn thịt

lớn và nhóm ăn thịt nhỏ

- Chu kỳ ngày đêm thể hiện rõ nét nhất ở vùng nhiệt đới

- Tính chu kỳ ở các quần xã là đặc tính thích nghi của các sinh vật với sự

phân hóa theo thời gian của các yếu tố mơi trường vùng nhiệt đới.

Ưu điểm:

- Tảo âiãưu kiãûn cho sinh trỉåíng v phạt triãøn ca cạc loi.

- Gim sỉû cảnh tranh ngoi loi

- Tàng tênh thêch nghi giỉỵa cạc lai säúng chung vãư dinh

dỉåỵng v khäng gian sinh täưn.

ii) Chu kỳ mùa:



27



Bài giảng sinh thái mơi trường 4-2013



- Là thuộc tính của hầu hết các quần xã, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của quần

xã suốt cả năm. Ở động vật chu kỳ hoạt động theo mùa được thể hiện rõ nét như ngủ

đông, ngủ hè, di cư theo mùa. Hiện tượng ngừng phát triển ở nhiều lồi cơn trùng

(diapouse). Nhiều lồi thực vật có hiện tượng rụng lá giảm sinh trưởng vào mùa

đông. Chu kỳ mùa ở đây trùng hợp với mùa sinh sản của thực vật và động vật

- Chu kỳ mùa thể hiện rõ nét nhất ở các quần xã vùng ôn đới, Ở nhiệt đới nó

tương ứng với mùa mưa và mùa khô.

- Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự thay đổi của các yếu tố môi

trường theo mùa: nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, ánh sáng..., cũng như sự thay đổi của

các yếu tố hữu sinh như thức ăn.

Ví dụ: Vào mùa khơ những chim ơn đới di trú từ Chàm Chim (Đồng Tháp) về các vực nước trong

Vườn Quốc gia Yok Đôn trùng hợp với nguồn lợi tơm, cá trong khu vực.



Tính chất chu kỳ của quần xã, trước hết là do sự thay đổi của các quần thể

trong quần xã. Vì vậy, khi nghiên cứu tính chất chu kỳ của quần xã trước hết phải

tìm hiểu chu kỳ của các quần thể tạo nên quần xã.

3.4. Dạng quần xã sinh thái đệm (ecoton) và khái niệm về hiệu ứng biên

Quần xã sinh thái đệm là vùng chuyển tiếp giữa hai hay nhiều quần xã kế

cận nhau.

Do đặc tính phân bố như vậy cho nên quần xã sinh thái đệm có những tính

chất đặc thù khác hẳn các quần xã khác.

- Trước hết quần xã sinh thái đệm được đặc trưng bởi tính chất điển hình về

kích thước của quần xã. Các quần xã sinh thái đệm thường có chiều dài lớn, nhưng

chiều rộng lại ln hẹp hơn các quần xã kế cận.

- Tính chất phân bố và điều kiện sinh cảnh đặc thù dẫn đến đặc trưng thứ hai

của quần xã sinh thái đệm là sự đa dạng thành phần lồi: vừa có các lồi của các

quần xã kế cận, lại vừa có các lồi đặc trưng cho vùng sinh thái đệm.

- Cuối cùng là mật độ: mật độ của vùng sinh thái đệm thường cao hơn các

quần xã lân cận nó.

Hiện tượng gia tăng tính đa dạng, cùng như về mặt số lượng, mật độ của

quần xã sinh thái đệm được gọi là hiệu ứng biên.

Những lồi sinh vật có phần lớn thời gian hoạt động hoặc sống chủ yếu ở

vùng sinh thái đệm được gọi là loài giáp ranh.

3.4. DIỄN THẾ CỦA QUẦN XÃ SINH HỌC



3.4.1.Khái niệm

Trong tự nhiên, các quần xã sinh học ln biến đổi tổ thành của mình theo

một hướng xác định do nhiều lý do khác nhau.

Diễn thế của quần xã là q trình phát triển có thứ bậc, diễn ra do những biến

đổi nội tại của quần xã trong đó có sự thay thế một số lồi này bằng một số lồi khác

thích nghi hơn với điều kiện sống.



Như vậy, diễn thể của quần xã là một quá trình thay thế kế tiếp nhau quần xã

này bằng một quần xã khác trong từng vùng cho đến khi có quần xã ổn định và

thường là chúng tiếp diễn theo hướng xác định.

28



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Các quần xã quá độ khác nhau được gọi là các giai đoạn phát triển hay các

quần xã chuyển tiếp. Quần xã đầu tiên được gọi là quần xã tiên phong, còn hệ thống

ổn định cuối cùng được gọi là quần xã cao đỉnh (climax).

Trong q trình diễn thế, thành phần lồi ln luôn thay đổi, kéo theo điều

kiện của môi trường sống cũng bị biến đổi, khơng còn phù hợp cho sinh trưởng và

phát triển của chính nó, khi đó nó bị đào thải và thay bằng một loài khác phù hợp

với điều kiện môi trường mới, nghĩa là một quần xã mới đã được thiết lập.

Đặc điểm của quần xã trong q trình diễn thế:

- Thay đổi thành phần lồi

- Tăng tính đa dạng, tăng kích thước sinh vật suất

- Phân hóa khơng gian ngày càng phức tạp

- Thay đổi bản chất quan hệ dinh dưỡng

- Tăng tính thích nghi của sinh vật với nhau và với ngoại cảnh

Diễn thế có thể xảy ra theo hai chiều hướng tiến bộ hoặc thối hóa.

Phân loại diễn thế: có nhiều cơ sở để phân loại diễn thế như dựa vào động lực

của diễn thế, dựa vào khởi đầu diễn thế, dựa vào sự phân hủy và tổng hợp vật chất,..

Dựa vào khởi điểm của quá trình diễn thế, trong sinh thái học người ta phân

biệt hai quá trình diễn thế khác nhau:

Diễn thế sơ cấp - diễn thế nguyên sinh (Primary succession)

- Diễn thế ở các khu vực, mà trước đó chưa hề có quần xã nào tồn tại. 4 giai

đoạn chính: (1) Di cư các mầm mống thực vật đến vùng đất mới; (2) Định cư và sinh

trưởng của các loài thực vật đơn lẻ; (3) Quần tụ, tái sinh thành các nhóm cây con

xung quanh cây mẹ; (4) Xâm nhập các nhóm thực vật này vào các nhóm thực vật

khác.

- Diễn thế thứ cấp - diễn thế thứ sinh: là diễn thế xảy ra trên một khu vực

mà trước đó đã có một quần xã tồn tại và bị tiêu diệt, nghĩa là đã có sẵn những mầm

mống sống của các sinh vật. (Chẳng hạn do rừng bị cháy / khai thác trắng)

Ví dụ:

+ Lim - sim mua - sau sau - lim non mọc dưới tán rừng lim - lim thuần loại.



Do đặc tính của diễn thế thứ cấp, cho nên tốc độ và năng suất của nó thường

cao hơn so với diễn thế nguyên sinh.

Tùy theo kiểu thảm thực vật (hồ, thảo nguyên, rừng, ...) thời gian diễn thế của

các quần xã ở ôn đới và nhiệt đới khác nhau, kéo dài từ 20 tới 100 năm hay hơn.

Diễn thê phân huỷ: Trong tự nhiên còn có các quần xã mất đỉnh cực, nghĩa

là chưa phát triển đến quần xã cao đỉnh. chưa thiết lập được cân bằng sinh thái

trong hệ thống đã bị tiêu diệt do lý do này hoặc lý do khác.

Trong một số trường hợp đây là quá trình hết sức nguy hiểm, nếu được lặp đi

lặp lại nhiều lần, nhất là trong điều kiện khắc nghiệt của vùng khí hậu hoang mạc

hay bán khơ hạn, lúc này tính chất của mơi trường vật lý sẽ có những thay đổi cơ

bản, kết quả là thành phần lồi của quần xã tiên phong sẽ thay đổi, đơi khí rất khó tái

thiết lập được chu trình bình thường của các chất dinh dưỡng, quá trình diễn thế tự

nhiên bị phá vỡ, khó có khả năng phục hồi lại bằng con đường sinh học.



29



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



3.5. Khái niệm về quần xã cao đỉnh (climax)

Quần xã cao đỉnh (đỉnh cực) là quần xã cuối cùng của diễn thế sinh thái,

có thể duy trì được trạng thái cân bằng với nơi ở.

Đặc điểm của quần xã cao đỉnh: Quần xã cao đỉnh là quần xã có hiệu suất

sử dụng năng lượng cao nhất, trên một đơn vị của dòng năng lượng cung cấp cho

quần xã, sẽ tạo ra một sinh khối lớn nhất, hay một lượng thông tin cao nhất. Đây là

giai đoạn có những biến đổi quan trọng, sự phát triển nặng về lượng trong các giai

đoạn trước được chuyển hóa thành q trình tích lũy và phát triển về chất trong giai

đoạn sau. Trong quần xã cao đỉnh các sinh vật thích nghi nhất với nhau và với các

điều kiện môi trường sống, quần xã có tính đa dạng cao, có sự cân bằng giữa các

nhân tố hữu sinh và vơ sinh, có sự ổn định lớn, các sinh vật có sự thích nghi cao nhất

với nhau và với mơi trường sống.

Do tính chất như vậy của quần xã cao đỉnh, trong sinh thái học xuất hiện

trường phái của một số nhà học giả phương Tây cho rằng quần xã cao đỉnh là quần

xã bền vững nhất, nó bền vững đến mức khơng thể biến đổi hơn được nữa. Bởi vậy,

có thể coi quần xã cao đỉnh là giai đoạn phát triển tột cùng của diễn thế sinh thái.

Một nhóm khác, tiêu biểu là viện sỹ Sukatrev, cho rằng quần xã cao đỉnh chỉ là quần

xã bền vững nhất trong điều kiện hiện tại.

Trong sinh thái học tồn tại hai trường phái về cao đỉnh

- Trường phái đơn cao đỉnh: những người theo trường phái này cho rằng,

diễn thế của quần xã tất yếu đạt đến cao đỉnh và chỉ một cao đỉnh mà thôi.

- Trường phái đa cao đỉnh: cho rằng diễn thế của quần xã có thể đạt đến cao

đỉnh, khi thiết lập được cân bằng giữa các yếu tố hữu sinh và vô sinh của hệ sinh

thái trong điều kiện hiện tại và khi cân bằng phá vỡ thì quần xã thì thiết lập cao đỉnh

mới.

Những người theo trường phái đa cao đỉnh đã chia cao đỉnh ra thành nhiều

loại khác nhau. Cao đỉnh khí hậu duy nhất trong điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng

bình thường. Cao đỉnh thổ nhưỡng phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể của giá thể

(sự khác biệt điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng địa phương (nóng, lạnh, khơ, ướt, độ

thốt hơi nước của đất, đất cát, đất sét).

3.6. Khống chế sinh học và cân bằng sinh thái

i) Cơ sở lý huyết của hiện tượng khống chế sinh học: Tất cả các sinh vật

trong quần xã có quan hệ gắn bó, mật thiết với nhau qua chuỗi, hay mạng lưới dinh

dưỡng. Mối quan hệ giữa các mắt xích thức ăn hết sức đa dạng và phức tạp, có ảnh

hưởng quan trọng đến tương quan số lượng của tất cả các loài tronng quần xã.

Số lượng cá thể của loài này tùy thuộc vào số lượng cá thể của lồi khác, tn

theo quy luật về hình tháp số lượng: “Trong chuỗi thức ăn, sinh vật lượng ln giảm

dần từ mắt xích sau so với mắt xích trước”.

Khống chế sinh học là sự khống chế, giới hạn sự phát triển về mặt số

lượng của loài này phụ thuộc vào sự phát triển số lượng của một hay một nhóm

lồi khác.



30



Bài giảng sinh thái mơi trường 4-2013



Cơ chế này đảm bảo cho sự phát triển của các loài không vượt quá ngưỡng

sinh thái, phù hợp với điều kiện hiện tại của môi trường. Trạng thái cân bằng như

vậy giữa các loài gọi là cân bằng sinh học, hay cân bằng sinh thái khi có tác động

của con người.

Tương quan này phụ thuộc vào cấu trúc, chức năng của quần xã, vào thành

phần và tính chất của các sinh vật cấu thành, cũng như phụ thuộc vào điều kiện hiện

tại của môi trường vật lý xung quanh.

Hơn nữa, các yếu tố môi trường vật lý luôn là các yếu tố giới hạn, điều khiển,

khống chế không cho phép các sinh vật phát triển theo khả năng của mình.

Cân bằng giữa các yếu tố hữu sinh và vô sinh thể hiện rõ nét nhất ở các quần

xã cao đỉnh. Tuy nhiên sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh rất không đồng đều

lên mọi thành viên của quần xã. Cho nên, mọi cân bằng trong tự nhiên ln có cơ

hội bị phá vỡ, để thiết lập nên cân bằng mới. Bởi vậy, khi khơng có sự can thiệp của

con người vào thiên nhiên, các hệ sinh thái ln có xu hướng biến đổi và chuyển

dịch về trạng thái cân bằng theo quá trình diễn thế.

Trạng thái cân bằng của các hệ sinh thái có quan hệ mật thiết với tính đa

dạng về tổ thành lồi của các quần xã sinh học: tính đa dạng càng cao thì trạng

thái cân bằng càng bền vững, khó bị phá vỡ trước những tác động bất ngờ của các

yếu tố ngoại cảnh. Khống chế sinh học hay cân bằng sinh thái được sử dụng rộng rãi

trong phòng trừ sâu bệnh.

CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG 3



1. Khái niệm quần xã sinh học và ưu thế sinh thái.

2. Tính chất phân tầng của quần xã. Vì sao nói phân tầng là hình thái thích nghi của

quần xã sinh vật với các điều kiện của môi trường.

3. Chuỗi, mạng lưới thức ăn. Qui luật về mối quan hệ dinh dưỡng

4. Khái niệm diễn thế quần xã. Nguyên nhân, phân loại diễn thế. quần xã cao đỉnh.

5. Khái niệm khống chế sinh học và cân bằng sinh thái. Sử dụng hai nguyên lý này

trong việc sử dụng hợp lý tài nguyên sinh học.



31