5 ĐẶC ĐIỂM TỒN TẠI VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ SINH THÁI.

Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói một cách khác, chúng tồn tại được là dựa

vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra.

Tuỳ theo đặc điểm tiêu thụ của chúng, được chia ra:

- Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (C1): bao gồm những loài động vật ăn thực vật.

- Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (C2): Bao gồm sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu

thụ bậc 1 làm thức ăn.

- Sinh vật tiêu thụ bậc 3 và bậc 4 (C3 và C4) có thể là sinh vật ăn thịt, sử

dụng sinh vật tiêu thụ bậc 2 làm thức ăn. Cũng có thể là ký sinh trùng sống ký

sinh trên sinh vật tiêu thụ bậc1 hoặc bậc 2 hoặc động vật ăn xác chết.

+ Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng,

sống hoại sinh (saprophy).

Từ bản chất là sinh vật dị dưỡng nên các vi sinh vật tham gia vào thành

phần cấu trúc của hệ sinh thái cũng được xem là sinh vật tiêu thụ, còn một số loài

động vật trong hệ sinh thái cũng được xem là sinh vật phân hủy. Khác với vi sinh

vật, động vật tham gia vào quá trình phân hủy ở giai đoạn thơ, giai đoạn trung

gian, còn vi sinh vật phân hủy các chất ở giai đoạn cuối cùng, giai đoạn khống

hóa. Hầu hết các hệ sinh thái tự nhiên gồm đầy đủ bốn thành phần cơ bản ấy. Tuy

nhiên trong một số hệ sinh thái khơng có đủ cả bốn thành phần

Cấu trúc đầy đủ của hệ sinh thái gồm:

- Sinh vật sản xuất (Producer - P)

- Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C)

- Sinh vật phân hủy (Decomposer - D)

- Các chất vô cơ (CO2, O2 , H2O, CaCO3...) .

- Các chất hữu cơ (protein, lipit, gluxit, vitamin, enzym, hoocmon...)

- Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa...).

Như vậy, 3 thành phần đầu chính là quần xã sinh vật, 3 thành phần sau chính là

mơi trường sống

Trong hệ sinh thái, dòng năng lượng bắt đầu từ mặt trời chuyển đổi qua hoạt

động chức năng của sinh vật chỉ theo một chiều mà khơng quay vòng trở lại. Còn

thức ăn cần thiết để bảo tồn sự sống thì vận động theo chu trình kín, từ nguồn vật

chất vô cơ ban đầu (CO2 + H2O) qua các đối tượng sinh vật, cuối cùng lại trở về

nguồn.

Vậy là, vật chất vận động trong chu trình được hòan ngun, còn năng lượng

hữu hiệu nạp vào với bức xạ mặt trời thì giảm dần qua mỗi mức tiêu thụ.

Tất cả các hệ sinh thái trong tự nhiên có cấu trúc và phương thức phát triển

riêng của mình, phụ thuộc vào cường độ trao đổi vật chất và năng lượng giữa bốn

thành phần cấu thành. Những biến đổi diễn ra nhanh hay chậm tùy thuộc vào hệ sinh

thái.

4.2.2. Sự tự điều chỉnh của hệ sinh thái

Các hệ sinh thái có khả năng điều chỉnh riêng, nghĩa là khả năng lập lại cân

bằng về số lượng giữa các quần thể, lập lại cân bằng của vòng tuần hồn vật chất và

năng lượng giữa các thành phần trong hệ thống. Cân bằng này gọi là cân bằng sinh

thái (nội cân bằng động).



35



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Sự tự điều chỉnh của hệ sinh thái là kết quả tổng hợp của sự tự điều chỉnh của

từng cơ thể, quần thể,quần xã và hệ sinh thái khi có sự thay đổi của các yếu tố

ngoại cảnh. Trong thiên nhiên, sự phong phú về thể loại trong sinh giới chính là một

thứ “van“ bảo hiểm cho sự ổn định, bền vững của hệ sinh thái.

Bản chất sự tự điều chỉnh của sinh vật







Mức độ cá thể: Thay đổi hình thái, cấu trúc và hoạt động sinh lý cơ thể

Mức độ quần thể: Bản chất là điều chỉnh các yếu tố liên quan mật độ



Cấu trúc tuổi

Câu trúc giới

Tập tính hoạt động

Phân bố







Tốc độ sinh sản

Tỷ lệ tử vong

Sinh trưởng

Tăng trưởng



Trao đổi vật chất

năng lượng giữa

quần thể với ngoại

cảnh



Mức độ quần xã: Bản chât là điều chỉnh các yếu tố liên quan tương quan số

lượng các lồi:



Trao đổi vật chất năng lượng

trong và ngồi quần xã



Tính đa dạng

Phân bố khơng gian

Quan hệ dinh dưỡng

Tính chất lồi sống chung



Cơ chế điều chỉnh ở mức độ hệ sinh thái bao gồm: (1) cơ chế dự trữ và thải bỏ

chất dinh dưỡng, (2) cơ chế tổng hợp và phân giải chất hữu cơ.

Quan hệ tương tác của chu trình vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh

thái lớn tạo nên sự tự điều chỉnh của nội cân bằng mà khơng cần sự can thiệp từ

bên ngồi.

Mỗi cơ thể, quần thể, quần xã có giới hạn nhất đinh đối với từng yếu tố sinh thái, tùy

thuộc vào vị trí tiến hóa của cơ thể, quần thể, quần xã cũng như mức độ và tần suất

tác động của các nhân tố sinh thái khác. Sự tự điều chỉnh của các hệ sinh thái có giới

hạn nhất định, nếu sự thay đổi vượt quá giới hạn, hệ sinh thái bị phá vỡ cơ chế tự

điều chỉnh, mất khả năng lập lại cân bằng, hệ bị phá hủy. Sự mất cân bằng lúc đầu

xảy ra ở một thành phần trong hệ thống, sau lan ra các thành phần khác và có thể di

chuyển từ hệ sinh thái này sang hệ sinh thái khác.

Một số nguyên nhân của sự phá vỡ sự cân bằng sinh thái

Sự cân bằng của hệ sinh thái bị phá vỡ do quá trình tự nhiên và nhân tạo. Các quá

trình tự nhiên như núi lửa, động đất …. Các q trình nhân tạo chính là các hoạt

động sống của con người như tiêu diệt một loại thực vật hay động vật, hoặc đưa vào

hệ sinh thái một hay nhiều loại sinh vật mới lạ; hoặc phá vỡ nơi cư trú vốn đã ổn

định từ trước tới nay của các lồi; hoặc q trình gây ơ nhiễm, độc hại; hoặc sự tăng

nhanh số lượng và chất lượng một cách đột ngột của một lồi nào đó trong hệ sinh

thái làm phá vỡ sự cân bằng.



36



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Như vậy, khi một mắc xích quan trọng trong tồn hệ sinh thái bị phá vỡ nghiêm

trọng thì hệ sinh thái đó dễ dàng bị phá vỡ.

4.3. Khái niệm ô nhiễm: Ô nhiễm là hiện tượng do hoạt động của con người hoặc

một số quá trình tự nhiên dẫn đến sự thay đổi các yếu tố sinh thái vượt ra ngoài

giới hạn sinh thái của cá thể, quần thể, quần xã.

- Kiểm sốt được ơ nhiễm mơi trường: xác định được giới hạn của cơ thể,

quần thể, quần xã đối với từng yếu tố sinh thái.

- Xử lý ô nhiễm: là áp dụng và thực thi các giải pháp nhằm đưa các yếu tố

sinh thái trở về giới hạn thích ứng của cá thể, quần thể và quần xã. Bởi vậy, quan

trọng là hiểu rõ được cấu trúc, chức năng của từng hệ sinh thái, nguyên nhân làm

cho các yếu tố sinh thái vượt qua giới hạn thích ứng. Đây là nguyên lý sinh thái cơ

bản nhất được vận dụng vào việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ

mơi trường.

1.6



TUẦN HỒN VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI



1.6.1 Tuần hồn vật chất



Chu trình tuần hồn khơng ngừng các ngun tố hố học và các nguyên tố

dinh dưỡng từ môi trường vào cơ thể và từ cơ thể ra môi trường gọi là chu trình

sinh-địa-hố

Trong một chu trình như vậy thường có hai nguồn:

- Nguồn “dự trữ” có một khối lượng lớn, khối lượng các chất này thường

xuyên ở trong sinh quyển. Nhưng chúng chu chuyển rất chậm và thường không liên

hệ lắm đối với sinh vật.

- Nguồn “ trao đổi” là nguồn dự trữ có khối lượng nhỏ hơn nhiều, là nguồn

có những chất trao đổi thường xuyên giữa sinh vật với môi trường xung quanh.

Có hai loại chu trình:

- Chu trình các chất khí có nguồn dự trữ trong khí quyển hoặc trong thủy

quyển, như chu trình đạm –Nitơ (N), chu trình đioxyt Cacbon (CO2) và nước (H2O).

- Chu trình lắng đọng, trầm tích có nguồn gốc dự trữ nằm trong vỏ quả đất,

điển hình là chu trình lân (P), lưu huỳnh (S).

Trong hơn một trăm nguyên tố hóa học có trong tự nhiên, cơ thể sinh vật cần

khoảng chừng 30 nguyên tố.

- Các nguyên tố tối cần thiết cho cơ thể sinh vật như C, N, O, P, K, Ca, S.. và

cần với một khối lượng lớn, đó là các nguyên tố đa lượng.

- Một số nguyên tố khác như Bo, Mo, Cl, Cu, Zn..., sinh vật cần với một hàm



lượng nhỏ, nhưng thiếu vắng chúng thì các chu trình sinh học bị gián đoạn/ rối loạn,

khơng có hiệu suất cao, gọi là những nguyên tố vi lượng.



37



Bài giảng sinh thái môi trường 4-2013



Các nguyên tố này đều tham gia vào các chu trình sinh - địa - hóa.

Chu trình vật chất trong hệ sinh thái hoạt động tuân theo định luật bảo toàn

vật chất. Trong thực tế, mỗi nguyên tử khi tham gia vào vòng tuần hồn thường

được sử dụng đi và sử dụng lại nhiều lần để xây dựng lên cơ thể động thực vật.

Bởi vì các phân tử vật chất ln tồn tại một năng lượng hóa học bên trong nên

khi vật chất di chuyển, dòng năng lượng cũng được vận hành. Nói cách khác thì chu

trình vật chất và dòng năng lượng là hai chức năng cơ bản luôn luôn phối hợp cùng

nhau hoạt động trong một hệ sinh thái.



Hình 6



Quan hệ tương hỗ giữa chu trình dinh dưỡng và dòng năng lượng trong HST (Nguồn: L.V Khoa, 2002)



Dưới đây là một số chu trình vật chất điển hình.

- Chu trình CO2: (Sơ đồ 11)



Hình 7



Sơ đồ chu trình cacbon trong tự nhiên (Wallace 1986)



38