CHƯƠNG 2: SỰ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI RỪNG CAO SU

Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



+ Cỏ (Vật cung cấp)  Châu chấu (VTTB1)  Chuột (VTTB2)  Rắn

(VTTB3)  Vi sinh vật phân giải (Vật phân hủy).

+ Lá cây cao su  Sâu ăn lá  Chim  Diều hâu  Vi sinh vật phân

giải.

- Nhận xét: Kích thước của các động vật tiêu thụ càng ở các cáp sau càng

lớn hơn cấp trước ngay sau nó; số lượng cá thể qua mỗi mắt xích ngày càng

giảm dần.

2.1.2.2. Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng mùn bã sinh vật và vật tiêu thụ bậc 1 là

vật phân hủy.

Ví dụ: Chất mun bã  Giun (VTTB1)  Chim (VTTB2)  Diều hâu

(VTTB3).

2.2. Lưới thức ăn

2.2.1. Khái niệm

- Khái niệm 1: Quần xã gồm nhiều chuỗi thức ăn,có quan hệ với nhau và

những chuỗi đó,có những mắc xích dung chung và được gọi là lưới thức ăn.

- Khái niệm 2: Mỗi loài trong quần xã sinh vật thường là mắc xích của

nhiều chuỗi thức

Ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắc xích dung chung tạo thành một lưới

thức ăn.

2.2.2. Lưới thức ăn trong hệ sinh thái rừng cao su

- Sơ đồ 1.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 8



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



Sâu

Lá



Cú



Châu chấu



Chim



Chuột



Diều hâu

Rắn



- Nhận xét:

+ Mỗi loài sinh vật trong quần xã không chỉ liên hệ với một chuỗi thức

ăn mà có thể liên hệ với nhiều chuỗi thức ăn khác. Tất cả các chuỗi thức ăn

trong quần xã hợp thành lưới thức ăn.

+ Tất cả các chuỗi thức ăn đều là tạm thời và không bền vững nên cấu

trúc của quần xã có thể bị thay đổi.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 9



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



+ Do cấu trúc của quần xã rừng cao su ít đa dạng về thành phần loài nên

tính ổn định của quần xã thấp.

2.3. Bậc dinh dưỡng và hình tháp sinh thái rừng cao su

2.3.1. Bậc dinh dưỡng

- Trong chuỗi thức ăn,các mắc xích làm thành các bậc dinh dưỡng. Trong

quần xã,mỗi bậc dinh dưỡng gồm nhiều loài cùng đứng trong một múc năng

lượng.

- Bậc dinh dưỡng là đơn vị cấu trúc nên chuỗi thức ăn. Có nhiều bậc dinh

dưỡng:

+ Bậc dinh dưỡng cấp 1( sinh vật sản xuất thuộc mắc xích số 1) gồm các

sinh vật có khả năng tự dưỡng.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 2 (thuộc mắc xích số 2) gồm các động vật ăn các

sinh vật sản xuất,đó là sinh vật tiêu thụ bập 1.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 3 ( thuộc mắc xích số 3) gồm những động vật ăn

động vật,đó là



sinh vật tiêu thụ bậc 2,…



- Ví dụ:

+ Cỏ (bậc dinh dưỡng cấp 1)  Châu chấu (bậc dinh dưỡng cấp 2) 

Chuột (bậc dinh dưỡng cấp 3).

+ Hạt (bậc dinh dưỡng cấp 1)  Chim sẻ (bậc dinh dưỡng cấp 2)  Cú

(bậc dinh dưỡng cấp 3).

+ Lá cây cao su ( bậc dinh dưỡng cấp 1)  Sâu ăn lá (bậc dinh dưỡng cấp

2)  Chim ăn sâu (bậc dinh dưỡng cấp 3)  Diều hâu (bậc dinh dưỡng cấp 4) .

Tùy thuộc vào việc sử dụng nguồn năng lượng nào, một loài có thể ở 1, 2

hay 3 bậc dinh dưỡng.

2.3.2. Các hình tháp sinh thái học rừng cao su.

2.3.2.1. Khái niệm hình tháp sinh thái học

- Quan hệ dinh dưỡng giữa các loài trong quần xã được thể hiện bằng

chuỗi,lưới thức ăn và các bậc dinh dưỡng. Số lượng cá thể, sinh vật lượng, hoặc

năng lượng được xếp theo bậc dinh dưỡng từ thấp lên cao bao giờ cũng sắp xếp

theo hình tháp. Hình tháp sinh thái được biểu diễn bằng những hinh chữ nhật

SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 10



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



xếp chồng lên nhau. Các hình chữ nhật đều có cùng một chiều cao, chiều dài

phụ thuộc vào năng lượng hay số lượng của cùng một bậc dinh dưỡng.

- Hình tháp có dạng thu nhỏ dần ở trên do hình tháp sinh thái học tuân

theo quy luật: Sinh khối của sinh vật sản xuất bao giờ cũng lớn hơn sinh khối

của sinh vật tiêu thụ bạc 1, sinh khối của sinh vật tiêu thụ bậc 1 lại lớn hơn sinh

khối của sinh vật tiêu thụ bậc 2,… Như vậy, tổng năng lượng bao gồm (số lượng

hay khối lượng) liên tiêp giảm giữa các bậc dinh dưỡng, nên hình tháp có đáy to

ở dưới, nhỏ dần ở trên.

2.3.2.2. Phân loại:

Có 3 loại hình tháp

2.3.2.2.1. Hinh tháp số lượng:

- Là hình tháp được xây dựng trên cơ sở phân tích các bậc dinh dưỡng

theo số lượng cá thể.

- Đặc điểm hình tháp:

+ Có đỉnh nhọn, đáy rộng, vì số lượng cá thể ở bậc dinh dưỡng thấp bao

giờ cũng lớn hơn số lượng cá thể ở bậc dinh dưỡng cao,đáy rộng biểu thị bậc

dinh dưỡng thấp, đỉnh nhọn biểu thị bậc dinh dưỡng cao.

+ Kích thước cơ thể của những cá thể thuộc bậc dinh dưỡng cao thường

lớn hơn kích thước cơ thể của những cá thể ở bậc dinh dưỡng thấp.

+ Số lượng cá thể ở bậc dinh dưỡng cao lại ít hơn số lượng cá thể ở bậc

dinh dưỡng thấp.

- Ví dụ: Chuỗi thức ăn: Cỏ lạc  Sâu róm  Chim ăn sâu.

Chim ăn sâu



10 con

Sâu róm



1000 con



Cỏ lạc



100.000 cây



Hình 1. Sơ đồ hình tháp số lượng

2.3.2.2.2. Hình tháp sinh vật lượng

- Là hình tháp biểu thị tổng trọng lượng chất khô ( gam, kg) hay các chỉ

số đo khác của tổng số chất sống. Nó được xây dựng trên cơ sở phân tích các

SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 11



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



bậc dinh dưỡng theo sinh vật lượng và chuỗi thức ăn có vật ăn thịt, thường có

dạng hình tháp với đỉnh nhọn phía trên.

- Đặc điểm hình tháp

+ Có đáy rộng, đỉnh nhọn.

+ Nó có giá trị khoa học cao hơn hình tháp số lượng, vì mỗi bậc dinh

dưỡng được biểu thị bằng số lượng chất sống (gam, kg), do đó có thể so sánh

phần nao các bậc dinh dưỡng với nhau.

+ Hạn chế: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của chất sống trong

các bậc dinh dưỡng là khác nhau; không chú ý đến thời gian trong việc sinh vật

lượng ở mỗi bậc dinh dưỡng; hình tháp sinh vật lượng này không đề cập tới vi

khuẩn, vì tuy kích thước nó nhỏ nhưng tốc độ chuyển hóa và tác dugj của nó rất

lớn.

- Ví dụ:



5kg



Chim ăn sâu

Sâu róm



40kg



Cỏ lạc



5000kg



Hình 2. Sơ đồ hình tháp sinh vật lượng.

2.3.2.2.3. Hình tháp năng lượng

- Đây là loại hình tháp hoàn thiện nhất. Các bậc dinh dưỡng trong hình

tháp được trình bày dưới dạng tỷ số giữa số năng lượng ( tính bằng kcal ) được

tích lũy trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích hay thể tích.

- Đặc điểm:

+ Đáy rộng, đỉnh nhọn, do khi chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc

dinh dưỡng cao luôn có sự mất năng lượng, nên chỉ còn giữ lại một phần năng

lượng rất nhỏ cần thiết cho sự tăng trưởng của cơ thể.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 12



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



+ Nó là loại hoàn thiện và có giá trị nhất, vì nó không những cho phép so

sánh các hệ sinh thái với nhau, mà còn có thể đánh giá vai trò của quần thể các

loài trong hệ sinh thái.

- Ví dụ: Năng lượng mặt trời  Cỏ lạc  Sâu róm  Chim ăn sâu.

2.4. Chu trình địa hóa trong hệ sinh thái rừng cao su

- Chu trình địa hóa ( chu trình vật chất) trong hệ sinh thái là sự trao đổi

liên tục của các nguyên tố hóa học giữa môi trường và quần xã sinh vật. Nhờ

hoạt động quang hợp, cây xanh hấp thu CO 2, muối khoáng và nước để tổng hợp

cacbonhydrat và các chất dinh dưỡng khác. Những hợp chất này cây xanh sử

dụng làm thức ăn,cuối cùng lại được sinh vật phân giải, trả lại môi trường những

chất ban đầu.

- Chu trình địa hóa là chu trình trao đổi các chât trong tự nhiên,theo

đường từ môi trường ngoài truyền vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng,

rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường. Hay đó còn là chu trình vận động

của các chất vô cơ trong hệ sinh thái theo đường từ ngoại cảnh chuyển vào cơ

thể sinh vật, rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại ngoại cảnh. Chu trình địa hóa

duy trỳ sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.

- Chu trình địa hóa được chia thành 2 nhóm: Chu trình các chất khí và chu

trình các chất lắng đọng.

+ Chu trình các chất khí: Các chất tham gia có nguồn dự trữ trong khí

quyển hay thủy quyển, sau khi đi qua quần xã sinh vật, ít bị thất thoát, phần lớn

hoàn lại cho chu trình. Bao gồm những nguyên tố: cacbon, nitơ, nước. Ở dạng

khí chúng chiếm ưu thế trong chu trình,măt khác từ cơ thể sinh vật chúng trở lại

môi trường tương đối nhanh.

+ chu trinh các chất lắng đọng: Các chất tham gia có nguồn dự trữ từ vỏ

trái đất, sau khi đi qua quần xã, phần lớn tách khỏi chu trình đi vào các chất lắng

đọng, gây thất thoát nhiều hơn. Đây là chu trình của những chát lưu huỳnh,

photpho.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 13



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



- Sơ đồ tổng quát về trao đổi vật chất trong tự nhiên.



Chất dinh dưỡng trong tự nhiên



Phần trao

đổi giữa

quần thể và

quần xã với

môi trường



Sinh vật

sản xuất



Sinh vật

tiêu thụ



Sinh vật phân giải



Phần

vật chất

lắng

dọng

2.4.1. Chu trình nước



- Nó không chỉ là nguồn õi, hydromaf còn là thành phần quan trọng cuẩ

cơ thể sống. Chu trình nước có 2 dạng quan trọng là:

+ Quá trình bốc hơi nước trên bề mặt Trái Đất: Năng lượng Mặt Trời làm

các thủy vực bốc hơi tạo hành hơi nước trong khí quyển, hơi nước tích tụ lại

thành mây, mây được gió mang đi gặp lạnh tạo thành mưa, mưa rơi một phần

thấm vào đất một phần đổ vào biển và đại dương, Nước thấm vào đất sẽ được rễ

cây hút rồi thoát hơi nước vào khí quyển, phần khác được con người khai thác

và sử dụng. Lượng nước rơi xuống bề mặt lục địa rất ít, trong đó 2/3 lại bốc hơi

vào khí quyển.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 14



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



+ Quá trình thoát hơi nước do thực vật: thực vật chỉ dung một phần nước

mưa rơi xuống rồi lại thoát hơi nước vào khi quyển. Khối lượng nước bốc hơi do

thực vật là rất lớn.

Chu trình nước có thể chia thành 4 mảng lớn: Mảng khí quyển ở phía trên

bề mặt trái đất. Còn ở bề mặt trái đất có 3 mảng: Mảng lục địa, gồm nguồn nước

ao, hồ, sự bốc hơi nước từ các sinh vật và hoạt động của núi lửa thiêu đốt hơi

nước làm giảm độ ẩm hơi nước. Mảng đại dương,nhận nước từ lục địa và khí

quyển. Mảng các núi bang ở các cực thường xuyên bị chảy ra xuống đại dương

do nhiệt độ không khí nóng lên. Giữa các khí quyển và bề mặt Tái Đất có sự

luôn chuyển của nước ở dạng hơi nước.

2.4.2. Chu trình cacbon

- Cacbon tham gia vào thành phần cấu tạo của cacbonhydrat, chất tiền

nhân để hình thành nên các hợp chất hữu cơ khác như protein, lipit, các vitamin,

…

- Cacbonhydrat đi vào chu trình dưới dạng CO2, một phần được thực vật

sử dụng để tạo chất hữu cơ, tạo thức ăn cho các động vật ăn cỏ… Hô hấp của

động vật, thực vật và sự phân giải của vi sinh vật đã trả lại CO 2 và nước cho môi

trường.

- Chu trình cacbon có thể chia thành 4 mảng lớn: Mảng khí quyển ở phía

trên bề mặt trái đất. Còn ở bề mặt trái đất có thể chia thành 3 mảng; Mảng lục

địa do hoạt động của các quá trình địa chất và sinh học; mảng đại dương và

mảng do hoạt động của con người. Giữa khí quyển và bề mặt Trái Đất có sự

luân chuyển cacbon.

2.4.3. Chu trình nitơ

- Không khí chứa tới 78% nitơ, nhưng hầu như không có một sinh vật nào

có thể sử dụng được trực tiệp từ không khí ( trừ vài loài cố định đạm, tảo lam

cộng sinh với bèo dâu). Nitơ xâm nhập vaoh hệ sinh thái là nhờ: Hiện tượng

phóng điện do sấm sét hay từ chất thải của các quả trình dị hóa, do động vật tạo

ra (urê, ammoniac…). Nhờ hoạt động cuae các vi khuẩn cố định đạm đã tạo ra

một số lượng lớn nitơ.

SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 15



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



- Chu trình nitơ cũng có thể phân thành 4 mảng lơn: Mảng khí quyể,

mảng trầm tích, mảng của vi sinh vật, mảng của động vật và thực vật.

2.4.4. Chu trình photpho

- Photpho có trong thành phần của cơ thể sinh vật và và khi sinh vật chết

đi tạo ra một nguồn photpho, tham gia vào chu trình lắng đọng, có khối lượng

lớn dưới dạng quặng.

- Có thể chia thành các mảng: Mảng sinh vật và các chất thải tạo ra từ

chúng, mảng các mỏ quặng và các hoạt đông khai khoáng của con người, mảng

trầm tích ở biển và đại dương.

2.4.5. Các con đường hoàn lại vật chất vào chu trình sinh địa hóa

- Sự bài tiết sơ cấp (nước tiểu, phân) của động vật.

- Sự phân giải các chất hữu cơ bị phân hủy nhờ vi sinh vật (nấm, vi

khẩn…).

- Xác sinh vật, phân, nước tiểu khi tự tiêu sẽ giải phóng ra 25-27% chất

dinh dưỡng trước khi bị vi sinh vật phân giải.

- Do năng lượng của Mặt Trời (thủy triều, ánh sáng) và con người sản

xuất tạo ra các loại phân bón (đạm, lân,…).

Điều quan trọng nhất trong chu trình trao đổi vật chất không phải là lượng

các chất có thể trao đổi mà là cường độ của sự trao đổi và tốc độ của dòng vận

chuyển vật chất nhanh hay chậm, mạnh hay yếu.



SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 16



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



CHƯƠNG 3: SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH

THÁI RỪNG CAO SU VÀ NĂNG SUẤT SINH HỌC

3.1. Năng suất sinh học của hệ sinh thái rừng cao su

- Đó là khả năng sản sinh ra chất sống của quần xã, làm tăng khối lượng

của sinh vật trong hệ sinh thái.

- Năng suất sinh học gồm 2 loại: loại sơ cấp và loại thứ cấp.

+ Năng suất sinh học sơ cấp là khối lượng các chất hữu cơ sản xuất được

của sinh vật trên một đơn vị diện tích hay thể tích, trong một đơn vị thời gian.

+ Năng suất sinh học thứ cấp chỉ khối lượng các chất hữu cơ sản xuất

được và tồn trữ ở vật tiêu thụ và vật phân hủy.

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng khác nhau khá lớn, tùy theo bậc dinh

dưỡng.

3.2. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng cao su

- Đó là sự vận chuyển năng lượng qua các bậc dinh dưỡng trong một

chuỗi thức ăn của hệ sinh thái.

- Các chất hữu cơ do cây tổng hợp, một phần cây sử dụng để sống và sinh

trưởng, một phần mất đi dưới dạng nhiệt, phần còn lại được chuyển cho các sinh

vật dị dưỡng. Các sinh vật dị dưỡng này không trực tiếp ăn các chất khoáng mà

phải ăn các chất hữu cơ đã được chế biến sẵn. Trước hết là các loài ăn cỏ, sau đó

chuyển cho các loài ăn thịt. Trong chuỗi của dòng năng lượng ấy, ở mỗi một

mắc xích mất đi khoảng 80-90% năng lượng, và như vậy chỉ có 10-20% năng

lượng được chuyển cho bậc dinh dưỡng sau.

- Các mức của dòng năng lượng gồm có 2 mức:

+ Ở mức cá thể: để sống, sinh trưởng, và sinh sản cơ thể sinh vật cần có

năng lượng để đảm bảo 4 hoạt động: Bảo đảm hoạt động trong điều kiện cơ sở

như hô hấp, ổn định thân nhiệt,…; Bảo đảm cho hoạt động vận chuyển; Bảo

đảm sự sinh trưởng sinh ra chất sống mới; Bảo đảm sự tạo ra các yếu tố trong

sinh sản (hoa, quả, hạt, trứng, tinh trùng…),chất dự trữ.

+ Ở mức hệ sinh thái thông qua các bậc dinh dưỡng.

Cac thành phần của dòng năng lượng gồm:

SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 17



Bài tiểu luận



GVHD Triệu Thy Hòa



+ Sản lượng sinh vật toàn phần (PB hayA) là lượng chất sống do một do

một cơ thể hoặc các sinh vật trong một bậc dinh dưỡng sản sinh ra trong một

khoảng thời gian nhất dịnh nào đó trên một đơn vị diện tích.

+ Sản lượng sinh vật thực tế (PN hay PS) là sản lượng sinh vật toàn

phần, trừ đi phần chất song đã bị tiêu hao trong qua trình hô hấp (R),đó là chất

hữu cơ được tích lũy để làm tăng khối lượng sinh vật.

+ Sản lượng sinh vật ban đầu hay sơ cấp có thể là sản lượng sinh vật ban

đầu toàn phần (A) hay sản lượng thực tế (PN).

+ Sản lượng sinh vật thứ sinh là sản lượng sinh vật đối với vật tiêu dung.

+ Sản lượng sinh vật riêng (P/B) còn được gọi là vận tốc đổi mới của

sinh vật lượng. P là sản lượng sinh vật toàn phần hoặc thực tế, B là sinh vật

lượng, P/B biểu thị sản lượng sinh vật của một đơn vị sinh vật lượng trong

khoảng thời gian nhất định.

Dòng năng lượng trong một chuỗi thức ăn

+ Đối với vật cung cấp:

LT = LA + NU1

LA = PB + CH

PB = PN + R1

Trong đó: LT : Tổng năng lượng bức xạ chiếu xuống hệ sinh thái

LA : Năng lượng cây hấp thụ được

NU1 : Phần năng lượng bị mất đi

PB : Sức sản xuất sơ cấp thô

CH : Năng lượng phát tán dưới dạng nhiệt

PN : Sức sản xuất sơ cấp nguyên

R1 : Phần năng lượng mất đi do hô hấp

+ Đối với vật tiêu thụ

PN = I1 + NU2

I1 = A1 + NA1

A1 = PS1 + R2

Trong đó: I1 : Một phần năng lượng của sức sản xuât sơ cấp nguyên.

SVTH: Hiêng Thị Hiệp



trang 18