I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
A. Khái niệm
– Quần xã là 1 tập hợp các quần thể sinh vật khác loài sống trong 1 không gian xác định (sinh cảnh), ở đó chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường để tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian.
– Ví dụ, các loài thực vật, động vật, nấm, mốc và vi khuẩn; các loài cỏ sống ở ven hồ; các loài vi sinh vật, thực vật, động vật sống trong tầng nước và đáy hồ… là những quần xã sinh vật. Trong sinh thái học quần xã, các nhà nghiên cứu thường tập trung không chỉ vào những nhóm loài thuộc cùng dạng sống (quần xã sinh vật nổi, quần xã động vật đáy trong hồ) mà còn vào các bậc phân loại lớn như cây trên đồi, động vật trong ruộng lúa, thậm chí cả những nhóm loài rất riêng như quần xã kiến sống trên thân gỗ mục.
B. Các đặc trưng cơ bản của quần xã.
1. Tính đa dạng về loài của quần xã.
– Các quần xã thường khác nhau về số lượng loài trong sinh cảnh mà chúng cư trú. Đó là sự phong phú hay mức đa dạng về loài của quần xã. Mức đa dạng của quần xã phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái như: sự cạnh tranh giữa các loài, mối quan hệ con mồi – vật ăn thịt và mức độ thay đổi của các nhân tố môi trường vô sinh.
– Do nhiệt độ, lượng mưa cao và khá ổn định nên các quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài hơn so với các quần xã phân bố ở vùng ôn đới. Tuy nhiên, trong 1 sinh cảnh xác định, khi số loài tăng lên, chúng phải chia sẻ nhau nguồn sống, do đó số lượng cá thể của mỗi loài phải giảm đi.
2. Cấu trúc của quần xã.
a. Số lượng của các nhóm loài.
– Trong quần xã, mỗi nhóm loài có vai trò nhất định. Theo đó, quần xã gồm 3 nhóm loài: loài ưu thế có tần suất xuất hiện và độ phong phú cao, sinh khối lớn, quyết định chiều hướng phát triển của quần xã. Sau đó là loài chủ yếu, đóng vai trò thay thế cho loài ưu thế khi nhóm này suy vong vì nguyên nhân nào đó. Loài ngẫu nhiên có tần số xuất hiện và độ phong phú rất thấp, nhưng sự có mặt của nó làm tăng mức đa dạng cho quần xã. Cùng với 3 nhóm loài trên còn có loài chủ chốt, loài đặc trưng:
+ Loài chủ chốt là một hoặc 1 vài loài nào đó (thường là động vật ăn thịt đầu bảng) có vai trò kiểm soát và khống chế sự phát triển của các loài khác, duy trì sự ổn định của quần xã. Nếu loài này bị mất khỏi quần xã thì quần xã sẽ rơi vào trạng thái bị xáo trộn và dễ rơi vào tình trạng mất cân bằng.
+ Loài đặc trưng: Là loài chỉ có ở 1 quần xã nào đó hoặc là loài có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác và có vai trò quan trọng trong quần xã so với các loài khác.
– Vai trò số lượng của các nhóm loài trong quần xã được thể hiện bằng các chỉ số rất quan trọng: Tần suất xuất hiện, độ phong phú của loài.
+ Tần suất xuất hiện (độ thường gặp) của loài là tỉ số (%) của 1 loài gặp trong các điểm khảo sát so với tổng số các điểm được khảo sát. Ví dụ, trong 80 điểm khảo sát, cỏ lồng vực có mặt ở 60 điểm, vậy tần suất xuất hiện là 60/80 hay 75%.
+ Độ phong phú (mức giàu có) của loài là tỉ số (%) về số cá thể của 1 loài nào đó so với tổng số các thể của tất cả các loài có trong quần xã.
D = ni/N x 100%
Trong đó, D: độ phong phú của loài trong quần xã (%), ni là số cá thể của loài i trong quần xã, N là số lượng cá thể của tất cả các loài trong quần xã. Độ phong phú của loài còn được đánh giá bằng các chỉ số định tính khác: hiếm hay ít gặp (+), hay gặp (++), gặp nhiều (+++), gặp rất nhiều (++++).
b. Hoạt động chức năng của các nhóm loài.
– Theo chức năng, quần xã gồm sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng.
+ Sinh vật tự dưỡng: cây xanh và 1 số vi sinh vật có màu có khả năng tiếp nhận năng lượng mặt trời, tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ đơn giản thông qua quá trình quang hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp.
+ Sinh vật dị dưỡng: Động vật và phần lớn các vi sinh vật là sinh vật dị dưỡng, sống nhờ vào nguồn thức ăn sơ cấp, trong đó, động vật thường được gọi là sinh vật tiêu thụ, còn vi sinh vật là những sinh vật phân giải. Động vật lại gồm nhóm ăn thực vật, nhóm ăn mùn bã hữu cơ, nhóm ăn thịt và nhóm ăn tạp (ăn cả thực vật và động vật).
– Tất cả các nhóm sinh vật hoạt động theo chức năng của mình, tương tác với nhau và với môi trường để hình thành 1 đơn vị thống nhất có cấu trúc chặt chẽ, ở đó các loài có cơ hội để phân hóa và tiến hóa.
c. Sự phân bố của các loài trong không gian
– Do nhu cầu sống khác nhau, các loài thường phân bố khác nhau trong không gian, tạo nên kiểu phân tầng (theo chiều thẳng đứng) hoặc những khu vực tập trung theo mặt phẳng ngang. Rừng mưa nhiệt đới thường phân thành nhiều tầng. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của các loài động vật sống trong đó như: Côn trùng, chim ăn côn trùng và nhiều loài thú sống kiểu leo trèo như: khỉ, vượn, sóc bay, cầy bay…
– Theo mặt phẳng ngang, các loài thường tập trung ở những nơi có điều kiện sống thuận lợi như: đất màu mỡ, nhiệt độ và độ ẩm thích hợp… Do sống tập trung, các loài sinh vật phải chia sẻ nguồn thức ăn, nhưng chúng lại có những lợi ích khác như chống lại tác động cơ học bất lợi, tích lũy được nhiều hơn các chất dinh dưỡng. Ví dụ: trên các bãi bồi ven biển, các loài cây ngập mặn quần tụ với nhau, hình thành quần xã cây ngập mặn. Nhờ vậy, cây khai thác tốt nguồn dinh dưỡng và làm giàu cho đất bằng các sản phẩm rơi rụng (lá, quả…), đồng thời sự quần tụ còn giúp cho chúng chống chọi được gió to, sóng lớn.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Bài 1:
Hãy trình bày các đặc trưng cơ bản của quần xã về thành phần loài.
Hướng dẫn giải
– Các đặc trưng về thành phần loài biểu thị mức độ đa dạng của quần xã.
– Sự thay đổi về thành phần loài cho biết tính ổn định, biến động hay suy thoái của quần xã.
Các đặc trưng chủ yếu về thành phần loài gồm:
a) Loài ưu thế: Là những loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc do hoạt động mạnh của chúng.
Ví dụ: Đối với các quần xã trên cạn, thực vật có hạt thường là các loài ưu thế, vì chúng quyết định khí hậu của môi trường.
b) Loài đặc trưng: Là loài chỉ có ở một quần xã nào đó.
Ví dụ: Cây cọ là loài đặc trưng của quần xã vùng đồi Vĩnh Phú.
c) Độ phong phú:
– Là tỉ lệ phần trăm số cá thể của loài đó so với tổng số cá thể sinh vật trong quần xã.
– Độ phong phú của các loài trong một quần xã thường được chia thành các bậc và có kí hiệu sau:
| O: Không có | +: Hiếm | |
| ++: Không nhiều | +++: Nhiều | ++++: Rất nhiều |
Bài 2:
Nêu các đặc trưng cơ bản của quần xã về các kiểu phân bố cá thể, qua đó cho biết ý nghĩa của cấu trúc phân tầng trong quần xã.
Hướng dẫn giải
1. Các kiểu phân bổ
a- Phân bố theo chiều thẳng đứng:
– Rừng nhiệt đới có 5 tầng gồm: Tầng cỏ, tầng cây bụi và 3 tầng gỗ. Sự phân tầng thẳng đứng giúp sinh vật thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau.
– Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của động vật.
b- Phân bố theo chiều ngang:
– Đó là sự phân bố sinh vật ở các ao, hồ, sông, biển; phân bố sinh vật ở chân núi, sườn núi, đỉnh núi.
– Sinh vật được phân bố theo chiều ngang thường tập trung ở nơi có có điều kiện sống thuận lợi.
2. Ý nghĩa của cấu trúc phân tầng
Giảm mức độ cạnh tranh giữa các loài và sử dụng nguồn sống của môi trường có hiệu quả cao.