HEÄ THOÁNG SINH THAÙI

TS. Lê Quốc TuấnKhoa Môi trường và Tài nguyênĐại học Nông Lâm TP. HCM

Chương 3

Caùc khaùi nieäm

• Sinh vaät caàn moät khoâng gian soáng trong moätthôøi ñieåm nhaát ñònh

• Moãi sinh vaät phuï thuoäc vaø töông taùc vôùi caùccaáu thaønh “voâ sinh” vaø “höõu sinh” trong moâitröôøng

• Moâi tröôøng cung caáp naêng löôïng, vaät chaát chosinh vaät ñoàng thôøi loaïi thaûi chaát thaûi cuûa sinhvaät.

• Caáu thaønh voâ sinh– Bao goàm caùc yeáu toá cô baûn cuûa moâi tröôøng nhö:

nöôùc, khoâng khí, Ca, carbonate, phosphate– Caùc yeáu toá vaät lyù: ñaát, nhieät ñoä, ñoä aåm, gioù, möa,

böùc xaï maët trôøi

• Caáu thaønh höõu sinh– Bao goàm ñoäng vaät, thöïc vaät vaø vi sinh vaät– Töông taùc vôùi nhau trong söï phuï thuoäc veà naêng

löôïng

Caùc khaùi nieäm

• Quaàn theå (population)– Caùc caù theå cuøng moät loaøi soáng trong moät vuøng

laõnh thoå

• Quaàn xaõ (community)– Caùc quaàn theå khaùc nhau soáng trong moät vuøng

laõnh thoå

• Heä thoáng sinh thaùi (Eco-system)– Laø heä thoáng ñöôïc hình thaønh töø söï tích hôïp caùc

yeáu toá voâ sinh vaø höõu sinh cuûa moâi tröôøng

Caùc khaùi nieäm

Caáu truùc vaø chöùc naêng heä thoáng sinh thaùi(HTST)

• Caáu truùc: – Moâ taû söï saép xeáp, soá löôïng vaø thaønh phaàn loaøi, lòch

söû söï soáng cuøng vôùi caùc tính chaát vaät lyù cuûa moâitröôøng

• Chöùc naêng:– Doøng naêng löôïng vaø voøng tuaàn hoaøn vaät chaát

Caáu thaønh heä thoáng sinh thaùi

• Nôi ôû: – Ñaát, nöôùc, khoâng khí vaø moät loaït caùc yeáu toá voâ

sinh khaùc

• Caùc yeáu toá voâ sinh:– Yeáu toá khí haäu: böùc xaï maët trôøi, nhieät ñoä, gioù, möa,

doøng chaûy– Yeáu toá vaät lyù: aùnh saùng, löûa, aùp suaát, ñòa töø tröôøng– Yeáu toá hoùa hoïc: ñoä chua, ñoä maën, söï coù saün cuûa

dinh döôõng voâ cô caàn cho thöïc vaät

Caáu thaønh heä thoáng sinh thaùi

• Caùc yeáu toá höõu sinh: – Goàm taát caû caùc caù theå soáng

• Moái töông quan:– AÛnh höôûng: caïnh tranh, dung hoøa, coù lôïi

• Quaàn theå– Nhoùm caù theå cuøng moät loaøi trong moät khoâng gian

nhaát ñònh– Kích côõ cuûa quaàn theå ñöôïc xaùc ñònh qua khaû naêng

sinh saûn vaø khaû naêng thích öùng vôùi moâi tröôøng

Yeáu toá ñieàu chænh quaàn theå

–Tính chaát vaät lyù cuûa moâi tröôøng

–Thöùc aên

–Dòch beänh

–Söï aên thòt

–Söï caïnh tranh

Caáu truùc heä thoáng sinh thaùi

• Heä thoáng sinh thaùi ñöôïc chia thaønh caùcphaàn nhö sau:

–Sinh vaät saûn xuaát

–Sinh vaät tieâu thuï

–Sinh vaät phaân huûy

Caùc tính chaát cô baûn cuûa heä thoángsinh thaùi

1. Laø 1 ñôn vò caáu truùc vaø chöùc naêng cuûasinh thaùi hoïc

2. Caáu truùc cuûa moät heä thoáng sinh thaùi lieânquan ñeán söï ña daïng thaønh phaàn loaøi.

3. Naêng löôïng duy trì HTST phuï thuoäc vaøoñoä phöùc taïp cuûa caáu truùc. Caáu truùc caøngphöùc taïp thì naêng löôïng duy trì caøng giaûm

Caùc tính chaát cô baûn cuûa heä thoángsinh thaùi

4. Chöùc naêng cuûa HTST lieân quan ñeán doøngnaêng löôïng vaø tuaàn hoaøn vaät chaát trong heäthoáng ñoù.

5. HTST ñöôïc hình thaønh töø ñôn giaûn ñeán phöùctaïp

6. Tính beàn vöõng cuûa moâi tröôøng vaø naêng löôïngtrong HTST laø haïn cheá, deã bò phaù vôõ

7. Söï thay ñoåi moâi tröôøng buoäc quaàn theå phaûithay ñoåi ñeå thích öùng

Haáp thu naêng löôïng maët trôøi, taïo sinh khoái, cung caáp thöùc aên, kieán taïo vaät chaát, cung caápnaêng löôïng töø sinh khoáiPhaân huûy chaát thaûiTaùi sinh chaát dinh döôõng (Vd. Coá ñònhnitrogen)Tích luõy, laøm saïch vaø phaân phoái nöôùcTaïo ra vaø baûo döôõng ñaátKieåm soaùt coân truøng

Vai troø cuûa heä thoáng sinh thaùi

Thö vieän gen cho phaùt trieån caùc gioáng môùi

Thuï phaán cho caây troàng

Duy trì khoâng khí ñeå thôû

Kieåm soaùt khí haäu

Coù khaû naêng thay ñoåi vuøng ñeäm vaø phuïc hoàihö haïi töø thieân tai nhö luõ luït, chaùy röøng vaøthieân dòch

Taïo ra söï haøi hoøa trong veõ ñeïp töï nhieân

Vai troø cuûa heä thoáng sinh thaùi

Doøng naêng löôïng vaø naêng suaátsinh hoïc trong heä thoáng sinh

thaùi

Töông quan dinh döôõng

Maïng löôùi thöùc aên

Soá löôïng vaø Sinh khoái

Töông quan soá löôïng trong chuoãi thöùc aên

Baäc dinh döôõng

Doøng naêng löôïng tröïc tieáp

Naêng löôïng trong chuoãi thöùc aên

Nguoànnaêng löôïng

Sinh vaätSX

Sinh vaätTieâu thuï

baäc 1

Sinh vaätTieâu thuï

baäc 2

Sinh vaätTieâu thuï

baäc 3Sinh vaät phaân

huûy

ASMT

SV saûn xuaát

SV tieâu thuï (B1)

SV tieâu thuï (B2)

SV tieâu thuï (B3)

Chaát thaûiXaùc cheát

Döôõng chaát

SV phaân huûy NHIEÄT THAÛI

Doøng naêng löôïng trongmaïng löôùi thöùc aên

HO

 HA

ÁP

Naêng löôïngmaët trôøi

Sinh vaät saûnxuaát

Sinh vaät tieâuthuï (B1)

Sinh vaät tieâuthuï (B3)

Sinh vaättieâu thuï

(B2)

Sinh vaät phaânhuûy

Nhieät töøcaùc phaûnöùng hoùa

hoïc

Söïp

haân

phoái

naêng

löôïn

gtro

nghe

äth

oáng

sinh

thaùi Naêng löôïng

maát ñi do söïphaân huûy

Caáu thaønh voâ sinhCO2, NO3, PO4, H2O

Sinh vaät saûn xuaátThöïc vaät

Chaát höõu cô

Sinh vaät phaân huûyVi khuaån, naám

Hôïp chaát höõu cô

Sinh vaät tieâu thuïÑoäng vaät

Chaát höõu cô

Nhieân lieäuhoùa thaïch

Than, Daàu, khí

Nhieätnaêng

Nhieätnaêng

Nhieät naêng

Nhieät naêng

Nhieät naêng

NaênglöôïngASMT

Thaùp naêng löôïng

Thaùp sinh khoái

Thaùp soá löôïng

Sinh vaät Saûn xuaát

Ñoäng vaät aên coû

Ñoäng vaätaên thòt B1

Sinh vaät Saûn xuaát

Sinh vaät Saûn xuaát

Ñoäng vaätaên coû

Ñoäng vaätaên thòt

Ñoäng vaätaên thòt B2

Sinh vaättieâu thuï B3

Sinh vaättieâu thuï B2

Sinh vaättieâu thuï B1

Doøng naêng löôïng trong heä thoáng sinh thaùiNhieät Nhieät

NhieätNaêng löôïngDinh döôõng

Sinh vaät SX Sinh vaät Tieâu thuï

Sinh vaät Phaân huûyDinh döôõng voâ cô

Caùc chu trình sinhñòa hoùa

CH

U T

RÌN

H N

ÖÔ

ÙC

TRO

NG

TÖ

ÏNH

IEÂN

Caùc con ñöôøng di chuyeån cuûa nöôùc

• Taát caû nöôùc ñeán töø ñaïi döông vaø cuoái cuøngtrôû laïi ñaïi döông laø do:– Boác hôi (Evapration)– Ngöng tuï (Condensation)– Möa, tuyeát rôi, laéng ñoïng (Precipitation)– Thoaùt hôi töø hoaït ñoäng cuûa thöïc vaät

(Transpiration)– Chaûy traøn beà maët (Surface water runoff)– Doøng chaûy ngaàm (Groundwater flow)

Hoâ haáp teá baøo

Quang hôïp

Ñoäng vaättieâu thuï

baäc 1

Ñoátchaùy

Goã vaønhieân lieäuhoùa thaïch

Xaùc baõSinh vaätphaân huûy

Ñoäng vaättieâu thuï baäc

cao hôn

CO2 trong khí quyeån

CHU TRÌNH CARBON TRONG TÖÏ NHIEÂN

CHU TRÌNH NITROGENNitrogen trong khí

quyeån

Hoaït ñoängnuùi löûa

Nitrate trong ñaát

Phaân voâcô

Phaân vaø xaùccheát

Muoái amoân

VSV nitrate

VSV phaûn nitrate hoùa

Laéng neàn ñaùy

Phaân vaø xaùccheát

Protein ÑV&TV

Taûo luïc trong nöôùcbieån vaø ñaïi döông

Coá ñònhñaïm

Haáp thunitrate

Protein ÑV&TV

Saám seùt, möa

Chu trình phosphorus trong töï nhieân

Möa

Thöïc vaät

Ñoäng vaät

Vi sinh vaät

P trongñaát Thaám qua

QT naâng leân cuûañòa taàng

Chaûy traøn

QT phonghoùa P töø ñaát

Phosphate trong nöôùc

Laéng ñoïngneàn ñaùy

Taïo neàn ñaùy Ñaùmôùi

Söï phaùt trieån vaø tieán hoùacuûa heä sinh thaùi

DIEÃN THEÁ NGUYEÂN SINH

Thöïcvaät nhoû

Caây vaø coûlaâu naêm

Caây Buïi Caây Thaân goãxoáp - thoâng

Caây thaângoã cöùng

Thôøi gian

DIEÃN THEÁ THÖÏC VAÄT

DIEÃN THEÁ THÖÙ SINH

Caâynhoû

Caây Coû

Xaùo ñoängRöøng cöïc

ñænh

Caây buïi