Bài giảng Hệ sinh thái - Bài 1: Hệ sinh thái môi trường - Lê Thị Thái Hà

TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TPHCM TTĐT NGÀNH NƯỚC MIỀN NAM GVGD: Lê Thị Thái Hà Bài 1: HỆ SINH THÁI MÔI TRƯỜNG 3. Cân bằng hệ sinh thái 1. Khái niệm hệ sinh thái 5. Trao đổi năng lượng trong hệ sinh thái 4. Chuỗi thức ăn – mạng lưới thức ăn 2. Cấu trúc hệ sinh thái 7. Chu trình sinh địa hoá 6. Năng suất của hệ sinh thái I. HỆ SINH THÁI 1. KHÁI NIỆM HỆ SINH THÁI Hệ sinh thái (HST) là hệ thống các quần thể sinh vật sống chung và phát triển trong một môi trường nhất định, quan hệ tương tác với nhau và với môi trường đó. Phân loại HST : Theo độ lớn  Hệ sinh thái nhỏ : bể nuôi cá  Hệ sinh thái vừa : một thảm rừng, hồ chứa nước..  Hệ sinh thái lớn : đại dương Thành phần HST : gồm 2 thành phần  Vô sinh : nước, đất, không khí  Sinh vật : thực vật, động vật. Hai thành phần trên luôn có sự trao đổi chất, năng lượng và thông tin. 1. KHÁI NIỆM HỆ SINH THÁI Sinh vật trong HST còn được chia làm 3 loại :  Sinh vật sản xuất thông thường là tảo hoặc thực vật, có chức năng tổng hợp chất hữu cơ từ vật chất vô sinh dưới tác động của ánh sáng mặt trời.  Sinh vật tiêu thụ gồm các loại động vật ở nhiều bậc khác nhau. Bậc 1 là động vật ăn thực vật. Bậc 2 là động vật ăn thịt,...  Sinh vật phân huỷ gồm các vi khuẩn, nấm phân bố ở khắp mọi nơi, có chức năng chính là phân huỷ xác chết sinh vật, chuyển chúng thành các thành phần dinh dưỡng cho thực vật. MT VÔ SINH Các chất vô cơ (C,N,CO2,O2,H2O) Các chất hữu cơ (protein,gluxit,lipit) Chế độ khí hậu. QUẦN XÃ SINH VẬT Các sinh vật sản xuất (SV tự dưỡng) Sinh vật tiêu thụ (bậc 1,2,3) Sinh vật hoại sinh (vsv) + = HỆ SINH THÁI 2. CẤU TRÚC HỆ SINH THÁI Xích thức ăn trong hệ Theo chức năng Các quá trình tự điều chỉnh Sự phân hoá trong không gian và theo thời gian Quá trình chuyển hoá năng lượng của hệ Các chu trình SĐH diễn ra trong hệCác QT phát triển và tiến hoá Kiểu cấu trúc theo chức năng • Khái niệm: Là trạng thái mà ở đó số lượng tương đối của các cá thể của các quần thể sinh vật trong hệ sinh thái môi trường vẫn giữ được mức ổn định tương đối. • Phân loại: Cân bằng sinh thái động tự nhiên : là cân bằng dưới tác động của các nhân tố sinh thái trong môi trường thiên nhiên (không có tác động của con người) Cân bằng sinh thái động nhân tạo : có sự tác động, điều khiển của con người 3. CÂN BẰNG HỆ SINH THÁI Các yếu tố ảnh hưởng lên cân bằng sinh thái Yếu tố ảnh hưởng Tăng trưởng và suy giảm Sự phản ứng lại những biến đổi Sự đa dạng và ổn định loài Các yếu tố trội trong một hệ sinh thái Tác động của con người • Chuỗi thức ăn : hệ thống chuyển hoá năng lượng dinh dưỡng từ nguồn đi qua hàng loạt sinh vật được tiếp diễn bằng cách một số sinh vật này dùng sinh vật khác làm thức ăn. • Bậc dinh dưỡng : thứ tự các nhóm trong chuỗi thức ăn. • Mạng lưới thức ăn : là kết quà của sự đan xen các chuỗi thức ăn. 4. CHUỖI THỨC ĂN – MẠNG LƯỚI THỨC ĂN Chuỗi thức ăn đơn giản Mạng lưới thức ăn • Quy luật I : Năng lượng không thể tự sinh ra hoặc mất đi mà chúng chỉ có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác. • Quy luật II : Khi năng lượng được chuyển từ dạng này sang dạng khác thì không được bảo toàn 100% mà thường mất đi một phần năng lượng dưới dạng nhiệt nhất định. 5. TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI Năng lương vận chuyển trong HST Năng lượng, chất vô cơ, hữu cơ và các yếu tố khác Sinh vật sản xuất Sinh vật tiêu thụ Sinh vật phân huỷ Giá trị năng lượng một số loài tiêu biểu Sinh khối Kcal/g TLK Kcal/g TLK Không tro Thực vật trên cạn 4.5 4.6 Tảo 4.9 5.1 Động vật không xương sống 3.0 5.5 Động vật không xương sống 5.6 6.3 Côn trùng 5.4 5.7 Năng suất sơ cấp Là lượng sản phẩm chất hữu cơ tạo ra bởi sinh vật sản xuất trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích. Năng suất Năng suất thứ cấp Là lượng sản phẩm chất hữu cơ tạo ra bởi sinh vật tiêu thụ trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích. 6. NĂNG SUẤT CỦA HỆ SINH THÁI LOẠI THÁP Tháp số lượng Tháp sinh khối Tháp năng lượng Các loại tháp sinh thái Số lượng sinh vật trên một đơn vị diện tích nhất định của một bậc dinh dưỡng Trọng lượng sinh vật trên một đơn vị diện tích (thể tích) nhất định của một Biểu thị cấu trúc dinh dưỡng bằng năng lượng Các quá trình chuyển hoá năng lượng Sinh vật tự dưỡng Sinh vật dị dưỡng Nhận năng lượng mặt trời hoặc từ các quá trình khử các chất vô cơ và nhận Carbon từ CO2 Tham gia các quá trình : qt quang hợp hiếu khí, qt quang hợp kỵ khí, qt hoá tổng hợp Tham gia các quá trình : qt hô hấp hiếu khí, qt lên men, qt hô hấp kỵ khí Vật chất vận động không ngừng và tuân theo các quy luật. Sự trao đổ chất và năng lượng giữa các thành phần sống và không sống cảu hệ sinh thái luôn luôn diễn ra tạo nên sự tương tác cùa các quá trình sinh học và địa hoá học. Chu trình nước Chu trình của các chất chủ yếu ở dạng khí : C,O2 Chu trình của các chất chủ yếu ở dạng trầm tích : P,N CHU TRÌNH SĐH 7. CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ 3. Chức năng môi trường 1. Khái niệm môi trường 2. Cấu trúc môi trường II. MÔI TRƯỜNG 1 KHÁI NIỆM MÔI TRƯỜNG Môi trường bao gồm các vật chất hữu cơ và vô cơ quanh sinh vật. Theo định nghĩa này thì không thể nào xác định được môi trường một cách cụ thể, vì mỗi cá thể, mỗi loài, mỗi chi vẫn có một môi trường và một quần thể, một quần xã lại có một môi trường rộng lớn hơn. Môi trường là những gì cần thiết cho điều kiện sinh tồn của sinh vật. Theo định nghĩa này thì rất hẹp, bởi vì trong thực tế có yếu tố này là cần thiết cho loài này nhưng không cần thiết cho loài kia dù cùng sống chung một nơi, hơn nữa cũng có những yếu tố có hại hoặc không có lợi vẫn tồn tại và tác động lên cơ thể và ta không thể loại trừ nó ra khỏi môi trường tự nhiên. 1 KHÁI NIỆM MÔI TRƯỜNG Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo có quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống,sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên (Điều 1, Luật Bảo Vệ Môi Trường của Việt Nam, 1993) . Theo định nghĩa của UNESCO (1981) thì môi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái hữu hình (đô thị, hồ chứa...) và những cái vô hình (tập quán, niềm tin, nghệ thuật...), trong đó con người sống bằng lao động của mình, họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình. 1 KHÁI NIỆM MÔI TRƯỜNG Như vậy, môi trường sống đối với con người không chỉ là nơi tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho một thực thể sinh vật là con người mà còn là “khung cảnh của cuộc sống, của lao động và sự nghỉ ngơi của con người. Sinh vật và con người không thể tách rời khỏi môi trường của mình Phân loại môi trường :  Môi trường tự nhiên  Môi trường nhân tạo : Cấu trúc môi trường tự nhiên gồm : 4 thành phần 2. CẤU TRÚC MÔI TRƯỜNG 2. CẤU TRÚC MÔI TRƯỜNG Cấu trúc môi trường tự nhiên gồm : 4 thành phần  Thạch quyển hoặc địa quyển hoặc môi trường đất (Lithosphere): bao gồm lớp vỏ trái đất có độ dày 60 - 70km trên phần lục địa và từ 2-8km dưới đáy đại dương và trên đó có các quần xã sinh vật.  Thủy quyển (Hydrosphere) hay còn được gọi là môi trường nước (Aquatic environment): là phần nước của trái đất bao gồm nước đại dương, sông,hồ, suối, nước ngầm, băng tuyết, hơi nước trong đất và không khí.  Khí quyển (Atmosphere) hay môi trường không khí: là lớp không khí bao quanh trái đất.  Sinh quyển (Biosphere) hay môi trường sinh vật: gồm động vật, thực vật và con người, là nơi sống của các sinh vật khác (Sinh vật ký sinh, cộng sinh, biểu sinh ...) 3. CHỨC NĂNG MÔI TRƯỜNG Chức năng của môi trường : Đối với sinh vật nói chung và con người nói riêng thì môi trường sống có các chức năng cơ bản sau:  Môi trường là không gian sống cho con người và thế giới sinh vật (habitat)  Môi trường là nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người.  Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong quá trình sống