Mở đầu: Hình 23.1 thể hiện một quần xã sinh vật rừng ngập mặn ven biển. Trong quần xã này, có những quần thể nào cùng tồn tại? Các quần thể có mối quan hệ với nhau như thế nào? Tại sao quần xã sinh vật lại được coi là một cấp độ tổ chức của sự sống?
Lời giải:
- Trong quần xã này, có những quần thể đước, quần thể sú, quần thể vẹt, quần thể tôm,... cùng tồn tại.
- Các quần thể có mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh với nhau.
- Quần xã sinh vật lại được coi là một cấp độ tổ chức của sự sống vì quần xã có cấu trúc ổn định, có thể thực hiện được các chức năng sống cơ bản, có khả năng tự điều chỉnh, thích nghi với môi trường sống một cách độc lập.
I. Khái niệm quần xã sinh vật
Câu hỏi 1: Trình bày các mối quan hệ được thể hiện trong Hình 23.2. Cho ví dụ minh hoạ.
Lời giải:
- Trong Hình 23.2, các mũi tên nhỏ trong vòng tròn (quần thể) thể hiện mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể; các mũi tên giữa các vòng tròn (quần thể) thể hiện các mối quan hệ giữa các quần thể trong quần xã; các mũi tên lớn thể hiện mối quan hệ giữa các quần thể của quần xã với các nhân tố vô sinh. Vậy có ba mối quan hệ trong một quần xã: (i) Mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể; (ii) Mối quan hệ giữa các quần thể trong quần xã; (iii) Mối quan hệ giữa các quần thể của quần xã với các nhân tố vô sinh.
- Ví dụ: Trong quần xã sinh vật rừng tự nhiên, tồn tại các mối quan hệ sau: (i) Mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể: mối quan hệ qua lại trong quần thể (các con sói có quan hệ hỗ trợ chống kẻ thù, sinh sản; quan hệ cạnh tranh về thức ăn,...); (ii) Mối quan hệ giữa các quần thể trong quần xã (các quần thể sói sử dụng thỏ và một số động vật có kích thước nhỏ hơn làm thức ăn); (iii) Mối quan hệ qua lại giữa quần xã với các nhân tố sinh thái vô sinh (thực vật lấy nước, chất khoáng, khí CO2 để tổng hợp chất hữu cơ; động vật thải ra môi trường khí CO2, các chất thải,...).
II. Các đặc trưng cơ bản của quần xã sinh vật
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 23.3 và cho nhận xét về thành phần loài cây có trong hai quần xã.
Lời giải:
- Quần xã 1 và quần xã 2 đều có 4 loài với những loài giống nhau.
Luyện tập: Hãy xác định số loài và độ phong phú tương đối của các loài trong quần xã 1 và quần xã 2 (Hình 23.3).
Lời giải:
- Quần xã 1 và quần xã 2 đều có 4 loài.
- Độ phong phú tương đối của các loài trong quần xã 1 và quần xã 2:
+ Quần xã 1: Loài A = Loài B = Loài C = Loài D = 5/20 = 1/4.
+ Quần xã 2: Loài A = 2/20; Loài B = 14/20; Loài C = 2/20; Loài D = 2/20.
Câu hỏi 3: Lấy ví dụ chứng minh khi loài ưu thế bị loại ra khỏi quần xã thì cấu trúc thành phần loài của quần xã bị biến đổi rất mạnh.
Lời giải:
- Ví dụ, trong một hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, loài chồn lông dài (Bradypus variegatus) là một loài ưu thế có vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái. Chúng có thể ăn lá cây, các loài côn trùng và các loài sinh vật khác, phát tán hạt giống qua phân của mình. Nếu chồn lông dài bị săn bắn mạnh mẽ bởi con người hoặc mất môi trường sống do phá rừng, các loài côn trùng mà chúng thường săn mồi có thể phát triển mạnh, dẫn đến số lượng của một số loài côn trùng tăng mạnh, cạnh tranh về thức ăn và không gian sống trong quần xã. Một số cây có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự phát triển quá mức của côn trùng ăn lá hoặc gặp khó khăn trong việc phát tán hạt giống.
Câu hỏi 4: Quan sát Hình 23.4, trình bày sự phân bố của các quần thể thực vật trong một kiểu rừng mưa nhiệt đới.
Lời giải:
- Sự phân bố của các quần thể thực vật trong một kiểu rừng mưa nhiệt đới: Tầng vượt tán gồm các quần thể cây gỗ lớn nhất; Tán rừng cũng gồm những loài cây gỗ lớn nhưng có kích thước nhỏ hơn các loài cây gỗ ở tầng vượt tán, tuy nhiên, tầng này có độ che phủ lớn nhất (tầng ưu thế sinh thái - tán rừng); Tầng dưới tán bao gồm các loài cây gỗ nhỏ, cây bụi và cây gỗ tái sinh; Tầng dưới cùng là tầng cỏ, quyết bao gồm các loài thực vật thân thảo và dương xi.
Câu hỏi 5: Quan sát Hình 23.5, trình bày sự phân bố của các quần thể theo phương ngang ở quần xã thực vật ven biển.
Lời giải:
- Sự phân bố của các quần thể theo phương ngang ở quần xã thực vật ven biển: quần thể các loài tồm cua cá tập trung ở biển, ven biển là quần thể cây đước cùng với quần thể cò, quần thể chim, quần thể cá sấu sống trên cây và ven bờ.
Luyện tập: Lấy thêm ví dụ về sự phân bố của quần thể trong quần xã.
Lời giải:
Ví dụ về sự phân bố của quần thể trong quần xã:
- Ở biển, các sinh vật biển phân bố theo các tầng nước khác nhau: Vùng biển khơi mặt (độ sâu < 200 m là nơi sinh sống của cỏ biển), san hô, tôm, cá ngừ, sứa, rùa,… Vùng biển khơi trung: độ sâu từ khoảng 200 – 1000 m), những loài sống ở đây thường là giáp xác như tôm, cua,… Vùng khơi sâu (độ sâu từ khoảng 1000 - 4000 m) là nơi sinh sống của mực, sao biển, bạch tuộc, cá rắn viper,… Vùng biển khơi sâu thẳm (độ sâu từ 4000 – 6000 m) là nơi sinh sống của sâu biển, nhím biển,…
- Ở các hồ nước có sự phân bố của các loài theo tầng: tầng mặt là nơi sống của bèo, tảo lam, trùng roi,..; tầng giữa chủ yếu là nơi sống của các loài tôm, cá; tầng đáy là nơi sống của nhiều loài động vật không xương sống: cua, ốc, trai,.. và vi sinh vật: vi khuẩn, vi nấm,...
Câu hỏi 6: Căn cứ vào đặc điểm dinh dưỡng, hãy phân chia các loài sinh vật trong quần xã thành các nhóm khác nhau.
Lời giải:
- Theo đặc điểm dinh dưỡng, các loài trong quần xã sinh vật được chia thành ba nhóm, với các chức năng dinh dưỡng khác nhau:
+ Sinh vật sản xuất: gồm những sinh vật có khả năng tổng hợp chất hữu cơ của cơ thể từ chất vô cơ.
+ Sinh vật tiêu thụ: gồm những sinh vật tổng hợp chất hữu cơ của cơ thể từ chất hữu cơ.
+ Sinh vật phân giải: gồm những sinh vật có khả năng phân giải chất hữu cơ thành chất vô cơ.
Luyện tập: Quan sát Hình 23.6, hãy trình bày cấu trúc chức năng dinh dưỡng của một quần xã sinh vật trong hồ nước ngọt.
Lời giải:
Cấu trúc chức năng dinh dưỡng của một quần xã sinh vật trong hồ nước ngọt:
- Sinh vật sản xuất: cỏ, bèo, sen, súng, một số loài thực vật thủy sinh khác,...
Sinh vật tiêu thụ: vịt, rùa, cá, rắn nước, tôm, ếch, côn trùng,..
Sinh vật phân giải: vi khuẩn, nấm,..
III. Quan hệ giữa các loài trong quần xã sinh vật
Luyện tập: Lấy thêm các ví dụ tương ứng với các mối quan hệ khác loài được thể hiện trong Hình 23.7.
Lời giải:
- a, c, d, Cộng sinh: ví dụ là mối và các loài vi sinh vật phân giải cellulose sống trong ruột mối.
- b, Động vật ăn thịt - con mồi: ví dụ là sói săn bắt và ăn thịt thỏ.
- e, Hội sinh: ví dụ là sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến, tổ mối.
- g, Hợp tác: Rệp cây cung cấp dường cho kiến, còn kiến chăm sóc, bảo vệ rệp. Khi cây chủ dã cạn kiệt chất dinh dưỡng, kiến sẽ mang rệp dến một cây chủ khác.
- h, i, Kí sinh - vật chủ: giun đũa (Ascaris lumbricoides) kí sinh trong ruột người.
Câu hỏi 7: Trình bày ý nghĩa của sự phân hoá ổ sinh thái đối với các loài thực vật trong rừng nhiệt đới.
Lời giải:
- Sự phân hoá ổ sinh thái đối với các loài thực vật trong rừng nhiệt đới dẫn đến các loài có sự phân bố theo nhiều tầng tán giúp giảm sự cạnh tranh giữa các loài và các loài có thể tận dụng triệt để được nguồn sống trong môi trường.
V. Tác động của con người lên quần xã sinh vật
Câu hỏi 8: Trình bày tác động của một số loài ngoại lai xâm hại đến trạng thái cân bằng của quần xã. Cho ví dụ.
Lời giải:
- Loài ngoại lai lấn chiếm nơi sinh sống và gây hại cho các sinh vật bản địa, làm mất cân bằng sinh thái nơi chúng xuất hiện và phát triển. Ví dụ: ốc bươu vàng, rùa tai đỏ, hải ly nam Mỹ, bèo lục bình, cây mai dương, cây ngũ sắc,...
Vận dụng: Quan sát Hình 23.12, cho biết: Nếu một loài nào đó trong quần xã bị mất đi sẽ ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng của quần xã? Trong quần xã này, loài nào mất đi sẽ gây ra mất cân bằng nghiêm trọng nhất? Tại sao?
Lời giải:
- Nếu một loài nào đó trong quần xã bị mất đi đều ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng của quần xã. Tuy nhiên, mức độ mất cân bằng của quần xã còn tuỳ thuộc loài nào bị mất đi.
- Trong quần xã này, loài cỏ mất đi sẽ gây ra mất cân bằng nghiêm trọng nhất vì nếu không có cỏ, một số loài sử dụng thức ăn là cỏ sẽ bị tiêu diệt và ảnh hưởng đến tất cả các loài khác do vắng mặt của những loài ăn cỏ.
Câu hỏi 9: Căn cứ vào các tác động tiêu cực của con người lên quần xã sinh vật, hãy đề xuất một số biện pháp bảo vệ quần xã.
Lời giải:
- Nghiêm cấm khai thác, chặt phá rừng bừa bãi; không khai thác rừng đầu nguồn.
- Quy hoạch bãi rác thải, nghiêm cấm đổ chất độc hại ra môi trường.
- Xử lí rác thải ở các khu công nghiệp trước khi thải ra môi trường.
- Có biện pháp sử dụng các chất hóa học bảo vệ thực vật một cách an toàn, theo tiêu chuẩn quy định.
- Trồng cây gây rừng; trồng rừng ngập mặn ven biển.
Luyện tập: Tại sao nói quần xã là một cấp độ tổ chức sống?
Lời giải:
Quần xã là một cấp độ tổ chức sống vì:
- Quần thể là thành phần cấu trúc của quần xã. Quần thể là tổ chức sống cấp dưới làm nền tảng xây dựng quần xã (tổ chức sống cấp trên liền kề).
- Quần xã là tổ chức sống cấp trên có các đặc trưng mà tổ chức sống cấp dưới không có (độ đa dạng; cấu trúc không gian; cấu trúc chức năng dinh dưỡng;...).
- Cũng như mọi cấp độ tổ chức sống khác, quần xã là hệ thống mở (các cấp tổ chức sống thường xuyên trao đổi chất và năng lượng với môi trường của nó) và tự điều chỉnh, đảm bảo duy trì và điều hoà sự cân bằng động.