Mở đầu: Hồ Tây là hồ tự nhiên lớn nhất thành phố Hà Nội. Hồ Tây được xem là một biểu tượng thiên nhiên, văn hoá điển hình và có giá trị đa dạng sinh học cao của Việt Nam. Hồ Tây là nơi cư trú của nhiều động vật và thực vật, trong đó có một số loài quý hiếm đặc hữu như tảo, chim sâm cầm, sen bách diệp,... Từ những thông tin trên, hãy cho biết tại sao hồ Tây được xem là một hệ sinh thái. Hệ sinh thái có những đặc trưng gì?
Lời giải:
- Hồ Tây được xem là một hệ sinh thái vì hồ Tây là một hệ thống sinh học tương đối ổn định, bao gồm tổ hợp quần xã sinh vật và môi trường sống của nó.
- Đặc trưng của hệ sinh thái:
+ Ổn định
+ Bao gồm tổ hợp quần xã sinh vật và môi trường sống của nó.
+ Có chu trình di dưỡng và dòng năng lượng.
I. Khái quát hệ sinh thái
Câu hỏi 1: Hãy liệt kê ba hệ sinh thái ở địa phương em.
Lời giải:
- Ví dụ: Ở vịnh Hạ Long có các hệ sinh thái như: Hệ sinh thái đáy cứng, rạn san hô; hệ sinh thái rừng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới; hệ sinh thái biển và ven bờ.
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 25.1, gọi tên sinh vật tiêu thụ bậc 2, 3.
Lời giải:
- Sinh vật tiêu thụ bậc 2: Ếch.
- Sinh vật tiêu thụ bậc 3: Rắn.
Câu hỏi 3: Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên với hệ sinh thái nhân tạo bằng cách hoàn thành bảng mẫu sau:
Lời giải:
II. Trao đổi vật chất và chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái
Câu hỏi 4: Quan sát Hình 25.3, hãy xác định các chuỗi thức ăn có trong lưới thức ăn.
Lời giải:
- Các chuỗi thức ăn:
+ Cây => châu chấu => ếch => rắn => đại bàng.
+ Cây => châu chấu => ếch => đại bàng.
+ Cây => châu chấu => thằn lằn => đại bàng.
+ Cây => chuột => rắn => đại bàng.
Luyện tập: Giả sử trong một góc của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, có các loài sinh vật sau: cây cỏ, ếch, kiến, diều hâu, chuột, châu chấu, rắn. Hãy vẽ các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái.
Lời giải:
- Các chuỗi thức ăn có thể xác định gồm:
+ Cây cỏ → châu chấu → chuột → diều hâu.
+ Cây cỏ → châu chấu → chuột → rắn → diều hâu.
+ Cây cỏ → châu chấu → ếch → rắn → diều hâu.
+ Cây cỏ → kiến → ếch → rắn → diều hâu.
+ Cây cỏ → kiến → chuột → rắn → diều hâu.
Câu hỏi 5: Từ các chuỗi thức ăn trong câu luyện tập (trang 163), hãy:
a) Viết lưới thức ăn.
b) Chỉ ra những loài là mắt xích chung.
c) Xếp những sinh vật thuộc cùng một bậc dinh dưỡng vào một nhóm.
Lời giải:
a) Lưới thức ăn:
b) Những loài là mắt xích chung: châu chấu, chuột, kiến, rắn, ếch.
c)
- Bậc dinh dưỡng cấp 2: châu chấu, kiến, chuột.
- Bậc dinh dưỡng cấp 3: ếch, rắn, đại bàng.
Câu hỏi 6: Quan sát Hình 25.4 và thực hiện:
a) Mô tả sự vận động của dòng năng lượng trong hệ sinh thái.
b) Nêu đặc điểm của dòng năng lượng trong hệ sinh thái.
Lời giải:
a) Sự vận động của dòng năng lượng trong hệ sinh thái: Năng lượng ánh sáng mặt trời được sinh vật sản xuất tiếp nhận và chuyển hóa thành hóa năng trong hợp chất hữu cơ. Năng lượng hóa năng được truyền cho các sinh vật tiêu thụ bậc cao hơn. Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thoát ra môi trường.
b) Đặc điểm của dòng năng lượng trong hệ sinh thái: Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thoát ra môi trường do đó:
- Năng lượng đi theo một chiều.
- Dòng năng lượng nhỏ dần.
Câu hỏi 7: Quan sát Hình 25.5 và cho biết:
a) Các con đường thất thoát năng lượng.
b) Việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái có ý nghĩa gì?
Lời giải:
a) Các con đường thất thoát năng lượng: quá trình hô hấp, cành lá cât bị rụng, xác sinh vật phân hủy, các chất thải từ động vật,...
b) Ý nghĩa của việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái: Hiệu suất sinh thái là một chỉ số quan trọng giúp đánh giá khả năng của hệ sinh thái trong việc sử dụng năng lượng và duy trì sự phát triển, từ đó có thể đánh giá tác động của con người và xây dựng giải pháp bảo vệ và quản lý môi trường một cách bền vững.
Câu hỏi 8: Quan sát Hình 25.6, đọc đoạn thông tin và cho biết việc xây dựng tháp sinh thái có ý nghĩa gì.
Lời giải:
- Xây dựng tháp sinh thái giúp xác định được mối quan hệ dinh dưỡng giữa các bậc dinh dưỡng trong quần xã sinh vật, sự cân bằng sinh học trong hệ sinh thái.
III. Chu trình sinh - địa - hóa
Câu hỏi 9: Quan sát Hình 25.7, đọc đoạn thông tin và cho biết chu trình trình sinh - địa - hoá được chia thành những giai đoạn nào.
Lời giải:
- Chu trình sinh - địa - hóa được chia thành 2 giai đoạn: trao đổi chất trong quần xã sinh vật và trao đổi chất giữa quần xã với sinh cảnh.
Câu hỏi 10: Quan sát Hình 25.10 và cho biết:
a) Dạng muối khoáng mà thực vật hấp thụ được hình thành như thế nào?
b) Mô tả chu trình nitrogen.
Lời giải:
a) Cây hấp thu được nitrogen dưới dạng , . Dạng muối khoáng mà thực vật hấp thụ được hình thành qua:
- Con đường lí - hoá do tia chớp và phản ứng quang hoá: Sấm sét mang năng lượng lớn chuyển N2 tự do trong không khí thành N, N kết hợp với O2 tạo ra NOx. Khí NOx kết hợp với nước tạo HNO3 thấm xuống đất tạo ra nhiều muối cây dễ hấp thu.
- Con đường sinh học: Các vi sinh vật thực hiện quá trình cố định nitrogen do chúng có enzyme nitrogenase chuyển N2 thành NH3, NH3 + H2O → (cây hấp thụ). Đây là con đường chuyển hóa đóng vai trò quan trọng nhất.
b) Mô tả chu trình nitrogen: Nitrogen được sinh vật sản xuất hấp thụ dưới dạng và đồng hóa thành chất hữu cơ trong cơ thể. Chất hữu cơ chứa nitrogen được chuyển qua các nhóm sinh vật tiêu thụ. Nitrogen phân tử được trả lại môi trường nhờ các nhóm sinh vật phân giải.
Luyện tập: Vẽ sơ đồ khái quát của chu trình nước, carbon và nitrogen.
Lời giải:
- Chu trình nước:
- Chu trình CO2:
- Chu trình nitrogen:
IV. Sự biến động của hệ sinh thái
Câu hỏi 11: Lập bảng phân biệt diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh.
Lời giải:
Câu hỏi 12: Vì sao nhóm loài ưu thế lại đóng vai trò quan trọng trong diễn thế sinh thái?
Lời giải:
- Nhóm loài ưu thế lại đóng vai trò quan trọng trong diễn thế sinh thái vì nhóm loài ưu thế thường có số lượng lớn, hoạt động mạnh và có thể làm thay đổi môi trường sinh thái.
Luyện tập: Hãy phân tích quá trình diễn thế sinh thái ở một hệ sinh thái qua tìm hiểu trong thực tiễn hoặc trên internet. Đề xuất được một số biện pháp bảo tồn hệ sinh thái đó.
Lời giải:
- Ví dụ: diễn thế sinh thái của rừng U Minh.
- Nguyên nhân: do cháy rừng.
- Quần xã đang suy thoái dần do cháy rừng xảy ra liên tục trong thời gian ngắn, trong khi diễn thế cần một thời gian tương đối dài để phục hồi vùng bị cháy lại như cũ và phát triển lên trạng thái quần xã đỉnh cực.
- Biện pháp chống suy thoái, bảo tồn và phát triển quần xã:
+ Xây dựng hệ thống phòng cháy, chữa cháy.
+ Với đất còn than bùn sau trận cháy: sử dụng biện pháp tái sinh tự nhiên kết hợp với việc trồng thêm cây con trong bầu bổ sung ở nơi sau 5 tháng vẫn không có tái sinh.
+ Đất không còn than bùn: sử dụng biện pháp tái sinh tự nhiên kết hợp với việc trồng thêm cây con rễ trần.
+ Đất sét ngập hoàn toàn: trồng bằng cây con rễ trần.
+ Cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng và tạo điều kiện thuận lợi để đẩy nhanh quá trình diễn thế.
Câu hỏi 13: Nghiên cứu diễn thế sinh thái có ý nghĩa như thế nào đối với tự nhiên và thực tiễn?
Lời giải:
Ý nghĩa của nghiên cứu diễn thế sinh thái:
- Nghiên cứu diễn thế sinh thái để điều chỉnh xu hướng diễn thế theo hướng thiết lập trạng thái cân bằng, tồn tại và phát triển của hệ sinh thái một cách ổn định theo thời gian.
- Nghiên cứu diễn thế sinh thái nhằm dự đoán được xu hướng phát triển của quần xã sinh vật để chủ động xây dựng kế hoạch trong việc bảo vệ và khai thác hợp lí các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đồng thời, có thể kịp thời đề xuất các biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của môi trường, sinh vật và con người.
Câu hỏi 14: Vì sao các hiện tượng như sự ấm lên toàn cầu, phú dưỡng, sa mạc hoá lại gây mất cân bằng của hệ sinh thái?
Lời giải:
- Vì các hiện tượng như sự ấm lên toàn cầu, phú dưỡng, sa mạc hoá làm thay đổi điều kiện sống của các sinh vật, từ đó làm thay đổi các chu trình sinh địa hóa, khiến hệ sinh thái mất cân bằng.
V. Sinh quyển
Câu hỏi 15: Tại sao nói sinh quyển là một cấp độ tổ chức sống lớn nhất hành tinh?
Lời giải:
Sinh quyển là một cấp độ tổ chức sống lớn nhất hành tinh vì:
- Sinh quyển là cấp độ tố chức sống, ở đó diễn ra các đặc trưng sống cơ bản như trao đổi vật chất và chuyển hóa năng lượng, biến đổi và tự điều chỉnh,...
- Sinh quyển bao gồm toàn bộ các hệ sinh thái trên Trái Đất.
Câu hỏi 16: Vì sao đa dạng sinh học ở rừng mưa nhiệt đới thường cao hơn các vùng khác trên cạn?
Lời giải:
- Vì ở có khí hậu thuận lợi và môi trường phong phú, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh nên số lượng loài lớn. Còn các vùng khác có điều kiện ít thuận lợi hơn cho sự phát triển của sinh vật nên có số lượng loài ít hơn, vì vậy đa dạng sinh học thấp hơn.
Câu hỏi 17: Tại sao phải bảo vệ tài nguyên sinh học? Hãy đề xuất một số biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học.
Lời giải:
- Phải bảo vệ tài nguyên sinh học vì: Tài nguyên sinh học gồm tất cả các loài sinh vật sống trong các khu sinh học và là tài nguyên tổng thể về các sinh vật có trong tự nhiên. Bảo vệ tài nguyên sinh học chính là bảo vệ sự cân bằng hệ sinh thái và chính là bảo vệ cuộc sống của chúng ta.
- Các biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học:
+ Xây dựng hệ thống khu bảo tồn: vườn quốc gia, khu dự trữ sinh quyển,…
+ Trồng rừng tạo môi trường sống cho nhiều loài động vật quý hiếm.
+ Có biện pháp ngăn chặn và xử lí nghiêm các hành vi săn bắt, buôn bán động thực vật quý hiếm.
+ Tổ chức hoạt động nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên sinh học cho cộng đồng.
+ Tăng cường hợp tác quốc tế về bảo tồn tài nguyên sinh học và biến đổi khí hậu của Trái Đất.
Vận dụng: Phân tích các nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính và suy giảm nguồn nước sạch toàn cầu. Đề xuất biện pháp khắc phục các tình trạng đó.
Lời giải:
- Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính: Con người đốt cháy nhiên liệu hoá thạch cung cấp năng lượng cho hoạt động công nghiệp thải ra lượng lớn CO2, làm gia tăng hiệu ứng nhà kính, dẫn đến tăng nhiệt độ trung bình trên Trái Đất.
- Nguyên nhân gây suy giảm nguồn nước sạch toàn cầu: Con người sản xuất một lượng lớn phân đạm từ khí nitrogen. Việc sử dụng phân đạm không hợp lí trong thời gian dài dẫn đến suy thoái đất nông nghiệp; lượng phân đạm dư thừa bị rửa trôi ra sông, hồ,... gây ra hiện tượng phú dưỡng và một phần NO3- thấm xuống tầng đất sâu hơn gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.
- Biện pháp khắc phục:
+ Chuyển sang sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (năng lượng Mặt Trời, gió, thủy điện, sinh học).
+ Áp dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng vàp trong ngành công nghiệp.
+ Tiết kiệm nước.
+ Bảo vệ và duy trì các hệ sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái rừng.
+ Thực hiện các biện pháp quản lý nguồn nước hiệu quả để đảm bảo sự cân bằng giữa cung và cầu, bao gồm việc sử dụng công nghệ tiên tiến để tái sử dụng và tái tạo nguồn nước.