Hệ sinh thái rừng ppsx

Hệ sinh thái rừng




Hệ sinh thái rừng
Hệ sinh thái rừng (Forest ecosystem) là một
hệ sinh thái mà thành phần nghiên cứu chủ
yếu là sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi,
thảm tươi, hệ động vật và vi sinh vật rừng) và
môi trường vật lý của chúng (khí hậu, đất). Nội
dung nghiên cứu hệ sinh thái rừng bao gồm
cả cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái,
về mối quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa
các cây rừng và giữa chúng với các sinh vật
khác trong quần xã đó, cũng như mối quan hệ
lẫn nhau giữa những sinh vật này với hoàn
cảnh xung quanh tại nơi mọc của chúng (E.P.
Odum 1986, G. Stephan 1980).
[sửa]Một số quan điểm
Theo khoản 1 điều 3 của Luật bảo vệ và phát
triển rừng Việt Nam năm 2004: Rừng là một
hệ sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng,
động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng và
các yếu tố môi trường khác, trong đó cây gỗ,
tre nứa hoặc hệ thực vật đặc trưng là thành
phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1*
trở lên. Rừng gồm rừng trồng và rừng tự nhiên
trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất
rừng đặc dụng (quy định trước đây được ghi
trong Văn bản tiêu chuẩn kỹ thuật lâm sinh: là

rừng phải có độ tàn che từ 0,3 trở lên)
 Theo Tansley (1935): Rừng là một hệ sinh
thái.
 Theo Sucasep (1964): Hệ sinh
thái rừng đồng nghĩa với quần lạc sinh địa
rừng.
Nhìn chung có nhiều khái niệm về rừng song
hầu hết các khái niệm đều có điểm thống nhất
đó là nó phải bao gồm thành phần cây gỗ
đóng vai trò chủ đạo. Mặc dù có sự tương
đồng song giữa hai khái niệm (của Sucaep và
Tansley) cũng có sự khác nhau nhất định.
Khái niệm của Tansley tỏ ra rộng hơn, ngược
lại, khái niệm theo Sucasep tỏ ra nghiêm ngặt
hơn – đó là những bộ phận của bề mặt đất
hoặc nước thuần nhất về các điều kiện địa
hình, vi khí hậu, đất, thủy văn và các yếu tố
sinh học. Trong số 2 khái niệm này, khái niệm
của Tansley, 1935 tỏ ra đơn giản hơn và dễ
nhớ hơn và được sử dụng rộng rãi.
(Xem thêm bài viết về rừng
Thành phần của hệ sinh thái rừng


Rừng Bao báp ở Madagascar
Thành phần của hệ sinh thái rừng cũng giống
như thành phần của một hệ sinh thái điển hình
song đối với rừng, thành phần thực vật mà
đặc biệt là cây gỗ được quan tâm hơn cả, đây
chính là thành phần lập quần. Sau đây chúng

ta sẽ nghiên cứu thành phần cơ bản, quan
trọng của hệ sinh thái rừng:
Thành phần thực vật rừng
 Thành phần cây gỗ: Đây là thành phần
chủ yếu của hệ sinh thái rừng. Đối với rừng
nhiệt đới nói chung thành phần cây gỗ được
chia thành 3 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu
thế sinh thái và tầng dưới tán.
Dựa vào thành phần và tỷ lệ giữa các loài mà
người ta chia ra thành rừng thuần loài và rừng
hỗn loài. Về nguyên tắc, rừng thuần loài là
rừng chỉ có một loài. Tuy nhiên trên thực tế,
rừng có một số loài khác nhưng số lượng các
loài khác này không vượt quá 10% thì vẫn
được coi là rừng thuần loài (rừng thuần loài
tương đối). Với rừng hỗn loài, để biểu thị mức
độ tham gia của các loài người ta dùng công
thức tổ thành. Thành phần cây gỗ là bộ phận
chính và chủ yếu tạo nên độ khép tán (được
biểu diễn thông qua độ tán che), độ đầy và trữ
lượng lâm phần.
Lớp cây tái sinh: Đây là thuật ngữ dùng để
nói về lớp cây thế hệ non của tầng cây gỗ,
chúng sống và phát triển dưới tán rừng, chúng
sẽ là đối tượng thay thế tầng cây gỗ phía trên
khi tầng cây này được khai thác. Tùy vào từng
giai đoạn sinh trưởng khác nhau người ta chia
lớp cây tái sinh thành các giai đoạn: cây mầm,
cây mạ và cây con (hay cây non). Việc phân
chia này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác

định các nhân tố ảnh hưởng và xác định các
biện pháp kĩ thuật trong chăm sóc, bảo vệ.
 Cây mầm: Là lớp cây nằm trong khoảng
một vài tháng tuổi (tùy loài). Đặc trưng
của lớp cây ở giai đoạn này là cây chưa
có khả năng quang hợp, vẫn sống nhờ
vào chất dinh dưỡng có sẵn trong phôi
hạt. Trong giai đoạn này cây chịu ảnh
hưởng mạnh của các yếu tố môi trường
đặc biệt là nhân tố ánh sáng và độ ẩm.
Theo W.Richard (1956), đây là giai đoạn
nguy hiểm nhất của cây tái sinh, cây tái
sinh có thể chết hàng loạt do môi trường
thiếu nước hoặc nhiệt độ quá cao do ánh
sáng trực xạ. Cũng theo W. Richard, một
nguyên nhân khác nguy hiểm đối với cây
mầm là các loài động vật rừng.
 Cây mạ: Là những thế hệ cây gỗ
thường có tuổi từ một vài tháng đến 1 -2
năm, chiều cao thường không quá
50cm. Đặc điểm: Cây đã có khả năng tự
đồng hóa. Mặc dù đã lớn hơn lớp cây
mầm song cây mạ vẫn rất yếu ớt và chịu
ảnh hưởng nhiều của các nhân tố môi
trường trong đó có sự cạnh tranh của cỏ
dại.
 Cây con (cây non): Là những thế hệ
cây lớn hơn 2 năm tuổi, thường có
chiều cao >50cm. Cùng với sự sinh
trưởng, nhu cầu ánh sáng của nó cũng

tăng dần. Khi cây con có chiều cao >1m,
khoẻ mạnh thì được coi là những cây
con có triển vọng. Đây chính là đối
tượng sẽ thay thế tầng cây gỗ trong
tương lai.
 Thành phần cây bụi: Là những cây
thân gỗ, song chiều cao không quá
5m, phân cành sớm. Cây bụi là một
thành phần quan trọng trong hệ sinh
thái rừng. Trong kinh doanh rừng hiện
đại, lớp cây bụi mang lại rất nhiều lợi
ích – đó là những lợi ích phi gỗ
(NTFPs)
 Thành phần thảm tươi: Bao gồm
những loài thực vật thân thảo (không
có cấu tạo gỗ), chúng thường sống
dưới tán rừng. Cũng như cây bụi,
nhiều loài cây thảo đem lại lợi ích kinh
tế khá cao. Đứng trên quan điểm sinh
thái, lớp cây bụi và lớp thảm tươi có ý
nghĩa quan trọng, chúng góp phần bảo
vệ đất, chống xói mòn, giữ độ ẩm cho
đất, tham gia vào quá trình hình thành,
cải tạo đất. Tuy nhiên, chúng cũng có
thể là tác nhân cản trở tái sinh gây
những khó khăn trong công tác trồng
rừng, phục hồi rừng.
 Thực vật ngoại tầng: Bao gồm các
loài dây leo, thực vật phụ sinh… chúng
mọc không tuân theo một trật tự nào

về không gian, chúng không phân bố ở
những tầng cụ thể nào. Một số loài
thực vật ngoại tầng có thể có giá trị
kinh tế, làm dược liệu.
]Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
rừng
Theo quan điểm của sinh thái học hiện
đại, năng lượng đi qua hệ sinh thái cũng
tuân theo các quy luật nhiệt động học
của vật lý:
 Quy luật 1: năng lượng không tự nhiên
sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó
chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng
khác. Ví dụ: Năng lượng mặt trời (quang
năng) có thể chuyển hóa thành hóa
năng tích lũy trong thực vật.
 Quy luật 2: Khi năng lượng được
chuyển hóa từ dạng này sang dạng
khác không bao giờ được bảo toàn
100% mà thường bị hao hụt một lượng
nhất định để biến thành nhiệt năng.
 Sinh vật tự dưỡng là sinh vật có khả
năng tự mình tổng hợp ra các chất
hữu cơ cần thiết cho sự sống. Sinh
vật tự dưỡng được chia thành 2
loại, tương ứng với nó là 2 nguồn
cung cấp năng lượng
1. Sinh vật quang dưỡng: Sử dụng năng
lượng từ ánh sáng mặt trời. Quá trình
tổng hợp chất dinh dưỡng được thực

hiện nhờ vào diệp lục, H
2
O, CO
2
dưới
tác dụng của ánh sáng mặt trời. Thực
vật màu xanh là những sinh vật quang
dưỡng.
2. Sinh vật hóa dưỡng: Sử dụng năng
lượng hóa học từ các phản ứng hóa
học của các chất vô cơ đơn giản. Ví
dụ: các sinh vật ôxy – hoá lưu huỳnh
(S) thành axit sunfuaric (H
2
S) qua đó
hấp thụ năng lượng của phản ứng
hóa học này.
 Với nhóm sinh vật dị dưỡng,
nguồn cung cấp năng lượng của
chúng không phải trực tiếp từ mặt
trời cũng như các phản ứng hóa
học mà chính là từ các sản phẩm
hữu cơ do các sinh vật tự dưỡng
tổng hợp lên. Các sinh vật dị
dưỡng được gọi chung là những
sinh vật tiêu thụ. Sinh vật dị
dưỡng được chia thành 3 bậc từ
bậc 1 đến bậc 3.
 Sinh vật phân hủy: Chuyên phân
hủy các hợp chất hữu cơ trong

xác chết, chất bài tiết…thành các
hợp chất vô cơ đơn giản hơn
cũng có thể được gộp chung vào
nhóm các sinh vật dị dưỡng.
Nguốn gốc nguồn năng lượng
trong hệ sinh thái rừng
1. Trong số các nguồn năng
lượng cung cấp cho chuỗi thức
ăn, năng lượng mặt trời đóng
vai trò chủ đạo. Tuy nhiên,
thực vật chỉ sử dụng khoảng
0,1% năng lượng này trong
quá trình quang hợp để tạo
thành năng lượng hữu cơ nuôi
sống toàn bộ các sinh vật
thuộc chuỗi chăn nuôi và các vi
sinh vật thuộc chuỗi phế thải.
2. Hơn 50% năng lượng liên kết
tạo từ phản ứng quang
hợp được sử dụng để hô hấp,
phần còn lại để tạo thành cơ
thể và trở thành thức ăn cho
các sinh vật tiêu thụ khác.
3. Năng lượng được truyền qua
các sinh vật thuộc các bậc
khác nhau. Mỗi một sinh vật
như vậy được gọi là một mắt
xích thức ăn. Tập hợp các mắt
xích thức ăn tạo nên các chuỗi
thức ăn (chuỗi dinh dưỡng,

chuỗi thực phẩm). Tập hợp
nhiều chuỗi thức ăn có chung
một hoặc một số mắt xích thức
ăn sẽ tạo ra lưới thức ăn.
4. Trong một chuỗi thức ăn, cứ
sau mỗi bậc dinh dưỡng năng
lượng lại bị hụt đi khoảng 80-
90% chủ yếu do tỏa nhiệt ra
môi trườg, chỉ có từ 10-20%
năng lượng được truyền cho
bậc kế tiếp.
Tỷ lệ giữa phần năng lượng mà bậc
sau kế tiếp nhận được so với phần
năng lượng trước khi truyền của
bậc trước nó được gọi là hệ số
truyền năng lượng. Hệ số truyền
năng lượng ở hệ sinh thái trên cạn
luôn nhỏ hơn so với hệ số truyền
năng lượng của hệ sinh thái dưới
nước.
Nếu sắp xếp số lượng cá thể (hay
sinh khối hoặc năng lượng) theo
các bậc dinh dưỡng từ thấp đến
cao thì bao giờ chúng cũng sắp xếp
theo dạng hình tháp. Người ta gọi
chúng là những hình tháp sinh thái
học. Tùy vào đơn vị tính mà chúng
ta có hình tháp sinh khối, hình tháp
khối lượng hay hình tháp số lượng.
Mối quan hệ của dòng năng

lượng trong hệ sinh thái rừng
1. Đầu vào của một dòng năng
lượng được bắt đầu bằng năng
lượng thì đầu ra cũng là dạng
năng lượng. Nói cách khác, bất
kỳ một dòng năng lượng nào
cũng bắt đầu bằng năng lượng
và kết thúc bằng việc chuyển
hóa năng lượng ấy thành nhiệt
năng và phát tán vào môi
trường xung quanh.
2. Chuỗi dinh dưỡng càng ngắn
hoặc sinh vật càng gần với với
điểm khởi đầu thì năng lượng
thu nhận được càng lớn.
3. Trong lưới thức ăn, nếu có
nhiều chuỗi thức ăn liên hệ qua
lại càng chặt chẽ, phức tạp thì
quần xã sinh vật càng phong
phú về loài, trong đó có nhiều
loài đa thực
4. Nếu thay thế mắt xích thức ăn
này bằng mắt xích thức ăn
khác có họ hàng gần nhau thì
cấu trúc của chuỗi thức ăn
không hoặc rất ít thay đổi
5. Các chuỗi thức ăn thường
không ổn định mà thay đổi tùy
thuộc vào nhu cầu thức ăn của
các loài ở các giai đoạn sống

khác nhau.
6. Độ dài của chuỗi thức ăn ít khi
lớn hơn 5-6 mắt xích,
Chu trình sinh địa hóa trong hệ
sinh thái rừng
Thuật ngữ chu trình hay sự tuần
hoàn biểu thị sự lặp đi lặp lại nhiều
lần và có tính chu kỳ khép kín.
Trong hệ sinh thái, người ta phân
thành 3 kiểu chu trình vật chất: Chu
trình địa hóa; Chu trình sinh địa hóa
và chu trình sinh hóa (chu trình bên
trong sinh vật)
Chu trình địa hóa
Là chu trình vận động của các
nguyên tố hóa học giữa các hệ sinh
thái. Ví dụ: Các chất khoáng theo
nước mưa đi từ hệ sinh thái rừng
trên núi cao xuống hệ sinh thái
nông nghiệp thấp hơn.
Chu trình sinh địa hóa
Là chu trình vận động của các chất
xảy ra giữa các sinh vật và môi
trường bên trong phạm vi của một
hệ sinh thái. Ví dụ: Đạm (N) được
rễ cây hút lên từ đất thông qua các
việc phân hủy các cành nhánh, lá
rơi rụng tích lũy vào các bộ phận
(tham gia hình thành các bộ phận)
khi các bộ phận này chết, rơi rụng

nó lại mang theo Đạm trở về trong
đất.
Các chất vô cơ trong tự nhiên vận
động theo hai chu trình: Chu trình
đại tuần hoàn nước và không khí
của sinh quyển và chu trình tuần
hoàn vật chất sinh vật trong hệ sinh
thái.
 Chu trình đại tuần
hoàn nước và không khí: Hơi
nước bốc lên từ đại dương (biển)
dưới tác dụng đốt nóng của ánh
sáng mặt trời được vận chuyển
vào trong lục địa (do gió, hình
thành nhờ sự chênh lệnh gradien
nhiệt độ), tại đây hơi nước gặp
khối không khí lạnh sẽ ngưng kết
và biến thành mưa. Mưa tạo
thành dòng chảy mặt và dòng
chảy ngầm theo các dòng sông
lại đổ ra biển hoàn thành một chu
kỳ khép kín.
 Chu trình tuần hoàn vật chất-
sinh vật: Đây là chu trình của
nhiều chất vô cơ. Trong chu trình
này, nhìn chung phần lớn các
chất khí có chu trình khép kín
(O
2
, CO

2
), nhiều chất vô cơ bị loại
bỏ một phần khỏi chu trình để tồn
tại trong môi trường biến thành
các dạng trầm tích. Những chu
trình như vậy được gọi là những
chu trình không hoàn toàn. Chu
trình phốt phát là một chu trình.
Chu trình sinh hóa
Là chu trình các chất xảy ra bên
trong các bộ phận của sinh vật.
Quần lạc sinh địa rừng
Quần lạc sinh địa rừng là một
khoảnh đất bất kỳ có sự đồng nhất
về thành phần, cấu trúc và các đặc
điểm của các thành phần tạo nên
nó và về mối quan hệ giữa chúng
với nhau, có nghĩa là đồng nhất về
thực vật che phủ, về thế giới động
vật và vi sinh vật cư trú tại đó, về
các điều kiện tiểu khí hậu, thủy văn
và đất đai, về các kiểu trao đổi vật
chất và năng lượng giữa các thành
phần của nó với các hiện tượng tự
nhiên khác (V.N. Sucasep 1964)
Quần lạc sinh địa rừng khác biệt
hoàn toàn với các quần lạc sinh địa
khác như: Quần lạc sinh địa sa
mạc, quần lạc sinh địa thảo
nguyên, Định nghĩa quần lạc sinh

địa rừng là rất quan trọng khi xét tới
các quần lạc thực vật, quần
lạc động vật, và các yếu tố vô sinh
liên quan khác tồn tại trong rừng.
Quần lạc sinh địa rừng giúp chúng
ta hiểu rõ hơn những tác động và
mối quan hệ mật thiết giữa rừng với
hoàn cảnh sống xung quanh.
Ngày nay có một số quan điểm đã
coi rằng từ quần lạc sinh địa rừng
đồng nghĩa với hệ sinh thái rừng và
nó là một cấu trúc sống.
Tham khảo
 PGS.TS Hoàng kim Ngũ, Một số
vấn đề lâm học nhiệt đới, Đại
học Lâm nghiệp Việt Nam, 2004
 GV.Hà quang Anh, Bài giảng
môn học Sinh thái rừng- Bộ
môn Lâm sinh-Khoa Lâm học-Đại
học Lâm nghiệp Việt Nam
 Luật Bảo vệ và phát triển rừng do
quốc hội Việt Nam ban hành năm
2004.