Hệ sinh thái rừng ppt

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).
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.