CHUYÊN ĐỀ 1. CÁ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG

PHẦN VII. SINH THÁI
CHUYÊN ĐỀ 1. CÁ THỂ VÀ MÔI TRƯỜNG
I. Môi trường và các nhân tố sinh thái
1. Môi trường
- Môi trường là khoảng không gian bao quanh sinh vật, có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sinh vật.
- Có 4 loại mơi trường:
+ Mơi trường trên cạn (mặt đất và lớp khí quyển).
+ Mơi trường đất
+ Môi trường nước (nước mặn, nước ngọt, nước lợ).
+ Môi trường sinh vật (thực vật, động vật, con người là mơi trường của sinh vật kí sinh).
2. Nhân tố sinh thái
- Tất cả các nhân tố mơi trường có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống sinh vật thì được gọi
là nhân tố sinh thái.
- Nhân tố sinh thái bao gồm nhân tố vô sinh và nhân tố hữu sinh.
+ Nhân tố vô sinh (nước, ánh sáng, nhiệt độ, tia phóng xạ,...)
+ Nhân tố hữu sinh (chất hữu cơ trong môi trường và mối quan hệ giữa các sinh vật với nhau).
- Nhân tố sinh thái tác động lên sinh vật, đồng thời cơ thể sinh vật cũng ảnh hưởng đến nhân tố sinh thái,
làm thay đổi tính chất của các nhân tố sinh thái.
3. Giới hạn sinh thái và ổ sinh thái
a. Giới hạn sinh thái

- Giới hạn sinh thái là giới hạn chịu đựng của sinh vật về mỗi nhân tố sinh thái. Ví dụ giới hạn sinh thái
về nhiệt độ của cá rô phi nuôi ở Việt Nam từ 5,6°C đến 42°C. Giới hạn sinh thái là khoảng giá trị xác
định của một nhân tố sinh thái mà trong khoảng đó sinh vật có thể tồn tại và phát triển ổn định theo thời
gian.
- Trong giới hạn sinh thái, có khoảng thuận lợi và khoảng chống chịu. Khoảng thuận lợi là vùng mà sinh
vật sống tốt nhất. Khoảng chống chịu là vùng gây ức chế cho hoạt động sinh lí của sinh vật.
- Lồi sinh vật nào có giới hạn sinh thái rộng về nhiều nhân tố sinh thái thì có vùng phân bố rộng, lồi nào
có giới hạn sinh thái hẹp về nhiều nhân tố sinh thái thì có vùng phân bố hẹp. Giới hạn sinh thái của sinh
vật rộng hơn biên độ giao động của mơi trường thì sinh vật mới tồn tại và phát triển được.
b. Ô sinh thái

- Ổ sinh thái là không gian sinh thái, bao gồm tất cả các giới hạn về các nhân tố sinh thái mà ở đó, đảm
bảo cho lồi tồn tại và phát triển theo thời gian. Người ta phân biệt ổ sinh thái và nơi ở: Ô sinh thái biểu
hiện cách sinh sống của lồi; cịn nơi ở là nơi cư trú của lồi. Trong một nơi ở có thể có nhiều ổ sinh thái
khác nhau, do đó sẽ có nhiều lồi khác nhau cùng chung sống.
99


- Các lồi sống chung trong một mơi trường thì thường có ổ sinh thái trùng nhau một phần. Ổ sinh thái
trùng nhau là nguyên nhân dẫn tới sự cạnh tranh khác lồi. Cạnh tranh khác lồi làm phân hóa ổ sinh thái
của mỗi loài → thu hẹp ổ sinh thái của lồi.
Sự thích nghi của sinh vật với
* Thực vật ưa sáng, * Thực vật ưa bóng có các đặc
ánh sáng
có các đặc điểm :
điểm :
- Ánh sáng được coi là nhân tố + Thân cây nếu mọc
+ Thân cây nhỏ ở dưới tán các cây
sinh thái vừa có tác dụng giới
riêng lẻ thường thấp, khác.
hạn, vừa có tác dụng điều chỉnh, phân cành nhiều, tán + Lá to, tầng cutin mỏng, màu
Ánh sang trắng là nguồn năng
rộng ; cây mọc ở nơi đậm, phiến lá mỏng, mô dậu
lượng của cây xanh và ảnh
nhiều cây thân cây
kém phát triển, lá thường xếp
hưởng trực tiếp đến đời sống
cao, mọc thẳng, cành xen kẽ nhau và nằm ngang so với
động vật.
tập trung phần ngọn,
mặt đất.

Liên quan đến ánh sáng, động
lá và cành phía dưới + Lục lạp có kích thước lớn.
vật được chia thành 2 nhóm:
sớm rụng.
+ Cây ưa bóng có cường độ quang
nhóm ưa hoạt động ban ngày và + Lá nhỏ, tầng cutin
hợp và hơ hấp cao dưới ánh
nhóm ưa hoạt động ban đêm.
dày, màu nhạt, phiến sáng yếu.
lá dày, mơ dậu phát
triển, lá thường xếp
xiên góc.
+ Lục lạp có kích thước
nhỏ.
Sự thích
+ Cây ưa sáng có
nghi của
cường độ quang hợp
sinh vật với
và hô hấp cao dưới
môi trường
ánh sáng mạnh.
sống
* Thực vật chịu bóng : Mang những đặc điểm trung
gian giữa hai nhóm trên.
Sự thích nghi của sinh vật với
Nhóm sinh vật biến Nhóm sinh vật hằng nhiệt :
nhiệt độ
nhiệt : Thân nhiệt
Thân nhiệt ổn định, độc lập với sự

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến
biến đổi theo sự biến biến đổi của nhiệt độ môi trường
đời sống của sinh vật hoặc ảnh
đổi nhiệt độ của môi
(Chim và thú).
hưởng gián tiếp thơng qua các yếu
trường (các lồi: Vi
tố khác như lượng mưa, độ ẩm,
sinh vật, thực vật,
gió,…và sinh vật có những biến đổi ĐVKXS, lưỡng cư,
về hình thái, và các tập tính sinh
bị sát).
thái để thích nghi với sự biến đổi
nhiệt độ của mơi trường.
Quy tắc về kích
Quy tắc về diện tích bề mặt
thước cơ thể (quy
cơ thể (quy tắc Anlen) : động
tắc Becman) : động vật hằng nhiệt sống ở vùng ơn
vật hằng nhiệt sống đới có tai, đuôi và các chi...
ở vùng ôn đới (nơi
thường bé hơn tai, đuôi, các
100


có khí hậu lạnh) thì
chi... của động vật ở vùng
kích thước cơ thể
nóng. Ví dụ, thỏ ở vùng ơn đới
lớn hơn so với động lạnh có tai, đi nhỏ hơn tai và

vật cùng lồi hay
đi của thỏ ở vùng nhiệt đới.
lồi có quan hệ họ
hàng gần nhau sống
ở vùng nhiệt đới ấm
áp. Ví dụ như voi và
gấu ở vùng khí hậu
lạnh có kích thước
cơ thể lớn hơn voi
và gấy ở vùng nhiệt
đới. Động vật hằng
nhiệt sống ở vùng
ơn đới có kích thước
cơ thể lớn có lớp
mỡ dày nên khả
năng chống rét tốt.
Hai quy tắc trên chứng tỏ, động vật hằng nhiệt sống ở vùng ơn đới có nhiệt độ lạnh có tỉ lệ
giữa diện tích bề mặt cơ thể (S) với thể tích cơ thể (V) giảm - (tỉ lệ S/V nhỏ), góp phần
hạn chế sự tỏa nhiệt của cơ thể. Sống ở vùng nhiệt đới nóng có tỉ lệ S/V lớn, góp phần tỏa
nhiệt nhanh cho cơ thể.

101


CHUYÊN ĐỀ 2. QUẦN THỂ

A. Lý thuyết
1. Quần thể sinh vật
- Quần thể là tập hợp các cá thể của cùng một lồi, sống trong một khoảng khơng gian xác định, vào một
thời điểm nhất định, có khả năng sinh sản và tạo thành thế hệ mới.

- Quần thể là đơn vị tồn tại, đơn vị sinh sản, đơn vị tiến hố của lồi. Các cá thể trong quần thể có thể hỗ
trợ nhau hoặc cạnh tranh nhau.
- Ví dụ:
+ Các tập hợp cá thể sau đây là quần thể :
1. Cá trắm cỏ trong ao
2. Voi ở khu bảo tồn Yokđôn
3. Ốc bưu vàng ở ruộng lúa
4. Sen trong đầm
5. Sim trên đồi
+ Tập hơp các cá thể sau đây không phải là quần thể :
1. Cá rô phi đơn tính trong hồ
2. Bèo trên mặt ao
3. Các cây ven hồ
4. Chuột trong vườn
5. Chim ở lũy tra làng
2. Quan hệ giữa các cá thể trong quần thể
a. Quan hệ hỗ trợ
- Là mối quan hệ giữa các cá thể cùng loài hỗ trợ lẫn nhau trong hoạt động sống như lấy thức ăn, chống
lại kẻ thù, sinh sản,....
- Quan hệ hỗ trợ đảm bảo cho quần thể tồn tại ổn định, khai thác tối ưu nguồn sống của mơi trường, làm
tăng khả năng sống sót và sinh sản của cá thể (hiệu quả nhóm).
- Ví dụ:
1. Các cây sống theo nhóm chịu đựng gió bão và hạn chế sự thoát hơi nước tốt hơn cây sống riêng rẽ.
2. Các cây thơng nhựa có hiện tượng liền rễ sinh trưởng nhanh hơn và có khả năng chịu hạn tốt hơn các
cây sống riêng rẽ, cây liền rễ bị chặt ngọn sẽ nảy chồi mới sớm và tốt hơn cây khơng liền rễ. 3. Chó rừng
hỗ trợ nhau trong đàn nhờ đó ăn thịt được trâu rừng có kích thước lớn hơn.
b. Quan hệ cạnh tranh
- Khi mật độ cá thể của quần thể tăng lên quá cao, nguồn sống của môi trường không đủ cung cấp cho
mọi cá thể trong quần thể thì xảy ra cạnh tranh.
Cạnh tranh cùng loài biểu hiện ở sự tranh giành nhau thức ăn, nơi ở, ánh sáng và các nguồn sống khác;

các con đực tranh giành con cái.
- Quan hệ cạnh tranh làm cho số lượng và phân bố của cá thể trong quần thể được duy trì ở mức phù hợp
với nguồn sống và không gian sống, đảm bảo sự tồn tại và phát triển của quần thể
- Cạnh tranh cùng loài là động lực thúc đẩy sự tiến hố của lồi.
- Ví dụ:
1. Cây trồng và cỏ dại thường cạnh tranh nhau giành ánh sáng, chất dinh dưỡng.
2. Các con hổ, báo cạnh tranh nhau dành nơi ở, kết quả dẫn đến hình thành khu vực sinh sống của từng
cặp hổ, báo bố mẹ.
3. Khi thiếu thức ăn, cá mập cạnh tranh nhau và dẫn tới cá lớn ăn thịt cá bé, cá mập con nở ra trước ăn các
phôi non hay trứng chưa nở.
3. Các đặc trưng cơ bản của quần thể
102


Quần thể có các đặc trưng cơ bản
a. Mật độ cá thể của quần thể
- Số lượng cá thể của quần thể trên một đơn vị diện tích hay thể tích của mơi trường.
- Mật độ cá thể là đặc trưng quan trọng nhất vì mật độ có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống
trong môi trường, tới khả năng sinh sản và tử vong của quần thể.
b. Sự phân bố cá thể
- Có 3 kiểu phân bố cá thể trong quần thể.
- Phân bố theo nhóm (là kiểu phân bố phổ biến nhất): Xảy ra khi môi trường sống phân bố không đều, các
cá thể tụ họp với nhau. Ví dụ: Nhóm cây bụi mọc hoang dại, đàn trâu rừng, ...
- Phân bố đồng đều: Xảy ra khi mơi trường đồng nhất và các cá thể có sự cạnh tranh gay gắt (hoặc các cá
thể có tính lãnh thổ cao). Phân bố đồng đều góp phần làm giảm cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể. Ví dụ:
Cây thông trong rừng thông, chim hải âu làm tổ, ...
- Phân bố ngẫu nhiên: Xảy ra khi môi trường sống đồng nhất và các cá thể khơng có sự cạnh tranh gay
gắt. Phân bố ngẫu nhiên tận dụng được nguồn sống tiềm tàng trong mơi trường. Ví dụ: Các lồi sâu sống
trên tản lá cây, các lồi sị sống trong phù sa vùng triều, các loài cây gỗ sống trong rừng mưa nhiệt đới, ...
c. Tỉ lệ giới tính

- Tỉ lệ giữa số cá thể đực và cái trong quần thể. Tỉ lệ giới tính thay đổi và chịu ảnh hưởng của nhiều nhân
tố (điều kiện sống của môi trường, đặc điểm sinh sản, sinh lí và tập tính của lồi).
- Tỉ lệ giới tính của quần thể giúp cho quần thể sinh sản tối ưu trong điều kiện môi trường xác định.
- Ý nghĩa việc hiểu rõ tỉ lệ giới tính: Sự hiểu biết về tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng trong chăn ni
gia súc, bảo vệ mơi trường.. Trong chăn ni, người ta có thể tính tốn một tỉ lệ các con đực và cái phù
hợp để đem lại hiệu quả kinh tế. Ví dụ, các đàn gà, hưu, nai, ... người ta có thể khai thác bớt một số lượng
lớn các cá thể đực mà vẫn duy trì được sự phát triển của đàn.
d. Cấu trúc tuổi (tuổi trước sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản)
- Thành phần nhóm tuổi của quần thể thay đổi tuỳ thuộc vào từng loài và điều kiện sống của môi trường.
- Dựa vào tháp tuổi biết được quần thể đang phát triển hay đang suy vong. (tháp tuổi có đáy hẹp, đỉnh
rộng thì quần thể đang suy vong).
sau sinh sản
Đang sinh sản
Trước sinh sản

Tháp
phát triển

Tháp
ổn định

Tháp
Suy thối

- Tuổi sinh lí là thời gian sống theo lí thuyết
- Tuổi sinh thái là thời gian sống thực tế
- Tuổi quần thể là tuổi thọ bình quân của các cá thể trong quần thể.
e. Kích thước quần thể
- Kích thước của quần thể là số lượng cá thể phân bố trong khoảng không gian sống của quần thể hay
khối lượng hoặc năng lượng tích luỹ trong các cá thể của quần thể.

- Mỗi quần thể sinh vật có kích thước đặc trưng. Những lồi có kích thước cơ thể nhỏ thường hình thành
quần thể có số lượng cá thể nhiều, ngược lại, những lồi có kích thước cơ thể lớn thường sống trong quần
thể có số lượng cá thể ít.
Các cực trị của kích thước quần thể và ý nghĩa :
103


Kích thước quần thể có 2 cực trị : kích thước tối thiểu và kích thước tối đa.
- Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần để duy trì sự tồn tại của lồi. Nếu kích
thước quần thể xuống dưới mức tối thiểu, quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm dẫn tới diệt vong.
Nguyên nhân là do:
• Số lượng cá thể trong quần thể quá ít, sự hỗ trợ giữa các cá thể bị giảm, quần thể khơng có khả năng
chống chọi với những thay đổi của mơi trường.
• Khả năng sinh sản suy giảm do cơ hội gặp nhau của các cá thể đực với cá thể cái ít.
• Số lượng cá thể quá ít nên sự giao phối cận huyết thường xảy ra, đe doạ sự tồn tại của quần thể.
- Kích thước tối đa là giới hạn cuối cùng về số lượng mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng
cung cấp nguồn sống của mơi trường. Nếu kích thước q lớn, cạnh tranh giữa các cá thể cũng như ô
nhiễm, bệnh tật... tăng cao, dẫn tới một số cá thể di cư ra khỏi quần thể.
- Những nhân tố nào làm thay đổi kích thước quần thể
+ Kích thước của quần thể thay đổi phụ thuộc vào 4 yếu tố: sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập
cư và xuất cư.
+ Sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư và xuất cư (phát tán của quần thể) của quần thể thường
bị thay đổi dưới ảnh hưởng của điều kiện mơi trường sống như sự biến đổi khí hậu, bệnh tật, lượng thức
ăn, số lượng kẻ thù, ... và mức độ khai thác của con người. Ngoài ra, mức độ tử vong cao hay thấp của
quần thể còn phụ thuộc nhiều vào tiềm năng sinh học của loài như khả năng sinh sản, sự chăm sóc con
cái...
- Đường cong sống sót phản ảnh mức tử vong ở các giai đoạn khác nhau trong | vịng đời của lồi. Có 3
dạng đường cong điển hình:

+ Đường cong I: (Chim, thú, người): Tỉ lệ tử vong ở giai đoạn đầu đời thấp, hầu như các cá thể sinh ra

đều sống sót, chết chủ yếu ở giai đoạn về già.
+ Đường cong II: (Sóc, thủy tức): Tỉ lệ tử vong như nhau ở các giai đoạn.
+ Đường cong III: (hàu, sò): Tỉ lệ tử vong rất cao ở giai đoạn đầu đời, số cá thể sống sót đến tuổi trưởng
thành rất ít.
g. Tăng trưởng kích thước quần thể

104


- Tăng trưởng kích thước quần thể trong điều kiện mơi trường khơng bị giới hạn (điều kiện mơi trường
hồn tồn thuận lợi) : Quần thể có tiềm năng sinh học cao tăng trưởng theo tiềm năng sinh học (đường
cong tăng trưởng hình chữ J).

- Tăng trưởng kích thước quần thể trong điều kiện môi trường bị giới hạn (điều kiện mơi trường hồn
tồn thuận lợi) : Quần thể tăng tăng trưởng giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S).

4. Sự biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật
- Biến động số lượng cá thể của quần thể là sự tăng hay giảm số lượng cá thể của quần thể. Số lượng cá
thể của quần thể có thể bị biến động theo chu kì hoặc khơng theo chu kì.
- Biến động số lượng cá thể của quần thể theo chu kì là biến động xảy ra do những thay đổi có tính chu kì
của mơi trường.
- Biến động số lượng cá thể của quần thể không theo chu kì là biến động mà số lượng cá thể của quần thể
tăng hoặc giảm một cách đột ngột do những thay đổi bất thường của môi trường tự nhiên hay do hoạt
động khai thác tài nguyên quá mức của con người.
105


+ Chu kì ngày đêm, phổ biến ở sinh vật phù du, như các lồi tảo có số lượng cá thể tăng vào ban ngày và
giảm vào ban đêm, do ban ngày tầng nước được chiếu sáng nên chúng quang hợp và sinh sản nhanh.
+ Chu kì tuần trăng và hoạt động của thủy triều, như rươi sống ở nước lợ các vùng ven biển Bắc Bộ đẻ rộ

nhất vào các ngày thuộc pha trăng khuyết
+ Chu kì mùa, mùa xuân và mùa hè là thời gian thuận lợi nhất cho sinh sản và phát triển của hầu hất các
loài động vật và thực vật. Như ruồi, muỗi sinh sản và phát triển nhiều nhất vào các tháng xuân hè, giảm
vào các tháng mùa đơng.
+ Chu kì nhiều năm, như lồi chuột thảo ngun có chu kì biến động số lượng theo chu kì từ 3 - 4 năm.
- Quần thể ln có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể bằng cách làm giảm hoặc kích thích làm tăng
số lượng cá thể. Sự điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể thông qua sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư,
nhập cư.
+ Khi điều kiện môi trường thuận lợi (hoặc số lượng cá thể quần thể thấp) → mức tử vong giảm, sức sinh
sản tăng, nhập cư tăng → tăng số lượng cá thể của quần thể.
+ Khi điều kiện mơi trường khó khăn (hoặc số lượng quần thể quá cao) → mức tử vong tăng, sức sinh sản
giảm, xuất cư tăng → giảm số lượng cá thể của quần thể.
- Trạng thái cân bằng của quần thể: Quần thể ln có khả năng tự điều chỉnh số lượng cá thể khi số cá thể
tăng quá cao hoặc giảm quá thấp dẫn tới trạng thái cân bằng (trạng thái số lượng cá thể ổn định và phù
hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường).
Hiện tượng “tự tỉa thưa” là kết quả cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể. Ví dụ do điều kiện mơi
trường thích hợp, các cây non mọc q dày, nhiều cây khơng nhận được ánh sáng và muối khống nên
chết dần, số cịn lại đủ duy trì mật độ vừa phải, cân bằng với điều kiện môi trường chúng sống.
Vật ăn thịt ăn thịt con mồi là nhân tố quan trọng khống chế kích thước quần thể con mồi, ngược lại, con
mồi cũng là nhân tố quan trọng điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể vật ăn thịt. Mối quan hệ 2 chiều
này tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong thiên nhiên.
B. Bài tập
Bài 1: Trong một mẻ lưới đánh bắt cá, người ta thống kê được tỉ lệ cá ở các nhóm tuổi khác nhau như
sau:
- Nhóm tuổi trước sinh sản (con non): 300 con.
- Nhóm tuổi sinh sản: 150 con.
- Nhóm tuổi sau sinh sản: 50 con.
a. Hãy vẽ biểu đồ biểu diễn tháp tuổi của quần thể cá nói trên. Có nhận xét gì về trạng thái phát triển của
quần thể?
b. Có nên tiếp tục đánh bắt loại cá này với cường độ như trước đây khơng? Vì sao?

Bài 2: Trong khu bảo tồn đất ngập nước có diện tích là 5000 ha. Người ta theo dõi số lượng của quần thể
chim công cộc, vào năm thứ nhất ghi nhận được mật độ cá thể trong quần thể là 0,25 cá thể/ha. Đến năm
thứ hai, đếm được số lượng cá thể là 1350 cá thể. Biết tỉ lệ tử vong của quần thể là 2%/năm. Hãy xác
định: a. Tỉ lệ sinh sản theo phần trăm của quần thể.
b. Mật độ của quần thể vào năm thứ II.
Bài 3: Người ta thả 10 con chuột cái và 5 con chuột đực vào một đảo hoang (trên đảo chưa có lồi chuột
này): Hãy dự đoán số lượng cá thể của quần thể chuột sau hai năm kể từ lúc thả. Biết rằng tuổi sinh sản
của chuột là 1 năm, mỗi năm đẻ 3 lứa, trung bình mỗi lứa có 4 con (tỉ lệ đực: cái là 1:1). Trong hai năm
đầu chưa có tử vong.
106


107


CHUYÊN ĐỀ 3. QUẦN XÃ

A. Lý thuyết
I. Quần xã và các đặc trưng của quần xã
1. Khái niệm
Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong không gian và thời
gian nhất định, các sinh vật có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có
cấu trúc tương đối ổn định.
2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã sinh vật
a. Đặc trưng về thành phần loài
- Độ đa dạng: Số lượng loài, số lượng cá thể của mỗi loài biểu thị mức độ đa dạng của quần xã. Quần xã
ổn định thường có số lượng lồi lớn và số lượng cá thể trong mỗi loài cao.
- Loài đặc trưng: là loài chỉ có ở một quần xã nào đó, hoặc có số lượng nhiều hơn hắn và có vai trị quan
trọng hơn lồi khác.
- Lồi ưu thế là lồi đóng vai trị quan trọng trong quần xã do số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc

hoạt động mạnh.
b. Đặc trưng về phân bố không gian
- Theo chiều ngang, theo chiều thẳng đứng
- Phân tầng (theo chiều thẳng đứng):
+ Trong mỗi quần xã, do có sự khác nhau về điều kiện sinh thái và do sự thích nghi của các lồi với các
điều kiện sinh thái khác nhau nên xảy ra sự phân tầng. Ví dụ quần xã rừng rậm nhiệt đời thường có 5
tầng; Quần xã sinh vật thuỷ sinh thường có 2 tầng.
+ Sự phân tầng làm giảm cạnh tranh giữa các các loài trong quần xã và tăng khả năng sử dụng và khai
thác nguồn sống của môi trường.
- Phân bố theo chiều ngang: Ví dụ ở quần xã sinh vật biển thì có sự khác biệt về thành phần loài ở vùng
gần bờ.
c. Đặc trưng về hoạt động chức năng của các nhóm lồi
- Sinh vật tự dưỡng: Là những sinh vật có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ để nuôi
sống cơ thể (cây xanh và một số vi sinh vật).
- Sinh vật dị dưỡng: Là những sinh vật không tự tổng hợp được chất hữu cơ từ các chất vô cơ, sống nhờ
nguồn thức ăn là các chất hữu cơ có sẵn. Bao gồm động vật (sinh vật tiêu thụ) và vi sinh vật (sinh vật
phân giải).
II. Mối quan hệ sinh thái giữa các loài
1. Các mối quan hệ giữa các lồi
Quan hệ
Đặc điểm
Ví dụ
- Nấm, vi khuẩn và tảo đơn bào
cộng sinh trong địa y
Hai lồi cùng có lợi khi sống chung và nhất thiết
- Vi khuẩn lam cộng sinh trong
Cộng sinh
phải có nhau ; khi tách riêng cả hai lồi đều có hại. nốt sần rễ cây họ Đậu
- Trùng roi sống trong ruột mối
- Vi khuẩn lam với san hơ, ...

Hai lồi cùng có lợi khi sống chung nhưng không
- Chim sáo và trâu rừng
Hợp tác
nhất thiết phải có nhau ; khi tách riêng cả hai lồi
- Chim mỏ đỏ và linh dương
đều có hại.
- Lươn biển và cá nhỏ
108


Hội sinh

Khi sống chung một lồi có lợi, lồi kia khơng có
lợi cũng khơng có hại gì ; khi tách riêng một lồi
có hại cịn lồi kia khơng bị ảnh hưởng gì.

Cạnh tranh

- Các lồi cạnh tranh nhau về nguồn sống, khơng
gian sống.
- Cả hai lồi đều bị ảnh hưởng bất lợi, thường thì
một lồi sẽ thắng thế cịn lồi khác bị hại nhiều
hơn.

Kí sinh

Một lồi sống nhờ trên cơ thể của lồi khác, lấy
các chất ni sống cơ thể từ lồi đó.

Ức chế – cảm

nhiễm

Một lồi này sống bình thường, nhưng gây hại cho
loài khác.

- Cây phong lan sống bám trên
thân cây gỗ
- Cá ép sống bám trên cá lớn, ...
- Cạnh tranh giành ánh sáng,
nước và muối khoáng ở thực vật Cạnh tranh giữa cú và chồn ở
trong rừng, chúng cùng hoạt động
vào ban đêm và bắt chuột làm
thức ăn...
- Cây tầm gửi (sinh vật nửa kí
sinh) kí sinh trên thân cây gỗ
(sinh vật chủ)
- Giun kí sinh trong cơ thể người
- Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá,
tơm và chim ăn cá, tơm bị độc đó,
...
- Cây tỏi tiết chất gây ức chế hoạt
động của vi sinh vật ở xung
quanh.
- Hươu, nai ăn cỏ ; hổ, báo ăn thịt
hươu, nai; sói ăn thịt thỏ
- Cây nắp ấm bắt ruồi.

- Hai loài sống chung với nhau.
- Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn. Bao
gồm : Động vật ăn động vật, động vật ăn thực vật.

2. Khống chế sinh học
- Là hiện tượng số lượng cá thể của loài này bị khống chế (ở mức độ nhất định, không tăng quá cao hoặc
giảm quá thấp) bởi số lượng cá thể của loài khác và
ngược lại do tác động chủ yếu của các mối quan hệ đối kháng giữa các loài trong quần xã.
- Trong sản xuất, người ta sử dụng các lồi thiên địch để phịng trừ các sinh vật
gây hại cho cây trồng.
II. DIỄN THẺ SINH THÁI
1. Khái niệm
- Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn tương ứng với sự biến đổi
của môi trường.
- Trong quá trình diễn thế, song song với sự biến đổi về thành phần lồi của quần xã ln kéo theo sự
biến đổi về điều kiện tự nhiên của môi trường.
2. Nguyên nhân của diễn thế
- Nguyên nhân bên ngoài: Ví dụ như sự thay đổi của các điều kiện tự nhiên.
- Nguyên nhân bên trong: Do sự tương tác giữa các loài trong quần xã (như sự cạnh tranh gay gắt giữa các
loài trong quần xã, quan hệ sinh vật ăn sinh vật...).
* Ngoài ra hoạt động khai thác tài nguyên của con người cũng gây ra diễn thế sinh thái.
3. Các loại diễn thế
a. Diễn thế nguyên sinh
- Là diễn thế khởi đầu từ mơi trường chưa có sinh vật và kết quả là hình thành nên quần xã đỉnh cực. Ví
dụ diễn thế xảy ra ở đảo mới hình thành, miệng núi lửa sau khi phun,....
Sinh vật ăn sinh
vật khác

109


- Trong diễn thế nguyên sinh, càng về sau thì độ đa dạng của quần xã tăng lên, độ dài của chuỗi thức ăn
tăng lên, tính ổn định của quân xã tăng lên.
b. Diễn thế thứ sinh

- Là diễn thế xuất hiện ở mơi trường đã có một quần xã sinh vật từng sống. Tuỳ theo điều kiện thuận lợi
hay khơng thuận lợi mà diễn thế có thể hình thành nên quần xã đỉnh cực hoặc quần xã bị suy thối.
- So với diễn thế ngun sinh thì diễn thế thí sinh xảy ra phổ biến hơn.
Giai đoạn khởi
Giai đoạn giữa
Giai đoạn cuối
Nguyên nhân của
đầu
diễn thế
Môi trường chưa Các quần xã sinh
Hình thành quần
- Tác động mạnh mẽ
có sinh vật
vật biến đổi tuần tự, xã tương đối ổn
của ngoại cảnh lên
thay thế lẫn nhau và định
quần xã
Diễn thế
ngày càng phát triển
- Cạnh tranh gay gắt
nguyên sinh
đa dạng
giữa các loài trong
quần xã

Diễn thế thứ
sinh

Khởi đầu ở mơi
trường đã có một

quần xã sinh vật
phát triển nhưng
bị hủy diệt do tự
nhiên hay khai
thác quá mức của
con người

Một quần xã mới
phục hồi thay thế
quần xã bị hủy diệt,
các quần xã biến đôi
tuần tự thay thế lẫn
nhau

Có thể hình thành
nên quần xã tương
đối ổn định, tuy
nhiên rất nhiều
quần xã bị suy
thoái

- Tác động mạnh mẽ
của ngoại cảnh lên
quần xã
- Cạnh tranh gay
gắt giữa các loài
trong quần xã
- Hoạt động khai
thác tài nguyên của
con người

4. Ý nghĩa của nghiên cứu diễn thế sinh thái
110


Giúp hiểu được quy luật phát triển của quần xã sinh vật. Từ đó có thể chủ động xây dựng kế hoạch trong
việc bảo vệ, khai thác và phục hồi nguồn tài nguyên, có biện pháp khắc phục những biến đổi bất lợi của
môi trường, sinh vật và con người.

111


CHUYÊN ĐỀ 4. HỆ SINH THÁI – SINH QUYỂN – BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
A. Lý thuyết
I. Hệ sinh thái
1. Khái niệm hệ sinh thái
- Hệ sinh thái là một hệ thống ổn định, bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của quần xã, trong đó các
sinh vật tác động qua lại với nhau và với các thành phần của sinh cảnh tạo nên các chu trình sinh địa hố.
- Có các kiểu hệ sinh thái chủ yếu: Hệ sinh thái tự nhiên (trên cạn, dưới nước) và hệ sinh thái nhân tạo
(trên cạn, dưới nước).
2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái
Một hệ sinh thái gồm hai thành phần:
a. Thành phần hữu sinh
- Sinh vật sản xuất: Là những lồi sinh vật có khả năng quang hợp và hoá tổng hợp, tạo nên nguồn thức
ăn tự ni mình và ni sinh vật dị dưỡng.
- Sinh vật tiêu thụ: Gồm động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt.
- Sinh vật phân giải: Là những loài sinh vật sống dựa vào sự phân giải các chất hữu cơ có sẵn thành các
chất vơ cơ để trả lại mơi trường. Gồm có vi khuẩn hoại sinh, nấm và một số lồi động vật khơng xương
sống ăn mịn hữu cơ.
b. Thành phần vơ sinh

- Là mơi trường vật lí hay sinh cảnh bao gồm:
+ Các chất vô cơ: nước, oxy, nito, phopsho, ...
+ Các chất hữu cơ: Protein, carbohydrate, lipid, ...
+ Các yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, ...
3. Chức năng hệ sinh thái
- Thực hiện chu trình sinh học đầy đủ: vật chất đi vào hệ, qua biến đổi chúng lại được trả lại môi trường.
- Năng lượng đi vào hệ và được thoát ra dưới dạng nhiệt.
- Hệ sinh thái là một hệ thống tương đối hoàn chỉnh, thường xuyên trao đổi vật chất và năng lượng và có
khả năng tự điều chỉnh, đảm bảo ổn định lâu dài theo thời gian.
4. Hệ sinh thái tự nhiên – hệ sinh thái nhân tạo
Một hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo có những điếm giống và khác nhau:
- Hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo đều có những đặc điếm chung về thành phần cấu trúc, bao gồm thành
phần vật chất vô sinh và thành phần hữu sinh.
- Thành phần vật chất vơ sinh là mơi trường vật lí (sinh cảnh) và thành phần hữu sinh là quần xã sinh vật.
Các sinh vật trong quần xã luôn tác động lẫn nhau và đồng thời tác động với các thành phần vô sinh của
sinh cảnh.
- Tuy nhiên hệ sinh thái nhân tạo cũng có nhiều đặc điểm khác với hệ sinh thái tự nhiên, ví dụ như: hệ
sinh thái nhân tạo có thành phần lồi ít, do đó tính ổn định của hệ sinh thái thấp, dễ bị dịch bệnh.
- Hệ sinh thái nhân tạo nhờ được áp dụng các biện pháp canh tác và kĩ thuật hiện đại nên sinh trưởng của
các cá thể nhanh, năng suất sinh học cao….
II. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái
1. Trao đổi vật chất trong quần xã
a. Chuỗi thức ăn

112


- Là một dãy các lồi sinh vật có mối quan hệ với nhau về mặt dinh dưỡng, trong đó lồi này ăn lồi khác
phía trước và là thức ăn của lồi tiếp theo phía sau.
- Có 2 loại chuỗi thức ăn:

+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật tự dưỡng.
Thực
vật

Động
vật ăn
cỏ

Động
vật ăn
thịt bậc
1

Động
vật ăn
thịt bậc
2

Động
vật ăn
thịt bậc
3

- Chuỗi thức ăn có động vật ăn động vật: động vật ăn thịt bậc 2, 3 có kích thước lớn
Lúa → chuột → rắn → đại bàng

- Chuỗi thức ăn có kí sinh: sinh vật tiêu thụ cấp 2, 3 có kích thước ngày càng nhỏ, số lượng cá thể nhiều
Cỏ → thú ăn cỏ → rận → trùng roi Leptomonas

+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật ăn mùn bã hữu cơ.

Phế
liệu

Động
vật ăn
phế
liệu

Động
vật ăn
thịt bậc
1

Động
vật ăn
thịt bậc
2

Động
vật ăn
thịt bậc
3

Ví dụ:
Chất mùn bã → giun → gà

Chất mùn bã → sò huyết → cò

b. Lưới thức ăn
- Là tập hợp các chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái, có những mắt xích chung.

- Mỗi hệ sinh thái có một lưới thức ăn. Lưới thức ăn thay đổi theo mùa và thay đổi khi cấu trúc của quần
xã bị thay đổi.
- Lưới thức ăn càng phức tạp thì tính ổn định của quần xã càng cao.
c. Bậc dinh dưỡng:
- Bậc dinh dưỡng là những loài cùng mức năng lượng và sử dụng thức ăn cùng mức năng lượng trong
lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn).
- Trong một chuỗi thức ăn, mỗi bậc dinh dưỡng chỉ có 1 lồi. Trong một lưới thức ăn, mỗi bậc dinh
dưỡng có nhiều lồi.
2. Trao đổi vật chất giữa quần xã với mơi trường
a. Chu trình tuần hồn vật chất (chu trình sinh địa hố)
Là chu trình trao đổi vật chất trong tự nhiên. Một chu trình sinh địa hố gồm có các thành phần: Tổng hợp
các chất, tuần hoàn chất trong tự nhiên, phân giải và lắng đọng một phần vật chất (trong đất, nước...).
- Trong mỗi hệ sinh thái, chất dinh dưỡng trong môi trường được đi vào sinh vật sản xuất (do thực vật hấp
thụ) → vào sinh vật tiêu thụ → sinh vật phân giải và trở lại môi trường được gọi là chu trình sinh địa hố.
Gồm có chu trình của chất khí (nguồn dự trữ có trong khí quyển) và chu trình của chất lắng đọng (nguồn
dự trữ ở trong vỏ trái đất).
113


- Chu trình sinh địa hố duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển. Một chu trình sinh địa hố gồm 3
phần (tổng hợp các chất; tuần hồn vật chất trong tự nhiên; phân giải và lắng đọng một phần).
b. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái
- Mặt trời cung cấp năng lượng cho sự sống trên trái đất. Năng lượng mặt trời cung cấp cho sinh vật sản
xuất để sinh vật sản xuất quang hợp và tổng hợp nên chất hữu cơ cấu tạo nên sinh vật sản xuất. Sinh vật
tiêu thụ sử dụng sinh vật sản xuất làm nguồn thức ăn nên năng lượng tích lũy trong sinh vật sản xuất cung
cấp cho sinh vật tiêu thụ các cấp, sau đó cung cấp cho sinh vật phân giải.
- Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thốt khoảng 90% (do sinh vật hơ hấp, do bài tiết, do hiệu
suất tiêu hóa), chỉ khoảng 10% năng lượng được truyền lên bậc dinh dưỡng cao hơn.
- Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ phần trăm chuyển hoá năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng. Trong tự nhiên,
hiệu suất sinh thái của mỗi bậc dinh dưỡng thường chỉ khoảng 10%.

B - Sản lượng sinh vật sơ cấp được các sinh vật sản xuất (cây xanh, tảo, một số vị sinh vật tự dưỡng) tạo
nên trong quá trình quang hợp và hoá tổng hợp.
Sản lượng sơ cấp thực tế = Sản lượng sơ cấp thô - sản lượng mất đi do hô hấp.
- Sản lượng sinh vật thứ cấp được hình thành bởi các sinh vật dị dưỡng, chủ yếu là động vật.
3. Tháp sinh thái
a. Khái niệm:
Bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, các hình chữ nhật có chiều cao bằng nhau, cịn chiều
dài biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng. Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và
tồn bộ quần xã.
b. Các loại tháp sinh thái
Có 3 loại hình tháp sinh thái:
- Tháp số lượng xây dựng dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.
Sinh vật tiêu thụ bậc 3
Sinh vật tiêu thụ bậc 2

3
354.904

Sinh vật tiêu thụ bậc 1

708.624

Sinh vật sản xuất

5.842.424

Tháp số lượng ở hệ sinh thái đồng cỏ
- Tháp sinh khối xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên một đơn vị diện tích
hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.
1,5

Sinh vật tiêu thụ bậc 3

11

Sinh vật tiêu thụ bậc 2
Sinh vật tiêu thụ bậc 1

4
37

Sinh vật sản xuất

Phiêu sinh động vật
& động vật đáy

24

809

Phiêu sinh thực vật
B

A
Tháp sinh khối ở 2 thủy vực (A. Sliver Spring (Florida); B. English Channel)
114


- Tháp năng lượng xây dựng dựa trên số năng lượng được tích luỹ trên một đơn vị diện tích hay thể tích
trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.

Sinh vật tiêu thụ bậc 3
Sinh vật tiêu thụ bậc 2

21
383

Sinh vật tiêu thụ bậc 1

3368

Sinh vật sản xuất

20810

Tháp năng lượng ở Sliver Springs
Cá
Cá trích
Vật kí sinh

Giáp xác

Vật chủ

Tảo

Tháp sinh thái có dạng đảo ngược
c. Hiệu suất sinh thái
Là tỉ lệ phần trăm chuyển hoá năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái.
III. Sinh quyển
1. Sinh quyển

Gồm tồn bộ sinh vật và mơi trường vơ sinh trên trái đất hoạt động như một hệ sinh thái lớn nhất.
Sinh quyển gồm nhiều khu hệ sinh học.
2. Khu hệ sinh học (biom)
Là các hệ sinh thái cực lớn đặc trưng cho đặc điểm địa lí, khí hậu và sinh vật của vùng đó.
a. Các khu hệ sinh học trên cạn
- Vùng Bắc cực có: Đồng rêu hàn đới.
- Vùng cận Bắc cực có: Rừng lá kim phương Bắc.
- Vùng ơn đới có: Rừng rụng lá ơn đới, Thảo nguyên, rừng Địa Trung Hải.
- Vùng nhiệt đới có: Rừng mưa nhiệt đới, Savan, Hoang mạc và sa mạc.
b. Các khu sinh học dưới nước
Bao gồm các khu sinh học nước ngọt, khu sinh học nước mặn.
IV. Bài tập
Bài 1: Trong các hệ sinh thái, bậc dinh dưỡng của tháp sinh thái được kí hiệu là A, B, C, D và E. Sinh
khối ở mỗi bậc là: A = 400 kg/ha; B = 500 kg/ha; C = 4000 kg/ha; D = 60 kg/ha; F = 4 kg/ha. Các bậc
dinh dưỡng của tháp sinh thái được sắp xếp từ thấp lên cao, theo thứ tự như sau:
Hệ sinh thái 1: A – B – C – D – E
Hệ sinh thái 2: A – B – D – E
Hệ sinh thái 3: C – A – B – E
Hệ sinh thái 4: E – D – B – C
Hệ sinh thái 5: C – A – D – E
Trong các hệ sinh thái trên, hãy cho biết:
115


- Hệ sinh thái nào có thể là một hệ sinh thái bền vững? Trường hợp nào là hệ sinh thái kém bền vững?
- Trường hợp nào là không xảy ra? Hãy giải thích vì sao.
Bài 2: Cho chuỗi thức ăn trong một hệ sinh thái như sau: Tảo đơn bào ở động vật phù du → giáp xác → cá
→ chim → người.
a. Xác định bậc dinh dưỡng của các mắt xích trong chuỗi.
b. Mắt xích nào trong chuỗi là sinh vật tiêu thụ cấp 2?

c. Mắt xích nào trong chuỗi là động vật ăn thịt cấp 3?
d. Nếu nước trong hồ bị nhiễm DDT với nồng độ thấp thì lồi nào bị ảnh hưởng nhiều nhất? Vì sao?
Bài 3: Trong một chuỗi thức ăn của một hệ sinh thái gồm có: cỏ → châu chấu → cá rơ. Nếu tổng năng
lượng của cỏ là 7,6.108 kcal; tổng năng lượng của châu chấu là 1,4.10 7 kcal; tổng năng lượng của cá rô là
0,9.106 kcal. Hãy xác định hiệu suất sinh thái của cá rô, châu chấu.
Bài 4: Ở một vùng biển, năng lượng bức xạ chiếu xuống mặt nước đạt đến 3 triệu kcal/m2/ngày. Tảo silic
chỉ đồng hoá được 0,3% tổng năng lượng đó, giáp xác khai thác 40% năng lượng tích luỹ trong tảo, cá ăn
giáp xác khai thác được 0,15% năng lượng của giáp xác. Biết diện tích mơi trường là 10 5m2.
a. Số năng lượng tích tụ trong giáp xác, trong cá là bao nhiêu?
b. Hiệu suất chuyển hoá năng lượng của cá so với tảo silic là bao nhiêu %?
Bài 5: Trong một đầm nuôi hàng năm nhận được một nguồn năng lượng là 12 tỷ Kcal. Tảo cung cấp
nguồn thức ăn sơ cấp cho cá mè trắng và giáp xác. Cá mương, cá dầu sử dụng giáp xác làm thức ăn, đồng
thời hai loài cá trên lại làm mồi cho cá măng và cá quả. Hai lồi cá dữ này tích lũy được 40% năng lượng
từ bậc dinh dưỡng thấp kề liền với nó và cho sản phẩm quy ra năng lượng là 1.152.000 Kcal. Cá mương
và cá dầu khai thác tới 60% năng lượng của giáp xác, còn tạo chỉ cung cấp cho giáp xác 40% và cho cá
mè trắng 20% nguồn năng lượng của mình.
a. Tổng sản phẩm của mè trắng?
b. Hiệu suất đồng hoá năng lượng của tảo là bao nhiêu %?
Bài 6: Ở một vùng biển, năng lượng bức xạ chiếu xuống mặt nước đạt đến 3 triệu Kcal/mo/ngày. Tảo
silic chỉ đồng hố được 0,3% tổng năng lượng đó, giáp xác khai thác 40% năng lượng tích luỹ trong tảo,
cá ăn giáp xác khai thác được 0,15% năng lượng của giáp xác.
a. Số năng lượng tích tụ trong giáp xác, trong cá là bao nhiêu?
b. Hiệu suất chuyển hoá năng lượng ở bậc dinh dưỡng cuối cùng so với tổng năng lượng bức xạ và so với
tảo silic là bao nhiêu %?
Bài 7. Một lưới thức gồm có 10 lồi được mơ tả như hình bên. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau
đây đúng?

I. Lồi H tham gia vào ít chuỗi thức ăn hơn lồi E.
II. Chuỗi thức ăn ngắn nhất có nhất có 3 mắt xích.
III. Nếu lồi K bị tuyệt diệt thì lưới thức ăn này chỉ còn lại 8 chuỗi thức ăn.

116


IV. Lồi E có thể là một lồi động vật có xương sống.
A. 1
B. 2

C. 3

D. 4

117