Lý thuyết Sinh 12 Chân trời sáng tạo Bài 23: Quần xã sinh vật

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 23: Quần xã sinh vật hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 12.

Lý thuyết Sinh 12 Chân trời sáng tạo Bài 23: Quần xã sinh vật

TRẮC NGHIỆM ONLINE

I. KHÁI NIỆM QUẦN XÃ SINH VẬT

- Khái niệm: Quần xã sinh vật là tập hợp các quần thể sinh vật khác loài cùng sống trong một khoảng không gian xác định, trong khoảng thời gian xác định.

- Đặc điểm: Bất kì quần xã nào cũng có các mối quan hệ trong nội bộ quần xã (ở các cấp độ tổ chức khác nhau) và mối quan hệ qua lại giữa quần xã với các nhân tố sinh thái vô sinh. Trong đó, các quần thể khác loài trong quần xã có mối quan hệ chặt chẽ với nhau về dinh dưỡng và các quan hệ sinh thái khác trong quá trình hình thành, phát triển của quần xã. Nhờ đó, quần xã có thể duy trì được cấu trúc tương đối ổn định và thích nghi với môi trường.

Các mối quan hệ trong nội bộ quần xã và giữa quần xã với các nhân tố sinh thái vô sinh

Ví dụ: Quần xã rừng ngập mặn có các quần thể như: tôm, cá, cua, cây vẹc, cây đước,… Các quần thể có mối quan hệ hỗ trợ (cộng sinh, hợp tác, hội sinh) hoặc đối địch (cạnh tranh, vật ăn thịt – con mồi, động vật ăn thực vật – thực vật, kí sinh – vật chủ, ức chế) với nhau.

Quần xã sinh vật rừng ngập mặn

→ Quần xã sinh vật lại được coi là một cấp độ tổ chức của sự sống vì quần xã vừa có những đặc điểm của các cấp độ tổ chức thấp hơn, vừa có những đặc trưng cơ bản của quần xã mà các cấp độ tổ chức thấp hơn không có được như chỉ số đa dạng và phong phú, phân bố trong không gian,...

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ SINH VẬT

1. Đặc trưng về thành phần loài

a. Chỉ số đa dạng và độ phong phú của quần xã

- Chỉ số đa dạng đơn giản nhất được đánh giá bằng số loài trong quần xã.

- Độ phong phú tương đối của mỗi loài là tỉ lệ số cá thể của mỗi loài trên tổng số cá thể có trong quần xã.

Quần xã 1 có độ đa dạng cao hơn quần xã 2

b. Đặc tính sinh thái học của các loài trong quần xã

- Loài ưu thế:

+ Loài ưu thế là loài có số lượng cá thể lớn hoặc có sinh khối cao nhất trong quần xã.

+ Loài ưu thế có ảnh hưởng mạnh đến các loài khác trong quần xã.

+ Là loài có khả năng thích nghi tốt với điều kiện sống: Loài ưu thế là loài thắng thế trong cuộc cạnh tranh giành nguồn sống có giới hạn trong quần xã hoặc là loài tránh được kẻ thù, tránh được bệnh tật.

+ Khi loài ưu thế bị loại ra khỏi quần xã, thì cấu trúc thành phần loài của quần xã bị biến đổi rất mạnh mẽ.

+ Ví dụ: Bạch đàn là loài ưu thế trong quần xã trồng rừng bạch đàn vì chúng có sinh khối lớn nhất và chi phối mạnh tới sự tồn tại và phát triển của các loài trong quần xã.

Bạch đàn là loài ưu thế trong quần xã trồng rừng bạch đàn

- Loài chủ chốt:

+ Loài chủ chốt là loài chi phối mạnh đến quần xã không phải bằng số lượng cá thể mà bằng tác động trực tiếp của chúng đến các loài khác trong quần xã.

+ Ví dụ: Trong rừng mưa nhiệt đới, loài chủ chốt thường là những động vật săn mồi như sư tử, hổ, báo,…

Sư tử, hổ, báo,… là những loài chủ chốt trong quần xã rừng mưa nhiệt đới

- Loài đặc trưng:

+ Loài đặc trưng là những loài thường chỉ có mặt trong một kiểu quần xã nhất định.

+ Ví dụ: Gấu trắng Bắc Cực là loài đặc trưng cho vùng băng tuyết phủ quanh năm ở Bắc Cực; lạc đà là loài đặc trưng của sa mạc khô cằn; đước, vẹt, mắm, trang là những loài thực vật đặc trưng của rừng ngập mặn;…

Đước là những loài thực vật đặc trưng của rừng ngập mặn

2. Đặc trưng về cấu trúc không gian của quần xã

- Cấu trúc không gian của quần xã thể hiện qua sự phân bố của các quần thể theo phương thẳng đứng và theo phương ngang.

a. Cấu trúc không gian theo phương thẳng đứng

- Trong quần xã, các quần thể khác loài phân bố có thể theo độ cao khác nhau (đối với quần xã trên cạn) hoặc theo độ sâu khác nhau (đối với quần xã dưới nước, quần xã sinh vật đất).

- Ví dụ:

+ 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 xỉ.

Cấu trúc không gian theo phương thẳng đứng của một kiểu rừng mưa nhiệt đới

+ Sự phân bố theo tầng ở các hồ nước: tầng mặt (bèo, tảo lam, trùng roi,…); tầng giữa (chủ yếu là các loài tôm, cá); tầng đáy (nhiều loài động vật không xương sống: cua, ốc, trai,… và vi sinh vật: vi khuẩn, vi nấm,…).

Cấu trúc không gian theo phương thẳng đứng của một hồ nước ngọt

+ 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,…

Cấu trúc không gian theo phương thẳng đứng của một vùng biển

b. Cấu trúc không gian theo phương ngang

- Nhiều quần xã sinh vật có sự phân bố các quần thể theo phương ngang rất rõ rệt. Trong kiểu phân bố này các loài sinh vật trong quần xã phân bố theo vành đai, tương ứng với những thay đổi của môi trường.

- Ví dụ:

+ Trong khu rừng, các loài cây gỗ nhỏ, cây bụi ưa sáng tập trung ở phía ngoài (bìa rừng), các loài cây gỗ lớn lại tập trung ở sâu phía trong.

+ Sự phân bố khác nhau của các loài thực vật, động vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi và sự phân bố các loài sinh vật từ vùng đất ven bờ biển đến vùng khơi xa.

Cấu trúc theo phương ngang của các loài thực vật từ đỉnh núi, sườn núi đến chân núi

+ Sự phân bố của các quần thể theo phương ngang ở quần xã thực vật ven biển: Theo chiều từ đất liền ra biển, các loài thích nghi với điều kiện nồng độ muối tăng dần.

Cấu trúc theo phương ngang của quần xã thực vật ven biển

3. Cấu trúc chức năng dinh dưỡng

- 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 quang tự dưỡng, sinh vật hóa tự dưỡng). Ví dụ: thực vật, tảo,…

+ Sinh vật tiêu thụ: gồm những sinh vật tổng hợp chất hữu cơ của cơ thể từ chất hữu cơ. Ví dụ: động vật ăn động vật, động vật ăn thực vật.

+ Sinh vật phân giải: gồm những sinh vật có khả năng phân giải chất hữu cơ thành chất vô cơ. Ví dụ: Nấm, vi khuẩn,…

Hoạt động chức năng của các nhóm loài trong quần xã

- Ví dụ: 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,…

Quần xã sinh vật trong hồ nước ngọt

III. QUAN HỆ GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ

- Căn cứ vào kiểu tương tác giữa các loài trong quần xã, người ta phân chia các mối quan hệ khác loài thành hai nhóm: quan hệ hỗ trợ (cộng sinh, hợp tác, hội sinh) và quan hệ đối địch (cạnh tranh, vật ăn thịt – con mồi, động vật ăn thực vật – thực vật, kí sinh – vật chủ, ức chế).

Nhóm quan hệ	Kiểu mối quan hệ	Đặc điểm	Kiểu tương tác	Ví dụ
Hỗ trợ	Cộng sinh	Hai loài đều cùng có lợi, nhưng mối quan hệ này có quan hệ chặt chẽ đối với sự tồn tại của chúng.	(+)/(+)	Mối và các loài vi sinh vật phân giải cellulose sống trong ruột mối, cộng sinh giữa hải quỳ và tôm kí cư,…
	Hợp tác	Hai loài đều cùng có lợi, nhưng khác với cộng sinh, mối quan hệ này không nhất thiết phải diễn ra.	(+)/(+)	Rệp cây cung cấp đường cho kiến, còn kiến chăm sóc, bảo vệ rệp. Khi cây chủ đã cạn kiệt chất dinh dưỡng, kiến sẽ mang rệp đến một cây chủ khác. Mối quan hệ giữa cá mập và cá xỉa răng, cò ăn ruồi kí sinh trên cơ thể trâu,…
	Hội sinh	Trong kiểu quan hệ này chỉ có một loài được lợi, còn về cơ bản, loài kia không được lợi, cũng không bị hại.	(+)/(0)	Mối quan hệ giữa cây dương xỉ tổ chim và cây gỗ lớn, cá ép sống bám trên cá lớn,…
Đối địch	Cạnh tranh	Các cá thể của những loài có nhu cầu giống nhau thì tranh giành nhau nguồn sống. Quan hệ cạnh tranh thường làm giảm sự tăng trưởng và tỉ lệ sóng sót của một loài nào đó.	(-)/(-)	Các loài cỏ dại cạnh tranh với cây trồng về nước, chất dinh dưỡng và ánh sáng.
	Vật ăn thịt – con mồi	Động vật sử dụng con mồi làm thức ăn. Phổ biến trong tự nhiên là trường hợp động vật cỡ lớn ăn động vật cỡ nhỏ.	(+)/(-)	Hổ và linh dương; mèo và chuột.
	Động vật ăn thực vật – thực vật.	Động vật sử dụng thức ăn là cơ thể thực vật hoặc một phần cơ thể thực vật.	(+)/(-)	Bò – cỏ voi; châu chấu – lúa; ốc, một số loài cá, cầu gai – thực vật thủy sinh.
	Kí sinh – vật chủ	Loài kí sinh sống trên cơ thể vật chủ (nội kí sinh hoặc ngoại kí sinh), lấy chất dinh dưỡng từ vật chủ.	(+)/(-)	Giun, sán sống trong ruột động vật; rận, chấy sống trên da động vật; nấm kí sinh trên cơ thể côn trùng; cây tơ hồng kí sinh trên thân gỗ;…
	Ức chế	Một loài sinh vật trong quá trình sống đã tạo ra những chất kìm hãm hoặc gây hại cho sự sinh trưởng và phát triển của loài khác.	(0)/(-)	Một số loài thực vật (bách, thông đỏ, hành, tỏi, vân sam,…) tiết ra chất kháng sinh (phytoncide) kìm hãm sự phát triển của những loài khác.

Ghi chú: (+) Loài được lơi; (-) Loài bị hại; (0) Loài không được lợi nhưng cũng không bị hại.

Một số mối quan hệ giữa các loài trong quần xã sinh vật

IV. Ổ SINH THÁI

- Khái niệm: Tập hợp giới hạn sinh thái của tất cả các nhân tố sinh thái trong môi trường sống của loài được gọi là ổ sinh thái của loài đó.

Sơ đồ mô phỏng ổ sinh thái của một loài thực vật với ba nhân tố nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ muối

- Đặc điểm:

+ Ổ sinh thái không phải nơi ở, cũng không phải môi trường sống của loài và không thể quan sát được.

+ Các loài có ở sinh thái càng giống nhau thì mức độ cạnh tranh càng gay gắt.

+ Những loài có ổ sinh thái gần giống hệt nhau thì sẽ không thể tồn tại lâu dài trong quần xã. Tuy nhiên, trong thực tế có khi lại không có loài nào bị đào thải do có ít nhất một loài đã thay đổi ở sinh thái. Đây là hiện tượng “phân chia nguồn sống”.

Sơ đồ mô phỏng sự giảm cạnh tranh khác loài do phân hóa ổ sinh thái

(Loài A và loài B có sự cạnh tranh về thức ăn do ổ sinh thái thức ăn của chúng trùng nhau một phần; loài C và loài A, loài C và loài B không có sự cạnh tranh về thức ăn do ổ sinh thái thức ăn của chúng không trùng nhau)

+ Sự phân hóa ổ sinh thái có ý nghĩa trong việc giảm sự cạnh tranh giữa các loài và các loài tận dụng được nguồn sống trong môi trường.

Sự tận dụng không gian và nguồn sống trong rừng mưa nhiệt đới

V. TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI LÊN QUẦN XÃ SINH VẬT

1. Sự du nhập của các loài ngoại lai

- Khái niệm: Loài ngoại lai là loài sinh vật xuất hiện và phát triển ở khu vực vốn không phải là môi trường sống tự nhiên của chúng.

- Nếu loài ngoại lai lấn chiếm nơi sinh sống hoặc gây hại đối với các loài sinh vật bản địa, làm mất cân bằng sinh thái tại nơi chúng xuất hiện và phát triển thì chúng trở thành loài ngoại lai xâm hại.

- Ví dụ: Ở Việt Nam có 4 loài vi sinh vật, 9 loài động vật và 6 loài thực vật được xác định là loài ngoại lai xâm hại, trong đó có rùa tai đỏ, cá dọn bể, ốc bươu vàng, cây mai dương, cây ngũ sắc và bèo tây.

Một số loài ngoại lai xâm hại ở Việt Nam

+ Tác động của rùa tai đỏ: Rùa tai đỏ có khả năng cạnh tranh mạnh vì có những đặc điểm như trưởng thành sớm, sinh sản mạnh, cạnh tranh thức ăn, nơi đẻ trứng. Khi thoát ra tự nhiên, rùa tai đỏ sẽ cạnh tranh thức ăn, giao phối với rùa bản địa, dẫn đến lấn áp, ức chế hoặc tiêu diệt các loài sinh vật bản địa, đưa đến phá vỡ cân bằng sinh thái.

+ Tác động của ốc bươu vàng: Ốc bươu vàng thường cắn ngang cây lúa non hay chồi non từ ngay sau khi sạ cho đến khi cây lúa được 30 ngày tuổi, hoạt động chủ yếu vào sáng sớm, chập tối và ban đêm. Đây là giai đoạn thiệt hại nặng nhất. Khi ốc bươu vàng phát triển ở mật độ cao có thể làm ruộng mất trắng, làm thiệt hại về giống, phải sạ lại nhiều lần, ruộng lúa sinh trưởng không đồng đều khó khăn cho việc chăm sóc và thu hoạch, ảnh hưởng đến năng suất lúa.

+ Tác động của cây mai dương: Cây mai dương gây xâm hại đất nông nghiệp vì chúng phát triển nhanh và làm đất bạc màu, tắc nghẽn dòng chảy, cản trở đi lại… Đồng thời, gây ảnh hưởng đến thực vật, động vật, mất cân bằng sinh thái vì hầu như không có động, thực vật nào khác sinh sống tại nơi cây này phát triển. Bên cạnh đó, cây mai dương chứa chất Mimosin (loại axit amin có thể gây độc) ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái, gây ô nhiễm nguồn nước khi phân huỷ…

2. Tác động suy giảm đa dạng sinh học của quần xã

- Sự suy giảm độ đa dạng của quần xã là một trong những nguyên nhân dẫn đến phá vỡ trạng thái mất cân bằng của quần xã.

- Nếu quần xã chịu tác động quá lớn từ môi trường ngoài (ô nhiễm môi trường, thời tiết bất lợi, lũ lụt, hạn hán,…) hoặc sự thay đổi mạnh trong quần xã (con người khai thác tài nguyên quá mức, loài ngoại lai xâm hại,…), thì trạng thái cân bằng của quần xã bị phá vỡ.

- Ví dụ: Ở vùng núi nước ta, hằng năm vào mùa mưa, nhiều nơi xảy ra lũ quét và sạt lở đất đã hủy hoại nhiều hệ sinh thái tự nhiên. Ngược lại, vào mùa khô, các địa phương này lại thường xảy ra cháy rừng do các nguyên nhân khác nhau. Những hiện tượng trên đều dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học trong quần xã sinh vật.

Cháy rừng và lũ quét gây suy giảm đa dạng sinh học nghiêm trọng

3. Một số biện pháp bảo vệ quần xã

Để bảo vệ quần xã sinh vật có hiệu quả, cần thực hiện đồng thời các nhóm giải pháp sau đây:

(i) Nâng cao nhận thức, ý thức trách nhiệm trong cộng đồng: bồi dưỡng kiến thức về bảo vệ môi trường, bảo tồn đa dạng sinh học; xây dựng đạo đức, văn hóa, văn minh sinh thái trong ứng xử với tự nhiên.

(ii) Hạn chế ô nhiễm môi trường: hạn chế ô nhiễm môi trường trong khai thác, sử dụng tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên năng lượng hóa thạch; thúc đẩy phân loại, thu gom chất thải rắn sinh hoạt tại nguồn.

(iii) Bảo tồn các hệ sinh thái: thành lập các khu bảo tồn thiên nhiên (vườn quốc gia, khu dự trữ thiên nhiên, khu bảo tồn loài – sinh cảnh, khu bảo vệ cảnh quan); kiểm soát tác động tiêu cực của các dự án chuyển đổi mục đích sử dụng đất và các hoạt động kinh tế tới thiên nhiên.

(iv) Về chính sách, pháp luật: ngăn chặn nạn khai thác tài nguyên sinh vật bất hợp pháp và buôn bán các loài thực vật, động vật hoang dã.

(v) Về kinh tế: áp dụng cơ chế chi trả dịch vụ hệ sinh thái đối với các hệ sinh thái tự nhiên.

(vi) Quản lí nguồn gene: bảo tồn các nguồn gene quý hiếm, đặc hữu, có nguy cơ tuyệt chủng; chú trọng việc quản lí nhập khẩu, cấp phép và nhân giống sinh vật biến đổi gene.

TRẮC NGHIỆM ONLINE

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Sinh học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay khác:

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 22: Thực hành: Xác định một số đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 24: Thực hành: Tìm hiểu một số đặc trưng cơ bản của quần xã sinh vật trong tự nhiên

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 25: Hệ sinh thái

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 26: Thực hành: Thiết kế hệ sinh thái

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 27: Sinh thái học phục hồi và bảo tồn

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 28: Phát triển bền vững

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Sinh học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Sinh học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---