Lý thuyết Sinh 12 Chân trời sáng tạo Bài 25: Hệ sinh thái

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 25: Hệ sinh thái 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 25: Hệ sinh thái

TRẮC NGHIỆM ONLINE

I. KHÁI QUÁT HỆ SINH THÁI

1. Khái niệm hệ sinh thái

- Khái niệm: Hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh, tương đối ổn định, bao gồm tổ hợp quần xã sinh vật và môi trường sống của nó (sinh cảnh), trong đó, sinh vật tương tác với nhau và tác động qua lại với môi trường sống tạo nên các chu trình dinh dưỡng và dòng năng lượng.

- Ví dụ: hệ sinh thái rạn san hô, hệ sinh thái cửa sông, hệ sinh thái rừng ngập mặn,…

Hệ sinh thái rạn san hô

- Đặc điểm của hệ sinh thái:

+ Hệ sinh thái là một hệ mở, thường xuyên diễn ra quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa các sinh vật trong nội bộ quần xã và giữa quần xã với sinh cảnh thông qua quá trình đồng hóa và dị hóa.

+ Trong giới hạn sinh thái nhất định, hệ sinh thái có khả năng tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng ổn định.

+ Hệ sinh thái rất đa dạng về kích thước, có thể là một vùng rộng lớn như một cánh rừng, một đại dương hoặc chỉ là một hồ nước, một bể nuôi cá cảnh.

2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái

Mỗi hệ sinh thái được cấu trúc từ hai thành phần sau:

- Thành phần hữu sinh, bao gồm:

+ Sinh vật sản xuất: gồm thực vật và một số vi sinh vật có khả năng tự dưỡng.

+ Sinh vật tiêu thụ: gồm các loài động vật ăn thực vật (sinh vật tiêu thụ bậc 1) và ăn động vật khác (sinh vật tiêu thụ bậc 2, bậc 3,…)

+ Sinh vật phân giải: chủ yếu là vi khuẩn, nấm, giun đất,… chúng phân giải chất hữu cơ (xác chết, chất thải của sinh vật) thành chất vô cơ. Sinh vật phân giải có vai trò khép kín vòng tuần hoàn sinh học.

- Thành phần vô sinh, bao gồm:

+ Các chất vô cơ: nước, carbon dioxide, oxygen,…

+ Các chất hữu cơ: protein, carbohydrate,…

+ Yếu tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió,…

Sơ đồ mối quan hệ giữa các thành phần cấu trúc của một hệ sinh thái

3. Các kiểu hệ sinh thái chủ yếu trên Trái Đất

Theo nguồn gốc hình thành, có thể chia hệ sinh thái thành hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo.

a. Các hệ sinh thái tự nhiên

- Hệ sinh thái tự nhiên được hình thành và phát triển theo quy luật tự nhiên, nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

- Hệ sinh thái tự nhiên gồm hệ sinh thái trên cạn (rừng mưa nhiệt đới, rừng lá kim phương bắc, thảo nguyên,…) và hệ sinh thái dưới nước (rừng ngập mặn, rạn san hô, biển khơi, ao, hồ, sông, suối).

Một số hệ sinh thái tự nhiên

b. Các hệ sinh thái nhân tạo

- Con người đã cải tạo thiên nhiên và xây dựng nên các hệ sinh thái nhân tạo.

- Các hệ sinh thái nhân tạo đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người.

- Ngoài năng lượng ánh sáng mặt trời như hệ sinh thái tự nhiên, hệ sinh thái nhân tạo được con người bổ sung thêm nguồn vật chất và năng lượng khác để duy trì trạng thái ổn định và thu được sản phẩm phục vụ đời sống con người.

Một số hệ sinh thái nhân tạo

* Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo:

Tiêu chí	Hệ sinh thái nhân tạo	Hệ sinh thái tự nhiên
Nguồn gốc hình thành	Do con người tạo ra và duy trì	Hình thành và duy trì hoàn toàn tự nhiên
Vai trò của con người	Con người tạo ra và duy trì hệ sinh thái	Tồn tại không cần tác động của con người
Nguồn năng lượng và vật chất	Ngoài nguồn năng lượng và vật chất tự nhiên, con người còn bổ sung các nguồn năng lượng và vật chất khác (phân bón,…)	Nguồn năng lượng và vật chất từ tự nhiên
Mức đa dạng của thành phần loài	Ít loài, chủ yếu là cây trồng, vật nuôi, vi sinh vật	Nhiều loài
Mức phức tạp trong mối quan hệ giữa các loài	Đơn giản	Rất phức tạp với nhiều mối quan hệ của nhiều loài
Mức ổn định	Thường kém ổn định, dễ bị mất cân bằng, phụ thuộc nhiều vào con người.	Thường có tính ổn định cao, các thành phần của hệ sinh thái tương tác chặt chẽ với nhau và tự điều chỉnh theo quy luật tự nhiên.
Ví dụ	Rừng Cúc Phương, vườn quốc gia Tam Đảo,…	Ao nuôi tôm, mô hình VAC, ruộng lúa,…

II. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

1. Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái

- Trong hệ sinh thái, quá trình trao đổi vật chất diễn ra giữa các sinh vật trong nội bộ quần xã sinh vật và giữa quần xã sinh vật với sinh cảnh của nó.

- Trao đổi vật chất trong quần xã sinh vật được thực hiện qua chuỗi và lưới thức ăn.

a. Chuỗi thức ăn

- Khái niệm: Chuỗi thức ăn là một dãy nhiều loài sinh vật có quan hệ sinh dưỡng với nhau, trong đó loài này là thức ăn của loài khác và loài khác lại là thức ăn của loài tiếp theo. Trong chuỗi thức ăn, mỗi loài sinh vật là một mắt xích.

Ví dụ về chuỗi thức ăn

- Phân loại: Trong tự nhiên có hai loại chuỗi thức ăn cơ bản:

+ Chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật tự dưỡng. Ví dụ: Cây cỏ → châu chấu → ếch → rắn → đại bàng.

+ Chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật sử dụng mùn bã hữu cơ. Ví dụ: Giun đất → gà → rắn → đại bàng.

b. Lưới thức ăn

- Khái niệm: Tập hợp nhiều chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái tạo thành lưới thức ăn, trong đó một số loài sinh vật là mắc xích chung cho nhiều chuỗi thức ăn.

- Đặc điểm:

+ Mỗi hệ sinh thái chỉ có một lưới thức ăn.

+ Trong một lưới thức ăn, một sinh vật có thể thuộc nhiều chuỗi thức ăn khác nhau, thuộc nhiều bậc dinh dưỡng khác nhau.

+ Hệ sinh thái càng đa dạng về thành phần loài và nhiều loài đa thực (sử dụng nhiều loài làm thức ăn) thì lưới thức ăn càng trở nên phức tạp và tính ổn định của hệ sinh thái càng cao.

Lưới thức ăn trong hệ sinh thái trên cạn

c. Bậc dinh dưỡng

- Trong hệ sinh thái, các sinh vật cùng tiêu thụ một loại thức ăn tương tự nhau sẽ được xếp vào cùng một bậc dinh dưỡng.

- Trong hệ sinh thái, có nhiều bậc dinh dưỡng:

+ Bậc dinh dưỡng cấp 1 gồm các sinh vật sản xuất hoặc các sinh vật sử dụng mùn bã hữu cơ.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 2 gồm các sinh vật tiêu thụ sinh vật bậc 1.

+ Bậc dinh dưỡng cấp 3 gồm các sinh vật tiêu thụ bậc 2.

+ Tiếp theo là các bậc dinh dưỡng cấp 4, 5,…

Bậc dinh dưỡng

2. Chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

a. Sự phân bố năng lượng ánh sáng trên Trái Đất

- Nguồn năng lượng chủ yếu cho sự sống trên Trái Đất là ánh sáng mặt trời.

- Ánh sáng mặt trời phân bổ trên bề mặt Trái Đất không đồng đều giữa các vùng:

+ Vùng gần xích đạo có ánh sáng mạnh hơn vùng xa xích đạo.

+ Các vùng có độ cao khác nhau, cường độ và lượng ánh sáng khác nhau, càng lên cao ánh sáng mặt trời càng mạnh.

+ Cường độ và thời gian chiếu sáng thay đổi theo ngày đêm, theo mùa trong năm.

- Ánh sáng nhìn thấy được thực vật sử dụng cho quang hợp và gọi là “bức xạ quang hợp”. Thực vật chỉ sử dụng khoảng 0,2% đến 0,5% tổng lượng bức xạ chiếu trên Trái Đất để tổng hợp các chất hữu cơ (sản lượng sơ cấp thô).

Sơ đồ khái quát dòng năng lượng trong hệ sinh thái

b. Hiệu suất sinh thái

Hiệu suất sinh thái

- Khái niệm: Hiệu suất sinh thái là phần trăm (%) giữa năng lượng được tích lũy ở bậc dinh dưỡng cao so với bậc dinh dưỡng thấp hơn.

- Đặc điểm: Trong hệ sinh thái, năng lượng chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao (hiệu suất sinh thái) thường rất thấp, dẫn đến chuỗi thức ăn trong các hệ sinh thái không thể kéo dài, thường từ 4 – 5 mắt xích đối với các hệ sinh thái trên cạn và 6 – 7 mắt xích đối với các hệ sinh thái ở nước.

Dòng năng lượng trong hệ sinh thái

- 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 (hô hấp, tạo nhiệt mất khoảng 70%; chất thải và rơi rụng khoảng 10%), chuyển lên bậc dinh dưỡng cao hơn khoảng 10% → Qua mỗi bậc dinh dưỡng, năng lượng bị thất thoát ra môi trường, do đó năng lượng đi theo một chiều và nhỏ dần.

Sơ đồ năng lượng truyền qua các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái

Năng suất sinh học

- Năng suất sinh học (sản lượng sinh học) là sản phẩm hữu cơ được sinh ra trong một khoảng thời gian, trên một diện tích cụ thể trong hệ sinh thái.

- Năng suất sinh học được chia thành hai dạng: năng suất sinh học sơ cấp và năng suất sinh học thứ cấp.

+ Sản lượng sơ cấp được tạo ra ở sinh vật sản xuất. Sản lượng được tạo ra ở sinh vật sản xuất trên mỗi đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích gọi là sản lượng sơ cấp thô. Sinh vật sản xuất sử dụng một phần sản lượng sơ cấp thô cho các hoạt động sống, phần còn lại gọi là sản lượng sơ cấp tinh được tích lũy làm thức ăn cho sinh vật dị dưỡng.

+ Sản lượng thứ cấp được hình thành bởi các sinh vật dị dưỡng, chủ yếu là động vật. Trong chuỗi thức ăn, sinh vật ở bậc dinh dưỡng càng cao thì tổng năng lượng của chúng càng nhỏ.

- Ý nghĩa của việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái: Việc nghiên cứu hiệu suất sinh thái là cơ sở giúp các nhà khoa học đưa ra biện pháp tác động làm tăng sản lượng sinh vật, khai thác hiệu quả tài nguyên, tiết kiệm năng lượng.

c. Tháp sinh thái

- Khái niệm: Tháp sinh thái là biểu đồ hình tháp, mô tả định lượng mối quan hệ dinh dưỡng giữa các bậc dinh dưỡng trong quần xã sinh vật.

- Đặc điểm: Tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau. Các hình chữ nhật có chiều rộng bằng nhau, còn chiều dài phụ thuộc vào số lượng cá thể, sinh khối hay năng lượng của mỗi bậc dinh dưỡng.

- Có ba loại tháp sinh thái:

+ Tháp số lượng được xây dựng dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp sinh khối được xây dựng dựa trên khối lượng tổng số cả tất cả các sinh vật trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp năng lượng được xây dựng dựa trên số năng lượng được tích lũy trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích, trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng. Tháp năng lượng là tháp hoàn thiện nhất vì phản ánh chính xác nhất quy luật chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái.

Các loại tháp sinh thái

- 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

1. Khái niệm chu trình sinh - địa - hóa

- Khái niệm: Chu trình sinh – địa – hóa là sự tuần hoàn vật chất qua các dạng khác nhau giữa sinh vật và môi trường trong hệ sinh thái.

Sơ đồ khái quát chu trình sinh – địa – hóa các chất

- Chu trình sinh - địa - hóa được chia thành 3 giai đoạn:

+ Các chất vô cơ từ môi trường được chuyển vào cơ thể sinh vật sản xuất.

+ Các chất vô cơ được truyền qua các bậc dinh dưỡng.

+ Các chất từ cơ thể sinh vật truyền trả lại môi trường.

→ Nhờ hoạt động tự dưỡng (chủ yếu quang hợp), các chất vô cơ từ môi trường được chuyển vào cơ thể sinh vật, qua các bậc dinh dưỡng rồi từ cơ thể sinh vật truyền trả lại môi trường.

- Chu trình sinh địa hóa duy trì sự cân bằng vật chất trong sinh quyển.

2. Một số chu trình sinh – địa – hóa

a. Chu trình nước

- Trong tự nhiên, nước luôn vận động tạo nên chu trình nước toàn cầu: Nước mưa rơi xuống Trái Đất chảy trên mặt đất, một phần thấm xuống các mạch nước ngầm, còn tích lũy trong đại dương, sông, hồ,... Nước mưa trở lại khí quyển dưới dạng hơi nước thông qua hoạt động thoát hơi nước cúa lá cây và bốc hơi nước trên mặt đất.

- Sự vận động theo vòng tuần hoàn của nước không chỉ điều hòa khí hậu cho toàn hành tinh mà con cung cấp nước cho sự phát triển của sinh giới.

- Trên Trái Đất, nước phân bố không đều theo không gian và thời gian. Ngoài ra, nước còn bị ô nhiễm và suy thoái do các hoạt động của con người. Nguồn nước không phải là vô tận và đang bị suy giảm nghiêm trọng, tiết kiệm nước và bảo vệ nguồn nước sạch là nhiệm vụ của mọi ngành, mọi quốc gia và của mỗi người.

Chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên

b. Chu trình carbon

- Carbon đi vào chu trình dưới dạng carbon dioxide (CO₂): Thực vật lấy CO₂ từ khí quyển, nước và muối khoáng từ đất để tạo ra chất hữu cơ đầu tiên thông qua hoạt động quang hợp → Động vật ăn cỏ sử dụng thực vật làm thực thức ăn rồi lại chuyển các hợp chất chứa carbon cho động vật ăn thịt → Carbon trở lại môi trường thông qua hô hấp của động vật, thực vật; sự phân giải của vi sinh vật; sự đốt cháy nguyên liệu của công nghiệp.

- Trong quá trình sống của mình, con người đã làm cho diện tích rừng bị thu hẹp, vì thế sự hấp thụ khí CO₂ trong khí quyển giảm. Sự phát triển mạnh mẽ của sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải,… đã làm cho nồng độ khí CO₂ tăng đáng kể. Sự tăng nồng độ khí CO₂ trong khí quyển là nguyên nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu, với các biểu hiện chính là tăng nhiệt độ bầu khí quyển, băng tan, nước biển dâng và gia tăng các hiện tương thời tiết cực đoan.

Chu trình tuần hoàn carbon trong tự nhiên

c. Chu trình nitrogen

- Các giai đoạn của chu trình nitrogen gồm: Sự cố định đạm, sự ammonium hóa, nitrite hóa, nitrate hóa và phản nitrate.

+ Các loài thực vật hấp thụ nitrogen dưới dạng muối nitrate ($N{O}_3^{-}$) và muối ammonium ($N{H}_4^{+}$) để tạo ra các hợp chất hữu cơ chứa gốc amin.

+ Chất hữu cơ chưa 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.

- Trong tự nhiên, các muối ($N{O}_3^{-}$) và muối ($N{H}_4^{+}$) được hình thành bằng con đường vật lí, hóa học và sinh học, nhưng con đường sinh học đóng vai trò quan trọng nhất.

Chu trình tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên

IV. SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA HỆ SINH THÁI

1. Diễn thế sinh thái

a. Khái niệm diễn thế sinh thái

- Khái niệm: Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi tuần tự của các quần xã sinh vật xảy ra tại một địa điểm xác định theo thời gian tương ứng với sự biến đổi của môi trường.

- Ví dụ: Trên tro tàn núi lửa xuất hiện những quần xã tiên phong. Sự phát triển của quần xã tiên phong làm tăng độ ẩm và làm giàu thêm nguồn dinh dưỡng hữu cơ, tạo thuận lợi cho các loài cỏ thay thế. Theo thời gian, sau thảm cỏ là thảm cây bụi, cây gỗ nhỏ và cuối cùng là rừng nguyên sinh.

Mô hình một kiểu diễn thế sinh thái

b. Các dạng diễn thế sinh thái

Diễn thế nguyên sinh

- Diễn thế nguyên sinh diễn ở môi trường chưa có sinh vật.

- Những sinh vật đầu tiên xuất hiện hình thành nên quần xã tiên phong (giai đoạn tiên phong). Tiếp theo, các quần xã biến đổi tuần tự, thay thế lẫn nhau (giai đoạn trung gian). Cuối cùng hình thành nên quần xã ổn định tương đối (giai đoạn cuối).

Diễn thế nguyên sinh

Diễn thế thứ sinh

- Diễn thế thứ sinh diễn ra ở môi trường đã có một quần xã sinh vật.

- Do những nguyên nhân khác nhau (tự nhiên hoặc do hoạt động của con người), quần xã sinh vật mới được hình thành thay thế cho quần xã ban đầu. Tiếp theo các quần xã biến đổi tuần tự, thay thế lẫn nhau và cuối cùng có thể hình thành một quần xã tương đối ổn định. Tuy nhiên, trong thực tế thường gặp những quần xã mà khả năng phục hồi rất thấp thay vào đó là hình thành quần xã suy thoái.

- Ví dụ: Diễn thế ở một hồ nước nông do quá trình lắng đọng vật chất ở đáy. Khi hồ cạn kiệt, quần xã thủy sinh biến mất và lần lượt thay thế vào đó là trảng cỏ, trảng cây thân thảo, cây thân gỗ và cuối cùng là rừng cây gỗ trên cạn phát triển ổn định thay thế cho hồ.

Diễn thế ở một hồ nước nông

* Phân biệt diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh:

	Diễn thế nguyên sinh	Diễn thế thứ sinh
Môi trường diễn thế	Diễn ra ở môi trường chưa có sinh vật.	Diễn ra ở môi trường đã có một quần xã sinh vật.
Giai đoạn khởi đầu	Hình thành quần xã tiên phong.	Quần xã ưu thế bị thay thế bởi quần xã khác.
Giai đoạn giữa	Sự thay thế tuần tự của các quần xã sinh vật.	Sự thay thế tuần tự của các quần xã sinh vật.
Giai đoạn cuối	Hình thành quần xã ổn định tương đối ở trạng thái đỉnh cực.	Hình thành nên quần xã tương đối ổn định ở trạng thái đỉnh cực hoặc quần xã suy thoái.

c. Nguyên nhân của diễn thế sinh thái

Diễn thế sinh thái xảy ra do nhiều nguyên nhân, tuy tập trung vào một số nguyên nhân chính sau:

- Nguyên nhân từ bên ngoài:

+ Do sự thay đổi của môi trường: biến đổi khí hậu hoặc các hiện tượng bất thường như bão lụt, cháy, hạn hán, núi lửa,… gây chết hàng loạt các sinh vật.

+ Do hoạt động của con người: Hoạt động khai thác tài nguyên của con người như chặt cây, đốt rừng, san lấp hồ nước, xây đập ngăn nước,… có thể gây ra diễn thế của quần xã. Tuy nhiên, con người cũng góp phần cải tạo thiên nhiên làm cho quần xã sinh vật phong phú hơn.

Hoạt động đốt nương làm rẫy của con người dẫn đến diễn thế sinh thái

- Nguyên nhân bên trong: Sự cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã là nhân tố sinh thái quan trọng làm biến đổi cấu trúc quần xã sinh vật. Trong đó, nhóm loài ưu thế đóng vai trò quan trọng nhất trong diễn thế sinh thái.

d. Tầm quan trọng của diễn thế sinh thái trong tự nhiên và trong thực tiễn

- Diễn thế sinh thái là phản ứng thích nghi của quần xã sinh vật: Trong quá trình diễn thế, các yếu tố cấu trúc, những mối quan hệ giữa các loài trong quần xã, giữa quần xã với môi trường đều bị thay đổi, trước hết là sự thay đổi của mối quan hệ con mồi – vật ăn thịt và mối quan hệ cạnh tranh giữa các loài. Nhờ đó, quần xã thiết lập được trạng thái cân bằng, tồn tại và phát triển một cách ổn định theo thời gian.

- Ý nghĩa thực tiễn 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.

2. Một số hiện tượng ảnh hưởng đến hệ sinh thái

a. Sự ấm lên toàn cầu

- Ấm lên toàn cầu là hiện tượng nhiệt độ trung bình của không khí và các đại dương trên Trái Đất tăng lên.

- Sự ấm lên toàn cầu đã gây ra hậu quả như sa mạc hóa mở rộng, cháy thảm thực vật và sóng nhiệt (thời tiết nóng quá mức) dẫn đến mất cân bằng sinh thái, giảm đa dạng sinh học.

Hiệu ứng nhà kính

b. Sự phì dưỡng

- Phú dưỡng (phì dưỡng) là hiện tượng ao hồ bị dư thừa chất dinh dưỡng như nitrate và phosphate từ các loại phân bón hoặc nước cống rãnh thải vào môi trường nước.

- Phú dưỡng làm cho môi trường thiếu dưỡng khí, làm mất cân bằng hệ sinh thái và dẫn đến suy giảm hệ sinh thái (chủ yếu hệ sinh thái ven bờ và dưới nước).

Hiện tượng phú dưỡng ở một hồ nước

c. Sa mạc hóa

- Sa mạc hóa là quá trình đất bị thoái hóa.

- Sa mạc hóa thường làm thay đổi hoặc làm mất môi trường sống của nhiều loài sinh vật, dẫn đến mất cân bằng sinh thái, giảm đa dạng sinh học.

- Biến đổi khí hậu la nguyên nhân chính của quá trình sa mạc hóa. Khi nhiệt độ không khí tăng lên và hạn hán diễn ra thường xuyên, tình trạng sa mạc hóa ngày càng trở nên phổ biến. Một số hoạt động của con người cũng có thể dẫn đến sa mạc hóa như phá rừng lấy gỗ, lấy diện tích đất rừng để xây dựng công trình hay sử dụng quá nhiều phân bón, thuốc trừ sâu cũng có thể biến đất trồng trọt thành đất khô cằn,…

Hiện tượng sa mạc hóa

→ Các hiện tượng như sự ấm lên toàn cầu, phú dưỡng, sa mạc hoá lại gây mất cân bằng của hệ sinh thái vì các hiện tượng này làm thay đổi điều kiện môi trường sống theo hướng tiêu cực dẫn đến ảnh hưởng đến thành phần loài trong hệ sinh thái, giảm đa dạng sinh học, từ đó dẫn đến mất cân bằng sinh thái.

V. SINH QUYỂN

1. Khái niệm sinh quyển

- Sinh quyển là toàn bộ các hệ sinh thái trên Trái Đất.

Sinh quyển

- Trong sinh quyển, các hệ sinh thái là thành phần cấu trúc, đảm bảo cho sinh quyển mang đầy đủ những đặc điểm để trở thành hệ thống có chức năng hỗ trợ sự sống của hành tinh, hỗ trợ kiểm soát sức khỏe của đất, nước (chu trình thủy văn) và thành phần khí quyển.

- Sinh quyển là một cấp độ tổ sống lớn nhất hành tinh.

2. Một số biện pháp bảo vệ sinh quyển

- Bảo vệ sinh quyển dựa trên nguyên tắc “Phát triển bền vững” - kết hợp giữa cải thiện điều kiện sống của con người với bảo tồn đa dạng sinh học.

- Quản lí và bảo vệ tốt các nguồn tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, khoáng sản, năng lượng, sinh vật và rừng,…), sử dụng hợp lí và duy trì lâu dài cho các thế hệ sau. Con người là nhân tố trung tâm quyết định sự thành công trong bảo vệ các hệ sinh thái và sinh quyển.

- Phát triển bền vững trong các khu dự trữ sinh quyển và bảo tồn các Vườn quốc gia, khu di sản, các khu bảo tồn thiên nhiên,… tạo điều kiện cho phát triển kinh tế là một trong những biện pháp bảo vệ sinh quyển.

3. Các khu sinh học chính trên Trái Đất

a. Khái niệm khu sinh học

- Các hệ sinh thái rất lớn đặc trưng cho đất đai và khí hậu của một vùng địa lí xác định gọi là các khu sinh học (biological zone).

- Ví dụ: tập hợp các rừng mưa nhiệt đới trên toàn Trái Đất tạo nên khu sinh học rừng mưa nhiệt đới.

b. Các khu sinh học

Các khu sinh học trên cạn:

Khu sinh học trên cạn phân bố theo vĩ độ và mức độ khô hạn của các vùng trên Trái Đất

- Rừng nhiệt đới:

+ Thực vật ở rừng nhiệt đới phân ra thành nhiều tầng, gồm: tầng vượt tán, tầng tán rừng, một hoặc hai tầng cây dưới tán, tầng cây bụi và cây cỏ ở dưới cùng.

+ Rừng nhiệt đới là môi trường sống của hàng triệu loài động vật, trong đó có nhiều loài còn chưa được mô tả. Đa dạng sinh học ở rừng mưa nhiệt đới cao hơn các vùng trên cạn khác.

- Sa mạc:

+ Cảnh quan vùng sa mạc thường có ít thực vật bao phủ. Thực vật chủ yếu gồm những loài có khả năng thích nghi với nhiệt độ cao và khô hạn (thực vật C­₄ hoặc thực vật CAM).

+ Sa mạc có nhiều loài động vật hoạt động vào ban đêm. Hình thức thích nghi phổ biến của các loài động vật ở đây là tiết kiệm nước.

- Savan: Savan phân bố nhiều ở những vùng xích đạo và cận xích đạo.

+ Thực vật ở savan chủ yếu là cây cỏ, chúng bao phủ phần lớn mặt đất và là thức ăn chủ yếu của các loài động vật ăn thực vật.

+ Động vật phổ biến là các loài ăn cỏ có kích thước lớn như trâu bò rừng và các loài ăn thịt như sư tử, linh cầu.

- Thảo nguyên:

+ Là những vùng đồng cỏ rộng lớn, nghèo về thành phần loài, chiếm ưu thế là các loài cỏ có kích thước thấp.

+ Động vật có đời sống chuyên hóa rất cao, sống theo đàn, chạy nhanh trong phạm vi khá rộng. Động vật gặm cỏ là những loài có kích thước lớn như bò bison, ngựa rừng,… chúng ngăn cản các loài cây gỗ và cây bụi có kích thước lớn phát triển.

Các khu sinh học dưới nước:

- Khu sinh học nước ngọt: gồm các sông, suối, hồ, đầm chiếm 2% diện tích bề mặt Trái Đất. Hệ động vật và thực vật nước ngọt khá đa dạng, trong đó các loài cá đóng vai trò quan trọng. Những mặt nước như đầm, hồ,… còn là nơi kiếm ăn của các loài chim nước, nhất là các loài chim di cư trú đông, tránh rét.

Một phần khu sinh học nước ngọt

- Khu sinh học nước mặn:

+ Gồm vịnh nông ven bờ, biển và đại dương, bao phủ 71% bề mặt hành tinh và là nơi sống của khoảng 200 000 loài động vật thủy sinh, trong đó gần 20 000 loài cá. Đại dương còn là cỗ máy khổng lồ điều hòa khí hậu cho toàn hành tinh, tạo điều kiện cho phát triển giao thông hàng hải giữa các châu lục.

Khu sinh học biển

+ Do tính không đồng nhất, biển và đại dương được chia thành nhiều vùng với những điều kiện môi trường và nguồn loại sinh vật khác nhau. Thềm lục địa là vùng nước nông bao quanh lục địa với độ sâu gần 200 m, được chiếu sáng đầy đủ, giàu dinh dưỡng, nhiều hệ sinh thái có giá trị như hệ sinh thái cửa sông, vùng vịnh nông, rừng ngập mặn, các thảm cỏ và rạn san hô.

c. Các biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học của các khu sinh học

- 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.

- Nguyên nhân gây suy giảm tài nguyên sinh học: Biến đổi khí hậu, các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người (xây dựng các công trình,…; khai thác, săn bắn tài nguyên quá mức; sản xuất thải rác gây ô nhiêm các môi trường;…).

- 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.

- Một số biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học:

+ Xây dựng hệ thống khu bảo tồn như: vườn quốc gia, khu dự trữ tự nhiên, khu bảo tồn loài – sinh cảnh, khu bảo vệ cảnh quan, nhằm bảo vệ các khu sinh học.

+ Thành lập các cơ sở bảo tồn đa dạng sinh học, cơ sở cứu hộ các loài hoang dã, cơ sở lưu trữ giống sinh vật và cơ sở lưu trữ, bảo quản nguồn gene và mẫu di truyền.

+ Tổ chức các hoạt động nâng cao nhận thức về bảo vệ tài nguyên sinh học cho cộng đồng cũng như các ngành, các cấp.

+ Tăng cường hợp tác quốc tế về bảo tồn tài nguyên sinh học và biến đổi khí hậu của Trái Đất.

+ Sử dụng tài nguyên sinh học một cách bền vững, ngăn chặn nạn đánh bắt, buôn bán tiêu thụ bất hợp pháp các loài sinh vật hoang dã, nguy cấp, quý, hiếm.

- Có các chiến lược quản lí phù hợp nguồn tài nguyên sinh học, môi trường sống thông qua việc áp dụng giải pháp mang tính hài hòa, tối ưu các mục tiêu sử dụng.

Xây dựng các khu bảo tồn thiên nhiên là một biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học

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 23: Quần xã 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 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)

---