Bài 23: Quần xã sinh vật

I. KHÁI NIỆM QUẦN XÃ SINH VẬT

- 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.

- 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.

- 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.

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

- Giống như quần thể, quần xã cũng có những đặc trưng cơ bản.

- Tuy nhiên, những đặc trưng này không giống với những đặc trưng của quần thể.

- Quần xã gồm các đặc trưng cơ bản sau đây:

1. Đặc trưng về thành phần loài

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

- Các nhà khoa học có thể đánh giá sự đa dạng về thành phần loài của quần xã bằng chỉ số đa dạng và độ phong phú tương đối của các loài.

- Có nhiều chỉ số đa dạng, trong đó 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 quán xã.

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

- Người ta đánh giá vai trò sinh thái của các loài trong quần xã bằng việc xác định loài ưu thế và loài chủ chốt.

- 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.

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

+ So với các loài khác trong quần xã, 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.

+ Nhìn chung, chúng là những loài có khả năng thích nghi tốt với điều kiện sống.

+ Vì bất cứ lí do gì, 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.

- 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. 

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

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 thằng đúng

- 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:

+ Trong một kiểu rừng mưa nhiệt đới, các quần thể khác loài được phân bố thành nhiều tầng khác nhau.

+ Tương tự, ở các hồ nước cũng có sự phân bố của các loài theo tầng: 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,...).

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 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 cũng được coi là sự phân bố theo phương ngang.

- Ở quần xã rừng ngập mặn ven biển, theo phương ngang (tính từ phía đất liền ra biển) có sự phân bố các quần thể thực vật khác nhau.

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 tiêu thụ: gồm những sinh vật tổng hợp chất hữu cơ của cơ thể từ chất hữu cơ.

- Sinh vật phân giải: gồm những sinh vật có khả năng phân giải chất hữu cơ thành chất vô cơ.

III. QUAN HỆ GIỮA CÁC LOÀI TRONG QUẦN XÃ SINH VẬT

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).

IV. Ổ SINH THÁI

- 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.

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

- Các loài có ổ 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 cùng  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 ổ sinh thái. Đây là hiện tượng “Phân chia nguồn sống".

- Sự phân hoá 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 (Hình 23.10). 

- Do sự phân hoá ổ sinh thái, loài A, B, C có các ổ sinh thái thức ăn khác nhau. Loài A và loài B có sự cạnh tranh về thức ăn do các ổ sinh thái thức ăn của chúng trùng nhau một phần; trong khi loài C và loài A; loài C và loài B không có sự cạnh tranh về thức ăn do các ổ sinh thái thức ăn của chúng không trùng nhau.

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

1. Sự du nhập các loài ngoại lai

- Nhiều hoạt động của con người làm suy giảm đa dạng sinh học trong quần xã, trong đó có sự du nhập các loài ngoại lai.

- 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 lần 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.

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

- Trạng thái mất cân bằng của quần xã còn thể hiện qua sự suy giảm độ đa dạng của quần xã.

- Nếu quần xã sinh vật chịu tác động quá lớn từ môi trường ngoài hoặc sự thay đổi mạnh trong quần xã, 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 huỷ 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. 

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 hoá, 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 hoá 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.