Bai giang Sinh thai môi trường | Tiến sĩ Bùi Lan Anh
MỤC LỤC
Chương một: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC
1.1. KHÁI NIỆM VÀ SƠ LƯỢC LỊCH SỬ CỦA SINH THÁI HỌC…………………………………… 3
1.1.1. Khái niệm……………………………………………………………………………………………………….. 3
1.1.2. Sơ lược lịch sử về sinh thái học………………………………………………………………………….. 4
1.2. CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC………………………………………………………………………………. 7
1.3. QUY LUẬT GIỚI HẠN CHỊU ĐỰNG CỦA SV VỚI CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI 9
1.4. NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA CỦA SINH THÁI HỌC………………………………………………… 10
1.4.1. Nhiệm vụ………………………………………………………………………………………………………. 10
1.4.2. Ý nghĩa…………………………………………………………………………………………………………. 12
Chương hai: SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
2.1. MỐI QUAN HỆ GIỮA KHÍ QUYỂN VỚI SINH VẬT…………………………………………….. 13
2.1.1. Ánh sáng……………………………………………………………………………………………………….. 13
2.1.2. Nhiệt độ………………………………………………………………………………………………………… 15
2.1.3. Nước và độ ẩm………………………………………………………………………………………………. 18
2.2. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐẤT VỚI SINH VẬT………………………………………………………… 22
2.3. CÁC YẾU TỐ SINH HỌC…………………………………………………………………………………… 23
2.4.TẬP TÍNH CỦA SINH VẬT………………………………………………………………………………… 24
2.4.1. Khái niệm……………………………………………………………………………………………………… 24
2.4.2. Phân loại tập tính……………………………………………………………………………………………. 25
Chương ba: QUẦN THỂ, QUẦN XÃ SINH VẬT
3.1. QUẦN THỂ SINH VẬT……………………………………………………………………………………… 31
3.1.1. Khái niệm quần thể (tự học)…………………………………………………………………………….. 31
3.1.2. Phân bố các cá thể trong không gian và quan hệ các cá thể cùng loài……………………. 32
3.2. QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG…………………………. 33
3.2.1. Khái niệm về quần xã (tự học)…………………………………………………………………………. 33
3.2.2. Cấu trúc của quần xã………………………………………………………………………………………. 34
3.3. DIỄN THẾ CỦA QUẦN XÃ……………………………………………………………………………….. 45
3.3.1. Khái niệm……………………………………………………………………………………………………… 45
3.3.2. Khống chế sinh học và cân bằng sinh thái………………………………………………………….. 48
Chương bốn: HỆ SINH THÁI
4.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ HỆ SINH THÁI……………………………………………………………. 51
4.1.1. Khái niệm về hệ sinh thái………………………………………………………………………………… 51
4.1.2. Độ lớn và ranh giới của hệ sinh thái………………………………………………………………….. 52
4.1.3. Đặc điểm cơ bản của hệ sinh thái……………………………………………………………………… 52
4.1.4. Sự phản hồi của các hệ sinh thái……………………………………………………………………….. 54
4.2. CẤU TRÚC VÀ SỰ TỰ ĐIỀU CHỈNH CỦA CÁC HỆ SINH THÁI…………………………… 55
4.2.1. Cấu trúc của hệ sinh thái…………………………………………………………………………………. 55
4.2.2. Sự tự điều chỉnh của các hệ sinh thái (tự học)…………………………………………………….. 57
4.3. CÁC DẠNG HỆ SINH THÁI (thảo luận nhóm)……………………………………………………… 58
4.3.1. Hệ sinh thái cạn……………………………………………………………………………………………… 58
4.3.2. Hệ sinh thái nước…………………………………………………………………………………………… 66
4.4. SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC HỆ SINH THÁI……………………………….. 70
4.4.1. Đặc điểm chung của dòng vận chuyển năng lượng (tự học)…………………………………. 70
4.4.2. Nguồn năng lượng và các kiểu hệ sinh thái………………………………………………………… 72
4.5. HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP…………………………………………………………………………. 74
4.5.1. Khái niệm……………………………………………………………………………………………………… 74
4.5.2. Đặc điểm của hệ sinh thái nông nghiệp……………………………………………………………… 75
4.5.3. Các mối quan hệ sinh học trong các hệ sinh thái nông nghiệp………………………………. 76
4.6. SINH THÁI HỌC VỚI SỰ PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP………………………………………. 80
4.6.1. Tầm quan trọng của sinh thái học với sự phát triển NN (tự học)…………………………… 80
4.6.2. Sơ lược lịch sử của sản xuất nông nghiệp………………………………………………………….. 82
4.6.3. Một số khuynh hướng phát triển sản xuất nông nghiệp……………………………………….. 86
Chương năm
SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG
5.1. KHÁI NIỆM VỀ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG……………………………………………………. 96
5.1.1. Khái niệm về tài nguyên………………………………………………………………………………….. 96
5.1.2. Khái niệm về môi trường…………………………………………………………………………………. 97
5.1.3. Lịch sử phát triển của con người tác động đến tài nguyên và môi trường (tự học) 99
5.1.4. Vai trò và nhiệm vụ của việc bảo vệ tài nguyên và môi trường…………………………… 103
5.2. SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN ĐẤT………………………………………… 108
5.2.1. Khái niệm về đất (tự học)………………………………………………………………………………. 108
5.2.2. Vai trò của đất đối với con người……………………………………………………………………. 109
5.2.3. Tài nguyên đất trên thế giới……………………………………………………………………………. 111
5.2.4. Tài nguyên đất Việt Nam………………………………………………………………………………. 113
5.3. SINH THÁI HỌC VỚI QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG……………………………………… 120
5.3.1. Vai trò của rừng đối với đời sống và sản xuất…………………………………………………… 120
5.3.2. Tài nguyên rừng trên thế giới…………………………………………………………………………. 126
5.3.3. Tài nguyên rừng Việt Nam…………………………………………………………………………….. 128
5.3.4. Sử dụng, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng…………………………………………………. 132
5.3.5. Vai trò của cây rừng trong hệ sinh thái nông nghiệp (tự học và thảo luận nhóm) 137
Chương một
CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC
Mục tiêu:
- Nắm được 1 số khái niệm về sinh thái học.
- Hiểu được vai trò của sinh thái học đối với đời sống và trong sản xuất nông lâm nghiệp.
- Phân tích được cơ chế động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật.
Thuật ngữ sinh thái học (Ecology) được Ernst Heckel, nhà bác học người Đức, dùng lần đầu tiên vào năm 1869. Thuật ngữ ecology có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp được hình thành từ hai từ (1) Oikos – nhà ở hoặc nơi sinh sống, (2) Logos có nghĩa là môn học.
Ecology: – Oikos: Là “Nhà ở” hoặc “nơi sinh sống”
– Logos: Là “Môn học”
Như vậy theo định nghĩa cổ điển thì sinh thái học là khoa học nghiên cứu về “nhà ở”, hoặc “nơi sinh sống” của sinh vật. Hay sinh thái học là toàn bộ mối quan hệ giữa cơ thể với ngoại cảnh và các điều kiện cần thiết cho sự tồn tại.
Theo Ocbster: Đối tượng của sinh thái học đó là tất cả các mối liên hệ giữa cơ thể sinh vật với môi sinh.
Theo nhà sinh thái học nổi tiếng E.P. Odum thì sinh thái học là khoa học về mối quan hệ của sinh vật, hoặc một nhóm sinh vật với môi trường xung quanh, hoặc như là khoa học về quan hệ tương hỗ giữa sinh vật với môi sinh của chúng.
Các tác giả đã đưa ra nhiều định nghĩa về sinh thái học, song đều thống nhất coi sinh thái học là một môn khoa học nghiên cứu về cấu trúc, chức năng của thiên nhiên. Đối tượng của nó là tất cả các mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật với môi trường. Có thể nói khác đi: Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu và ứng dụng những quy luật hình thành và hoạt động của tất cả các hệ sinh học.
* Vì sao phải nghiên cứu sinh thái học?
Ngay từ những thời kỳ lịch sử xa xưa, trong xã hội nguyên thủy của loài người, con người đã có sự hiểu biết nhất định về môi trường xung quanh, về sức mạnh của thiên nhiên, về các động thực vật ở xung quanh mình. Nền văn minh thực sự được hình thành khi con người sử dụng lửa và các công cụ lao động khác giúp cho họ làm biến đổi môi sinh. Từ đó con người đã không ngừng tác động vào thiên nhiên để phục vụ cho sự phát triển của mình. Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đạt được, thì trong các hoạt động sống, con người đã tác động vào thiên nhiên một cách thô bạo, không tuân theo qui luật và đã gây ra những khủng hoảng sinh thái nghiêm trọng như: Nhiều vùng đất phì nhiêu đã trở thành hoang mạc do bị xói mòn, rửa trôi, hiện tượng mưa axit, hiện tượng thủng tầng ôzon, sóng thần, nhiệt độ trái đất nóng lên, băng tan, nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt, dịch bệnh, ô nhiễm môi trường.
Tài nguyên rừng bị tàn phá nghiêm trọng làm cho đất rừng mau chóng trở thành đất trống, đồi trọc. Mất rừng đã dẫn đến lũ quét, lũ ống gây thiệt hại nặng nề về người và của đã từng xảy ra ở thị xã Sơn La năm 1990, ở Lai Châu năm 1999, ở Quảng Bình tháng 8/2007, ở Thanh Hóa, Nghệ An cuối tháng 9, đầu tháng 10 năm 2007, Lào Cai năm 2008…
Cháy rừng do con người gây ra tại U minh hạ và U minh thượng tỉnh Bình Thuận và Cà Mau đã thiêu trụi hàng nghìn ha rừng tràm với rất nhiều động, thực vật quý hiếm khác làm thay đổi toàn hộ sinh cảnh vùng rừng trên đất phèn ở nước ta. Tài nguyên đất, nước, không khí ở nhiều nơi, nhiều lúc đã bị ô nhiễm bởi các chất thải độc vượt quá giới hạn cho phép…
Nếu như loài người muốn duy trì và nâng cao trình độ nền văn minh của mình thì hơn lúc nào hết, họ cần có đầy đủ kiến thức về môi trường sống của họ. Chính sinh thái học đã làm nhiệm vụ nghiên cứu các mối quan hệ giữa các cá thể sống với môi trường xung quanh nó.
Con người muốn đấu tranh với thiên nhiên thì phải hiểu sâu sắc các điều kiện tồn tại và quy luật hoạt động của tự nhiên. Những điều kiện đó được phản ảnh qua các quy luật sinh thái cơ bản mà các sinh vật phải phục tùng.
Nội Dung Chính
1.1.2. Sơ lược lịch sử về sinh thái học
Lịch sử phát triển của môn sinh thái học có thể chia thành 5 giai đoạn:
1.1.2.1. Thời kỳ cổ đại (trước thế kỷ XVIII)
Ở giai đoạn này, sinh thái học chưa được phân thành một môn khoa học độc lập. Tuy nhiên những kiến thức về sinh thái học đã được trình bày ở một số sách. Ví dụ: Aristot và Hypôcrat đã chia động vật thành động vật ở nước và động vật ở cạn, tức là người ta đã chú ý đến mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường sống của nó.
1.1.2.2. Thời kỳ phục hưng sinh học (thế kỷ XVIII – XIX)
Giai đoạn này có nhiều nhà khoa học lỗi lạc tuy không dùng tên gọi sinh thái học, nhưng đã có những cống hiến đáng kể cho kho tàng kiến thức về lĩnh vực khoa học này.
Ví dụ: A.Liwenhuck là một trong những nhà vi sinh học nổi tiếng đầu thế kỷ XVIII, đã đặt nền móng cho việc nghiên cứu các “chuỗi thức ăn” và điều chỉnh số lượng quần thể – hai bộ phận quan trọng của sinh thái học hiện đại. Một số nghiên cứu khác tập chung nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường tới sự phân bố của sinh vật.
1.1.2.3. Giai đoạn sinh thái học cá thể (auto ecology) từ cuối thế kỷ XIX đến đầu thế kỷ XX
Giai đoạn này là thời đại của Dacuyn và E.HecKel, đây là thời đại tích lũy các dẫn liệu của tự nhiên. Các nhà tự nhiên học lúc này mới chỉ phát hiện những sự đa dạng, kỳ lạ của giới động vật và thực vật mà mỗi loại có lối sống riêng của chúng. Sinh thái học bấy giờ mới chỉ nghiên cứu mô tả, một kiểu nghiên cứu “lịch sử tự nhiên” của sinh vật, phương thức sống của động, thực vật. Chúng được tìm thấy ở đâu, vào thời gian nào, chúng ăn gì và làm mồi cho con gì, phản ứng như thế nào khi điều kiện môi trường thay đổi. Nhìn chung trong giai đoạn này sinh thái học tập chung nghiên cứu các loài riêng biệt. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong đời sống thực tiễn, đặc biệt trong kiểm tra sinh học.
1.1.2.4. Giai đoạn sinh thái học quần thể (syn-ecology)(thế kỷ XX đến 1940s)
Giai đoạn này từ đầu thế kỷ XX đến những năm 40 của thế kỷ này. Người ta nhận thấy trong thiên nhiên có hàng ngàn, hàng vạn các sinh vật sống chung với nhau, chúng luôn tác động và chịu ảnh hưởng lẫn nhau, quan niệm đó đã đưa sinh thái học cá thể phát triển lên mức cao hơn – sinh thái học quần thể và sinh thái học của quần xã sinh vật. Nghiên cứu toàn bộ các động thực vật sống trong quần xã với các đặc điểm, cấu trúc, chức năng được hình thành dưới sự ảnh hưởng của điều kiện môi trường.
Các nghiên cứu cơ bản trong sinh thái học quần thể là quan hệ tương hỗ giữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường, bao gồm: Sinh sản, tử vong, vật dữ, con mồi… Vitovolterra, G.F. Gause và Umberto đã phát hiện được những quy luật toán học chi phối các hiện tượng đó trong quần thể. Các nghiên cứu này có ý nghĩa đặc biệt trong sinh thái thủy vực, nghề cá và những hiểu biết về sự tràn ngập của côn trùng trong nông nghiệp.
Vào những năm 40 của thế kỷ XX, các nhà sinh thái học bắt đầu nhận thức được các quần xã sinh vật và môi trường có mối tương hỗ với nhau và tạo thành một đơn vị thống nhất được gọi là hệ sinh thái (ecosystem). Hệ sinh thái được mô tả như một thực thể toàn vẹn, được xác định chính xác trong một không gian và thời gian. Nó bao gồm không chỉ những sinh vật sống trong đó mà cả các điều kiện tự nhiên như: khí hậu, đất, nước… cũng như tất cả các mối tương tác giữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường.
Sau đó các tác giả nghiên cứu và thấy tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt trái đất tập hợp lại với nhau tạo thành một hệ sinh thái khổng lồ gọi là sinh quyển (biosphere). Học thuyết sinh quyển được nhà bác học người Nga – V.I. Vernadsky đề xướng năm 1926. Sinh quyển là lớp vỏ sống của trái đất. Về thành phần và tính chất của sinh quyển là do sự tác động qua lại của vật chất sống và không sống của trái đất. Sinh quyển là một tấm màng tích lũy năng lượng từ vũ trụ đến hành tinh (nhờ sự hoạt động của thực vật). Nhà bác học người Nga này quan niệm sự sống trên bề mặt trái đất được phát triển như một sự tổng hợp của các mối quan hệ tương hỗ giữa các cơ thể, đảm bảo cho các yếu tố có nguồn gốc sinh vật trên hành tinh chúng ta tạo dòng liên tục trong quá trình trao đổi vật chất. Với sự lạc quan sâu sắc, tin tưởng vào trí tuệ loài người, ông cho rằng sinh quyển trong thời đại chúng ta sẽ nhường chỗ cho trí quyển (noosphere), quyển ảnh hưởng của trí tuệ và pháp quyền của con người. Trí quyển (quyển của trí tuệ) là sự thống nhất giữa tự nhiên và xã hội. Do nhu cầu phát triển xã hội đã kiểm tra, điều khiển quá trình tự nhiên, đồng thời con người không thể tồn tại thiếu tự nhiên. Quá trình tiến hóa của các điều kiện tự nhiên là nền tảng cho trí quyển, tuy vậy nó cũng không phải là yếu tố quyết định sự hình thành trí quyển. Xã hội chính là yếu tố có tính tổ chức cao trong hệ thống thống nhất “tự nhiên – xã hội”. Giai đoạn này sinh thái học nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực khác nhau, mang lại nhiều thành tựu phục vụ cho đời sống con người.
1.1.2.5. Giai đoạn sinh thái học hiện đại (từ những năm 1940 đến nay)
Giai đoạn này, sinh thái học đã phát triển không ngừng, ngày càng trở nên phổ cập và thâm nhập sâu vào mọi lĩnh vực hoạt động của đời sống xã hội cũng như mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật. Nó đã trở thành một khoa học toàn cầu, hoàn chỉnh, có nội dung, mục đích rõ ràng, có nhiều ứng dụng vào thực tiễn sản xuất và đời sống.
Trong quá trình phát triển của sinh thái học, các môn sinh thái học chuyên ngành đã ra đời như: Sinh thái học nông nghiệp; Sinh thái học rừng; Sinh thái học cây trồng, Sinh thái học động vật; Sinh thái nông nghiệp… làm cơ sở cho việc phát triển một nền tảng nông nghiệp và quản lý thiên nhiên bền vững.
Sinh thái học nông nghiệp là một khoa học tổng hợp, nó khảo sát và ứng dụng những quy luật hoạt động của các hệ sinh thái nông nghiệp. Sinh thái học nông nghiệp chính là khoa học về sự sống ở những bộ phận của cảnh quan dùng để canh tác và chăn nuôi. Vì vậy, nghiên cứu sinh thái học nông nghiệp sẽ tạo cơ sở cho việc: Phân vùng sản xuất nông nghiệp, xây dựng hệ thống cây trồng và vật nuôi hợp lý; Xác định chế độ canh tác hợp lý cho các vùng sinh thái khác nhau; Phát triển nông nghiệp trong điều kiện năng lượng ngày càng đắt.
Cấu trúc sinh thái học có thể biểu diễn theo không gian 3 chiều như những chiếc bánh tròn, dẹt, xếp chồng lên nhau, tương ứng với các mức độ tổ chức sinh học khác nhau, từ cá thể (CT), qua quần thể (QT), quần xã (QX) đến hệ sinh thái (HST). Nếu bổ dọc chồng bánh này theo trục tâm thì chia cấu trúc ra thành 5 nhóm chức: Hình thái, chức năng, phát triển, điều hòa và nhóm thích nghi (Hình 1.1).
4
15
5
2
3
1clip_image002.gif” width=”217″ />
1. Nhóm hình thái
2. Nhóm chức năng
3. Nhóm phát triển
4. Nhóm điều hòa
5. Nhóm thích nghi
HST
QX
QT
CT
Hình 1.1. Cấu trúc sinh thái học
Bánh quần xã
1clip_image003.emz” />
2
1
4
5
3
1clip_image004.gif” width=”326″ />Nếu quan sát tất cả các nhóm ở cùng một mức độ sinh học là quần xã chúng ta thấy:
Hình 1.2. Cấu trúc các nhóm chức ở mức độ sinh học là quần xã
Nhóm hình thái: Nội dung cơ bản của nhóm nói lên số lượng và mật độ tương đối của các loài.
Nhóm chức năng: Nói lên mối quan hệ giữa các quần thể thú dữ – con mồi và sự cạnh tranh khác loài.
Nhóm phát triển: Nói lên quá trình diễn thế của các loài trong QX
Nhóm điều hòa: Nói lên sự tự điều chỉnh của các loài để tiến tới sự cân bằng.
Nhóm thích nghi: Nói lên quá trình tiến hóa, khả năng chọn lọc sinh thái, chống kẻ thù.
Nếu như chọn một chồng nhóm (ví dụ nhóm chức năng) ở 4 mức độ sinh học khác nhau thì:
Hệ sinh thái
Quần xã
Quần thể
Cá thể
2
1clip_image005.gif” width=”222″ />
1clip_image007.gif” width=”100″ />
Hình 1.3. Cấu trúc nhóm chức năng trong 4 mức độ sinh học
Ở mức độ hệ sinh thái: Nội dung nhóm nói lên chu trình vật chất và năng lượng của hệ.
Ở mức độ quần xã: Nội dung nhóm nói lên mối quan hệ giữa các quần thể vật dữ và con mồi cùng với sự cạnh tranh giữa các loài.
Mức độ quần thể: Nội dung nhóm nói lên vấn đề sinh sản, tử vong, di cư và nhập cư.
Mức độ cá thể: Nội dung nhóm chỉ nói lên tập tính, sinh lý của các cá thể.
Như vậy, mỗi mức độ tổ chức sinh học có đặc điểm cấu trúc, chức năng riêng biệt của mình. Mỗi nhóm trên mỗi mức độ tổ chức sinh học đều được đặc trưng bởi tập hợp có tính thống nhất các hiện tượng quan sát. Tập hợp đó thể hiện bằng tính quy luật hình thành trên cơ sở của các hiện tượng. Những quy luật đó chính là đối tượng nghiên cứu của sinh thái học, nằm trên các đơn vị cụ thể của tự nhiên là hệ sinh thái (ecosystem).
Nhân tố sinh thái: Những yếu tố cấu thành môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, thức ăn, bệnh tật… được gọi là yếu tố môi trường. Nếu xét tác động của các yếu tố này lên đời sống sinh vật cụ thể thì chúng được gọi là yếu tố sinh thái hoặc nhân tố sinh thái.
Trong quá trình sống, các sinh vật bị tác động đồng thời của rất nhiều nhân tố sinh thái. Tuy nhiên, để dễ nghiên cứu, người ta thường chia các nhân tố sinh thái thành hai nhóm theo bản chất của chúng là (i) nhóm nhân tố sinh thái vô sinh (gồm các nhân tố khí hậu, đất, địa hình…) và (ii) nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh (gồm các cơ thể sống như thực vật, động vật, vi sinh vật và các mối quan hệ giữa chúng với nhau).
Sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật trong các hệ sinh thái chịu tác động của rất nhiều nhân tố, trong đó có nhân tố tác động trực tiếp lên các sinh vật và có nhân tố tác động gián tiếp. Mỗi nhân tố sinh thái có tác động không giống nhau đối các loài khác nhau, thậm chí với các cá thể khác nhau trong cùng một loài.
Ví dụ ảnh hưởng của nhiệt độ thấp không mấy quan trọng với cây trồng có nguồn gốc ôn đới (như cải bắp, cà chua), nhưng lại rất quan trọng với cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới điển hình (lúa, ngô). Một số nhân tố sinh thái có thể thay đổi theo ngày đêm hay theo mùa (nhiệt độ, lượng mưa); cũng có một số đặc điểm của môi trường thay đổi rất ít theo thời gian (hằng số mặt trời, lực trọng trường).
Nhìn chung, các nhân tố sinh thái đều tác động lên sinh vật thông qua bốn đặc tính: Bản chất của nhân tố tác động, cường độ tác động (mạnh hay yếu), tần số và thời gian tác động.
Về mặt số lượng, căn cứ vào khả năng chịu đựng của sinh vật đối với các nhân tố sinh thái người ta chia thành 5 bậc sau:
– Bậc tối thiểu (minimum): Là bậc mà nếu như nhân tố sinh thái nào đó tiếp tục hạ thấp hơn nữa thì có thể gây tử vong cho sinh vật. Ví dụ nhiệt độ không khí dưới 5,6°C, cá rô phi sẽ chết.
– Bậc không thuận lợi thấp (minipessimum): Là bậc mà tại đây tác động của nhân tố sinh thái làm cho các hoạt động của các sinh vật bị hạn chế.
– Bậc tối thích (optimum): Là bậc mà tại đây tác động của nhân tố sinh thái giúp cho hoạt động của các sinh vật đạt giá trị cực đại.
– Bậc không thuận lợi cao (maxipessimum): Tại đây tác động của nhân tố sinh thái làm hoạt động của các sinh vật bị hạn chế.
– Bậc tối cao (maximum): Là bậc mà nếu như nhân tố sinh thái nào đó tiếp tục tăng cao hơn nữa thì có thể gây tử vong cho các sinh vật. Ví dụ nhiệt độ không khí trên 42°C, cá rô phi sẽ chết.
Tuy nhiên, người ta thường dùng 3 bậc: Tối thiểu, tối thích và tối cao để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên sự sống và các hoạt động của sinh vật.
Khoảng giới hạn của một nhân tố sinh thái nào đó từ tối thiểu (minimum) đến tối cao (maximum) được gọi là giới hạn sinh thái hay còn gọi là biên độ sinh thái.
Biên độ sinh thái chính là khoảng giới hạn dưới và giới hạn trên mà mỗi nhân tố sinh thái phát huy tác dụng đối với sinh vật. Như vậy với cùng một nhân tố sinh thái thì các loài khác nhau có biên độ sinh thái khác nhau. Sinh vật nào có biên độ sinh thái lớn là các loài có phân bố rộng và ngược lại, sinh vật phân bố hẹp là loài có biên độ sinh thái nhỏ. Những loài có biên độ sinh thái nhỏ thường được chọn là loài đặc trưng cho từng điều kiện môi trường cụ thể.
Sinh thái học là một khoa học tổng hợp, những kiến thức của nó bao gồm kiến thức của nhiều môn khoa học khác. Sinh thái học ngày nay không chỉ có quan hệ với Động vật học, Thực vật học, Sinh lý học, Sinh hoá học, Di truyền học, Tiến hoá học, Trồng trọt, Chăn nuôi… mà còn với các ngành Toán học, Hoá học, Vật lý học, Địa lý và Xã hội học… Nó thể hiện trong các môn khoa học mới như Sinh thái tế bào, Di truyền sinh thái, Sinh thái nông nghiệp… Mối quan hệ của Sinh thái học với khoa học Kinh tế và Pháp quyền cũng đang tăng lên mạnh mẽ.
Nghiên cứu các hệ sinh thái ở cạn cũng như các hệ sinh thái ở nước không những chỉ áp dụng các phương pháp sinh học mà còn cả các phương pháp phân tích toán học, các nguyên lý điều khiển học…
Như vậy, có thể nói sinh thái học vừa là khoa học tự nhiên vừa là khoa học xã hội. Nó không phải khoa học tự nhiên mà loại trừ con người, hay khoa học xã hội mà tách khỏi tự nhiên. Khoa học này chỉ có thể hoàn thiện xứ mệnh của mình khi các nhà sinh thái học nhận thức được trách nhiệm của họ trong sự tiến hoá của điều kiện xã hội.
– Trong lĩnh vực nông lâm nghiệp sinh thái học có hai nhiệm vụ cơ bản đặt ra là:
+ Đấu tranh có hiệu quả đối với các dịch bệnh và cỏ dại: Vấn đề đòi hỏi nghiên cứu không chỉ với các loài có hại mà là việc đề ra các nguyên lý chiến lược và các biện pháp phòng trừ chúng trên cơ sở sinh thái học.
+ Đề ra các nguyên tắc và phương pháp thành lập các sinh quần xã nông – lâm nghiệp thích hợp, cho năng suất sinh học và kinh tế cao, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng như có khả năng bảo vệ và cải tạo môi trường đất, duy trì sức sản xuất lâu dài.
– Trong lĩnh vực bảo vệ sức khoẻ, vấn đề sinh thái trung tâm là nghiên cứu các ổ dịch tự nhiên đối với con người và gia súc; tìm phương pháp vệ sinh ổ dịch. Vấn đề sinh thái đặc biệt to lớn, quan trọng và phức tạp là đấu tranh chống ô nhiễm, với sự đầu độc môi trường bởi quá trình đô thị hoá diễn ra nhanh chóng và sản xuất nông nghiệp phát triển mạnh mẽ.
– Trong việc phát triển nghề cá và săn bắt đòi hỏi phải tăng cường nghiên cứu các chu trình sống, tập tính di truyền, sinh sản của các loài, quan hệ dinh dưỡng của chúng; nghiên cứu lý thuyết và phương pháp thuần dưỡng động vật. Vấn đề mũi nhọn là khôi phục và bảo vệ các loài quí hiếm. Loài người không được phép để mất đi một loài nào đã từng tồn tại trong tự nhiên, vì bất kỳ một loài nào cũng là sở hữu cho một chất lượng có giá trị khoa học và kinh tế cao cho hiện tại hoặc trong tương lai. Vấn đề cấp thiết là việc thiết lập các vườn quốc gia, các hệ thống khu bảo vệ thiên nhiên. Các khu bảo vệ không chỉ là những mẫu hình của tự nhiên mà còn là những phòng thí nghiệm sinh thái học ngoài trời. Thiết lập mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên làm cho thiên nhiên ngày càng phong phú và phát triển.
Sinh thái học đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển của xã hội loài người. Chính nhờ những hiểu biết về môi trường xung quanh mà loài người tồn tại và phát triển. Mọi hoạt động của con người đều có quan hệ đến môi trường. Khoa học môi trường và sinh thái học đóng góp cho văn minh nhân loại cả về lý luận và thực tiễn:
< >Giúp con người hiểu biết sâu hơn về bản chất của sự sống trong mối tương tác với các yếu tố môi trường. Áp dụng các quy luật sinh thái vào sản xuất nông nghiệp, điều khiển các hệ sinh thái vừa có năng suất cao, mang lại hiệu quả kinh tế lớn mà không gây ô nhiễm môi trường.Nghiên cứu sinh thái học còn là cơ sở cho việc nghiên cứu các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm và đầu độc môi trường bởi các loại chất thải rắn, lỏng, khí từ công nghiệp, nông nghiệp và chất thải sinh hoạt. Phải nghiên cứu các nguyên tắc và phương pháp sinh thái đảm bảo thiết lập mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên, làm sao cho thiên nhiên ngày càng phong phú và phát triển đảm bảo vệ sinh cần thiết cho môi trường.Sinh thái học là cơ sở cho việc khai thác và sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên động vật. Đặc biệt là cơ sở duy trì và nâng cao tính đa dạng sinh học, bảo vệ và khôi phục các loài động thực vật quí hiếm.CÂU HỎI ÔN TẬP
< >Sinh thái học là gì? Cấu trúc của sinh thái học, có vẽ hình minh họaTrình bày qui luật tác động số lượng (giới hạn chịu đựng) của các nhân tố sinh tháiÝ nghĩa và nhiệm vụ của sinh thái học?
Chương hai
SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
Mục tiêu:
< >Phân tích được ảnh hưởng các yếu tố sinh thái đến đời sống của sinh vật và những phản ứng của sinh vật đối với sự thay đổi của các điều kiện sinh thái. Giải thích được nguyên nhân dẫn đến sự phân bố của các sinh vật.2.1. MỐI QUAN HỆ GIỮA KHÍ QUYỂN VỚI SINH VẬT
Ánh sáng hay nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời, được coi là bản chất của môi trường, nguồn sống của thực vật. Ánh sáng chiếu trên hành tinh, tạo ra năng lượng nhiệt, từ đó làm đất, đá nứt nẻ, nước bốc hơi trong điều kiện nhiệt độ cao và ngưng tụ thành nước hay đông đặc thành băng trong điều kiện nhiệt độ hạ thấp, làm biến đổi khí áp để tạo nên gió, bão…
Ánh sáng là tổ hợp các tia đơn sắc với bước sóng khác nhau, từ những tia có bước sóng dài trên 7600A0 thuộc dải hồng ngoại đến những tia có bước sóng ngắn dưới 3600A0 thuộc dải tử ngoại và giữa chúng là ánh sáng trắng hay ánh sáng nhìn thấy, trực tiếp tham gia vào quá trình quang hợp của cây xanh (hay bức xạ quang hợp tích cực).
Ánh sáng phân bố trên hành tinh không đều phụ thuộc vào góc của tia chiếu, vào mức độ hấp thụ khác nhau của các vật thể mà ánh sáng phải vượt qua như lớp không khí, hơi nước bao quanh hành tinh (hình 2.1), phụ thuộc vào phần được phơi ra phía Mặt trời hay bị che khuất.
Tia tới từ mặt trời
1clip_image008.gif” width=”421″ />
Hình 2.1: Ánh sáng chiếu trên Trái Đất tạo nên các góc chiếu khác nhau.
Càng tiến về cực, góc chiếu càng lệch, mật độ các tia sáng càng giảm, năng lượng càng ít. Hơn nữa, các tia sáng chiếu trên các chỏm cực càng bị lớp không khí dày hơn hấp thụ. Do vậy, nhiệt độ giảm dần khi đi từ xích đạo đến các cực.
Trái Đất quay quanh trục của mình tạo nên chu kỳ ngày đêm, còn theo quỹ đạo quanh mặt trời với độ lệch giữa trục của nó với mặt phẳng quỹ đạo một góc 23030′, hình thành nên chu kì mùa trong năm.
Trong mùa hè ở Bắc bán cầu, khi đi từ xích đạo lên cực, ngày càng dài, còn nếu đi theo hướng ngược lại, ngày lại ngắn dần. Trong mùa đông, khi đi từ xích đạo lên cực, ngày càng ngắn và theo chiều ngược lại, ngày lại dài ra. Hơn nữa, ở vùng vĩ độ trung bình trong mùa hè ngày rất dài, đêm rất ngắn; ngược lại trong mùa đông ngày rất ngắn nhưng đêm lại rất dài. Trong ngày xuân phân và thu phân, ánh sáng tràn lên cả 2 cực và chiếu thẳng góc với xích đạo vào giữa trưa.
Ánh sáng trắng rất cần cho cây xanh và những loài vi sinh vật có khả năng quang hợp. Liên quan với cường độ chiếu sáng, cây xanh được chia thành 3 nhóm: cây ưa sáng, cây ưa bóng và cây chịu bóng.
Cây ưa sáng tiếp nhận ánh sáng trực tiếp, thường sống ở nơi tráng nắng, cường độ quang hợp tăng khi cường độ chiếu sáng tăng, nhưng cường độ quang hợp cao nhất không trùng vào cường độ chiếu sáng cực đại, trừ thực vật C4 như Zea mays, Saccharum officinale, Sorghum vulgare và hàng nghìn loài C4 khác.
Cây ưa bóng là những cây ưa ánh sáng khuếch tán, thường sống dưới tán cây khác trong bóng rợp. Cường độ quang hợp đạt giá trị cực đại ở cường độ chiếu sáng trung bình.
Cây chịu bóng là những cây có khả năng sống cả ở nơi thiếu ánh sáng và nơi được chiếu sáng tốt, tuy nhiên, cường độ quang hợp tăng khi cường độ chiếu sáng tăng.
Do nhu cầu ánh sáng khác nhau, thảm thực vật thường phân tầng. Tầng trên bao giờ cũng là cây ưa sáng, dưới tán của chúng là những cây ưa bóng, còn cây chịu bóng thường sống dưới đáy rừng, nơi rất đói ánh sáng. Đối với rừng nhiệt đới, ở tầng ưa sáng còn xuất hiện vài ba tầng vượt sáng.
Liên quan đến thời gian chiếu sáng, thực vật còn có nhóm cây ngày dài và nhóm cây ngày ngắn sống ở vĩ độ trung bình. Cây ngày dài là cây khi ra hoa, kết trái cần pha sáng nhiều hơn pha tối, ngược lại, cây ngày ngắn đòi hỏi độ dài chiếu sáng khi ra hoa kết trái ngắn hơn.
Dựa vào sự phản ứng của động vật với ánh sáng, người ta chia động vật thành 3 nhóm: nhóm ưa hoạt động ban ngày, nhóm ưa hoạt động ban đêm và nhóm ưa hoạt động vào thời gian chuyển tiếp giữa ngày và đêm (lúc hoàng hôn hay lúc bình minh).
Những loài ưa hoạt động vào ban ngày có cơ quan tiếp nhận ánh sáng, từ các tế bào cảm quang đơn giản, phân bố trên cơ thể ở những loài động vật bậc thấp đến cơ quan thị giác phát triển ở các loài có mức tiến hoá cao như côn trùng, cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú. Cùng với cơ quan thị giác, những loài ưa hoạt động ban ngày còn có màu sắc, thậm chí sặc sỡ để thích ứng.
Ánh sáng còn ảnh hưởng đến sự phát dục và sinh sản của nhiều loài động vật. Ở một số loài côn trùng sự thay đổi độ dài thời gian chiếu sáng vào mùa thu đưa đến hiện tượng đình dục. Thay đổi độ dài thời gian chiếu sáng có thể làm thay đổi thời gian đẻ trứng của cá, làm thay đổi tỉ lệ đực cái đối với những loài vừa sinh sản hữu tính vừa sinh sản đơn tính. Ánh sáng còn ảnh hưởng đến chu kỳ thay lông của động vật, lên sự phân bố, biến động số lượng và sự di cư của động vật. Di cư thẳng đứng của động vật nổi trong tầng nước theo ngày đêm là những ví dụ điển hình. Như vậy, sự thích nghi lâu dài với chế độ chiếu sáng mà ở động vật hình thành nên nhịp điệu hoạt động ngày đêm và mùa rất chính xác. Nhịp điệu này vẫn có thể được duy trì ngay trong điều kiện chiếu sáng nhân tạo. Vì vậy người ta gọi chúng là những “chiếc đồng hồ sinh học”.
Ánh sáng mặt trăng biến đổi theo các pha (trăng non, trăng tròn, trăng khuyết và không trăng) cũng gây ảnh hưởng mạnh đến sự kiếm ăn, sinh sản của nhiều loài động vật biển. Nhiều loài cá, cua, giun… thường đi kiếm ăn vào những đêm tối trời. Rươi ở ven biển đồng bằng Bắc Bộ sinh sản tập trung vào những pha trăng khuyết và trăng non của tháng 9 và tháng 10 âm lịch. Vì vậy, khi nói về mùa rươi, dân ở đây có câu “tháng chín đôi mươi, tháng mười mồng năm”. Rươi Palôlô ở quần đào Fiji (Thái Bình Dương) chỉ xuất hiện và sinh sản tập trung vào ngày cuối cùng của tuần trăng thứ tư trong tháng 10 và 11 dương lịch. Loài thỏ rừng lớn trên bán đảo Malaixia lại tăng các hoạt động sinh dục vào những đêm trăng tròn.
Nhiệt được hình thành chủ yếu từ bức xạ mặt trời, do vậy, trên bề mặt trái đất có 2 nguồn nhiệt cơ bản: bức xạ nhiệt từ sự chiếu sáng trực tiếp và bức xạ nhiệt sóng dài phản xạ lại từ các vật thể xung quanh (mây, nước, sông, núi, thành quách…). Nhiệt độ còn là nguyên nhân gây ra những biến động lớn của các yếu tố khí hậu khác như thay đổi khí áp, gây ra gió, giông, làm bốc hơi nước tạo nên độ ẩm, gây ra mưa…từ đó xảy ra quá trình phong hóa của bề mặt vỏ trái đất…
Do liên quan với chế độ chiếu sáng, sự biến thiên của nhiệt độ trên hành tinh cũng xảy ra theo quy luật tương tự như cường độ bức xạ mặt trời trải trên bề mặt trái đất. Nhiệt độ giảm theo hướng từ xích đạo đến các cực, song sự dao động nhiệt độ xảy ra mạnh nhất ở vĩ độ trung bình. Theo chiều thẳng đứng, trong tầng đối lưu của khí quyển, nhiệt độ giảm theo độ cao với tốc độ 10C/100m ở những vùng khí hậu khô, hay 0,60C/100m ở những nơi không khí ẩm, liên quan với mức “đoản khí” khi áp suất khí quyển giảm theo chiều cao với tốc độ 25mmHg/300m. Đến tầng bình lưu nhiệt độ tăng dần, đạt đến giá trị khoảng âm 200C. Vượt khỏi tầng này, trong tầng trung lưu, nhiệt độ lại tiếp tục giảm thấp (hình 2.2).
Tầng trung lưu
Tầng bình lưu
Tầng đối lưu
Độ cao (km)
100
50
20
0
– 60 -40 -20 0 +20 T0
1clip_image009.gif” width=”553″ />
Hình 2.2: Sự phân bố nhiệt độ trong khí quyển
Trong khối nước ở các hồ sâu hay biển và đại dương, càng xuống sâu nhiệt độ càng giảm và ngày một ổn định, còn nhiệt độ của lớp mỏng bề mặt dao động thuận chiều với nhiệt độ của không khí.
Nước có nhiệt dung lớn, gần như lớn nhất so với các vật thể khác và khả năng truyền nhiệt kém nên sinh vật sống trong nước thường hẹp nhiệt hơn so với những sinh vật sống trên cạn.
Trong vỏ trái đất thì ngược lại, càng xuống sâu, nhiệt độ càng tăng.
Sống trong hoàn cảnh quá lạnh hoặc quá nóng, sinh vật đều có cơ chế riêng để tồn tại như độ hạ bằng điểm của dịch tế bào, vỏ bọc cơ thể có khả năng phản xạ nhiệt cao, cách nhiệt tốt (da dày, thân phủ lông, có khoang chứa khí, có lớp mỡ dày dưới da…), có cơ chế riêng để điều hoà thân nhiệt và những tập tính sinh thái đặc biệt khác (di cư, ngủ đông, hoạt động vào những khoảng thời gian nhiệt độ giảm hay những nơi có nhiệt độ thích hợp).
Liên quan đến nhiệt, người ta chia sinh vật thành 2 nhóm: sinh vật biến nhiệt (poikilotherm) hay sinh vật ngoại nhiệt (ectotherm) và nhóm sinh vật đẳng nhiệt (hômtherm) hay sinh vật nội nhiệt (endotherm).
Nhóm thứ nhất, nhiệt độ cơ thể biến thiên theo nhiệt độ môi trường, khả năng hình thành hay tích nhiệt và sản nhiệt của cơ thể thấp, sự trao đổi nhiệt dựa vào các hoạt động tập tính. Thuộc nhóm này nói chung, gồm những động vật không xương sống, có xương sống bậc thấp, chưa hình thành tim bốn ngăn, thực vật, nấm và các Protista.
Nhóm thứ 2 mà đại diện là chim và thú. Chúng có khả năng tích nhiệt và sản nhiệt cao. Nhiệt độ cơ thể độc lập với sự biến đổi của nhiệt độ môi trường. Sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể dựa vào nguồn nhiệt của chính bản thân và có cơ chế điều hòa riêng, cũng như việc kết hợp với những hoạt động tập tính sinh thái khác.
Những sinh vật đẳng nhiệt sống ở xứ lạnh thường giảm bớt những phần thò ra như tai đuôi…(quy tắc Allen), nhưng kích thước cơ thể lại lớn hơn so với những loài tương tự sống ở xứ nóng (quy tắc Bergman). Ngược lại, những sinh vật biến nhiệt sống càng xa xích đạo, kích thước cơ thể lại nhỏ hơn so với những loài gần nhau về mặt nguồn gốc sống ở các vĩ độ thấp. Do vậy, trong các vùng nhiệt đới và xích đạo ta thường gặp những loài lưỡng cư và bò sát cỡ lớn như ếch rừng ấn Độ, trăn gấm, rắn (hổ châu, hổ chúa), ba ba, rùa hồ Gươm, vích, đồi mồi, cá sấu, kì đà, komôndo..
Nhiệt độ Trái Đất không chỉ biến động theo không gian và theo thời gian hiện tại mà còn biến động rất lớn qua các giai đoạn địa chất trong lịch sử tiến hoá của hành tinh. Ngay ở thế kỉ Canh tân (Pleistocene) thuộc kỉ thứ IV, Bắc bán cầu đã xảy ra 4 lần phủ băng và tan băng và giờ đây, nhân loại đang sống ở kỉ nóng nhất trong vòng 600 năm qua, trong đó 2 thập kỉ vừa qua là những thập kỉ nóng hơn tất cả. Ngày nay, do các hoạt động của con người, đặc biệt nền công nghiệp hóa đã thải vào khí quyển các khí nhà kính làm cho trái đất ngày một nóng lên. Đó là một hiểm họa thực sự đang đe dọa đời sống của sinh giới, trong đó không loại trừ con người.
Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống của sinh giới. Nước là môi trường sống của các loài thuỷ sinh vật, đồng thời là môi trường cho các phản ứng sinh hóa diễn ra trong cơ thể sinh vật.
Nước phân bố không đều trên hành tinh. Đại dương chứa đến 1.370.000 nghìn km3 nước mặn; trong các ao, hồ, sông, suối chỉ có khoảng 125.000km3 nước ngọt, còn trong khí quyển chứa khoảng 12.400 km3 dưới dạng hơi nước, tạo nên độ ẩm của không khí.
Lượng mưa phân bố không đều theo vĩ độ địa lí. Vùng nhiệt đới xích đạo là nơi có lượng mưa lớn nhất hành tinh, thường trên 2000mm/năm, có nơi lên đến 10.000mm (ở Camơrun). Ngược lại, trong các hoang mạc lượng mưa thấp nhất, trung bình dưới 250mm/năm, thậm trí có nơi cả năm không có hạt mưa nào như hoang mạc Chilê, trung Sahara.
2.1.3.1. Nước và đời sống của thuỷ sinh vật
Nước là môi trường sống, nơi diễn ra mọi quá trình sống của thuỷ sinh vật như bắt mồi, sinh sản, sinh trưởng, phát triển và tiến hoá.
Những sinh vật sống trôi nổi trong tầng nước (Phyto-và ZooplanKton) thường có trọng lượng riêng xấp xỉ bằng trọng lượng riêng của nước. Chúng có nhiều cơ chế để chống chìm; tăng diện tích bề mặt tương đối (giảm kích thước với dạng hình cầu), tăng lực ma sát với nước (phát triển gai, lông tơ, sống tập đoàn…), giảm trọng lượng thân (xương, vỏ, hình thành không bào chứa khí, chứa dầu…).
Những động vật bơi lội giỏi có thân hình thuỷ lôi, hình dải, hình rắn, phát triển các vây bơi hoặc tạo nên kiểu vận động phản lực trong nước (sứa, mực, bạch tuộc), kiểu “bay” trong không khí (cá chuồn).
Những loài thực vật sống cố định ở đáy thường tiêu giảm các mô nâng đỡ (thực vật lớn), nếu sống nửa nước nửa khí thì thân thường phát triển theo kiểu dị hình, thích nghi với điều kiện sống ở cả 2 môi trường (rau mác). Những loài động vật sống cố định trong đáy, thân trở nên xốp, mảnh mai, phát cành, nhánh hoặc thành cụm (huệ biển, san hô, bọt biển…), những động vật sống ở màng nước có phao bơi (bèo lục bình, sứa), đệm chân không thấm nước (con gọng vó, con đo nước) hoặc có “chân” treo vào màng nước (các loài ốc, cung quăng).
Trừ các loài rùa, rắn và thú sống thứ sinh thở bằng phổi, phần lớn các sinh vật trong nước đều thở bằng khí quản (ấu trùng côn trùng, côn trùng sống trong nước) hoặc bằng mang (cá, cua, tôm, mực…), một số khác, nhất là những loài có kích thước rất nhỏ, lại hô hấp qua bề mặt cơ thể.
Cách dinh dưỡng của thuỷ sinh vật cũng rất đa dạng, có thể bằng cách thẩm thấu hoặc chọn lọc thức ăn hoặc bắt mồi. Đa số các loài sống trong nước thường thụ tinh ngoài. Những động vật sống đáy thường để trứng nổi, ấu trùng nở ra phần lớn trải qua các giai đoạn biến thái phức tạp (giun đốt, thân mềm, giáp xác, cầu gai, nhiều loại cá đáy…).
2.1.3.2. Độ ẩm và đời sống của sinh vật trên cạn
Đối với sinh vật sống trên cạn, độ ẩm của không khí và lượng mưa quyết định đến sự phân bố, mức độ phong phú của các loài sinh vật, đặc biệt là thảm thực vật.
Độ ẩm được chỉ ra dưới các chỉ số: độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối và độ hụt bão hòa hơi nước.
Độ ẩm tuyệt đối là số gam nước bão hòa trong một kilogam không khí, còn độ ẩm tương đối là tỉ số phần trăm giữa lượng nước thực tế được chứa trong không khí so với lượng nước có thể bão hòa trong không khí ấy ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Độ lụt bão hoà là hiệu số giữa áp suất hơi nước trong điều kiện bão hòa và áp suất hơi nước trong thực tế. Độ hụt bão hòa có ý nghĩa sinh thái rất quan trọng bởi vì sự bốc hơi nước thường tỉ lệ thuận với độ hụt bão hòa chứ không phụ thuộc vào độ ẩm tương đối.
Liên quan với độ ẩm người ta chia sinh vật thành 3 nhóm chính: nhóm ưa ẩm (hydrophil), nhóm ưa ẩm vừa (mesophil) và nhóm chịu khô hạn (xenophil). Nhóm ưa ẩm thường sống ở những nơi có độ ẩm cao, gần với mức bão hòa. Nhóm chịu khô hạn thường gặp ở những nơi có độ ẩm thường xuyên rất thấp, còn nhóm thứ 2 là dạng trung gian giữa chúng.
Do xuất hiện độ hụt bão hòa, nước thường xuyên được thoát ra từ bề mặt cơ thể, gọi là sự thoát hơi nước. Thoát hơi nước là chiến lược tồn tại của thực vật. Nhờ sự thoát hơi nước, dòng nước và muối khoáng mới di chuyển được từ đất lên lá cây, giúp cho cây có nguyên vật liệu để thực hiện quá trình tổng hợp các chất hữu cơ, tạo ra năng suất sơ cấp. Điều khẳng định rằng, lượng chất hữu cơ được thực vật tổng hợp tỉ lệ với lượng hơi nước thoát ra từ nó. “Hiệu quả thoát hơi nước” là một chỉ số về năng suất. Đó là lượng chất khô được tích luỹ trong cơ thể thực vật khi 1000g nước thoát ra từ thực vật. Đối với những cây nông nghiệp và thực vật hoang dại giá trị này đạt đến 2g hoặc nhỏ hơn, còn những cây chịu hạn thường cao hơn 2g.
Dưới tán rừng nhiệt đới, nhiệt
