Sinh thái học Campell

NGHIÊN CỨU KHAI THÁC TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI PHẦN SINH THÁI HỌC CỦA SÁCH CAMPELL

MỤC LỤC

Phần thứ nhất MỞ ĐẦU	Trang 1
1. Lí do chọn đề tài………………………………………………...	1
2. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………...	1
3. Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………	1
4. Phương pháp nghiên cứu………………………………………	1
Phần thứ 2 NỘI DUNG	2
A. Tóm tắt khái niệm chủ chốt……………………..	2
B. Câu hỏi Campeel và trả lời…………………………………..	12
Phần thứ 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ	37
TÀI LIỆU THAM KHẢO	38

Phần thứ nhất

MỞ ĐẦU

1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Hiện nay, hầu hết các nước đều khai thác kiến thức sinh học trong sách giáo khoa Campell, đây là cuốn sách do các nhà khoa học sinh học nổi tiếng ở nhiều trường Đại học cùng viết, xây dựng. Sách đã được dịch sang tiếng việt và xuất bản với số lượng còn hạn chế, giá thành cao. Cuốn sách cập nhật được kiến thức đương đại, khoa học và mô phạm. Việc khai thác kiến thức trong sách để có được kiến thức cho bản thân là rất tốt, có ý nghĩa, giúp tạo kênh tài liệu phục vụ học sinh chuyên sinh và tài liệu tham khảo cho học sinh và giáo viên.

Để góp phần khai thác sử dụng cuốn sách tốt hơn, tôi mạnh dạn chọn đề tài “nghiên cứu khai thác trả lời các câu hỏi phần sinh thái học của sách Campell”

2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.

- Nghiên cứu sách Campell phần sinh thái học

- Học sinh 11 chuyên sinh và học sinh 12, học sinh đội tuyển HSGQG

3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.

- Tóm tắt các khái niệm chủ chốt

- Nghiên cứu trả lời các câu hỏi trong phần sinh thái

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Đọc sách Campell, tóm tắt các khái niệm chủ chốt

- Đọc các câu hỏi phần cuối mỗi phần và trả lời câu hỏi

- Đưa vào giảng dạy, kiểm chứng và rút kinh nghiệm

PHẦN 2: NỘI DUNG

A. TÓM TẮT CÁC KHÁI NIỆM THEN CHÔT

Khái niệm 52.1.

- Sinh thái học tích hợp với tất cả các lĩnh vực với tất cả các lĩnh vực nghiên cứu sinh học và dựa vào đó những nhà quản lí có thể đưa ra các quyết định về môi trường.

- Sự liên quan giữa sinh thái với sinh học tiến hóa: Các sự kiện của sinh thái học có ảnh hưởng tới tiến hóa của sinh vật.

- Sinh thái học và các vấn đề môi trường: Các nhà sinh thái học phân biệt giữa khoa học sinh thái học và hoạt động bảo vệ môi trường.Ngoài ra, khi đưa ra các quyết định những nhà quản lí xã hội phải cân bằng giữa những vấn đề xã hội, phát triển kinh tế với các vấn đề về chính trị.

Khái niệm 52.2.

Tương tác giữa các sinh vật và môi trường giới hạn sự phân bố của các loài. Khí hậu toàn cầu chịu ảnh hưởng quyết định của năng lượng mặt trời và chuyển động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời. Các nhân tố như nguồn nước, các dãy núi, sự thay đổi góc quay của Mặt Trời chiếu qua các khu vực trên mặt đất và mùa vụ trong năm có ảnh hưởng lớn tới khí hậu trên trái đất. Với tỷ lệ nhỏ, sự khác nhau của các nhân tố vô sinh có ảnh hưởng quyết định tới kiểu khí hậu của một vùng.

Khái niệm 52.3.

Các khu hệ sinh vật dưới nước rất đa dạng và hệ thống năng động, bao phủ phần lớn trái đất.

Sự phân tầng của các khu hệ sinh vật dưới nước: khu hệ sinh vật dưới nước chiếm phần lớn diện tích của sinh quyển, và được phân ra thành nhiều tầng khác nhau dựa theo mức độ xuyên sâu của ánh sáng, nhiệt độ và cấu trúc quần xã sinh vật. Khu hệ sinh vật biển có độ mặn của nước cao hơn khu hệ sinh vật nước ngọt.

Khái niệm 52.4.

Cấu trúc và phân bố của các khu hệ sinh vật trên cạn chịu sự điều chỉnh của khí hậu và sự nhiễu loạn.

Khí hậu và các khu hệ trên cạn: Mỗi khu hệ sinh vật có một biểu đồ khí hậu tương ứng về nhiệt độ và lượng mưa. Các khu hệ sinh vật không có ranh giới rõ rệt mà chồng lấn lên nhau, trong đó các nhân tố vô sinh đóng vai trò quan trọng đối với vị trí của mỗi khu hệ sinh vật.

Các đặc điểm chung của các khu hệ sinh vật trên cạn và vai trò của sự nhiễu loạn: Các khu hệ sinh vật trên cạn được gọi theo tên của các đặc trưng về khí hậu hoặc vật lí chủ yếu, hoặc thành phần thực vật chiếm ưu thế. Sự phân tầng thẳng đứng là đặc trưng quan trọng của các khu hệ sinh vật trên cạn. Những tác động, kể cả của tự nhiên và hoạt động của con người đều có ảnh hưởng tới kiểu thảm tực vật trong mỗi khu hệ sinh vật trên cạn.

Khái niệm 53.1.

Động thái của các quá trình sinh học ảnh hưởng tới mật độ quần thể, sự phân bố và số lượng cá thể của quần thể.

- Mật độ và phân bố: Mật độ quần thể - số lượng cá thể trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích – là kết quả của sự tương tác giữa tỷ lệ sinh, tử, nhập cư, xuất cư. Các nhân tố môi trường và xã hội ảnh hưởng tới sự phân bố của cá thể.

Các kiểu phân bố

***

***

*** *** * *** *

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

* * * * *

* *

*********

*** * * *** * * *b

Theo nhóm Đồng đều Ngẫu nhiên

- Dân số học: dân số tăng là nhờ sinh sản và nhập cư và dân số giảm do tử vong và xuất cư. Bảng sống, đường cong sống sót và bảng sinh sản tóm tắt chiều hướng dân số của loài.

Khái niệm 53.2.

Các đặc điểm lịch sử đời sống của sinh vật là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên.

- Đặc điểm của lịch sử đời sống của sinh vật là sản phẩm của tiến hóa, phản ánh trong sự phát triển, sinh lí và tập tính của sinh vât.

- Tiến hóa và đa dạng về lịch sử đời sống của sinh vật: Vụ nổ (Big bang), hoặc sinh sản 1 lần trong đời rồi chết. Sinh vật sinh sản nhiều lần tạo ra đời con một cách lặp đi lặp lại.

- Sự dung hòa và lịch sử đời sống của sinh vật: Đặc điểm của lịch sử đời sống sinh vật như tích thước tổ, tuổi thành thục sinh dục và chăm sóc con cái là phải dung hòa giữa các đòi hỏi mâu thuẫn nhau về thời gian, năng lượng và dinh dưỡng.

Khái niệm 53.3.

Mô hình hàm số mũ mô tả tăng trưởng của quần thể trong một môi trường lý tưởng, không bị giới hạn.

- Tỷ lệ tăng trưởng tính trên đầu cá thể: Nếu không tính đến nhập cư và xuất cư, tỷ lệ tăng trưởng quần thể bằng tỷ lệ sinh trừ đi tỷ lệ tử. (r = B – D)

- Tăng trưởng theo hàm số mũ: Phương trình tăng trưởng quần thể theo hàm mũ

dN/dt = r_max .N thể hiện tăng trưởng tiềm năng của quần thể trong điều kiện môi trường không giới hạn, trong đó r_max là giá trị tối đa tính trên đầu cá thể, là tiềm năng tăng trưởng tối đa của quần thể và N là số lượng cá thể của quần thể.

53.4. Đường cong logistic mô tả một quần thể tăng trưởng chậm lại như thế nào khi quần thể đạt tới sức chứa của nó.

- Tăng trưởng theo hàm số mũ không thể xảy ra trong thời gian dài ở mọi quần thể. Một mô hình quần thể thực tế hơn thì sự tăng trưởng của quần thể chịu giới hạn sức chứa (K), kích thước quần thể tối đa mà môi trường có thể nuôi dưỡng.

- Tăng trưởng logistic: dN/dt = r_max N (K- N)/K, mức tăng kích thước quần thể dừng lại khi kích thước quần thể tiến gần tới sức chứa của môi trường. Giả sử K = 1500 thì đồ thị như sau.

- Trong thực tế mô hình logistic chỉ phù họp với một số ít quần thể, tuy nhiên mô hình này được dùng để ước tính tăng trưởng có thể có của quần thể.

- Hai giả thuyết trái ngược nhau về kiểu lịch sử đời sống là kiểu chọn lọc r (không phụ thuộc mật độ) và chọn lọc k (chọn lọc phụ thuộc vào mật độ)

Khái niệm 53.5.

Các nhân tố phụ thuộc mật độ điều chỉnh tăng tưởng quần thể:

• Sự thay đổi quân thể và mật độ quần thể: Trong điều chỉnh quân thể phụ thuộc vào mật độ, khi mật độ quần thể tăng lên thì mức sinh sẽ giảm di và mức tử sẽ tăng lên. Trong điều chỉnh quân thể phụ thuộc vào mật độ, mức sinh và tử không thay đổi khi mật độ quần thể tăng lên.

• Điều hòa quần thể phụ thuộc vào mật độ: Những thay đổi phụ thuộc vào mật độ về tỷ lệ sinh và tỷ lệ tử hạn chế tăng trưởng của quần thể thông qua điều hòa ngược âm tính và cuối cùng có thể làm ổn định quần thể ở kích thước gần với sức chứa. các nhân tố giơi hạn phụ thuộc vào mật độ bao gồm: sự cạnh tranh giữa các cá thể giành thức ăn hoặc nơi ở, kẻ thù ăn thịt, ức chế gây ra do số lượng cá thể quá đông và chất thải tích tụ.

• Động thái học quần thể : do các điều kiện môi trường luôn thay đổi tác động lên quần thể theo từng giai đoạn làm cho kích thước quần thể có số cá thể dao động theo chu kì tăng vọt sau đó lại giảm mạnh, chịu ảnh hưởng của sự tương tác tổng hợp giữa các nhân tố vô sinh và hữu sinh. Một siêu quần thể bao gồm các nhóm các quần thể có liên quan tới nhập cư và xuất cư.

• Quần thể người không tăng trưởng teo hàm số mũ nhưng vẫn tăng nhanh

• Sức chưa toàn cầu: trái đất có thể nuôi sống được bao nhiêu người, vẫn là câu hỏi chưa được trả lời rõ ràng. Con người cần đất nông nghiệp, các vùng nước để sản xuất ra nhiều sản phẩm tiêu thụ và là nơi chứa chất thải. Càng sử dụng tài nguyên theo cách đó chúng ta càng tiến gần tới sức chứa của trái dất. Dân số tế giới hiên nay gần 7 tỷ người, chúng ta đang sử dụng rất nhiều tài nguyên không bền vững.

Khái niệm 54.1.

Các mối qua hệ trong quần xã có tể được chia thành quan hệ có lợi, gây hại hoặc không có tác động gì đối với các loài có liên quan.

Các quần thể sinh vật được liên kết với nhau bởi các mối quan hệ khác loài mà quan hệ này thường ảnh hưởng tới mức độ sống sót và sinh sản của các loài có liên quan. Các kiểu quan hệ này bao gồm: cạnh tranh, vật ăn thịt- con mồi, động vật ăn thực vật, cộng sinh. Kí sinh, hỗ sinh, hội sinh là các kiểu quan hệ của cộng sinh.

Khái niệm 54.2. Loài ưu thế và loài chủ chốt có ảnh hưởng lớn tới sự điều chỉnh cấu trúc quần xã.

• Đa dạng loài được xác định bởi số loài trong quần xã- còn gọi là độ giàu loài- và độ phong phú tương đối của loài. Một quần xã có các loài với độ phông phú tương dối giống nhau sẽ đa dạng hơn so với quần xa có hai hoặc nhiều loài có độ phong phú tương đối rất cao nhưng loài khác lại có độ phong phú tương đối rất thấp.

• Cấu trúc dinh dưỡng là yếu tố quan trọng của động thái quần xã. Chuỗi thức ăn nối liền các bậc dinh dưỡng từ sinh vật sản xuất tới sinh vật tiêu thụ bậc cao nhất. Chuỗi thức ăn nối liền các bậc dinh dưỡng từ sinh vật sản xuất đến sinh vật tiêu thụ bậc cao nhất. chuỗi thức ăn vói nhiều nhánh và những tương tác dinh dưỡng phức tạp hình thành nên lưới thức ăn. Giả thuyết về năng lượng cho rằng chiều dài chuỗi thức ăn chỉ có giới hạn do việc truyền năng lượng qua chuỗi dài không hiệu quả. Giả thuyết ổn định động thái cho rằng chuỗi thức ăn ngắn thường bền vững hơn chuỗi thức ăn dài.

• Những loài có ảnh hưởng lớn: Loài ưu thế và loài chủ chốt

Loài ưu thế là loài có số lượng nhiều, có được vai trò ưu thế là nhờ vào khả năng cạnh tranh cao trong quần xã.

Loài chủ chốt thường có số lượng không lớn nhưng ảnh hưởng lớn tới cấu trúc quần xã do vai trò của ổ sinh thái của chúng “công trình sư” của hệ sinh thái, còn gọi là loài cơ bản, có ảnh hưởng tới cấu trúc quần xã thông qua tác động của chúng tới môi trường vô sinh.

- Khống chế từ dưới lên và từ trên xuống; Mô hình từ dưới lên cho rằng ảnh hưởng một chiều từ dưới lên cho rằng ảnh hưởng một chiều từ bậc dinh dưỡng bên dưới lên các bậc bên trên. Trong đó, các nhân tố dinh dưỡng và nhân tố vô sinh của môi trường sống, bao gồm cả sự đa dạng của sinh vật sản xuất, quyết định tới cấu trúc quần xã.

Mô hình từ trên xuống cho rằng bậc dinh dưỡng cao khống chế bậc dinh dưỡng thấp hơn, trong đó động vật ăn thịt khống chế ĐV ăn thực vật và ĐV ăn TV lại khống chế SV sản xuất.

Khái niệm 54.3. Những tác động nhiễu loạn ảnh hưởng tới đa dạng loài và thành phần loài.

- Đặc điểm sự nhiễu loạn: Càng ngày càng nhiều chứng cứ cho thấy nhiễu loạn và mất cân bằng, hơn là sự ổn định và cân bằng, là đặc điểm tự nhiên của hầu hết các quần xã sinh vật. Theo giả thuyết nhiễu loạn trung bình, nhiễu loạn ở mức dộ trung bình có thể làm tăng đa dạng loài nhiều hơn những nhiễu loạn ở mức quá cao hoặc quá thấp.

- Diễn thế sinh thái: Là trình tự các thay đổi nối tiếp của các quần xã và hệ sinh thái sau khi bị nhiễu loạn. Diễn thế nguyên sinh xuất hiện xuất hiện ở nơi trống trơn. Diễn thế thứ sinh xảy ra ở nơi đã có quần xã sống.

Các cơ chế tạo nên sự thay đổi quả quần xã trong quá trình diễn thế bao gồm cả việc điều kiện thuận lợi cũng như hạn chế sự phát triển của các loài đến sau.

Khái niệm 54.4.

Các nhân tố địa lí sinh học ảnh hưởng tới đa dạng sinh học của quần xã.

- Thay đổi theo vĩ độ: sự đa dạng loài giảm theo vĩ độ, từ vùng nhiệt đới tới hai cực của trái đất. Môi trường ở vùng nhiệt đới càng có tuổi già thì càng đa dạng về loài. Khí hậu cũng ảnh hưởng tới độ đa dạng sinh học, ở vùng khí hậu khác nhau có sự khác nhau về năng lượng.

Ảnh hưởng về diện tích: đa dạng loài có liên quan trực tiếp với kích thước địa lí của quần xã, theo nguyên tắc đường đồ thị diện tích – loài.

Mô hình cân bàng trên các đảo: Đa dạng loài trên các đảo phụ thuộc vào kích thước đảo và khoảng cách từ đảo đến đất liền. Mô hình cân bằng đảo cho rằng độ giàu loài ở một đảo sinh thái đạt trạng thái cân bằng khi tỷ lệ nhập cư bằng tỷ lệ tuyệt chủng. Mô hình này có thể không áp dụng được trong thời gian dài hay ở nơi có nhiễu loạn vô sinh của môi trường, những thay đổi tiến hóa, và sự hình thành loài có thể làm thay đổi cấu trúc quần xã.

Khái niệm 55.1. Các định luật vật lí chi phối dòng năng lượng và chu trình hóa học trong HST.

- Bảo toàn năng lượng: Một hệ sinh thái (HST) bao gồm tất cả các sinh vật trong quần xã và các nhân tố vô sinh tương tác với nhau. HST tuân theo định luật vật lý và hóa học , đặc biệt liên quan đến dòng năng lượng. Trong các quá trình của HST, năng lượng được bảo toàn, nhưng chuyển hóa thành năng lượng nhiệt.

- Bảo tồn khối lượng: Các nhà sinh thái học nghiên cứu lượng nguyên tố hóa học vào và ra khỏi HST là bao nhiêu, và chu trình cả các nguyên tố đó trong HST. Số lượng đầu vào và đầu ra khỏi HST thường nhỏ hơn số lượng tồn tại trong HST, tuy nhiên trạng thái cân bằng này của các nguyên tố đạt được khi HST tăng thêm hoặc mất đi nguyên tố theo thời gian.

Khái niệm 55.2. Năng lượng và các nhân tố giới hạn kiểm soát sản lượng sơ cấp của hệ sinh thái.

- Năng lượng trong hệ sinh thái: Sản lượng sơ cấp xác định giới hạn sử dụng quỹ năng lượng trên toàn cầu. Sản lượng sơ cấp tổng số là năng lượng tổng số được một HST đồng hóa trong một thời gian nhất định. Sản lượng sơ cấp thô là năng lượng tích lũy trong sinh khối của sinh vật tự dưỡng, tương đương với sản lượng sơ cấp tổng số trừ đi năng lượng sử dụng của sinh vật sản xuất, chủ yếu là sử dụng qua hô hấp. Chỉ có năng lượng sơ cấp thực là được sinh vật tiêu thụ sử dụng.

- Sản lượng sơ cấp ở HST nước: Trong các hệ sinh thái biển và nước ngọt, ánh sáng và chất dinh dưỡng giới hạn sản lượng sơ cấp. ở vùng nước cóa nhiều ánh sáng yếu tố có vai trò quan trọng nhất giới hạn sản lượng sơ cấp là chất dinh dưỡng như nitrogen, photphorus hoặc sắt.

- Sản lượng sơ cấp ở HST cạn: Ở các HST trên cạn, các nhân tố khi hậu như nhiệt độ, độ ẩm, ảnh hưởng tới sản lượng sơ cấp của một vùng địa lí rộng lớn. TRên phạm vi một địa phương, nguồn dinh dưỡng trong đất thường là nhân tố giới hạn tới sản lượng sơ cấp của HST.

Khái niệm 55.3. Năng lượng truyền qua các bậc dinh dưỡng thường chỉ đạt hiệu quả 10% ( mất đi 90%)

• Hiệu suất sản lượng: Lượng năng lượng được sử dụng ở mỗi bậc dinh dưỡng được xác định bằng sản lượng sơ cấp thực và hiệu suất bao nhiêu năng lượng trong thức ăn được chuyển hóa thành sinh khối ở mỗi mắt xích trong chuỗi thức ăn. Tỷ lệ % năng lượng được chuyển hóa từ 1 bậc dinh dưỡng tới một bậc tiếp theo gọi là hiệu suất dinh dưỡng, thường khoảng 5-20%, trong đó 10% là giá trị phổ biến. Tháp sản lượng thực và tháp sinh khối cho thấy HST có hiệu suất dinh dưỡng thấp.

• Giả thuyết thế giới xanh: Theo giả thuyết thế giới xanh, động vật ăn thực vật chỉ tiêu thụ hết một phần nhỏ thực vật do các động vật ăn thực vật chịu nhiều tác động của các nhân tố trong hệ sinh thái như sự khống chế của các động vật ăn thịt, sinh vật kí sinh, sinh vật cạnh tranh, hạn chế về chất dinh dưỡng và nhiều nhân tố kiềm chế khác.

Khái niệm 55.4. Các quá trình sinh học và địa hóa học quay vòng chất dinh dưỡng giữa các thành phần vô cơ và hữu co của HST.

Nguồn dự trữ A

N

Chất hữu cơ có thể sử dụng là chất dinh dưỡng

guồn dự trữ B

Chất hữu cơ không sử dụng là chất dinh dưỡng

Sự hóa thạch

SV sống, xác chết

HH phân giải Than đá, than mùn, giàu mỏ

Đồng hóa QH

Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch

Nguồn dự trữ C Nguồn dự trữ D

Chất vô cơ có thể sử dụng là chất dinh dưỡng

Chất vô cơ không sử dụng là chất dinh dưỡng

Sự phong hóa rửa trôi

Hình thành trầm tích

Bầu khí quyển, đất, nước Các khoáng trong đá

• Nước vận chuyển theo chu trình toàn cầu bởi năng lượng mặt trời.Chu trình các bon phản ánh các quá trình của cả quang hợp và hô hấp tế bào. Nitrogen đi vào HST qua quá trình lắng động trong khí quyển và cố định nitrgen của vi sinh vật, nhưng phần lớn chu trình nitrogen trong các HST tự nhiên có liên quan tới chu trình cục bộ ỏ một vùng giữa các SV và đất hoặc nước.Chu trình phosphorus mang đặc điểm chu trình của một vùng.

• Phân giải và tốc độ chu chuyển chất dinh dưỡng: Lượng của một chất dinh dưỡng nào đó và thời gian của chất đó trao đổi trong chu trình là rất khác nhau giữa các HST, do có sự khác nhau về tốc độ phân giải của chúng.

Khái niệm 55.5. Hoạt động của con người hiện nay chi phối hầu hết các chu trình hoa học trên Trái Đất.

• Làm giàu chất dinh dưỡng: Hoạt động nông nghiệp làm cạn kiệt nhiều chất dinh dưỡng của HST, do vậy cần phải cung cấp một lượng lớn chất dinh dưỡng cho đất. Tuy nhiên, bón phân có thể làm ô nhiễm nguồn nước ngầm và HST nước bề mặt làm cho tảo ở các HST này phát triển quá nhiều gây hiện tượng phú dưỡng.

• Mưa acid; Đốt cháy nhiều nhiên liệu hóa thạch là nguyên nhân chủ yếu gây mưa acid. Các HST Bắc Mỹ và châu Âu, nằm ở cuối chiều gió thổi từ vùng công nghiệp tới, đã bị tàn phá bởi mưa tuyết acid chứa nhiều acid nitric và acid sunphuaric.

• Các chất độc trong môi trường: Nồng độ chất độc tích lũy trong mô sinh vật có thể tăng cao dần từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao hơn trong lưới thức ăn. Đổ hóa chất độc ra môi trường thường gây hậu quả lâu dài và nồng độ các chất đó tăng dần qua chuỗi thức ăn, theo cơ chế khuếch đại sinh học.

• Suy giảm ozone trong bầu khí quyển: Lớp ozone suy giảm do các tia UV xuyên qua bầu khí quyển, xuống trái đất. Hoạt động của con người, bao gồm thải các chất ô nhiễm chứa trong chlorine làm mỏng ozone. Tuy nhiên, hiện nay chính phủ thuộc nhiều quốc gia đang nỗ lực giải quyết vấn đề này.

Khái niệm 56.

Khái niệm 56.1: Hoạt động của con người đe dọa đa dạng sinh học trên trái đất.

• Ba mức đa dạng sinh học:

+ Đa dạng di truyền: nguồn biến dị giúp quần thể thích nghi với sự thay đổi của môi trường.

+ Đa dạng loài: Quan trọng trong duy trì cấu trúc quần xã và lwois thức ăn.

+ Đa dạng hệ sinh thái: Cung cấp các quá trình duy trì sự sống như chu trình dinh dưỡng và phân hủy chất thải.

- Đa dạng sinh hoc và sự thịnh vượng của con người. Ái lực sinh học giúp con người nhận ra giá trị của đa dạng sinh học đối với lợi ích của chính chúng ta. Các loài khác cũng cung cấp cho con người thức ăn, sợi, thuốc và các lợi ích của HST.

- Ba mối đe dọa đối với đa dạng sinh học: Ba mối đe dọa đối với đa dạng sinh học đó là Mất nơi ở, loài du nhập và khai thác quá mức

Khái niệm 56.2: Bảo tồn quần thể tập trung vào kích thước quần thể, đa dạng di truyền và nơi ở then chốt.

- Cách tiếp cận quần thể nhỏ: khi quần thể giảm dưới kích thước tối thiểu (MVP), sự đa dạng di truyền là do giao phối không ngẫu nhiên và phiêu bạt di truyền có thể cuốn quần thể vào vòng xoáy tuyệt chủng.

- Cách tiếp cận quần thể suy giảm; Tập chung vào các yếu tố môi trường gây suy giảm quần thể, bất luận kích thước tuyệt đối của quần thể ra sao. Cách tiếp cận này tuân theo chiến lược bảo tồn tiên phong từng bước một.

- Cân nhắc các nhu cầu trái ngược: Bảo tồn loài thường cần giải quyết mâu thuẫn giữa các nhu cầu về nơi ở của một loài đang bị đe dọa và nhu cầu con người.

Khái niệm 56.3. Bảo tồn vùng và cảnh quan để duy trì toàn bộ quần hệ sinh vật.

• Cấu trúc cảnh quan và đa dạng sinh học: Cấu trúc của một cảnh quan có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến đa dạng sinh học. Khi nơi ỏ bị phân mảnh ngày một gia tăng và đường biên trở nên rộng hơn, đa dạng sinh học có xu hướng giảm. Các hành lang di chuyển có thể giúp phát tán và duy trì quần thể.

• Thiết lập vùng bảo vệ: Các điểm nóng đa dạng sinh học cũng là điểm nóng chủ chốt và do đó là nơi cần bảo tồn trước. Duy trì đa dạng sinh học ở vườn và khu bảo tồn cần quản lí các hoạt động của con người ở các loài xung quanh để đảm bảo không làm hại những nơi ở được bảo vệ. Mô hình bảo tồn khoanh vùng cho thấy, các nỗ lực bảo tồn thường phải tiến hành ở nơi ở bị ảnh hưởng mạnh mẽ do hoạt động của con người.

Khái niệm 56.4. Sinh thái phục hồi cố gắng khôi phục lại các HST đã bị phá hủy về trạng thái tự nhiên nhất.

• Biện pháp cải tạo sinh học

• Gia tăng sinh học

• Nghiên cứu biện pháp phục hồi.

Khái niệm 56.5: Mục đích của phát triển bền vững là kết hợp giữa cải thiện điều kiện sống của con người với bảo tồn đa dạng sinh học.

• Sáng kiến về sinh quyển bền vững: Mục đích của sáng kiến sinh quyển bền vững là nhằm thu thập thông tin sinh thái cần thiết cho phát triển, quản lí và bảo tồn các tài nguyên trên trái đất.

• Tương lai của sinh quyển: Nhờ hiểu biết về các quá trình sinh học và sự da dạng của sự sống, chúng ta trở nên có ý thức hơn về mối liên kết gần gũi của con người với môi trường và giá trị của các sinh vật khác.

B: CÂU HỎI CAMPELL VÀ TRẢ LỜI

52.1

Câu 1: Phân biệt hai thuật ngữ Sinh thái học với Thuyết môi trường. Sinh thái học có liên hệ như thế nào với Thuyết môi trường

Trả lời:

• Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu sự tác động qua lại giữa sinh vật với môi trường

• Thuyết môi trường tuyên truyền vận động cho môi trường

• Sinh thái học cung cấp những hiểu biết khoa học có ý nghĩa cho việc đưa ra các quyết định các vấn đề về môi trường.

Câu 2.Một sự kiện diễn ra trong một thời gian dài sinh thái có ảnh hưởng như thế nào tới các sự kiện diễn ra trong thang thời gian tiến hóa?

Trả lời:

- Các tác động qua lại trong thời gian sinh thái ảnh hưởng đến sự tồn tại và sinh sản của sinh vật có thể dẫn đến sự thay dổi vốn gen của quần thể và cuối cùng dẫn đến sự thay đổi tiến hóa của quần thể theo thời gian.

Câu 3.Một nông dân trồng lúa mì kiểm tra 4 loại thuốc trừ nấm trên 1 thửa ruộng nhỏ, thấy rằng khi cả 4 loại thuốc cùng được sử dụng lẫn với nhau thì năng suất lúa mì tăng cao hơn đôi chút so với sử dụng riêng từng loại. Từ quan điểm tiến hóa, hậu quả lâu dài của việc sử dụng 4 loại thuốc trừ nấm là gì?

Trả lời:

- Nếu sử dụng nhiều thuốc trừ nấm cùng một lúc thì có lẽ nấm sẽ tiến hóa kháng lại tất cả 4 chất diệt nấm nhanh hơn nhiều so với việc các chất nấm này được dùng riêng lẻ vào các thời điểm khác nhau.

52.2

Câu 1. Cho ví dụ về hoạt động của con người có thể mở rộng sự phân bố của các loài do làm thay đổi sự phát tán hoặc những tác động của nhân tố hữu sinh.

Trả lời:

• Con người có thể chuyển 1 loài sang một vùng đất mới mà nó chưa bao giờ đi tới do rào cản địa lí ( thay đổi phát tán)

• Con người có thể thay đổi tương tác sinh học của một loài bằng cách loại bỏ một loài ăn thịt hoặc ăn cỏ như cầu gai biển khỏi vùng đó

Câu 2. Giải thích sự nóng lên bất thường của bề mặt trái đất làm ảnh hưởng như thế nào đến khí hậu toàn cầu?

Trả lời:

- Nhiệt độ mặt trời không đều trên trái đất, tạo ra sự biến đổi nhiệt độ các vùng nhiệt đới ấm và các vùng cực lạnh hơn, và nó ảnh hưởng tới sự di chuyển của các khối không khí và do đó phân bố độ ẩm là khác nhau ở các độ cao khác nhau

Câu 3.Có giả thuyết cho rằng Hươu là loài động vật gây hạn chế sự phân bố của một loài cây do chúng ăn các cây con của loài đó. Bằng cách nào bạn có thể kiểm tra được các giả thuyết đó?

Trả lời:

- Một cách kiểm tra là có thể xây dựng một hàng rào xung quanh một điểm nghiên cứu trong vùng có loài đó, loại bỏ tất cả các con Hươu ra khỏi vùng nghiên cứu. Sau đó bạn có thể so sánh mức độ phong phú của các cây con trong và ngoài điểm rào theo thời gian.

52.3

Câu 1. Nhiều sinh vật sống trong vùng cửa sông chịu ảnh hưởng của điều kiện nước ngọt và nước mặn mỗi ngày, khi triều lên và xuống các sinh vật đó phải chịu các áp lực sinh lí như thế nào?

Trả lời. Những thay đổi về độ mặn có thể dẫn đến sốc muối ( salt stress) ở nhiều sinh vật

Câu 2. Tại sao phù du thực vật chứ không phải tảo đáy hoặc thực vật có rễ bám là sinh vật quang hợp chủ yếu của các vùng biển sâu?

Trả lời: Ở vùng ngoài khơi của đại dương, đáy đại dương nằm dưới vùng ánh sáng, do đó có quá ít ánh sáng cho các tảo đáy hoặc thực vật có rễ

Câu 3. Nước chảy qua các đập từ các hồ chứa nước thường là lớp nước sâu của hồ. Theo bạn vào mùa hè cá tìm thấy ở đoạn sông phía sau đập nước là những loài cá thích nghi với nước lạnh hơn hay nước ấm hơn so với sống ở sông không bị đập chắn? hãy giải thích

Trả lời. Trong một dòng sông dưới con đập nước, các loài cá thường thích nhiệt độ thấp hơn. Vào mùa hè, các lớp nước sâu của đập nước lạnh hơn so với lớp nước bề mặt, do vậy một dòng sông dưới đập nước sẽ lạnh hơn so với dòng sông không có đập

52.4

Câu 1. Điểm khác nhau cơ bản giữa đồng rêu đới lạnh và sa mạc

Trả lời. Nhiệt độ trung bình cao hơn: ở sa mạc

Câu 2. Hãy xác định khu hệ sinh vật tự nhiên nơi bạn sống và tóm tắt các đặc điểm vô sinh và hữu sinh của khu hệ sinh vật đó. Quan điểm của bạn về việc bảo vệ khu hệ sinh vật đó? Giải thích

Trả lời.

Câu 3. Nếu trong kỉ nguyên này nhiệt độ trái đất tăng lên trung bình là 4⁰C, hãy dự đoán khu hệ sinh thái nào sẽ thay thế một số vị trí đồng rêu đới lạnh. Giải thích

Trả lời. Rừng lá kim phía bắc có thể sẽ thay thế khu sinh học đồng rêu đới lạnh dọc theo vùng bao giữa hệ sinh thái này. Bởi vì dải rừng cây lá kim phương bắc nằm từ đồng rêu đới lạnh tới Bắc Mĩ, Bắc Âu và châu Á và dải nhiệt độ của rừng lá kim phương bắc chỉ cao hơn nhiệt độ ở đồng rêu đới lạnh một ít..

Câu hỏi trắc nghiệm.

Câu 1.Lĩnh vực nghiên cứu nào sau đây n/c sự trao đổi vật chất và năng lượng, các sinh vật và vật chất trong hệ sinh thái.

Sinh thái học quần thể Sinh thái học cá thể Sinh thái học hệ sinh thái

Sinh thái học cảnh quan Sinh thái học quần xã

Câu 2.Điều gì xảy ra nếu trục xoay trái đất bỗng nhiên thẳng góc với quỹ đạo xoay của nó, ảnh hưởng lớn nhất có thể dự đoán là

a.Không còn ngày và dêm b. Thay đổi lớn về độ dài của năm c. Làm mất vùng xích dạo

d. Mất sự khác nhau về mùa đông ở những vùng có vĩ độ cao e. Mất dòng chảy của đại đương

Câu 3. Khi trèo lên đỉnh núi chúng ta sẽ thấy sự thay đổi của quần xã tương tự như sự thay dổi.

Của các khu hệ sinh vật phân bố ở các vĩ độ khác nhau. ở độ sâu khác nhau của đại dương của một quần xã sinh vạt qua các mùa khác nhau

d. Của một hệ sinh thái tiến hóa theo thời gian e. Của các quần xã sinh vật từ phía đông sang phía tây của nước Mĩ

Câu 4.Đại dương có ảnh hưởng rất nhiều đến sinh quyển nhưng không

Sản sinh một lượng đáng kể oxygen của sinh quyển Loại bỏ cacbondioxit ra khỏi bầu khí quyển Điều hòa khí hậu của khu hệ sinh vậ trên cạn

d. Điều chỉnh PH của khu hệ sinh vật nước ngọt và nước ngầm của khu hệ sinh vật trên cạn e.Llà nguồn gây mưa trên trái đất

Câu 5. Tầng nào/vùng nào không có ở các hồ rất nông

a. Tầng đáy b. Tầng tối. c. Tầng mặt d. vùng ven bờ. e. vùng nước ngọt

Câu 6. Nội dung nào sau đây là đúng với các hồ nghèo chấ hữu cơ và hồ giàu chất hữu cơ (phì dưỡng)

Hồ thiếu chất hữu cơ thường dẫn tới thiếu hụt oxygen Cường độ quang hợp thấp ở hồ có nhiều chất hữu cơ Nước trong hồ giàu chất hữu có có nồng độ các chất dinh dưỡng thấp

d. Hồ có nhiều chất hữu cơ giàu dinh dưỡng e. Trầm tích ở hồ ít chất hữu cơ có chứa nhiều chất hữu cơ đã được phân giải

Câu 7. Đặc điểm nào sau đây là của hầu hết các khu hệ sinh vật trên cạn

Lượng mưa hàng năm cao hơn 250 cm Sự phân bố của sinh vật phụ thuộc vào kiểu đá và đất Các khu hệ sinh vật có ranh giới phân biệt nhau rõ ràng

d.Thảm thực vật phần thành nhiều phần e.Các tháng mùa đông lạnh

Câu 8. Câu nào sau đây phù hợp giữa khu hệ sinh vật với khí hậu của khu hệ sinh vật đó.

Savan- nhệt độ thấp, lượng mưa không thay đổi quanh năm Đồng rêu đới lạnh –mùa hè dài, mùa đông ôn hòa Rừng cây lá rụng vùng ôn đới- mùa sinh trưởng tương đối ngắn

Đồng cỏ ôn đới- mùa đông tương đối ấm áp Rừng mưa nhiệt đới- độ dài ngày và nhiệt độ trong ngày gần như không đổi

Câu 9. Giả sử rằng các loài chim phụ thuộc chủ yếu vào mức độ phân tầng của môi trường, nếu vậy khu hệ sinh vật nào sau đây sẽ có số lượng các loài chim lớn nhất.

Rừng mưa nhiệt đới Savan. C. Sa mạc

d. Rừng lá rộng ôn đới e. Đồng cỏ ôn đới

53.1

Câu 1. Một loài chim rừng có tập tính lãnh thổ rất cao, trong khi loài khác thường sống thành nhóm. Hãy dự đoán kiều phân bố của mỗi loài và dự đoán tại sao.

Trả lời.

Các loài trên cùng lãnh thổ có vẻ như có cùng kiểu phân tán, do tương tác giữa các cá thể duy trì ổn định không gian giữa chúng. Loài tụ tập thành đàn thì có kiểu phân bố thành từng cụm, vì đa số các cá thể có thể sống trong một cụm ( bầy đàn)

Câu 2. Mỗi con cá của một loài đặc biệt sinh ra hàng triệu trứng một năm. Hãy vẽ và đánh dấu đường cong sống sót của loài đó và giải thích

Trả lời.

Type III

0 50 100

Tỷ lệ % tuổi thọ tối đa

Đường cong sống sót dạng III là thích hợp nhât bởi vì rất ít con non có thể sống

Câu 3. Điều kiện quan trọng của phương pháp đánh dấu- bắt lại là các cá thể đánh dấu có cùng khả năng bị bắt lại với các cá thể chưa được đánh dấu. Hãy cho biết điều gì xảy ra trong trường hợp điều kiện đó không được thực hiện, giải thích.

Trả lời. Nếu như một động vật bị bắt bằng sử dụng thức ăn hấp dẫn thì có vẻ như nó bị bắt trở lại nếu nó tìm kiếm nguồn thức ăn cùng loại. Số lượng động vật bị đánh bắt trở lại sẽ cao hơn ước tính, bởi vì kích thước quần thể C = MxN/ m, nên C có thể ít hơn ước tính, Như vậy một động vật có trải nghiệm tiêu cực trong quá trình bắt giữ và học được những kinh nghiệm đó thì nó khó có thể bị bắt trở lại. Trong trường hợp này m có thể thấp hơn ước tính, C có thể cao hơn ước tính

( C là kích tthước quần thể; M số cá thể đánh bắt lần 1 rồi đánh dấu, N số cá thể đánh bắt lại lần 2; m số cá thể đánh dấu khi bắt được lần 2)

53.2.

Câu 1. Ở 2 con sông: một về mùa xuân thì đầy nước và có lượng nước và nhiệt độ ổn định quanh năm; còn sông thứ 2 thì chảy qua sa mạc nên không thể biết trước được thời gian bị khô hạn và thời gian ngập nước. Sông nào phù hợp với các loài động vật có kiểu sinh sản nhiều lần trong đời? Tại sao?

Trả lời. Dòng sông ổn định giàu dinh dưỡng về mùa xuân. Trong các điều kiện vật lí ổn định hơn, ở đó các quần thể ổn định hơn và sự cạnh tranh về tài nguyên mạnh hơn, thì các con non được nuôi dưỡng tốt sẽ to lớn hơn, đặc trưng cho loài sinh sản nhiều lần và có cơ hội sống tốt hơn.

Câu 2. Ở loài cá biển các con cái gieo rắc một số trứng ra nhiều nơi và số trứng còn lại đẻ vào một ổ, các trứng này được bố mẹ chăm sóc. Hãy giải thích sự “dung hòa” trong sinh sản trong tập tính sinh sản này.

Trả lời. Với việc đẻ trứng vào tổ thì loài cá này tăng khả năng tồn tại của chúng. Những con cái đẻ trứng bừa bãi thì trứng của chúng được phát tán và không được chăm sóc sẽ ít có cơ hội để tồn tại hơn, ít nhất là trong một khoảng thời gian, nhưng những con cá bố mẹ lại ít phải chăm sóc con hơn (Những con trưởng thành tránh được nguy cơ đẻ trứng trong một rổ, tức là nếu không may thì chết cả ổ)

Câu 3. Khi chuột không tìm đủ thức ăn hoặc khi gặp điều kiện quá khó khăn chúng thường không chăm sóc con cái. Hãy gải thích tập tính đó đã và đang tiến hóa như thế nào trong sự “dung hòa” sinh sản và lịch sử đời sống

Trả lời. Nếu sự sống sót của bố mẹ bị suy giảm nhiều do mang theo những đứa con non trong những lần căng thẳng (stress), thì giá trị thích nghi của con chuột mẹ sẽ có thể gia tăng khi nó bỏ con non hiện tại để được tồn tại và có thể sinh các con non khỏe mạnh hơn ở những lần sau.

53.3.

Câu 1. Hãy giải thích tại sao quần thể có tỷ lệ tăng trưởng (r_max) ổn định lại có đường cong hình chữ J

Trả lời. Mặc dù r_max là không đổi, kích thước quần thể tăng lên khi r_max được áp dụng vào một quần thể có kích thước lớn, đang tăng thì thì sự tăng trưỏng của quần thể tăng tốc, hình thành đường cong J

Câu 2. Một quần thể thực vật tăng trưởng theo hàm số mũ có thể có ở vùng đất mới như trên hòn đảo sau khi núi lửa hoạt động hay có thể ở rừng mưa đã khép tán không bị tác động ? tại sao?

Trả lời. Trên đảo mới; Các thực vật đầu tiên được tìm thấy phù hợp với nơi sống trên đảo có thể gặp sự phong phú về không gian, dinh dưỡng và ánh sáng. Trong rừng mưa, sự cạnh tranh giữa cá thực vật cả nguồn tài nguyên trên là mãnh liệt

Câu 3. Năm 2006 dân số Mĩ khoảng 300 triệu người. Trong số 1000 người, cứ 14 trẻ em sinh ra thì có 8 người chết. Tăng trưởng thực quần thể người nước Mĩ năm đó là bao nhiêu (không tính nhập cư và xuất cư). Bạn có cho rằng tăng trưởng dân số nước Mĩ là tăng trưởng theo hàm mũ? Hãy giải thích.

Trả lời. Tăng trưởng quần thể thực là = bN- dN. Tỷ lệ sinh trên đầu cá thể hàng năm là 14/1000 và tỷ lệ chết là 8/1000 vậy tăng tưởng thực của quần thể người Mĩ năm 2006 là

= bN- dN = 0,014 x 300.000.000 – 0,008x 300.000.000 = 1800.000 người.

Một quần thể tăng theo hàm số mũ chỉ khi tốc độ sinh đạt tối đa. Đó không phải là trường hợp của Hoa kì hiện nay

53.4.

Câu 1. hãy giải thích tại sao quần thể phù hợp với mô hình tăng trưởng logistic lại tăng trưởng nhanh hơn khi quần thể có kích thước trung bình so với khi quần thể có kích thước tương đối nhỏ hoặc tương đối lớn.

Trả lời.

• Khi N ( kích thước quần thể ) nhỏ, có tương đối ít cá thể sinh ra thế hệ con

• Khi N lớn, gần với sức mang thì tốc độ tăng trưởng tương đối nhỏ bởi vì nó hạn chế nguồn dinh dưỡng sẵn có. Phần thẳng đứng nhất của đường cong sinh trưởng logistic tương ứng với quần thể có số lượng cá thể sinh sản lớn nhưng chưa đạt tới sức mang của quần thể

Câu 2. Khi người nông dân bỏ hoang đồng ruộng, cỏ dại sẽ phát triển nhanh chóng trên đồng ruộng đó. Các loài tăng trưởng theo chọn lọc k hay r ? giải thích

Trả lời- Chọn lọc r

• Cỏ dại chiếm ưu thế trên cánh đồng ít phải đối mặt với sự cạnh tranh, và các quần thể ban đầu của nó ở dưới sức mang. Đây là những đặc điểm đặc trưng của các môi trường thích hợp cho loài có kiểu chọn lọc r

Câu 3. Cho bảng số liệu về tăng trưởng logistic của một quần thể (giả thiết k= 1500) (sức chứa của môi trường)

Kt quần thể N	Tỷ lệ tăng trưởng thực chất (rmax )		Tỷ lệ tăng trưởng tính theo đầu cá thể rmax ( )	Tỷ lệ tăng trưởng quần thể rmax. N ( )
25	1,0	0,98	0,98	+25
100	1,0	0,93	0,93	+ 93
250		0,83	0,83	+208
500	1,0	0,67	0,67	+333
750	1,0	0,50	0,50	+375
1000	1,0	0,33	0,33	+333
1500	1,0	0,00	0,00	0

Hãy thêm vào bảng cho 3 trường hợp N>K: N= 1600, 1700 và 2000. Tỷ lệ tăng trưởng là bao nhiêu mỗi trường hợp đó.Vẽ sơ đồ

Trả lời

Sử dụng kích thước quần thể N = 1600 ta có

dN/ dt = r_{max. N ( )} = 1x 1600 (1500- 1600)/ 1500 = -107 cá thể/ năm

N = 1700 thì dN/ dt = r_{max. N ( )} = -292 Cá thể / năm

N= 200 . dN/ dt = r_{max. N ( )} = -667 cá thể / năm

Quần thể co lại nhanh khi N >k tốc độ tăng trưởng âm ứng với thời gian khi quần thể vượt quá sức mang .

53.5

Câu 1. Hãy xác định 3 nhân tố phụ thuộc mật độ hạn chế kích thước quần thể, và hãy giải thích các nhân tố này có phản hồi ngược âm tính ra sao.

Trả lời

• Sự cạnh tranh dinh dưỡng và không gian sống có thể có tác động tiêu cực lên tăng trưởng quần thể bằng cách hạn chế sinh sản

• Bệnh tật được lan truyền dễ dàng hơn trong quần thể đông đúc có thể đưa lại các phản hồi tiêu cực về sự tăng kích thước quần thể.

• Một số động vật ăn thịt sống chủ yếu dựa vào loài có mật độ quần thể cao hơn, do những con mồi này này dễ dàng được tìm thấy hơn so với quần thể có mật độ thưa. Trong các quần thể đông đúc các chất thải có thể tích lũy lại gây độc cho sinh vật

Câu 2. Hãy mô tả 3 đặc điểm của nơi ở biệt lập có thể ảnh hưởng mật độ quần thể, tỷ lệ nhập cư và xuất cư.

Trả lời Ba thuộc tính ( đặc điểm) đó là:

• K ích thước

• Chất lượng

• Sự cách ly của các sinh cảnh

Câu 3. Nếu bạn nghiên cứu về sinh vật quý hiếm, như loài thỏ tuyết theo chu kì 10 năm.. Bạn cần nghiên cứu trong bao lâu để xác định liệu kích thước quần thể thỏ có giảm hay không? Giải thích

Trả lời

Bạn có thể nghiên cứu quần thể hơn 1 chu kì ( hơn 10 năm và có thể ít nhất 20 năm) trước khi có đủ dữ liệu kiểm tra những thay đổi theo thời gian. Nếu không, sẽ không sẽ không thể biết liệu sự giảm kích thước quần thể quan sát được có phản ánh đúng xu thế lâu dài hay là một phần của một chu kì bình thường.

53.6

Câu 1. Cấu trúc tuổi của quần thể người có ảnh hưởng như thế nào đến tỷ lệ tăng trưởng?

Trả lời

• Một cấu trúc tuổi đáy rộng, với số người trẻ không cân xứng, báo trước tăng trưởng tiếp diễn ở các quần thể do những người trẻ này bắt đầu sinh sản.

• Trái lại, cấu trúc tuổi phân bố đồng đều hơn tiên đoán một kích thước quần thể ổn định hơn

Câu 2. Tăng trưởng của quần thể người trên trái đất thay đổi như thế nào trong mấy thập kỉ trở lại đây? Hãy trả lời tỷ lệ tăng trưởng và số lượng người tăng lên mỗi năm.

Trả lời

• Tốc độ tăng trưởng của quần thể người trên trái đất giảm một nửa từ những năm 1960, từ 2,2% vào năm 1962 đến nay còn 1,5%.

• Tuy nhiên tăng trưởng không giảm nhiều vì tốc độ tăng trưởng chậm được trung hòa bởi kích thước quần thể tăng; số người sinh ra trên trái đất mỗi năm là khổng lồ- xấp xỉ 75 triệu người.

Câu 3. Lựa chọn nào mà bạn có ảnh hưởng đến chính dấu chân sinh thái của bạn?

Trả lời.

• Mỗi người chúng ta ảnh hưởng dấu chân sinh thái bằng cách ta sống ra sao- chúng ta ăn gì, chúng ta sử dụng bao nhiêu năng lượng và lượng rác thải chúng ta là bao nhiêu- cũng như bởi chúng ta có bao nhiêu đứa con.

• Bằng cách quyết định lựa chọn giảm nhu cầu về nguồn tài nguyên sẽ làm cho dấu chân sinh thái chúng ta nhỏ hơn.

53.6 Câu hỏi trắc nghiệm

1. Quan sát thấy các cá thể quần thể phân bố một cách đồng đều, điều đó chứng tỏ.

a. Kích thước của vùng phân bố của quần thể đang tăng

b. Nguồn sống phân bố không đồng đều

c. Các cá thể trong quần thể cạnh tranh nhau dành nguồn sống

d. Các cá thể trong quần thể hấp dẫn các cá thể bên cạnh

e. Mật độ quần thể thấp

2. Các nhà sinh thái theo dõi số phận của nhóm cá thể cùng lứa tuổi để

a. Xác định sức chứa của một quần thể

b. Xác định một quần thể được điều chỉnh bởi các quá trình phụ thuộc mật độ

c. Xác định mức sinh sản và tử vong của mỗi nhóm cá thể trong quần thể

d. Xá định các nhân tố điều chỉnh kích thước quần thể

e. Xác định xem có phải tăng trưởng quần thể là theo chu kì

3. Theo công thức logistic thì dN/ dt = r_{max. N ( )}

a. Số lượng cá thể thêm vào trên một đơn vị thời gian là lớn nhất khi N gần bằng 0

b.Tỷ lệ tăng trưởng (r) tính trên đầu cá thể tăng khi N tiến gần đến K

c.Tăng trưởng quần = 0 khi N bằng K

d. Quần thể tăng trưởng hàm số mũ khi K nhỏ

e.Tỷ lệ sinh (b) tiến gần đến 0 khi N tiến gần đến K

4. Sức chứa của một quần thể

a. Có thể tính được chính xác khi sử dụng mô hình tăng trưởng logistic

b. Nhìn chung giữ ổn định theo thời gian

c. Tăng khi tỷ lệ tăng trưởng tính trên đầu cá thể giảm

d. Có thể thay đổi khi điều kiện môi trường thay đổi

e. Không bao giờ có thể

5. Hãy chọn cặp từ mô tả chính xác đặc điểm lịch sử đời sống của quần thể cáo ổn định

a. Sinh sản một lần trong đời; chọn lọc –r

b. Sinh sản một lần trong đời; chọn lọc –k

c. Sinh nhiều lần trong đời; chọn lọc –r

d. Sinh sản nhiều lần trong đời; chọn lọc –k

e. Sinh sản một lần trong đời; chọn lọc – N

6. Trong thời gian sinh sản theo hàm số mũ, quần thể luôn

a.Tăng trưởng hàng nghìn cá thể

b. Tăng trưởng với tỷ lệ tăng trên đầu cá thể ở mức tối đa

c. Nhanh chóng đạt tới sức chứa của chúng

d. Luôn quay vòng theo chu kì

e. Mất một số cá thể do xuất cư

7.Các nhà khoa học nghiên cứu chu kì của quần thể thỏ tuyết và linh miêu ăn thịt thỏ, thấy rằng.

a. Quần thể con mồi được điều hòa bởi vật ăn thịt

b. Thỏ và linh miêu phụ thuộc vào nhau rất nhiều, loài này không thể tồn tại nếu thiếu loài kia

c. Nhiều nhân tố vô sinh và hữu sinh góp phần vào chu kì của quần thể thỏ và linh miêu

d. Cả quần thể thỏ và linh miêu đều được điều hòa chủ yếu bởi các nhân tố vô sinh

e. Quần thể thỏ có kiểu chọn lọc – r và quần thể linh miêu có kiểu chọn lọc –k

8. Dựa vào sự tăng trưởng dân số hiện nay, dân số trên trái đất vào năm 2010 sẽ gần đạt đến

a. 2 triệu b. 3 tỷ. c. 4 tỷ. d. 7 tỷ. e. 10 tỷ

9.Câu nào sau đây về quần thể người ở các nước công nghiệp là không phù hợp

a. Kích thước gia đình trung bình tương đối nhỏ

b. Dân số đang thay đổi

c. Lịch sử đời sống theo chọn lọc – r

d. Đường cong sống sót theo kiểu I

e. Cấu trúc tuổi tương đối đều nhau

10. Một nghiên cứu gần đây về dấu chân sinh thái đã kết luận rằng.

a. Trái đất có thể chứa được khoảng 10 tỷ người

b. Sức chứa của trái đất sẽ tăng lên khi tiêu thụ thịt tính theo đầu người tăng

c. Nhu cầu hiện tại của các nước công nghiệp hiện đại hóa về nguồn tài nguyên là nhỏ hơn nhiều so với dấu chân sinh thái của các nước đó

d. Dấu chân sinh thái của nước Mĩ lớn vì sử dụng tài nguyên tính theo đầu người cao

e. Cải tiến công nghệ không thể giúp làm tăng sức chứa của trái đất đối với con người

5.4. Sinh thái học quần xã

Khái niệm chủ chốt:

* Các mối quan hệ trong quần xã có thể được chia thành quan hệ có lợi, gây hại hoặc không có tác động gì đối với các loài có liên quan:

- Các quần thể sinh vật được liên kết với nhau bởi các mối quan hệ khác loài mà những quan hệ này thường ảnh hưởng đến mức độ sống sót và sinh sản của các loài có liên quan.

- Các kiểu quan hệ này bao gồm: cạnh tranh, vật ăn thịt-con mồi, động vật ăn thực vật- thực vật, quan hệ cộng sinh. Kí sinh, hỗ sinh và hội sinh là các kiểu khác của cộng sinh.

* Loài ưu thế và loài chủ chốt có ảnh hưởng lớn tới sự điều chỉnh cấu trúc quần xã.

- Độ đa dạng loài được xác định bởi số lượng loài trong quần xã- còn gọi là độ giàu loài- và độ phong phú tương đối của loài. Một quần xã có các loài với độ phong phú tương đối giống nhau sẽ đa dạng hơn so vói quần xã có hai hoặc nhiều loài có độ phong phú tương đối rất cao nhưng loài khác lại có độ phong phú tương đối rất thấp.

- Cấu trúc dinh dưỡng là yếu tố quan trọng của động thái quần xã. Giả thuyết về năng lượng cho rằng chiều dài của chuỗi thức ăn chỉ có giới hạn do việc truyền năng lượng qua chuỗi dài không hiệu quả. Giả thuyết ổn định động thái cho rằng chuỗi thức ăn ngắn thường bền vững hơn chuỗi thức ăn dài.

- Những loài có ảnh hưởng lớn: Loài ưu thế và loài chủ chốt có vai trò to lớn trong việc điều chỉnh cấu trúc quần xã. Loài ưu thế có số lượng nhiều, có được vai trò ưu thế nhờ vào khả năng cạnh tranh cao trong quần xã.

Loài chủ chốt thường có số lượng không lớn nhưng có ảnh hưởng tới cấu trúc quần xã do vai trò sinh thái của ổ sinh thái của chúng

‘Công trình sư ’của hệ sinh thái được gọi là loài cơ bản có ảnh hưởng tới cấu trúc quần xã thông qua tác động của chúng tới môi trường vô sinh.

Câu 1. Giải thích sự cạnh tranh khác loài, quan hệ động vật ăn thịt con mồi và quan hệ hỗ sinh có ảnh hưởng khác nhau như thế nào tới các quần thể tương tác của 2 loài.

Trả lời:

- Cạnh tranh khác loài gây ảnh hưởng xấu đến cả 2 loài (-/-).

Ví dụ: Lúa với cỏ dại

- Vật ăn thịt với con mồi, trong quan hệ này vật ăn thịt được hưởng lợi từ con mồi (+/-).

VD mèo ăn chuột; hổ ăn trâu rừng…

- Hỗ sinh là một dạng cộng sinh trong đó cả hai bên đều có lợi (+/+)

Câu 2. Theo nguyên tắc của cạnh tranh loại trừ, điều gì sẽ xảy ra nếu 2 loài có ổ sinh thái giống nhau, cạnh tranh nhau giành nguồn sống? Tại sao?

Trả lời; Nếu 2 loài có ổ sinh thái giống nhau (trùng nhau), trong cạnh tranh loại trừ, một trong 2 loài sẽ tuyệt chủng bởi sự sinh sản nhanh và mạnh của loài kia. Loài nào mạnh sẽ thắng thế, loài nào yếu sẽ tuyệt chủng.

Câu 3. Điều gì nếu: bạn sống trong một vùng nông nghiệp. Bạn có thể lấy ra ví dụ nào về 4 kiểu quan hệ tương tác trong quần xã (cạnh tranh khác loài, quan hệ động vật ăn thịt con mồi, động vật ăn thực vật- thực vật, và cộng sinh) mà bạn có thể quan sát thấy khi trồng cây và sử dụng thức ăn?

Trả lời. Các ví dụ về mối quan hệ của 4 kiểu quan hệ trong quần xã vùng nông nghiệp:

• Quan hệ cạnh tranh: Cạnh tranh giữa cỏ dại với cây trồng

• Quan hệ sinh vật ăn sinh vật (ĐV ăn TV và ĐV ăn thịt –con mồi): Động vật ăn cỏ; chim ăn sâu, rắn ăn chuột, ếch ăn châu chấu ; người ăn thịt gia súc; người ăn rau

• Quan hệ cộng sinh: Vi khuẩn nốt sần Rhzubium với rễ cây họ đậu.; vi khuẩn lam- bèo hoa dâu

54.2.

Câu 1. Hai thành phần đóng góp vào sự đa dạng loài là gì? Hãy giải thích hai quần xã có cùng số lượng loài có thể khác nhau về mức độ đa dạng loài như thế nào?

Trả lời:Hai thành phần đóng góp sự da dạng loài là:

+ Độ giàu loài, số lượng loài trong quần xã

+ Số lượng cá thể/ loài; độ phong phú tương đối, tỷ lệ khác nhau của các loài trong quần xã

- Nếu so sánh 2 quần xã , một có tỷ lệ của 1loài cao với quần xã có tỷ lệ các loài tương đương nhau thì quần xã thứ 2 được cho là đa dạng hơn.

Khi đánh giá dùng chỉ số Shannon.

H = - (p_A ln p_A) + (p_B ln p_B) + (p_C ln p_C) +.... 

Trong đó, A, B, C... là các loài trong quần xã, p là độ phong phú của mỗi loài và ln là lôgarit tự nhiên. Quần xã nào có chỉ số Shannon (H) cao là có độ đa dạng loài cao hơn.

VD. Cho 2 quần xã với số liệu về thành phần loài như sau.

Cách tính : Với quần xã 1: p = 0,25 cho mỗi quần xã,

vậy H = - 4 (0,25 ln 0,25) = 1,39.

• Với quần xã 2:

H = - (0,8 ln 0,8) + (0,05 ln 0,05) + (0,05 ln 0,05) + (0,1 ln 0,1) = 0,71.

Như vậy quần xã 1 có H cao hơn quần xã 2

Tính toán trên cho chúng ta biết quần xã 1 đa dạng hơn quần xã 2.

Câu 2. Hãy mô tả giả thuyết giải thích tại sao chuỗi thức ăn thường ngắn, và phát biểu dự đoán của mỗi giả thuyết?

- Giả thuyết 1: Giả thuyết về năng lượng, cho rằng độ dài của chuỗi thức ăn bị giới hạn bởi sự không hiệu quả của truyền năng lượng qua các bậc dinh dưỡng (năng lượng bị giáng cấp qua các bậc do hô hấp, bài tiết, …..). Giả thuyết năng lượng cho rằng chuỗi thức ăn sẽ dài hơn ở nơi ở nơi sinh vật sản xuất có hiệu suất cao.

- Giả thuyết 2: Giả thuyết về sự ổn định năng lượng cho rằng, chuỗi thức ăn dài kém bền vững hơn so với chuỗi thức ăn ngắn. Giả thuyết ổn định năng lượng cho rằng chuỗi thức ăn sẽ dài hơn ở môi trường sống ổn định.

Câu 3. Điều gì nếu: Xem xét 1 đồng cỏ có 5 bậc dinh dưỡng: Thực vật, châu chấu, rắn, gấu trúc Mỹ và linh miêu. Nếu bạn thả thêm linh miêu vào trong đồng cỏ đó, sinh khối thực vật sẽ thay đổi như thế nào, nếu mô hình áp dụng trong quần xã này là mô hình từ dưới lên? Và mô hình áp dụng trong quần xã này là mô hình từ trên xuống

T

LINH MIÊU

rả lời:

GẤU TRÚC

RẮN

CHÂU CHẤU

THỰC VẬT

• Theo mô hình từ dưới lên thì sự thêm vào của các động vật ăn thịt sẽ ảnh hưởng rất nhỏ đến bậc dinh dưỡng thấp hơn, đặc biệt là thảm thực vật.

• Nếu mô hình trên xuống được ứng dụng, sự tăng lên số lượng linh miêu sẽ làm giảm số lượng gấu trúc, số lượng rắn tăng, số lượng châu chấu giảm, và khối lượng thực vật tăng.

54.3. Diễn Thế sinh thái

Câu 1. Tại sao nhiễu loạn ở mức cao hoặc thấp đều làm giảm độ đa dạng loài? Tại sao nhiễu loạn ở mức trung bình là làm tăng độ đa dạng loài?

Trả lời.

• Nhiễu loạn ở mức độ cao thường tạo dẫn đến làm tuyệt chủng nhiều loài trong quần xã dẫn đến hình thành quần xã ưu thế bời một vài loài sống sót

• Nhiễu loạn mức độ thấp cho phép loài ưu thế cạnh tranh tốt hơn dẫn đến loại trừ một số loài khác ra khỏi quần xã.

• Ngược lại nhiễu loạn ở mức độ trung bình có thể tạo điều kiện để một số lớn các loài cùng chung sống trong quần xã vì nhiễu loạn ở mức độ này ngăn cản sự cạnh tranh của loài ưu thế làm nó không đủ mạnh loại bỏ cá loại khác ra khỏi quần xã.

Câu 2. Trong quá trình diễn thế, tại sao các loài đến trước lại tạo điều kiện thuận lợi cho loài khác tới sinh sống trong vùng?

Trả lời: Loài đến trước có thể tạo điều kiện cho các loài đến sau bằng rất nhiều cách như sự tăng màu mỡ hoặc khả năng giữ nước của đất hoặc sự che chở cây con khỏi tác động của gió và mặt trời .

Câu 3. Điều gì nếu?: Hầu hết các thảo nguyên bị cháy thường xuyên, nhất là vào một số năm. Sự đa dạng loài ở thảo nguyên sẽ như thế nào nếu thảo nguyên dường như 100 năm không bị cháy? Giải thích câu trả lời của bạn?

Trả lời. Nếu thảo nguyên không bị cháy trong vòng 100 năm thì đây là kiểu nhiễu loạn thấp. Theo giả thuyết nhiễu loạn trung bình, sự thay đổi này là nguyên nhân làm giảm đa dạng bời vì sự cạnh tranh của loài ưu thế sẽ xảy ra và loại bỏ loài cạnh tranh kém.

Câu 4. Các loại diễn thế, nguyên nhân.

-Diễn thế nguyên sinh

- Diễn thế nguyên sinh là diễn thế khởi đầu từ môi trường chưa có sinh vật.

- Quá trình diễn thế diễn ra theo các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn tiên phong: Hình thành quần xã tiên phong

+ Giai đoạn giữa: giai đoạn hỗn hợp, gồm các quần xã biến đổi tuần tự thay thế lẫn nhau.

+ Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn định (giai đoạn đỉnh cực)

- Diễn thế thứ sinh:

- Diễn thế thứ sinh là diễn thế xuất hiện ở môi trường đã có một quần xã sinh vật sống.

- Quá trình diễn thế diễn ra theo sơ đồ sau:

+ Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định tương đối

+ Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm các quần xã thay đổi tuần tự.

+ Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã tương đối ổn định khác hoặc quần xã bị suy thoái.

Nguyên nhân gây ra diễn thế:

* Nguyên nhân bên ngoài: Do tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã: như sự thay đổi khí hậu thường gây nên biến đổi sâu sắc về cấu trúc của quần xã; hoặc trên những vùng bị hủy diệt của tựn nhiên, quần xã sinh vật mới dần dần được hình thành và phát triển

*. Nguyên nhân bên trong:  Do sự cạnh trang gay gắt giữa các loài trong quần xã: sự hoạt động mạnh mẽ của nhóm loài ưu thế làm biến đổi quần xã, làm thay đổi điều kiện sống, từ đó tạo cơ hội cho nhóm loài khác có khả năng cạnh tranh cao hơn trở thành loài ưu thế mới

Kiểu diễn thế	Giai đoạn khởi đầu (Giai đoạn tiên phong)	Giai đoạn giữa	Giai đoạn cuối (Giai đoạn đỉnh cực)	Nguyên nhân của diễn thế
Diễn thế nguyên sinh	Khởi đầu từ môi trường chưa có hoặc có rất ít sinh vật	Các quần xã sinh vật biến đổi tuần tự, thay thế lẫn nhau và ngày càng phát triển đa dạng	Hình thành quần xã tương đối ổn định	- Tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã - Cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã
Diễn thế thứ sinh	Khởi đầu ở một  môi trường đã có một quần xã sinh vật phát triển nhưng bị hủy diệt do tự nhiên hoặc khai thác quá mức của con người.	Một quần xã mới phục hồi thay thế quần xã bị hủy diệt, các quần xã biến đổi tuần tự, thay thế lẫn nhau	Có thể hình thành nên quần xã tương đối ổn định, tuy nhiên có rất nhiều quần xã bị suy thoái.	- Tác động mạnh mẽ của ngoại cảnh lên quần xã - Hoạt động khai thác tài nguyên của con người. - Cạnh tranh gay gắt giữa các loài trong quần xã

55.Hệ sinh thái

55.1

Câu 1. Tại sao truyền năng lượng trong HST lại được xem là dòng năng lượng mà không được gọi là chu trình năng lượng?

Trả lời; Năng lượng trong hệ sinh thái đầu vào là năng lượng ánh sáng mặt trời, đầu ra là nhiệt, năng lượng không được tái sử dụng trong HST

Câu 2. Định luật nhiệt học thứ 2 giải thích như thế nào về việc tại sao cần phải liên tục cung cấp năng lượng cho HST.

Trả lời; Quy luật thứ 2 cho rằng trong sự vận chuyể và truyền một nguồn năng lượng nào đó, một số năng lượng bị tiêu hao ra môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt. Sự thoát ra của năng lượng từ hệ sinh thái được bù đắp bởi nguồn năng lượng liên tục đi vào của bức xạ mặt trời.

Câu 3. Điều gì nếu bạn đang nghiên cứu chu trình nitơ ở đồng bằng ở Châu phi. Trong quá trình làm thí nghiệm, một đàn linh dương di cư gặm cỏ qua ô thí nghiệm của bạn. Bạn cần gì để đo ảnh hưởng của đàn linh dương tới cân bằng nitrogen trong ô thí nghiệm?

Trả lời: Bạn cần phải biết đàn linh dương ăn bao nhiêu cỏ trong ô thí nghiệm và lượng nitrogen có trong số cỏ đó là bao nhiêu. Biết cũng cần phải biết lượng nitrogen có trong phân và nước tiểu của đàn linh dương đó.

55.2.

Câu 1. Tại sao chỉ 1 phần nhỏ năng lượng mặt trời chiếu trên mặt đất được sinh vật sơ cấp hấp thụ?

-Trả lời; Chỉ một phần bức xạ mặt trời rọi vào thực vật và tảo, và cũng chỉ 1 phần ánh sáng rọi vào đó có bước sóng phù hợp cho quang tổng hợp và phần lớn năng lượng bị mất đi do phản xạ hoặc tỏa nhiệt của mô thực vật.

Câu 2. Làm thế nào các nhà sinh thái học qua thực nghiệm có thể xác định được yếu tố nào đó làm giới hạn sản lượng sơ cấp trong HST.

Trả lời: Bằng cách điều khiển của các yếu tố nghiên cứu, ví dụ sự hiện diện của photphorus hoặc độ ẩm của đất và xác định sự phản ứng của thực vật.

Câu 3. Điều gì nếu trong 1dự án khoa học, một sinh viên đang cố gắng tính sản lượng sơ cấp của thực vật ở một HST đồng cỏ trong 1 năm. Sau mỗi quý, sinh viên cắt tất cả cỏ trong ô thí nghiệm bằng máy xén cỏ, thu thập và sau đó cân số cỏ đã cắt để tính sản lượng thực vật.Thành phần nào của sản lượng sơ cấp của thực vật mà sinh viên đã bỏ qua với cách làm như vậy.

Trả lời: Sinh viên đó đã bỏ không tính đến phần: rễ và các mô khác dưới đất, phần cỏ động vật ăn cỏ đã ăn.

55.3.

Câu 1. Nếu một côn trùng ăn hạt thực vật chứa 100J năng lượng, côn trùng sử dụng 30J năng lượng cho hô hấp và thải 50J qua phân. Sản lượng thứ cấp thực của côn trùng là bao nhiêu? Hiệu suất sản lượng là bao nhiêu?

Trả lời. Côn trùng ăn 100 J, hô hấp mất 30J, thải 50J; vậy năng lượng mà côn trùng tích lũy được

100J

20J

R=30+ 50J

(sản lượng thứ cấp thực của côn trùng là 100 - 30 - 50 = 20 J)

Câu 2. Lá cây thuốc lá chứ nicotin, một chất độc mà cây phải tốn rất nhiều năng lượng để tổng hợp nên chúng. Cây thuốc lá có thể được lợi thế gì khi sử dụng một phần nguồn sống để tạo ra chất nicotin?

Trả lời: Chất nicotin coi là chất độc, nó giúp bảo vệ thực vật (thuốc lá) thoát khỏi động vật ăn cỏ, giúp thuốc lá tự bảo vệ mình .

Câu 3. Điều gì nếu? Trên tivi cho thấy một thực tế là có một nhóm người béo phì đang cố gắng làm giảm trọng lượng cơ thể càng nhiều càng tốt, một cách an toàn chỉ trong vòng 1 tháng. Ngoài việc ăn ít thức ăn hơn thường lệ, họ có thể làm gì để giảm hiệu suất sản lượng khi họ ăn thức ăn.

Trả lời. Có nhiều cách có thể giúp người giảm hiệu quả năng suất:

VD Cách 1: các bài tập mạnh sẽ sử dụng nguồn năng lượng mà lẽ ra nguồn đó dùng để tăng sinh khối.

Cách 2: Giữ cho nhà lạnh để cơ thể họ luôn phải dùng năng lượng để giữ ấm

55.4.

Câu 1.Hãy vẽ từ 1 trong 4 chu trình sinh địa hóa chi tiết trong hình 55.14, hãy vẽ sơ đồ đơn giản thể hiện một con đường có thể có cho 1 nguyên tử hay một phân tử của chất hóa họccđi từ nguồn vô cơ tới nguồn hữu cơ và quay trở lại.

VD chu trình tuần hoàn cacbon trong tự nhiên

CO₂ khí quyển

Hô hấp tế bào

Quang hợp

Sinh khối SV phân giải Sinh khối thực vật

Phân giải Tiêu thụ

Sinh khối Đv ăn cỏ

Câu 2. Tại sao chặt phá rừng đầu nguồn nước lại làm tăng độ nitrate trong các dòng kênh dẫn nước vào đầu nguồn nước?

Trả lời. Khi chặt phá rừng đã làm dừng việc hấp thụ nitrogen từ đất vào Tv, cho phép tích lũy nitrat trong đất tại chỗ đất rừng bị chặt phá. Khi mưa đã rửa trôi nitrat vào suối làm tăng nồng độ nitrate các dòng suối dòng kênh.

Câu 3. Điều gì nếu? Tại sao lượng chất dinh dưỡng trong rừng mưa nhiệt đới lại phụ thuộc vào mức độ chặt phá rừng?

Trả lời: Phần lớn chất dinh dưỡng trong rừng mưa nhiệt đới được giữ trong cây, việc chặt phá rừng đã nhanh chóng loại bỏ bớt chất dinh dưỡng từ HST này. Khi mưa đã rửa trôi và nhanh chóng mang chất dinh dưỡng tới dòng suối mạch nước ngầm.

55.5.

Câu 1.Việc thêm vào một lượng quá nhiều chất dinh dưỡng trong hồ có thể đe dọa quần thể cá của hồ như thế nào?

Trả lời: Thêm chất dinh dưỡng là nguyên nhân làm tăng đột ngột số lượng tảo và các sinh vật ăn chúng. Sự gia tăng qua trình hô hấp của tảo và sinh vật tiêu thụ, kể cả SV phân hủy sẽ làm giảm lượng O₂ của hồ, như vậy cá trong hồ sẽ thiếu O₂.

C âu 2. Theo như nội dung khuếch đại sinh học, loài ở bậc dinh dưỡng cao hơn hay thấp hơn sẽ khỏe mạnh hơn? Giải thích?

Trả lời:

Chim ăn cá 25/triệu

Cá lớn 2/triệu

0,5/Tr

Cá nhỏ

0,04/triệu

Tảo

DDT trong nước 0,000003/triệu

Nhìn vào sơ đồ trên thì càng lên cao bậc dinh dưỡng thì nồng độ chất độc hại được tích lũy càng tăng trong mô sinh vật.

Như vậy loài ở bậc dinh dưỡng thấp sẽ sống khỏe hơn.

Câu 3. Điều gì nếu? Một khối lượng rất lớn cá chất hữu cơ tích lũy trong đất rừng cây lá kim phương bắc và đồng rêu đới lạnh trên trái đất. Dựa vào kiến thức mà bạn đã học hình 55.15, tại sao các nhà khoa học khi nghiên cứu nhiệt độ trái đất đang nóng lên lại đang giám sát rất kỹ các chất hữu cơ tích lũy ở đó.

Trả lời. Nhiệt độ cao sẽ làm cho quá trình phân hủy diễn ra nhanh hơn, vật chất hữu cơ trong đất phân hủy nhanh hơn tạo ra CO₂, sự giải phóng CO₂ làm cho trái đất nóng lên

56.1

Câu 1. Giải thích tại sao định nghĩa về sự suy giảm đa dạng sinh học chỉ dựa trên suy giảm số lượng loài lại là quá hẹp.

Trả lời; Suy giảm đa dạng sinh học ngoài sự biến mất của loài, bao gồm mất đa dạng gen trong quần thể và loài và cả suy thoái hệ sinh thái. Vì vậy nếu chỉ dựa trên suy giảm số lượng loài là hẹp.

Câu 2. Xác định 3 nguy cơ chính đối với đa dạng sinh học và giải thích mỗi nguy cơ phá hủy sự đa dạng như thế nào

Trả lời: Ba nguy cơ chính đối với suy giảm đa dạng sinh học:

- Sự phá hủy môi trường sống (VD phá hủy rừng..), xói lở các dòng sông, hoặc chuyển đổi các hệ sinh thái tự nhiên thành hệ sinh thái nông nghiệp hoặc đô thị. Điều này đã lấy đi môi trường sống của các loài sinh vật.

- Du nhập loài, do sự vận chuyển của con người sang một vùng khác không phải vùng sống tự nhiên của loài, ở đó loài không bị khống chế bởi mầm bệnh hoặc loài ăn thịt, do vậy kích thước loài bản địa bị do bị cạnh tranh hoặc bị ăn thịt

- Do khai thác quá mức làm suy giảm các quần thể động thực vật hoặc đưa chúng đến nguy cơ tuyệt chủng

Câu 3. Điều gì nếu? Giả sử có 2 quần thể của 1 loài cá, một ở địa trung Hải một ơ Caribe. Bây giờ hãy tưởng tượng hai sự kiện: (1) Các quần thể này sinh sản tách biệt và (2) các cá thể trưởng thành của 2 quần thể di chuyển đến Bắc Đại Tây Dương để giao phối. Sự việc nào gây ra sự mất đa dạng di truyền mạnh hơn nếu quần thể ở Địa Trung Hải bị khai thác đến tuyệt chủng? giải thích câu trả lời của bạn.

Trả lời: Nếu 2 loài sinh sản riêng rẽ, dòng gen giữa 2 quần thể sẽ không xuất hiện và sự khác biệt về gen giữa chúng ngày càng lớn. Do vậy, việc mất đa dạng nguồn gen sẽ trở nên nhanh hơn nếu hai quần thể này giao phối với nhau.

56.2

Câu 1.Tại sao đa dạng di truyền của quần thể nhỏ giảm làm chúng dễ bị tuyệt chủng?

Trả lời: Giảm đa dạng di truyền làm giảm khả năng thích ứng của quần thể với những thay đổi.

Câu 2. Giả sử một quần thể gồm 100 con gà thảo nguyên lớn, gà mái chọn bạn đời từ nhóm gà trống đang khoe mẽ. Kích thước quần thể hiệu quả của nó là bao nhiêu nếu 35 gà mái và 10 gà trống của loài này sinh sản?

Trả lời: Kích thước quần thể hiệu quả N = 4(35 x 10)/( 35+10) = 31 con

Câu 3. Điều gì nếu?. Năm 2005, ít nhất 10 gấu xám ở HST Yellowstone bị chết khi tiếp xúc với con người, ba điều gây nên cái chết này: va chạm ô tô, thợ săn (không phải là người săn gấu) bắn khi họ bị gấu cái có con bên cạnh tấn công, và cá nhà quản lí bảo tồn giết vì gấu tấn công vật nuôi nhiều lần. Nếu bạn là một người quản lí bảo tồn, bước tiếp theo bạn có thể làm gì để giảm cuộc tiếp xúc như vậy ở Yellowstone?

Trả lời. Bởi vì có hàng triệu người sử dụng HST Yellowstone mỗi năm, như vậy không thể ngăn cản được được sự tiếp xúc giữa người và gấu. Thay vào đó, bạn cố thử làm giảm các kiểu tiếp xúc mà gấu có thể bị giết.

Bạn có thể đa ra khuyến cáo để làm giảm tốc độ giới hạn trên đường trong vườn quốc gia, quy đỉnh thời gian và địa điểm của các mùa săn (ở đó việc săn bắn được phép diễn ra ở ngoài vườn quốc gia) để giảm sự tiếp xúc với gấu mẹ và gấu con, cung cấp tài chính để khích lệ các chủ trang trại tìm cách thức khác (VD chó canh) đê bảo vệ vật nuôi.

56.3.

Câu 1. Điểm nóng đa dạng sinh học là gì?

Trả lời: Một diện tích nhỏ tập trung số lượng lớn bất thường loài sinh vật đặc hữu cũng như tỷ lệ bất thường loài đang bị đe dọa, nguy hiểm.

Câu 2. Các khu bảo tồn khoanh vùng tạo động lực kinh tế cho bảo tồn lâu dài cá vùng được bảo vệ như thế nào?

Trả lời: Các vùng bảo tồn có thể cung cấp thường xuyên các sản phẩm của rừng, nước, nguồn thủy điện, tạo điều kiện cho giáo dục, và nguồn thu từ du dịch sinh thái.

Câu 3. Điều gì nếu? Giả sử một nhà thiết kế định phá hủy một mảnh rừng là hành lang giữa 2 công viên. Để bù lại, nhà thiết kế này định thêm một vùng rừng với cùng diện tích vào 1 trong 2 công viên. Là một nhà sinh thái học chuyên nghiệp, bạn có thể tranh luận như thế nào để giữ lại hành lang đó?

Trả lời. Những hành lang của môi trường sống có thể giúp tăng tốc độ di cư hoặc phát tán của các sinh vật giữa các vùng. Điều này sé giúp ngăn chặn việc giảm sức sống do giao phối cận huyết. Hành lang này cũng làm giảm sự tương tác giữa sinh vật và con người khi sinh vật phát tán, trong trường hợp liên quan đến các thú ăn thịt lớn, ví dụ như gấu hoặc các loài trong họ mèo thì việc làm giảm mối tương tác này là cần thiết.

56.4.

Câu 1. Xác định mục đích chính của sinh thái phục hồi?

Trả lời: Mục đích chính là khôi phục các HST đã bị phá hủy trở về càng gần với trạng thái tự nhiên càng tốt.

Câu 2. Sự khác nhau giữa gia tăng sinh học và cải tạo sinh học là gì?

Trả lời; Xử lí sinh học là sử dụng các sinh vật, thường là sinh vật nhân sơ, nấm, hoặc thực vật để loại bỏ chất độc hoặc tách rời chất ô nhiễm khỏi HST. Kích thích sinh học là sử dụng sinh vật, VD sinh vật cố định đạm, để đưa một số nguyên liệu cần thiết vào HST đã bị phá hủy.

Câu 3. Điều gì nếu? Dự án sông Kismimmee là kiểu dự án phục hồi sinh thái hoàn toàn hơn là dự án Maungatauri ở phương diện nào?

Trả lời; Dự án sông Kismimmee là đưa dòng nước vào dòng chảy trước kia và phục hồi dòng chảy tự nhiên, kết quả là tự duy trì. Các nhà sinh thái học của khu bảo tồn Maungatautari cần phải giữ lại nguyên trạng hàng rào mãi mãi, đây không phải là kt quả của sự tự duy trì trong thời gian dài.

56.5

Câu 1.Thuật ngữ phát triển bền vững là gì?

Trả lời: Phát triển bền vững là một phương thức phát triển theo xu hướng là tạo nên sự phồn thịnh lâu dài cho xã hội loài người và cho HST. Để thực hiện được điều này cần phải có mối liên hệ giữa các nhà khoa học sinh học với các nhà khoa học xã hội, nhà kinh tế và nhà nhân chủng học

Câu 2. Áp lực sinh học ảnh hưởng đến việc bảo tồn các loài và phục hồi HST như thế nào?

Trả lời. Áp lực sinh học là ý thức của chúng ta về mối quan hệ với tư nhiên và các dạng sống khác, nó hoạt động giống như một động lực quan trọng cho sự phát triển của môi trường đạo đức, đó là sự kiên quyết không cho phép làm tuyệt chủng loài hoặc phá hủy HST. Đạo đức này là cần thiết nếu chúng ta trở thành người chăm sóc ân cần và hiệu quả của môi trường.

Câu 3. Điều gì nếu? Giả sử có ngư trường mới được phát hiện, và bạn phải có trách nhiệm phát triển bền vững nó. Dữ liệu sinh thái gì bạn cần có về quần thể cá đó. Tiêu chuẩn gì bạn sẽ áp dụng trong việc phát riển ngư trường đó?

Trả lời; Ít nhất bạn cần biết về kích thước của quần thể và tốc độ sinh sản trung bình của các cá thể trong quần thể. Để phát triển ngư trường bền vững bạn cần xác dịnh tốc độ đánh bắt để có thể giữ được mật độ quần thể gần với kích thước vốn có và cực đại hóa lượng đánh bắt trong thời gian dài chứ không phải trong thời gian ngắn.

Phần thứ 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

- Tóm tắt được các khái niệm chủ chốt trong phần sinh thái

• Trả lời câu hỏi phần sinh thái ở sách Campell giúp học sinh có kênh kiến thức tham khảo để nâng cao kiến thức phần sinh thái học.

• Các câu hỏi phần điều gì nếu: giúp học sinh có tư duy khoa học, từ đó có ý tưởng nghiên cứu khoa học

2. KIẾN NGHỊ.

- Dùng tài liệu này làm kiến thức cho học sinh chuyên sinh và làm tư liệu giảng dạy cho giáo viên dạy sinh học, học sinh đội tuyển HSGQG.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Campell.Reece, dịch và xuất bản lần thứ 8, NXBGD, năm 2011.

38