Các chỉ số phản ánh đặc trưng của quần xã về số lượng các loài trong quần xã là gì

I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

A. Khái niệm

- Quần xã là 1 tập hợp các quần thể sinh vật khác loài sống trong 1 không gian xác định (sinh cảnh), ở đó chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau và với môi trường để tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian.

- Ví dụ, các loài thực vật, động vật, nấm, mốc và vi khuẩn; các loài cỏ sống ở ven hồ; các loài vi sinh vật, thực vật, động vật sống trong tầng nước và đáy hồ… là những quần xã sinh vật. Trong sinh thái học quần xã, các nhà nghiên cứu thường tập trung không chỉ vào những nhóm loài thuộc cùng dạng sống (quần xã sinh vật nổi, quần xã động vật đáy trong hồ) mà còn vào các bậc phân loại lớn như cây trên đồi, động vật trong ruộng lúa, thậm chí cả những nhóm loài rất riêng như quần xã kiến sống trên thân gỗ mục.

B. Các đặc trưng cơ bản của quần xã.

1. Tính đa dạng về loài của quần xã.

- Các quần xã thường khác nhau về số lượng loài trong sinh cảnh mà chúng cư trú. Đó là sự phong phú hay mức đa dạng về loài của quần xã. Mức đa dạng của quần xã phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái như: sự cạnh tranh giữa các loài, mối quan hệ con mồi – vật ăn thịt và mức độ thay đổi của các nhân tố môi trường vô sinh.

- Do nhiệt độ, lượng mưa cao và khá ổn định nên các quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài hơn so với các quần xã phân bố ở vùng ôn đới. Tuy nhiên, trong 1 sinh cảnh xác định, khi số loài tăng lên, chúng phải chia sẻ nhau nguồn sống, do đó số lượng cá thể của mỗi loài phải giảm đi.

2. Cấu trúc của quần xã.

a. Số lượng của các nhóm loài.

- Trong quần xã, mỗi nhóm loài có vai trò nhất định. Theo đó, quần xã gồm 3 nhóm loài: loài ưu thế có tần suất xuất hiện và độ phong phú cao, sinh khối lớn, quyết định chiều hướng phát triển của quần xã. Sau đó là loài chủ yếu, đóng vai trò thay thế cho loài ưu thế khi nhóm này suy vong vì nguyên nhân nào đó. Loài ngẫu nhiên có tần số xuất hiện và độ phong phú rất thấp, nhưng sự có mặt của nó làm tăng mức đa dạng cho quần xã. Cùng với 3 nhóm loài trên còn có loài chủ chốt, loài đặc trưng:

+ Loài chủ chốt là một hoặc 1 vài loài nào đó (thường là động vật ăn thịt đầu bảng) có vai trò kiểm soát và khống chế sự phát triển của các loài khác, duy trì sự ổn định của quần xã. Nếu loài này bị mất khỏi quần xã thì quần xã sẽ rơi vào trạng thái bị xáo trộn và dễ rơi vào tình trạng mất cân bằng.

+ Loài đặc trưng: Là loài chỉ có ở 1 quần xã nào đó hoặc là loài có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác và có vai trò quan trọng trong quần xã so với các loài khác.

- Vai trò số lượng của các nhóm loài trong quần xã được thể hiện bằng các chỉ số rất quan trọng: Tần suất xuất hiện, độ phong phú của loài.

+ Tần suất xuất hiện (độ thường gặp) của loài là tỉ số (%) của 1 loài gặp trong các điểm khảo sát so với tổng số các điểm được khảo sát. Ví dụ, trong 80 điểm khảo sát, cỏ lồng vực có mặt ở 60 điểm, vậy tần suất xuất hiện là 60/80 hay 75%.

+ Độ phong phú (mức giàu có) của loài là tỉ số (%) về số cá thể của 1 loài nào đó so với tổng số các thể của tất cả các loài có trong quần xã.

D = ni/N x 100%

Trong đó, D: độ phong phú của loài trong quần xã (%), ni là số cá thể của loài i trong quần xã, N là số lượng cá thể của tất cả các loài trong quần xã. Độ phong phú của loài còn được đánh giá bằng các chỉ số định tính khác: hiếm hay ít gặp (+), hay gặp (++), gặp nhiều (+++), gặp rất nhiều (++++).

b. Hoạt động chức năng của các nhóm loài.

- Theo chức năng, quần xã gồm sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng.

+ Sinh vật tự dưỡng: cây xanh và 1 số vi sinh vật có màu có khả năng tiếp nhận năng lượng mặt trời, tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ đơn giản thông qua quá trình quang hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp.

+ Sinh vật dị dưỡng: Động vật và phần lớn các vi sinh vật là sinh vật dị dưỡng, sống nhờ vào nguồn thức ăn sơ cấp, trong đó, động vật thường được gọi là sinh vật tiêu thụ, còn vi sinh vật là những sinh vật phân giải. Động vật lại gồm nhóm ăn thực vật, nhóm ăn mùn bã hữu cơ, nhóm ăn thịt và nhóm ăn tạp (ăn cả thực vật và động vật).

- Tất cả các nhóm sinh vật hoạt động theo chức năng của mình, tương tác với nhau và với môi trường để hình thành 1 đơn vị thống nhất có cấu trúc chặt chẽ, ở đó các loài có cơ hội để phân hóa và tiến hóa.

c. Sự phân bố của các loài trong không gian

- Do nhu cầu sống khác nhau, các loài thường phân bố khác nhau trong không gian, tạo nên kiểu phân tầng (theo chiều thẳng đứng) hoặc những khu vực tập trung theo mặt phẳng ngang. Rừng mưa nhiệt đới thường phân thành nhiều tầng. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của các loài động vật sống trong đó như: Côn trùng, chim ăn côn trùng và nhiều loài thú sống kiểu leo trèo như: khỉ, vượn, sóc bay, cầy bay…

- Theo mặt phẳng ngang, các loài thường tập trung ở những nơi có điều kiện sống thuận lợi như: đất màu mỡ, nhiệt độ và độ ẩm thích hợp… Do sống tập trung, các loài sinh vật phải chia sẻ nguồn thức ăn, nhưng chúng lại có những lợi ích khác như chống lại tác động cơ học bất lợi, tích lũy được nhiều hơn các chất dinh dưỡng. Ví dụ: trên các bãi bồi ven biển, các loài cây ngập mặn quần tụ với nhau, hình thành quần xã cây ngập mặn. Nhờ vậy, cây khai thác tốt nguồn dinh dưỡng và làm giàu cho đất bằng các sản phẩm rơi rụng (lá, quả…), đồng thời sự quần tụ còn giúp cho chúng chống chọi được gió to, sóng lớn.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Bài 1:

Hãy trình bày các đặc trưng cơ bản của quần xã về thành phần loài.

                                                       Hướng dẫn giải

- Các đặc trưng về thành phần loài biểu thị mức độ đa dạng của quần xã.

- Sự thay đổi về thành phần loài cho biết tính ổn định, biến động hay suy thoái của quần xã.

Các đặc trưng chủ yếu về thành phần loài gồm:

a) Loài ưu thế: Là những loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc do hoạt động mạnh của chúng.

Ví dụ: Đối với các quần xã trên cạn, thực vật có hạt thường là các loài ưu thế, vì chúng quyết định khí hậu của môi trường.

b) Loài đặc trưng: Là loài chỉ có ở một quần xã nào đó.

Ví dụ: Cây cọ là loài đặc trưng của quần xã vùng đồi Vĩnh Phú.

c) Độ phong phú:

- Là tỉ lệ phần trăm số cá thể của loài đó so với tổng số cá thể sinh vật trong quần xã.

- Độ phong phú của các loài trong một quần xã thường được chia thành các bậc và có kí hiệu sau:

O: Không có +: Hiếm  
++: Không nhiều +++: Nhiều ++++: Rất nhiều

Bài 2:

Nêu các đặc trưng cơ bản của quần xã về các kiểu phân bố cá thể, qua đó cho biết ý nghĩa của cấu trúc phân tầng trong quần xã.

                                                            Hướng dẫn giải

1. Các kiểu phân bổ

a- Phân bố theo chiều thẳng đứng:

- Rừng nhiệt đới có 5 tầng gồm: Tầng cỏ, tầng cây bụi và 3 tầng gỗ. Sự phân tầng thẳng đứng giúp sinh vật thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau.

- Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của động vật.

b- Phân bố theo chiều ngang:

- Đó là sự phân bố sinh vật ở các ao, hồ, sông, biển; phân bố sinh vật ở chân núi, sườn núi, đỉnh núi.

- Sinh vật được phân bố theo chiều ngang thường tập trung ở nơi có có điều kiện sống thuận lợi.

2. Ý nghĩa của cấu trúc phân tầng

Giảm mức độ cạnh tranh giữa các loài và sử dụng nguồn sống của môi trường có hiệu quả cao.  

 1. Khái niệm

      * Phân biệt quần xã sinh vật với quần thể sinh vật

Quần xã sinh vật

Quần thể sinh vật

   Quần xã sinh vật là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau cùng sống trong một không gian nhất định (gọi là sinh cảnh). Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.

   Ví dụ:  quần xã núi đá vôi, quần xã vùng ngập triều, quần xã hồ, quần xã rừng liêm, quần xã đồng cỏ, quần xã cây bụi ...

   Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể trong cùng một loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm nhất định. Các cá thể trong quần thể có khả năng giao phối tự do với nhau để sinh sản tạo thành những thế hệ mới.

  Ví dụ: quần thể các cây thông, quần thể chó sói, quần thể trâu rừng ...

2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã

       Các đặc trưng cơ bản của quần xã gồm có:

     a) Đặc trưng về thành phần loài trong quần xã

         Thành phần loài trong quần xã biểu thị qua số lượng các loài trong quần xã và số lượng cá thể của mỗi loài. Đặc trưng này biểu thị mức độ đa dạng của quần xã, quần xã có thành phần loài càng lớn thì độ đa dạng càng cao.         

         Do nhiệt độ, lượng mưa cao và khá ổn định nên các quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài hơn so với các quần xã phân bố ở vùng ôn đới. Tuy nhiên, trong một sinh cảnh xác định khi số loài tăng lên, chúng phải chia xẻ nhau nguồn sống, do đó số lượng cá thể của mỗi loài phải giảm đi.

         Các đặc điểm chủ yếu về thành phần loài bao gồm:

         - Loài ưu thế:  loài đóng vai trò quan trọng trong quần xã do có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn, hoặc do hoạt động mạnh của chúng. Trong các quần xã trên cạn, loài thực vật có hạt chủ yếu  thường là loài ưu thế, vì chúng ảnh hưởng rất lớn tới khí hậu của môi trường. Quần xã rừng thông với các cây thông là loài chiếm ưu thế, các loài cây khác chỉ mọc lẻ tẻ hoặc dưới tán và chịu ảnh hưởng của cây thông.

        - Loài thứ yếu:  đóng vai trò thay thế cho nhóm loài ưu thế khi nhóm này suy vong vì một nguyên nhân nào đó

        - Loài ngẫu nhiên :  có tần suất xuất hiện và độ phong phú rất thấp, nhưng sự có mặt của chúng lại làm tăng mức đa dạng cho quần xã.

        - Loài chủ chốt : là một hoặc một vài loài nào đó  (thường là vật ăn thịt đầu bảng) có vai trò kiểm soát và khống chế sự phát triển của các loài khác, duy trì sự ổn định của quần xã. Nếu loai fnày bị mất khỏi quần xã thì quần xã sẽ rơi vào trạngthái bị xáo trộn và dễ rơi vào tình trạng mất cân bằng.

         - Loài đặc trưng :  loài chỉ có ở một quần xã nào đó. Cây cọ là loài đặc trưng của quần xã vùng đồi Vĩnh Phú, tràm là loài đặc trưng của quần xã rừng U Minh.

       * Để đánh giá vai trò số lượng của các loài trong quần xã, các nhà Sinh thái học đưa ra một số khái niệm sau đây:

         + Tần suất xuất hiện (hay độ thường gặp): là tỉ số (%) của một loài gặp trong các điểm khảo sát so với tổng số các điểm khảo sát so với tổng số các điểm khảo sát. Ví dụ, trong 80 điểm khảo sát, cỏ lồng vực có mặt ở 60 điểm. Vậy tần suất xuất hiện là 60/80 hay 75%.

         + Độ phong phú của loài (hay mức giàu có): là tỉ số (%) về số cá thể của một loài nào đó so với tổng số cá thể của tất cả các loài có trong quần xã:

           Trong đó, D- độ phong phú của loài trong quần xã (%), ni - số cá thể của loài i trong quần xã, N - số lượng cá thể của tất cả các loài trong quần xã.

            Độ phong phú của loài được biểu thị bằng các chỉ số định tính: hiếm (+), hay gặp (++), gặp nhiều (+++), gặp rất nhiều (++++). Loài có độ phong phú cao là loài có tỉ lệ % số cá thể cao hơn hẳn so với các loài khác trong quần xã. Trong quần xã rừng thông, thông là loài ưu thế nhưng đồng thời cũng là loài có độ phong phú cao.

     b) Sự phân bố các loài trong không gian

            Sự phân bố các loài trong không gian làm giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường. Có các kiểu phân bố:

Phân bố theo chiều thẳng đứng

Phân bố theo chiều ngang

     - Ở quần xã rừng mưa nhiệt đới phân thành nhiều tầng cây, mỗi tầng cây thích nghi với mức độ chiếu sáng khác nhau trong quần xã. Từ trên cao xuống thấp có tầng vượt tán, tầng táng rừng, tầng dưới tán, tầng thảm xanh. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của các loài động vật sống trong rừng, nhiều loài chim, côn trùng sống trên tán các cây cao; khỉ, vượn, sóc sống leo trèo trên cành cây; trong khi đó có nhiều loài động vật sống trên mặt đất và trong các tầng đất.

    - Ở quần xã biển, sinh vật phân bố theo độ sâu của nước tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng ánh sáng của từng loài. Ở lớp nước mặt có tảo lục, tảo lam;  xuống sâu hơn có tảo nâu; lớp nước có ánh sáng yếu nhất dưới cùng có tảo đỏ.

    - Trên đất liền sinh vật phân bố thành các vùng khác nhau trên mặt đất, mỗi vùng có số lượng sinh vật phong phú khác nhau, chịu ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên.

    - Ở quần xã biển, vùng gần bờ thành phần sinh vật rất phong phú, ra khơi xa số lượng các loài ít dần.

    c) Quan hệ dinh dưỡng

           Quần xã sinh vật gồm nhiều nhóm có các quan hệ dinh dưỡng khác nhau:

             + Nhóm các sinh vật sản xuất bao gồm cây xanh có khả năng quang hợp và một số vi sinh vật tự dưỡng.

             + Nhóm các sinh vật tiêu thụ bao gồm các sinh vật ăn thịt các sinh vật khác như động vật ăn thực vật, động vật ăn động vật.

             + Nhóm sinh vật phân giải là những sinh vật dị dưỡng, phân giải các chất hữu cơ có sẵn trong thiên nhiên. Thuộc nhóm này có nấm, vi khuẩn, một số động vật đất...

3. Quần xã vùng nhiệt đới so với vùng ôn đới

Do nhiệt độ, lượng mưa cao và khá ổn định, sinh cảnh đa dạng hơn nên các quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài hơn so với các quần xã phân bố ở vùng ôn đới.

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.