01/06/2014

Các kiểu chính của hệ sinh thái

he-sinh-thai
Mô hình hệ sinh thái
Hệ sinh thái luôn là hệ động lực mở và tự điều chỉnh, bởi vì trong quá trình tồn tại và phát triển, hệ phải tiếp nhận cả nguồn vật chất và năng l­ượng từ môi trư­ờng. Điều này làm cho hệ sinh thái hoàn toàn khác biệt với hệ vật chất có trong tự nhiên. Hoạt động của hệ sinh thái tuân theo các định luật thứ nhất và thứ hai của nhiệt động học. Định luật một cho rằng, năng lượng không tự sinh ra và cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác, còn định luật thứ hai có thể phát biểu dư­ới nhiều cách, song trong sinh thái học cho rằng, năng l­ượng chỉ có thể truyền từ dạng đậm đặc sang dạng khuếch tán, ví dụ, nhiệt độ chỉ có thể truyền từ vật nóng sang vật lạnh, chứ không có quá trình ng­ược lại.
Bản thân HST hoàn chỉnh và toàn vẹn như­ một cơ thể, cho nên tồn tại trong tự nhiên, hệ cũng có một giới hạn sinh thái xác định. Trong giới hạn đó, khi chịu một tác động vừa phải từ bên ngoài, hệ sẽ phản ứng lại một cách thích nghi bằng cách sắp xếp lại các mối quan hệ trong nội bộ và toàn thể hệ thống phù hợp với môi tr­ường thông qua những “mối liên hệ ngư­ợc” để duy trì sự ổn định của mình trong điều kiện môi trường biến động. Tất cả những biến đổi trong hệ xảy ra như­ trong một “hộp đen” mà kết quả tổng hợp của nó là “sự trả lời” hay “đầu ra” t­ương ứng với những tác động (hay “đầu vào” lên hệ thống. Trong sinh thái học ngư­ời ta gọi đó là quá trình “nội cân bằng”.
Những tác động quá lớn, vư­ợt ra khỏi sức tải hệ không thể tự điều chỉnh được bị suy thoái rồi nếu còn tiếp tục bị tác động thì sẽ bị huỷ diệt
            Mô hình 1.8 phản ảnh theo không gian và thời gian của hệ mở nhưng có sự tự điều chỉnh và, có quan hệ với các hệ thống khác. Vật chất trong hệ chuyển động theo chu trình, còn năng lượng chuyển hoá và ra khỏi hệ dưới dạng nhiệt (Kormondy, 1974)
Các HST thường được đặc trư­ng bởi mức độ cấu trúc và sự sắp xếp các chức năng hoạt động của mình một cách xác định giới thiệu ở mục 1.4.1. Cấu trúc của hệ phụ thuộc vào đặc tính chung của môi tr­ường vật lý cũng như­ sự biến đổi của các gradien thuộc các điều kiện sống (như­ nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, độ cao) theo chiều thẳng đứng và theo chiều nằm ngang. Tổ chức các hoạt động chức năng của hệ đ­ược thiết lập phù hợp với các quá trình mà chúng đảm bảo cho chu trình vật chất đư­ợc quay vòng và năng lượng được chuyển hoá. Do hoạt động của hệ, tr­ước hết là của quần xã sinh vật, các nguyên tố hoá học di chuyển không ngừng d­ưới dạng các chu trình để tạo nên các hợp chất hữu cơ từ các chất khoáng và n­ước, còn năng lư­ợng từ dạng nguyên khai (ánh sáng Mặt trời) đư­ợc chuyển hoá thành dạng năng l­ượng hoá học chứa trong cơ thể thực, động vật thông qua các quá trình quang hợp (ở thực vật) và đồng hoá (ở động vật) rồi chuyển hoá thành nhiệt thông qua quá trình hô hấp của chúng. Các quá trình đó đã tạo nên những mối quan hệ dinh dưỡng (quan hệ thức ăn) trong HST và thể hiện bằng chuỗi và lưới thức ăn (hình 1.9). Chính vì lẽ đó, bất kỳ một hệ thống nào của động, thực vật và vi sinh vật với các điều kiện thiết yếu của môi tr­ường vật lý dù rất đơn giản, như­ một phần tử phế liệu (detritus) chẳng hạn, hoàn thành một chu trình sống hoàn chỉnh thì đều đư­ợc xem là một HST thực thụ.
Ngoài cấu trúc theo thành phần, HST còn có kiểu cấu trúc theo chức năng
1.        Quá trình chuyển hoá năng lượng
2.        Xích thức ăn
3.        Các chu trình sinh địa hoá.
4.        Sự phân hoá trong không gian và theo thời gian
5.        Các quá trình phát triển và tiến hoá
6.        Các quá trình tự điều chỉnh.
Sự cân bằng của HST tự nhiên, nghĩa là mối quan hệ của quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại được hình thành và ít thay đổi từ năm này đến năm khác, chính là kết quả cân bằng của 4 chức năng đầu (1-4).
Sự cân bằng còn là kết quả của các quá trình điều chỉnh, được diễn đạt bằng ngôn ngữ phân tích hệ thống như chuỗi các "mối liên hệ ngược" trong phạm vi của dòng năng lượng, trong các xích thức ăn, các chu trình sinh địa hoá và tính đa dạng của cấu trúc. Một hệ thống mới trong quá trình phát triển sẽ đạt đến trạng thái cân bằng ổn định, phải sau một thời gian dài tiến hoá thích nghi, trong đó bao gồm sự phát triển tương hỗ của các thành phần cấu trúc.
Mỗi một chức năng lại chứa đựng các yếu tố riêng và hoạt động khá đặc trưng. Chẳng hạn, đối với các chức năng thứ nhất, thứ 2 và thứ 3 nêu trên gồm sinh vật quang hợp, sinh vật ăn thực vật, vật ăn thịt, vật ký sinh, cộng sinh, sinh khối của chúng, và trong mối quan hệ khác, như sự bốc hơi nước, lượng mưa, sự xói mòn và trầm tích. Đối với chức năng 4 và 5 gồm các quá trình tăng trưởng và tái sản xuất vật chất, những tác nhân sinh học và vật lý đối với mức tử vong, sự di, nhập cư trong HST cũng như sự phát triển của các đặc tính thích nghi.
Do tính cấu trúc đa dạng của mình HST ngày càng hướng tới trạng thái cân bằng ổn định, nếu không những tác động mạnh, vượt ngưỡng sức chịu tải.
Quần xã sinh vật sống trong môi trường không chỉ thích nghi với mọi biến đổi của các yếu tố môi trường một cách bị động mà còn phản ứng lại một cách tích cực theo hướng đồng hoá và cải tạo môi trường để sống tốt hơn. Do đó, giữa môi trường và quần xã sinh vật, có mối liên quan chặt chẽ trên cơ sở tương tác lẫn nhau. Do vậy, các thành viên cấu trúc quần xã càng ở bậc tiến hoá cao, càng đứng cuối của thức ăn, càng có đóng góp lớn cho quần xã trong việc làm biến đổi môi trường. Con người là một sinh vật như thế. Con người đang sống dựa vào sinh quyển. Trong quá trình phát triển lịch sử của mình, con người đã làm cho sinh quyển biến đổi mạnh mẽ, khai thác đến khánh kiệt các dạng tài nguyên thiên nhiên và làm môi trường bị ô nhiễm, nhất là từ sau những cuộc cách mạng công nghiệp, cách mạng xanh, khám phá vũ trụ,... Theo E.P.Odum (1983), cho đến nay các thành phố lớn được con người tạo dựng nên chỉ là vật ô "ký sinh" của sinh quyển. Thành phố càng lớn thì nhu cầu của nó đối với môi trường xung quanh càng tăng và hiểm  hoạ càng lớn đối với "vật chủ" của mình.
he-sinh-thai-rung
Hình 1.9. Các mối quan hệ thức ăn trong HST
Như vậy, ngày nay yêu cầu phát triển bền vững đã trở thành vấn đề bức xúc, vấn đề sống còn đòi hỏi loài người có cách ứng xử khôn ngoan hơn, có trách nhiệm  cao hơn đối với thiên nhiên theo chức năng con người là thành viên quan trọng của sinh quyển của HST.
Tất cả sinh vật trên Trái đất đều liên quan chặt chẽ với nhau, gắn bó với nhau trong một hệ thống phức tạp. Để nghiên cứu về mối quan hệ giữa các vật với nhau sinh thái học xem xét mối quan hệ này ở những phạm vi khác nhau. Ở bậc cao nhất với phạm vi toàn Trái đất là sinh quyển (biosphere), tiếp đó là các đới sinh học (biom) và các đới thuỷ sinh (aquatic zone), sau cùng là các HST (ecosystem).
Đới sinh học-Khu sinh học (biom) và đới thuỷ sinh còn được gọi là HST vĩ mô (macroecosystem), hay nói một cách khác là trên Trái đất có các HST vĩ mô: HST trên cạn, HST thuỷ sinh (bao gồm HST ĐNN và HST biển-đại dương).
Xem:
Cấu trúc và chức năng Hệ Sinh thái
Đa dạng sinh học và Bảo tồn

0 nhận xét:

Post a Comment

Cảm ơn bạn đã để lại ý kiến, giúp chúng tôi cung cấp thông tin đầy đủ hơn nữa!