Sinh thái học là gì? Cấu trúc, vai trò và ý nghĩa sinh thái học

Sinh thái học là gì? Cấu trúc, vai trò và ý nghĩa sinh thái học
1. Khái niệm sinh thái học
Sinh thái học là thuật ngữ được nhà sinh học người Đức Haken (Ernst
Haekel) đặt ra năm 1866, dựa trên hai từ Hy Lạp là oikos có nghĩa là "nhà"
hay "nơi để sống" và logos có nghĩa là "nghiên cứu [về] ". Do đó với nghĩa
đen, sinh thái học có nghĩa là sự nghiên cứu về các sinh vật ở "nhà" của
chúng. Sinh thái học thường quan tâm đến các nguyên Ií tổng quát áp dụng
cho hệ động vật và thực vật.
Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu ảnh hưởng qua lại giữa một cá thể
sinh vật hoặc các loài riêng lẻ với các thành phần sống và không sống của
môi trường xung quanh. Hay nói cách khác, sinh thái học là sự nghiên cứu về các hệ sinh thái.
Sinh thái học là khoa học tổng hợp về quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi
trường và giữa các sinh vật với nhau, là khoa học cơ sở cho công tác bảo vệ
tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
Đây được xem là môn học về cấu trúc của thiên nhiên. Nói một cách khái
quát và chính xác hơn đó là mối quan hệ qua lại và sự tác động lẫn nhau
giữa các hệ thống vật chất sống ở cấp độ cơ thể và trên cơ thể (loài, quần thể,
quần xã, hệ sinh thái) với những điều kiện của môi trường sống xung quanh.
Con người và xã hội loài người là những hệ thống vật chất sống, tồn tại trong
tự nhiên (sinh quyển) với tư cách là những cơ thể hoàn chỉnh.
2. Cấu trúc của sinh thái học
Cấu trúc của sinh thái học gồm ba mức độ chồng lên nhau theo ba lớp nằm
ngang với mức độ tố chức sinh học khác nhau từ cá thể đến quần thế và
quần xã rồi đến hệ sinh thái. Từ trên xuống cấu trúc được chia ra các nhóm
tương ứng với hình thái, chức năng, phát triển điều hoà và tiện nghi. Ví dụ
nhóm hình thái ở mức độ quần xã là đỉnh số lượng và mật độ tương đối của
loài. Nhóm chức năng giải thích mối quan hệ tương hỗ giữa các quần thể, thú
dữ và con người. Nhóm phát triển là quá trình diễn thể của quần xã. Nhóm
điều hoà là sự điều chỉnh để tiến tới thế cân bằng. Nhóm thích nghi là quá
trình tiến hoá, khả năng chọn lọc sinh thái, chống kẻ thù. Còn nhóm chức
năng thì mức độ hệ sinh thái là chu trình vật chất và chu trình năng lượng,
mức độ quần xã là quan hệ vật du, con mồi và cạnh tranh giữa các loài, ở
mức độ quần thế là sinh sản, tử vong, di cư, nhập cư, có thể là sinh lý tập
tính của cá thể. Như vậy, mỗi một mức độ tổ chức sinh thái có đặc điểm cấu trúc và chức năng riêng
Cấu trúc của sinh thái học được tổ chức theo các mức độ khác nhau: – Cá thể
– Quần thể: là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng
không gian xác định, vào một thời gian nhất định, có khả năng sinh sản và tạo ra thế hệ mới
– Quần xã: là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau,
cùng sống trong một không gian (sinh cảnh) và thời gian nhất định. Các quần
thể sinh vật trong quần xã có quan hệ, tác động qua lại lẫn nhau và với môi
trường để tồn tại (hay nói cách khác, sinh vật trong quần xã thích nghi với
môi trường) và phát triển ổn định qua thời gian, do đó quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.
Ví dụ: các loài động vật, thực vật, nấm, vi khuẩn, các loài cỏ sống ven hồ, các
loài động thực vật, vi sinh vật ở đáy hồ…là những quần xã sinh vật. Rừng
ngập mặn với nhiều loài sinh vật cùng chung sống. Rừng trên núi đá vôi với
nhiều loài thực vật, động vật là quần xã sinh vật.
– Hệ sinh thái: là một hệ thống bao gồm sinh vật và môi trường tác động lẫn
nhau mà ở đó thực hiện vòng tuần hoàn vật chất và dòng năng lượng. Hệ
sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của nó. Xét về cấu trúc, hệ
sinh thái bao gồm 4 thành phần:
+ Môi trường: bao gồm các yếu tố vô sinh tồn tại trong tự nhiên tổ hợp lại
thành môi trường sống như khí hậu, thủy văn, đất đai,…
+ Sinh vật sản xuất: là những sinh vật tự dưỡng, gồm các loài thực vật có
màu xanh và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp.
+ Sinh vật tiêu thụ: là những sinh vật dị dưỡng bao gồm tất cả các loài động
vật và những vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói
một cách khác, chúng tồn tại được là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do các
sinh vật tự dưỡng tạo ra, bao gồm các loại:
Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (những loài động vật ăn thực vật);
Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (những sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 1 làm thức ăn)
Sinh vật tiêu thụ bậc 3 và 4 (sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ vậc 2
làm thức ăn; cũng có thể là ký sinh trùng sống ký sinh trên sinh vật tiêu thụ
bậc 1 hoặc bậc 2 hoặc động vật ăn xác chết).
+ Vật phân hủy: là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh
Mặt khác, cấu trúc sinh học cũng có thể chia thành 5 nhóm:
– 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 quần xã.
Sự diễn thế là sự biến động của quần xã trong quá trình phát triển của nó.
Diễn thế là sự biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn khác nhau
cùng với quá trình biến đổi khí hậu, thổ nhưỡng và địa chất.
Tính chất của diễn thế:
+ Diễn biến theo một xu hướng xác định nên có thể dự đoán
+ Sự thay đổi môi trường vật lý quyết định đặc điểm của diễn thế
Các loại diễn thế: Diễn thế nguyên sinh; Diễn thế thứ sinh; Diễn thế phân hủy Nguyên nhân:
+ Sự tác động của ngoại cảnh, đào thải các sinh vật kém thích nghi
+ Tác động của quần xã lên ngoại cảnh là quần xã biến đổi môi trường thành sinh cảnh mới
– 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.
3. Vai trò, ý nghĩa của sinh thái học
Cũng như các khoa học khác, những kiến thức của sinh thái học đã và đang
đóng góp to lớn cho nền văn minh của nhân loại trên cả hai khía cạnh: lý luận
và thực tiễn. Cùng với các lĩnh vực khác trong sinh học, sinh thái học giúp
chúng ta ngày càng hiểu biết sâu sắc về bản chất của sự sống trong mối
tương tác với các yếu tố của môi trường, cả hiện tại và quá khứ, trong đó bao
gồm cuộc sống và sự tiến hoá của con người.
Hơn nữa, sinh thái học còn tạo nên những nguyên tắc và định hướng cho
hoạt động của con người đối với tự nhiên để phát triển nền văn minh ngày
một cao theo đúng nghĩa hiện đại của nó, tức là không làm huỷ hoại đến đời
sống sinh giới và chất lượng của môi trường.
Trong cuộc sống, sinh thái học đã có những thành tựu to lớn được con người
ứng dụng vào những lĩnh vực như:
– Sinh thái học giúp nâng cao năng suất vật nuôi và cây trồng trên cơ sở cải
tạo các điều kiện sống của chúng.
– Sinh thái học giúp hạn chế và tiêu diệt các dịch hại, bảo vệ đời sống cho vật
nuôi, cây trồng và đời sống của cả con người.
– Thuần hóa và di giống các loài sinh vật.
– Sinh thái học là cơ sở khoa học cho việc bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn
tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là duy trì và nâng cao tính đa dạng sinh học,
bảo vệ và khôi phục các loài động thực vật quý hiếm.
– Sinh thái học giúp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường. Hiện nay, cùng với sự
phát triển của mình, con người không ngừng tác động vào thế giới tự nhiên
và làm biến đổi chúng, gây ra những khủng hoảng sinh thái nghiêm trọng như:
tình trạng khan hiếm và cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên và nạn ô
nhiễm nặng nề môi trường sống đã lên đến mức báo động, đặc biệt là cạn
kiệt rừng, đất đai, nước ngọt và sạch, tài nguyên khoáng sản, đa dạng sinh
học; nạn ô nhiễm (ô nhiễm môi trường nước là nguy hiểm và nghiêm trọng
nhất, ô nhiễm không khí và chất thải rắn từ quá trình chế biến tài nguyên
khoáng sản, từ sản xuất và tiêu dùng). Có thể nói sinh thái học là cơ sở cho
việc nghiên cứu các biện pháp bảo vệ môi trường khỏi những tác nhân như trên.
– Sinh thái học làm chậm quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo Công ước
khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu thì biến đổi khí hậu là những
ảnh hưởng có hại của sự thay đổi khí hậu, là những biến đổi trong môi
trường vật lý hoặc sinh học gây nên những hậu quả tiêu cực đáng kể đến
thành phần, chất lượng, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh
thái tự nhiên và đến hoạt động của các hệ thống kinh tế – xã hội, đến sức
khỏe và hạnh phúc của con người. Báo cáo lần thứ tư của Ủy ban Liên chính
phủ về biến đổi khí hậu năm 2007 đã đánh giá cho thấy hơn 90% tác nhân
gây ra biến đổi khí hậu ngày nay là do hoạt động của con người; 3/4 lượng
CO2 phát thải vào khí quyển là do con người đã sử dụng quá nhiều nhiên liệu
hóa thạch, phần còn lại là do chặt phá rừng bừa bãi, do cháy rừng…
– Sinh thái học là cơ sở khoa học cho việc xây dựng quan hệ giữa con người
với tự nhiên. Mọi hoạt động của con người đều có quan hệ tác động qua lại
với môi trường tự nhiên. Mối quan hệ này được xem là gắn bó thân thiết và
cả hai đều chịu ảnh hưởng của nhau. Chính vì vậy, bảo vệ môi trường tự
nhiên cũng là bảo vệ cuộc sống con người. Điều này đồng nghĩa với việc con
người cần làm sao cho thiên nhiên ngày càng phong phú và phát triển đảm
bảo vệ sinh cần thiết cho môi trường. Từ đó, con người cũng sẽ có cuộc sống tươi đẹp.
Sinh thái học giờ đây là cơ sở khoa học, là phương thức cho chiến lược phát
triển bền vững của xã hội con người đang sống trên hành tinh kỳ vĩ này của hệ thái dương.
4. Định nghĩa về hệ sinh thái
Sinh vật được nghiên cứu ở 6 mức khác nhau bao gồm: cá thể, quần thể,
quần xã, hệ sinh thai, quần xã sinh vật và sinh quyển.
– Cá thể là một cây hoặc một con thuộc một loài cụ thể.
– Quần thể là tập hợp các cá thể thuộc cùng một loài.
– Quần xã là các quần thể loài khác nhau cùng tồn tại.
– Hệ sinh thái là một số quần xã khác nhau chung sống trong cùng một khu vực.
– Quần xã sinh vật là các hệ sinh thái khác nhau cùng tồn tại trong một vùng
địa lý, có chung điều kiện khí hậu.
– Sinh quyển là toàn bộ các quần xã sinh vật khác nhau trên trái đất cũng là
mức tổ chức cao nhất. Nó là lóp mỏng có sự sống tạo thành bể mặt ngoài
của Trái Đất chúng ta. Như vậy có thể định nghĩa:
Hệ sinh thái là hệ thống quần thể sinh vật sống chung và phát triển trong mỏi
trường nhất định, quan hệ tương tác với nhau và với môi trường đó. Trong
sinh quyển có nhiều hệ sinh thái, nhưng chủ yếu có hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo.
– Hệ sinh thái tự nhiên bao gồm các hệ sinh thái nguyên sinh như sông, hồ,
đồng cỏ, biển, rừng nguyên sinh hay hệ sinh thái tự nhiên đã được cải tạo,
tạo điều kiện thuận lợi để phát triển.
Hệ sinh thái nhân tạo là hệ sinh thái do con người tạo ra, mới hoàn toàn nhu
hệ sinh thái đô thị, hệ sinh thái trong các công trình xử lý chất thải….
5. Cấu trúc của hệ sinh thái
Cấu trúc của hệ sinh thái gồm các thành phần: môi trường, vật sản xuất, vật
tiêu thụ và vật phân huỷ.
– Môi trường: Bao gồm các nhân tố sinh thái của sinh cảnh như đất, nước,
không khí, tiếng ồn. Môi trường đáp ứng tất cả các yêu cầu của sinh vật trong hệ sinh thái.
– Vật sản xuất: Bao gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp được chất hữu
cơ nhờ năng lượng mặt trời đê’ tự xây dựng lấy cơ sở của mình như các vi
sinh vật và cây xanh. Vật sản xuất là các sinh vật tự dưỡng.
– Vật tiêu thụ: Bao gồm các động vật dụng các chất hữu cơ lấy trực tiếp hay
gián tiếp từ vật sản xuất. Vật tiêu thụ là các sinh vật dị dưỡng; có vật tiêu thụ
cấp 1 là các loài động vật ăn thực vật và vật tiêu thụ cấp 2 là các loài động
vật ăn động vật và thực vật.
– Vật phân huỷ: Bao gồm các vi khuẩn và nấm. Chúng phân huỷ các phế thải
và xác chết của vật sản xuất và vật tiêu thụ.
Document Outline

• Sinh thái học là gì? Cấu trúc, vai trò và ý nghĩa
  • 1. Khái niệm sinh thái học
  • 2. Cấu trúc của sinh thái học
  • 3. Vai trò, ý nghĩa của sinh thái học
  • 4. Định nghĩa về hệ sinh thái
  • 5. Cấu trúc của hệ sinh thái