BÀI 23. HỆ SINH THÁI

Mở đầu: Khi đi vào một khu rừng, em có thể quan sát thấy rất nhiều loài sinh vật (như thực vật, động vật) và các nhân tố vô sinh (như đất, nước, ánh sáng,...). Các thành phần này tương tác với nhau như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Các nhân tố vô sinh quyết định sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật, và sinh vật cũng có thể ảnh hưởng đến các nhân tố vô sinh.

I. KHÁI QUÁT VỀ HỆ SINH THÁI

Câu 1: Quan sát hình 23.1, kể tên một số nhóm sinh vật trong quần xã và nhân tố vô sinh. Giải thích tại sao khu vực này được xem là một hệ sinh thái.

Đáp án chuẩn:

- Các nhóm sinh vật trong quần xã: ngựa vằn, trâu rừng, cỏ,...

- Nhân tố vô sinh: nước, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm,...

- Khu vực này được coi là một hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và môi trường vô sinh tương tác với nhau trong một không gian nhất định.

Câu 2: Phân biệt hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo. Nêu một số ví dụ về hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo.

Đáp án chuẩn:

II. TRAO ĐỔI VẬT CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI

Câu 1: 

• Quan sát và vẽ ít nhất hai chuỗi thức ăn có trong hình 23.5.

• Xác định ít nhất một loài là mắt xích chung của các chuỗi thức ăn.

Đáp án chuẩn:

- Chuỗi thức ăn:

1. Tảo → Ấu trùng ruồi → Côn trùng → Cá hồi.

2. Tảo → Ấu trùng ruồi → Cá gai → Cá hồi.

- Mắt xích chung: côn trùng, cá gai, ấu trùng ruồi, cá rutilut.

Luyện tập: Vẽ một chuỗi thức ăn và một lưới thức ăn đơn giản với các sinh vật quan sát được trong một hệ sinh thái ở địa phương.

Đáp án chuẩn:

- Chuỗi thức ăn:

- Lưới thức ăn: cỏ → côn trùng → chim → đại bàng.

Câu 2: Dựa vào thông tin ở hình 23.6, hãy mô tả khái quát dòng năng lượng đi vào và đi ra khỏi hệ sinh thái.

Đáp án chuẩn:

Năng lượng từ ánh sáng mặt trời được chuyển hóa thành năng lượng hóa học bởi các sinh vật sản xuất trong hệ sinh thái. Qua lưới thức ăn, năng lượng hoá học được truyền qua các sinh vật khác trong hệ sinh thái. Cuối cùng, năng lượng được thải ra môi trường dưới dạng nhiệt.

Câu 3: Phân biệt các dạng tháp sinh thái.

Đáp án chuẩn:

Có ba dạng tháp sinh thái:

- Tháp năng lượng: Biểu diễn sản lượng của mỗi bậc dinh dưỡng.

- Tháp sinh khối: Biểu diễn sinh khối của các bậc dinh dưỡng trên một đơn vị diện tích hoặc thể tích.

- Tháp số lượng: Biểu diễn số lượng hoặc mật độ cá thể của các bậc dinh dưỡng.

III. SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA HỆ SINH THÁI

Câu 1: Nêu một số nguyên nhân bên trong và nguyên nhân bên ngoài dẫn đến diễn thế sinh thái.

Đáp án chuẩn:

- Nguyên nhân bên ngoài: Thường liên quan đến các hiện tượng bất thường của môi trường như bão, lũ lụt, cháy rừng, ô nhiễm,...

- Nguyên nhân bên trong: Sự cạnh tranh giữa các loài trong quần xã.

Luyện tập: Lấy một ví dụ về diễn thế sinh thái ở địa phương em. Phân tích sự biến đổi cơ bản về quần xã sinh vật trong quá trình diễn thế sinh thái.

Đáp án chuẩn:

Sau đám cháy rừng U Minh, quần xã tiên phong xuất hiện trên lớp mùn đất cháy, sau đó phát triển dần và giúp rừng phục hồi.

Câu 2: Hãy cho biết nếu trong 10 năm tới nồng độ CO₂ tiếp tục biến đổi theo xu hướng như trong hình 23.9 thì nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ thay đổi như thế nào?

Đáp án chuẩn:

Nếu trong 10 năm tới nồng độ CO₂ tiếp tục biến đổi theo xu hướng như trong hình 23.9 thì nhiệt độ trung bình toàn cầu sẽ tăng.

Luyện tập: Sự ấm lên toàn cầu, phì dưỡng và sa mạc hóa ảnh hưởng thế nào đến sự cân bằng của các hệ sinh thái?

Đáp án chuẩn:

- Sự ấm lên toàn cầu gây tan băng, dâng cao mực nước biển và thời tiết khắc nghiệt.

- Phì dưỡng dẫn đến giảm đa dạng thực vật và ô nhiễm nguồn nước.

- Sa mạc hóa do biến đổi khí hậu và hoạt động con người như chặt phá rừng và chăn nuôi quá mức.

IV. THỰC HÀNH THIẾT KẾ HỆ SINH THÁI NHÂN TẠO

1. Cơ sở lý thuyết

Quần xã sinh vật và các yếu tố vô sinh của môi trường tác động qua lại với nhau. Quần xã bao gồm các sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải. Để xây dựng một hệ sinh thái, cần thiết lập một quần xã sinh vật đơn giản và các điều kiện môi trường để duy trì sự tồn tại của quần xã.

2. Các bước tiến hành

- Chuẩn bị:

 + Nguyên vật liệu: bể kính, đất, cát, đá, nước.

 + Dụng cụ, thiết bị: lam kính, lamen, ống hút, kính hiển vi, thiết bị chụp ảnh (nếu có).

 + Sinh vật: cây sen nhỏ (2-4 cây), bèo tấm (100-200 cây), ốc (10 con), cá (10 con).

- Tiến hành:

 + Tạo sinh cảnh đáy bể: Đổ đất và cát với độ dày 10 cm, thêm đá và cành cây khô để tạo tiểu cảnh.

 + Tạo nhóm sinh vật sản xuất bằng cách trồng cây sen quanh bể và thả bèo tấm trên mặt đất.

 + Đổ nước vào bể nhẹ nhàng để tạo độ sâu 20 cm.

 + Thêm các sinh vật tiêu thụ (ốc, cá) vào bể.

 + Đặt bể ở nơi có ánh sáng vừa phải. Theo dõi sự thay đổi của các sinh vật sau 1 tuần và chụp ảnh hệ sinh thái.

 + Sau khi xây xong bể, lấy mẫu nước từ 5 vị trí khác nhau trong bể và quan sát các vi sinh vật trên kính hiển vi. Sau 1 tuần, lặp lại quá trình lấy mẫu và quan sát vi sinh vật.

3. Báo cáo

Câu 1: So sánh thành phần và số lượng cá thể của các sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ ở thời điểm mới xây xong bể và thời điểm sau 1 tuần.

Đáp án chuẩn:

Thành phần loài không thay đổi, số lượng cá tăng, số lương cây thủy sinh giảm.

Câu 2: So sánh thành phần sinh vật ở hai lần quan sát, bao gồm các loài sen, bèo tấm, ốc, cá và các vi sinh vật khác (nếu có).

Đáp án chuẩn:

Thành phần loài không thay đổi sau hai lần quan sát. 

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Thiết kế hệ sinh thái nhân tạo (bể cá).

- Nhóm thực hiện:

- Kết quả và thảo luận: Thiết lập thành công hệ sinh thái nhân tạo với các loài không thay đổi sau hai lần quan sát.

- Kết luận:

 + Cần nghiên cứu kỹ tập tính của từng loài cá khi lựa chọn nuôi.

 + Cần có kế hoạch kiểm soát sinh trưởng và phát triển của các sinh vật trong bể cá.

 + Đề nghị dọn dẹp bể cá định kỳ để duy trì môi trường sống cho các sinh vật.

Vận dụng: Bảng 23.1 thể hiện năng lượng của một số thành phần khác nhau trong hệ sinh thái đầm lầy nước mặn.

• Nhận xét hiệu suất sinh thái giữa các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái này.

• Vẽ tháp sinh thái năng lượng tương ứng với các bậc dinh dưỡng.

Đáp án chuẩn:

• Hiệu suất sinh thái giảm mạnh qua các bậc dinh dưỡng.

• Tháp sinh thái năng lượng: