Đang tải... (xem toàn văn)
GIÁO TRÌNH THỦY SINH VẬT HỌC PHẦN 3
http://www.ebook.edu.vn 39 Chơng III : Quần thể, quần x và năng suất sinh học trong thuỷ vực. I. Quần thể sinh vật. 1. Khái niệm về quần thể: Theo E.P Odum 1971. Quần thể (Population) là nhóm cá thể của một loài ( hoặc các nhóm khác nhau, nhng có thể trao đổi thông tin di truyển), sống trong một khoảng không gian xác định, có những đặc điểm sinh thái đặc trng cho cả nhóm chứ không phải cho từng cá thể riêng biệt. 2. Cấu trúc quần thể: Quá trình hình thành quần thể là một quá trình lịch sử, quá trình này thể hiện mối quan hệ của một nhóm cá thể với môi trờng xung quanh. Mỗi quần thể có một tổ chức, một cấu trúc riêng, đặc trng cho quần thể. 2.1. Kích thớc và mật độ: a/ Kích thớc quần thể: Kích thớc của quần thể đợc xác định bởi số lợng hoặc tổng khối lợng của cá thể hình thành nên quần thể, phù hợp với không gian mà nó chiếm cứ. Những loài có kích thớc nhỏ thờng có số lợng đông nh vi khuẩn, tảo đơn bào, động vật nguyên sinh, nhng sinh khối nhỏ. Những loài có kích thớc cơ thể lớn thì số lợng không đông, nhng sinh vật lợng lại cao ( thân mền cỡ lớn, cá, thú biển). Kích thớc của các quần thể của một loài trong các vực nớc khác nhau hay trong các phần khác nhau của thuỷ vực thì rất khác nhau. Những quần thể thuỷ sinh vật sống trong các không gian rộng lớn thờng rất đông vì chúng có nguồn sống lớn. Trong vùng vĩ độ thấp, nơi mà môi trờng ổn định hơn, quần thể có số lợng ít hơn so với những quần thể sống trong vùng ôn đới. b/ Mật độ quần thể: Là số lợng cá thể trên một đơn vị diện tích hay thể tích. Mật độ đợc thể hiện bằng số lợng cá thể, đơn vị khối lợng hay năng lợng. Số lợng cá thể đặc trng cho khoảng cách trung bình của chúng, sinh vật l ợng chỉ mức độ tập trung của chất sống, còn năng lợng là chỉ đặc tính nhiệt động học của quần thể. Mỗi một đơn vị mật độ có ý nghĩa bổ xung cho nhau, làm sáng tỏ đặc tính mật độ quần thể sinh vật. Đặc điểm của quần thể thủy sinh vật là có mật độ cao không những ở nhóm sinh vật phân huỷ mà còn cả ở nhóm sinh vật sản xuất và tiêu thụ. Trong các thuỷ vực giàu chất hữu cơ, số lợng tảo có khi tới hàng trăm triệu cá thể/lit. Động vật nổi có khi tới vài trăm hoặc hàng nghìn cá thể/ lit. Tuy nhiên do kích thớc nhỏ, khối lợng của quần thể không lớn nh vi khuẩn chỉ đạt vài phần mời gam/lit, thực vật nổi, động vật nổi chỉ đạt hàng gam/lit. Chính mật độ lớn của thuỷ sinh vật và diện tích lớn của môi trờng nớc đã giải thích rằng mặc dù cờng độ sản sinh của sinh vật thuỷ sinh không lớn bằng sinh vật trên cạn nhng tổng sản lợng chất hữu cơ do thực vật sản sinh hàng năm trong thuỷ vực lại lớn hơn thực vật trên cạn tới 2 3 lần. 2.2. Cấu trúc không gian của quần thể: Các cá thể của quần thể phân bố trong không gian sống của mình có thể trong 3 kiểu sau đây: a/ Phân bố ngẫu nhiên: Trong kiểu phân bố ngẫu nhiên, xác suất để bắt gặp mỗi cá thể nh nhau. Kiểu phân bố này ít gặp. Thờng chỉ gặp ở những sinh cảnh trong đó các điều kiện sinh thái chủ yếu phân bố đồng đều. Mặt khác, quần thể của loài đó cũng không có đặc tính tập trung hoặc phân tán. http://www.ebook.edu.vn 40 b/ Phân bố đều: Trong điều kiện môi trờng đồng nhất, các thể có khuynh hớng phân bố cách biệt nhau và có khuynh hớng bảo vệ lãnh địa của mình . Kiểu này cũng ít gặp, thí dụ nh ở cá Gai Gasterosteus aculeatus một loại cá dữ , mỗi cá thể chiếm cứ một vùng sống nhất định kiểu phân bố đồng đều. c/ Phân bố theo nhóm: Là kiểu phân bố phổ biến nhất, các cá thể của quần thể tập trung thành từng nhóm. Các nhóm cá thể này phân bố ngẫu nhiên trong sinh cảnh. Kiểu phân bố này thích ứng với sự phân bố không đồng đều của các điều kiện sinh thái ( thức ăn, nhiệt độ, ánh sáng, nơi ở trong sinh cảnh). Hình 3 Các kiểu phân bố của quần thể Thuỷ sinh vật 2.3. Cấu trúc tuổi: Là tỉ lệ các nhóm tuổi của cá thể trong quần thể, cấu trúc tuổi của quần thể là đặc tính thích nghi của loài, thay đổi phụ thuộc vào trạng thái của môi trờng. Bodenhaimo 1938 đã dùng khái niệm tuổi sinh thái để chỉ thời gian trớc sinh sản, tuổi sinh sản và sau sinh sản. Trong điều kiện thuận lợi, khi mật độ gia tăng số lợng thì mật độ của những cá thể trẻ tơng đối cao, ngợc lại, khi số lợng tơng đối của nhóm tuổi trẻ thấp thì số lợng của quần thể bị rút ngắn do giảm mức sinh sản. ở vĩ độ thấp, do u thế là các quần thể có chu kì sống ngắn, khả năng khôi phục số lợng nhanh, số lợng các nhóm tuổi ít, điều đó cho phép chúng chịu nổi mức tử vong đáng kể trong điều kiện bị vật dữ ăn mòn mạnh.Trong vùng cực và vùng cận cực các quần thể có nhiều nhóm tuổi để duy trì tính ổn định cho quá trình tái sản xuất trong điều kiện môi trờng biến động. Trong điều kiện ổn định ở các loài, tỉ lê các nhóm cũng hớng đến sự ổn định và mang đặc tính của loài.Thí dụ ấu trùng phù du Ephemeraptera phát triển kéo dài từ một đến vài năm với 17 tuổi ( 16 lần lột xác trong nớc) còn dạng trởng thành thì chỉ sống một vài ngày. Một số cá thuộc họ Salmonidae không có thời kì sau sinh sản vì sau khi đẻ cá bố mẹ đều chết. 2. 4. Cấu trúc giới tính : http://www.ebook.edu.vn 41 Là tỉ lệ giữa cá thể đực và cá thể cái trong quần thể. Nhịp điệu tái sản xuất của quần thể tăng khi tăng số lợng của cá thể cái, song trong điều kiện đó sức sống của thế hệ con cháu lại giảm. Bởi vậy, trong điều kiện thuận lợi, ở nhiều loài động vật, cá thể cái thờng chiếm u thế thậm chí còn không có cá thể đực nh ở nhiều giáp xác bậc thấp và cả luân trùng, trong mùa hè hoàn toàn vắng con đực. Khi điều kiện sống xấu đi, số lợng tơng đối của con đực tăng lên, làm tăng sức sống của thế hệ con cháu chúng. Tỉ lệ giới tính của quần thể phụ thuộc vào tính di truyền của loài và đồng thời chịu sự chi phối của môi trờng ngoài. ở thuỷ sinh vật, biến đổi này rất quan trọng và rõ rệt đặc biệt đối với sự thay đổi của nhiệt độ thí dụ khi nhiệt độ 10 -12 0 C số lợng con đực của thế hệ sau của loài giáp xác Macrocyclops albidius là 40,2% còn ở nhiệt độ 25 28 0 C là 64,7%. ở động vật sinh sản lỡng tính, có sự thay đổi luân phiên giữa pha đực và pha cái thì cấu trúc giới tính phụ thuộc vào tuổi cá thể thí dụ ở tôm Pandalus borealis lần đầu tham gia sinh sản là con đực ở tuổi 2,5 tuổi. Sau đó đổi giới tính, lần sinh sản sau đẻ trứng. 3. Mối quan hệ trong nội bộ quần thể: Mối quan hệ nội bộ loài đợc thể hiện rất đa dạng bao gồm các mối tơng tác âm (đấu tranh trực tiếp về thức ăn, nơi ở, tranh giành con cái) và tơng tác dơng (hình thành bầy, đàn). a/ Đấu trang trực tiếp: Cuộc đấu tranh này cũng đa dạng: - Hiện tợng tự tỉa tha của thực vật: Khi mật độ vợt khỏi khả năng nuôi sống của môi trờng thì sẽ có hàng loạt cá thể bị tiêu diệt sớm hơn tuổi thọ. - Sự ăn đồng loại: Gặp ở nhiều loài cá, nh cá vợc Perca fluviatilis, cá măng Sudae, giáp xác, sao biểnTrong điều kiện nguồn thức ăn ít, những con trởng thành không khai thác đợc Plankton, đành ăn những con non của mình, kẻ dinh dỡng chính bằng plankton. - Đánh đuổi để chiếm đoạt thức ăn, nơi ở, con cái: Rất thờng gặp trong các thuỷ sinh vật nh ở cá chọi, cá cờ, cá gai, các loài cua, sao biểnThí dụ cua Pieumnus sayi đấu tranh dành nơi ẩn nấp trong tập đoàn Bryozoa và chỉ kết thúc khi một trong 2 đối thủ bỏ đi. - Kí sinh cùng loài: Ví dụ cá Edriolychnus schmidtii, Ceratias trong bộ phụ Ceratioidei con đực kí sinh vào con cái. Con đực thích nghi tới mức tiêu biến hết thảy nội quan chỉ còn ống ruột, miệng bám và tuyến sinh dục phát triển làm nhiệm vụ sinh sản của loài. b/ Sự hợp tác của các cá thể: Sự hợp tác của các cá thể là xu hớng u thế trong đời sống của thuỷ sinh vật. ở cá voi không răng và Delphin, những con khoẻ luôn chăm sóc con ốm bằng cách hợp tác nâng đỡ con yếu khi bơi khỏi chìm. Sự tập trung bày đàn là hiện tợng phổ biến ở thuỷ sinh vật, sự họp đàn có thể tạm thời để săn mồi, đấu tranh tránh vật dữ, sinh sảnhoặc họp đàn lâu dài đối với sinh vật sống tập đoàn hay sống đàn. Thí dụ trong tập đoàn cua Maja squinado gồm những con đã lột xác và những con cha lột xác. Những con lột xác nằm ngoài biên ( có đờng kính đến 1m) bên trong là những con cha lột xác và cua cái đợc bảo vệ. Những con nằm ngoài gài chân vào nhau, tránh tối đa sự ăn mòn của bạch tuộc. 4. Dao động số lợng quần thể : http://www.ebook.edu.vn 42 Số lợng của mỗi quần thể thuỷ sinh vật luôn biến đổi tuỳ theo những điều kiện sống của môi trờng cho sự tồn tại và phát triển của các cá thể. Biến động số lợng quần thể có một ý nghĩa thích ứng và đặc điểm của biến động số lợng quần thể là một trong những đặc điểm quan trọng nhất. Thể hiện một cách toàn diện và rõ rệt mối quan hệ giữa các loài với môi trờng. Dao động số lợng còn liên quan tới trạng thái của của quần thể. Những quần thể có chu kì sống ngăn, sống trong môi trờng kém ổn định thì sự dao động số lợng càng lớn và sự suy giảm số lợng riêng biệt của một nhóm nào đó thờng rút ngắn số lợng chung của quần thể. Với sự tăng của tuổi tuổi thọ, cấu trúc tuổi của quần thể càng phức tạp, sự dao động số lợng của một nhóm nào đấy ít gây nên sự giảm chung số lợng của quần thể. Các nhân tố sinh thái của môi trờng ảnh hởng tới dao động số lợng của quần thể thì có nhiều nh nhiệt độ, ánh sáng, vật dữ, vật kí sinh, mật độ quần thểNhng yếu tố chủ yếu để hạn chế sự phát triển số lợng quần thể là thức ăn. Tuy nhiên thức ăn không hoàn toàn tớc bỏ đợc vai trò của các yếu tố khác nh thiếu oxy, nhiệt độ quá khắc nghiệt, vật dữ và bệnh tậtNhng nếu thức ăn đầy đủ có thể làm giảm đi ảnh hởng giới hạn của hàng loạt yếu tố khác, còn ngợc lại, các yếu tố khác trở nên ác liệt hơn khi thiếu thức ăn. Có 2 kiểu dao động số lợng quần thể là dao động số lợng quần thể có chu kỳ và dao động số lợng không có chu kỳ. 4.1. Sự dao động số lợng có chu kỳ : Là kiểu dao động số lợng xảy ra một cách có chu kỳ, có liên quan tới tính chất chu kỳ của các yếu tố sinh thái nh nhiệt độ, ánh sáng, tuần trăng, thuỷ triều a/ Dao động theo chu kỳ ngày đêm: Dao động theo chu kì ngày đêm, liên quan tới sự chiếu sáng, thờng phổ biến ở các thuỷ sinh vật nhỏ có chu kỳ sống ngắn nh vi sinh vật, tảo đơn bào, nguyên sinh động vậtở chúng, sự sinh sản và tử vong xảy ra theo nhịp điệu. Ban đêm là thời kỳ sinh sản của đa số các loài động vật bậc thấp, ban ngày chúng bị chết chủ yếu do bị ăn mòn còn sinh sản thì ngừng trệ. Thực vật đơn bào thì ngợc lại b/ Dao động theo chu kỳ mùa: Do cờng độ bức xạ mặt trời thay đổi theo mùa, các loài thực vật tăng cờng trao đổi chất và sinh sản vào mùa nóng ấm, kéo theo sự phát triển của các loài động vật. Đây là kiểu dao động số lợng quan trọng và phổ biến ở thuỷ sinh vật trong các thuỷ vực. Có ý nghĩa lớn đối với việc khai thác nguồn lợi sinh vật của thuỷ vực. c/ Dao động theo chu kỳ năm: Thờng trong khoảng thời gian một vài năm lại xảy ra sự dao động có chu kỳ của các quần thể thuỷ sinh vật, liên quan tới sự dao động có chu kỳ của cờng độ bức xạ mặt trời, sự dao động mực nớc, chế độ dòng chảyThí dụ hoạt tính của mặt trời xảy ra theo chu kỳ 11 12 năm đã đa dòng El Nino (nớc nóng) xâm nhập đến bờ biển Peru, đẩy dòng nớc lạnh Peru xuống phía nam và đồng thời nớc trong vùng ấm lên đột ngột, do đó hàm lợng oxy giảm đi nhanh chóng. Hậu quả là động vật nổi và cá ăn nổi bị chết. d/ Dao động theo chu kỳ mặt trăng và thuỷ triều: Dao động số lợng của dạng này liên quan tới sự sinh sản có nhịp điệu theo tuần trăng của nhiều loài động vật sống dới nớc. Nh giun nhiều tơ, giáp xác, thân mền (đã đề cập ở phần sinh sản). 4.2 Sự dao động số lợng không có chu kỳ : http://www.ebook.edu.vn 43 Sự thay đổi này gây ra do những yếu tố bất thờng của thiên nhiên, nhất là tác động bất thờng của con ngời. Thí dụ một trận bão đổ bộ vào bờ biển, làm huỷ hoại nhiều nơi sống, gây sự suy giảm hàng loạt các loại sinh vật vùng triều. Phải một thời gian nào đó, số lợng quần thể của các loài mới đợc hồi phục. Sự nhiễm bẩn thuỷ vực, đặc biệt khi các chất nhiễm bẩn là chất độc có thể gây chết hàng loạt thuỷ sinh vật. Khi chất nhiễm bẩn là chất hữu cơ, thuỷ vực có thể bị giàu dinh dỡng quá mức, làm giảm số lợng các loài sinh vật a oxy nh ấu trùng phù du, tăng cờng số lợng sinh vật sống ít a oxy nh giun ít tơ, ấu trùng muỗi lắc Chironomus. II. Quần xã thuỷ sinh vật và hệ sinh thái 1. Khái niệm: 1.1 Quần xã : Tất cả các sinh vật trên trái đất đều thuộc sinh quyển nhng vì sinh quyển bao trùm cả trên trái đất nên phải chia thành các đơn vị nhỏ ít nhiều đồng nhất mà kích thớc không cố định để phân tích và nghiên cứu tỉ mỉ hơn đó là quần x. Quần xã Community hay xã hội sinh vật là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng hoặc sinh cảnh xác định, đợc hình thành trong quá trình lịch sử lâu dài, liên hệ với nhau do những đặc trng chung nhất về sinh thái học mà các thành phần cấu thành quần xã (quần thể, cá thể) không có. 1.2 Hệ sinh thái : Sinh vật và thế giới vô sinh có quan hệ khăng khít và thờng xuyên tác động qua lại với nhau tạo thành một thể thống nhất. Một đơn vị bất kỳ nh thế, bao gồm tất cả các sinh vật (có nghĩa là quần xã) của một khu vực nhất định tác động qua lại với môi trờng vật lý bằng các dòng năng lợng, tạo nên cấu trúc dinh dỡng nhất định, sự đa dạng về loài và chu trình tuần hoàn vật chất (tức sự trao đổi vật chất giữa các phần tử vô sinh và hữu sinh) trong mạng lới dinh d ỡng đợc gọi là Hệ sinh thái Ecoysystem do Tansley một nhà sinh thái học ngời Anh dùng lần đầu tiên vào năm 1935. 2. Quần x Thuỷ sinh vật: So với quần thể thì quần xã có mức tổ chức cao hơn, tính toàn vẹn của nó thể hiện trong sự thống nhất về cấu trúc và chức năng của tổ hợp các quần thể, bởi vậy sự thay đổi của một thành phần nào đó thì ngay lập tức đợc phản ánh trong tập tính của toàn hệ thống. 2.1. Cấu trúc về loài và số lợng cá thể : Quần xã bao gồm một số loài đợc thể hiện bằng số lợng cá thể của các quần thể . Số lợng loài và số lợng cá thể (hay sinh vật lợng) đặc trng cho cấu trúc về thành phần loài của quần xã . Mặc dù trong quần xã gồm nhiều loài, song chỉ có một hoặc một vài loài chiếm u thế về số lợng và sinh vật lợng. Đó là những loài u thế. Những loài còn lại gồm những loài thứ yếu và loài ngẫu nhiên. 2.2. Cấu trúc về kích thớc: Cấu trúc về kích thớc của quần xã phụ thuộc vào số lợng cá thể tạo nên các quần thể của cả sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Thành phần kích thớc của quần thể là yếu tố quan trọng trong quần xã. 2.3. Cấu trúc dinh dỡng. a/ Thành phần: Theo cấu trúc về dinh dỡng, trong quần xã gồm sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Ngay bản thân sinh vật tiêu thụ cũng là những sinh vật phân huỷ cỡ lớn, còn các vi sinh vật , nấm là sinh vật phân huỷ cỡ nhỏ. http://www.ebook.edu.vn 44 b/ Xích thức ăn trong thuỷ vực: Con đờng mà theo nó chất hữu cơ của sinh vật sản xuất chuyển từ một bậc dinh dỡng này sang một bậc dinh dỡng khác gọi là xích thức ăn (chuỗi thức ăn).Thí dụ một xích thức ăn trong tầng nớc của thuỷ vực: Thực vật nổi giáp xác râu chẻ cá mè hoa cá quả Còn bậc dinh dỡng bao gồm một nhóm sinh vật khác nhau về mặt phân loại, nhng cùng sử dụng một loại thức ăn (ăn cỏ, ăn mùn bã, ăn thịt) và đợc coi là một điểm dừng của vật chất, nhờ đó mà các nhóm sinh vật sau (bậc kế tiếp) có sản phẩm để thu hái. Tổ hợp các xích thức ăn trong quần xã đợc gọi lới thức ăn. Trong lới thức ăn có thể tách ra 3 loại xích thức ăn. Xích thức ăn chăn nuôi đợc khởi đầu bằng nguồn thức ăn thực vật , còn xích thức ăn phế liệu đợc khởi đầu bằng các sản phẩm phân hủy của sinh vật. Xích thức ăn dựa trên cơ sở dinh dỡng thẩm thấu chất hữu cơ hoà tan rất đặc trng cho nhiều động vật không xơng sống, cá cũng nh nhiều sinh vật tự dỡng có đặc tính dị dỡng nhiều hay ít. Trong lới thức ăn của các quần xã ở các thuỷ vực nghèo dinh dỡng thì chiếm u thế là xích thức ăn chăn nuôi, vi sinh vật ít, xích thức ăn phân huỷ thờng yếu. Khi độ dinh dỡng của vực nớc tăng thì xích thức ăn phế liệu ngày càng trở nên u thế. Xích thức ăn phân huỷ sẽ trở thành gần nh duy nhất trong quần xã khi điều kiện thuỷ vực thiếu oxy và giầu chất hữu cơ. Xích thức ăn càng kéo dài thì vật chất và năng lợng tiêu hao càng lớn vì khi chuyển từ một bậc dinh dỡng này sang một bậc dinh dỡng khác, số lợng và sinh vật lợng của bậc sau giảm đi đáng kể so với bậc trớc kế liền do sự hao hụt của chất hữu cơ. 3. Hệ sinh thái ở nớc. Các hệ sinh thái đợc đặc trng bởi mức độ cấu trúc và tổ chức hoạt động chức năng xác định. Cấu trúc của hệ phụ thuộc vào đặc tính phân bố trong không gian giữa các thành phần sống và không sống, vào đặc tính động lực học của thuỷ quyển theo chiều thẳng đứng và mặt phẳng. Tổ chức, chức năng của hệ xuất hiện đảm bảo cho vật chất quay vòng và năng lợng biến đổi. Hệ sinh thái nớc bao gồm quần xã sinh vật và môi trờng vật lý, song chúng đợc coi là những bộ phận tạo nên sự thống nhất và toàn vẹn nh một cơ thể sống. a/ Môi trờng: Môi trờng chủ yếu của hệ sinh thái nớc là nớc, một phần đáy thuỷ vực và phần khác nữa là khí. Những yếu tố vật lý hoá học của nớc có vai trò quyết định đến thành phần sinh vật. Sự phân bố của các điều kiện khí hậu( (Nhiệt độ, ánh sáng), các cơ thể sống, các chất không hoà tan dới dạng các chất lơ lửng và các chất hoà tan thuộc nguồn dinh dỡng. b/ Quần xã sinh vật: Gồm có các nhóm - Sinh vật sản xuất: Gồm chủ yếu là các tảo đơn bào, vi khuẩn có sắc tố và vi khuẩn hoá tổng hợp. Kích thớc cơ thể chúng rất nhỏ nhng khả năng sản suất chất hữu cơ rất lớn, do đó tốc độ quay vòng của vật chất trong hệ sinh thái của nớc cao hơn rất nhiều so với các hệ ở cạn. Hơn nữa hàm lợng đạm và mỡ trong tảo cao hơn nhiều so với thực vật trên cạn, tạo ra nguồn thức ăn giàu đạm cho các loài động vật dễ sử dụng. - Sinh vật tiêu thụ: Gồm những cơ thể tơng đối nhỏ về mặt sinh khối so với các sinh vật trên cạn. Tỉ lệ giữa nhóm sinh vật sản xuât và sinh vật tiêu thụ trong các hệ sinh thái nớc hoàn toàn khác so với các hệ trên cạn. Chẳng hạn ở Đại dơng sinh vật lợng của sinh vật tự dỡng nhỏ hơn so với sinh vật lợng của thực vật trên cạn từ http://www.ebook.edu.vn 45 7 10 nghìn lần, trong khi đó sinh khối của động vật giữa các phần của sinh quyển chỉ chênh nhau một con số. - Sinh vật phân huỷ: nhóm sinh vật phân huỷ đa dạng và giàu có nhiều nơi chúng chiếm 16 91% sinh khối sinh vật nổi. III. Năng suất sinh học và sự chuyển hoá năng lợng trong vực nớc. 1.Sự chuyển hoá vật chất và năng lợng trong thuỷ vực : Thuỷ vực với thuỷ sinh vật sống trong đó có thể coi là một hệ sinh thái luôn luôn vận động trong mối quan hệ trao đổi vật chất và năng lợng với môi trờng. Trong thuỷ vực không ngừng diễn ra các quá trình tạo thành (sự chuyển vận), phân huỷ và tích tụ. Vật chất đi từ dạng vô cơ sang dạng hữu cơ rồi lại trở về dạng vô cơ, tạo nên một chu trình vật chất trong thuỷ vực. Thể hiện tác động qua lại giữa thuỷ sinh vật trong và ngoài thuỷ vực. Trong chu trình này có một bộ phận của sinh cảnh( Muối hoà tan, chất hữu cơ hoà tan, thức ăn ) chuyển hoá thành thuỷ sinh vật (các sản phẩm sơ cấp và thứ cấp) đồng thời lại có một bộ phận của thuỷ sinh vật chuyển hoá thành sinh cảnh qua quá trình phân huỷ xác thuỷ sinh vật và quá trình trao đổi chất (khí O 2 , CO 2 , chất tiết của thuỷ sinh vật). Bớc khởi đầu của chu trình vật chất và năng lợng trong thuỷ vực là nhờ chủ yếu vào nguồn năng lợng của mặt trời và hoạt động quang hợp của thực vật và phần nhỏ nhờ hoạt động hoá tổng hợp. Nhờ vào nguồn năng lợng này mà các chất vô cơ có nguồn gốc bên trong và bên ngoài thuỷ vực (nớc, CO 2 , muối dinh dỡng), hình thành nên chất hữu cơ của thực vật thuỷ sinh, những chất hữu cơ đợc hình thành này, một phần đợc thực vật sử dụng để sống và sinh trởng, một phần đợc chuyển cho các sinh vật dị dỡng. Các vật sống này không trực tiếp ăn chất khoáng mà phải ăn chất hữu cơ có sẵn, trớc hết là động vật ăn thực vật, sau đó chuyển cho các động vật ăn thịt. Trong chuỗi của dòng năng lợng này, ở mỗi chặng bị mất đi 80 90% năng lợng hay nói theo cách khác 10 20% năng lợng đợc chuyển cho mức sau. Ta có thể thấy rõ điều đó qua sơ đồ tổng quát chu trình chuyển hoá vật chất trong thuỷ vực Hình 4: Sơ đồ chu trình chuyển hoá vật chất trong thuỷ vực 2. Năng suất sinh học trong thuỷ vực: 2.1. Khái niệm: http://www.ebook.edu.vn 46 - Năng suất sinh học vực nớc: Khả năng sinh ra chất sống của thuỷ vực dới dạng các thuỷ sinh vật, làm tăng lợng chất sống trong thuỷ vực, đợc gọi là năng suất sinh học của vực nớc. Trong chu trình vật chất của thuỷ vực, khả năng này đợc thể hiện ở quá trình tạo thành nhng có liên quan phụ thuộc với tất cả các khâu khác trong toàn bộ chu trình vật chất của thủy vực. - Khối lợng sinh vật hay sinh vật lợng (Biomass) là lợng sinh vật có trong thuỷ vực đợc xác định bằng các phơng pháp định lợng ở một thời điểm nhất định nào đó. Đơn vị khối lợng: Trong nghiên cứu ngời ta xác dịnh khối lợng sinh vật của thuỷ vực trong một đơn vị thể tích (của tầng nớc) hay trên một đơn vị diện tích (của nền đáy) rồi từ đó suy ra khối lợng sinh vật có trong thể tích nớc hay diện tích nền đáy ở một vùng nào đó của thuỷ vực hay toàn bộ thuỷ vực. Đơn vị tính toán : g (mg)/lit, g/m 3 , g/m 2 , kg/m 2 - Sản lợng sinh vật (Production): Là lợng chất sống do sinh vật sản sinh ra, thể hiện độ tăng khối lợng sinh vật trong một khoảng thời gian nhất định nào đó (một ngày đêm, tháng, mùa, năm ) trong thuỷ vực. Trong nghiên cứu ngời ta xác định sản lợng sinh vật (sơ cấp hay thứ cấp) trên một đơn vị thể tích hay diện tích, rồ từ đó suy ra sản lợng sinh vật có trong thể tích nớc hay diện tích đáy của một vùng nào đó của thuỷ vực hay toàn thuỷ vực. Đơn vị tính sản lợng sinh vật của thuỷ vực là gC/m 2 , gO 2 /m 2 , , Kcal/m 2 trong ngày hay năm của sản lợng sơ cấp ( là lợng chất sống dới dạng thực vật, do thực vật tự dỡng tạo nên). Đơn vị g/m 3 , g/m 2 vật khô hay tơi trong năm của sản lợng thứ cấp (sản lợng của động vật dị dỡng). 2.2. Các biện pháp nâng cao năng suất sinh học trong thuỷ vực: Việc nâng cao năng suất sinh học của thuỷ vực, phải dựa trên sự hiểu biết về chu trình vật chất trong thuỷ vực, đặc tính của các quá trình sinh học diễn biến trong thuỷ vực, đặc tính sinh học, sinh thái học của khu hệ thuỷ sinh vật sống trong đó. Trên cơ sở đó, phát huy những yếu tố tích cực, hạn chế những yếu tố tiêu cực, nhằm biến năng suất sinh học khả năng thành hiện thực. Do đó những phơng hớng và biện pháp đề ra cho từng loại thuỷ vực rất khác nhau, tuỳ thuộc vào đặc tính của mõi loại thuỷ vực. Trong việc nâng cao năng suất sinh học của thuỷ vực, có thể nêu lên hai loại biện pháp: Các biện pháp nhằm nâng cao sản lợng sơ cấp và các biện pháp nâng cao sản lợng thứ cấp nhằm tăng cờng các đối tợng khai thác. Nhằm tạo mọi điều kiện thuận lợi để các đối tợng này phát triển tốt nhất. Sau đây là những biện pháp chủ yếu, đã đợc sử dụng có hiệu quả trong việc nâng cao năng suất sinh học của thuỷ vực. Các biện pháp này đều có tác dụng làm làm thay đổi theo chiều hớng có lợi các nhân tố quyết định năng suất sinh học thuỷ vực. a/ Cải tạo địa hình, chế độ thuỷ lí hoá của thủy vực: Nhằm tạo điều kiện sống tốt cho sinh vật và tạo điều kiện để phát huy tốt các nhân tố tích cực có sẵn hoặc sẽ có trong thuỷ vực. Các biện pháp này chỉ sử dụng đối với các thuỷ vực nội địa nhỏ. Các thuỷ vực lớn khó áp dụng. Việc cải tạo điều kiện tự nhiên của thuỷ vực, trớc hết nhằm tạo cho thuỷ vực (hồ, ao,đầm) có độ sâu thích hợp, một nền đáy phẳng, một http://www.ebook.edu.vn 47 chế độ oxy, ánh sáng, nhiệt độ, pH thuận lợi cho đời sống của của thuỷ sinh vật. Các biện pháp thờng đợc sử dụng là: - Nạo vét bùn đáy để tăng độ sâu và hàm lơng oxy ở tầng đáy, tăng độ sâu của khối nớc, có tác dụng điều hoà nhiệt độ nớc. - San nền đáy để có nền đáy bằng phẳng, thuận lợi cho sự phát triển sinh vật đáy, của động vật, thuận lợi cho việc khai thác thuỷ sản ở đáy. - Dùng vôi trung hoà đất, giảm độ chua của thuỷ vực. - Gây những bãi thực vật lớn ven bờ nh trồng lại rừng ngập mặn, do rừng đã bị chặt phá làm đầm nuôi tôm cua. Việc trồng rừng hay gây các bãi thực vật lớn ven bờ có tác dụng vừa tăng khối lợng thức ăn vừa tạo điều kiện cho tôm, cá hay các động vật thuỷ sinh trong quá trình sống, sinh sản. - Xáo trộn nớc trong thuỷ vực hay tạo chu chuyển nớc nhân tạo thờng xuyên trong thuỷ vực để đa khối lợng muối dinh dỡng từ đáy lên tầng mặt và tạo điều kiện tốt cho sự hoà tan oxy trong thuỷ vực. b/ Tăng cờng cơ sở thức ăn của thuỷ vực: Đây là biện pháp cơ bản nhất, có hiệu quả rõ rệt nhất trong việc nâng cao năng suất sinh học thuỷ vực. Có nhiều biện pháp để tăng cơ sở thức ăn của thuỷ vực. - Bón phân thuỷ vực: Sử dụng phổ biến ở ao , hồ, đầm nuôi tôm cá có diện tích nhỏ. Việc bón phân làm tăng hàm lợng muối dinh dỡng, tăng số lợng vi khuẩn và chất hữu cơ hoà tan. Nhờ đó mà thực vật nổi phát triển mạnh, là cơ sở cho động vật nổi và các động vật thuỷ sinh trong thuỷ vực phát triển tốt. Phân bón (hữu cơ) đồng thời cũng là thức ăn trực tiếp cho nhiều thuỷ sinh vật khác. Phân bón có thể là phân vô cơ (Ure, N P K, phân lân), phân hữu cơ nh phân xanh, phân chuồng hay phân vi sinh, các nguyên tố vi lợng hay các loại chế phẩm sinh học cho các thuỷ vực. Cần lu ý rằng, khi bón phân phải sử dụng đúng liều lợng chỉ dẫn, nếu bón phân quá mức sẽ gây nên hiện tợng giảm O 2 của thuỷ vực, làm thực vật nổi phát triển quá mức nhất là vi khuẩn lam là nhiễm bẩn thuỷ vực. - Thuần hoá sinh vật làm thức ăn vào thuỷ vực: Là việc đa những sinh vật từ ngoài thuỷ vực vào gây nuôi trong thuỷ vực, biến chúng trở thành các sinh vật phát triển bình thờng trong thuỷ vực. Để tận dụng những thành phần thức ăn còn cha đợc sử dụng hết nh chất mùn đáy, chất vẩnvà những sinh vật này sẽ đợc cá, tôm và các đông vật khác sử dụng nh là một thành phần thức ăn trong thuỷ vực. - Gây nuôi thức ăn sinh vật cho các đối tợng nuôi: Biện pháp này thờng đợc dùng ở những cơ sở sản xuất giống cá, tôm hay các đối tợng nuôi hải sản khác nh các cơ sở sản xuất giống động vật thân mền, giáp xácnhằm thoả mãn nhu cầu dinh dỡng của ấu trùng các đối tợng nuôi. Đối tợng gây nuôi phổ biến là vi tảo nh các chi Chlorella, Scenedesmus, Chaetoceros, Skeletonema, SpirulinaĐộng vật nổi nh Brachionus, Moina, DaphniaĐộng vật đáy nh ấu trùng muỗi lắc Chironomus, giun ít tơ c/ Cải tạo thành phần loài :Với mục đích tăng cờng các đối tợng có giá trị kinh tế cao trong thuỷ vực và loại trừ các loài gây hại hoặc không có lợi. Biên pháp này nhằm cải tạo quan hệ thức ăn trong thuỷ vực, sử dụng hợp lí cơ sở thức ăn tự nhiên trong thuỷ vực. Để tăng cờng thành phần loài tốt, biện pháp thờng dùng thuần hoá các đối tợng tốt từ các vùng khác trong nớc hoặc ngoài nớc vào các thuỷ vực. Thí dụ hiên nay ta đã nhập nội và cho sản xuất một số đối tợng thuỷ sản http://www.ebook.edu.vn 48 nh cá chim trắng, tôm he chân trắng, cá hồng MỹChúng đã trở thành các đối tợng nuôi rộng rãi trong các thuỷ vực nớc ngọt, lợ. Trong số các loài gây hại, quan trọng là các loài gây hại tôm, cá con nh các loại côn trùng, giáp xác nhỏ, các loại giun, sán, động vật nguyên sinh sống kí sinh. Các loài ăn thịt nh chim, động vật có vú, rùa, sao biểnNgoài ra còn phải kể tới các loài cỏ dại, tôm cá tạp, tép, ốcCác đối tợng này thờng sử dụng một khối lợng lớn thức ăn trong thuỷ vực, cạnh tranh đối với các đối tợng khai thác. d/ Khai thác hợp lí và bảo vệ nguồn lợi thuỷ sản: Muốn đảm bảo cho năng suất sinh học không bị giảm sút và có điều kiện nâng cao hơn, cần tiến hành các biện pháp khai thác hợp lý và bảo vệ nguồn lợi sinh vật thuỷ vực theo đúng những qui định đợc ban hành nh những qui định về kích thớc khai thác, mùa vụ khai thác, kỹ thuật khai thácCần đợc nghiêm chỉnh thực hiện. Cần có những biện pháp bảo vệ các thuỷ vực khỏi bị nhiễm bẩn khỏi ảnh hởng xấu tới khu hệ thuỷ sinh vật. Các biện pháp chống chặt phá rừng ngập mặn bừa bãi để nuôi tôm cá. Chú ý khi xây dựng các công trình thuỷ nông cần kết hợp chặt chẽ với việc khai thác nguồn lợi sinh vật huỷ vực. Chơng IV : Khu hệ thuỷ sinh vật dới nớc. Nớc Việt nam nằm trên bán đảo Đông dơng , thuộc khu vực Đông - nam Châu á, có địa hình kéo dài từ cao nguyên đồng văn (23 0 24 B) đến mũi Cà mau (8 0 25 B) , hoàn toàn nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu. Phía đông, phía Nam giáp biển, phía Bắc giáp Trung quốc, phía Tây giáp Lào và Campuchia. Bờ biển nớc ta kéo dài 3060km nên phần lớn các vùng chịu ảnh hởng của biển. Địa hình Việt nam phức tạp, nhiều núi (3/4 lãnh thổ là núi đồi nhất là Bắc Việt nam). Nớc ta có 112 cửa sông rạch, 12 đầm phá lớn, các eo vụng ,vịnh ven biển và hệ thống sông ngòi chằng chịt. Ngoài ra còn có các ao hồ, hồ chứa thuỷ lợi, thuỷ điện trong nội địa với diện tích mặt nớc khoảng 1 triệu ha . Do chịu ảnh hởng của vị trí địa hình nên khí hậu của Việt nam mang tính chất nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, vì địa hình kéo dài nên khí hậu của miền Bắc và miền Nam cũng có những nét khác nhau. Trong khi khí hậu miền nam tơng đối ôn hoà thì khí hậu miền Bắc do chịu ảnh hởng sâu sắc của chế độ gió mùa phức tạp làm cho sự chênh lệch nhiệt độ giữa mùa đông và mùa hè rất lớn. Tất cả những điều này đều ảnh hởng đến đặc điểm, tính chất của khu hệ thuỷ sinh vật cả trong các thuỷ vực nội địa và ở biển. I Khu hệ thuỷ sinh vật nớc ngọt. Khu hệ thuỷ sinh vật nớc ngọt bao gồm những sinh vật thích ứng với nồng độ muối thấp (0,05 - 5). Vùng phân bố của chúng là các thuỷ vực nớc ngọt nội địa. 1. Đặc điểm của tảo nớc ngọt: Căn cứ vào các đặc điểm về hình thái học, đặc điểm thuỷ lí, hoá các thuỷ vực và khu hệ tảo. Ngời ta chia các thuỷ vực nội địa Việt nam thành 2 loại là: Các thuỷ vực tự nhiên (suối, sông, hồ, các thuỷ vực nớc lợ). Thuỷ vực nhân tạo (kênh tới tiêu, hồ chứa, ao, ruộng lúa nớc).Tuỳ theo loại hình thuỷ vực và các vùng phân bố mà thành phần tảo khác nhau. 1.1 . Đặc điểm về thành phần loài: [...]... lơng động vật đáy hồ Tây năm 1960 1961 dao động từ 640 31 49 cá thể/m2, với sinh khối 2,174 9, 244gam/m2 Các ao có bón http://www.ebook.edu.vn 50 phân vùng đồng bằng nh ở ứng hoà Hà tây số lợng động vật nổi đạt 32 1 000ct/m3 mật độ động vật đáy ở ao bón phân dao động từ 10 67ct/m2 II Khu hệ thuỷ sinh vật nớc mặn Thành phần loài khu hệ thuỷ sinh vật nớc mặn xem xét trên 2 ván đề thành phần loài và... phần loài và số lợng 1.Thành phần loài 1.1 Sinh vật phù du (SVPD)Plankton a/Thực vật phù du (TVPD) Phytoplankton :Thành phần loài TVPD đã thống kê đợc 537 loài thuộc 4 Ngành : Tảo vàng ánh (Silicoflagelata) 2 loài; Vi khuẩn lam 3 loài; Tảo giáp 184 loài; Tảo silic 34 8 loài chiếm 64,8% b/ Động vật phù du (ĐVPD) Zooplankton : Thành phần loài ĐVPD không kể Động vật nguyên sinh ở biển Việt nam đã phát... thành phần loài, đặc tính sinh vật lợng của ĐVKXS nớc ngọt sai khác rõ rệt giữa các loại hình thuỷ vực và ngay trong cùng một thuỷ vực đặc tính sinh vật lợng cũng sai khác theo vị trí cảnh quan của thuỷ vực đó (Ven bờ, giữa hồ) Một số loại hình thuỷ vực có sinh vật lợng ĐVKXS nớc ngọt cao nh nh Hồ Tây Hà nội các kết quả nghiên cứu năm 1969, 1975, 1976 : Mật độ đổng vật nổi 50 000 100 000ct/m3, Sinh vật. .. nhiên: Phân bố thành phần loài của ĐVKXS nớc ngọt đợc chia làm 7 vùng địa lí với thành phần loài của mỗi vùng nh sau: - Vùng Đông bắc Bắc bộ (277 loài) - Tây bắc Bắc bộ (176 loài) - Đồng bằng Bắc Việt nam (259 loài) - Bắc Trờng sơn (169 loài) - Tây nguyên (1 53 loài) - Đồng bằng Nam trung bộ (91 loài) - Đồng bằng Nam bộ (197 loài) 2 .3 Đặc điểm sinh vật lợng: Các kết quả nghiên cứu về sinh vật lợng ĐVKXS nớc...Thành phần tảo khu hệ tảo nớc ngọt việt nam rất phong phú Ngời ta đã phát hiện 1402 loài và dới loài (Dơng tiến Đức 1996), trong đó tảo lục 530 loài, tảo Silic 38 8 loài, tảo Lam (vi khuẩn lam) 34 4 loài Khu hệ tảo nớc ngọt Việt nam có nhiều loài và dới loài thuộc tảo nhiệt đới chiếm tỉ lệ 30 % ( 433 loài và dới loài) nh Microcystis longata, Anabaena spiroides Thành phần loài bộ Desmidiales... nhiệt, rộng muối nh Chaetoceros coartatus, Coscinodiscus nobilis, Eucalanus suberasus 1.2 Động vật đáy: Thành phần động vật đáy ở biển Việt nam khá phong phú Với độ sâu không quá 200m đã thống kê đợc 637 7 loài động vật đáy ở biển Việt nam.(Nguyễn văn Chung 1978) trong đó có 925 loài là đợc công bố mô tả còn lại 438 8 loài chỉ đợc công bố danh mục Nằm trong các ngành : Hải miên, ruột khoang, giun vòi, giun... rộng nhiệt, rông muối: Có khả năng tích ứng mạnh với niệt độ và độ mặn nên phân bố rộng Đại diện Portunus pulchrieristatus, Charybdis truncate 2 Đặc tính sinh vật lợng: 2.1 Thực vật phù du (TVPD): http://www.ebook.edu.vn 51 Sinh vật lợng của thực vật phù du biển Việt nam có sự sai khác theo mùa và trong các vùng khác nhau Thí dụ ở Vịnh Bắc bộ, về mùa đông có số lợng TVPD lớn hơn nhiều so với các mùa... mang theo nhiều muối dinh dỡng tạo điều kiện cho TVPD phát triển 2.2 Động vật phù du (ĐVPD): Khối lợng bình quân của ĐVPD trong biển Việt nam xác định đợc từ 18mg/m3 trong mùa xuân ở biển Trung bộ đến 93mg/m3 vào mùa hè ở vịnh Bắc bộ và mùa Xuân ở Tây nam bộ 107mg/m3 Khối lợng ĐVPD trung bình nhiều năm ở biển Việt nam từ 22 107 mg/m3 tơng tự khối lợng ĐVPD ở các vùng biển gần cùng vĩ độ nh Cuba, Jaimaca,... phụ thuộc vào đặc điểm sinh thái của từng vùng, từng thuỷ vực a/ Phân bố theo cảnh quan: Phân bố theo vùng cảnh quan là phân bố của thành phần loài ĐVKXS nớc ngọt trong các thuỷ vực của vùng núi, trung du, đồng bằng và vùng nớc lợ Theo tác giả Hồ thanh Hải 1995 thì vùng núi có 30 6 loài, vùng trung du 266 loài, vùng đồng bằng 30 2 loài và vùng nớc lợ 59 loài Đặc điểm phân bố thành phần loài ĐVKXS nớc ngọt... lớn nhất, còn các mùa khác không rõ ràng ở biển Việt nam số lợng TVPD lớn nhầt là 125 802 000 tb/m3 ( Vịnh Bắc bộ vào tháng 9/1960) Mật độ lớn nhất của biển Trung bộ là 14 800 000 tb/m3 (tháng 9/1979) Biển Tây Nam bộ là 98 900 000/m3 Số lợng bình quân của TVPD biển Việt nam có từ 437 000 5 549 00Tb/m3 Một đặc rõ nét của TVPD biển Việt nam thờng có số lợng cao ở vùng gần bờ phía Bắc hoặc Tây vịnh Bắc . trong quần xã gồm sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ. Ngay bản thân sinh vật tiêu thụ cũng là những sinh vật phân huỷ cỡ lớn, còn các vi sinh vật , nấm là sinh vật phân huỷ. phần tử vô sinh và hữu sinh) trong mạng lới dinh d ỡng đợc gọi là Hệ sinh thái Ecoysystem do Tansley một nhà sinh thái học ngời Anh dùng lần đầu tiên vào năm 1 935 . 2. Quần x Thuỷ sinh vật:. sử dụng. - Sinh vật tiêu thụ: Gồm những cơ thể tơng đối nhỏ về mặt sinh khối so với các sinh vật trên cạn. Tỉ lệ giữa nhóm sinh vật sản xuât và sinh vật tiêu thụ trong các hệ sinh thái nớc