TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI - Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái được thực hiện trong phạm vi quần xã sinh vật và giữa quần xã sinh vật với sinh cảnh của nó. + Trong phạm vi quần xã, giữa các quần thể của các loài khác nhau có quan hệ dinh dưỡng thông qua chuỗi thức ăn và lưới thức ăn. + Trao đổi chất trong hệ sinh thái giữa quần xã với sinh cảnh thông qua các chu trình sinh địa hóa. - Chu trình sinh địa hóa là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên: Các chất từ môi trường ngoài vào cơ thể, qua các bậc dinh dưỡng rồi từ cơ thể sinh vật truyền trở lại môi trường. Trong các chu trình địa sinh hóa: Vật chất được tuần hoàn nhưng năng lượng chỉ truyền theo một chiều mà không tuần hoàn. 1. Trao đổi vật chất trong quần xã. A. Chuỗi thức ăn - Là một dãy nhiều loài sinh vật có quan hệ với nhau về mặt dinh dưỡng. Mỗi loài là một mắt xích vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước vừa là sinh vật bị mắt xích phía sau tiêu thụ. - Có hai chuỗi thức ăn: + Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật tự dưỡng: Cây ngô → Sâu ăn lá ngô → Nhái → Rắn hổ mang → Diều hâu. Tảo lục đơn bào → Tôm → Cá rô → Chim bói cá. + Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng mùn bã hữu cơ: (1) Chất mùn bã → Động vật đáy → Cá chép B. Lưới thức ăn Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành một quan hệ dinh dưỡng phức tạp trong hệ sinh thái do một loài có thể tham gia vào nhiều chuỗi thức ăn khác nhau → Quần xã càng đa dạng về thành phần loài thì lưới thức ăn càng phức tạp. C. Bậc dinh dưỡng Trong lưới thức ăn, các loài có cùng mức dinh dưỡng hợp thành một bậc dinh dưỡng. + Bậc 1 (sinh vật sản xuất) gồm các sinh vật có khả năng tổng hợp chât hữu cơ từ chất vô cơ của môi trường (tự dưỡng) + Bậc 2 (sinh vật tiêu thụ bậc 1) gồm các động vật ăn sinh vật sản xuất. + Bậc 3 (sinh vật tiêu thụ bậc 2) gồm các động vật ăn thịt sơ cấp. + Bậc 4, bậc 5.. bậc cuối cùng là bậc dinh dưỡng cao nhất. D. Tháp sinh thái - Tháp sinh thái là biểu đồ thể hiện mối quan hệ dinh dưỡng và độ lớn ở các bậc dinh dưỡng trong toàn bộ quần xã. - Tháp sinh thái có 3 dạng khi sử dụng các đơn vị đo lường khác nhau: + Tháp số lượng: Độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng tính bằng số lượng cá thể. + Tháp sinh khối: Độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng tính bằng khối lượng tổng số của các cá thể sinh vật trên một đơn vị diện tích m2 hay thể tích m3. + Tháp năng lượng: Độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng tính bằng năng lượng được tích lũy trên một đơn vị diện tích hay thể tích trong một đơn vị thời gian. Đây là tháp hoàn thiện nhất. 2. Trao đổi vật chất qua chu trình sinh địa hóa: A. Chu trình cacbon - Trong chu trình: Cacbon từ môi trường đi vào hệ sinh thái dưới dạng CO2. (Hình 44.2/trang 196) + CO2 của khí quyển nhận từ các hoạt động hô hấp của sinh vật, hoạt động núi lửa, hoạt động sản xuất công nghiệp – giao thông.. + CO2 từ khí quyển đi vào quần xã qua hoạt động quang hợp của thực vật, một số vi sinh vật tự dưỡng. B. Chu trình Nitơ :(Hình 44.3/trang 196) - Thực vật hấp thụ nito dưới dạng muối amon NH4+ và muối nitrat NO3-. - Các muối vô cơ này được hình thành bằng 3 con đường vật lý, hóa học và sinh học, trong đó lượng muối được tổng hợp lớn hơn cả là bằng con đường sinh học. - Các loài có khả năng cố định nitơ tự do trong khí quyển bao gồm: Vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh trong rễ các cây họ Đậu; vi khuẩn lam sống cộng sinh trong cây bèo hoa dâu; một số vi khuẩn khác sống tự do trong đất và nước.
