Đang tải... (xem toàn văn)
Khả năng giữ nước của đất có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dòng chảy, là tiền đề cho quá trình giữ đất tại chỗ. Khả năng giữ nước của đất là yếu tố quan trọng có thể sử dụng trong các đánh giá, ứng dụng trong lĩnh vực quản lý nguồn nước. Trong đó, lượng nước giữ tiềm tàng của đất và dung tích chứa nước hữu hiệu của đất là hai trong số những chỉ tiêu đánh giá khả năng giữ nước của đất. Với ý nghĩa này, bài tập sử dụng các số liệu từ bài báo “ Đặc trưng giữ nước của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật ở vùng hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình” của PGS.TS Phạm Văn Điển để phân tích quá trình tính toán nội nghiệp hai chỉ tiêu: (1) lượng nước giữ tiềm tàng của đất; (2) dung tích chứa nước hữu hiệu của đất.
MỤC LỤC BÀI TẬP 1: Xác định số tiêu đánh giá khả giữ nước đất I ĐẶT VẤN ĐỀ Khả giữ nước đất có vai trò quan trọng việc hình thành chế phát sinh dòng chảy, tiền đề cho trình giữ đất chỗ Khả giữ nước đất yếu tố quan trọng sử dụng đánh giá, ứng dụng lĩnh vực quản lý nguồn nước Trong đó, lượng nước giữ tiềm tàng đất dung tích chứa nước hữu hiệu đất hai số tiêu đánh giá khả giữ nước đất Với ý nghĩa này, tập sử dụng số liệu từ báo “ Đặc trưng giữ nước đất số trạng thái thảm thực vật vùng hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình” PGS.TS Phạm Văn Điển để phân tích trình tính toán nội nghiệp hai tiêu: (1)- lượng nước giữ tiềm tàng đất; (2)- dung tích chứa nước hữu hiệu đất II KẾT QUẢ THỰC HIỆN Lượng nước giữ tiềm tàng đất Lượng nước giữ tiềm tàng đất rừng bao gồm lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản Tổng hai loại lượng nước giữ tiềm tàng bão hòa đất Lượng nước giữ khe hổng mao quản, mao quản đất rừng tính toán theo độ dày tầng đất, dựa số đo bình quân độ xốp đất: Imq = Hđ Inmq = Hđ Ibh = (Imq + Inmq) (1.1) (1.2) (1.3) đó: Imq lượng nước giữ khe hổng mao quản đất (mm) Inmq lượng nước giữ mao quản đất (mm) Ibh lượng nước bão hòa đất Hđ độ dày tầng đất (mm) Xmq Xnmq độ xốp mao quản độ xốp mao quản đất (%) Từ công thức (1.1), (1.2) (1.3), ta xác định giá trị lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản, lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản, lượng nước bão hòa đất bảng 1.1 Bảng 1.1 Lượng nước giữ tiềm tàng đất TT Trạng thái TTV Độ Dung trọng đất dày tầng đất (cm) (g/cm3) Lượng nước giữ tiềm tàng đất (mm) Độ xốp (%) Tổng độ xốp Độ xốp mao quản Độ xốp mao quản Mao quản Ngoài mao quản Bão hoà IA 77 1.53 43.15 25.55 17.6 196.74 135.52 332.26 IB 75.5 1.46 42.97 25.84 17.13 195.09 129.33 324.42 IIA 91.2 1.5 45.77 25.92 19.86 236.39 181.12 417.51 IIB 110.4 1.47 47.23 25.06 22.17 276.66 244.76 521.42 IIIA1 85.2 1.58 45.2 26.46 18.74 225.44 159.66 385.10 IIIA2 109 1.45 47.91 26.09 21.82 284.38 237.84 522.22 IIIB Keo LT KTT Luồng 136 1.28 50.76 25.82 24.94 351.15 339.18 690.34 94 1.45 45.65 25.44 20.2 239.14 189.88 429.02 87.4 96 1.49 1.46 44.67 45.44 25.37 25.27 19.3 20.17 221.73 242.59 168.68 193.63 390.42 436.22 10 Bảng 1.1 cho thấy lượng nước giữ bão hòa tiềm tàng đất đạt giá trị cao trạng thái IIIB (Ibh = 690.34 mm) thấp trạng thái I A (Ibh = 332.26 mm) Giá trị cao gấp 2.08 lần giá trị thấp Lượng chênh lệch giá trị cao thấp tương đối lớn, có điều lượng nước giữ tiềm tàng đất không phụ thuộc vào độ xốp mao quản mao quản, mà phụ thuộc nhiều vào độ dày tầng đất thấm (Hđ) Lượng giữ nước rừng tự nhiên nhìn chung cao rõ rệt so với rừng trồng đất chưa có rừng trạng thái I A, IB Kết cho thấy vai trò quan trọng cấu trúc lớp phủ thực vật điều tiết nguồn nước cho lưu vực, giảm xói mòn, rửa trôi Số liệu phân tích cho thấy lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản thường thấp so với lượng nước giữ tiềm tàng khe hổng mao quản Đối với nơi đất dốc, lượng nước giữ khe hở mao quản thấp có lớp phủ thực vật tác dụng phòng chống lũ xói mòn thấp, cần có công trình, biện pháp chống xói mòn, trượt lở đất Dung tích chứa nước hữu hiệu đất Để xác định tiêu chuẩn này, tập có sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: - Độ ẩm đất ( biểu thị theo khối lượng): khả chứa nước đất, độ ẩm đất tính phần trăm trọng lượng đất khô ( lấy khối lượng nước có mẫu đất so với khối lượng mẫu đất sấy khô 1050 C) Wm (%) = 100 (2-1) Trong Mn khối lượng nước, Mđk khối lượng đất khô kiệt - Độ ẩm tối đa đồng ruộng: độ ẩm tương ứng với trường hợp đất canh tác làm bão hòa nước, tất mao quản đất chứa đầy nước khoảng trống khác chứa không khí, biểu thị phần trăm trọng lượng đất khô - Độ ẩm héo: Là độ ẩm nhỏ đất mà lúc trồng hút nước để nuôi cây, héo không hồi phục 2.1.Quy trình tính lượng nước đất trước thời kỳ mưa (mm) Ta có Wm (%) = 100 (2-1) → Mn = (2-2) Mđk = Vđk Dđk (2-3) Trong đó, Vđk thể tích đất khô kiệt, Dđk dung trọng đất Ta xác định đơn vị diện tích đất 1m2, Thể tích đất 1m2 : Vđk= Hđ S = Hđ = Hđ (2-4) Trong đó, Hđ độ dày tầng đất (m) Sau xác định khối lượng nước có đất M n dựa vào công thức (2-1), (2-2), (2-3), (2-4), ta xác định lượng nước I đất trước thời kỳ mưa: Lại có Vn = (2-5) Trong đó, Vn thể tích nước có đất diện tích 1m (cm3); Dn khối lượng riêng nước Dn = (g/cm3) I= (2-6) Ví dụ: Xác định lượng nước có đất trước thời kỳ mưa với trạng thái thực vật IA: Thể tích đất 1m2: Vđk= Hđ S = 1= 0.77 (m3) =770000 (cm3) Khối lượng đất 1m2 : Mđk = Vđk Dđk = 770000* 1.53 = 1178100 (g) Khối lượng nước m2: Mn = = = 86825.97 (g) Thể tích nước 1m Vn= = = 86825.97 (cm3) = 0.086826 (m3) Lượng nước I = hnước = = = 0.086826(m) = 86.826 (mm) Tương tự với trạng thái thực vật khác 2.2.Quy trình tính lượng nước điểm khô héo Khi đất có lượng nước nhỏ đến mức rễ hấp thụ được, lúc bắt đầu rủ héo tiếp tục khô kiệt chết hoàn toàn Lượng nước nhỏ bé bắt đầu rủ héo gọi độ ẩm héo Có thể xác định gián tiếp độ ẩm héo muốn biết xác độ ẩm héo loại đất trồng cụ thể ta tiến hành trồng cây, tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà bắt đầu héo giai đoạn sinh trưởng phát triển lấy mẫu đất phân tích độ ẩm Như chất xác định lượng nước điểm khô héo giống với xác định chất lượng nước có đất trước thời kỳ mưa, khác trình lấy mẫu, ta thực giống quy trình mục 2.1, thay độ ẩm đất trước thời kỳ mưa độ ẩm héo (Wch ) Giá trị độ ẩm héo (Wch) lấy từ bảng 2.1 Bảng 02 Độ ẩm héo độ ẩm đồng ruộng TT Trạng thái TTV Độ ẩm héo Độ ẩm đồng ruộng (%) (%) IA 7,03 21,57 IB 6,17 22,70 IIA 6,09 21,25 IIB 6,07 20,02 IIIA1 6,40 21,04 IIIA2 5,84 22,67 IIIB 5,69 24,50 Keo LT 6,40 22,00 KTT 6,35 21,00 10 Luồng 7,13 22,85 Ví dụ: Xác định lượng nước có đất điểm khô héo với trạng thái thực vật IA: Thể tích đất 1m2: Vđk= Hđ S = 1= 0.77 (m3) =770000 cm3 Khối lượng đất 1m2 : Mđk = Vđk Dđk = 7700* 1.53 = 1178100 (g) Khối lượng nước m2: Mn = = = 82820 (g) Thể tích nước 1m Vn= = = 82820 (cm3) = 0.082820 (m3) Lượng nước Ich = hnước = = = 0.082820(m) = 82.820 (mm) Tương tự với trạng thái thực vật khác 2.3.Lượng nước đồng ruộng Im Dựa khái niệm độ ẩm tối đa đồng ruộng độ ẩm tương ứng với trường hợp đất canh tác làm bão hòa nước, tất mao quản đất chứa đầy nước khoảng trống khác chứa không khí, biểu thị phần trăm trọng lượng đất khô, ta thấy hàm lượng nước đồng ruộng lượng nước mao quản treo giữ lại đất khe hở mao quản có lực mao quản sức căng bề mặt Giá trị lượng nước đồng ruộng giá trị lượng nước mao quản đất xác định mục 2.4.Lượng chứa nước IM IM = Im - Ich (2-7) 2.5.Dung tích chứa nước hữu hiệu Ie Ie = Im – I (2-8) Sau ta so sánh giá trị lượng chứa nước I M dung tích chứa nước hữu hiệu Ie trạng thái thực vật khác với trạng thái thực vật có giá trị tiêu nhỏ Như ta kết dung tích chứa nước hữu hiệu đất bảng 2.2 Bảng 2.2 Dung tích chứa nước hữu hiệu đất Trạng thái TTV Trước thời kỳ mưa Lượn g nước điểm khô héo (mm) Lượng nước Lượng chứa đồng nước ruộng IM (Im, (mm) mm) So sánh IM Dung tích chứa nước hữu hiệu Ie (mm) So sánh Ie Mđk (g) Mn (trước mưa) (g) Mn (cây héo) (g) Độ ẩm đất (%) Lượng nước I IA 7.37 86.83 82.82 196.74 113.91 1.00 109.91 1.02 1178100 86826.0 82820.4 IB 7.71 84.99 68.01 195.09 127.08 1.12 110.10 1.02 1102300 84987.3 68011.9 IIA 8.38 114.64 83.31 236.39 153.08 1.34 121.75 1.13 1368000 114638.4 83311.2 IIB 9.17 148.82 98.51 276.66 178.15 1.56 127.84 1.19 1622880 148818.1 98508.8 IIIA1 8.73 117.52 86.15 225.44 139.28 1.22 107.92 1.00 1346160 117519.8 86154.2 IIIA2 10.08 159.31 92.30 284.38 192.08 1.69 125.07 1.16 1580500 159314.4 92301.2 IIIB 10.38 180.70 99.05 351.15 252.10 2.21 170.46 1.58 1740800 180695.0 99051.5 8.85 120.63 87.23 239.14 151.90 1.33 118.51 1.10 1363000 120625.5 87232.0 8.75 8.73 113.95 122.36 82.69 99.93 221.73 242.59 139.04 142.66 1.22 1.25 107.79 120.23 1.00 1.12 1302260 1401600 113947.8 122359.7 82693.5 99934.1 Keo LT KTT Luồng (mm) Bảng 2.2 cho thấy dung tích chứa nước hữu hiệu đất có chênh lệch tương đối lớn trạng thái thực vật Dung tích chứa nước hữu hiệu cao trạng thái rừng IIIB (Ie = 170.46 mm), thấp trạng thái đất chưa có rừng IA (Ie = 109.9 mm), IB (Ie = 110.10 mm), rừng trồng keo tai tượng (I e = 107.79 mm) ,trạng thái IIIA1 (Ie = 107.79 mm) Giá trị dung tích chứa nước hữu hiệu cao gấp 1.58 lần giá trị thấp So sánh lượng chứa nước IM, giá trị cao trạng thái rừng III B (IM = 252.10 mm) thấp trạng thái rừng I A (IM = 113.91 mm) Lượng chênh lệch giá trị cao giá trị thấp lớn Giá trị cao cao gấp 2.21 lần giá trị thấp Như vậy, nhìn chung, giá trị dung tích trữ nước hữu hiệu giá trị lượng nước chứa cao trạng thái rừng tự nhiên III B, thấp dần trữ lượng cấu trúc rừng đơn giản So sánh rừng tự nhiên rừng trồng, giá trị rừng trồng thấp so với trạng thái rừng II A , IIB trạng thái rừng thứ sinh phục hồi Điều lần minh chứng cho vai trò cấu trúc lớp phủ thực vật việc giữ nước, điều tiết nước, chống xói mòn III KẾT LUẬN Qua số liệu phân tích, ta thấy tiêu tính toán bao gồm: lượng nước giữ tiềm tàng đất dung tích chứa nước hữu hiệu đất có chênh lệch lớn trạng thái rừng khác nhau,giữa rừng tự nhiên rừng trồng lượng chênh lệch giá trị cao lớn tiêu dao động từ 1.58 đến 2.21 lần Các tiêu có giá trị cao trạng thái rừng IIIB thấp dần trữ lượng cấu trúc rừng đơn giản hơn, thấp trạng thái IA Các tiêu đánh giá khả giữ nước rừng tự nhiên cao rừng trồng Qua cho thấy vai trò quan trọng cấu trúc lớp phủ thực vật với khả giữ nước đất hiệu môi trường, điều tiết nước lưu vực rừng tự nhiên, đặc biệt rừng trạng thái IIIB trạng thái rừng có trữ lượng lớn cấu trúc rừng vốn có thay đổi Bài tập 2: QUÁ TRÌNH GIA TĂNG SỐ LƯỢNG QUẦN THỂ, QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG Trên khía cạnh ý nghĩa, sinh thái học môn khoa học nhằm giải vấn đề sử dụng nguồn tài nguyên, sở lý luận cho hoạt động, tác động vào tự nhiên có tính đến quy luật trình tự nhiên Nhờ đó, tránh xung đột gay gắt người tự nhiên, lợi ích kinh tế, xã hội, môi trường Nghiên cứu trình tăng số lượng quần thể, quần xã nội dung quan trọng sinh thái học quần thể, quần xã thực vật rừng Xác định trình điều hòa số lượng sinh vật góp phần cho việc xác định phương pháp, mức độ khai thác, sử dụng, bảo vệ cho phù hợp Nghiên cứu trình tăng số lượng quần thể, quần xã thực vật rừng có nhiều ý nghĩa không mặt lý thuyết mà quan trọng mặt thực tiễn Với ý nghĩa nêu trên, thực tiểu luận làm rõ số vấn đề xung quanh trình tăng số lượng quần thể, quần xã Nội dung tìm hiểu bao gồm dạng gia tăng số lượng cá thể quần thể, vài đặc điểm xung quanh gia tăng số lượng quần xã thực vật rừng Thêm vào đó, mối liên hệ chặt chẽ trình tăng trình giảm số lượng quần thể thực vật rừng, tiểu luận đóng góp vài phác họa biến động số lượng quần thể chế điều chỉnh số lượng quần thể thực vật rừng để làm rõ gia tăng số lượng xung quanh trạng thái cân Một số khái niệm liên quan Quần xã: Tập hợp quần thể loài khác nhau, chúng có mối quan hệ tác động qua lại lẫn vùng lãnh thổ định- gọi - nơi ở, nơi mọc,hoặc điều kiện nơi mọc [1] Quần thể: nhóm cá thể riêng biệt loài sống khoảng không gian xác định, có đặc điểm sinh thái đặc trưng nhóm, cá thể riêng biệt [1] Quá trình tăng số lượng quần thể thực vật rừng 2.1 Những số xác định trình tăng số lượng quần thể dạng gia tăng số lượng cá thể quần thể thực vật rừng Sự tăng trưởng số lượng quần thể liên quan chặt chẽ với số bản: - Mức sinh sản - Mức tử vong - Sự phân bố nhóm tuổi quần thể Mỗi số có ý nghĩa giá trị riêng, song biệt lập chúng, ta thảo luận tăng trưởng số lượng quần thể Sự tăng trưởng, trước hết phụ thuộc vào tốc độ sinh sản tử vong, mối liên quan: r=b–d Trong đó: r hệ số (tốc độ) tăng trưởng riêng tức thời quần thể bị phân lập (không có di cư nhập cư), tức số lượng gia tăng đơn vị thời gian b d giá trị số lượng cá thể sinh chết đơn vị thời gian Nếu r > 0, quần thể phát triển số lượng r = 0, quần thể ổn định số lượng r < 0, quần thể suy giảm số lượng Từ tốc độ tăng trưởng riêng tốc độ tử vong riêng, ta có mối quan hệ: =r (1.1) Nếu vô bé, ta có mối liên hệ” = r hay = r.N Lấy tích phân vế phương trình ta có: Nt = N0 er.t (1.2) (1.3) Phương trình (1.2),(1.3) phương trình hàm mũ với dạng đường cong chữ J, thể tăng trưởng số lượng quần thể áp dụng điều kiện giới hạn yếu tố môi trường gồm không gian nơi chất dinh dưỡng Khi đó, yếu tố giới hạn nên kích thước quần thể gia tăng liên tục Tốc độ tăng số lượng quần thể điều kiện môi trường không bị giới hạn (r) phụ thuộc vào thành phần tuổi tốc độ tăng trưởng riêng tạo nhóm tuổi khác quần thể tham gia vào sinh sản Do đó, số tốc độ tăng trưởng loài khác phụ thuộc cấu trúc quần thể Chỉ phân bố nhóm tuổi quần thể xác lập cách ổn định vững tốc độ tăng trưởng riêng ổn định gọi “tốc độ tăng trưởng tự nhiên nội tại” loài, ký hiệu rmax (Chapman, 1928) [2] Trong thực tế, số lượng quần thể tăng lên vô hạn theo hàm số mũ Ngược lại, gia tăng số lượng quần thể theo dạng hàm mũ kéo dài thời gian định Sau đó, giới hạn không gian nơi ở, nguồn thức ăn, quan hệ cạnh tranh, dịch bệnh tiềm sinh học loài, nên kích thước quần thể gia tăng chậm dần đạt đến giới hạn định Nói cách khác, tăng số lượng quần thể chịu chống đối môi trường ( yếu tố vô sinh hữu sinh) Số lượng tăng, sức chống đối mạnh Dạng đường cong tăng trưởng Verhuslt (1854) mô tả đường cong Sigmoid ( hay đường cong tăng trưởng theo kiểu chữ S) [2] Đường cong chữ S thể tăng trưởng số lượng quần thể áp dụng điều kiện có chống đối môi trường N Mức độ chống đối môi trường K rN t Hình 1.1 Các dạng đường cong tăng trưởng quần thể (tăng theo hàm mũ có dạng chữ J tăng theo hàm logic có dạng sigmoit) Tăng trưởng theo kiểu chữ S biểu thị theo phương trình: Trong đó: số gia tăng số lượng thể quần thể theo thời gian N số lượng cá thể quần thể thời điểm t K số lượng cá thể cực đại quần thể môi trường định hay mật độ giới hạn tăng trưởng kiểu chữ S hệ số điều chỉnh biểu thị mức độ đối kháng môi trường Trên đường cong hình chữ S nhận thấy số lượng tăng theo bốn pha: - Pha 1: Pha tăng dương (có gia tốc) - Pha 2: Pha có số lượng tăng nhanh (hay tăng logarit ) để đạt tốc độ cực đại điểm uốn Qua điểm uốn tới pha - Pha 3: Pha tăng âm ( gia tốc giảm) - Pha 4: Pha tiệm cận (b - d = r tiến dần đến 0) Số lượng quần thể đạt tối đa ổn định mức cân với “ khả chịu đựng” môi trường Tuy nhiên, đường cong tăng trưởng thực tế số lượng quần thể thường không trùng khớp cách chặt chẽ với đường cong lý thuyết mà có dao động xung quanh mức đối kháng môi trường Điều hiểu, nhiều trường hợp N > K N < K Khi N< K hệ số điều chỉnh âm, âm, mật độ quần thể có khuynh hướng giảm K nhỏ K Như vậy, hệ số điều chỉnh tạo kiểm soát thuận nghịch tăng, giảm số lượng quần thể trì mật độ quần thể gắn với trạng thái bền vững Theo E.P Odum (1983), tăng trưởng nhiều quần thể vi sinh vật, thực vật động vật điều kiện thí nghiệm điều kiện tự nhiên mô tả đường cong sigmoit, tiến trình gia tăng số lượng quần thể kéo theo gia tăng mức đối kháng (tác động âm) môi trường, trước tiên gia tăng mật độ quần thể R.G Wiegert (1974) rằng, đường cong logic thể tăng trưởng có giới hạn, hiệu suất giới hạn, không gian nguồn sống, gây ảnh hưởng từ đầu lên tăng trưởng số lượng, nghĩa mật độ quần thể thấp nhất, số lượng tăng lên nhanh, sau chậm lại dần [2] Trên hình 1.1, đường cong logic phản ánh tăng trưởng chậm nhất, đường cong hàm mũ phản ánh tăng trưởng nhanh nhất, đại phận quần thể có kiểu tăng trưởng số lượng nằm hai dạng 2.2.Ý nghĩa việc nghiên cứu dạng tăng trưởng số lượng quần thể Trên hình 1.1 ta thấy tốc độ cực đại tăng trưởng đạt điểm uốn (K/2) mà thời điểm quần thể đạt số lượng cao bước vào ổn định Mật độ quần thể nơi xuất điểm uốn có ý nghĩa lớn việc quản lý việc khai thác nguồn tài nguyên từ thực vật Nếu khai thác làm giảm mật độ quần thể thực vật rừng đến điểm “ sản lượng ổn định cực đại” , kết hợp thêm điều kiện trữ lượng khai thác cho phép mức độ khép tán loại rừng,mục đích sử dụng… việc khai thác không đáng lo ngại tính bền vững, song khai thác mức, tức mật độ quần thể giảm thấp so với điểm “sản lượng ổn định cực đại” khả phục hồi số lượng quần thể trở nên khó khăn Quần thể thực vật rừng rơi vào trạng thái suy kiệt Tính biến động quần thể chế điều chỉnh số lượng cá quần thể thực vật rừng III.1 Tính biến động quần thể thực vật Khi quần thể thực vật rừng gia tăng số lượng đạt đến mức tốc độ tăng trưởng r tiến đến số “0” cách ổn điịnh số lượng quần thể có khuynh hướng dao động xung quanh giá trị cân Nguyên nhân dao động thường biến đổi điều kiện môi trường theo chu kỳ( ngày đêm, mùa, số năm…) không theo chu kỳ Người ta phân biệt hai kiểu biến động số lượng quần thể thực vật rừng: biến động theo chu kỳ biến động không theo chu kỳ Trong biến động theo chu kỳ quần thể thực vật rừng thường bao gồm gia tăng số lượng quần thể theo chu kỳ Ví dụ: loài dầu rái sau 4-5 năm lại có năm sai Hoặc số lượng quần thể thực vật năm thường phát triển nhanh vào mùa xuân hè, thời tiết lạnh chúng bắt đầu dừng lại Những biến động theo chu kỳ không chịu ảnh hưởng biến đổi theo chu kỳ khí hậu mà ấn định tương tác loài quần xã hoạt động người [3] Ví dụ quần thể loài chịu bóng tán rừng gia tăng số lượng có tỉa thưa quần thể ưa sáng người theo chu kỳ Sự biến động quần thể không theo chu kỳ thường có liên hệ với biến đổi bất thường môi trường (Ví dụ: cháy rừng bất cẩn người, xây dựng hồ nước…) III.2 Cơ chế điều chỉnh số lượng cá quần thể thực vật rừng Tuy chịu ảnh hưởng yếu tố môi trường dẫn đến trạng thái dao động song nhiều quần thể sinh vật mà đặc biệt quần thể thực vật rừng không chịu ảnh hưởng cách bị động biến cố môi trường mà cải tảo môi trường theo hướng có lợi cho mình.Các quần thể hay đơn vị tổ chức cao quần xã, hệ sinh thái có chế riêng để trì trạng thái cân số lượng với sức chịu đựng môi trường Trong trình nghiên cứu chế điều chỉnh số lượng quần thể cần ghép quần thể vào hệ thống quần xã, hệ sinh thái để có đủ sở để hiểu chế điều chỉnh số lượng Trong tự nhiên,có hai nhóm yếu tố chi phối số lượng cá thể quần thể: nhóm yếu tố “ không phụ thuộc vào mật độ” nhóm yếu tố “ phụ thuộc vào mật độ” Nhóm yếu tố đầu hiểu mật độ quần thể biến đổi mà tác động yếu tố trì mức ổn định Nhóm thứ hai hiểu ảnh hưởng chúng thường gia tăng giảm theo mức độ tiệm cận N với K Các nhóm yếu tố chế chủ yếu kìm hãm gia tăng số lượng quần thể có nguy dư thừa dân số xác lập trạng thái cân bền vững E.D Odum (1983), tác động yếu tố khí hậu ( hoàn toàn không thường xuyên) thường không phụ thuộc vào mật độ, ngược lại, tác động yếu tố sinh học (thức ăn, bệnh tật…) thường (không phải luôn) yếu tố phụ thuộc mật độ [2] Cơ chế tổng quát điều chỉnh số lượng quần thể mối quan hệ nội hình thành cá thể cấu trúc nên quần thể mối quan hệ quần thể sống quần xã hệ sinh thái [2] Các quần thể sinh vật tiến hóa theo hướng tạo mật độ quần thể thấp sức chứa môi trường ( khả cung cấp lập địa) Đối với quần thể gỗ, cạnh tranh cá thể yếu tố định kích thước gỗ số lượng gỗ Một đám đông cá thể quần thục cạnh tranh với dẫn đến nhiều cá thể bị chết, hậu chung giảm số lượng chung quần thể, lại làm tăng kích thước cá thể sống sót Vì thế, theo thời gian, số lượng kích thước trung bình tồn mối quan hệ chặt chẽ Mối quan hệ phản ánh quy luật tỉa thưa tự nhiên quần thụ Khi nghiên cứu quy luật tỉa thưa quần thụ, nhiều tác giả (Harper McNaughton, 1962; Yoda et al,1963) đưa quy tắc tự tỉa thưa sau: quần thụ khép tán hoàn toàn, ta lấy logarit tổng khối lượng bình quân logarit số đơn vị diện tích ta nhận đường thẳng có độ dốc -3/2 [3] Cơ sở khoa học quy tắc chỗ lập địa có khả mang sinh khối lớn Khi khối lượng quần thể thực vật tiếp cận đến giới hạn sinh khối lớn tăng trưởng cá lẻ tiếp tục xảy số giảm [3] Quy luật sở cho dẫn mật độ trồng rừng chế độ tỉa thưa quần thụ nhằn đạt tới kích thước cho sản lượng định trước có cạnh tranh xảy làm ảnh hưởng đến tăng trưởng cá thể Quá trình tăng số lượng quần xã thực vật rừng: Sự gia tăng số lượng quần xã theo thời gian chia biến động theo mùa biến động theo năm Theo mùa, thành phần gỗ thay đổi, trừ lúc chúng sống giai đoạn mầm, mạ Ngược lại, vào thời gian định năm loài hòa thảo biến mất, sau có thời tiết thuân lợi chúng lại xuất có gia tăng số lượng theo chu kỳ, phụ thuộc vào đặc tính nhóm loài khí hậu Theo năm, tương ứng với thay đổi điều kiện môi trường sống xảy dao động số lượng quần xã Vào năm không thuận lợi cho quần xã thực vật năm khô hạn, cá thể chuyển vào trạng thái sinh trưởng kém, tỷ lệ cá thể tử vong tăng lên Ngược lại, điều kiện thuận lợi sinh trưởng số lượng cá thể, số lượng loài quần xã lại tăng lên với nhịp độ nhanh Quá trình gia tăng số lượng, hay giảm số lượng liên quan đến biến đổi tương đồng hoạt động sống môi trường Có thể thấy số lượng, mật độ cá thể, loài quần xã hàm số nhiều yếu tố môi trường thường xuyên thay đổi Tuy nhiên, nhìn chung, chất tiến hóa quần xã khuynh hướng đạt đến đa dạng loài, cấu trúc, gen mối quan hệ loài Theo nguyên lý này, trải qua trình tiến hóa lâu dài,các quần xã sinh vật chọn lọc hoàn cảnh sinh thái cho chúng Điều xác định tính ổn định quần xã có biến động đồng thời nhiều nhân tố Giữa thành phần loài số lượng cá thể mối loài sống quần xã có mối quan hệ xác định Ở quần xã suy thoái có số lượng loài giảm, số lượng cá thể loài tăng, tính ưu cao dần, quan hệ sinh học loài bớt căng thẳng, phù hợp với sức chứa môi trường Sự giàu có loài, gia tăng số lượng cá thể định điều phối hàng loạt yếu tố môi trường, đặc biệt môi trường hữu sinh (thức ăn, vật dữ, mồi, cạnh tranh…)[2] 5 Kết luận Sự gia tăng số lượng quần thể thực vật rừng thể theo hai dạng đường cong chính: dạng đường cong chữ J thể kích thước quần thể gia tăng liên tục áp dụng điều kiện giới hạn yếu tố môi trường dạng đường cong hình chữ S thể số lượng cá thể quần thể có gia tăng khác theo pha phát triển Sự tăng số lượng theo dạng đường cong hình chữ S (sigmoit) nhấn mạnh tới giới hạn tối đa số lượng quần thể đạt trạng thái cân có mức chống đối môi trường Sự gia tăng số lượng theo thực tế không hoàn toàn trùng khớp với đường cong tăng số lượng lý thuyết mà thường có dao động xung quanh mức đối kháng môi trường Khi đạt tới trạng thái cân số lượng, quần thể thực vật rừng có gia tăng số lượng quần thể nhiên biến động điều chỉnh thông qua chế riêng nhằm hướng tới trạng thái bền vững quần thể thực vật rừng Nghiên cứu trình gia tăng số lượng quần thể có ý nghĩa quan trọng nhà lâm sinh việc xác định thời điểm, lượng tỉa thưa, khai thác Quá trình gia tăng hay sụt giảm số lượng quần xã thực vật rừng xảy theo mùa theo năm Tuy vậy, quần xã thực vật, đặc biệt thành phần gỗ, trải qua trình tiến hóa lâu dài,các quần xã chọn lọc hoàn cảnh sinh thái cho chúng nên chúng dần xác định tính ổn định quần xã có biến động đồng thời nhiều nhân tố Tài liệu tham khảo Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan, 2005- Sinh thái rừng, Đại học Lâm nghiệp Vũ Trung Tạng, 2008- Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Văn Thêm, 2002- Sinh thái rừng, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội [...]... cảnh sinh thái cho chúng Điều đó xác định tính ổn định của quần xã trong khi có sự biến động đồng thời của nhiều nhân tố Giữa thành phần loài và số lượng cá thể của mối loài sống trong quần xã có những mối quan hệ xác định Ở những quần xã đang suy thoái có số lượng loài giảm, số lượng cá thể của các loài tăng, tính ưu thế cao dần, quan hệ sinh học giữa các loài bớt căng thẳng, phù hợp với sức chứa của. .. quần xã này đã chọn lọc được hoàn cảnh sinh thái cho chúng nên chúng dần xác định được tính ổn định của quần xã trong khi có sự biến động đồng thời của nhiều nhân tố Tài liệu tham khảo 1 Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan, 2005- Sinh thái rừng, Đại học Lâm nghiệp 2 Vũ Trung Tạng, 2008- Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội 3 Nguyễn Văn Thêm, 2002- Sinh thái rừng, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà... hơn sức chứa của môi trường ( khả năng cung cấp của lập địa) Đối với quần thể cây gỗ, sự cạnh tranh giữa các cá thể chính là yếu tố quyết định kích thước cây gỗ và số lượng cây gỗ Một đám đông cá thể trong quần thục cạnh tranh với nhau sẽ dẫn đến nhiều cá thể bị chết, hậu quả chung là giảm số lượng chung của quần thể, nhưng lại làm tăng kích thước cá thể sống sót Vì thế, theo thời gian, giữa số lượng... cũng có khả năng mang một sinh khối cây lớn nhất Khi khối lượng của quần thể thực vật tiếp cận đến giới hạn sinh khối lớn nhất thì tăng trưởng của cây cá lẻ chỉ tiếp tục xảy ra nếu số cây giảm [3] Quy luật này là cơ sở cho các chỉ dẫn về mật độ trồng rừng và chế độ tỉa thưa quần thụ nhằn đạt tới kích thước cây cho sản lượng nhất định trước khi có sự cạnh tranh xảy ra làm ảnh hưởng đến tăng trưởng của cây... quần thể biến đổi mà tác động của yếu tố đó vẫn duy trì ở mức ổn định Nhóm thứ hai được hiểu là ảnh hưởng của chúng thường gia tăng hoặc giảm đi theo mức độ tiệm cận của N với K Các nhóm yếu tố này là cơ chế chủ yếu kìm hãm sự gia tăng về số lượng của quần thể khi có nguy cơ dư thừa dân số và xác lập trạng thái cân bằng bền vững E.D Odum (1983), đã chỉ ra sự tác động của yếu tố khí hậu ( nhưng hoàn... mật độ, ngược lại, sự tác động của các yếu tố sinh học (thức ăn, bệnh tật…) thường (không phải là luôn luôn) là yếu tố phụ thuộc mật độ [2] Cơ chế tổng quát điều chỉnh số lượng của quần thể chính là mối quan hệ nội tại được hình thành ngay trong các cá thể cấu trúc nên quần thể và trong mối quan hệ của các quần thể sống trong quần xã và hệ sinh thái [2] Các quần thể sinh vật tiến hóa theo hướng tạo... giảm của số lượng quần thể và duy trì mật độ quần thể gắn với trạng thái bền vững Theo E.P Odum (1983), sự tăng trưởng của nhiều quần thể vi sinh vật, thực vật và động vật trong điều kiện thí nghiệm cũng nhưng trong điều kiện tự nhiên đều có thể được mô tả bằng đường cong sigmoit, bởi vì trong tiến trình gia tăng số lượng của quần thể thì kéo theo nó là sự gia tăng của mức đối kháng (tác động âm) của. .. bởi các tương tác giữa các loài trong quần xã và hoạt động của con người [3] Ví dụ như quần thể loài chịu bóng dưới tán rừng có thể được gia tăng về số lượng khi có sự tỉa thưa quần thể cây ưa sáng của con người theo chu kỳ Sự biến động của quần thể không theo chu kỳ thường có liên hệ với những biến đổi bất thường của môi trường (Ví dụ: cháy rừng do bất cẩn của con người, xây dựng hồ nước ) III.2 Cơ... của môi trường Khi đạt tới trạng thái cân bằng về số lượng, quần thể thực vật rừng vẫn có sự gia tăng số lượng quần thể tuy nhiên những biến động này luôn được điều chỉnh thông qua các cơ chế riêng nhằm hướng tới trạng thái bền vững của quần thể thực vật rừng Nghiên cứu quá trình gia tăng số lượng của quần thể có ý nghĩa quan trọng đối với các nhà lâm sinh trong việc xác định thời điểm, lượng tỉa thưa,... của quần thể thực vật rừng Tuy chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường dẫn đến trạng thái dao động song nhiều quần thể sinh vật mà đặc biệt là quần thể thực vật rừng không chỉ chịu ảnh hưởng một cách bị động bởi các biến cố môi trường mà còn cải tảo môi trường theo hướng có lợi cho mình.Các quần thể hay các đơn vị tổ chức cao hơn như quần xã, hệ sinh thái đều có các cơ chế riêng để duy trì trạng thái