1. Giới hạn sinh thái
- Giới hạn sinh thái là giới hạn chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái nhất định của môi trường, trong đó sinh vật có thể tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian, nằm ngoài giới hạn sinh thái thì sinh vật không tồn tại được.
- Trong giới hạn sinh thái có điểm giới hạn trên [max], điểm giới hạn dưới [min], khoảng cực thuận [khoảng thuận lợi] và các khoảng chống chịu. Vượt ra ngoài các điểm giới hạn, sinh vật sẽ chết.
+ Khoảng thuận lợi là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp, đảm bảo cho loài sinh vật thực hiện các chức năng sống tốt nhất.
+ Khoảng chống chịu là khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí của sinh vật.
- Giới hạn sinh thái của mỗi loài là khác nhau.
Một ví dụ về giới hạn sinh thái của sinh thái của cá rô phi:
+ Giới hạn sinh thái từ 5,60C đến 420C.
+ Nhiệt độ 5,60C gọi là giới hạn dưới, 420C gọi là giới hạn trên.
+ Khoảng nhiệt độ thuận lợi cho các chức năng sống của cá là từ 200C đến 350C.
+ Khoảng nhiệt độ chống chịu là từ 5,60C đến 200C và từ 350C đến 420C.
- Những loài có giới hạn sinh thái rộng với nhiều nhân tố thì có vùng phân bố rộng, những loài có giới hạn sinh thái hẹp đối với nhiều nhân tố thì có vùng phân bố hẹp.
- Ở cơ thể còn non hoặc cơ thể trưởng thành nhưng trạng thái sinh lí thay đổi, giới hạn sinh thái đối với nhiều nhân tố bị thu hẹp.
2. Nơi ở và ổ sinh thái
a. Khái niệm
- Nơi ở là địa điểm cư trú của loài.
- Ổ sinh thái là cách sinh sống của loài đó, là một “không gian sinh thái” [hay không gian đa diện] mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển.
b. Ví dụ về các ổ sinh thái:
- Kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi... của mỗi loài tạo nên các ổ sinh thái về dinh dưỡng.
Ví dụ như chim ăn sâu, chim ăn hạt cây, trong đó có chim ăn hạt lớn, chim ăn hạt vừa, chim ăn hạt nhỏ do khác nhau về kích thước mỏ.
- Như vậy, tuy chúng cùng nơi ở nhưng thuộc các ổ sinh thái dinh dưỡng khác nhau.
2. Ý nghĩa của việc phân hóa ổ sinh thái:
- Trong thiên nhiên, các loài có ổ sinh thái giao nhau hoặc không giao nhau. Những loài có ổ sinh thái giao nhau, khi phần giao nhau càng lớn, sự cạnh tranh càng khốc liệt, có thể loại trừ nhau, loài thua cuộc bị tiêu diệt hoặc phải rời đi nơi khác. Do đó, các loài gần nhau về nguồn gốc khi sống trong một sinh cảnh và cùng sử dụng một nguồn thức ăn, chúng có xu hướng phân li ổ sinh thái để tránh cạnh tranh.
- Có nhiều loài cùng nơi ở nhưng lại không cạnh tranh với nhau do chúng có ổ sinh thái khác nhau.
- Phạm vi của nơi ở rất biến đổi, có khi hẹp, có khi rộng và thường bao gồm nhiều ổ sinh thái, nhất là ổ sinh thái dinh dưỡng khác nhau của các loài. Chẳng hạn, trên một tán cây có nhiều loài chim cư ngụ. Chúng chung sống được ở đây vì mỗi loài có ổ sinh thái riêng: loài ăn hạt, loài hút mật, loài ăn sâu bọ, loài ăn thịt. Song nếu số lượng các loài quá đông, không gian trở nên chật hẹp thì chúng lại cạnh tranh với nhau về nơi ở.
- Theo Odum, nơi ở chỉ ra “địa chỉ” của sinh vật, còn ổ sinh thái chỉ ra “nghề nghiệp” của nó với hàm ý sinh vật sống “ở đâu” và dựa vào “những cái gì”, “phương thức khai thác chúng ra sao” để tồn tại và phát triển một cách ổn định, lâu dài.
- Trong các ổ sinh thái thì ổ dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng nhất bởi vì chức năng dinh dưỡng chi phối tất cả các chức năng khác. Các loài cạnh với nhau khi chúng có ổ sinh thái trùng nhau. Mức độ cạnh tranh mạnh hay yếu phụ thuộc vào ổ sinh thái trùng nhau nhiều hay ít.
Giới hạn sinh thái là khoảng giá trị của một nhân tố sinh thái mà sinh vật ở trong khoảng giá trị đó thì mới có thể tồn tại và phát triển.[1][2][3]
Ví dụ: Cá rô phi ở Việt Nam chỉ có thể sống trong phạm vi nhiệt độ từ 5,6 °C là thấp nhất, đến nhiệt độ cao nhất là 42 °C.[4][5] Ở ví dụ này, người ta nói: giới hạn sinh thái về nhiệt độ của loài cá này là 5,6 °C đến 42 °C. Người ta còn nói: loài cá này có giới hạn chịu đựng về nhiệt độ là 5,6 °C đến 42 °C.
Hình bên thể hiện tổng quát sự biến thiên về nhiệt độ môi trường tăng dần theo chiều từ trái sang phải của trục hoành [OY], còn mức độ thuận lợi cho sự sinh tồn và phát triển của sinh vật được biểu diễn ở trục tung [OX]. Nếu nhiệt độ thấp dưới giá trị 1 làm sinh vật chết thì 1 gọi là "điểm gây chết" dưới; nếu nhiệt độ cao hơn giá trị 3 cũng làm sinh vật chết thì 5 gọi là "điểm gây chết" trên. Khoảng từ 1 - 5 gọi là giới hạn chịu đựng hay giới hạn sinh thái của sinh vật đó. Nếu nhiệt độ ở giá trị 5 là phù hợp nhất cho sinh vật, thì nó sống thuận lợi nhất nên gọi là "điểm cực thuận". Còn nhiệt độ trong khoảng 1-2 và 4-5 gọi là "khoảng chống chịu".[3] Các nhân tố sinh thái khác [như nồng độ CO2, cường độ sáng,...] cũng tương tự.
- Đây là thuật ngữ trong sinh thái học mà các nhà khoa học Việt Nam đã phát triển và Việt hoá từ thuật ngữ "tolerance ranges of species"[6] [khoảng chịu đựng của loài] trong quy luật Shelford [/ʃɛl fɔːd/] hay "principle of tolerance limits"[7] [nguyên tắc giới hạn chịu đựng] và "limiting factor" [yếu tố giới hạn] của thuật ngữ nước ngoài trong lĩnh vực sinh thái học.[1][2]
- Nói cách khác, với một nhân tố sinh thái thì mỗi sinh vật chỉ có khả năng chịu đựng được về mặt sinh học một "biên độ" biến đổi xác định của nhân tố sinh thái đó thì mới sống và phát triển. Vì thế, khái niệm này còn được gọi là giới hạn chịu đựng [Limits Of Tolerance][7] hay khoảng chịu đựng.[3]
Các yếu tố giới hạn trong hệ sinh thái: 1 = Loài chủ chốt. 2 = Vật săn mồi. 3 = Nguồn năng lượng. 4 = Khoảng trống ở sinh cảng. 5 = Nguồn thức ăn.
- Trong sinh thái học, yếu tố giới hạn [limiting factor] gồm tất cả các yếu tố hoặc đặc điểm của môi trường có thể hạn chế sự tăng trưởng, độ phong phú hoặc phân bố của một sinh vật hoặc quần thể sinh vật trong một hệ sinh thái.[8] Điều này đã được Justus Freiherr von Liebig đề cập đến trong một khái quát mà sinh thái học gọi là quy luật cực tiểu Liebig.
- Theo quy luật này, thì sự tăng trưởng được kiểm soát không phải bởi tổng số tài nguyên có sẵn, mà là bởi tài nguyên hiếm nhất.[9] Nói cách khác, một yếu tố sẽ là yếu tố giới hạn nếu sự thay đổi của nó gây thay đổi cho sự tăng trưởng, độ phong phú hoặc phân bố của sinh vật, còn các yếu tố khác thì không, mặc dù chúng cần thiết cho sinh vật. Các yếu tố giới hạn có thể là vật lý, hoá học hoặc sinh học. Yếu tố giới hạn cũng gây ra sự cạnh tranh giữa các cá thể của một quần thể loài. Ví dụ, không gian phân bố là một yếu tố giới hạn. Nhiều động vật săn mồi và con mồi cần một khoảng không gian nhất định để sinh tồn: thức ăn, nước và các nhu cầu sinh học khác. Nếu mật độ quần thể của một loài quá cao, chúng tăng cường cạnh tranh cho những nhu cầu đó. Do đó, các yếu tố giới hạn đảm bảo ổn định kích thước quần thể ở mức thích hợp với khu vực phân bố, qua đó, một số cá thể phải tìm kiếm triển vọng tốt hơn ở nơi khác [phải di cư] còn một số khác ở lại và có thể chết [bị đào thải].
- Trong một quần xã, các yếu tố giới hạn thường gặp là loài chủ chốt trong quần xã, vật săn mồi và kẻ thù nói chung, tổng số nguồn năng lượng cung cấp cho quần xã đó, không gian sống và nguồn thức ăn có thể cung cấp [xem hình].
- Một số nhân tố sinh thái có khi chẳng có tác động gì, nhưng khi môi trường biến đổi lại trở nên rất quan trọng. Chẳng hạn ở một số hệ sinh thái thảo nguyên đã nghiên cứu được công bố vào năm 2017, thì natri [một nguyên tố vi lượng] thường không có tác dụng gì, nhưng khi kết hợp với nitơ và phosphor [các nguyên tố đa lượng] thì thể hiện những tác động tích cực cho hệ sinh thái này.[10]
- Vũ Trung Tạng "Cơ sở sinh thái học".[2]
- Raghothama, K. G. & Karthikeyan, A.S. [2005] "Phosphate acquisition", Plant and Soil 274: 37-49.
- Taylor, W. A. [1934] "Significance of extreme or intermittent conditions in distribution of species and management of natural resources, with a restatement of Liebig's law of the minimum", Ecology 15: 374-379.
- Shelford, V. E. [1952]. Paired factors and master factors in environmental relations. Illinois Acad. Sci. Trans., 45: 155-160
- Sundareshwar P.V., J.T. Morris, E.K. Koepfler, and B. Fornwalt [2003] "Phosphorus limitation of coastal ecosystem processes", Science 299:563-565.
- ^ a b Campbell và cộng sự: "Sinh học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2010.
- ^ a b c Vũ Trung Tạng: "Cơ sở sinh thái học" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2008.
- ^ a b c "Sinh học 12" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2019.
- ^ Lê Quang Long: "Sinh lý học động vật" - Tủ sách Đại học sư phạm Hà Nội, 1968.
- ^ "Sinh học 9" - Nhà xuất bản Giáo dục, 2018.
- ^ “Tolerance ranges of species”.
- ^ a b “Limits Of Tolerance”.
- ^ Thomas M. Smith., Robert Leo Smith. 2009. Or simply, Limiting factors are things that prevent a population from growing any large. Elements of Ecology. Pearson International Edition. 7th Ed.
- ^ “Limiting factor - Biology-Online Dictionary”.
- ^ Kaspari, Michael; Roeder, Karl A.; Benson, Brittany; Weiser, Michael D.; Sanders, Nathan J. [ngày 1 tháng 2 năm 2017]. “Sodium co-limits and catalyzes macronutrients in a prairie food web”. Ecology [bằng tiếng Anh]. 98 [2]: 315–320. doi:10.1002/ecy.1677. ISSN 1939-9170. PMID 27936500.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Giới_hạn_sinh_thái&oldid=68475940”