Lý thuyết Sinh thái học quần thể (Sinh 12 Cánh diều Bài 21)

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 21: Sinh thái học quần thể hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 12.

Lý thuyết Sinh thái học quần thể (Sinh 12 Cánh diều Bài 21)

TRẮC NGHIỆM ONLINE

I. QUẦN THỂ SINH VẬT

- Khái niệm: Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời gian nhất định, chúng có khả năng sinh sản và tạo thành những thế hệ mới.

- Một số ví dụ về các quần thể sinh vật:

+ Các cây bần chua sống trong rừng ngập mặn tạo thành quần thể bần chua.

+ Quần thể voi châu phi tại công viên quốc gia Murchison Falls.

+ Quần thể thông ba lá tại Đà Lạt, Việt Nam.

+ Quần thể cá chép trong một cái ao.

+ Quần thể lúa trên một cánh đồng.

Quần thể cây bần chua và quần thể voi

- Hình thành quần thể là một quá trình lịch sử. Các cá thể cùng chung sống, gắn bó chặt chẽ với nhau thông qua các mối quan hệ sinh thái. Các cá thể thích nghi với môi trường hình thành một tổ chức sống tương đối ổn định.

- Quần thể sinh vật là một tổ chức sống mang những đặc điểm đặc trưng không có ở mỗi cá thể sinh vật:

+ Quần thể là cấu trúc ổn định về số lượng và mật độ cá thể, thành phần lứa tuổi, tỉ lệ đực/cái và sự phân bố trong không gian.

+ Trong quần thể sinh vật, các cá thể có những tác động qua lại với nhau thông qua mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh.

+ Trong quần thể, giữa quần thể và môi trường luôn có sự trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.

+ Các cá thể của quần thể có khả năng sinh sản hình thành thế hệ mới.

+ Hoạt động sống và số lượng cá thể của quần thể được điều chỉnh tương ứng với sự thay đổi của điều kiện môi trường.

II. QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ SINH VẬT

- Sự tương tác giữa các cá thể trong quần thể được thể hiện qua các mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh.

1. Quan hệ hỗ trợ

- Ý nghĩa của quan hệ hỗ trợ đối với sự tồn tại và phát triển của các cá thể trong quần thể: Quan hệ hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể đảm bảo cho quần thể tồn tại một cách ổn định, khai thác được các nguồn sống tốt hơn, chống chọi với điều kiện môi trường bất lợi, nhờ đó tăng khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể.

- Biểu hiện: Các cá thể của quần thể quần tụ thành nhóm hay bầy đàn, có mối quan hệ hỗ trợ nhau trong các hoạt động sống như tìm kiếm nguồn sống, chống lại điều kiện bất lợi của môi trường, chống lại kẻ thù,...

+ Ở thực vật:

Khi sống thành nhóm, cây có khả năng chống được gió bão và hạn chế sự thoát hơi nước tốt hơn.

Cây tre sống thành từng khóm

Hiện tượng liền rễ ở hai cây thông nhựa mọc gần nhau là quan hệ hỗ trợ, giúp cây thông có khả năng chống chịu tốt hơn với điều kiện môi trường, dễ dàng lấy chất dinh dưỡng hơn.

+ Ở động vật: Lối sống bầy đàn tạo điều kiện thuận lợi cho các cá thể trong việc tìm kiếm thức ăn, chống lại kẻ thù, giao phối,... Ví dụ: Cá mòi tập trung thành đàn rất lớn để tránh được sự săn mồi của cá mập; Chim bồ nông tập trung thành hàng để tăng hiệu quả bắt cá; Chim di cư thành đàn giúp chúng không bị lạc nhau, tránh sự tấn công của kẻ thù, rút ngắn thời gian di cư; Đàn sư tử khi hợp lực sẽ dễ dàng tấn công các con mồi lớn như bò, trâu;…

Cá mòi tập trung thành đàn

Đàn sư tử hợp lực tấn công trâu rừng

2. Mối quan hệ cạnh tranh

- Điều kiện làm xuất hiện quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể: nguồn sống môi trường không đủ cung cấp cho mọi cá thể.

- Biểu hiện: Các cá thể trong quần thể cạnh tranh nhau giành nguồn sống như thức ăn, nơi ở, ánh sáng,....

+ Các cây cùng loài mọc cạnh nhau, khi các cây còn nhỏ, mối quan hệ hỗ trợ là chủ yếu, các cây hỗ trợ nhau chống gió, bão và nóng. Tuy nhiên, khi cây lớn, tán cây rộng và giao nhau, rễ phát triển xen vào nhau, quần thể sẽ chuyển từ quan hệ hỗ trợ sang cạnh tranh. Các cây cạnh tranh nhau ánh sáng, nước và chất dinh dưỡng. Hậu quả là những cá thể cạnh tranh yếu bị đào thải (hiện tượng tỉa thưa tự nhiên).

Hiện tượng tự tỉa thưa ở thực vật

+ Ở động vật, khi thiếu nguồn sống, các cá thể trong quần thể đánh nhau giành thức ăn và nơi sống, có thể dẫn tới số lượng cá thể trong quần thể giảm đi hoặc hiện tượng tách đàn. Bên cạnh đó, các cá thể có thể đánh nhau giành bạn tình hoặc củng cố vị thế trong bầy.

Sư tử đực tranh giành lãnh thổ

+ Ngoài ra, trong quần thể còn có thể xuất hiện quan hệ ký sinh đồng loại hoặc ăn thịt đồng loại khi nguồn sống quá khan hiếm.

Cá pecca châu âu ăn thịt đồng loại

- Hệ quả của mối quan hệ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể: Khi sự cạnh tranh xảy ra, những cá thể cạnh tranh yếu bị đào thải hoặc dẫn đến hiện tượng tách đàn (ở động vật) khiến số lượng cá thể trong quần thể giảm.

- Ý nghĩa: Quan hệ cạnh tranh cũng là đặc điểm thích nghi của quần thể sinh vật.

+ Mối quan hệ cạnh tranh thường không dẫn tới sự tuyệt diệt các cá thể cùng loài mà làm cho số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể được duy trì ở mức phù hợp, đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển.

+ Cạnh tranh giúp phân hoá sức sống của các cá thể trong quần thể, đào thải những cá thể kém thích nghi và tăng số lượng cá thể có khả năng thích nghi cao trong quần thể.

III. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT

- Những đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật bao gồm: kích thước quần thể, tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, kiểu phân bố và mật độ cá thể.

1. Kích thước quần thể

- Khái niệm: Kích thước quần thể là tổng số các cá thể (hoặc tổng khối lượng hay tổng năng lượng tích luỹ trong các cá thể) phân bố trong khoảng không gian mà quần thể sinh sống.

- Ví dụ: Kích thước của quần thể voi Châu á trong Vườn quốc gia Yok Don, tỉnh Đắk Lắk là 32 – 36 con (năm 2020); kích thước của quần thể vượn đen má trắng (Nomascus leucogenys) tại Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên, tỉnh Thanh Hóa khoảng 62 con (năm 2019);…

- Kích thước quần thể thường dao động từ tối thiểu tới tối đa và sự dao động này khác nhau giữa các loài.

Kích thước tối đa và tối thiểu của quần thể

+ Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần phải có để duy trì và phát triển. Nếu kích thước xuống dưới mức tối thiểu, quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm dẫn tới diệt vong do giảm khả năng hỗ trợ và khả năng sinh sản, tăng tỉ lệ giao phối cận huyết.

+ Kích thước tối đa là giới hạn lớn nhất về số lượng cá thể mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. Nếu vượt quá kích thước tối đa, sự cạnh tranh gay gắt cùng ô nhiễm môi trường sẽ làm kích thước quần thể giảm xuống.

- Kích thước của quần thể có thể thay đổi; phụ thuộc vào mức sinh sản, mức tử vong, mức xuất cư, mức nhập cư.

- Vai trò: Sự ổn định về kích thước quần thể giúp đảm bảo số lượng cá thể trong quần thể phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường, có tỉ lệ giới tính phù hợp cho quá trình sinh sản, tăng sự hỗ trợ và giảm sự cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể, đồng thời, tận dụng được tối đa nguồn sống của môi trường.

- Ý nghĩa của việc xác định kích thước của quần thể sinh vật trong thực tiễn sản xuất và bảo tồn:

+ Trong trồng trọt và chăn nuôi, việc xác định kích thước của quần thể sẽ giúp kiểm soát số lượng cá thể phù hợp với điều kiện môi trường, từ đó giảm sự cạnh tranh trong quần thể, đảm bảo thu được năng suất cao.

Xác định kích thước quần thể phù hợp với diện tích ao nuôi

+ Đối với công tác bảo tồn, xác định kích thước tối thiểu của quần thể sinh vật quý hiếm giúp đề ra các biện pháp bảo tồn kịp thời, tránh hiện tượng tuyệt chủng như Tê giác một sừng của Việt Nam.

2. Tỉ lệ giới tính
- Khái niệm: Tỉ lệ giới tính của quần thể là tỉ lệ giữa số lượng cá thể đực và số lượng cá thể cái.

Tỉ lệ giới tính

- Vai trò: Ở các loài sinh sản hữu tính, tỉ lệ giới tính là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể. Ví dụ: Nhiệt độ ấp trứng ảnh hưởng đến tỉ lệ giới tính của cá sấu Mỹ (Alligator missisippiensis), trên 34 ^oC trứng nở ra toàn con đực và dưới 30 ^oC trứng nở ra toàn con cái. Khi nhiệt độ 34 ^oC trong thời gian dài sẽ là cho thế hệ con toàn con đực hoặc khi nhiệt độ 30 ^oC trong thời gian dài sẽ là cho thế hệ con toàn con cái. Dẫn đến tỉ lệ giới tính có sự chênh lệch lớn, các cá thể không thể sinh sản làm quần thể có nguy cơ suy giảm.

Cá sấu Mỹ

- Đặc điểm:

+ Đa số quần thể sinh vật sinh sản hữu tính trong tự nhiên có tỉ lệ đực : cái xấp xỉ 1 : 1.

+ Tỉ lệ giới tính thay đổi tùy theo tập tính sinh sản của từng loài, thời gian và điều kiện môi trường. Ví dụ: Ở Việt Nam, tỉ lệ nam : nữ ở giai đoạn sơ sinh là 1,12 : 1, ở Rùa tai đỏ (Trachemys scripta), trứng được ấp ở nhiệt độ trên 31^oC sẽ nở ra con cái, trong khi nhiệt độ dưới 28^oC sẽ nở ra con đực.

- Việc ứng dụng hiểu biết về tỉ lệ giới tính giúp tăng hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi. Ví dụ: Tạo ra nhiều bê đực để nuôi lấy thịt; tạo ra nhiều bê cái để nuôi lấy sữa; tạo ra nhiều tằm đực để lấy tơ; tạo ra nhiều gà mái để tăng sản lượng trứng;…

Ứng dụng tỉ lệ giới tính trong nuôi gà lấy trứng

3. Nhóm tuổi

- Tuổi có thể được tính theo giờ, ngày, tháng, năm,… dựa trên thời gian sống của cá thể.

- Đặc trưng nhóm tuổi của quần thể được thể hiện qua số lượng cá thể hoặc tỉ lệ số cá thể của mỗi nhóm tuổi.

- Dựa vào giai đoạn phát triển, các cá thể trong quần thể được chia thành 3 nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản và nhóm tuổi sau sinh sản.

- Khi sắp xếp số lượng cá thể trong mỗi nhóm tuổi (từ thấp đến cao) theo thứ tự, người ta xây dựng được tháp tuổi. Có 3 dạng tháp tuổi:

Các dạng tháp tuổi của quần thể sinh vật:

dạng phát triển (a), dạng ổn định (b), dạng giảm sút (c)

+ Dạng tháp phát triển: Tháp có dạng đáy lớn, đỉnh hẹp, hai cạnh tháp nằm xiên thể hiện tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản cao; điều này cho thấy quần thể này sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong tương lai do tỉ lệ sinh sản cao hơn nhiều so với tỉ lệ tử vong.

+ Dạng tháp ổn định: Tháp có hình dạng cân đối với đáy rộng vừa, cạnh tháp gần như thẳng đứng thể hiện mức sinh sản tương đương mức tử vong; điều này cho thấy quần thể này sẽ có xu hướng ổn định kích thước trong tương lai.

+ Dạng tháp suy thoái: Tháp có đáy hẹp, tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản chiếm tỉ lệ thấp; điều này cho thấy sự suy giảm kích thước của quần thể trong tương lai.

→ Hình tháp tuổi sẽ cho thấy xu thế phát triển của quần thể, dựa vào đó chúng ta có kế hoạch bảo vệ và khai thác tài nguyên sinh vật hiệu quả. Ví dụ: Trong mùa đánh cá, nếu thấy số lượng cá thuộc nhóm sinh sản và sau sinh sản (cá lớn) chiếm ưu thế so với nhóm tuổi trước sinh sản (cá bé) thì cần tăng cường khai thác. Ngược lại, nếu thấy số lượng cá bé nhiều hơn cá lớn nghĩa là đang khai thác quá mức, quần thể cá sẽ bị suy kiệt nếu tiếp tục khai thác.

Cấu trúc tuổi của quần thể cá ở 3 mức độ đánh bắt khác nhau

- Vai trò: Thành phần nhóm tuổi đảm bảo mối tương quan về số lượng cá thể giữa các nhóm tuổi trong quần thể, đảm bảo cho quần thể có khả năng thích ứng với những thay đổi của môi trường sống.

4. Kiểu phân bố

- Khái niệm: Phân bố cá thể trong quần thể là vị trí tương đối của các cá thể trong không gian sống của quần thể.

- Sự phân bố các cá thể của quần thể trong khu vực sống phụ thuộc vào điều kiện môi trường sống, mức độ hỗ trợ và cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể.

- Phân loại: Trong quần thể có 3 kiểu phân bố chủ yếu:

Các kiểu phân bố cá thể trong quần thể:

Phân bố đồng đều (a); Phân bố ngẫu nhiên (b); Phân bố theo nhóm (c)

Kiểu phân bố	Mô tả	Đặc điểm	Ý nghĩa
Phân bố đồng đều	Các cá thể phân bố theo một khoảng cách đều nhau trong khu vực sống.	Gặp ở nơi có điều kiện sống đồng nhất và có sự cạnh tranh gay gắt giữa các cá thể về không gian sống. Kiểu phân bố này ít gặp trong tự nhiên nhưng phổ biến ở các quần thể cây trồng.	Giảm mức độ cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể.
Phân bố ngẫu nhiên	Các cá thể phân bố ngẫu nhiên trong khu vực sống, khoảng cách giữa các cá thể không ổn định.	Gặp ở nơi có điều kiện sống đồng nhất, các cá thể không có tính lãnh thổ, không có sự cạnh tranh gay gắt và không có xu hướng tập trung thành nhóm.	Tận dụng được tối đa nguồn sống của môi trường.
Phân bố theo nhóm	Các cá thể tập trung theo từng nhóm ở những nơi có điều kiện sống tốt nhất.	Gặp ở nơi có điều kiện môi trường phân bố không đồng đều, các cá thể có xu hướng tập trung thành từng nhóm ở nơi có điều kiện sống thuận lợi. Kiểu phân bố này phổ biến nhất trong tự nhiên.	Tăng hiệu quả hỗ trợ giữa các cá thể trong quần thể nhằm chống lại các điều kiện bất lợi.

- Ứng dụng: Trong trồng trọt, con người thường sắp xếp cây trồng theo kiểu phân bố đều nhằm tận dụng nguồn sống và giảm cạnh tranh. Ví dụ: sự phân bố của các khóm lúa trong ruộng lúa.

Phân bố đều trong trồng lúa

5. Mật độ cá thể

- Khái niệm: Mật độ cá thể của quần thể là số lượng cá thể (hoặc khối lượng các cá thể) trên một đơn vị diện tích hay thể tích mà quần thể đó sinh sống.

- Ví dụ: Mật độ cây tràm trên đất than bùn dày tại Vườn quốc gia U Minh Thượng (Kiên Giang) khoảng 4000 – 5000 cây/ha (năm 2009).

Quần thể cây tràm trên đất than bùn dày tại Vườn quốc gia U Minh Thượng

- Vai trò: Mật độ cá thể của quần thể cho biết khoảng cách trung bình giữa các cá thể trong vùng phân bố của quần thể. Mật độ cá thể liên quan đến mức độ sử dụng nguồn sống, sự ô nhiễm môi trường và tần số gặp nhau giữa các cá thể trong mùa sinh sản.

- Đặc điểm: Mật độ cá thể trong quần thể thường thay đổi theo sự biến đổi của điều kiện môi trường sống, theo mùa hoặc theo năm. Ví dụ: Nghiên cứu trên nấm Entomophaga grylli cho thấy, ở nhiệt độ 15, 25 và 35oC, mật độ nấm sau 11 ngày nuôi cấy tương ứng khoảng 300 000, 400 000 và 10 000 tế bào/mL.

- Ứng dụng: Trong trồng trọt và chăn nuôi, việc xác định mật độ cá thể phù hợp giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất. Ví dụ: Ở các tỉnh phía Bắc, khi trồng với mật độ 40 khóm/m², giống lúa HD11 cho năng suất cao nhất.

IV. TĂNG TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT

- Sự tăng trưởng của quần thể được đánh giá dựa trên sự thay đổi kích thước của quần thể.

1. Yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của quần thể

- Kích thước quần thể phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản như mức sinh sản, mức tử vong, mức nhập cư và mức xuất cư.

Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của quần thể

- Mức sinh sản:

+ Khái niệm: Mức sinh sản là số lượng cá thể mới của quần thể được sinh ra trong một khoảng thời gian nhất định.

+ Yếu tố phụ thuộc: Khả năng sinh sản của các cá thể cái trong quần thể, số trứng hoặc con non trong một lứa, khả năng bảo vệ và chăm sóc trứng hoặc con non của bố mẹ,… và điều kiện môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, nguồn dinh dưỡng,…).

- Mức tử vong:

+ Khái niệm: Mức tử vong là số lượng cá thể của quần thể bị chết đi trong một khoảng thời gian nhất định.

+ Yếu tố phụ thuộc: Tuổi già hoặc các nguyên nhân sinh thái khác (dịch bệnh, nguồn thức ăn, kẻ thù,…).

→ Mức sinh sản và tử vong phụ thuộc tiềm năng sinh học của quần thể sinh vật và điều kiện môi trường sống.

- Mức nhập cư là số lượng cá thể của quần thể tăng lên do một số cá thể từ quần thể khác chuyển tới sống trong quần thể.

- Mức xuất cư là số cá thể của quần thể giảm đi do một số cá thể rời bỏ quần thể để chuyển đến nơi ở mới hoặc sang sống ở một quần thể khác.

→ Mức xuất cư và nhập cư phụ thuộc vào điều kiện môi trường như khả năng cung cấp nguồn sống, sự thay đổi của điều kiện khí hậu, mức độ canh tranh trong quần thể,…

→ Sự tăng trưởng của quần thể nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa mức sinh sản và mức nhập cư với mức tử vong và mức di cư. Khi mức sinh sản và mức nhập cư tương đương với mức tử vong và mức di cư thì sự tăng trưởng của quần thể giữ ở mức ổn định cân bằng với sức chứa của môi trường.

2. Kiểu tăng trưởng của quần thể

Kích thước quần thể có thể tăng theo một trong hai kiểu: tăng trưởng theo tiềm năng sinh học và tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn.

	Tăng trưởng theo tiềm năng sinh học	Tăng trưởng trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn
Điều kiện môi trường sống	Môi trường sống không bị giới hạn, thỏa mãn nhu cầu của các cá thể trong quần thể.	Môi trường sống bị giới hạn bởi các nhân tố sinh thái như thức ăn, nơi ở, vật kí sinh,…
Mức độ tăng trưởng	Tăng không ngừng theo cấp số mũ → không có giới hạn kích thước quần thể.	Tăng trưởng gần giống cấp số mũ chỉ diễn ra trong khoảng thời gian đầu; khi kích thước quần thể tăng đến một mức nhất định (điểm uốn) thì tăng trưởng dần chậm lại, kích thước quần thể càng lớn thì tăng trưởng càng chậm → Kích thước quần thể thực tế chỉ tăng đến một giới hạn nhất định và dao động quanh ngưỡng sức chứa của môi trường.
Dạng đường cong tăng trưởng	Đường cong tăng trưởng có hình chữ J.	Đường cong tăng trưởng có hình chữ S.

Các kiểu đường cong tăng trưởng của quần thể sinh vật: Trong điều kiện môi trường không bị giới hạn (a) và trong môi trường có nguồn sống bị giới hạn (b)

3. Đặc điểm tăng trưởng của quần thể người

- Dân số thế giới tăng trưởng liên tục trong suốt quá trình hình thành và phát triển, đặc biệt tăng nhanh trong vòng 100 năm qua nhờ các thành tựu to lớn về phát triển kinh tế, xã hội và y học.

Tốc độ tăng trưởng của dân số thế giới (số liệu cập nhật năm 2022)

- Cấu trúc dân số của quần thể người hiện nay khi xét trên bình diện toàn thế giới đang tăng và tiến tới xu thế ổn định. Tuy nhiên, nếu xét trên từng quốc gia thì cấu trúc dân số có sự khác biệt rất lớn.

Cấu trúc dân số ở quần thể người

- Sự gia tăng dân số quá nhanh gây áp lực lớn cho môi trường sinh thái, làm suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống. Ví dụ: Môi trường sinh thái đang dần suy thoái do bị khai thác quá mức, ô nhiễm môi trường tăng cao do chất thải tích tụ nhiều, nhiều loài sinh vật đã bị tuyệt chủng, bệnh dịch bùng phát ở nhiều nơi, đặc biệt bệnh ung thư đang dần trở nên phổ biến.

Dân số gia tăng quá nhanh gây nhiều tác động tiêu cực

- Kiểm soát sự gia tăng dân số có thể làm chậm tỉ lệ tăng trưởng của quần thể người, từ đó có thể giải quyết được một số vấn đề như giảm áp lực cho ngành y tế, giáo dục; giải quyết được vấn đề nơi ở và giảm tỉ lệ thất nghiệp; tăng thu nhập bình quân đầu người; giảm thiểu nguồn chất thải ra ngoài môi trường;... Nhờ đó, chất lượng đời sống của con người được nâng cao.

Kiểm soát dân số giúp nâng cao chất lượng cuộc sống

V. BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT

- Khái niệm: Biến động số lượng cá thể của quần thể là sự tăng hay giảm số lượng cá thể của quần thể trong một đơn vị thời gian.

1. Các dạng biến động số lượng cá thể của quần thể

Có 2 dạng biến động số lượng cá thể của quần thể: biến động không theo chu kì và biến động theo chu kì.

- Biến động không theo chu kì: Xảy ra do sự tác động ngẫu nhiên của môi trường như thiên tai, dịch bệnh,… hoặc do hoạt động của con người như khai thác tài nguyên quá mức hoặc xả thải bừa bãi.

Ví dụ:

+ Số lượng cá thể chim sẻ trên đảo Daphne dao động khoảng 300 cá thể vào các năm từ 1979 đến 1982 (lượng mưa trung bình dưới 10 mm/năm), năm 1983 số lượng cá thể chim tăng lên khoảng 1200 cá thể do lượng mưa tăng đột ngột lên trên 1200 mm/năm.

+ Cháy rừng ở Tây Nam Bộ và cháy rừng ở Vườn quốc gia U Minh Thượng, Kiên Giang năm 2002 đã thiêu rụi hàng nghìn ha rừng, gây suy giảm số lượng cá thể của nhiều quần thể động vật, thực vật.

+ Đến tháng 11 năm 2023, trên thế giới đã có hơn 6,9 triệu người tử vong do dịch COVID-19.

Cháy rừng tràm U Minh đã đến biến động không theo chu kì của nhiều loài sinh vật

- Biến động theo chu kì: Xảy ra do các yếu tố hoạt động có tính chu kì như chu kì ngày đêm, chu kì tuần trăng, chu kì mùa, chu kì nhiều năm,…

Ví dụ:

+ Biến động theo chu kì tuần trăng: Kích thước quần thể rươi ở vùng nước lợ tại một số tỉnh đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ tăng mạnh sau rằm tháng 9 và đầu tháng 10 âm lịch.

+ Biến động theo chu kì ngày đêm: Một số loài sinh vật như tảo, vi khuẩn lam, trùng roi xanh,... có số lượng tăng vào ban ngày và giảm vào ban đêm. Ngược lại, số lượng động vật nổi (một số loài giáp xác như Centropyxis aculeata, Mesocyclops leuckarti,..) giảm vào ban ngày và tăng vào ban đêm.

+ Biến động theo chu kì mùa: Nhiều loài lưỡng cư (ếch, nhái,...) có số lượng tăng vào mùa mưa và giảm vào mùa khô.

+ Biến động theo chu kì nhiều năm: Số lượng cá thể thỏ rừng (Lepus americanus) và mèo rừng Bắc Mỹ (Lynx canadensis) biến động với chu kì 9 - 10 năm.

Sự biến động số lượng cá thể của quần thể thỏ rừng và mèo rừng

2. Cơ chế điều hoà mật độ quần thể

- Điều hoà mật độ của quần thể là sự tăng hay giảm số cá thể của quần thể phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.

- Cơ chế điều hoà dựa trên mối quan hệ giữa mức sinh sản và tử vong, nhập cư và di cư.

+ Khi nguồn thức ăn dồi dào, kẻ thù ít,…, sự sinh sản tăng và tử vong thấp, nhập cư cũng có thể tăng. Kết quả số lượng cá thể của quần thể tăng cao.

+ Ngược lại, khi số lượng cá thể của quần thể tăng quá cao gây thiếu hụt thức ăn và nơi ở, dẫn tới cạnh tranh gay gắt, làm cho mức tử vong tăng cao và sức sinh sản giảm; đồng thời sự xuất cư có thể diễn ra, kết quả là số lượng cá thể trong quần thể được điều chỉnh giảm xuống.

Cơ chế điều hòa mật độ quần thể

VI. THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC, MẬT ĐỘ QUẦN THỂ THỰC VẬT VÀ CÁC ĐỘNG VẬT ÍT DI CHUYỂN

1. Cơ sở khoa học

- Kích thước và mật độ của một quần thể có thể xác định thông qua việc đếm số lượng cá thể của quần thể hoặc đếm đại diện ở một số vị trí đặc trưng.

2. Các bước tiến hành

a. Chuẩn bị

- Vật liệu, thiết bị: thước dây, giấy, bút, máy tính, thiết bị ghi hình.

b. Tiến hành

- Bước 1: Xác định tổng diện tích khu vực nghiên cứu (S).

- Bước 2: Khoanh vùng xác định các vị trí kiểm đếm.

- Bước 3: Đếm số lượng cá thể sinh vật có trong các vị trí kiểm đếm (đếm hết) hoặc tại một vị trí (đếm theo vị trí), ví dụ N1, bằng cách đếm trực tiếp hoặc gián tiếp qua ảnh chụp sinh vật ở vị trí đó.

Sơ đồ mô tả cách chia ô đếm số lượng cá thể của quần thể sinh vật

- Bước 4: Tính kích thước của quần thể (N):

+ Trường hợp đếm hết: N = N1 + N2 + N3 + N4 + N5.

+ Trường hợp đếm theo vị trí: N = N1 × 5.

• Bước 5: Tính mật độ của quần thể: $P=\frac{N}{S}.$

c. Báo cáo

- Ghi lại các kết quả thu được.

- Báo cáo kết quả thực hành theo mẫu ở bài 1.

TRẮC NGHIỆM ONLINE

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Sinh học lớp 12 Cánh diều hay khác:

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 20: Môi trường sống và các nhân tố sinh thái

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 22: Sinh thái học quần xã

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 23: Hệ sinh thái

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 24: Chu trình sinh - địa - hoá và Sinh quyển

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 25: Sinh thái học phục hồi và bảo tồn

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 26: Phát triển bền vững

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Sinh học 12 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Cánh diều
• Giải SBT Sinh học 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---