Lý thuyết Chu trình sinh - địa - hoá và Sinh quyển (Sinh 12 Cánh diều Bài 24)

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 24: Chu trình sinh - địa - hoá và Sinh quyển 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 Chu trình sinh - địa - hoá và Sinh quyển (Sinh 12 Cánh diều Bài 24)

TRẮC NGHIỆM ONLINE

I. CHU TRÌNH SINH – ĐỊA – HÓA

1. Khái quát về chu trình sinh – địa – hoá

- Khái niệm: Chu trình sinh – địa – hoá là quá trình tuần hoàn vật chất qua các dạng khác nhau, giữa các sinh vật và môi trường.

- Chu trình sinh – địa – hoá diễn ra trên phạm vi toàn cầu đối với những chất khí (như carbon, oxygen, nitrogen) hoặc phạm vi hẹp đối với những chất khó trung chuyển trong không khí (như phosphorus, calcicum, potassium). Các chất hoá học được sinh vật sống hấp thụ từ môi trường, chuyển hoá và thải trở lại môi trường.

- Chu trình sinh - địa - hóa được chia thành 3 giai đoạn:

+ Các sinh vật sản xuất sử dụng năng lượng ánh sáng (quang hợp) hoặc năng lượng hoá học (hoá tự dưỡng), chuyển hoá các chất vô cơ trong tự nhiên thành chất hữu cơ.

+ Chất hữu cơ tiếp tục luân chuyển từ sinh vật sản xuất sang sinh vật tiêu thụ.

+ Sinh vật phân giải sẽ phân huỷ xác của sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ, chuyển hoá chất hữu cơ thành chất vô cơ và trả về môi trường tự nhiên.

Sơ đồ khái quát chu trình sinh – địa – hóa các chất

- Chu trình sinh – địa – hoá tái tạo các chất vô cơ và cung cấp cho sinh vật.

2. Chu trình nước

- Trong tự nhiên, nước luôn vận động tạo nên chu trình nước toàn cầu: Nước từ ao, hồ, đại dương,… (chủ yếu từ đại dương) và từ quá trình thoát hơi nước của cây trồng bốc hơi chủ yếu vào khí quyển. Quá trình ngưng tụ tạo ra mưa, tuyết, cung cấp nước cho các khu vực trên Trái Đất. Phần lớn nước mưa ở lục địa chảy theo chiều trọng lực đến các vùng trũng tạo ra ao, hồ và hình thành dòng chảy lớn (sông) đổ ra đại dương. Một phần nước mưa bốc hơi và một phần thấm xuống đất hình thành nước ngầm.

- Chu trình nước giúp tái tạo nước cho các hệ sinh thái, cung cấp nguồn nước cho sinh vật.

- Trên Trái Đất, nước phân bố không đều theo không gian và thời gian. Ngoài ra, nước còn bị ô nhiễm và suy thoái do các hoạt động của con người. Nguồn nước không phải là vô tận và đang bị suy giảm nghiêm trọng, tiết kiệm nước và bảo vệ nguồn nước sạch là nhiệm vụ của mọi ngành, mọi quốc gia và của mỗi người.

Chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên

3. Chu trình carbon

- Carbon trong khí quyển chủ yếu tồn tại ở dạng khí CO₂​. Khí CO₂​ được các sinh vật tự dưỡng hấp thụ qua quang hợp tạo nên chất hữu cơ, là nguồn thức ăn cho các sinh vật tiêu thụ. Quá trình phân giải các chất hữu cơ và hô hấp thải CO₂​ vào không khí.

- Chu trình carbon tái tạo nguồn carbon (CO₂​) cho quang hợp ở sinh vật sản xuất.

- Lượng CO₂​ trong khí quyển đang ngày càng gia tăng do hoạt động sống của con người (đốt nhiên liệu hoá thạch, chặt phá rừng,...), làm tăng nhiệt độ Trái Đất, dẫn tới biến đổi khí hậu, ảnh hưởng đến hầu hết các hệ sinh thái trên Trái Đất.

Chu trình carbon

c. Chu trình nitrogen

- Khí nitrogen là thành phần chính của khí quyển. Khí nitrogen được chuyển hoá thành các nitrogen oxide và ammonium bởi vi sinh vật cố định nitrogen, sản xuất phân bón hoá học hoặc quá trình lí hoá tự nhiên. Thực vật và vi sinh vật hấp thụ nguồn nitrogen ở dạng $N{H}_4^{+}$và $N{O}_3^{-}$, đồng hoá thành các hợp chất hữu cơ. Quá trình phản nitrate ở vi sinh vật tạo ra khí nitrogen quay trở lại khí quyển.

- Chu trình nitrogen tái tạo nguồn nitrogen vô cơ cho hoạt động sống của sinh vật.

- Khí nitrogen được sử dụng trong sản xuất phân bón, làm gia tăng lượng nitrogen trong đất, nâng cao năng suất cây trồng. Nitrogen bị rửa trôi làm tăng hàm lượng nitrogen trong các hệ sinh thái dưới nước, dẫn đến các thực vật phù du phát triển mạnh, gây ô nhiễm môi trường nước.

Chu trình nitrogen

II. SINH QUYỂN VÀ CÁC KHU SINH HỌC

1. Sinh quyển

- Sinh quyển là tổ chức sống bao gồm toàn bộ các phần đất, nước, không khí có sự sống bao quanh Trái Đất.

Sinh quyển

- Sinh quyển bao quanh Trái Đất, bao gồm địa quyển (độ sâu đến khoảng vài chục mét), thuỷ quyển (sâu hơn 8 km) và tầng thấp của khí quyển (độ cao đến ít nhất 8 km).

- Sinh quyển được tạo nên bởi tất cả các hệ sinh thái, giữa chúng có sự kết nối, tác động qua lại với nhau ở phạm vi toàn cầu thông qua các chu trình vật chất.

2. Các khu sinh học chính trên Trái Đất

- Khái niệm: Khu sinh học là một đơn vị địa sinh học bao gồm một quần xã sinh vật được hình thành tương ứng với các điều kiện môi trường vật lí (như cấu trúc đất, nước,...) và khí hậu.

- Tiêu chí phân loại các khu sinh học: dựa vào thành phần sinh vật và đặc điểm của các nhân tố vô sinh.

+ Các khu sinh học trên cạn được phân chia chủ yếu dựa trên đặc trưng về thành phần thực vật và các nhân tố khí hậu.

Các khu sinh học trên cạn chủ yếu

Tên khu sinh học	Điều kiện khí hậu	Thành phần sinh vật chính
Rừng mưa nhiệt đới	Nhiệt độ, lượng mưa cao và ổn định	Thảm thực vật đa dạng, nhiều tầng tán; động vật đa dạng, nhất là các loài động vật chân khớp
Đồng cỏ nhiệt đới	Lượng mưa biến đổi theo mùa, nhiệt độ tương đối cao nhưng biến động mạnh hơn rừng mưa nhiệt đới	Cỏ và các loài thực vật thân thảo chiếm ưu thế; có nhiều loài thú ăn cỏ như bò rừng, ngựa hoang,...
Sa mạc	Lượng mưa thấp và biến động mạnh, nhiệt độ thấp hoặc cao	Các loài thực vật thích nghi với nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, lá tiêu giảm; một số loài động vật phổ biến như rắn, bọ cạp,...
Rừng lá rộng ôn đới	Lượng mưa lớn vào mùa thu đông, nhiệt độ mùa đông khoảng 0 °C, nhiệt độ mùa hè cao	Các loài thực vật thân gỗ rụng lá theo mùa chiếm ưu thế; nhiều loài chim và thú ngủ đông
Rừng lá kim phương bắc	Lượng mưa biến động mạnh, nhiệt độ thấp (< 0 °C) vào mùa đông	Các loài cây thân gỗ hạt trần (cây lá kim) chiếm ưu thế; có nhiều loài chim di cư, nhiều loài thú lớn như nai sừng tấm,...
Đồng rêu	Lượng mưa thấp, nhiệt độ thấp ((< 0 °C) vào mùa đông	Thảm thực vật chủ yếu là rêu và cây thân thảo; có nhiều loài thú như nai, chó sói và các loài chim di cư

+ Các khu sinh học dưới nước được phân chia chủ yếu dựa vào đặc điểm môi trường nước và các loài sinh vật. Đại dương chiếm phần lớn diện tích các khu sinh học dưới nước, trong đó các sinh vật chủ yếu sống ở vùng gần bề mặt đến độ sâu khoảng 200 m.

Các khu sinh học dưới nước chủ yếu

Tên khu sinh học		Điều kiện môi trường nước	Thành phần sinh vật chính
Khu sinh học nước ngọt	Hồ	Nước tĩnh, lượng oxygen hoà tan thường thấp; có sự thay đổi nhiệt độ ở các tầng nước	Sinh vật sản xuất chủ yếu là thực vật phù du, có thể có một số loài thực vật sống trôi nổi hoặc bám rễ vào đáy; động vật phù du, các loài cá
	Suối và sông	Nước chảy, trong, nhiều oxygen hoà tan; khu vực hạ lưu sông rộng và nhiều phù sa	Sinh vật sản xuất chủ yếu là thực vật phù du, có thể có một số loài thực vật vật; động vật phù du, các loài cá
Khu sinh học nước mặn	Vùng ngập thuỷ triều	Thuỷ triều lên và xuống định kì, nhiệt độ và độ mặn thay đổi thường xuyên, có lượng oxygen cao	Sinh vật sản xuất chủ yếu là tảo biển sống bám, cỏ; nhiều loài động vật không xương sống và cá nhỏ
	Biển khơi	Khu sinh học chiếm khoảng 70% bề mặt Trái Đất, có các dòng biển, độ mặn cao, độ sâu có thể đến hàng nghìn mét	Thực vật phù du và động vật phù du là các sinh vật chủ yếu; đa dạng các loài động vật không xương sống, cá và thú biển

Cấu trúc cắt dọc khu sinh học nước mặn

3. Biện pháp bảo vệ Sinh quyển và tài nguyên sinh học

• Sinh quyển đang có những biến đổi mạnh như biến đổi khí hậu, suy giảm đa dạng sinh học, suy thoái môi trường sống của sinh vật. Một số biện pháp được áp dụng để bảo vệ Sinh quyển như:

- Giảm thiểu phát thải khí nhà kính gây biến đổi khí hậu bằng cách giảm sử dụng nhiên liệu hoá thạch, giảm khai thác xi-măng,...

- Quản lí sử dụng đất, bảo vệ các hệ sinh thái quan trọng. Ví dụ: Quy hoạch quản lí rừng và các vùng sản xuất nông nghiệp để bảo vệ rừng, ngăn chặn chặt phá rừng làm đất sản xuất.

- Không khai thác, sử dụng các loài sinh vật có nguy cơ tuyệt chủng. Ví dụ: Không sử dụng ngà voi, sừng tê giác để hạn chế việc săn bắt các loài này trong tự nhiên.

Tuyên truyền không sử dụng ngà voi

• Nhiều hoạt động làm suy giảm tài nguyên sinh học ở các khu sinh học như khai thác sinh vật, mất môi trường sống, biến đổi khí hậu,... Để bảo vệ tài nguyên sinh học ở các khu sinh học, các biện pháp sau đây được thực hiện:

- Giáo dục nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của môi trường và các loài sinh vật.

- Thành lập và nâng cao hiệu quả quản lí các khu bảo tồn để bảo vệ nguyên vẹn các hệ sinh thái. Ví dụ: Việt Nam đã thành lập hơn 180 khu bảo tồn, trong đó có nhiều vườn quốc gia như Cúc Phương, Núi Chúa, Mũi Cà Mau,...

- Khuyến khích các hoạt động giảm thiểu tác động đến môi trường như: không tiêu thụ, khai thác các loài sinh vật đang bị đe doạ tuyệt chủng; quản lí, giảm chất thải trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt,...

- Hợp tác quốc tế để bảo vệ các loài sinh vật, các hệ sinh thái. Ví dụ: Nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, đã tham gia Công ước RAMSAR để bảo tồn và sử dụng bền vững các khu vực đất ngập nước; tham gia Công ước quốc tế CITES nhằm đảm bảo các hoạt động thương mại quốc tế các loài động vật và thực vật dã không đe doạ sự tồn tại của chúng trong tự nhiên; phê duyệt thực hiện Nghị định thư Kyoto về cắt giảm phát thải khí nhà kính.

Xây dựng các khu bảo tồn thiên nhiên là một biện pháp bảo vệ tài nguyên sinh học

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 21: Sinh thái học quần thể

• 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 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)

---