Tài liệu Tiểu luận Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên

Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên MỤC LỤC TRANG DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH..........................................................................i TÓM TẮT..................................................................................................................... ii SUMMARY.................................................................................................................iii KEYWORDS................................................................................................................ iv CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA HỆ SINH THÁI................................1 1.1/ Khái niệm Hệ sinh thái.......................................................................................1 1.2/ Đặc điểm chung của hệ sinh thái .......................................................................1 1.3/ Khái niệm hệ sinh thái rừng nguyên sinh............................................................1 1.4/ Thành phần và chức năng của hệ sinh thái rừng nguyên sinh ............................1 1.4.1/ Thành phần vô cơ..........................................................................................2 1.4.2/ Thành phần hữu cơ........................................................................................2 1.4.2.1/ Sinh vật sản xuất....................................................................................2 1.4.2.2/ Sinh vật tiêu thụ.....................................................................................3 1.5/ Quan hệ sinh thái giữa các loài trong hệ sinh thái rừng thải rừng nguyên sinh...5 1.5.1/ Quan hệ hỗ trợ...............................................................................................5 1.5.2/ Quan hệ đối kháng.........................................................................................5 1.6/ Năng suất sinh học của hệ sinh thái rừng nguyên sinh........................................6 1.7/ Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng nguyên sinh.......................................7 1.8/ Các nhân tố trong hệ sinh thái rừng....................................................................8 1.9/ Diễn thế rừng....................................................................................................10 CHƯƠNG 2: CÁC HỆ SINH THÁI CHÍNH CỦA RỪNG NGUYÊN SINH.............13 2.1/ Hệ sinh thái rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới...............................................15 2.2/ Hệ sinh thái rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới.................................................15 2.3/ Hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi......................................16 2.4/ Hệ sinh thái rừng lá kim tự nhiên ....................................................................17 2.5/ Hệ sinh thái rừng thưa cây họ dầu (còn gọi là rừng khộp)................................18 2.6/ Hệ sinh thái rừng tre nứa..................................................................................19 CHƯƠNG 3: HIÊN TRẠNG, CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ HỆ SINH THÁI RỪNG NGUYÊN SINH VIỆT NAM VÀ TÂY NGUYÊN....................................................21 HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá i MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên 3.1/ Hiện trạng chung..............................................................................................21 3.2/ Hiện trạng suy giảm tài nguyên rừng nguyên sinh ở Việt Nam và Tây Nguyên 3.2.1/ Về trữ lượng diện tích rừng.........................................................................21 3.2.2/ Hiện trạng suy giảm tài nguyên rừng ở Tây Nguyên...................................21 3.3/ Nguyên nhân.....................................................................................................28 3.4/ Biện pháp bảo vệ..............................................................................................29 KẾT LUẬN.................................................................................................................38 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................39 DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH Trang Hình 1.1: Cảnh rừng nguyên sinh...............................................................................10 Bảng 3.1: Sự biến động diện tích rừng Việt Nam giai đoạn 1943-2009 (triệu ha).......22 Bảng 3.1: Bình quân diện tích rừng theo đầu người của Việt Nam giai đoạn 1943-2009...................................................................................................22 Bảng 3.2: Diện tích rừng bị chặt phá phân theo các vùng giai đoạn 1995-2009..........24 Bảng 3.3: Diện tích rừng bị cháy phân theo các vùng giai đoạn 1995-2009................26 Bảng 3.4: Hiện trạng rừng theo loại rừng vùng Tây Nguyên đến 31/12/2012.............36 Bảng 3.5: Hệ rừng đặc dụng Việt Nam (tính đến tháng 10 năm 2010).......................36 HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá ii MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên TÓM TẮT Rừng nói chung và rừng nguyên sinh Tây Nguyên nói riêng là nguồn tài nguyên quý giá của đất nước Việt Nam. Rừng không những là cơ sở phát triển kinh tế - xã hội mà còn giữ chức năng sinh thái cực kỳ quan trọng: rừng tham gia vào quá trình điều hoà khí hậu, đảm bảo chu chuyển ôxy và các nguyên tố cơ bản khác trên hành tinh, duy trì tính ổn định và độ màu mỡ của đất, hạn chế lũ lụt, hạn hán, ngăn chặn xói mòn đất, làm giảm nhẹ sức tàn phá khốc liệt của các thiên tai, bảo tồn nguồn nước mặt, nước ngầm và làm giảm mức ô nhiễm không khí và nước. Những hệ sinh thái rừng như rừng cây lá rộng thường xanh, rừng nửa rụng lá, rừng rụng lá, rừng trên núi đá vôi, rừng hỗn giao lá rộng và lá kim, rừng lá kim, rừng tre nứa, rừng ngập mặn, rừng tràm, rừng ngập nước ngọt,... Sự suy giảm tài nguyên rừng, đất rừng Tây Nguyên là một trong những nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng sinh thái và đe dọa nguy cơ xảy ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng như thiếu nước mùa khô, lũ quét, sạt lở đất trên diện rộng. Do đó, cần có những chính sách bảo vệ, quy định nghiêm ngặt về mức độ khai thác các nguồn tài nguyên, đặc biệt là nguồn tài nguyên rừng, biển,… để không những hạn chế thiệt hại về con người và tài sản mà còn phục vụ tốt yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội cho vùng Tây Nguyên. SUMMARY Forest primeval forest in general and in particular the Central Highlands are valuable resources of the country of Vietnam. Forests are not only the basis of economic development - social, but also keep the ecological functions extremely important: the forest participate in climate regulation, ensuring flow of oxygen and other basic elements on operator Latino, maintain stability and fertility of land, flood protection, drought, prevent soil erosion, to mitigate the devastation of natural disasters, violent, conservation of surface water, groundwater and reduce air and water pollution. The forest ecosystem as broad-leaved evergreen forests, semi-deciduous forest, deciduous forest, limestone forest, broadleaf and mixed forests of coniferous, coniferous forests, bamboo forests, mangroves, forests Melaleuca forests freshwater wetlands, ... The decline in forest resources and forest land Highlands is one of the causes of ecological imbalance and threatening risk of serious environmental problems such as lack of water in dry season, flash floods, landslides widespread. Therefore, there should be policies to protect, strict rules about the level of exploitation of resources, particularly forest resources, sea, ... in order not to limit the damage to people and property also serve economic development requirements, social Highlands region. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá iii MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên KEYWORDS 1. Primeval forest ecosystems Highlands (Hệ sinh thái rừng nguyên sinh Tây Nguyên). 2. Measures to protect primary forest ecosystems (Các biện pháp bảo vệ hệ sinh thái rừng nguyên sinh). 3. The causes depletion of forest resources (Các nguyên nhân gây suy giảm tài nguyên rừng). 4. The composition of the ecosystem (Thành phần của hệ sinh thái). 5. Primary forest (Rừng nguyên sinh). HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá iv MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI 1.1/ Khái niệm về hệ sinh thái Hệ sinh thái là tập hợp của quần xã sinh vật với môi trường vô sinh (môi trường vật lí) của nó, trong đó, các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để tạo nên chu trình sinh địa hóa và biến đổi năng lượng. 1.2/ Đặc điểm chung về hệ sinh thái - Hệ sinh thái là một hệ thống gồm quần xã và sinh cảnh của nó, đó là một hệ thống hoàn chỉnh, tương đối ổn định, có sự tác động lẫn nhau giữa sinh vật và môi trường, mà ở đó thực hiện dòng tuần hoàn vật chất và năng lượng. - Hệ sinh thái là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh một cơ thể, thưc hiện đầy đủ các chức năng sống như trao đổi vật chất và năng lượng giữa hệ với môi trường thông qua hai quá trình tổng hợp và phân hủy vật chất. Đó chính là sự trao đổi vật chất và năng lượng giữa cơ thể trong nội bộ quần xã và giữa quần xã với ngoại cảnh của chúng. Trong hệ sinh thái qua trình tổng hợp “đồng hóa” do các sinh vật tự dưỡng thực hiện; còn quá trình phân hủy “dị hóa” do các sinh vật phân giải thực hiện. - Hệ sinh thái là một hệ động lực mở và tự điều chỉnh vì tồn tại dựa vào nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường; trong giới hạn sinh thái của mình, hệ có khả năng tự điều chỉnh để duy trì trạng thái cân bằng ổn định. 1.3/ Khái niệm hệ sinh thái rừng nguyên sinh Hệ sinh thái rừng (Forest ecosystem) là một hệ sinh thái mà thành phần nghiên cứu chủ yếu là sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, hệ động vật và vi sinh vật rừng) và môi trường vật lý của chúng (khí hậu, đất). Nội dung nghiên cứu hệ sinh thái rừng bao gồm cả cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái, về mối quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các rừng cây và giữa chúng với các sinh vật khác trong quần xã đó, cũng như mối quan hệ lẫn nhau giữa HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 1 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên những sinh vật này với hoàn cảnh xung quanh tại nơi mọc của chúng (E.P. Odum 1986, G. Stephan 1980). Theo khoản 1 điều 3 của Luật bảo vệ và phát triển rừng Việt Nam năm 2004: Rừng là một hệ sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng và các yếu tố môi trường khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặc trưng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1* trở lên. Rừng gồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng (quy định trước đây được ghi trong Văn bản tiêu chuẩn kỹ thuật lâm sinh: là rừng phải có độ tàn che từ 0,3 trở lên). Nhìn chung có nhiều khái niệm về rừng song hầu hết các khái niệm đều có điểm thống nhất đó là nó phải bao gồm thành phần cây gỗ đóng vai trò chủ đạo. Mặc dù có sự tương đồng song giữa hai khái niệm (của Sucaep và Tansley) cũng có sự khác nhau nhất định. Khái niệm của Tansley tỏ ra rộng hơn, ngược lại, khái niệm theo Sucasep tỏ ra nghiêm ngặt hơn – đó là những bộ phận của bề mặt đất hoặc nước thuần nhất về các điều kiện địa hình, vi khí hậu, đất, thủy văn và các yếu tố sinh học. Trong số 2 khái niệm này, khái niệm của Tansley, 1935 tỏ ra đơn giản hơn và dễ nhớ hơn và được sử dụng rộng rãi. Rừng nguyên sinh nhiều khi gọi là rừng già là những khu rừng nguyên thủy trong thiên nhiên không bị biến động, hoặc nếu có thì tác động trực tiếp và gián tiếp của con người rất hạn chế. Rừng già thường có những cây cổ thụ to lớn có tuổi thọ lâu năm cùng những cây non và cây chết, tạo nên tán lá nhiều tầng. Dưới gốc cây là nhiều lớp rác rưởi thực vật mục ruỗng dày dặn, giúp tạo màu mỡ đất đai. 1.4/ Thành phần và chức năng của hệ sinh thái rừng nguyên sinh 1.4.1/ Thành phần vô cơ. - Chất vô cơ: Nước, CO2, O2, N2, P,... - Chất hữu cơ: Protein, lipit, gluxit, vitamin, các chất mùn,... - Các yếu tố khí hậu: bao gồm nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa,… Chúng có ảnh hưởng tổng hợp lên đời sống của hệ sinh thái: đến sự phân bố, HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 2 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên cấu trúc, sinh trưởng, phát triển và năng suất của quần thể hệ sinh thái rừng nguyên sinh. 1.4.2/ Thành phần hữu cơ 1.4.2.1/ Sinh vật sản xuất Gồm những sinh vật tự dưỡng trong quần xã, có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời và các chất vô cơ để tổng hợp nên các chất hữu cơ cho cơ thể, gồm: - Thành phần thực vật: các loài cây thân gỗ, các loài cây thân bụi, cỏ… Thành phần của hệ sinh thái rừng bao gồm:  Thành phần cây gỗ: Đây là thành phần chủ yếu của hệ sinh thái rừng nguyên sinh. Đối với hệ sinh thái rừng nói chung thành phần cây gỗ được chia thành 3 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái và tầng dưới tán. Dựa vào thành phần và tỷ lệ giữa các loài mà người ta chia ra thành rừng thuần loài và rừng hỗn loài. Về nguyên tắc, rừng thuần loài là rừng chỉ có một loài. Tuy nhiên trên thực tế, rừng có một số lòai khác nhưng số lượng các loài khác này không vượt quá 10% thì vẫn được coi là rừng thuần loài (rừng thuần loài tương đối). Với rừng hỗn loài, để biểu thị mức độ tham gia của các loài người ta dùng công thức tổ thành. Thành phần cây gỗ là bộ phận chính và chủ yếu tạo nên độ khép tán (được biểu diễn thông qua độ tàn che), độ đầy và trữ lượng lâm phần.  Lớp cây tái sinh: Đây là thuật ngữ dùng để nói về lớp cây thế hệ non của tầng cây gỗ, chúng sống và phát triển dưới tán rừng, chúng sẽ là đối tượng thay thế tầng cây gỗ phía trên khi tầng cây này được khai thác. Tuỳ vào từng giai đoạn sinh trưởng khác nhau người ta chia lớp cây tái sinh thành các giai đoạn: cây mầm, cây mạ và cây con (hay cây non). Việc phân chia này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các nhân tố ảnh hưởng và xác định các biện pháp kĩ thuật trong chăm sóc, bảo vệ.  Cây mầm: là lớp cây nằm trong khoảng một vài tháng tuổi (tuỳ loài). Đặc trưng của lớp cây ở giai đoạn này là cây chưa có khả năng quang hợp, vẫn sống nhờ vào chất dinh dưỡng có sẵn trong phôi hạt.Trong giai đoạn này cây chịu ảnh hưởng mạnh của các yếu tố môi trường đặc biệt là nhân tố ánh sáng và độ ẩm. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 3 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên Theo W.Richard (1956), đây là giai đoạn nguy hiểm nhất của cây tái sinh, cây tái sinh có thể chết hàng loạt do môi trường thiếu nước hoặc nhiệt độ quá cao do ánh sáng trực xạ. Cũng theo W. Richard, một nguyên nhân khác nguy hiểm đối với cây mầm là các loài động vật rừng.  Cây mạ: là những thế hệ cây gỗ thường có tuổi từ một vài tháng đến 1 2 năm, chiều cao thường không quá 50cm. Đặc điểm: Cây đã có khả năng tự đồng hoá. Mặc dù đã lớn hơn lớp cây mầm song cây mạ vẫn rất yếu ớt và chịu ảnh hưởng nhiều của các nhân tố môi trường trong đó có sự cạnh tranh của cỏ dại.  Cây con (cây non): Là những thế hệ cây lớn hơn 2 năm tuổi, thường có chiều cao >50cm. Cùng với sự sinh trưởng, nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng dần. Khi cây con có chiều cao >1m, khoẻ mạnh thì được coi là những cây con có triển vọng. Đây chính là đối tượng sẽ thay thế tầng cây gỗ trong tương lai.  Thành phần cây bụi: Là những cây thân gỗ, song chiều cao không quá 5m, phân cành sớm. Cây bụi là một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái rừng. Trong kinh doanh rừng hiện đại, lớp cây bụi mang lại rất nhiều lợi ích – đó là những lợi ích phi gỗ (NTFPs)  Thành phần thảm tươi: bao gồm những loài thực vật thân thảo (không có cấu tạo gỗ), chúng thường sống dưới tán rừng. Cũng như cây bụi, nhiều loài cây thảo đem lại lợi ích kinh tế khá cao. Đứng trên quan điểm sinh thái, lớp cây bụi và lớp thảm tươi có ý nghĩa quan trọng, chúng góp phần bảo vệ đất, chống xói mòn, giữ độ ẩm cho đất, tham gia vào quá trình hình thành, cải tạo đất. Tuy nhiên, chúng cũng có thể là tác nhân cản trở tái sinh gây những khó khăn trong công tác trồng rừng, phục hồi rừng.  Thực vật ngoại tầng: Bao gồm các loài dây leo, thực vật phụ sinh… chúng mọc không tuân theo một trật tự nào về không gian, chúng không phân bố ở những tầng cụ thể nào. Một số loài thực vật ngoại tầng có thể có giá trị kinh tế, làm dược liệu. 1.4.2.1/ Sinh vật tiêu thụ Gồm những động vật ăn thực vật và những động vật ăn động vật, được gọi là những sinh vật dị dưỡng. Sinh vật tiêu thụ được chia thành các bậc như sau: HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 4 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên  Sinh vật tiêu thụ bậc 1: Động vật ăn thực vật hay ký sinh trên thực vật. Các loài cây trong hệ sinh thái rừng nguyên sinh đều bị nhiều loài côn trùng tấn công, như côn trùng miêng nhai (mối, sâu róm, châu chấu, sung hại rễ), côn trùng chích hút (nhện, rệp, bọ xít), ốc sên, chim ăn hạt,…  Sinh vật tiêu thụ bậc 2: Là động vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 1 làm thức ăn, như chim ăn sâu, chuột ăn châu chấu, ếch ăn kiến, thằn lằn ăn côn trùng.  Sinh vật tiêu thụ bậc 3: Là động vật sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 2 làm thức ăn cho mình, như rắn ăn chuột, ếch:diều hâu,cú ăn chuột.  Sinh vật phân giải: gồm các sinh vật song dựa vào sự phân giải các chất hữu cơ có sẵn. Chúng tham gia vào việc phân giải vật chất để trả lại môi trường các chất vô cơ đơn giản ban đầu, như vi khuẩn, nấm, giun đất. 1.5/ Quan hệ sinh thái giữa các loài trong hệ sinh thái rừng nguyên sinh 1.5.1/ Quan hệ hỗ trợ - Các loại thực vật thân gỗ trong giai đoạn đầu có quan hệ hỗ trợ là chủ yếu, chúng sẽ cùng nhau tạo bóng mát, che phủ đất chống nóng, chống gió bão… - Quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn, nấm men và động vât đơn bào sống trong ống tiêu hóa của sâu bọ, chúng góp phần tăng cường tiêu hóa, nhất là tiêu hóa chất xenluloz. - Quan hệ hội sinh: hiện tượng ở gửi của sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến, nhờ đó chúng được bảo vệ tốt hơn và tránh được khí hậu bất lợi mà không làm hại đến kiến. 1.5.2/ Quan hệ đối kháng - Quan hệ cạnh tranh: Các loài tuy khác nhau nhưng có chung nhu cầu về thức ăn, nơi ở và các điều kiện sống khác, điều đó sẽ dẫn đến sự cạnh tranh và ngày càng gây gắt, nhất là khi các nhu cầu đó không đủ để đáp ứng cho tất cả các loài trong quần xã. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 5 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên + Các loài cây thân gỗ và các cây thân bui cạnh tranh với nhau ở phía trên về ánh sáng, dưới đất về nước và nguồn dinh dưỡng. + Các loài cỏ cạnh tranh về nguồn muối dinh dưỡng. + Sâu ăn lá cạnh tranh với nhau về nguồn thức ăn khi mật độ cá thể tăng quá cao,… - Quan hệ vật ăn thịt và con mồi: Là quan hệ trong đó,vật ăn thịt là động vật sử dụng những loài động vật khác làm thức ăn và con mồi sẽ bị tiêu diệt ngay sau khi bị vật ăn thịt tấn công. + Chuột ăn châu chấu hoặc côn trùng. Quan + Rắn ăn chuột hoặc ếch. + Diều hâu ăn rắn, chuột hoặc chim,… - Quan hệ ký sinh – vật chủ: Là quan hệ sống bám của một sinh vật – vật ký sinh,trên cơ thể sinh vật khác – vật chủ,bằng cách ăn mô hoặc thức ăn đã được vật chủ tiêu hóa,chế biến sẵn để chúng tồn tại và phát triển mà không giết chết ngay vật chủ. + Sâu bọ ký sinh và ăn lá cây gỗ. + Vi khuẩn ký sinh trong đường ruột của một số loài đông vật như chuột, chim,… 1.6/ Năng suất sinh học của hệ sinh thái rừng nguyên sinh - Đó là khả năng sản sinh ra chất sống của quần xã, làm tăng khối lượng của sinh vật trong hệ sinh thái. - Năng suất sinh học gồm 2 loại: loại sơ cấp và loại thứ cấp. + Năng suất sinh học sơ cấp là khối lượng các chất hữu cơ sản xuất được của sinh vật trên một đơn vị diện tích hay thể tích, trong một đơn vị thời gian. + Năng suất sinh học thứ cấp chỉ khối lượng các chất hữu cơ sản xuất được và tồn trữ ở vật tiêu thụ và vật phân hủy. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng khác nhau khá lớn, tùy theo bậc dinh dưỡng. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 6 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên 1.7/ Dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng Theo quan điểm của sinh thái học hiện đại, năng lượng đi qua hệ sinh thái cũng tuân theo các quy luật nhiệt động học của vật lý:  Quy luật 1: năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác. Ví dụ: năng lượng mặt trời (quang năng) có thể chuyển hoá thành hoá năng tích luỹ trong thực vật  Quy luật 2: khi năng lượng được chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác không bao giờ được bảo toàn 100% mà thường bị hao hụt một lượng nhất định để biến thành nhiệt năng.  Sinh vật tự dưỡng là sinh vật có khả năng tự mình tổng hợp ra các chất hữu cơ cần thiết cho sự sống. Sinh vật tự dưỡng được chia thành 2 loại, tương ứng với nó là 2 nguồn cung cấp năng lượng - Sinh vật quang dưỡng: sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời. Quá trình tổng hợp chất dinh dưỡng được thực hiện nhờ vào diệp lục, H 2O, CO2 dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Thực vật màu xanh là những sinh vật quang dưỡng. - Sinh vật hoá dưỡng: sử dụng năng lượng hoá học từ các phản ứng hoá học của các chất vô cơ đơn giản. Ví dụ: các sinh vật ôxy – hoá lưu huỳnh (S) thành axit sunfuaric (H2S) qua đó hấp thụ năng lượng của phản ứng hoá học này. - Với nhóm sinh vật dị dưỡng, nguồn cung cấp năng lượng của chúng không phải trực tiếp từ mặt trời cũng như các phản ứng hoá học mà chính là từ các sản phẩm hữu cơ do các sinh vât tự dưỡng tổng hợp lên. Các sinh vật dị dưỡng được gọi chung là những sinh vật tiêu thụ. Sinh vật dị dưỡng được chia thành 3 bậc từ bậc 1 đến bậc 3.  Sinh vật phân huỷ: chuyên phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong xác chết, chất bài tiết…thành các hợp chất vô cơ đơn giản hơn cũng có thể được gộp chung vào nhóm các sinh vật dị dưỡng. Nguốn gốc nguồn năng lượng trong hệ sinh thái rừng - Trong số các nguồn năng lượng cung cấp cho chuỗi thức ăn, năng lượng mặt trời đóng vai trò chủ đạo. Tuy nhiên , thực vât chỉ sử dụng khoảng 0,1% năng lượng này trong quá trình quang hợp để tạo thành năng lượng hữu cơ nuôi sống toàn bộ các sinh vật thuộc chuỗi chăn nuôi và các vi sinh vật thuộc chuỗi phế thải. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 7 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên - Hơn 50% năng lượng liên kết tạo từ phản ứng quang hợp được sử dụng để hô hấp, phần còn lại để tạo thành cơ thể và trở thành thức ăn cho các sinh vật tiêu thụ khác. - Năng lượng được truyền qua các sinh vật thuộc các bậc khác nhau. Mỗi một sinh vật như vậy được gọi là một mắt xích thức ăn. Tập hợp các mắt xích thức ăn tạo nên các chuỗi thức ăn (chuỗi dinh dưỡng, chuỗi thực phẩm). Tập hợp nhiều chuỗi thức ăn có chung một hoặc một số mắt xích thức ăn sẽ tạo ra lưói thức ăn. - Trong một chuỗi thức ăn, cứ sau mỗi bậc dinh dưỡng năng lượng lại bị hụt đi khoảng 80-90% chủ yếu do toả nhiệt ra môi trườg, chỉ có từ 10-20% năng lượng được truyền cho bậc kế tiếp. Tỷ lệ giữa phần năng lượng mà bậc sau kế tiếp nhận được so với phần năng lượng trước khi truyền của bậc trước nó được gọi là hệ số truyền năng lượng. Hệ số truyền năng lượng ở hệ sinh thái trên cạn luôn nhỏ hơn so với hệ số truyền năng lượng của hệ sinh thái dưới nước. Nếu sắp xếp số lượng cá thể (hay sinh khối hoặc năng lượng) theo các bậc dinh dưỡng từ thấp đến cao thì bao giờ chúng cũng sắp xếp theo dạng hình tháp. Người ta gọi chúng là những hình tháp sinh thái học. Tuỳ vào đơn vị tính mà chúng ta có hình tháp sinh khối, hình tháp khối lượng hay hình tháp số lượng. Mối quan hệ của dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng - Đầu vào của một dòng năng lượng được bắt đầu bằng năng lượng thì đầu ra cũng là dạng năng lượng. Nói cách khác, bất kỳ một dòng năng lượng nào cũng bắt đầu bằng năng lượng và kết thúc bằng việc chuyển hoá năng lượng ấy thành nhiệt năng và phát tán vào môi trường xung quanh. - Chuỗi dinh dưỡng càng ngắn hoặc sinh vật càng gần với với điểm khởi đầu thì năng lượng thu nhận được càng lớn. - Trong lưới thức ăn, nếu có nhiều chuỗi thức ăn liên hệ qua lại càng chặt chẽ, phức tạp thì quần xã sinh vật càng phong phú về loài, trong đó có nhiều loài đa thực - Nếu thay thế mắt xích thức ăn này bằng mắt xích thức ăn khác có họ hàng gần nhau thì cấu trúc của chuỗi thức ăn không hoặc rất ít thay đổi - Các chuỗi thức ăn thường không ổn định mà thay đổi tuỳ thuộc vào nhu cầu thức ăn của các loài ở các giai đoạn sống khác nhau. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 8 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên - Độ dài của chuỗi thức ăn ít khi lớn hơn 5-6 mắt xích. 1.8/ Các nhân tố sinh vật trong hệ sinh thái rừng Bạch tùng HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá Đỉnh tùng 9 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên Hình 1.1: Cảnh rừng nguyên sinh 1.9/ Diễn thế rừng Hệ sinh thái rừng với những đặc trưng riêng, luôn vận động và biến đổi không ngừng. Quá trình này được gọi chung là động thái rừng. Diễn thế rừng là một trong các trạng thái vận động của hệ sinh thái rừng bao. Diễn thế rừng là sự thay thế thế hệ rừng này bằng thế hệ rừng khác mà trong đó tổ thành loài cây cao - nhất là loài cây ưu thế sinh thái - có sự thay đổi cơ bản. Nói cách khác, diễn thế rừng là sự thay thế hệ sinh thái rừng này bằng hệ sinh thái rừng khác. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 10 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên Hiểu theo một các đơn giản nhất, diễn thế rừng không phải là sự thay thế các thế hệ cây rừng mà là sự thay thế các loài cây rừng. Ví dụ: * Cỏ → Cây bụi → Cây cao ưa sáng → Cây cao chịu bóng * Rừng → Rừng gỗ + Tre nứa → Cây bụi → Cỏ. Nguyên nhân của diễn thế rừng theo Sucasov (1954, 1964) có thể là mối quan hệ tác động cạnh tranh lẫn nhau giữa các loài, loài nào cạnh tranh tốt thì sẽ chiếm ưu thế, Ví dụ như diễn thế rừng ngập mặn: Mắm → Giá, Vẹt. Hoặc có thể là do sự cạnh tranh giữa các loài làm thay đổi môi trường sống, xuất hiện 1 loài mới đến định cư. Ngoài ra còn chịu tác động của nhiều nguyên nhân bên ngoài khác như: đất đai biến đổi, các nạn dịch sâu bệnh (ví dụ: dịch châu chấu), tác động mãnh liệt của con người. Phân loại diễn thế theo các căn cứ khác nhau: Theo chiều hướng diễn thế, phân thành 2 loại: Diễn thế tiến hóa và diễn thế thoái hoá. Theo nguồn gốc diễn thế, phân thành 2 loại: Diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh. Diễn thế nguyên sinh Là sự hình thành rừng ở những nơi hoàn toàn chưa hề có rừng, trải qua 1 loạt các sự biến đổi của các quần xã thực vật khác nhau cuối cùng hình thành nên quần xã thực vật rừng tương đối ổn định. Diễn thế nguyên sinh gồm 4 pha: * Di cư: Sự di cư các mầm mống thực vật đến vùng đất mới. * Định cư: Các mầm mống thực vật thích nghi, phát triển những thế hệ đầu tiên. * Quần tập: Xuất hiện tái sinh tự nhiên. * Xâm nhập: Nhóm thực vật khác xâm nhập vào nhóm thực vật đã thích nghi ổn định trước và đã tác động đến môi trường sống. Ví dụ: Diễn thế rừng ngập mặn. Cây Mắm, Sú đã tiên phong xâm nhập vùng đất ngập nước mới lắng động cát ở ven bờ, chúng thích nghi và phát triển, cố định cát bùn, làm thay đổi dần môi trường sống, đến 1 giai đoạn nào đó sẽ xuất hiện sự xâm nhập của Vẹt, Rà, các loài này sẽ chiếm ưu thế và lấn áp loài HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 11 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên cũ để phát triển thành quần xã ưu thế, môi trướng sống sẽ thay đổi,tích lũy nhiều mùn hơn, cạn hơn. Sau giai đoạn này sẽ xuất hiện các loài sống bán ngập (Đước), tiến dần đế xuất hiện các loài thực vật sống cạn (Tràm). Diễn thế thứ sinh Diễn thế thứ sinh xảy ra trên cơ sở diễn thế nguyên sinh, bắt đầu từ giai đoạn hệ sinh thái rừng bị tiêu hủy hết hoặc bị phá hoại do chặt phá, đốt lửa, chăn nuôi v.v… Tập quán làm nương đốt rẫy, khai thác tài nguyên hệ sinh thái rừng là nguyên nhân chủ yếu dẫn tới các quá trình diễn rhế thứ sinh của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới. Xu hướng chung của diễn thế thứ sinh: nếu rừng bị tác động dưới nhiều hình thức bảo vệ, không bị chặt phá, đốt lửa, chăn thả súc vật… sẽ đi đến chổ khôi phục lại quần thể guyên sinh ban đầu, tuy có thể là phải chờ đợi sau một thời gian khá dài. HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 12 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên CHƯƠNG 2: CÁC HỆ SINH THÁI CHÍNH CỦA RỪNG NGUYÊN SINH 2.1/ Hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới Điều kiện sinh thái: Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm 20 o- 25oC, với lượng mưa trung bình hàng năm 1.200-2.500mm. Độ ẩm không khí tương đối trung bình trên 85% và lượng bốc hơi thường thấp. Mặt khác về đất đai gồm có đất đỏ hung (terra rossa) nhiệt đới phong hoá trên đá vôi, đất đỏ vàng Feralit hoàn toàn thành thục, sâu, dày, không có tầng đá ong... Cấu trúc rừng: Cấu trúc tầng thứ: Những hệ sinh thái rừng thuộc kiểu thảm thực vật này có nhiều tầng, cao từ 25 - 30 m, tán kín rậm bởi những loài cây gỗ lớn lá rộng thường xanh. Trong cấu trúc tầng thứ có 5 tầng chủ yếu đó là: Tầng vượt tán A1: hình thành bởi những loài cây gỗ cao đến 40 - 50 m, phần lớn thuộc họ Dầu (Dipterocarpaceae), họ Dâu tằm (Moraceae), họ Đậu (Leguminosae) v.v… Phần lớn là loài cây thường xanh nhưng cũng có loài cây rụng lá trong mùa khô rét. Tầng này thường không liên tục, tán cây xoè rộng hình ô, hình tán. - Tầng ưu thế sinh thái A2: Đây còn gọi là tầng lập quần bao gồm cây gỗ cao trung bình từ 20 - 30 m, thân thẳng, tán lá tròn và hẹp, tầng tán liên tục, phần lớn là những loài cây thường xanh thuộc các họ Dẻ (Fagaceae), họ Re (Lauraceae), họ Vang (Caesalpiniaceae), họ Trinh nữ (Mimosaceae), họ Cánh bướm (Papilionaceae), họ Bồ hòn (Sapindaceae), họ Xoan (Meliaceae), họ Mộc lan (Magnoliaceae), họ Trám (Burseraceae) v.v... - Tầng dưới tán A3: cao từ 8 - 15 m, mọc rải rác dưới tán rừng, tán hình nón hoặc hình tháp ngược. Tổ thành loài cây thuộc các họ Bứa (Clusiaceae), họ Du (Ulmaceae), họ Máu chó (Myristicaceae), họ Na (Annonaceae), họ Mùng quân (Flacourtiaceae) v.v... Ngoài ra còn có cây con, cây nhỡ của các loài cây ở tầng A1 và tầng A2 có khả năng chịu bóng. - Tầng cây bụi B: cao từ 2 - 8 m. Tổ thành loài cây thuộc các họ Cà phê (Rubiaceae), họ Trúc đào (Apocynaceae), họ HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 13 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên Cam quýt (Rutaceae), họ Na (Annonaceae), họ Mua (Melastomaceae), họ Nhân sâm (Araliaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) v.v…Ngoài ra còn có những " cây gỗ giả " thuộc họ Dừa (Palmae), họ phụ Tre nứa (Bambusoideae), họ Sẹ (Scitaminaceae) v.v…Trong tầng này còn có những loài quyết thân gỗ, chịu được bóng rợp. Tham gia tầng này còn có những cây con, cây nhỡ của những loài cây gỗ lớn ở tầng A1 , A2 , A3. - Tầng cỏ quyết C: cao không quá 2 m. Tổ thành loài cây thuộc các họ Ô rô (Acanthaceae), họ Gai (Urticaceae), họ Môn ráy (Araceae), họ Gừng (Zingiberaceae), họ Hành tỏi (Liliaceae) và những loài dương xỉ v.v…Tham gia tầng này còn có những cây tái sinh của những loài cây gỗ lớn ở tầng A1 , A2 , A3. Ngoài 5 tầng trên, còn có nhiều thực vật ngoại tầng, chúng tham gia vào tất cả các tầng trong hệ sinh thái rừng như dây leo, thực vật phụ sinh, thực vật kí sinh. Thực vật ngoại tầng đa dạng phong phú là một đặc điểm điển hình của rừng mưa nhiệt đới. Dây leo có thể là thân gỗ hoặc thân cỏ thuộc các họ Đậu (Leguminosae), họ Na (Annonaceae), họ Trúc đào (Apocynaceae), họ Gắm (Gnetaceae) v.v... Ngoài ra còn có những loài dây leo điển hình của rừng nhiệt đới thuộc họ Cọ dừa dài hàng trăm mét thuộc các chi Calamus, Daemonorops đặc hữu của vùng Đông Nam Á. Thực vật phụ sinh (loài thực vật sống nhờ vào những loài cây khác) gồm những loài cây thuộc họ Phong lan (Orchidaceae), họ Môn ráy (Araceae), những loài quyết thuộc các chi Asplenium, Drynaria, Platycerium, đặc biệt là những loài cây sống nhờ cây kí chủ như loài đa (Ficus), chân chim (Schefflera) và một loài Fragraea obovata trong họ Loganiaceae. Thực vật kí sinh bao gồm những loài cây thuộc chi Loranthus trong họ Tầm gửi (Loranthaceae), chi Balanophora trong họ Cu chó (Balanophoraceae) sống bám trên cành lá và rễ Cấu trúc tổ thành loài thực vật, các kiểu phụ và ưu hợp Các kiểu phụ miền và ưu hợp: - Kiểu phụ miền thực vật thân thuộc khu hệ thực vật Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa. - Kiểu phụ thổ nhưỡng kiệt nước trên núi đá vôi - Kiểu phụ thổ nhưỡng úng nước HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 14 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên 2.2/ Hệ sinh thái rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới Điều kiện sinh thái: Trong hệ sinh thái này nhiệt độ không khí trung bình hàng năm 20 – 25 0C với lượng mưa trung bình hàng năm 1.200 - 2.500 m. Có độ ẩm trung bình thấp nhất trên 85%. Được cấu tạo bởi đất đá vôi hung đỏ, đất nâu đen và đất đỏ vàng Feralit, tầng đất dày... Cấu trúc rừng Tầng thứ: Cấu trúc tầng thứ gồm 3 tầng cây gỗ (A1 , A2 , A3). Điển hình là hai loài cây rụng lá : Săng lẻ (Lagerstroemia tomentosa) và Sau sau (Liquidambar formosana). Ngoài ra còn có các loài cây thuộc họ Dipterocarpaceae, Meliaceae, Leguminosae, Datiscaceae, Moraceae, Anacardiaceae, Combretaceae, Lauraceae, Burseraceae, Sapindaceae v.v… Chiều cao quần thể đạt đến 40 m. Nhiều loài cây có bạnh vè. Tầng dưới tán và tầng cây bụi thưa. Tầng thảm tươi rậm rạp có các loài quyết (Pteridophyta) và cây họ Dừa (Palmae) b) Cấu trúc tổ thành loài thực vật, các kiểu phụ và ưu hợp Các kiểu phụ miền Kiểu phụ miền thực vật thân thuộc với khu hệ Malaixia - Inđônêxia và khu hệ Ấn Độ - Myanma. Kiểu phụ này điển hình là cây Săng lẻ (Lagerstroemia tomentosa) mọc hỗn giao với Lim xanh (Erythrophoeum fordii), Lim xẹt (Peltophorum tonkinensis), Sến mật (Madhuca pasquieri) Đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái này là số cá thể rụng lá phải có từ 25 75% so với tổng số cá thể trong quần thể. Ngoài ra còn có nhiều loài cây rụng lá khác như các loài dẻ (Quercus acutissima, Quercus serrata, Quercus griffithii), Bồ đề (Styrax tonkinensis), Xoan ta (Melia azedarach), Lim xẹt ( Peltophorum tonkinensis ). Trong hệ sinh thái rừng này, những loài cây rụng lá còn mọc hỗn giao với các loài cây thường xanh khác thuộc các họ Lauraceae, Burseraceae, Meliaceae, Moraceae, Sapindaceae Kiểu phụ miền thực vật thân thuộc với khu hệ bản địa Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa và khu hệ di cư Ấn Độ - Myanma HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 15 MSHV: 14000151 Tiểu luận: Hệ sinh thái tự nhiên của rừng nguyên sinh Tây nguyên Kiểu phụ miền này có các loài cây rụng lá thuộc các họ Meliaceae, Sapindaceae, Leguminosae, Anacardiaceae, Burseraceae, Verbenaceae. Những loài này rụng lá dần dần và kéo dài trong suốt mùa khô hạn. Điều đáng chú ý là nguyên nhân rụng lá của một số loài cây trong hệ sinh thái rừng này không chỉ là do khí hậu. Khi rừng bị khai thác nhiều lần hoặc rừng phục hồi 38 trên đất đang thoái hoá có tầng đá ong ngăn cách với mực nước ngầm thì hạn đất đã làm cho một 2.3/ Hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi Điều kiện sinh thái: Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 20 oC. Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất của vùng núi đá vôi Việt Nam là tháng 6 và tháng 7, trong khi đó tháng lạnh nhất là tháng 12 và tháng 1. Lượng mưa trung bình năm từ 1200 - 2500mm, độ ẩm không khí trung bình 85%. Cấu trúc rừng Hệ thực vật vùng núi đá vôi mang tính chất pha trộn của nhiều luồng thực vật nhưng đặc trưng cơ bản là luồng thực vật bản địa Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa, đồng thời cũng chịu nhiều ảnh hưởng của các luồng thực vật khác. Thảm thực vật trên núi đá vôi Việt Nam phân bố không liên tục tập trung ở vành đai 300 - 1200m so với mặt nước biển. 2.4/ Hệ sinh thái rừng lá kim tự nhiên Phân bố theo độ cao so với mực nước biển Hệ sinh thái rừng lá kim á nhiệt đới núi thấp phân bố chủ yếu ở vùng núi như Đà Lạt (Lâm Đồng), độ cao từ 600 - 1.000 m. . Điều kiện sinh thái: Hệ sinh thái này chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa.Với nhiệt độ không khí trung bình hàng năm 15 – 20 0C và nhiệt độ không khí trung bình tháng trong năm giao động từ 5 – 20 0C . Mùa khô thường kéo dài từ 4 - 6 tháng, và bao gồm các loại đất như sa thạch diệp thạch, cuội kết, badan v.v… Cấu trúc rừng: Cấu trúc bao gồm nhiều tầng và nhiều kiểu phụ miền. a) Hệ sinh thái rừng lá kim á nhiệt đới Cấu trúc tầng thứ gồm có các tầng : HVTH: Ngô Duy Thi GVHD: GS. TSKH Lê Huy Bá 16 MSHV: 14000151