TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI

        Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái được thực hiện trong phạm vi quần xã sinh vật (thông qua chuỗi thức ăn và lưới thức ăn) và giữa quần xã sinh vật với sinh cảnh của nó (thông qua chu trình sinh địa hoá).

1. Chuỗi và lưới thức ăn

1.1. Chuỗi thức ăn

- Chuỗi thức ăn là một dãy các loài sinh vật có mối quan hệ với nhau về mặt dinh dưỡng, trong đó loài này ăn loài khác phía trước và là thức ăn của loài tiếp theo phía sau.

- Có 2 loại chuỗi thức ăn:

+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật tự dưỡng.

Ví dụ: Cỏ $\to$ Châu chấu $\to$ Ếch $\to$ Rắn

+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật phân giải mùn bã hữu cơ .

Ví dụ : Giun (ăn mùn) $\to$ tôm $\to$ người.

1.2. Lưới thức ăn

- Lưới thức ăn là tập hợp các chuỗi thức ăn trong  hệ sinh thái, có những mắt xích chung.

1.3.  Bậc dinh dưỡng

- Bậc dinh dưỡng là những loài cùng mức năng lượng và sử dụng thức ăn cùng mức năng lượng trong lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn).

2. Tháp sinh thái

- Tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, các hình chữ nhật có chiều cao bằng nhau, còn chiều dài biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng. Tháp sinh thái cho biết mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và toàn bộ quần xã.

- Có 3 loại hình tháp sinh thái:

+ Tháp số lượng xây dựng dựa trên số lượng cá thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp sinh khối xây dựng dựa trên khối lượng tổng số của tất cả các sinh vật trên một đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng.

+ Tháp năng lượng xây dựng dựa trên số năng lượng được tích luỹ trên một đơn vị diện tích hay thể tích trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.

3. Chu trình sinh địa hoá

3.1. Khái niệm chu trình sinh địa hóa

- Chu trình sinh địa hóa là chu trình trao đổi các chất trong tự nhiên.

- Một chu trình sinh địa hoá gồm có các thành phần: tổng hợp các chất, tuần hoàn chất trong tự nhiên, phân giải và lắng đọng một phần vật chất (trong đất, nước...).

3.2 Một số chu trình sinh địa hóa

a. Chu trình Cacbon

        Cacbon đi vào chu trình dưới dạng CO₂. Thực vật lấy CO₂ từ khí quyển, nước và muối khoáng từ đất để tạo ra chất hữu cơ đầu tiên thông qua hoạt động quang hợp. Động vật ăn cỏ sử dụng thực vật làm thực thức ăn rồi lại chuyển các hợp chất chứa cacbon cho động vật ăn thịt. Trong hô hấp của động vật, thực vật và sự phân giải của vi sinh vật, CO₂ và nước được trả lại môi trường.

b. Chu trình nước

        Nước trên Trái đất luôn luôn luân chuyển theo vòng tuần hoàn. Nước mưa rơi xuống Trái đất chảy trên mặt đất, một phần thấm xuống các mạch nước ngầm, còn tích lũy trong đại dương, sông, hồ,... Nước mưa trở lại khí quyển dưới dạng hơi nước thông qua hoạt động thoát hơi nước cúa lá cây và bốc hơi nước trên mặt đất.

c. Chu trình nitơ

 - Thực vật hấp thụ nitơ dưới dạng nitrat (NO₃^-) và muối amôn (NH₄⁺) để tạo ra các hợp chất chứa gốc amin.

- Nitrat được hình thành bằng các con đường vật lý (điện và quang hóa), hóa học và sinh học nhưng con đường sinh học đóng vai trò quan trọng nhất.

d. Chu trình Phôtpho

- Phôtpho tham gia vào chu trình dưới dạng quặng. Lớp quặng lộ thiên bị phong hóa, chuyển thành phôtphat hòa tan, nhờ đó thực vật có thể sử dụng được.

- Sau khi đi vào chu trình, photphat thường thất thoát theo các dòng sông ra biển, lắng xuống đáy sâu. Sinh vật biển tích lũy photphat, sau khi chết kéo theo một lượng lớn photphat lắng chìm xuống biển, ít có cơ hội quay trở lại chu trình.