A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I. Khái niệm cân bằng tự nhiên

Cân bằng tự nhiên là trạng thái ổn định tự nhiên của các cấp độ tổ chức sống, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện sống.

Ở các cấp độ tổ chức trên cơ thể, cân bằng tự nhiên biểu hiện ở:

• Trạng thái cân bằng của quần thể (tự điều chỉnh số lượng cá thể).
• Khống chế sinh học trong quần xã (các loài kìm hãm lẫn nhau).
• Cân bằng tự nhiên trong hệ sinh thái (phân bố phù hợp, quan hệ dinh dưỡng ổn định).

Lưu ý quan trọng:

• Cân bằng tự nhiên là cân bằng động (không phải cân bằng tĩnh), mang tính ổn định tương đối (không phải tuyệt đối), luôn phù hợp với sự biến đổi của môi trường.
• Tại sao ổn định tương đối? Vì điều kiện ngoại cảnh luôn thay đổi → số lượng cá thể và sự phân bố của sinh vật cũng luôn biến động theo.

1. Trạng thái cân bằng của quần thể

Quần thể có khả năng tự điều chỉnh số lượng cá thể:

• Khi số cá thể tăng quá cao → cạnh tranh thức ăn, nơi ở gay gắt → tỉ lệ tử vong tăng, tỉ lệ sinh giảm → số lượng giảm về mức cân bằng.
• Khi số cá thể giảm quá thấp → ít cạnh tranh, thức ăn dồi dào → tỉ lệ sinh tăng, tỉ lệ tử vong giảm → số lượng tăng trở lại mức cân bằng.

→ Kết quả: quần thể dao động quanh mức cân bằng, phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.

Tốc độ phát triển quần thể được quy định bởi sự sinh sản và sự tử vong (không phải tỉ lệ giới tính hay mật độ đơn thuần).

2. Khống chế sinh học trong quần xã

Số lượng cá thể của quần thể này bị khống chế ở mức nhất định bởi quần thể khác và ngược lại – hiện tượng này gọi là khống chế sinh học.

Ví dụ: Khi số lượng thỏ tuyết tăng → linh miêu (ăn thỏ) có nhiều thức ăn → linh miêu tăng → thỏ bị ăn nhiều → thỏ giảm → linh miêu thiếu thức ăn → linh miêu giảm → thỏ lại tăng… Chu trình lặp lại liên tục.

Hệ quả: Khống chế sinh học giúp duy trì số lượng cá thể ở mức cân bằng sinh học trong quần xã, đảm bảo cân bằng sinh thái.

Ứng dụng: Trong nông nghiệp, việc sử dụng thiên địch (sinh vật có ích) để phòng trừ sinh vật gây hại thay cho thuốc hóa học chính là ứng dụng khống chế sinh học. Ví dụ: dùng ong mắt đỏ diệt sâu đục thân lúa, dùng vi khuẩn ký sinh gây bệnh cho châu chấu.

Trong quần xã, mối quan hệ quan trọng nhất giữa các thành phần là quan hệ dinh dưỡng (chuỗi và lưới thức ăn).

3. Cân bằng tự nhiên trong hệ sinh thái

Cân bằng tự nhiên trong hệ sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, thể hiện ở:

• Sự phân bố các quần thể phù hợp với điều kiện sống (ví dụ: phân tầng thực vật trong rừng – tầng cây gỗ lớn, tầng gỗ vừa, tầng gỗ nhỏ, tầng cây bụi và cỏ → mỗi tầng thích nghi với mức ánh sáng khác nhau).
• Mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài ổn định (lưới thức ăn cân bằng).
• Sự thay đổi của quần xã sinh vật theo chu kì mùa và chu kì ngày đêm.

Trong lưới thức ăn, loài nào có ảnh hưởng lớn nhất? Thường là sinh vật sản xuất (cỏ, cây xanh) vì nó là nguồn thức ăn đầu tiên, nếu mất đi → toàn bộ chuỗi thức ăn bị ảnh hưởng.

II. Nguyên nhân mất cân bằng tự nhiên và biện pháp bảo vệ

Khả năng tự điều chỉnh của quần thể và quần xã là có hạn. Nếu bị tác động quá mạnh, hệ sinh thái sẽ không phục hồi được → mất cân bằng và suy thoái.

1. Nguyên nhân gây mất cân bằng tự nhiên

a) Do hoạt động con người (nguyên nhân chủ yếu):

• Phá rừng, đốt rừng làm nương rẫy.
• Săn bắt động vật hoang dã → nhiều loài có nguy cơ tuyệt chủng.
• Khai thác tài nguyên thiên nhiên quá mức.
• Chất thải sinh hoạt và công nghiệp gây ô nhiễm môi trường.
• Du nhập loài ngoại lai xâm hại (ốc bươu vàng, châu chấu sa mạc…).
• Tăng dân số quá nhanh → thiếu nơi ở, nguồn thức ăn, ô nhiễm, tàn phá rừng.

b) Do thảm họa thiên nhiên:

• Động đất, núi lửa hoạt động.
• Lũ lụt, cháy rừng tự nhiên.
• Dịch bệnh.
• Biến đổi khí hậu (Trái Đất nóng lên → băng tan → mất môi trường sống).

c) Mất cân bằng do điều kiện quá thuận lợi:

• Điều kiện sống quá thuận lợi, thức ăn dồi dào → một loài phát triển bùng nổ → mất cân bằng (ví dụ: ốc bươu vàng du nhập vào Việt Nam – điều kiện thuận lợi + ít thiên địch → phát triển nhanh gây hại nông nghiệp).

Lưu ý: “Đốt rừng làm nương rẫy” là tác động của con người, KHÔNG phải yếu tố tự nhiên. Còn “dịch bệnh”, “động đất”, “khí hậu” là yếu tố tự nhiên.

2. Biện pháp bảo vệ, duy trì cân bằng tự nhiên

• Hạn chế ô nhiễm môi trường (quản lý chất thải, giảm khí nhà kính).
• Điều tiết cấu trúc thành phần trong hệ sinh thái (hạn chế sự gia tăng hoặc suy giảm quá mức số lượng cá thể).
• Thích ứng với biến đổi khí hậu (trồng rừng, bảo vệ tầng ozon).
• Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên.
• Hạn chế gia tăng dân số quá nhanh.
• Trồng cây gây rừng, bảo vệ rừng.
• Tiêu diệt loài ngoại lai xâm hại.
• Sử dụng thiên địch thay cho thuốc hóa học trong nông nghiệp.

Tại sao chuột có hại nhưng không tiêu diệt hoàn toàn? Vì chuột vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng chuỗi thức ăn trong tự nhiên (chuột là thức ăn cho rắn, cú mèo, đại bàng…). Tiêu diệt hoàn toàn chuột sẽ phá vỡ cân bằng sinh thái.

Loài ngoại lai là loài sinh vật xuất hiện và phát triển ở khu vực vốn không phải là nơi sống tự nhiên của chúng, đe dọa nghiêm trọng đến hệ sinh thái bản địa và đa dạng sinh học.

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Nhận biết biểu hiện cân bằng tự nhiên

Phương pháp giải:

• Bước 1: Xác định cấp độ tổ chức sống: quần thể, quần xã hay hệ sinh thái.
• Bước 2: Liên hệ biểu hiện cân bằng tương ứng:
  • Quần thể: tự điều chỉnh số lượng cá thể → dao động quanh mức cân bằng.
  • Quần xã: khống chế sinh học → các loài kìm hãm lẫn nhau → cân bằng sinh học.
  • Hệ sinh thái: phân bố phù hợp, quan hệ dinh dưỡng ổn định, thay đổi theo chu kì.
• Bước 3: Nhớ: cân bằng tự nhiên = cân bằng động, ổn định tương đối.

Bài tập 1: Số lượng cá thể trong quần xã luôn được khống chế ở mức phù hợp với khả năng môi trường. Hiện tượng này gọi là gì?

A. Sự bất biến của quần xã.

B. Sự phát triển của quần xã.

C. Sự giảm sút của quần xã.

D. Sự cân bằng sinh học trong quần xã.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Số lượng cá thể được “khống chế ở mức phù hợp” → đây là trạng thái ổn định.
• Bước 2: Hiện tượng các loài trong quần xã kìm hãm lẫn nhau, giữ số lượng ở mức cân bằng → gọi là cân bằng sinh học trong quần xã.
• Bước 3: Không phải bất biến (vẫn có dao động), không phải phát triển hay giảm sút (vì ở mức ổn định).

→ Đáp án: D.

Bài tập 2: Cân bằng tự nhiên là:

A. Cân bằng tĩnh.

B. Cân bằng động.

C. Cân bằng tĩnh vào mùa hè, cân bằng động vào mùa đông.

D. Cân bằng tĩnh vào mùa đông, cân bằng động vào mùa hè.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Theo sách, cân bằng tự nhiên là trạng thái động, phù hợp với sự biến đổi của môi trường.
• Bước 2: “Động” nghĩa là luôn có sự dao động, điều chỉnh chứ không đứng yên (không tĩnh). Số lượng cá thể, sự phân bố sinh vật luôn thay đổi theo điều kiện sống.

→ Đáp án: B.

Dạng 2: Xác định nguyên nhân mất cân bằng tự nhiên

Phương pháp giải:

• Bước 1: Phân biệt nguyên nhân do con người (nhân tạo) và do tự nhiên:
  • Con người: phá rừng, săn bắt, khai thác quá mức, ô nhiễm, du nhập loài ngoại lai, tăng dân số…
  • Tự nhiên: động đất, núi lửa, lũ lụt, dịch bệnh, biến đổi khí hậu…
• Bước 2: Xác định nguyên nhân chủ yếu → do hoạt động con người.
• Bước 3: Chú ý phân biệt: “đốt rừng làm nương rẫy” = con người; “cháy rừng do sét” = tự nhiên.

Bài tập 1: Nguyên nhân chủ yếu gây mất cân bằng sinh thái là do:

A. Hoạt động của con người. B. Hoạt động của sinh vật. C. Hoạt động của núi lửa. D. Cả A và B.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Theo sách, nguyên nhân gây mất cân bằng tự nhiên chủ yếu do các hoạt động của con người (phá rừng, săn bắt, khai thác quá mức, ô nhiễm…).
• Bước 2: Hoạt động sinh vật và núi lửa cũng có thể gây mất cân bằng nhưng không phải nguyên nhân chủ yếu.

→ Đáp án: A.

Bài tập 2: Hậu quả gây nên cho môi trường do con người săn bắt động vật quá mức là:

A. Động vật mất nơi cư trú. B. Môi trường bị ô nhiễm. C. Nhiều loài có nguy cơ tuyệt chủng, mất cân bằng sinh thái. D. Nhiều loài trở về trạng thái cân bằng.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Săn bắt quá mức → số lượng cá thể giảm mạnh.
• Bước 2: Nhiều loài có thể bị tuyệt chủng → mất một mắt xích trong chuỗi thức ăn → mất cân bằng sinh thái.
• Bước 3: A (mất nơi cư trú → do phá rừng, không phải săn bắt). B (ô nhiễm → do chất thải). D sai hoàn toàn.

→ Đáp án: C.

Dạng 3: Vận dụng khống chế sinh học và biện pháp bảo vệ cân bằng

Phương pháp giải:

• Bước 1: Xác định vấn đề: sinh vật gây hại, loài ngoại lai, hay bảo vệ môi trường.
• Bước 2: Áp dụng nguyên tắc khống chế sinh học: dùng thiên địch hoặc vi sinh vật ký sinh để kiểm soát sinh vật gây hại thay cho thuốc hóa học.
• Bước 3: Đối với loài ngoại lai: phân tích nguyên nhân phát triển nhanh (điều kiện thuận lợi + ít/không có thiên địch) và đề xuất biện pháp (dùng thiên địch, thuốc bảo vệ thực vật, vi khuẩn ký sinh…).

Bài tập 1: Ốc bươu vàng du nhập vào Việt Nam năm 1988 phát triển rất nhanh, gây hại nông nghiệp. Nguyên nhân chúng phát triển nhanh là gì?

A. Điều kiện sống thuận lợi.

B. Chưa có hoặc rất ít thiên địch.

C. Ốc bươu vàng biết tránh nơi phun thuốc sâu.

D. Cả A và B.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Ốc bươu vàng là loài ngoại lai – được du nhập từ nơi khác.
• Bước 2: Tại Việt Nam: khí hậu nóng ẩm, nguồn thức ăn dồi dào (lúa, rau…) → điều kiện thuận lợi. Đồng thời, ở môi trường mới, ốc bươu vàng chưa có hoặc rất ít thiên địch → không bị khống chế → phát triển bùng nổ.
• Bước 3: C sai vì ốc bươu vàng không có khả năng “biết tránh” thuốc sâu.

→ Đáp án: D.

Bài tập 2: Dịch châu chấu sa mạc tàn phá hàng trăm nghìn ha cây nông nghiệp. Có thể áp dụng biện pháp nào để khắc phục?

A. Dùng thuốc bảo vệ thực vật. B. Dùng vi khuẩn ký sinh gây bệnh. C. Dùng các loài thiên địch. D. Cả A, B, C.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Dịch châu chấu là sự mất cân bằng sinh học → cần nhiều biện pháp đồng bộ.
• Bước 2:
  • Thuốc bảo vệ thực vật: tiêu diệt nhanh nhưng có thể gây ô nhiễm.
  • Vi khuẩn ký sinh: gây bệnh cho châu chấu → giảm số lượng (khống chế sinh học).
  • Thiên địch: các loài chim, ếch… ăn châu chấu (khống chế sinh học).
• Bước 3: Cần kết hợp cả ba biện pháp để đạt hiệu quả cao nhất.

→ Đáp án: D.

Bài tập 3: Vì sao chuột có hại nhưng chúng ta không tiêu diệt hoàn toàn?

A. Vì chúng phát triển quá nhanh.

B. Vì chúng đóng vai trò quan trọng trong duy trì cân bằng chuỗi thức ăn.

C. Vì chúng có sức sống quá mãnh liệt.

D. Cả B và C.

Hướng dẫn giải:

• Bước 1: Chuột là một mắt xích trong nhiều chuỗi thức ăn (chuột là thức ăn cho rắn, cú mèo, đại bàng, cáo…).
• Bước 2: Nếu tiêu diệt hoàn toàn chuột → rắn, cú mèo, đại bàng mất nguồn thức ăn → giảm số lượng → mất cân bằng sinh thái → ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái.
• Bước 3: Đáp án B đúng vì nêu rõ vai trò trong chuỗi thức ăn. C không phải lý do chính đáng để không tiêu diệt.

→ Đáp án: B.

C. SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. Khái niệm

• 1.1. Trạng thái ổn định tự nhiên của các cấp độ tổ chức sống, hướng tới thích nghi cao nhất
• 1.2. Là cân bằng động, ổn định tương đối
• 1.3. Biểu hiện ở 3 cấp: quần thể, quần xã, hệ sinh thái

2. Cân bằng ở quần thể

• 2.1. Quần thể tự điều chỉnh số lượng cá thể
• 2.2. Số lượng tăng quá cao → cạnh tranh → giảm về mức cân bằng
• 2.3. Số lượng giảm quá thấp → ít cạnh tranh → tăng trở lại mức cân bằng
• 2.4. Tốc độ phát triển quy định bởi: sinh sản và tử vong

3. Khống chế sinh học trong quần xã

• 3.1. Quần thể này khống chế quần thể kia và ngược lại
• 3.2. Ví dụ: thỏ tuyết ↔ linh miêu (dao động số lượng theo chu kì)
• 3.3. Hệ quả: cân bằng sinh học trong quần xã
• 3.4. Ứng dụng: dùng thiên địch phòng trừ sâu hại trong nông nghiệp
• 3.5. Quan hệ quan trọng nhất trong quần xã: quan hệ dinh dưỡng

4. Cân bằng trong hệ sinh thái

• 4.1. Phân bố quần thể phù hợp điều kiện sống (phân tầng thực vật)
• 4.2. Mối quan hệ dinh dưỡng ổn định (lưới thức ăn cân bằng)
• 4.3. Thay đổi theo chu kì mùa và ngày đêm

5. Nguyên nhân mất cân bằng

• 5.1. Do con người (chủ yếu): phá rừng, săn bắt, khai thác quá mức, ô nhiễm, du nhập loài ngoại lai, tăng dân số
• 5.2. Do tự nhiên: động đất, núi lửa, lũ lụt, dịch bệnh, biến đổi khí hậu
• 5.3. Do điều kiện quá thuận lợi: một loài bùng phát → phá vỡ cân bằng

6. Biện pháp bảo vệ, duy trì cân bằng

• 6.1. Hạn chế ô nhiễm môi trường
• 6.2. Điều tiết cấu trúc thành phần hệ sinh thái
• 6.3. Thích ứng biến đổi khí hậu
• 6.4. Khai thác tài nguyên hợp lý
• 6.5. Hạn chế tăng dân số quá nhanh
• 6.6. Trồng cây gây rừng, bảo vệ rừng
• 6.7. Tiêu diệt loài ngoại lai xâm hại
• 6.8. Sử dụng thiên địch thay thuốc hóa học

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu