Câu hỏi mở đầu trang 161

Đề bài: Quá trình tự tái sinh của một khu rừng bị cháy trụi sẽ diễn ra như thế nào?

Lời giải:

Quá trình tự tái sinh của khu rừng bị cháy trụi chính là diễn thế thứ sinh:

• Giai đoạn mở đầu: Sau khi cháy, môi trường trở nên trống trải nhưng vẫn còn lại đất, hạt giống và một số mầm sống từ quần xã cũ. Các loài cỏ và cây thân thảo hằng năm phát triển đầu tiên.
• Giai đoạn giữa: Xuất hiện cỏ và cây bụi, sau đó là cây gỗ ưa sáng (như thông, sồi non,…).
• Giai đoạn cuối: Hình thành rừng cây gỗ trưởng thành – có thể là quần xã đỉnh cực (giống rừng ban đầu) hoặc phát triển thành quần xã khác tuỳ điều kiện.

→ Thời gian phục hồi thường nhanh hơn diễn thế nguyên sinh vì đã có sẵn lớp đất và mầm sống trong đất.

I. Khái niệm và các loại diễn thế sinh thái

Câu 1 trang 162

Đề bài: Trong diễn thế nguyên sinh ở môi trường trên cạn, tại sao những sinh vật đầu tiên của quần xã tiên phong thường là địa y, tảo, rêu?

Lời giải:

Địa y, tảo, rêu là những sinh vật đầu tiên của quần xã tiên phong vì:

• Chúng có khả năng thích nghi với điều kiện nghèo dinh dưỡng – nơi chưa có lớp đất mùn (như trên đá, nham thạch).
• Chúng có thể sống bám trên đá, không cần đất.
• Địa y có khả năng phân huỷ đá, tạo ra lớp mùn mỏng ban đầu → tạo điều kiện cho các loài khác (như cỏ, cây bụi) định cư sau này.
• Chúng có kích thước nhỏ, sinh sản nhanh, dễ phát tán → dễ dàng xâm chiếm môi trường mới.

Câu 2 trang 162

Đề bài: Tại sao thời gian từ quần xã tiên phong đến hình thành quần xã đỉnh cực ở diễn thế nguyên sinh dài hơn so với diễn thế thứ sinh?

Lời giải:

Thời gian ở diễn thế nguyên sinh dài hơn diễn thế thứ sinh vì:

• Diễn thế nguyên sinh bắt đầu từ môi trường trống trơn (đá, nham thạch, băng tan,…) – chưa có sự sống, chưa có đất:
  • Cần rất nhiều thời gian để địa y, rêu,… tạo ra lớp đất mùn ban đầu.
  • Sau đó mới lần lượt xuất hiện các loài phức tạp hơn.
  • → Quá trình mất hàng trăm, thậm chí hàng nghìn năm.
• Diễn thế thứ sinh bắt đầu từ nơi quần xã cũ đã bị tổn hại nhưng vẫn còn lớp đất, hạt giống, mầm sống:
  • Các loài dễ dàng nảy mầm, phát triển ngay → quá trình phục hồi nhanh hơn.
  • → Chỉ mất từ vài chục đến vài trăm năm.

II. Nguyên nhân và tầm quan trọng của nghiên cứu diễn thế – III. Một số hiện tượng ảnh hưởng bất lợi đến hệ sinh thái

Câu 1 trang 164

Đề bài: Tại sao nói nguyên nhân bên trong là cơ chế chính dẫn đến sự thay thế tuần tự các loài trong quần xã?

Lời giải:

Nói nguyên nhân bên trong là cơ chế chính dẫn đến sự thay thế tuần tự các loài vì:

• Nguyên nhân bên trong là mối quan hệ sinh thái giữa các loài trong quần xã (đặc biệt là cạnh tranh khác loài) và giữa quần xã với sinh cảnh.
• Loài ưu thế phát triển mạnh → làm biến đổi môi trường sống → điều kiện mới có thể không còn phù hợp với chính loài đó.
• Điều kiện mới lại phù hợp với loài khác → loài mới cạnh tranh và thay thế loài ưu thế cũ → trở thành loài ưu thế mới.
• Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi hình thành quần xã đỉnh cực ổn định.

→ Nguyên nhân bên ngoài (thiên tai, con người) chỉ khởi phát diễn thế, còn cơ chế bên trong mới quyết định tuần tự các giai đoạn.

Câu 2 trang 164

Đề bài: Tại sao trước khi xây dựng đập thuỷ điện người ta cần phải nghiên cứu, đánh giá những tác động của công trình này tới sự thay đổi của hệ sinh thái?

Lời giải:

Trước khi xây đập thuỷ điện cần nghiên cứu, đánh giá tác động vì:

• Xây đập thuỷ điện gây ra tác động lớn đến hệ sinh thái: làm ngập rừng, thay đổi dòng chảy sông, mất nơi sống của nhiều loài,…
• Việc nghiên cứu giúp dự đoán được các thay đổi có thể xảy ra: loài nào bị mất, loài nào có thể phát triển, hệ sinh thái mới hình thành ra sao.
• Từ đó đưa ra các biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực, bảo vệ đa dạng sinh học và môi trường.
• Đồng thời có kế hoạch ứng phó với những thay đổi bất lợi (di dời dân cư, cải tạo môi trường xung quanh,…).

→ Việc đánh giá tác động môi trường là cần thiết để phát triển bền vững, hài hoà giữa kinh tế và môi trường.

Câu 3 trang 164

Đề bài: Những hoạt động nào của con người là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng, tăng nhiệt độ trung bình của Trái Đất và sa mạc hoá?

Lời giải:

Hiện tượng phú dưỡng (phì dưỡng):

• Xả nước thải sinh hoạt chưa qua xử lí ra sông, hồ.
• Sử dụng phân bón dư thừa trong nông nghiệp → chảy tràn xuống nguồn nước.
• Xả nước thải từ chế biến nông, thuỷ sản và chất thải chăn nuôi chưa xử lí.

Hiện tượng tăng nhiệt độ trung bình của Trái Đất (ấm lên toàn cầu):

• Chặt phá rừng → giảm khả năng hấp thụ $\mathrm{CO_2}$.
• Phát thải khí nhà kính ($\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{CH_4}$,…) từ các hoạt động giao thông, công nghiệp, đốt nhiên liệu hoá thạch.
• → Làm tăng hiệu ứng nhà kính → Trái Đất nóng lên.

Hiện tượng sa mạc hoá:

• Canh tác nông nghiệp lạc hậu (đốt nương làm rẫy, không luân canh).
• Chăn thả gia súc mật độ cao → làm mất lớp thảm cỏ bảo vệ đất.
• Khai thác rừng quá mức → mất lớp che phủ → đất bị xói mòn, thoái hoá.

Luyện tập và vận dụng

Câu 1 trang 164

Đề bài: Phân biệt diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh.

Lời giải:

Câu 2 trang 164

Đề bài: Để phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, người ta thường trồng các loài cây họ Đậu để cải tạo đất như cây keo lá chàm, keo tai tượng, lạc dại,…

a) Hãy tìm hiểu và cho biết những loài cây này có các đặc điểm gì giúp chúng sống được trên đất trống, đồi núi trọc?

b) Tại sao việc trồng cây họ Đậu trong giai đoạn đầu tiên của quá trình cải tạo đất là lựa chọn phù hợp với quy luật diễn thế?

Lời giải:

a) Đặc điểm giúp cây họ Đậu sống được trên đất trống, đồi núi trọc:

• Rễ có nốt sần chứa vi khuẩn cố định đạm ($\mathrm{N_2}$ trong không khí thành hợp chất chứa nitrogen mà cây hấp thụ được) → cây có thể sống trên đất nghèo dinh dưỡng.
• Rễ khoẻ, ăn sâu → chịu hạn tốt, chống xói mòn đất.
• Sinh trưởng nhanh, thích nghi với điều kiện khắc nghiệt (nắng, gió, đất nghèo).
• Tán lá rậm → che phủ đất, giữ độ ẩm cho đất.
• Khi lá rụng, phân huỷ tạo chất mùn → làm giàu dinh dưỡng cho đất.

b) Trồng cây họ Đậu phù hợp với quy luật diễn thế vì:

• Đất trống, đồi núi trọc là môi trường nghèo dinh dưỡng, tương tự giai đoạn đầu của diễn thế → cần loài tiên phong thích nghi được với điều kiện khắc nghiệt.
• Cây họ Đậu đóng vai trò như loài tiên phong: cải tạo đất, làm giàu dinh dưỡng (đặc biệt là nitrogen).
• Sau khi đất được cải tạo, có đủ dinh dưỡng và độ che phủ → tạo điều kiện cho các loài cây khác (cây gỗ lớn, cây ăn quả,…) phát triển ở giai đoạn tiếp theo.

→ Đây là ứng dụng đúng theo quy luật diễn thế: loài tiên phong → cải tạo môi trường → tạo điều kiện cho quần xã trung gian và đỉnh cực phát triển.

Câu 3 trang 164

Đề bài: Hãy lấy một ví dụ về diễn thế ở địa phương em đang sinh sống (đồng ruộng, khu rừng, hồ nước, công viên, khu vực đổ rác thải,…). Nguyên nhân nào gây ra diễn thế ở quần xã đó? Quần xã đang tăng dần đa dạng sinh học hay đang suy thoái? Cần phải làm gì để chống suy thoái, bảo tồn và phát triển quần xã đó?

Lời giải:

Đây là câu hỏi vận dụng thực tế, các em có thể chọn ví dụ phù hợp với địa phương mình. Dưới đây là ví dụ tham khảo:

Ví dụ: Diễn thế ở một cánh đồng bị bỏ hoang tại địa phương.

a) Diễn thế xảy ra:

• Ban đầu là ruộng lúa → sau khi bỏ hoang, cỏ dại xâm chiếm → dần xuất hiện cây bụi → nếu để lâu có thể hình thành rừng thứ sinh.
• Đây là diễn thế thứ sinh.

b) Nguyên nhân gây diễn thế:

• Hoạt động của con người: bỏ hoang ruộng, không canh tác → thay đổi môi trường ban đầu.
• Các mối quan hệ sinh thái trong quần xã (cạnh tranh giữa cỏ dại, cây bụi,…) tiếp tục thúc đẩy quá trình diễn thế.

c) Xu hướng của quần xã:

• Trong trường hợp bỏ hoang tự nhiên → quần xã tăng dần đa dạng sinh học (từ 1 loài lúa → nhiều loài cỏ, cây bụi,…).
• Nếu bị tác động tiêu cực (đổ rác thải, ô nhiễm,…) → quần xã suy thoái.

d) Biện pháp chống suy thoái, bảo tồn và phát triển quần xã:

• Ngăn chặn các hoạt động gây ô nhiễm (đổ rác thải, xả nước thải,…).
• Trồng cây bản địa phù hợp để phục hồi quần xã.
• Bảo vệ các loài động vật, thực vật đang sinh sống trong quần xã.
• Tuyên truyền, giáo dục người dân về ý thức bảo vệ môi trường.
• Khai thác hợp lí tài nguyên (nếu có), tránh khai thác quá mức.

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú