1. Giới hạn sinh thái là gì?
Theo định nghĩa sách giáo khoa Sinh học 9 là: “Giới hạn chịu đựng của cơ thể sinh vật đối với một nhân tổ sinh thái nhất định gọi là giới hạn sinh thái. Nằm ngoài giới hạn này sinh vật sẽ yếu dần và chết”. Có thể hiểu đơn giản: Giới hạn sinh thái là giới hạn khả năng chịu đựng của sinh vật đối với một nhân tố sinh thái nhất định trong môi trường. Qua đó sinh vật có thể tồn tại, phát triển một cách ổn định theo thời gian. Mỗi loài sinh vật đều có giới hạn sinh thái khác nhau.
Ví dụ về giới hạn sinh thái
- Loài vi khuẩn suối nước nóng có thể sống ở nhiệt độ thấp nhất từ 0°C và cao nhất là +90°C. Như vậy giới hạn sinh thái của loài vi khuẩn suối nước nóng là 0°C đến +90°C. Loài xương rồng sa mạc có thể sống ở nhiệt độ thấp nhất từ 0°C và cao nhất là +56°C. Như vậy giới hạn sinh thái của loài xương rồng sa mạc là 0°C đến +56°C.
- Cá rô phi ở Việt Nam chỉ có thể sống trong phạm vi nhiệt độ thấp nhất là từ 5,6 °C, đến nhiệt độ cao nhất là 42 °C. Như vậy giới hạn sinh thái của cá rô phi Việt Nam là 5,6°C đến 42°C. Phần lớn cây trồng ở vùng nhiệt đới quang hợp tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ 20°C đến 30°C. Ở mức nhiệt độ dưới 0 độ C hoặc cao hơn 40 độ C khiến cây bị ngừng quang hợp. Như vậy giới hạn sinh thái của cây trồng ở vùng nhiệt đới trong điều kiện nhiệt độ 20°C đến 30°C.
- Giới hạn sinh thái con người: Theo tính toán của các nhà khoa học, chúng ta sẽ không thể thở mà không có bình dưỡng khí trên độ cao khoảng 7,900m. Trong khi đó, nếu lặn xuống dưới đáy biển mà không có những thiết bị đặc biệt, chúng ta sẽ bị thiếu oxy và chịu áp lực rất lớn của nước. Thông thường một người có thể lặn sâu xuống khoảng 18m
- Xương rồng là loại cây phổ biến sống ở các vùng sa mạc. Giới hạn sinh thái của cây xương rồng trong khoảng từ 0⁰C đến 56⁰C. Qua đó ta thấy điểm giới hạn trên là 56⁰C, điểm giới hạn dưới là 0⁰C. Cây mắm biển là loại cây sống phổ biến ở vùng rừng ngập mặn. Cây cao từ 15-20m phát triển tốt trên các vùng bùn lầy ven biển. Môi trường có độ mặn từ 0,36g đến 0,5g sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho cây sống và phát triển tốt.
2. Ý nghĩa giới hạn sinh thái
Giới hạn sinh thái là giới hạn về khả năng chịu đựng của sinh vật đối với một yếu tố sinh thái nhất định trong môi trường. Qua đó mà sinh vật có thể tồn tại cũng như phát triển một cách ổn định theo thời gian. Mỗi loài sinh vật trên trái đất đều có 1 giới hạn sinh thái khác nhau. Giới hạn sinh thái quan trọng vì nó giúp bảo vệ các loài động vật và thực vật khỏi sự tàn phá của con người và các hoạt động xây dựng, khai thác tài nguyên. Nó cũng giúp duy trì sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái và là nơi cung cấp các dịch vụ sinh thái như cung cấp nước, điều hòa khí hậu, giảm thiểu thiên tai và tăng cường khả năng chống lại biến đổi khí hậu.
Giới hạn sinh thái có ý nghĩa quan trọng đối với việc phân bố của các loài sinh vật trên trái đất. Thông qua giới hạn sinh thái con người có thể hiểu được đặc tính của các cá thể và của loài từ đó ứng dụng vào sản xuất, chăn nuôi trong nông nghiệp một cách hiệu quả. Giới hạn sinh thái cho chúng ta biết sự tác động của các nhân tố sinh thái đến các loài sinh vật nằm trong một khoảng giá trị nhất định. Khi vượt qua điểm giới hạn trên hoặc điểm giới hạn dưới sinh vật sẽ yếu dần và chết. Giới hạn sinh thái của loài có tính ổn định, khi sinh vật sống trong khoảng nào sẽ phải thích nghi với điều kiện ở khoảng giá trị đấy. Điều đó có nghĩa là sinh vật sẽ phải tiến hóa nếu không sẽ bị tự nhiên đào thải. Ngoài ra giới hạn sinh thái còn được ứng dụng trong việc chăm sóc và bảo tồn các loài động vật quý có nguy cơ tuyệt chủng.
Tuy nhiên, giới hạn sinh thái đang bị suy thoái và mất mát vì các hoạt động của con người như lâm nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng đô thị, và sự gia tăng dân số. Do đó, việc bảo vệ và phục hồi giới hạn sinh thái là cần thiết để bảo vệ sự đa dạng sinh học và duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng cho cuộc sống của chúng ta.
3. Các thành phần chính giới hạn sinh thái là gì?
Trong giới hạn sinh thái sẽ bao gồm điểm giới hạn trên (max), điểm giới hạn dưới (min), khoảng thuận lợi (khoảng cực thuận) và khoảng chống chịu. Khi vượt ra ngoài điểm giới hạn trên và dưới này thì sinh vật sẽ bị chết. Khoảng giá trị của giới hạn sinh thái bao gồm 4 thành phần chính: Điểm giới hạn trên, khoảng cực thuận, khoảng chống chịu và điểm giới hạn dưới Cụ thể:
+ Điểm giới hạn trên Điểm giới hạn trên là điểm max mà khi vượt qua điểm đó sinh vật sẽ chết. Ví dụ: Cá rô phi có khoảng giới hạn nhiệt độ từ 5,6⁰C đến 42⁰C. Theo đó điểm giới hạn trên của cá rô phi là 42⁰C, vượt qua nhiệt độ này cá rô phi sẽ chết.
+ Khoảng cực thuận là khoảng mà sinh vật trong khoảng này sẽ đảm bảo điều kiện thuận lợi giúp cho các loài sinh vật có thể phát triển dựa theo các hoạt động sống tốt nhất bao gồm các nhân tố sinh thái đạt mức độ phù hợp.
Loài xương rồng sa mạc có thể sống ở nhiệt độ thấp nhất từ 0°C và cao nhất là +56°C. Khoảng cực thuận của loài xương rồng sa mạc là 34°C. Trong khoảng cực thuận loài xương rồng sa mạc có thể phát triển dựa theo các hoạt động sống tốt nhất. Cá rô phi ở Việt Nam chỉ có thể sống trong phạm vi nhiệt độ thấp nhất là từ 5,6 °C, đến nhiệt độ cao nhất là 42 °C. Khoảng cực thuận của cá rô phi ở Việt Nam là 23 đến 37 độ C. Tức là cá rô phi sẽ tồn tại và phát triển tốt các hoạt động sống trong khoảng cực thuận. Đồng thời sẽ bị chết ở mức nhiệt độ giới hạn trên và dưới.
+ Khoảng chống chịu là khoảng mà sinh vật trong khoảng này sẽ bao gồm các nhân tố sinh thái gây ra các ức chế cho chức năng sinh lý bình thường của sinh vật.
+ Điểm giới hạn dưới Điểm giới hạn dưới là điểm giá trị min mà khi sinh vật vượt qua điểm đó sẽ chết. Ví dụ: Trong ví dụ về giới hạn sinh thái của cá rô phi ở trên thì ta thấy nhiệt độ nhỏ nhất mà loài cá này có thể chịu được là 5,6⁰C, khi nhiệt độ môi trường xuống thấp hơn mức này thì cá sẽ yếu dần đi và chết.
4. Giới hạn sinh thái phụ thuộc nhóm yếu tố nào?
Các yếu tố trong hệ sinh thái tự nhiên có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến giới hạn sinh thái. Mỗi loài sinh vật có một giới hạn sinh thái nhất định nên mức độ ảnh hưởng của các yếu tố lên sự phát triển ổn định của các loài sinh vật cũng khác nhau. Từ đó người ta đã chia các nhân tố ảnh hưởng thành hai nhóm nhân tố đó là:
- Nhóm nhân tố vô sinh: Là các yếu tố của môi trường tự nhiên như nhiệt độ không khí, ánh sáng, độ ẩm,...
- Nhóm nhân tố hữu cơ: Là các sinh vật sống xung quanh nó tác động trực tiếp hoặc gián tiếp chẳng hạn như nấm, vi khuẩn, thực vật, động vật,... Con người cũng là một nhân tố có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của các loài sinh vật. Có hai yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến giới hạn sinh thái là nhiệt độ và ánh sáng, cụ thể là:
a. Yếu tố ánh sáng
Thực vật thích nghi khác nhau với điều kiện chiếu sáng của môi trường, thể hiện qua các đặc điểm về hình thái, cấu tạo, giải phẫu và hoạt động sinh lý của chúng. Người ta chia thực vật thành hai nhóm cây là nhóm cây ưa sáng và nhóm cây ưa bóng. Loại nhóm cây ưa ánh sáng mặt trời mọc nơi quang đãng hoặc ở tầng trên của tán rừng, có những đặc điểm chịu được ánh sáng mạnh như lá cây có phiến dày, mô giậu phát triển, lá xếp nghiêng so với mặt đất, nhờ đó mà tránh được những tia nắng chiếu thẳng vào bề mặt lá. Loại cây ưa bóng râm thường mọc dưới bóng của các cây khác, có phiến lá mỏng, ít hoặc không có mô giậu, lá nằm ngang, nhờ đó thu nhận được nhiều tia nắng tán xạ. Các loài động vật có cơ quan chuyển hóa tiếp nhận ánh sáng. Nhờ đó, chúng thích ứng tốt hơn với điều kiện chiếu sáng luôn thay đổi của môi trường. Ánh sáng giúp cho động vật có khả năng định hướng trong không gian và nhận biết các vật xung quan. Nhiều loài động vật, đặc biệt là các loài chim có thể định hướng đường bay dựa theo ánh sáng mặt trời và các vì sao khi chúng di cư từ miền bắc bán cầu về miền nam bán cầu. Các loài động vật được chia thành hai loại là nhóm động vật ưa hoạt động ban ngày và nhóm động vật ưa hoạt động trong bóng tối.
b. Yếu tố nhiệt độ
Động vật hằng nhiệt ổn định nhiệt độ cơ thể chủ yếu qua sự thích nghi về hình thái, cấu tạo giải phẫu, hoạt động sinh lý của cơ thể và tập tính lẩn tránh nơi có nhiệt độ không phù hợp. Yếu tố nhiệt độ có hai quy tắc gồm:
+ Quy tắc về kích thước cơ thể: Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới thì kích thước cơ thể lớn hơn so với động vật cùng loài sống ở vùng nhiệt đới ấm áp. Và chúng thường có lớp mỡ dày nên khả năng chịu lạnh tốt.
+ Quy tắc về kích thước các bộ phận như tai, đuôi, chi… Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi, chi thường bé hơn tai, đuôi, chi của loài động vật sống ở vùng nhiệt đới.
Thông qua bài viết trên chúng ta đã phân tích được “giới hạn sinh thái là gì?” các thành phần chính và ý nghĩa của giới hạn sinh thái. Mong rằng bài viết đã cung cấp cho các bạn những thông tin cần thiết và hữu ích phục vụ cho học tập và cuộc sống. Luật Minh Khuê cảm ơn các bạn đã theo dõi!
