Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 12 chương 2 Quần xã sinh vật Bài 41: Diễn thế sinh thái
Bài tập 1 trang 185 SGK Sinh 12: Thế nào là diễn thế sinh thái?
Diễn thế sinh thái là quá trình biến đổi theo thời gian trong quần xã sinh vật và môi trường sống của chúng. Diễn thế có thể diễn ra qua nhiều giai đoạn từ giai đoạn ban đầu, nơi có ít loài sinh vật, đến giai đoạn cuối cùng với sự xuất hiện của một quần xã sinh vật ổn định và thích nghi với điều kiện môi trường. Quá trình này thường kéo dài từ vài năm đến hàng nghìn năm và có thể xảy ra ở nhiều loại môi trường khác nhau như rừng, đầm lầy, hoang mạc, hoặc vùng đất canh tác. Diễn thế sinh thái có thể chia thành hai loại chính: diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh. Diễn thế nguyên sinh xảy ra trên các vùng đất chưa có sự sống hoặc đã bị phá hủy hoàn toàn, như những đảo mới nổi từ biển, bãi đá, hay sa mạc. Diễn thế thứ sinh xảy ra trong những khu vực mà quần xã sinh vật đã tồn tại trước đó nhưng bị phá hủy một phần, như sau các trận hỏa hoạn, hoặc khi rừng bị khai thác.
Trong suốt quá trình diễn thế, sự biến đổi của quần xã sinh vật liên quan đến sự thay đổi của các yếu tố môi trường như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, và đất đai. Các loài sinh vật ban đầu, thường là những loài thích nghi với môi trường khắc nghiệt, sẽ dần được thay thế bởi những loài sinh vật khác, phức tạp và đa dạng hơn. Quá trình này diễn ra một cách tự nhiên và có thể bị ảnh hưởng bởi những yếu tố nhân tạo như sự tác động của con người lên môi trường sống.
Bài tập 2 trang 185 SGK Sinh 12: Hãy mô tả quá trình diễn thế của một quần xã sinh vật nào đó xảy ra ở địa phương của em, hoặc ở địa phương khác mà em biết.
Quá trình diễn thế sinh thái tại một khu rừng tự nhiên là một ví dụ điển hình để mô tả. Sau một trận cháy rừng, đất đai bị tàn phá và các loài thực vật bị tiêu diệt hoàn toàn. Đây là điểm khởi đầu cho quá trình diễn thế thứ sinh. Ban đầu, các loài cây bụi và cỏ dại, những loài có khả năng chịu đựng điều kiện khô cằn và ít dinh dưỡng trong đất, sẽ bắt đầu mọc lại. Các loài này cung cấp thực phẩm cho những loài động vật nhỏ như côn trùng và các loài chim ăn quả. Qua thời gian, các loài thực vật này sẽ thay thế nhau, những loài cây có tuổi thọ lâu dài, như các cây bụi, cây gỗ nhỏ, sẽ dần xuất hiện.
Khi các cây gỗ nhỏ bắt đầu phát triển và tạo thành một lớp cây dày, chúng sẽ làm thay đổi môi trường dưới tán rừng, giảm bớt ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất và ảnh hưởng đến các loài thực vật bên dưới. Những loài cây có khả năng sống dưới bóng râm sẽ bắt đầu xuất hiện và thay thế các loài cây cỏ dại trước đó. Dần dần, quần xã sinh vật trở nên đa dạng hơn với sự xuất hiện của các loài cây thân gỗ lớn và động vật sống trong môi trường rừng. Quá trình này có thể kéo dài hàng thế kỷ và cuối cùng, rừng sẽ trở thành một quần xã ổn định với nhiều loài động vật và thực vật sinh sống.
Bài tập 3 trang 185 SGK Sinh 12: Trong một khu rừng nhiệt đới có các cây gỗ lớn và nhỏ mọc gần nhau. Vào một ngày có gió lớn, một cây to bị đổ ở giữa rừng tạo nên một khoảng trống lớn. Em hãy dự đoán quá trình diễn thế xảy ra trong khoảng trống đó.
Khi cây lớn bị đổ trong một khu rừng nhiệt đới, một khoảng trống lớn sẽ xuất hiện trên mặt đất. Khoảng trống này sẽ tạo cơ hội cho các loài thực vật khác bắt đầu phát triển, vì ánh sáng mặt trời không còn bị cản trở bởi tán cây lớn nữa. Quá trình diễn thế trong khoảng trống này sẽ bắt đầu bằng sự phát triển của các loài thực vật mọc nhanh và thích nghi tốt với môi trường nhiều ánh sáng. Những loài cây cỏ dại và cây bụi sẽ là những loài đầu tiên chiếm lĩnh khoảng trống này.
Theo thời gian, khi những cây bụi này bắt đầu lớn và tạo ra bóng mát, chúng sẽ tạo ra môi trường thuận lợi cho các loài cây khác, như các loài cây thân gỗ nhỏ, có khả năng sống trong bóng râm. Những cây này sẽ dần thay thế các loài thực vật mọc nhanh ban đầu. Quá trình này sẽ tiếp tục trong suốt nhiều năm, và khi các cây gỗ nhỏ phát triển và tạo thành một lớp tán cây dày, các loài thực vật dưới tán rừng sẽ thay đổi để thích nghi với môi trường ít ánh sáng hơn.
Cuối cùng, nếu không có sự can thiệp của các yếu tố bên ngoài như cháy rừng hay khai thác, quần xã sinh vật trong khoảng trống sẽ dần ổn định và trở thành một phần của quần xã rừng nguyên sinh, với sự phát triển của các loài cây gỗ lớn, động vật và các loài thực vật sống dưới bóng râm.
Bài tập 4 trang 185 SGK Sinh 12: Hoạt động khai thác tài nguyên không hợp lí của con người có thể coi là hành động "tự đào huyệt chôn mình" của diễn thế sinh thái được không? Tại sao?
Hoạt động khai thác tài nguyên không hợp lý của con người thực sự có thể coi là hành động "tự đào huyệt chôn mình" trong diễn thế sinh thái. Khi con người khai thác tài nguyên thiên nhiên mà không có kế hoạch bảo vệ và phục hồi môi trường, quá trình diễn thế sinh thái tự nhiên sẽ bị gián đoạn và tồi tệ hơn. Việc khai thác rừng, khoáng sản, và đất đai mà không tuân thủ các nguyên tắc bền vững sẽ dẫn đến sự suy giảm chất lượng đất, mất đa dạng sinh học, và làm suy yếu khả năng phục hồi của các hệ sinh thái.
Ví dụ, việc khai thác rừng một cách ồ ạt sẽ phá hủy môi trường sống của hàng triệu loài sinh vật, làm giảm khả năng hấp thu carbon, gia tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu. Không chỉ vậy, khai thác tài nguyên không hợp lý còn làm mất đi các loài sinh vật quý hiếm, gây ra sự xáo trộn trong chuỗi thức ăn và lưới thức ăn, tạo ra những tác động tiêu cực đến sự ổn định của các quần xã sinh vật. Nếu quá trình khai thác tài nguyên không hợp lý tiếp tục diễn ra, sẽ dẫn đến sự suy thoái nghiêm trọng của môi trường, và trong một thời gian dài, quần xã sinh vật sẽ không còn khả năng phục hồi về trạng thái ban đầu.
Bài tập 4 trang 243 SGK Sinh học 12 Nâng cao: Câu nào sau đây là sai khi nói về sự biến đổi của các chỉ số sinh thái trong quá trình diễn thế:
A. Sinh khôi và tổng sản lượng tăng lên, sản lượng sơ cấp tinh giảm.
B. Số lượng loài giảm, nhưng số lượng cá thể của mỗi loài tăng.
C. Lưới thức ăn trở nên phức tạp, thức ăn mùn bã sinh vật ngày càng quan trọng và quan hệ giữa các loài càng trở nên căng thẳng.
D. Kích thước và tuổi thọ của các loài đều tăng lên.
Câu sai trong các lựa chọn trên là A. Trong quá trình diễn thế sinh thái, sản lượng sơ cấp (lượng năng lượng tổng hợp bởi thực vật trong quá trình quang hợp) không giảm, mà thường tăng lên khi hệ sinh thái đạt đến một trạng thái ổn định, tức là giai đoạn đỉnh của diễn thế. Trong khi đó, sinh khối và tổng sản lượng sẽ tăng theo sự phát triển của các loài cây lớn, động vật và các thành phần sinh vật khác.
