Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Rừng tự nhiên nước ta có tổ thành loài cây đa dạng và phong phú. Song mỗi một loài cây lại có một vùng phân bố nhất định, sự phân bố này có liên quan chặt chẽ với điều kiện hoàn cảnh của môi trường xung quanh. Trong các hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, ngoài các yếu tố về điều kiện của môi trường, sự tồn tại của các loài trong cùng một lâm phần còn phụ thuộc vào mối quan hệ qua lại giữa các loài, nghĩa là ngoài sự cạnh tranh về điều kiện sống, sự cùng tồn tại của các loài còn chịu ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp bởi các chất tiết của các loài sống cạnh nó (gọi là phitônxit) thông qua lá, hoa, rễ.
Trong một lâm phần khi các loài có đủ không gian dinh dưỡng nhưng vì ảnh hưởng bởi phitônxit của các loài cây xung quanh nên có thể diễn ra theo hai chiều hướng: hoặc là cùng tồn tại hoặc là bài xích lẫn nhau. Chúng cùng tồn tại khi phitônxit của các loài không có ảnh hưởng xấu đến nhau hoặc kích thích sự sinh trưởng phát triển của các loài xung quanh, ngược lại chúng sẽ loại trừ nhau khi phitônxit của loài này có ảnh hưởng xấu, kìm hãm sự phát triển của các loài bên cạnh. Vì thế nghiên cứu sâu về mối quan hệ qua lại giữa các loài trong rừng tự nhiên là rất cần thiết cho việc điều chỉnh tổ thành loài cây trong các lâm phần rừng tự nhiên khi cần tác động các giải pháp lâm sinh và quan trọng hơn là làm cơ sở cho việc lựa chọn và phối hợp các loài cây trong trồng rừng hỗn loài [2]. Các mối quan hệ hỗ trợ 1.
Quan hệ hội sinh Mối quan hệ này được thể hiện dưới nhiều cách, trong đó loài sống hội sinh có lợi, còn loài được hội sinh không có lợi và cũng không bị hại. Ví dụ, nhiều loài phong lan lấy thân gỗ khác để bám. Ở biển, cá ép luôn tìm đến các loài động vật lớn (cá mập, vích…), thậm chí cả tàu thuyền để ép chặt vào, nhờ đó, cá dễ dàng di chuyển xa, dễ kiếm ăn và hô hấp. Các loài động vật nhỏ sống hội sinh với giun biển [3].
Quan hệ hợp tác Đây là kiểu quan hệ giữa các loài, trong đó, chúng sống dựa vào nhau, nhưng không bắt buộc. Ví dụ, ở biển, các loài tôm, cá nhỏ thường bò trên thân cá lạc, cá dưa để ăn các ngoại kí sinh sống ở đây làm thức ăn; sáo thường đậu trên lưng trâu, bò bắt “chấy, rận” để ăn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Quan hệ cộng sinh Đây là kiểu quan hệ mà 2 loài chung sống thường xuyên với nhau mang lợi cho nhau.
Ví dụ, cuộc sống cộng sinh của kiến và cây: kiến sống dựa vào cây để lấy thức ăn và tìm nơi ở, nhờ có kiến mà cây được bảo vệ. Trong nhiều trường hợp, sống cộng sinh là cách sống bắt buộc, khi rời khỏi nhau cả 2 đều chết. Ví dụ, động vật nguyên sinh sống trong ruột mối có khả năng phân giải cellulose thành đường để nuôi sống cả 2; vi sinh vật sống trong dạ dày động vật nhai lại có vai trò tương tự. Khuẩn lam sống dưới lớp biểu mô của san hô, hến biển, giun biển… khi quang hợp, tạo ra nguồn thức ăn bổ sung cho các động vật này.
Nấm và vi khuẩn lam cộng sinh với nhau chặt chẽ đến mức tạo nên 1 dạng sống đặc biệt, đó là địa y [3]. Các mối quan hệ đối kháng 1. Quan hệ ức chế - cảm nhiễm Ức chế - cảm nhiễm là mối quan hệ trong đó 2 loài này sống bình thường nhưng lại gây hại cho nhiều loài khác. Ví dụ, trong quá trình phát triển của mình, khuẩn lam thường tiết ra các chất độc, gây hại cho các loài động vật sống xung quanh.
Một số loài tảo biển khi nở hoa, gây ra “thủy triều đỏ” làm cho hàng loạt động vật không xương sống, cá, chim chết vì nhiễm độc trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn. Trong nhiều trường hợp, người cũng bị ngộ độc vì ăn hàu, sò, cua, cá trong vùng thủy triều đỏ. Quan hệ cạnh tranh giữa các loài và sự phân li ổ sinh thái Hai loài có chung nguồn sống thường cạnh tranh với nhau: trong rừng, các cây ưa sáng cạnh tranh nhau về ánh sáng. Các loài cỏ dại cạnh tranh với lúa về nguồn muối dinh dưỡng.
Hai loài trùng cỏ (Paramecium caudatum và Paramecium aurelia) cùng sử dụng nguồn thức ăn là vi sinh vật. Khi nuôi trong 1 bể, chúng cạnh tranh nhau gay gắt, do đó, mật độ của 2 loài đều giảm, nhưng loài Paramecium caudatum giảm hẳn và trở thành loài thua cuộc. Những loài cùng sử dụng 1 nguồn thức ăn vẫn có thể chung sống hòa bình trong 1 sinh cảnh. Trong tiến hóa, các loài gần nhau về nguồn gốc thường hướng tới sự phân li ổ sinh thái của mình (bao gồm cả không gian sống, nguồn thức ăn và cách khai thác nguồn thức ăn đó).
Ví dụ, loài trùng cỏ Paramecium caudatum và Paramecium bursaria tuy cùng ăn vi sinh vật vẫn có thể chung sống trong 1 bể nuôi vì chúng đã LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 phân li nơi sống: loài thứ nhất chỉ sống ở tầng mặt, giàu oxy; loài thứ 2 nhờ cộng sinh với tảo nên có thể sống được ở đáy bể, ít oxy. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, 3 loài sẻ ăn hạt cùng phân bố trên 1 hòn đảo thuộc quần đảo Galapagos. Những loài này khác nhau về kích thước mỏ nên chúng sử dụng các loại hạt có kích thước khác nhau, phù hợp với kích thước mỏ của mỗi loài. Do đó, chúng không cạnh tranh với nhau.
Ở 2 đảo khác, mỗi đảo chỉ có 1 loài thì kích thước mỏ của chúng khác với kích thước mỏ của các cá thể cùng loài khi phải chung sống với các loài khác trên cùng 1 đảo. Như vậy, do sự có mặt của những loài khác trên đảo, kích thước mỏ có sự thay đổi bởi áp lực chọn lọc để giảm sự cạnh tranh. Cạnh tranh giữa các loài trong quần xã được xem là 1 trong những động lực của quá trình tiến hóa. Quan hệ con mồi - vật ăn thịt và vật chủ - vật kí sinh Mối quan hệ con mồi - vật ăn thịt được đề cập chủ yếu ở bài quan hệ dinh dưỡng trong quần xã.
Trong mối quan hệ này, con mồi có kích thước nhỏ, nhưng số lượng đông, còn vật ăn thịt thường có kích thước lớn, nhưng số lượng ít. Con mồi thích nghi với kiểu lẩn tránh và bằng nhiều hình thức chống lại sự săn bắt của vật dữ, còn vật ăn thịt có răng khỏe, chạy nhanh và có nhiều “mánh khóe” để khai thác con mồi có hiệu quả. [3] Mối quan hệ vật chủ - vật kí sinh là sự biến tướng của quan hệ con mồi - vật ăn thịt, chỉ khác là vật kí sinh nhỏ, có số lượng đông, ăn dịch trong cơ thể vật chủ hoặc tranh chất dinh dưỡng với vật chủ, thường không giết chết vật chủ; còn vật chủ có kích thước rất lớn, nhưng số lượng ít. Trong thiên nhiên, các mối quan hệ giữa các loài, nhất là những mối quan hệ cạnh tranh, vật ăn thịt - con mồi, vật chủ - vật kí sinh… đóng vai trò kiểm soát và khống chế số lượng của các loài (khống chế sinh học), thiết lập nên trạng thái cân bằng sinh học trong tự nhiên.
Một số kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài Trong thiên nhiên mối quan hệ giữa các loài là một vấn đề cũng rất đa dạng và phức tạp. Có những loài suốt quá trình sống luôn luôn có quan hệ mật thiết với nhau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 như các loài ký sinh thực vật và động vật (1). Có những loài mà quan hệ giữa chúng theo hướng ngược lại (2). Sự tồn tại của loài này là nguyên nhân cơ bản cho sự suy vong của loài khác hoặc chúng sẽ di chuyển chỗ ở sang chỗ khác.
Nguyên nhân sâu xa của mối quan hệ trên là sự tìm kiếm hoặc lợi dụng chuỗi thức ăn có trong thiên nhiên hoặc giữa chúng với nhau. Ngoài ra còn có sự lợi dụng để che chở cho nhau trước kẻ thù. Mối quan hệ ở dạng (1) người ta gọi là quan hệ dương. Còn quan hệ ở dạng (2) người ta gọi là quan hệ âm.
Ngoài ra còn mối quan hệ trung tính tức là sự tồn tại giữa những loài nào đó luôn luôn không chịu ảnh hưởng lẫn nhau [4]. Việc nghiên cứu quan hệ giữa các loài có một ý nghĩa rất quan trọng trong bảo tồn đa dạng sinh học. Trong động vật nếu muốn bảo tồn các loài hổ chẳng hạn thì không thể không bảo tồn các loài làm thức ăn cho hổ. Trong nghiên cứu lâm sinh học người ta thường chú ý mối quan hệ giữa các loài trong thiết kế trồng rừng hỗn loài, thiết kế khu khoanh nuôi và bảo vệ.
Trong những năm gần đây cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về mối quan hệ giữa các loài cây nhất là cho rừng tự nhiên. Những công trình đầu tiên phải kể đến là những nghiên cứu có tính chất thăm dò của các thầy giáo ở trường Đại học Lâm nghiệp tại VQG Ba Vì, VQG Cát Bà, VQG Bến En và khu bảo tồn thiên nhiên Thượng tiến Kim Bôi, Hoà Bình. Nguyễn Văn Thêm (2004) có những nghiên cứu về quan hệ giữa các loài Chò Xót Thành ngạnh, Hà nu, Trắc. Nhưng đáng chú ý nhất gần đây là công trình Nguyễn Thành Mến (2005) với các đối tượng là rừng tái sinh rừng tự nhiên sau khai thác ở Phú Yên.
Sau đây là kết quả nghiên cứu quan hệ giữa các loài trên 60 ô được chọn theo phương pháp ô sáu cây xem bảng 2. Qua nghiên cứu cho thấy rằng tương tác âm xuất hiện khi quần xã mới hình thành, chưa xuất hiện những loài chiếm ưu thế. Sau một quá trình biến đổi của quần xã những tương tác dương giảm dần và xuất hiện mối tương tác âm nhằm nâng cao sự sống sót của các loài và cuối cùng ở những quần xã ổn định cao thì tương tác dương và âm gần như bằng nhau. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.