77
Chương 8
NGHIÊN CỨU NĂNG SUẤT SINH HỌC
CỦA QUẦN XÃ
Năng suất sinh học là một đặc điểm quan trọng của hệ sinh thái. Năng suất sinh
học có ý nghĩa lớn nhất trong nghiên cứu về quy trình trao đổi chất và năng lượng, tất
cả các quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái đều có quan hệ
mật thiết với quá trình tạo thành và biến đổi của sản phẩm sinh học.
Công trình nghiên cứu năng suất sinh học đầu tiên xuất hi
ện vào đầu thế kỉ IXX,
đó là các công trình nghiên cứu về cây trồng, về sản lượng của nó trong các vùng lãnh
thổ khác nhau. Trong thế kỉ XX nó phát triển ồ ạt, như đánh giá năng suất từng kiểu
cây trồng, nghiên cứu về rừng, đồng cỏ… trên từng kiểu đất.
Những năm cuối thế kỉ XX nó phát triển mạnh trong nghiên cứu năng suất sinh
học của các quần xã tự nhiên, đặc bi
ệt theo hướng tìm tòi các yếu tố tham gia tạo thành
năng suất sinh học, những cơ sở lí luận cho việc hoàn thiện kiến thức hệ sinh thái.
Cùng với quá trình tìm tòi những vấn đề liên quan đến năng suất của các hệ sinh
thái khác nhau là sự hoàn thiện các phương pháp nghiên cứu của nó.
Nghiên cứu năng suất sinh học có thể chia ra theo mức độ của tổ hợp các đối
tượng nghiên cứu, đó là mức sinh quyển, mức c
ảnh quan hay hệ sinh thái và mức địa
phương.
8.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA NGHIÊN CỨU NĂNG SUẤT SƠ CẤP
Những nghiên cứu về quy luật hình thành năng suất sinh vật được nghiên cứu
còn quá ít. Chúng ta đều biết rằng, sự tạo thành năng suất có quan hệ mật thiết với các
yếu tố môi trường, đặc biệt quan trọng hơn đó là cấu trúc phức tạp của các quần xã,
nhấ
t là các quần xã tự nhiên. Vì vậy, những vấn đề thuộc lí thuyết của quá trình hình
thành năng suất của thảm thực vật được xây dựng thường là dành cho quần thể của 1

yếu tố này có quan hệ mật thiết với tổ hợp thành phần tạo thành hệ sinh thái và với các
yếu tố bên trong của nó.
8.1.2. Những yếu tố bên ngoài của quá trình tạo năng suất sơ cấp
Tổ hợp các yếu tố bên ngoài sẽ chi phối toàn bộ quá trình tạo ra và chi dùng khối
lượng th
ực vật trong quần xã. Nó bao gồm năng lượng mặt trời, nước, CO
2
muối
khoáng, oxy, nhiệt độ và mức độ bị tác động bởi động vật (kí sinh, ăn thực vật). Sáu
yếu tố đầu là yếu tố tác động trực tiếp, yếu tố thứ 7 thuộc loại yếu tố ảnh hưởng, không
nhất thiết phải có. Người ta có thể chia ra nhóm các yếu tô ổn định và nhóm các yếu tố
thay đổi. Các yếu tố thay đổi có biên độ giao động lớn, nó biến
đổi tuỳ thuộc vùng,
thời gian, còn những yếu tố ổn định hầu như không thay đổi.
Chúng ta gọi 5 yếu tố đầu (ánh sáng, nước, CO
2
muối khoáng, oxy) là tài nguyên
thiên nhiên của môi trường. Có rất nhiều yếu tố tác động đến thực vật một cách gián
tiếp. Thí dụ, đặc điểm của địa hình ảnh hưởng đến tổ hợp khoáng chất trong đất, rồi rất
nhiều tác động của động vật đến thực vật cũng phụ thuộc vào địa hình, tác động của
con người. Đặc biệt hơn cả là nó ả
nh hưởng đến cấu trúc thể chất của quần xã.
Nếu nguồn tài nguyên môi trường phối hợp một cách không hài hoà thì một phần
của nó sẽ được sử dụng không triệt để. Thí dụ, nếu độ ẩm thiếu thì sử dụng ánh sáng,
chất khoáng sẽ kém đi và ngược lại. Vì vậy, để phát huy tất tác dụng của các yếu tố
cần có sự phối hợp rất hài hoà.
8.1.3. Những yế
u tố bên trong của quá trình tạo năng suất thực vật
Những yếu tố bên trong ảnh hưởng đến năng suất sơ cấp của quần xã đó chính là
đặc điểm thuộc cơ thể thực vật (yếu tố sinh lí, sinh thái, sinh vật học) và đặc điểm

(Ramenski, 1938). Cấu trúc đặc trưng bao gồm những chỉ số của đặc tính quần xã thực
vật, ảnh hưởng của nó đến môi trường phụ thuộc vào nó. Những đặc điểm đó là : độ
cao củ
a phần trên mặt đất, độ đầy cá thể, độ phủ, khối lượng thực vật trên đơn vị thể
tích, kích thước cá thể. Sự kéo dài thời kì sinh dưỡng, sinh khối, thành phần lí hoá học
của lớp thảm mục.
Cấu trúc thích ứng của quần xã thực vật là mối quan hệ của từng yếu tố với các
chỉ số tối ưu của loài, thí dụ, sự khác nhau về ánh sáng, v
ề độ ẩm,... nó được đặc trưng
bởi đặc điểm bên trong của quần xã, tác động tới một trường qua bề mặt lá - đồng hoá
hay bay hơi qua khả năng hút (qua rễ) khác nhau của từng loài. Mối quan hệ qua bề
mặt rõ ràng có liên quan đến các chỉ số khác như độ lớn của nó liên quan đến sinh
khối, đến số lượng, đến độ phủ ; Cấu trúc thích ứng được thể hiệ
n khác nhau ở các nội
dung như tầng, tầng phiến, các yếu tố khác thuộc cấu trúc bên trong của quần xã.
8.1.4. Loạt giá trị quần lạc của các loại và vấn đề sử dụng tài nguyên môi
trường
Các loài có mặt trong quần xã với mức độ phong phú khác nhau, có vai trò khác
nhau trong kiến tạo quần xã. Vì thế, mỗi loài có giá trị quần lạc khác nhau, từ đó cho
phép ta phân định trong giới hạn thành phần của quần xã ra loài ưu thế, loài ư
u thế
phụ, loài thứ yếu, loài đặc trưng...
Chúng ta biết rằng, giá trị quần lạc của loài được xác lập bởi số lượng cá thể, vì
thế những loài có giá trị quần lạc lớn thì có năng suất cao và sử dụng tài nguyên môi
trường ở mức lớn hơn, và chúng đóng vai trò lớn trong chuyển hoá quần xã. Những
loài có sự biến động về năng suất (từ thấp đến cao) nó thuộ
c vào hàng loạt những giá
trị quần lạc trong quần xã đó.

80

trưng, cấu trúc thích nghi.
Cấu trúc đặc trưng tối ưu đòi hỏi phải đạt được các yêu cầu nhất định. Thí dụ,
nếu có dòng tài nguyên đi vào quần xã thì thảm thực v
ật phải tận dụng được ở mức tối
đa (thí dụ ánh sáng), nó cho qua hay phản lại với lượng thấp nhất. Trong trường hợp
có sự phối hợp hài hoà thì các nguồn tài nguyên đi vào này phải ít bị dư thừa, nghĩa là
so với khả năng thu nhận nó ở mức tối thiểu và nếu có dư thừa (cho qua hay phản
chiếu) thì không gây hại cho quần xã. Trong một số trường hợp, dư thừa trong kho
ảng
thời gian nào đó về một nguồn tài nguyên nào đó, và có thể trở nên thiếu về sau này,
thì nó có thể được dự trữ lại trong quần xã hoặc trong môi trường sống (thí dụ, dự trữ
nước trong các cơ quan dự trữ, trong thôn, trong lớp thảm mục,...)
Cấu trúc của thảm thực vật sẽ quyết định khả năng giữ lại của các dòng tài
nguyên, tất nhiên nó còn phụ thuộc các yếu tố khác, thí d
ụ, cường độ của dòng đi
vào...
Chúng ta biết thảm thực vật tạo thành lớp có khả năng giữ lại (hút vào), sức giữ

81
lại này nó phụ thuộc vào độ dày của lớp đó và quan trọng hơn là độ dày của lớp và đây
là một định hướng thuộc về nguyên tắc tận dụng tài nguyên.
Những đặc điểm của thảm thực vật có cấu trúc đặc trưng tối ưu đã được đề cập ở
trên, ở đây cần nói thêm là thành phần hoá học của nó, vì từ thành phần hoá họ
c nó
quyết định tốc độ phân huỷ để tạo ra mùn, tốc độ này xảy ra càng nhanh thì càng tốt.
Tối ưu trong cấu trúc thích nghi để có hiệu quả cao trong sử dụng môi trường cho
từng loài trong quần xã, đó là sự sắp xếp các loài trong quần xã, mỗi loài phải có hốc
sinh thái riêng, có hiệu suất sử dụng riêng cho từng loại tài nguyên và sự cạnh tranh
giữa các loài với nhau phải ở mức tối thiểu. Sự sắp xế
p các hốc sinh thái của các loài

diễn thế sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện của nó về cấu trúc thích ứng và
cấu trúc đặ
c trưng. Hiện nay, những vấn đề liên quan đến quy luật của quá trình này
hãy còn quá ít công trình nghiên cứu.