I. Tỉ lệ giới tính
Tỉ lệ giới tính là tỉ số giữa số lượng cá thể đực và cá thể cái trong quần thể. Tỷ lệ giới tính đặc trưng cho loài nhưng có thể thay đổi tùy thuộc vào từng thời gian và điều kiện sống.
Tỉ lệ giới tính của quần thể là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể trong điều kiện môi trường thay đổi.
Sự khác nhau về tỉ lệ giới tính của các quần thể sinh vật cùng các nhân tố ảnh hưởng
Sự hiểu biết về tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng trong chăn nuôi gia súc, bảo vệ môi trường. Người ta có thể tính toán một tỉ lệ các con đực và cái phù hợp để đem lại hiệu quả kinh tế. Ví dụ, các đàn gà, hươu, nai… người ta có thể khai thác bớt một số lượng lớn các cá thể đực mà vẫn duy trì được sự phát triển của đàn.
II. Nhóm tuổi
Các cá thể trong quần thể được phân chia thành các nhóm tuổi: nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản.
Ngoài ra, người ta còn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi thọ sinh lí, tuổi thọ sinh thái và tuổi quần thể.
Tuổi thọ sinh lí là khoảng thời gian tồn tại của cá thể từ lúc sinh cho đến lúc chết vì già.
Tuổi thọ sinh thái là khoảng thời gian sống của cá thể cho đến khi chết vì những nguyên nhân sinh thái. Tuổi quần thể là tuổi thọ trung bình của các cá thể trong quần thể.
Nhân tố ảnh hưởng đến các nhóm tuổi
Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng, nhưng cấu trúc đó cũng luôn thay đổi phụ thuộc vào điều kiện sống của môi trường và một số yếu tố khác như mùa sinh sản tập tính di cư, …
Tháp tuổi của quần thể
– Khi xếp liên tiếp các nhóm tuổi từ non đến già, ta có tháp tuổi hay tháp dân số. Mỗi nhóm tuổi được xem như một đơn vị cấu trúc tuổi của quần thể. Khi môi trường biến động, tỉ lệ các nhóm tuổi biến đổi theo, phù hợp với điều kiện mới. Nhờ thế, quần thể duy trì được trạng thái ổn định của mình.
– Một số loài không có nhóm tuổi sau sinh sản (cá chình, cá hồi Viễn Đông, cá cháo lớn ở cửa sông Cửu Long) vì sau khi đẻ, cá bố mẹ đều chết.
Tháp tuổi chỉ ra 3 trạng thái phát triển số lượng của quần thể: quần thể đang phát triển (quần thể trẻ), quần thể ổn định và quần thể suy thoái (quần thể già).
+ Quần thể trẻ (đang phát triển) có tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản cao (tháp tuổi A).
+ Quần thể ổn định có tỉ lệ nhóm trước và đang sinh sản xấp xỉ như nhau (tháp tuổi B).
+ Quần thể suy thoái có tỉ lệ nhóm trước sinh sản nhỏ hơn nhóm đang sinh sản (tháp tuổi C).
Sự biến đổi dân số nhân loại
Dân số của nhân loại phát triển theo 3 giai đoạn: ở giai đoạn nguyên thuỷ, dân số tăng chậm; ở giai đoạn của nền văn minh nông nghiệp, dân số bắt đầu tăng, nhưng vào thời đại công nghiệp, nhất là hậu công nghiệp, dân số bước vào giai đoạn bùng nổ.
– Ở các nước đang phát triển (Việt Nam, Indonexia, Ấn Độ…) tháp dân số là 1 tam giác cân, đáy rộng. Tháp dân số của một số nước phát triển đáy bị thu hẹp hơn (nhóm trước sinh sản giảm).
III. Sự phân bố của cá thể trong quần thể
Sự phân bố cá thể của quần thể tạo thuận lợi cho các cá thể sử dụng tối ưu nguồn sống trong khu vực phân bố. Có ba kiểu phân bố cá thể:
IV. Mật độ cá thể
Khái niệm
Mật độ cá thể của quần thể là số lượng sinh vật sống trên một đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể.
Ví dụ: mật độ cây thông là 1000 cây/ha diện tích đồi, mật độ sâu rau là 2 con/m2 ruộng rau…
Ảnh hưởng của mật độ cá thể
+ Mật độ cá thể trong quần thể được coi là một trong những đặc tính cơ bản của quần thể, vì mật độ cá thể có ảnh hưởng tới nhiều yếu tố khác như mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, khả năng sinh sản và tử vong của cá thể từ đó ảnh hưởng tới số lượng cá thể trong quần thể (kích thước quần thể). Khi mật độ cá thể trong quần thể tăng quá cao, các cá thể cạnh tranh nhau gay gắt để giành thức ăn, nơi ở… dẫn tới tỉ lệ tử vong tăng cao. Khi mật độ giảm, thức ăn dồi dào thì ngược lại, các cá thể trong quần thể tăng cường hỗ trợ lẫn nhau.
+ Mật độ cá thể trong quần thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm hoặc tùy theo điều kiện của môi trường sống.
V. Kích thước quần thể
Kích thước của quần thể là số lượng cá thể phân bố trong khoảng không gian sống của quần thể hay khối lượng hoặc năng lượng tích luỹ trong các cá thể của quần thể.
Mỗi quần thể sinh vật có kích thước đặc trưng. Những loài có kích thước cơ thể nhỏ thường hình thành quần thể có số lượng cá thể nhiều, ngược lại, những loài có kích thước cơ thể lớn thường sống trong quần thể có số lượng cá thể ít.
Các cực trị của kích thước quần thể và ý nghĩa
Kích thước quần thể có 2 cực trị: kích thước tối thiểu và kích thước tối đa.
+ Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít nhất mà quần thể cần để duy trì sự tồn tại của loài. Nếu kích thước quần thể xuống dưới mức tối thiểu, quần thể dễ rơi vào trạng thái suy giảm dẫn tới diệt vong.
+ Kích thước tối đa là giới hạn cao nhất về số lượng mà quần thể có thể đạt được, phù hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường. Nếu kích thước quá lớn, cạnh tranh giữa các cá thể cũng như ô nhiễm, bệnh tật… tăng cao, dẫn tới một số cá thể chết hoặc di cư ra khỏi quần thể.
Những nhân tố nào làm thay đổi kích thước quần thể
Kích thước của quần thể thay đổi phụ thuộc vào 4 yếu tố: sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư và xuất cư. Các yếu tố này thường bị thay đổi dưới ảnh hưởng của điều kiện môi trường sống như sự biến đổi khí hậu, bệnh tật, lượng thức ăn, số lượng kẻ thù… và mức độ khai thác của con người. Ngoài ra, mức tử vong của quần thể còn phụ thuộc nhiều vào tiềm năng sinh học của loài như khả năng sinh sản, sự chăm sóc con cái…
Mức độ sinh sản của quần thể
Mức độ sinh sản là số lượng cá thể của quần thể được sinh ra trong một đơn vị thời gian.
Mức độ sinh sản phụ thuộc vào sức sinh sản của các cá thể trong quần thể và tác động của các nhân tố sinh thái.
Mức độ tử vong của quần thể
Mức độ tử vong là số lượng cá thể của quần thể bị chết trong một đơn vị thời gian.
Mức độ tử vong của quần thể phụ thuộc trước hết vào tuổi thọ trung bình của sinh vật, các điều kiện sống của môi trường… và mức độ khai thác của con người.
Phát tán của quần thể (xuất cư và nhập cư).
Xuất cư là hiện tượng một số cá thể rời bỏ quần thể của mình chuyển sang sống ở quần thể bên cạnh hoặc di chuyển đến nơi ở mới. Nhập cư là hiện tượng một số cá thể nằm ngoài quần thể chuyển tới sống trong quần thể.
Ở những quần thể có điều kiện sống thuận lợi, nguồn thức ăn dồi dài… hiện tượng xuất cư thường diễn ra ít và nhập cư không gây ảnh hưởng rõ rệt tới quần thể. Xuất cư tăng cao khi quần thể đã cạn kiệt nguồn sống, nơi ở chật chội, sự cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể trở nên gay gắt.
Quan hệ giữa 4 nhân tố
Một quần thể có kích thước ổn định thì 4 nhân tố là mức độ sinh sản (b), mức độ tử vong (d), mức độ xuất cư (e) và mức độ nhập cư (i) có quan hệ với nhau : số cá thể mới sinh ra cộng với số cá thể nhập cư bằng với số cá thể tử vong cộng với số cá thể xuất cư
Mức sinh sản + Mức nhập cư = Mức tử vong + Mức xuất cư (r = 0)
(r là hệ số hay tốc độ tăng trưởng riêng của quần thể: r = Mức sinh sản – Mức tử vong)
VI. Tăng trưởng của quần thể sinh vật
Tăng trưởng của quần thể sinh vật theo tiềm năng sinh học và trong thực tế
Tăng trưởng của quần thể người
Trên thế giới
Dân số thế giới tăng liên tục, đến 2017 có thể lên đến 8 tỉ người. Dân số thế giới đạt mức tăng trưởng cao là nhờ những thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội, chất lượng cuộc sống ngày một cải thiện, tuổi thọ được nâng cao.
Ở Việt Nam
+ Năm 1945: 18 triệu người; 2004: 82 triệu người (tăng gấp 4,5 lần)
+ Việc tăng dân số quá nhanh và phân bố dân cư không hợp lí là nguyên nhân làm chất lượng môi trường giảm sút → ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống.