CỘNG ĐỒNG CAO TRÀO: ĐẶC ĐIỂM, LOẠI, VÍ DỤ - MÔI TRƯỜNG - 2025

Một cộng đồng cao trào là một trong đó là một phần của một hệ sinh thái cao trào vì vậy nó có tính ổn định cao hơn. Các hệ sinh thái đỉnh cao là những hệ sinh thái đạt được sự cân bằng đối với các điều kiện môi trường cụ thể, bằng cách phát triển sự phức tạp dinh dưỡng tối đa có thể đạt được trong các điều kiện này.

Ví dụ, trong khí hậu có lượng mưa cao và nhiệt độ ấm áp như nhiệt đới, quần xã cực điểm là rừng nhiệt đới. Trong điều kiện khí hậu ôn đới với bốn mùa xác định, rừng lá phẳng (thực vật hạt kín lá rộng) phát triển.

Cộng đồng cao trào. Nguồn: Delorme tại Wikipedia tiếng Pháp / Miền công cộng

Tuy nhiên, ngoài yếu tố quyết định khí hậu nói chung, các yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến thảm thực vật được hình thành. Vì vậy, ví dụ, ở vùng đồng bằng phía bắc Nam Mỹ các savan được hình thành do đất cát của chúng, trong số những thứ khác.

Trong mọi trường hợp, các quần xã đỉnh cao phát triển số lượng lớn nhất có thể của chuỗi thức ăn, đa dạng sinh học, sinh khối và ổn định, mà điều kiện môi trường của khu vực cho phép.

Mô hình của một quần xã trưởng thành hoặc đỉnh cao là rừng mưa nhiệt đới của Amazon, với sự đa dạng sinh học tuyệt vời, tập trung một lượng sinh khối khổng lồ. Nhưng trong những điều kiện ngược lại, với sự thiếu hụt nước và đất nghèo nàn, quần xã trưởng thành đạt được là quần xã hoang mạc.

Tính năng cộng đồng Climax

Tính ổn định bền vững và các yếu tố quyết định

Quần xã đỉnh cao còn được gọi là thảm thực vật tiềm tàng và dùng để chỉ một quần xã thực vật, động vật và các sinh vật khác ổn định và bền vững. Điều này xảy ra bởi vì nó sử dụng tối ưu các điều kiện khí hậu và đất của môi trường của nó.

Trong quá trình diễn thế sinh thái, quần xã đỉnh cao thể hiện ở giai đoạn cuối khi các mối quan hệ tương hỗ tối đa có thể có giữa các thành viên của nó được thiết lập. Điểm cân bằng này được xác định bởi một hoặc nhiều yếu tố hoặc tác nhân xác định giới hạn cực của dãy.

Chuỗi sinh thái học. Nguồn: Tomasz Kuran aka Meteor2017 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Trong số những yếu tố này, trước hết là khí hậu vĩ mô hoặc khí hậu chung tương ứng với khu vực địa lý. Tương tự như vậy, vi khí hậu (khí hậu của một khu vực nhỏ), đất và thậm chí cả hành động của con người cũng ảnh hưởng.

Trong hệ sinh thái dưới nước, các yếu tố khác có vai trò như sự nhiễu loạn của nước, độ mặn hoặc lượng oxy hòa tan.

Cộng đồng trưởng thành

Có một xu hướng sinh thái đối với các quần xã là khác nhau, tiến tới sự trưởng thành hơn về mức độ phức tạp khi một số lượng lớn các mối quan hệ dinh dưỡng được thiết lập. Đó là, đa dạng sinh học tăng lên, nhiều chuỗi thức ăn được tạo ra và số lượng các cấp dinh dưỡng tăng lên (người sản xuất, sinh vật tiêu thụ sơ cấp, sinh vật tiêu thụ thứ cấp, v.v.).

Tăng sản lượng sơ cấp và sinh khối

Liên tiếp, sinh khối (tế bào và mô sống) tăng dần, có nghĩa là số lượng sinh vật sống nhiều hơn và có kích thước lớn hơn. Sản lượng sơ cấp cũng tăng lên (nhiều nhà máy hơn hoặc các nhà sản xuất sơ cấp khác tạo ra năng lượng).

Tỷ lệ sản lượng sơ cấp / tổng sinh khối

Trong quần xã trưởng thành hoặc quần xã đỉnh cao, tỷ lệ sản lượng sơ cấp trên tổng sinh khối giảm. Điều này có nghĩa là sinh khối tích lũy không can thiệp trực tiếp vào sản xuất sơ cấp.

Ví dụ, khi diễn thế sinh thái đi từ đồng cỏ sang rừng, có một lượng lớn sinh khối ở dạng thân cây không quang hợp.

Lưu trữ chất dinh dưỡng

Một đặc điểm liên quan khác của quần xã cao trào hoặc quần xã trưởng thành là nó làm giảm nguồn dự trữ chất dinh dưỡng bên ngoài sinh vật. Ví dụ, trong giai đoạn đồng cỏ, lượng chất dinh dưỡng lớn nhất nằm trong đất và một phần ít hơn trong cỏ.

Tuy nhiên, khi diễn thế biến đổi thành quần xã cây cối, lượng chất dinh dưỡng được tích lũy nhiều hơn trong sinh khối và một tỷ lệ nhỏ hơn trong đất.

Ổn định

Các cộng đồng trưởng thành hoặc các cộng đồng cao trào phát triển một loạt các cơ chế riêng cho phép chúng duy trì sự cân bằng động ổn định.

Ví dụ, một khu rừng mưa nhiệt đới có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu bên trong và thậm chí cả môi trường xung quanh. Điều này làm cho các cộng đồng trưởng thành có khả năng chịu đựng tốt hơn với những thay đổi của môi trường, miễn là họ không quyết liệt.

Các loại cộng đồng đỉnh cao

Theo thuật ngữ mô tả, có ba loại cộng đồng cao trào, phân biệt những gì được mong đợi về mặt lý thuyết và những gì thực sự tồn tại.

Cộng đồng đỉnh cao lý tưởng

Đây là một cộng đồng lý thuyết, tức là cộng đồng trưởng thành nhất có thể với điều kiện thời tiết. Điều này dựa trên kiến ​​thức có sẵn cho đến nay về hệ sinh thái của các cộng đồng.

Ví dụ, với khí hậu mưa nhiệt đới, quần xã trưởng thành nhất về mặt lý thuyết nên có trong khu vực là rừng mưa nhiệt đới. Danh mục này cũng ngụ ý rằng không có xáo trộn nào đang diễn ra trong khu vực.

Cộng đồng đỉnh cao tiềm năng

Khái niệm này đề cập đến cộng đồng trưởng thành nhất có thể được thành lập nếu bất kỳ xáo trộn nào trong một khu vực nhất định biến mất. Ví dụ, nếu một loại cây trồng được trồng ở một khu vực có khí hậu mưa nhiệt đới, bằng cách loại bỏ nó, sự liên tiếp sẽ dẫn đến sự xuất hiện của một khu rừng mưa nhiệt đới

Cộng đồng đỉnh cao thực sự

Đây là nội dung về cộng đồng cao trào hoặc cộng đồng trưởng thành thực sự tồn tại trong một khu vực, bất kể lý thuyết nói rằng nó phải hiện diện như thế nào.

Mô hình Monoclimax

Khái niệm về cộng đồng đỉnh cao và hệ sinh thái đỉnh cao đã thay đổi theo thời gian. Lúc đầu, người ta coi rằng đối với một điều kiện thời tiết nhất định, chỉ có thể có một cộng đồng cao trào.

Đây được gọi là mô hình đơn khí hậu, tức là một quần xã cực đỉnh duy nhất cho mỗi kiểu khí hậu. Mô hình này có nhược điểm là ưu tiên khí hậu là yếu tố quyết định giới hạn của quần xã sinh vật có thể có.

Đồng cỏ Địa Trung Hải. Nguồn: Không cung cấp tác giả có thể đọc bằng máy. Ardo Beltz giả định (dựa trên tuyên bố bản quyền). / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Theo quan điểm này, khi cộng đồng cao trào dự kiến ​​không xuất hiện trong một khu vực có khí hậu nhất định, người ta cho rằng có sự xáo trộn. Do đó, các khái niệm về kiểu cộng đồng không cao trào được gọi là cộng đồng cao trào đã được đề xuất.

Cộng đồng Proclimax được định nghĩa là những cộng đồng gần như đạt đến trạng thái cao trào, nhưng không tương ứng chính xác với cộng đồng cao trào tiềm năng. Điều này xảy ra do hành động của một số xáo trộn làm thay đổi sự kế tiếp và ngăn cản việc đạt đến cao trào và bốn loại được biết đến:

Disclimax

Nó là một kiểu quần xã khác với kiểu quần xã nên tồn tại tùy theo điều kiện khí hậu vĩ mô của khu vực, do sự thay đổi do hành động của con người hoặc động vật nuôi. Ví dụ, đồng cỏ Địa Trung Hải có sự cân bằng liên quan đến sự hiện diện của lợn và gia súc.

Tiền cao trào

Một kiểu quần xã ứng với khí hậu khô hơn hoặc lạnh hơn quần xã cực điểm tương ứng với khí hậu vĩ mô của khu vực. Ví dụ, một khu vực có đủ mưa, nhưng đất đá hoặc cát làm giảm khả năng giữ nước.

Đăng cao trào

Cộng đồng có khí hậu ẩm hơn hoặc ấm hơn so với cộng đồng trong khu vực phát triển. Nó có thể được xác định bởi sự hiện diện của một nguồn dự trữ nước dưới đất hoặc một con sông trong khu vực khô hạn.

Cao trào phụ

Đó là những cộng đồng xuất hiện trước cao trào, xuất hiện cao trào (cộng đồng cao trào) nhưng chưa đạt đến cao trào tiềm năng. Điều này là do một số yếu tố gây nhiễu liên tục như hỏa hoạn, ngập úng hoặc các yếu tố khác.

Mô hình Polyclimax và Mô hình Climax

Sau đó, những tầm nhìn khác đã được nêu ra, nơi người ta coi rằng trong một khu vực nhất định với một khí hậu nhất định, một bức tranh khảm các cộng đồng đỉnh cao thực sự được trình bày. Những thứ này không chỉ phản ứng với khí hậu nói chung mà còn với các yếu tố môi trường khác như sự biến đổi của đất và thậm chí cả vi khí hậu.

Theo nghĩa này, người ta hiểu rằng kiểu quần xã có mức độ phức tạp sinh học tối đa, tức là đã trưởng thành, không phụ thuộc hoàn toàn vào khí hậu. Do đó, cộng đồng cao trào phản ứng với sự kết hợp của một số yếu tố, bao gồm khí hậu, vi khí hậu, đất, và thậm chí cả hành động của con người.

Ví dụ

Rừng nhiệt đới Amazon

Rừng mưa nhiệt đới là hệ sinh thái đỉnh cao và đại diện tốt nhất của nó là rừng mưa Amazon. Do đó, các cộng đồng phát triển ở đó, đặc biệt là rừng không ngập lụt, tạo thành sự phức tạp lớn nhất của các tương tác có thể đạt được.

Rừng Amazon. Nguồn: lubasi / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

Rừng nhiệt đới Amazon với tư cách là một quần thể đỉnh cao là điểm cực đoan của quá trình diễn thế thực vật, như được chỉ ra bởi lịch sử địa lý sinh học của nó. Người ta coi rằng ngay từ đầu các cộng đồng đồng cỏ và các khoảnh rừng được thành lập đã chuyển thành rừng rậm Amazon hiện nay.

Thời tiết

Vì là một khu vực nằm trong vùng xích đạo nên nó nhận được lượng mưa lớn và bức xạ mặt trời cao phân bố đều trong năm. Nhiệt độ trung bình khoảng 26 đến 30 ºC và lượng mưa vượt quá 3.000 mm mỗi năm.

Sàn nhà

Ban đầu nó là một loại đất giàu khoáng chất có nguồn gốc từ sự xói mòn của dãy núi Andes, cùng với độ ẩm và nhiệt độ cho phép thực vật mọc lên. Trong quá trình này, đất phát triển thành đất hiện tại nghèo chất dinh dưỡng.

Cộng đồng trưởng thành hoặc cao trào

Với những điều kiện này, rừng nhiệt đới Amazon đã đạt được hiệu quả tối đa có thể trong việc sử dụng các nguồn tài nguyên để sản xuất sinh khối. Nó là một quần xã có năng suất sơ cấp cao, nhưng có sự tích lũy sinh khối lớn hơn (đặc biệt là khối lượng thực vật).

Nó tự tạo ra khí hậu bên trong và có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu toàn cầu, đồng thời có tính đa dạng sinh học cao, mà chỉ có ở các loài thực vật lên tới hơn 40 nghìn. Mặt khác, có một mạng lưới thức ăn phức tạp bao gồm hàng ngàn loài thuộc mọi nhóm sinh vật.

Sa mạc Sonoran

Nó nằm giữa Hoa Kỳ và Mexico trên bờ biển của Vịnh California, một khu vực ôn đới với khí hậu khắc nghiệt. Do đó, quần xã đỉnh cao tiềm năng không thể tạo rừng chủ yếu do thiếu nước làm hạn chế sự phát triển của thảm thực vật.

Thời tiết

Đây là một khu vực nóng và khô, với nhiệt độ trên 38ºC vào mùa hè và lên đến 10ºC vào mùa đông. Trong khi lượng mưa ít hơn 250 mm mỗi năm.

Sàn nhà

Đất thuộc nhóm đất khô cằn, hàm lượng cát cao, rất dễ thấm và nghèo dinh dưỡng.

Cộng đồng trưởng thành hoặc cao trào

Trong những điều kiện này, trảng cỏ-cây bụi phân tán là quần xã đỉnh cao có thể đạt được trong diễn thế sinh thái. Nhiều loài cây mọng nước như xương rồng Saguaro (Carnegiea gigantea) được trình bày ở đó.

Sa mạc Sonoran. Nguồn: Highqueue / Public domain

Sa mạc Sonoran có sinh khối và độ đa dạng thấp so với rừng nhiệt đới Amazon, nhưng đây là mức cao nhất có thể đạt được do điều kiện khí hậu và đất đai.

Người giới thiệu

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Bộ bách khoa toàn thư về sinh thái và quản lý môi trường.
2. Campbell, N. và Reece, J. (2009). Sinh học. Ấn bản thứ 8 Pearson Benjamin / Cummings.
3. Clements, FE (1936). Bản chất và Cấu trúc của Climax. Tạp chí Sinh thái học.
4. Gibson, DJ (1996). Sách giáo khoa Những quan niệm sai lầm: Khái niệm cao trào về sự kế vị. Giáo viên Sinh học người Mỹ.
5. Margalef, R. (1974). Hệ sinh thái. Phiên bản Omega.
6. Odum, EP và Warrett, GW (2006). Các nguyên tắc cơ bản của sinh thái học. Phiên bản thứ năm. Thomson.
7. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH và Heller, HC (2001). Đời sống. Khoa học sinh học.
8. Whittaker, RH (1953). Xem xét lý thuyết cao trào: Cao điểm như một quần thể và khuôn mẫu. Sách chuyên khảo về sinh thái.