HỆ SINH THÁI TRÊN KHÔNG: ĐẶC ĐIỂM, LOẠI VÀ ĐỘNG VẬT - SINH HỌC - 2026

Hệ sinh thái trên không được tạo thành từ tất cả các yếu tố sinh vật (sinh vật sống) và phi sinh vật (yếu tố trơ) tương tác trong tầng đối lưu. Theo một nghĩa chặt chẽ, nó là một hệ sinh thái chuyển tiếp, vì không có sinh vật sống nào hoàn thành vòng đời hoàn chỉnh của nó trong không khí.

Đặc điểm phi sinh học chính của hệ sinh thái trên không là chất nền mà nó phát triển là không khí. Đây là một hỗn hợp của các loại khí và do đó là chất nền có mật độ thấp hơn so với trên cạn hoặc dưới nước.

Sếu (Grus grus) trong chuyến bay ở Tây Ban Nha. Nguồn: Arturo de Frias Marques

Mặt khác, khí quyển là không gian diễn ra các quá trình khí hậu, đặc biệt là lượng mưa, gió và bão.

Mặc dù các loài chim chiếm ưu thế vượt trội trong môi trường không khí, nhưng cũng có côn trùng và động vật có vú biết bay. Trong các nhóm động vật khác, chẳng hạn như cá và bò sát, có những loài có khả năng bay lượn.

Tương tự như vậy, thực vật thụ phấn không ưa thích (nhờ gió) sử dụng hệ sinh thái trên không như một phương tiện vận chuyển phấn hoa. Tương tự như vậy, nhiều loài thực vật phát tán quả hoặc hạt của chúng bằng không khí.

Đặc điểm chung

Các hệ sinh thái trên không được hình thành chủ yếu ở phần dưới của tầng đối lưu, là tầng thấp hơn của khí quyển. Lớp này đạt độ dày 16 km ở xích đạo và 7 km ở hai cực, do phình ra từ chuyển động quay của trái đất.

Những hệ sinh thái này, không giống như hệ sinh thái trên cạn và dưới nước, không có thành phần sinh vật cố định. Do đó, không có sinh vật sống nào hoàn thành toàn bộ vòng đời của mình trong hệ sinh thái này và cũng không có các sinh vật sản xuất sơ cấp nên không tự cung tự cấp được.

Hệ sinh thái trên không có ba đặc điểm chung: giá thể là không khí, là nơi phát triển các hiện tượng khí hậu, thành phần sống chuyển tiếp.

- Thành phần phi sinh học

Trong số các thành phần phi sinh học của hệ sinh thái trên không là không khí, với các loại khí tạo nên nó và hơi nước được kết hợp. Ngoài ra, có một lượng lớn các hạt bụi ở dạng huyền phù.

Không khí

Nó là thành phần của tầng đối lưu (tầng dưới của khí quyển), tiếp xúc trực tiếp với bề mặt trái đất. Không khí chủ yếu bao gồm 78,08% nitơ và khoảng 21% oxy, cộng với CO2 (0,035%) và các khí trơ (argon, neon).

Tỉ trọng

Mật độ không khí giảm theo độ cao và nhiệt độ, điều này chỉ định một đặc tính khác biệt quan trọng giữa các hệ sinh thái trên không. Do đó, ở những vùng núi cao không khí sẽ ít đặc hơn so với những vùng ở mực nước biển.

Tương tự như vậy, các khối khí trên vùng sa mạc giảm mật độ vào ban ngày (nhiệt độ cao) và tăng mật độ vào ban đêm (nhiệt độ thấp).

Nhiệt độ

Tầng đối lưu nóng lên từ dưới lên, vì không khí nói chung không thể nhìn thấy được bức xạ cực tím từ Mặt trời. Bức xạ này chạm vào bề mặt Trái đất và làm nóng nó, khiến nó phát ra bức xạ hồng ngoại hoặc nhiệt.

Một phần bức xạ thoát ra ngoài không gian, một phần khác bị giữ lại do hiệu ứng nhà kính của một số khí trong khí quyển (CO2, hơi nước).

Nhiệt độ không khí kém ổn định hơn nhiệt độ trên đất liền và nước, thay đổi theo các luồng gió và độ cao. Khi tầng đối lưu tăng lên, nhiệt độ giảm với tốc độ 6,5 ºC / km. Ở phần trên của tầng đối lưu (nhiệt đới), nhiệt độ giảm xuống -55 ºC.

Độ ẩm

Là một phần của chu trình nước trong giai đoạn thoát hơi nước, nước ở trạng thái khí hoặc hơi nước được đưa vào khí quyển. Lượng hơi nước có trong không khí (độ ẩm tương đối) là một đặc tính quan trọng của các hệ sinh thái trên không khác nhau.

Không khí ở vùng sa mạc có độ ẩm tương đối khoảng 20% ​​vào buổi trưa và 80% vào ban đêm. Trong khi trong không khí ở rừng mưa nhiệt đới, độ ẩm từ 58-65% được phát hiện vào buổi trưa và 92-86% vào sáng sớm.

Những ngọn gió

Các dòng không khí. Nguồn: Người tải lên ban đầu là Ellywa tại Wikipedia tiếng Hà Lan.

Sự khác biệt về nhiệt độ do chuyển động của Trái đất so với Mặt trời tạo ra sự khác biệt về áp suất khí quyển giữa các vùng. Điều này làm cho các khối khí di chuyển từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp, tạo ra gió.

Mưa và bão

Tầng đối lưu là miền của các hiện tượng khí hậu, bao gồm cả sự tích tụ của các đám mây hơi nước. Nước bốc hơi bốc lên cùng với các khối khí nóng và khi nguội đi, nó ngưng tụ xung quanh các hạt ở dạng huyền phù, tạo thành các đám mây. Khi tải trọng nước ngưng tụ đến điểm tới hạn, mưa sẽ xảy ra.

Bão, cuồng phong, lốc xoáy

Một sự xáo trộn khác ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên không là bão, trong một số trường hợp, chúng trở thành bão với gió mạnh và mưa xối xả. Bão là hiện tượng khí tượng xảy ra khi hai khối khí có nhiệt độ khác nhau đối diện nhau.

Trong những trường hợp khác, lốc xoáy được hình thành, là những cột không khí quay với tốc độ rất cao có đỉnh tiếp xúc với trái đất.

Hạt bụi

Một thành phần phi sinh học khác của hệ sinh thái trên không là bụi (các hạt vật chất nhỏ ở dạng huyền phù). Gió và bay hơi kéo các hạt từ bề mặt trái đất và các khối nước vào tầng đối lưu.

Sahara bụi. Nguồn: Ngân hàng Hình ảnh Địa chất

Ví dụ, hàng năm một đám mây bụi từ sa mạc châu Phi di chuyển hàng năm đến châu Mỹ. Đó là khoảng hàng trăm triệu tấn bụi vượt qua Đại Tây Dương và lắng đọng ở những nơi khác nhau ở Mỹ.

Nồng độ bụi từ sa mạc Sahara ở một số vùng của Mỹ có thể lên tới 30 đến 50 microgam trên mét khối.

- Các thành phần sinh học

Như đã lưu ý, không có sinh vật nào hoàn thành toàn bộ chu kỳ sinh học của nó trong hệ sinh thái trên không. Tuy nhiên, sự hiện diện của sự đa dạng lớn của các vi sinh vật trên cạn và dưới biển trong tầng đối lưu đã được phát hiện.

Vi khuẩn, nấm và vi rút

Vi khuẩn lơ lửng, bào tử nấm và vi rút đã được phát hiện trong các mẫu không khí do máy bay của NASA chụp. Theo nghĩa này, các nghiên cứu đang được thực hiện để xác định xem một số loài vi khuẩn có khả năng thực hiện các chức năng trao đổi chất trong môi trường đó hay không.

Vi khuẩn. Nguồn: NIAID

Vi khuẩn được mang ra khỏi mặt biển hoặc mang theo bụi đất do gió và các khối khí nóng bốc lên. Các vi khuẩn này sống trong các hạt bụi và các giọt nước lơ lửng.

Phấn hoa và bào tử

Các thành phần sống khác đi qua hệ sinh thái trên không là hạt phấn và bào tử. Thực vật có hạt (thực vật có hạt) thực hiện nhân giống hữu tính của chúng thông qua sự hợp nhất của hạt phấn và noãn.

Hạt phấn hoa. Nguồn: Cơ sở kính hiển vi điện tử của Đại học Dartmouth

Để điều này xảy ra, hạt phấn (giao tử đực) phải di chuyển đến noãn (giao tử cái). Quá trình này xảy ra do gió, động vật hoặc nước.

Trong trường hợp thụ phấn nhờ gió (anemophilous) hoặc động vật bay (zooidiophilic), phấn hoa trở thành một phần tạm thời của hệ sinh thái trên không. Điều tương tự cũng xảy ra với các bào tử tạo nên cấu trúc nhân giống của dương xỉ và các cây không hạt khác.

Động vật

Có một số lượng lớn động vật đã thích nghi để đi vào hệ sinh thái trên không. Trong số này có chim bay, côn trùng bay, động vật có vú bay, bò sát bay và thậm chí cả cá bay.

Các loại hệ sinh thái trên không

Các phương pháp tiếp cận môi trường không khí như một hệ sinh thái rất khan hiếm và theo nghĩa đó, không có sự phân loại nào phân biệt các loại hệ sinh thái không khí. Tuy nhiên, trong bối cảnh của tầng đối lưu có sự khác biệt giữa các vùng, theo cả chiều dọc và vĩ độ, cũng như theo chiều dọc.

Phân vùng theo chiều dọc

Hệ sinh thái trên không khác nhau về độ cao, áp suất và nhiệt độ giữa xích đạo và các cực. Tương tự, nó thay đổi tùy thuộc vào việc cột không khí ở trên đất liền hay trên biển.

Do đó, các sinh vật đi qua hệ sinh thái trên không khác nhau, tùy thuộc vào khu vực có cột không khí.

Phân vùng dọc

Khi bạn đi lên trong tầng đối lưu, các điều kiện phi sinh học của hệ sinh thái trên không cũng thay đổi; nhiệt độ giảm và khối lượng riêng của không khí giảm. Trong 5.000 mét đầu tiên trên mực nước biển, hệ sinh thái trên không có sự xâm nhập của các loài chim và một số côn trùng.

Về phần mình, các loài động vật còn lại chỉ tương tác trong hệ sinh thái này ở độ cao của các tán cây. Ngoài ra, vi khuẩn và bào tử nấm được tìm thấy trong hệ sinh thái trên không trên 5.000 masl.

Đồng thời, phân vùng lãnh thổ được thể hiện, phát hiện ra rằng các loài vi khuẩn trên cạn chiếm ưu thế trên đất liền và vi khuẩn biển trên biển.

Động vật của hệ sinh thái trên không

Có nhiều nhóm động vật đa dạng có khả năng bay hoặc ít nhất là lướt để phiêu lưu trên không. Mặc dù một số có thể bay đến hàng tháng, nhưng tất cả đều có lúc phải rời khỏi hệ sinh thái này để kiếm ăn, nghỉ ngơi hoặc sinh sản.

- Chim

Có khoảng 18.000 loài chim trên thế giới, hầu hết trong số chúng có khả năng bay. Các loài chim không chỉ di chuyển trong không khí, nhiều loài săn con mồi khi đang bay và thậm chí thực hiện một phần chu kỳ sinh sản của chúng.

King Swift (

Loài này có thể bay trong nhiều tháng và theo một nghiên cứu được thực hiện, nó có thể ở trên không đến 200 ngày liên tục.

Vua Swift (Tachymarptis melba) trong chuyến bay. Nguồn: Birdwatching Barcelona

Các nghiên cứu đang tiếp tục để xác định xem loài chim này có thể ở trên không lâu như thế nào và đặc biệt là liệu nó có thể ngủ trong chuyến bay hay không. Chim yến vua không cần phải dừng lại để ăn, vì nó ăn côn trùng mà nó bắt được khi đang bay.

Chim hải âu (Diomedeidae)

Chim hải âu. Nguồn: Duncan Wright

Chúng là một họ chim biển có khả năng bay lượn rất hiệu quả, được phổ biến rộng rãi trên khắp thế giới. Trong số các loài của nó có loài hải âu du hành hoặc lang thang (Diomedea exulans), có sải cánh trung bình là 3 m.

Chim hải âu đầu xám (Thalassarche chrysostoma) bay 950 km mỗi ngày từ miền nam Georgia, vòng quanh Nam Cực. Những con chim này mất 46 ngày để hoàn thành cuộc hành trình của mình.

- Côn trùng

Côn trùng là nhóm động vật lớn nhất còn tồn tại, cả về loài và quy mô quần thể. Nhiều loài côn trùng đang bay, bao gồm ong, ong bắp cày, ruồi, muỗi, bọ cánh cứng, tôm hùm và những loài khác.

Con ong (Anthophila)

Ong thăm hoa (Nguồn: pixabay.com/)

Ong là loài côn trùng được đánh giá cao do sản xuất mật ong và vai trò của chúng trong việc thụ phấn cho cây trồng. Loài phổ biến nhất trong ngành nuôi ong (sản xuất mật ong) là Apis mellifera.

Chúng là côn trùng xã hội và những con công nhân thường xuyên thực hiện các chuyến đi xa để tìm kiếm phấn hoa và mật hoa. Các loài ong có phạm vi bay khác nhau, tức là khoảng cách tối đa mà chúng có thể quay trở lại tổ của mình.

Trong Melipona sp. khoảng cách tối đa được ghi nhận là 2,1 km trong khi đối với Bombus terrestris là 9,8 km và ở Apis mellifera là 13,5 km. Tuy nhiên, con số tối đa được ghi nhận là 23 km, thuộc về loài Euplusia surinamensis.

Họ tôm hùm (Acrididae)

Họ côn trùng này bao gồm khoảng 7.000 loài di cư, cuối cùng tạo thành quần thể khổng lồ và trở thành loài gây hại. Chúng di chuyển nhiều km theo bầy lớn, ăn tươi nuốt sống hoa màu và các loại cây khác chúng tìm thấy trên đường đi của chúng.

- Động vật có vú

Trong số các loài động vật có vú đi vào hệ sinh thái trên không, nổi bật là loài dơi (Chiroptera). Đây là những động vật có vú duy nhất thực hiện chuyến bay chủ động (với sự thúc đẩy của đôi cánh của chúng).

Có những loài động vật có vú bay hoặc lượn thụ động khác như sóc bay Siberia (Pteromys volans) hoặc sóc Trung Mỹ (Glaucomys volans).

Trong số các loài gặm nhấm còn có các loài lượn như loài thuộc chi Idiurus và trong các nhóm khác như da bì hoặc colugos (động vật có vú có nhau thai) và petaurids (thú có túi).

- Bò sát

Một số loài châu Á đã phát triển khả năng chạy trốn thoáng qua thông qua hệ sinh thái trên không. Chúng làm điều này bằng cách nhảy ra khỏi cây và làm phẳng cơ thể của chúng gấp đôi chiều rộng bình thường của chúng và chúng có thể lướt tốt hơn cả sóc bay.

- Cá

Có một nhóm được gọi là cá bay (Exocoetidae) có khả năng xâm nhập tạm thời vào hệ sinh thái trên không để thoát khỏi những kẻ săn mồi của chúng. Có khoảng 70 loài có vây đuôi phù hợp để đẩy chúng lên khỏi mặt nước.

Cá chuồn (Cheilopogon melanurus). Nguồn: Patrick Coin (Patrick Coin)

Từ đà này, những con cá này có thể lướt đi quãng đường khoảng 50 m, đạt tốc độ lên tới 60 km / h. Khả năng lướt đi này là nhờ vào vây ngực lớn bất thường của chúng.

Người giới thiệu

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Bộ bách khoa toàn thư về sinh thái và quản lý môi trường.
2. Greensmith, A. (1994). Các loài chim trên thế giới. Phiên bản Omega.
3. Ludwig-Jiménez, LP (2006). Quan sát phạm vi bay của Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) trong môi trường đô thị. Hồ sơ sinh học Colombia.
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. và Tasa, DG (2018). Khí quyển. Giới thiệu về Khí tượng học.
5. Margalef, R. (1974). Hệ sinh thái. Phiên bản Omega.
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH và Heller, HC (2001). Đời sống. Khoa học sinh học.