YẾU TỐ PHI SINH HỌC: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI VÀ VÍ DỤ - MÔI TRƯỜNG

Các yếu tố phi sinh học là các thành phần tạo nên sinh vật vô sinh hoặc không gian vật chất, nơi sự sống diễn ra trong hệ sinh thái. Điều này bao gồm môi trường vật chất (đất, nước và không khí), và tất cả các thành phần hóa lý và các yếu tố liên quan, bên ngoài sinh vật.

Theo nghĩa này, khí hậu và các biến của nó, cũng như các đặc tính của đất và nước, là một phần của các yếu tố phi sinh học. Thuật ngữ phi sinh học phát sinh trong khuôn khổ phân tích hệ sinh thái, trái ngược với sinh vật (các thành phần sống của hệ sinh thái).

Sơ đồ các yếu tố phi sinh học. Mặt trời, không khí, đất và nước là các yếu tố phi sinh học. Nguồn: Abby Moreno

Việc nghiên cứu và xác định đặc điểm của môi trường phi sinh vật được thực hiện liên quan đến vai trò của chúng trong việc duy trì sự sống, từ đó định hình hệ sinh thái. Thành phần cụ thể của các yếu tố phi sinh học trong một hệ sinh thái xác định các loài sinh vật sống bao gồm nó.

Các yếu tố phi sinh học có thể được phân loại thành các yếu tố huyết thanh và yếu tố địa lý sinh thái, những yếu tố trước đây được liên kết với mối quan hệ của hành tinh với không gian bên ngoài. Trong khi địa lý sinh thái bao hàm tất cả các yếu tố vốn có đối với môi trường hành tinh (lớp vỏ, nước và không khí).

Ví dụ về các yếu tố bên lề là Mặt trời, Mặt trăng, thiên thạch và tiểu hành tinh, lực hấp dẫn, chuyển động quay và tịnh tiến và áp suất khí quyển. Trong khi địa lý sinh thái có các yếu tố khí tượng như gió, lượng mưa và nhiệt độ cũng như đất.

Đặc điểm của các yếu tố phi sinh học

Không có sự sống

Đặc điểm chính của các yếu tố phi sinh học là thiếu sự sống, tức là chúng không phải là hệ thống tự lập trình, cũng không có khả năng chuyển hóa. Tương tác của nó với các thành phần còn lại của hành tinh là thụ động.

Mối quan hệ phức tạp

Các yếu tố phi sinh học cũng có đặc điểm là có mối liên hệ với nhau, tạo thành một hệ thống phức tạp ở cấp độ hành tinh và thậm chí là phổ quát. Sự tồn tại và động lực của nó được điều chỉnh bởi các quy luật vật lý và hóa học, không có bất kỳ đặc tính sinh học nào, mặc dù chịu ảnh hưởng của các thành phần sinh vật.

Xác định các thành phần sinh vật

Tùy thuộc vào sự kết hợp cụ thể của các yếu tố phi sinh vật, thể hiện qua độ lớn cụ thể của các biến số của chúng, sẽ có một quần xã sinh vật nhất định.

Các loại yếu tố phi sinh học (phân loại)

Về nguyên tắc, các nhân tố phi sinh học của hệ sinh thái hành tinh có thể được phân loại thành hai nhóm lớn

Rượu táo, là những yếu tố là sản phẩm của mối quan hệ của Trái đất với môi trường bên ngoài của nó.
Địa lý kinh tế, bao gồm tất cả các yếu tố và quá trình phù hợp với hoạt động và cấu trúc của chính hành tinh.

Đổi lại, trong mỗi trường hợp, có các yếu tố vật lý và hóa học trong mối tương quan không đổi, được xác định bằng cách thiết lập độ lớn của các biến nhất định. Có những biến số chung cho hầu hết các hệ sinh thái, chẳng hạn như bức xạ mặt trời, nhiệt độ, độ pH và độ mặn.

Một số khác cụ thể hơn, chẳng hạn như độ sâu và nồng độ oxy hòa tan trong nước trong các hệ sinh thái thủy sinh. Một số là một phần của động lực học của hệ sinh thái như lửa ở các savan và rừng Địa Trung Hải.

- Yếu tố huyết thanh

Là một hành tinh trong hệ mặt trời, hệ sinh thái của Trái đất chịu ảnh hưởng của một số yếu tố bên ngoài, bao gồm cả lực hấp dẫn được thiết lập giữa Trái đất, Mặt trời và Mặt trăng.

Tương tự, có những quá trình chịu ảnh hưởng của chuyển động quay và tịnh tiến mà Trái đất tạo ra. Trong khi những vụ khác ngẫu nhiên hơn như vụ va chạm thiên thạch và tiểu hành tinh không thường xuyên.

Bức xạ năng lượng mặt trời

Nguồn năng lượng cơ bản của mọi hệ sinh thái trên cạn là bức xạ do Mặt trời phát ra và truyền tới Trái đất qua bầu khí quyển của nó. Điều này cung cấp năng lượng cho hầu hết các quá trình trên cạn, trong số đó có quá trình quang hợp và điều hòa nhiệt của hành tinh.

Bức xạ năng lượng mặt trời. Nguồn: kein

Một hành tinh ở khoảng cách lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với Mặt trời so với hành tinh hiện tại, sẽ không cho phép sự sống phát triển như chúng ta biết. Mặt khác, cấu trúc của hành tinh xác định tỷ lệ bức xạ mặt trời khác nhau, tùy thuộc vào vị trí vĩ độ của mỗi hệ sinh thái.

Trọng lực và thủy triều

Mối quan hệ giữa lực hấp dẫn của Trái đất, Mặt trăng và Mặt trời, quyết định các quá trình như thủy triều, là cơ sở cho các hệ sinh thái ven biển.

Mặt khác, lực hấp dẫn của Trái đất khiến cho sự tồn tại của bầu khí quyển bao quanh hành tinh có thể xảy ra. Thành phần cụ thể của bầu khí quyển này và sự tiến hóa của nó, đã tạo nên sự tiến hóa của sự sống trên hành tinh.

Vòng quay của trái đất

Chuyển động quay mà Trái đất thực hiện trên trục của nó ảnh hưởng đến chế độ của gió và các dòng biển. Điều này lại có ý nghĩa quyết định đối với các quá trình khí tượng và tất cả cùng với sự sống trên Trái đất.

Sự quay của Trái đất. Nguồn: Apollo 17

Tương tự, chuyển động này thiết lập khoảng thời gian ngày và đêm, xác định chu kỳ quang hoặc giờ ánh sáng. Quá trình này ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và ra hoa ở thực vật cũng như thói quen của sinh vật nói chung.

- Yếu tố địa lý kinh tế

Hệ sinh thái trên cạn là một ma trận phức tạp của các yếu tố phi sinh học tạo thành một vùng sinh vật hoặc không gian sống. Điều này bao gồm đất, không khí, nước và tất cả các thành phần vật lý và hóa học và các quá trình liên quan.

Các yếu tố khí quyển và khí tượng

Trong số các yếu tố phi sinh học có các khí thành phần của khí quyển, cũng như các biến số ảnh hưởng đến chúng như nhiệt độ, áp suất khí quyển và gió. Như lượng mưa, độ ẩm tương đối và nồng độ của các hạt rắn trong huyền phù.

Yếu tố chỉnh sửa

Đất hoặc lớp bề mặt của thạch quyển là cơ sở hỗ trợ cho các hệ sinh thái trên cạn, làm nơi neo đậu và cung cấp dinh dưỡng cho thực vật. Trong số các biến số là một phần của các yếu tố phi sinh học của đất là cấu trúc, kết cấu, thành phần hóa học và hàm lượng nước.

Yếu tố địa lý

Theo quan điểm địa lý, có một loạt các yếu tố phi sinh học ảnh hưởng đến sự đa dạng hóa của các hệ sinh thái. Trong số đó, vĩ độ, kinh độ và độ cao xác định các biến số khác như khí tượng và thủy văn.

Vì vậy, sự khác biệt về điều kiện của các hệ sinh thái của đới giữa nhiệt đới đối với các hệ sinh thái ôn đới hoặc địa cực là đáng chú ý. Đồng thời, sự khác biệt giữa các hệ sinh thái ở thung lũng và đồng bằng so với các hệ sinh thái ở vùng núi cao.

Yếu tố địa chất

Do sự tương tác của thạch quyển với các lớp sâu của lớp phủ (asthenosphere), các quá trình địa chất xảy ra ảnh hưởng đến sự sống. Các yếu tố phi sinh học này được biểu hiện thông qua các chuyển động kiến tạo, sự dịch chuyển của các mảng Trái đất và các vụ phun trào núi lửa.

Những chuyển động kiến tạo này lần lượt quyết định sự giảm nhẹ, ảnh hưởng đến nhiệt độ, thành phần của môi trường và các biến số khác. Mặt khác, thành phần của lớp nền trong vỏ trái đất là một nhân tố phi sinh học quan trọng trong việc hình thành đất.

Yếu tố thủy văn

Phần lớn bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nước, đặc biệt hình thành nên các đại dương, với rất nhiều hệ sinh thái dưới nước. Nước với tư cách là một môi trường được tạo thành từ yếu tố phi sinh học bậc một với các thành phần, biến số và các quá trình đặc trưng của nó.

Nước. Nguồn: Manfred Morgner (ka-em-zwei-ein)

Đổi lại, các yếu tố phi sinh học này sẽ thay đổi cho dù chúng là hệ sinh thái nước ngọt (yếu tố limnological), biển (yếu tố hải dương học) hay vùng băng (yếu tố băng hà). Trong mỗi trường hợp, sự thay đổi về độ mặn, nhiệt độ, độ sâu, trong số những yếu tố khác, là quyết định.

Ví dụ

- Sàn nhà

Sàn nhà. Nguồn: HolgerK tại Wikipedia tiếng Anh

Đất là một ví dụ về sự biến đổi mà một nhân tố phi sinh học có thể đạt được, từ đó ảnh hưởng đến sự biến đổi của các hệ sinh thái. Tùy thuộc vào cấu trúc, kết cấu, độ phì nhiêu, độ ẩm và hàm lượng chất hữu cơ, đất đóng vai trò quyết định đối với thảm thực vật ưu thế.

Aridisols

Các loại đất khô cằn, có kết cấu cát pha, độ thấm cao và độ phì thấp, ít cây cối hỗ trợ. Bằng cách này, cảnh quan bán hoang mạc hoặc hoang mạc được hình thành, với ít đa dạng sinh học.

Đất chua

Đất có hàm lượng lớn các ion nhôm trong dung dịch trở nên độc hại đối với hầu hết các thảm thực vật. Nhìn chung, đất chua khó dinh dưỡng cho cây nên độ che phủ của cây thấp.

Đất màu mỡ

Ngược lại, đất màu mỡ cho phép phát triển một lượng lớn sinh khối thực vật, hỗ trợ hệ sinh thái có lượng lớn sự sống. Đó là trường hợp của những con molisols trên thảo nguyên hoặc những con bọ hung trong những khu rừng rụng lá.

- Sự thay đổi hệ sinh thái và độ cao

Khi lên đỉnh núi cao có thể quan sát thấy sự thay đổi dần dần của thảm thực vật từ đồng bằng lên đỉnh. Điều này được ghi nhận nhiều hơn ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, và liên quan đến sự giảm nhiệt độ ở độ cao lớn hơn.

Ngoài ra, cây trồng ở độ cao phải chịu gió mạnh hơn, do đó làm giảm chiều cao của chúng. Tất cả những điều này tạo thành một gradient hệ sinh thái dọc theo mặt cắt dọc.

- Ngọn núi cao của dãy Andes nhiệt đới

Ở vùng núi cao của dãy Andes nhiệt đới, có những đồng cỏ và rừng rụng lá ở chân đồi. Khi bạn leo lên, rừng nửa rụng lá phát triển, tiếp theo là rừng ẩm thường xanh.

Sau đó là những khu rừng mây, lần lượt được chia thành các dải dọc với tán trên thấp xuống dưới. Cuối cùng, vùng cây bụi cao chiếm ưu thế, và sau đó nhường chỗ cho vùng đồng cỏ cây bụi và thân thảo.

Trên thực tế, ở những đỉnh núi cao nhất, tất cả các thảm thực vật đều biến mất, tìm thấy rêu và địa y. Ở đây, các yếu tố phi sinh học quyết định là độ cao và nhiệt độ liên quan, cũng như độ ẩm sẵn có.

- Độ sâu đại dương, ánh sáng, nhiệt độ và sự sống

Trong các hệ sinh thái đại dương, các biến có liên quan nhất là độ mặn, ánh sáng, nhiệt độ và độ sâu. Yếu tố phi sinh học cuối cùng này, cùng với vĩ độ, xác định hành vi của nhiệt độ và ánh sáng trên một gradient thẳng đứng.

Khi chúng ta xuống độ sâu của biển, sự sẵn có của ánh sáng giảm và nhiệt độ giảm xuống. Đó là lý do tại sao hầu hết các sinh vật biển phát triển ở độ sâu 200 m đầu tiên.

Hơn nữa, nhiệt độ bề mặt của nước cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác, chẳng hạn như dòng chảy biển sâu.

- Sự nóng lên toàn cầu và các hệ sinh thái

Một chú gấu Bắc Cực đang tung tăng trên đảo Spitsbergen, Svalbard, Na Uy. Nguồn: wikipedia.org

Một ví dụ toàn cầu về ảnh hưởng của các yếu tố phi sinh học đến hệ sinh thái là hiện tượng trái đất nóng lên. Trong trường hợp này, sự thay đổi của con người đối với sự cân bằng khí quyển đang dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trung bình của hành tinh.

Tình trạng này ảnh hưởng đến một loạt các yếu tố phi sinh học ở cấp độ hành tinh. Nhiệt độ, chế độ gió, dòng hải lưu, lượng mưa bị thay đổi, làm biến đổi hệ sinh thái và đe dọa sự tuyệt chủng của nhiều loài, kể cả con người.

Các yếu tố phi sinh học của sa mạc

Nhiệt độ cao và lượng mưa thấp là những yếu tố phi sinh học chính trong sa mạc, do đó ảnh hưởng đến các đặc điểm phù du. Đây là những loại đất cát chịu bức xạ mặt trời cao do lớp phủ thực vật khan hiếm và gió mạnh.

Các yếu tố phi sinh học trong sa mạc. Nguồn: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DeathValleyDunes4.jpg

Mặt khác, sự biến đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm là rất lớn. Trong bối cảnh đó, các quá trình ăn mòn diễn ra mạnh mẽ và rộng khắp, tạo nên cảnh quan đặc trưng của các vùng cát rộng lớn.

Các yếu tố phi sinh học của rừng nhiệt đới

Trong hệ sinh thái rừng nhiệt đới, các yếu tố phi sinh vật về vĩ độ và độ cao là yếu tố quyết định mạnh mẽ các đặc điểm của nó. Nằm trong vùng nhiệt đới, các hệ sinh thái này có những đặc điểm riêng về chế độ mưa và nhiệt độ.

Trong các hệ sinh thái này, hệ số độ ẩm phi sinh học đạt đến mức cao, nhiệt độ cao hoặc tương đối thấp tùy thuộc vào độ cao mà ít biến động giữa ngày và đêm. Ngoài ra, lượng nước sẵn có cao và do đó cũng có thảm thực vật che phủ, cho phép đất có cấu trúc và độ phì nhiêu tốt hơn.

Liên quan đến bức xạ mặt trời, rừng rậm thể hiện tính hai mặt, vì ở tầng trên, nó được nhận với cường độ cao, nhưng không phải bên trong thảm thực vật. Trong nội thất của khu rừng, một dải ánh sáng phát triển xuống phía dưới.

Tất cả những điều này xác định kiểu sống hiện diện trong các hệ sinh thái này, với nhiều loài leo núi và thực vật biểu sinh, cũng như các loài thực vật lá lớn ở tầng dưới. Trong khi những cây thuộc tầng trên có lá cứng và nhỏ.

Các yếu tố phi sinh học của rừng ôn đới

Trong quá trình hình thành hệ sinh thái rừng ôn đới, yếu tố vĩ độ phi sinh học có tác dụng quyết định chế độ mùa. Những khu rừng này tuân theo chế độ bốn mùa, với lượng mưa dồi dào, phân bổ tốt và nhiệt độ vừa phải, mặc dù chúng có thể trải qua thời gian đóng băng vào ban đêm.

Bức xạ mặt trời không gay gắt như ở các vùng nhiệt đới nhưng dồi dào trong hầu hết thời gian trong năm. Đất sâu và màu mỡ, có thể hỗ trợ sinh khối thực vật lớn.

Các yếu tố phi sinh học của lãnh nguyên

Trong quần xã sinh vật lãnh nguyên, các yếu tố phi sinh học chính là vĩ độ, nhiệt độ, độ ẩm và bức xạ mặt trời. Vì lãnh nguyên nằm ở phía bắc của hành tinh trong Vòng Bắc Cực, nên bức xạ mặt trời thấp. Tương tự, nhiệt độ phổ biến là thấp (xuống -50 ºC), với mùa đông dài và mùa hè ngắn.

Lượng mưa thấp, nhưng độ ẩm cao do thoát hơi nước thấp, tạo thành các giếng và đầm lầy, với chất nền nghèo oxy. Đất có lớp dưới bề mặt bị đóng băng vĩnh viễn, lớp băng vĩnh cửu, được tạo thành từ phần còn lại của rêu và địa y đã bị phân hủy.

Nhiệt độ thấp và giá thể không cho phép hỗ trợ các thảm thực vật cao và sinh khối cao, do đó rêu và địa y chiếm ưu thế.

Các yếu tố phi sinh học của xavan

Trong trường hợp này, vĩ độ cũng là một yếu tố quan trọng, vì nó quyết định bức xạ mặt trời, nhiệt độ và lượng mưa. Các quá trình khí tượng như các biến thể của Hội tụ giữa các vùng nhiệt đới thiết lập một mô hình hai mùa, với thời gian khô và mưa rõ rệt.

Yếu tố quyết định khác là đất, trong hầu hết các trường hợp là cát hoặc sét. Sự phù trợ bằng phẳng hoặc đồi núi cũng là một yếu tố phi sinh học cấu hình hệ sinh thái xavan, ảnh hưởng đến các yếu tố khác như nước chảy.

Cuối cùng, một yếu tố phi sinh học quyết định trong động thái sinh thái của các savan là lửa. Các đám cháy định kỳ ảnh hưởng đến các đặc điểm của thảm thực vật, ví dụ, các loại cỏ ưu thế thích nghi để tồn tại khi cháy.

Người giới thiệu

Calow, P. (Ed.) (1998). Bộ bách khoa toàn thư về sinh thái và quản lý môi trường.
Izco, J., Barreno, E., Brugués, M., Costa, M., Devesa, J.A, Frenández, F., Gallardo, T., Llimona, X., Prada, C., Talavera, S. Và Valdéz , B. (2004). Thực vật học.
Margalef, R. (1974). Hệ sinh thái. Phiên bản Omega.
Odum, EP và Warrett, GW (2006). Các nguyên tắc cơ bản của sinh thái học. Phiên bản thứ năm. Thomson.
Cuộc sống hoang dã thế giới (Xem vào ngày 27 tháng 1 năm 2020). Lấy từ: worldwildlife.org/biomes/
Zunino, M. và Zullini, A. (2004). Địa sinh học. Chiều không gian của quá trình tiến hóa. Interciencia.

YẾU TỐ PHI SINH HỌC: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI VÀ VÍ DỤ - MÔI TRƯỜNG - 2026