Quản lý sâu hại bệnh - Sinh vật bắt mồi ăn thịt

Nội dung text: Quản lý sâu hại bệnh - Sinh vật bắt mồi ăn thịt

1. Hai vấn đề lớn: 6.5. Sinh vật bắt mồi ăn thịt 1. Vật ăn thịt hạn chế quần thể con mồi dưới sức chứa môi trường K . 1. Quan hệ SVBM ăn thịt-con mồi 2. Mô hình bắt mồi ăn thịt 3. Sự thích ứng chức năng hay số lượng (Functional vs. numeric response) thể 4. Độ bền vững của mô hình vật ăn thịt- Con mồi (bét) quần − độ con mồi. Vật ăn thịt − Mật 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 Tháng 2. Quần thể vật ăn thịt và con mồi tăng hay giảm theo vòng quy luật. Mèo rừng = Bắt mồi Thỏ = Con mồi 1
2. Vòng quan hệ vật ăn thịt – con mồi: Mô hình Lotka-Volterra: Tóm tắt 1. Vật ăn thịt ăn con mồi và làm giảm số lượng của chúng. 1. Con mồi gia tăng theo hàm số mũ khi thiếu vắng vật ăn thịt. 2. Vật ăn thịt bị đói nên giảm số lượng. 3. Do có ít vật ăn thịt hơn nên con mồi 2. Ăn thịt tỷ lệ thuận với sức sinh sản có tỷ lệ sông sót cao hơn do đó quần của con mồi và vật ăn thịt. (bắt gặp thể con mồi lại tăng lên. ngẫu nhiên). 4. Quần thể con mồi tăng lại tạo điều 3. Quần thể vật ăn thịt tăng lên theo số kiện để vật ăn thịt tăng lên. lượng con mồi. Tỷ lệ chết phụ thuộc vào mật độ con mồi. Và cứ tiếp tục như vậy R = kích thước quần thể con mồi (“tài nguyên”) P = kích thước quần thể vật bắt mồi ăn thịt dR rR cRP dt r = Tỷ lệ tăng trưởng theo hàm số mũ của con mồi (exponential growth rate of the prey) Tỷ lệ thay đổi Tỷ lệ tăng trưởng Lượng con mồi của quần thể tiềm năng của bị vật ăn thịt ăn c = Hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt (capture con mồi con mồi efficiency of the predators) 2
3. Vật ăn thịt (VAT): • Con mồi tiến tới trạng thái cân bằng khi dR/dt = 0 dP acRP dP – Trạng thái cân bằng (equilibrium – state) dt – Quần thể ở trạng thái cân bằng không thay đổi Tỷ lệ chết của dR VAT 0 rR cRP dt Tốc độ thay đổi Mức biến đổi thành của quần thể VAT của con mồi  r VAT P a = Hiệu lực thay đổi con mồi thành VAT c d = tỷ lệ chết của VAT • Sự ổn định của quần thể con mồi phụ thuộc vào kích thước quần thể vật ăn thịt. • Quần thể vật ăn thịt tiến tới trạng thái • Đường đẳng khuynh (Isocline) – cân bằng khi dP/dt = 0 Quần thể không thay đổi dP 0 acRP dP • Số lượng VAT không đổi nếu R = d/ac dt • Số lượng con mồi không đổi nếu P = r/c.  d R ac R = kích thước quần thể con mồi (“tài nguyên”) • Quần thể VAT ổn định phụ thuộc vào P = kích thước quần thể vật ăn thịt kích thước quần thể con mồi. r = Tỷ lệ tăng trưởng của con mồi c = Hiệu lực bắt mồi của vật ăn thịt a = Hiệu lực con mồi thành VAT 3
4.  d VAT có số lượng không đổi khi: R Con mồi ổn định khi: ac  r Con mồi ổn định khi: Con mồi giảm P Đường đẳng khuynh c của CON MỒI Số lượng Số lượng VAT (P) VAT (P) r/c Con mồi tăng d/ac Số lượng con mồi (R) Số lượng con mồi (R) Số lượng CON MỒI phụ thuộc vào quần thể VAT Số lượng VAT phụ thuộc vào quần thể con mồi VAT đẳng khuynh Điểm cân bằng equilibrium Số lượng VAT ổn định khi: Số lượng VAT (P) VAT (P) r/c VAT giảm VAT tăng d/ac d/ac Số lượng con mồi (R) Số lượng con mồi (R) 4
5. ) P VAT ( VAT MỒI Một vòng con mồi lượng Con mồi Số VAT CONhay VAT lượng Vật ăn thịt Số Số lượng CON MỒI (R) Thời gian Mô hình Lotka-Volterra: ăn thịt (tiêu thụ) Sự thay đổi số lượng CON MỒI có con mồi tỷ lệ thuận với khả năng có con thể gây ra 2 loại phản ứng: mồi (cRP) – Type I mô hình chức năng (functional response) cỏ Phản ứng chức năng (Functional – VAT không bao giờ được thõa mãn ăn response) – Mối quan hệ giữa cá thể độ – Không hạn chế tốc độ sinh trưởng của VAT vật ăn thịt với mật độ con mồi. Tốc Phản ứng lượng (Numeric response) – thay đổi số lượng quần thể VAT ứng với khả năng kiếm mồi. Sinh khối cỏ g/m2 5
6. Type II functional response – tỷ lệ ăn Type III functional response – sức ăn thịt con mồi mới đầu tăng, nhưng sau thịt con mồi thấp khi mật độ con mồi đó VAT bão hòa (giới hạn trên của sức thấp, sau đó tăng lên, rồi đạt giới hạn tiêu diệt con mồi). trên. thịt ăn bị mồi con Lượng Mật độ con mồi (CoM) Tại sao có type III functional response? – Khi mật độ thấp, con mồi có cơ hội ẩn náu, ăn ăn bị nhưng khi mật độ cao hơn dẫn tới thiếu bị chỗ ẩn nấp. mồi mồi con – VAT ngày càng có khả năng bắt mồi tốt con hơn khi có nhiều con mồi. lệ lượng – VAT có thể thay đổi loài con mồi khi mật Tỷ Số độ con mồi cao hay thấp. Mật độ quần thể con mồi 6
7. Sự thay đổi số lượng (phản ứng số) do • Sinh trưởng của quần thể – (Thông thường đa số quần thể VAT sinh trưởng chậm) • Sự nhập cư – Quần thể VAT có thể bị hấp dẫn bởi sự bùng nổ số lượng con mồi. Mối quan hệ dạng chu kỳ VAT-CoM có thể không bền Vật – Loài bắt mồi lợi hại có thể làm tuyệt giống Thỏ ăn ha ha con mồi (CoM). hoang thịt 100 100 trên – Một khi quần thể vượt quá điểm cân bằng mèo Chó sói trên có thể không còn sức để quay trở về điểm 100 ha100 mồi cân bằng nữa. – Có thể sự dao động nẫu nhiên khiến cho 1 Con Con loài hoặc cả 2 loài bị tuyệt diệt. Năm 7
8. Các yếu tố thúc đẩy sự bền vững của mối quan hệ VAT-CoM 1. Vật ăn thịt không lợi hại (con mồi thoát nạn) – Vật ăn thịt không hiệu quả (giá trị c thấp) cho phép nhiều con mồi sống sót – Nhiều con mồi sống tạo điều kiện nguồn sinh sống cho nhiều vật ăn thịt 2. Các yếu tố bên ngoài hạn chế quần thể – Tỷ lệ VAT chết (d ) cao – Tỷ lệ tăng trưởng CoM (r) thấp 3. Có nguồn thức ăn khác cho VAT • Thí nghiệm của Huffaker về sự chung – Giảm áp lực tới quần thể con mồi CoM sống giữa VAT-CoM 4. Có nơi ẩn náu khỏ bị ăn thịt khi mật độ • 2 loài ve bét, loài ăn thịt và con mồi con mồi thấp – Ngăn cản quần thể con mồi giảm xuống quá thấp. 5. Phản ứng thay đổi số lượng nhanh của VAT khi quần thể con mồi thay đổi. 8
9. Nơi ẩn náu khỏi bị ăn thịt cho phép VAT và • Bắt đầu thí nghiệm – VAT săn đuổi dẫn CoM cùng chung sống tới nguy cơ tuyệt chủng con mồi, sau đó tự VAT cũng bị tuyệt diệt • Đưa rào cản phân tách tạo điều kiện để Số VAT và CoM cùng chung sống. lượng mồi Con mồi con Ăn thịt vật ăn lượng thịt Số Chu kỳ 1 Chu kỳ 2 Chu kỳ 2 Sự bùng nổ số lượng con mồi (“dịch CoM) Type III đối với VAT Đường cong sinh trưởng Tốc độ sinh của quần thể Tỷ lệ chết trên trưởng trên ro đầu cá thể đầu cá thể K K Mật độ quần thể con mồi Mật độ quần thể con mồi dR dR rR cRP rR (predation) dt dt 9
10. Tình trạng bền vững của mối quan hệ VAT-CoM Dưới điểm A – Tỷ lệ sinh > Tỷ lệ chết; Quần thể gia tăng số lượng A Tại điểm A – Điểm cân bằng bền vững; quần Giữa điểm A & B – VAT làm giảm quần thể trở thể tăng khi ở dưới điểm A và sẽ giảm khi ở về điểm A trên điểm A A A B 10
11. Điểm B – Điểm cân bằng không bền; dưới điểm Điểm cân bằng không bền (Unstable B, hoạt động ăn thịt đẩy quần thể về điểm A; equilibrium) – Điểm cân bằng mà quần trên điểm B, VAT có hiệu lực bắt mồi thấp, quần thể giảm xuống điểm C thể chuyển sang điểm cân bằng mới, khác trước khi bị nhiễu loạn môi trường B Giữa điểm B & C – VAT có hiệu lục thấp con Điểm C – Cân bằng bền vững mồi tăng tới điểm C B B 11
12. • Hệ VAT-CoM có nhiều trạng thái bền vững khác nhau. • Giảm số lượng VAT có thể dẫn tới dịch Tỷ lệ sinh con mồi Tỷ lệ chết 12