Tài liệu giảng dạy chuyên đề Phát triển bền vững với những vấn đề toàn cầu và của Việt Nam: Phần 1

Tài liệu giảng dạy chuyên đề Phát triển bền vững với những vấn đề toàn cầu và của Việt Nam: Phần 1

Đại học Quốc gia hμ nội Trung tâm nghiên cứu tμi nguyên vμ môi trường

Tμi liệu giảng dạy

chuyên đề

Phát triển bền vững với những vấn đề môi trường

toμn cầu vμ Việt Nam

Khóa bồi dưỡng sau đại học tiếp cận sinh thái học trong quản lý tμi nguyên

thiên nhiên vμ phát triển bền vững

GS.TS Võ Quý

TS Võ Thanh Sơn

Hμ Nội - 2008

Mục lục

Mở đầu 4

CHƯƠNG I Các thách thức về kinh tế, xâ hội, môi trường vμ phát triển 6

1.1 Trái đất - nơi có sự sống 8

1.2 Con người trong Sinh quyển 21

1.3 Biến đổi khí hậu toμn cầu: thách thức mới đối với nhân loại 37

1.4 Sự bùng nổ dân số loμi người 42

1.5 Kết luận 47

Chương II Khái niệm, nội dung, mô hình vμ các nguyên tắc phát triển bền vững 49

2.1 Diễn trình về phát triển bền vững 49

2.2 Khái niệm phát triển bền vững 54

2.3 Mô hình vμ nội dung phát triển bền vững 55

2.4 Các nguyên tắc phát triển bền vững 59

2.5 Mục tiêu của phát triển bền vững 63

2.6 Các chỉ tiêu về phát triển bền vững 65

CHƯƠNG III KINH NGHIệM QUốC Tế TRONG XÂY DựNG CHƯƠNG TRìNH NGHị Sự 21 về phát triển bền vững 75

3.1 Chiến lược của hiệp hội bảo tồn thiên nhiên thế giới (IUCN) 79

3.2 Xây dựng Chương trình nghị sự của Trung Quốc 81

3.3 Xây dựng Chương trình nghị sự của Canada 92

3.4 Xây dựng Chương trình nghị sự của Philippin 92

CHƯƠNG iV ĐịNH HƯớNG CHIếN LƯợC PHáT TRIểN BềN VữNG CủA VIệT NAM (CHƯƠNG TRìNH NGHị Sự 21 CủA VIệT NAM) 95

4.1 Quan điểm, mục tiêu, nội dung phát triển bền vững của Đảng vμ Nhμ nước 95

4.2 Định hướng chiến lược phát triển của Việt Nam (Chương trình nghị sự 21 của Việt Nam) 96

4.3 Chương trình hμnh động thực hiện định hướng chiến lược phát triển bền vững của Việt Nam 106

4.4 Tổ chức thực hiện chương trình hμnh động của chính phủ 118

CHƯƠNG V XÂY DựNG CHƯƠNG TRìNH NGHị Sự CủA NGμNH (SA21) Vμ ĐịA PHƯƠNG (LA21) 122

5.1 Mục đích, nguyên tắc chỉ đạo vμ các hướng ưu tiên phát triển của xây dựng LA21 vμ SA21 122

5.2 Cơ sở xây dựng LA21, SA21 123

5.3 Nội dung của LA21, SA21 124

5.4 Kế hoạch thực hiện 125

5.5 Chương trình nghị sự (Kế hoạch phát triển bền vững) của một số ngμnh vμ địa phương 128

CHƯƠNG VI Các công ước vμ thỏa thuận quốc tế về môi trường 135

6.1 Tầm quan trọng của quan hệ quốc tế trong phát triển bền vững 135

6.2 Đằu tư cho việc chăm sóc môi trường 141

6.3 Hỗ trợ cho việc phát triển 142

6.4 Các công ước vμ thoả thuận quốc tế về môi trường mμ Việt Nam đã tham gia vμ đang xem xét để tham gia 143

6.5 Kết luận 145

Lời kết 146

Tμi liệu tham khảo 148

Mở đầu

Trước ngưỡng cửa của thế kỷ XXI, cuộc cách mạng khoa học - công nghệ (KHCN) hiện đại của thế giới (đặc biệt là 4 cuộc cách mạng GRIN: Công nghệ sinh học - Genomics, Tự động hoá - Robobtics, Công nghệ thông tin - Informatics và Công nghệ nano - Nano Science and Technology) đang tiếp tục phát triển với nhịp điệu ngày một nhanh, tạo ra những thành tựu mang tính đột phá, làm thay đổi nhanh chóng, sâu sắc và quyết định đối với sự phát triển của kinh tế, xã hội và bản thân con người KHCN đã trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp; thời gian đưa kết quả nghiên cứu vào ứng dụng ngày càng thu hẹp, vòng đời công nghệ ngày càng rút ngắn Thế giới đang hướng tới nền kinh tế tri thức toàn cầu hoá

Bên cạnh những thành tựu rực rỡ về KHCN, loài người cũng đang phải đổi mặt với những thách thức lớn lao về chính trị, văn hoá, xã hội và đặc biêt là môi trường

Trong vài ba thập kỷ gần đây, do sức ép gắt gao về dân số và sự phát triển kinh tế thiếu tính toán, các nguồn tài nguyên trên Trái đất ngày càng cạn kiệt, môi trường bị suy thoái nghiêm trọng, thậm chí ở một số vùng bị phá huỷ hoàn toàn Hàng loạt các vấn đề về môi trường như thay đổi khí hậu, suy thoái tầng ôzôn, suy thoái đa dạng sinh học, suy giảm tài nguyên đất và nước ngọt đang là những thách thức đối với sự tồn tại của loài người, của Trái đất Vấn đề trầm trọng tới mức các tổ chức quốc tế đã phải

đồng thanh lên tiếng: Hãy “Cứu lấy Trái Đất” (IUCN, UNDP, WWF, 1991)

Đáp lại lời kêu gọi này, cộng đồng quốc tế đã chuyển chiến lược phát triển (nhấn mạnh sự tăng trưởng kinh tế - xã hội phục vụ lợi ích trực tiếp của con người) sang chiến lược Phát triển bền vững (nhấn mạnh tính hài hoà của 3 yếu tố: tăng trưởng kinh

tế, công bằng xã hội và bảo vệ môi trường, không những cho thế hệ hiện tại mà còn cho các thế hệ mai sau) Nói cách khác, Phát triển bền vững nhằm mục đích nâng cao chất lượng cuộc sống của nhiều thế hệ con người trong khuôn khổ cho phép của các hệ sinh thái

Sau Hội nghị Thượng đỉnh Trái đất về Môi trường và Phát triển tổ chức tại Rio de Janeiro (Braxin) năm 1992 và đặc biệt là Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất tại Johannesburg 2002 đến nay đã có khoảng 120 nước trên thế giới xây dựng và thực hiện CTNS 21 về phát triển bền vững cấp quốc gia và 6.416 CTNS 21 cấp địa phương, đồng thời tại các nước này đều đã thành lập các cơ quan độc lập để triển khai thực hiện chương trình này Các nước trong khu vực như Trung Quốc, Thái Lan, Singapore, Malaysia đều đã xây dựng và thực hiện CTNS 21 về phát triển bền vững

ở Việt Nam, để thực hiện mục tiêu phát triển bền vững đất nước như Nghị quyết của Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX và thứ X đã đề ra và thực hiện cam kết quốc tế,

Chính phủ đã ban hành "Định hướng chiến lược phát triển bền vững ở Việt Nam" (CTNS 21 của Việt Nam) Hiện nay, chiến lược này đang được triển khai một cách mạnh mẽ ở các cấp, các ngành và các địa phương

Để đạt được mục tiêu phát triển bền vững, yếu tố con người là quan trọng nhất Một mặt, mỗi người dân dù ở cương vị nào cũng phải có một sự hiểu biết, một ý thức

đầy đủ và những hành động đúng theo những nguyên tắc của phát triển bền vững Mặt khác, cũng phải có những nguồn nhân lực cao, phù hợp để xây dựng một cuộc sống, một xã hội bền vững

Tài liệu giảng dạy chuyên đề “Phát triển bền vững với những vấn đề môi trường toàn cầu và Việt Nam” trong khuôn khổ Khóa bồi dưỡng sau đại học “Tiếp cận sinh thái học trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và phát triển bền vững” do Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội tổ chức thực hiện đề cập đến những khái niệm quan trọng nhất về Môi trường và phát triển bền vững thông qua các chương: Các thách thức về kinh tế, xã hội và môi trường và sự phát triển (Chương I); Khái niệm, nội dung, mô hình và các nguyên tắc PTBV (Chương II); Kinh nghiệm quốc tế trong xây dựng CTNS 21 về PTBV (Chương III); Định hướng chiến lược PTBV của Việt Nam (Chương IV); CTNS 21 của ngành (SA 21) và địa phương (LA 21) (Chương V); Các công ước và thỏa thuận quốc tế về môi trường (Chương VI) Cuốn sách hy vọng cũng sẽ là tài liệu tham khảo tốt cho các giáo viên giảng dạy từ các lớp tập huấn ngắn hạn đến các chương trình đào tạo đại học, sau đại học; cho các nhà hoạch định chính sách, các cán bộ quản lý cũng như cán bộ khoa học, các nhà doanh nghiệp

Cuốn sách bao gồm nhiều nội dung phức tạp về một chủ đề mới, do một tập thể biên soạn lần đầu nên chắc chắn còn nhiều khiếm khyết Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và bạn đọc gần xa

CHƯƠNG I Các thách thức về kinh tế, xâ hội, môi trường

vμ phát triển Hiện nay chúng ta đang sống trong một thế giới có nhiều biến đổi lớn: khí hậu biến đổi, nhiệt độ quả đất đang nóng lên, mực nước biển đang dâng lên, dân số tăng nhanh, sự xâm nhập của các loài ngoại lai ngày càng nhiều, các sinh cảnh đang bị co hẹp lại và phân cách nhau, tốc độ mất mát các loài ngày càng gia tăng, ô nhiễm môi trường ngày càng bị suy thoái, sức ép của công nghiệp hoá và thương mại toàn cầu ngày càng lớn Tất cả những thay đổi đó đang ảnh hưởng lớn đến công cuộc phát triển của tất cả các nước trên thế giới và cả nước ta

Trong vài chục thập kỷ vừa qua, nhờ có nhiều phát minh mới về khoa học mà nên kinh tế của các nước đã có bước phát triển mạnh mẽ, tuy nhiên sự phát triển trên thế giới ngày nay đang dẫn đến nhiều vấn đề về chính trị và xã hội đáng lo ngại, sự cách biệt giàu nghèo trong từng nước và giữa các nước ngày càng xa, chiến tranh sắc tộc, lối sống sa đoạ đang có nguy cơ phát triển

Loài người đang phải đối mặt với thảm họa cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, môi trường sống bị ô nhiễm, nhiều bệnh tật mới xuất hiện và phát triển, thiên tai ngày càng nặng nề, trong lúc đó dân số đang tăng nhanh

Loài người đã làm thay đổi các hệ sinh thái một cách hết sức nhanh chóng trong khoảng 50 năm qua, nhanh hơn bất kỳ thời kỳ nào trước đây Diện tích các vùng hoang dã đã được chuyển đổi thành đất nông nghiệp, chỉ tính riêng từ năm 1945 đến nay đã lớn hơn cả trong thế kỷ thứ 18 và 19 cộng lại Diện tích đất hoang hóa ngày càng mở rộng Trong khoảng 50 năm qua, trên toàn thế giới đã mất đi hơn một phần năm lớp đất màu ở các vùng nông nghiệp, trong lúc đó nhiều vùng đất nông nghiệp màu mỡ đang

được chuyển đổi thành vùng công nghiệp

Các hoạt động của con người đã làm giảm sút một cách đáng kể số lượng và chất

lượng nguồn nước ngọt của thế giới Các hoạt động thiếu quy hoạch hợp lý như ngăn sông, đắp đập, chuyển đổi đất ngập nước, mất rừng, gây ô nhiễm, đồng thời nhu cầu ngày càng tăng nhanh và nhiều của con người về nguồn nước ngọt đã làm thay đổi các dòng nước tự nhiên, thay đổi quá trình lắng đọng và làm giảm chất lượng nước Tình trạng thiếu nước trên thế giới ngày càng lan rộng, nạn khô hạn kéo dài gây nhiều hậu quả về kinh tế và xã hội cho nhiều vùng rộng lớn Tất cả những điều đó đều tác động tiêu cực lên sự phát triển, làm suy giảm đa dạng sinh học và chức năng của các hệ

thống thuỷ vực trên thế giới

Mất đa dạng sinh học ngày nay đang diễn ra một cách nhanh chóng chưa từng có,

kể từ thời kỳ các loài khủng long bị tiêu diệt cách đây khoảng 65 triệu năm và tốc độ biến mất của các loài hiện nay ước tính gấp khoảng 100 lần so với tốc độ mất các loài

trong lịch sử Trái đất, và trong những thập kỷ sắp tới mức độ biến mất của các loài sẽ

gấp 1.000 -10.000 lần (MA, 2005) Có khoảng 10% các loài đã biết được trên thế giới

đang cần phải có những biện pháp bảo vệ, trong đó có khoảng 16.000 loài được xem là

đang có nguy cơ bị tiêu diệt Tình trạng nguy cấp của các loài không phân bố đều giữa các vùng trên thế giới Các vùng rừng ẩm nhiết đới có số loài nguy cấp nhiều nhất, trong đo có nước ta, rồi đến các vùng rừng khô nhiệt đới, vùng đồng cỏ miền núi Nghề khai thác thuỷ sản đã bị suy thoái nghiêm trọng, và đã có đến 75% ngư trường trên thế

giới đã bị khai thác cạn kiệt hay khai thác quá mức (UNEP, 2007)

Ước tính đã có khoảng 60% khả năng dịch vụ cho sự sống trên Trái đất của các hệ

sinh thái – như nguồn nước ngọt, nguồn cá, điều chỉnh không khí và nước, điều chỉnh khí hậu vùng, điều chỉnh các thiên tai và dịch bệnh tự nhiên đã bị suy thoái hay sử dụng một cách không bền vững Các nhà khoa học cũng đã cảnh báo rằng tác động tiêu cực của những suy thoái nói trên sẽ phát triển nhanh chóng trong khoảng 50 năm sắp tới

Sự tăng nhiệt độ Trái đất quan sát được trong 50 năm qua là một bằng chứng mới lạ, được khẳng định là do ảnh hưởng của các hoạt động của con người và các hiện tượng bất thường về khí hậu tăng dần về tần số, cường độ và thời gian, như số ngày nóng sẽ nhiều hơn, nhiều đợt nắng nóng hơn, các đợt mưa to sẽ nhiều hơn, số ngày lạnh sẽ ít hơn trong những năm sắp tới, bão tố cùng ngày càng dữ dội hơn Mức độ thay

đổi khí hậu cũng sẽ tuỳ thuộc vào từng vùng khác nhau, tuy nhiên tất cả các vùng trên thế giới đều có thể bị tác động nhiều hay ít, nhưng hậu quả lớn nhất sẽ là ở các vùng

nhiệt đới, nhất là tại các nước đang phát triển công nghiệp nhanh ở châu á (Crutzen, 2005) Thiên tai trong những năm qua đã xẩy gây ra hậu quả hết sức nặng nề cho nhiều

nước trên thế giới, nhưng ở đâu, những người nghèo và nước nghèo cũng phải chịu đau khổ nhiều nhất

Chúng ta đang dồn Trái đất, ngôi nhà chung của chúng ta đến những giới hạn chịu

đựng cuối cùng của nó, và đồng thời đang đưa chúng ta đến tương lai không sáng sủa

Để cứu lấy Trái đất, cứu lấy bản thân chúng ta, chúng ta phải xem xét lại một cách nghiêm túc cách thức mà chúng ta đã phát triển trong thời gian qua, rút những kinh nghiệm thất bại và thành công để xây dựng một cuộc sống tốt đẹp hơn và bền vũng cho bản thân chúng ta và cho các thế hệ mai sau

Để có thể thực hiện được việc đó, chúng ta phải hiểu chúng ta đang ở đâu và những thách thức mà chúng ta đang phải đối mặt trong công cuộc phát triển của chúng ta

1.1 Trái đất - nơi có sự sống

1.1.1 Tại sao trên Trái đất có sự sống

Trong hơn ba thập kỷ qua, các nhà khoa học đã để công tìm hiểu về sự sống trên các hành tinh khác và đã nhận thấy rằng không đâu có đủ các điều kiện để cho sự sống tồn tại Chỉ Trái đất là hội đủ các điều kiện cho sự sống Một điều đáng ngạc nhiên là khi so sánh Trái đất với Sao Hỏa và Sao Kim Cả ba hành tinh này đều được hình thành

từ những nguyên liệu như nhau và khởi đầu cũng có khí quyển chứa nhiều dioxit cácbon Ngày nay, Sao Hỏa hầu như không có khí quyển và nhiệt độ trung bình trên mặt khoảng - 600 C và nhiệt độ ngày và đêm khác nhau khá lớn Còn Sao Kim thì trái ngược lại, có khí quyển với nồng độ khí dioxit cacbon rất lớn và nhiệt độ trung bình trên mặt khoảng 4600C Hoàn toàn khác với hai hành tinh trên, phần lớn diện tích mặt Trái đất có nhiệt độ vừa phải, tốc độ gió không lớn và có nước đầy đủ, nói chung không nóng quá mà cũng không lạnh quá, không mềm quá mà cũng không cứng quá

và hoàn toàn phù hợp với sự sống, mà không đâu có được Có được điều kiện như vậy

điều cơ bản là do bản chất của khí quyển của Trái đất Nếu không có khí quyển, nhiệt

độ mặt đất sẽ tương tự như trên Mặt trăng, trung bình khoảng - 180 C

Khi chúng ta tìm hiểu về khí quyển Trái đất, chúng ta tự hỏi tại sao nó lại phù hợp với sự sống mà không giống như trên các hành tinh khác, đó là điều kỳ lạ Các nhà địa chất học đã cho biết là khí quyển Trái đất ngày nay khác xa khí quyển đã có trước kia Các nhà địa chất học cho rằng Trái đất được hình thành vào khoảng 4.600 triệu năm về trứơc bằng sự ngưng tụ của các phần tử vật chất Do sức hút của trọng lực mà các phần tử đó tụ lại làm tăng nhiệt độ, rắn lại và cũng có thể chảy ra và tạo nên sự phún trào của núi lửa Mốt khối lượng lớn dioxit cácbon và nước được phun ra mặt ngoài do núi lửa Do sức hút của Trái đất mà khí dioxit cácbon và nước đọng lại tạo nên khí quyển và đại dương Sau đó, cũng như ngày nay, khí dioxit cácbon đã cho các bức xạ của Mặt trời xuyên qua xuồng đến mặt Trái đất, nhưng đã thu giữ lại một phần,

đồng thời cũng làm giảm sự phản xạ ngược lại vũ trụ, như vậy nhiệt độ của khí quyển tăng lên đến khoảng 280C Tuy nhiên một khí quyển toàn khí dioxit cácbon không thể phù hợp cho bất kỳ một loài thực vật hay động vật nào cả Làm thế nào để khí quyển

đầu tiên chỉ toàn khí dioxit cácbon chuyển thành một khí quyển như ngày nay với 79%

là nitrogen, 21 % ôxy và chỉ có một lượng nhỏ dioxit cacbon, nước và các khí hiếm khác

Các nhà địa chất học cho rằng, các đá trầm tích thuộc các thời kỳ khác nhau có liên quan đến cấu trúc hóa học của khí quyển Khi nghiên cứu các lớp trầm tích các nhà địa chất học đã phác họa lại lịch sử hình thành khí quyển Trái đất Khoảng 3.500 triệu năm về trước, các lớp quặng sắt được hình thành, các lớp này có chứa sắt và chỉ

có thể hình thành được trong một khí quyển không có ôxy Sau đó khoảng một triệu

năm, các thảm tảo xanh-lục xuất hiện và đã thực hiện sự quang hợp - một quá trình sống cơ bản Trong quá trình quang hợp, năng lượng mặt trời được các thực vật xanh sử dụng để chuyển dioxit cácbon và nước thành đường và cũng qua đó, ôxy được tạo thành Một khi tảo xanh-lục đã giải phóng được một ít ôxy vào không khí, thì các vi sinh vật ở biển thời đó (các thực vật nổi) phát triển nhanh chóng nhờ quang hợp Một lượng lớn thực vật đó (lượng các bon vừa được hình thành) lắng dần xuống đáy biền thành các lớp trầm tích Khoảng 2.000 triệu năm về trước, ôxy trong khí quyển đã tích luỹ được khá nhiều và ngăn cản sự hình thành quặng sắt, và vào lúc này các lớp đá giàu sắt có màu đỏ màu của gỉ sắt

Trong khoảng 1.000 triệu năm tiếp theo, một kiểu tích tụ các bon mới được hình thành: một số động vật và thực vật bắt đầu tạo nên những bộ xương hay vỏ bọc bằng đá vôi Trong điều kiện thời bấy giờ, sản phẩm của các sinh vật này được tích tụ lại thành những dải phấn hay đá vôi Trong quá trình tích tụ, ôxy trong khí quyển được tăng lên dần cho đến lúc có đủ điều kiện để các loài thực vật và động vật ở cạn được hình thành Vào khoảng 300 triệu năm về trước, có một thời gian mà than được tạo thành: nói một cách khác là cacbon được giữ lại trong cây và ôxy được chuyển vào khí quyển Mãi sau này con người mới phát hiển ra là chính các cây và động vật đã kết hợp các hợp chất các bon cùng với ôxy trong quá trình hô hấp, tạo ra năng lượng, trong đó than bị đốt cháy trong không khí tạo nên nhiệt và thải ra dioxit cácbon Trước đây sự cân bằng giữa hiện tượng quang hợp và hô hấp đã chuyển hầu hết lượng cácbon có trong khí quyển vào cây, đồng thời đã tăng thêm ôxy cho khí quyển Nếu ôxy trong khí quyển tăng đến mức nào đó thì có thể tạo nên nguy cơ làm cho cây cối có thể bị nổ toác ra do

bị cháy đột ngột Tuy nhiên, sự kết hợp giữa ôxy và amôniac phun lên từ núi lửa đã tạo nên nitrogen và làm dung hoà phản ứng của không khí

Nói tóm lại, qua hàng ngàn triệu năm, tảo xanh-lục và cây cối đã chuyển cácbon ra khỏi khí quyển Sự hiện diện của các đại dương sâu, các vùng biển cạn và các vũng nước trên mặt Trái đất đã tạo nên nhiều con đường khác nhau cho các bon tích tụ lại và tách khỏi ôxy Trong quá trình đó, khí quyển trở nên mát hơn, do lượng dioxit cácbon giảm dần và một lượng lớn ôxy được thải vào khí quyển tạo nên khả năng hô hấp và cháy Với điều kiện đặc biệt, mà các dạng sống phức tạp xuất hiện từ những dạng sống

đơn giản Sau đó các vật sống tiến hoá dần thành những dạng sống ngày càng phức tạp hơn, môi trường cũng biến đổi theo và trong quá trình tiến hoá, sinh vật và môi rường,

kể các vật chất không sống và các quá trình tiến hoá tự điều chỉnh dần cho đến lúc có

sự ổn định và cân bằng

Tuy nhiên sự cân bằng giữa khí quyển và sự sống cũng thay đổi luôn Một sự thay

đổi của phía này sẽ làm cho phía kia cũng phải thay đổi theo Do đó sự thay đổi về sự sống của các động vật và thực vật do thay đổi về chủng quần và phát triển kinh tế cũng

sẽ làm cho khí quyển thay đổi và tất nhiên sẽ gây ảnh hưởng đến các hệ thống có liên

quan Một số hệ thống đó lại có tác động quyết định lên hệ thực vật thiên nhiên và nông nghiệp, và bước tiếp theo là gây tác động lên chu trình các bon và chu trình nước

và có liên quan đến cả vai trò của bức xạ mặt trời, nguồn năng lượng cơ bản của tất cả các hệ thống tự nhiên

I.1.2 Chu trình các bon

Như đã trình bày ở trên, trong quá trình tiến hoá của Trái đất, một lượng lớn các bon

đã được lấy ra từ khí quyển và tích luỹ vào các “kho dự trữ” địa chất Lượng dự trữ các bon đó có trong các tầng địa chất của thạch quyển, trong đại dương, trên mặt đất và trong khí quyển (xem hình 1)

9 tấn

Đại dương 10 035 703 x 109 tấn Mặt đất

3600 x109 tấn

Trong đá (kể cả năng lượng hoá thạch)

50 005 000 x 109 tấn

Hinh 1 Chu trình cácbon, các kho dự trữ chính vμ dòng di chuyển

Hiện nay chưa đo được tất cả các dòng, nhưng cũng có thể ước lượng được một phần: dòng chuyển từ khí quyển xuống mặt đất được xem là lớn nhất vào khoảng 70 x

109 tấn/năm; các sinh vật biển hàng năm hấp thu khoảng 45 x 109 tấn, nhưng bản thân

đại dương có thể hòa tan một lượng lớn hơn

Các quá trình tự nhiên có thể cân bằng trong thời gian ngắn Dioxit cácbon được lấy đi từ khí quyển trong quá trình quang hợp và hòa tan vào đại dương Dioxit cácbon cũng được giải phóng vào khí quyển qua quá trình hô hấp của các sinh vật trên cạn, và hoà tan vào nước biển ở các đại dương Một số thực vật và động vật còn được giữ lại dưới dạng các lớp than bùn hay các tầng trầm tích ở đáy đại dương và không thể trở lại khí quyển Các tầng đá vôi và san hô được hình thành cũng đã lưu giữ cacbonat canxi trong đó - tuy nhiên dioxit cacbon cũng có thể được giải phóng từ các loại đá vào khí quyển qua các hoạt động của núi lửa Kích thước của các kho dự trữ các bon và dòng di

chuyển các bon rất khác nhau và lượng dioxit cácbon trong khí quyển là rất nhỏ so với lượng các bon có ở các kho dự trữ

Một lượng dioxit cácbon mới đáng kể đang được đưa vào khí quyển trong những năm gần đây là do đốt các chất đốt hoá thạch Khoảng chừng 5.000 triệu tấn hàng năm,

so với dòng cácbon thiên nhiên thì rất bé, nhưng nó cũng chiếm đến 0,7% của toàn thể lượng dioxit cácbon của khí quyển, và như vậy lượng dioxit cacbon thêm hàng năm này có thể tích luỹ dần trong một vài thập kỷ làm cho nồng độ dioxit cácbon trong khí quyển tăng dần Theo các số liệu đã đo đạc được thì nồng độ dioxit cácbon trong khí quyển đã tăng từ 315 phần triệu (p.p.m) trong năm 1957 đẫ lên đến 359 p.p.m vào năm

1987 Với mức độ như ngày nay thì nồng độ dioxit cácbon trong khí quyển sẽ tăng đến

600 p.p.m vào cuối thế kỷ này và chắc chắn điều đó sẽ có tác động lớn đến khí hậu toàn cầu và tất nhiên đến nền kinh tế xã hội của mọi nước, mọi dân tộc trên thế giới

I.1.3 Chu trình nước

Mọi người trong chúng ta đều biết rằng mưa rơi xuồng từ mây, chảy theo suối xuống sông rồi đổ ra biển khơi Chúng ta ở Việt Nam đều biết rằng mây từ biển đông thường đem theo mưa Như vậy là mây được hình thành từ hơi nước do nước biển bị bốc hơi Sự di chuyển của nước trên thế giới tạo thành một chu trình được gọi là chu trình nước: nước biển bốc hơi, bay vào không khí tạo thành mây, sinh ra mưa, rơi xuống mặt đất rồi lại chảy ra biển Các nhà khoa học đã ước lượng được khối lượng nước có trên đất liền, trong biển cả và trong không khí và cả khối lượng dòng nước lưu chuyển từ chỗ này đến chỗ kia (xem hình 2) Trong các khối băng chứa 29 triệu km3nước; ao hồ và sông chứa 0,2 triệu km3; biển và đại dương chứa 1350 triệu km3; trong khí quyển chứa 0,013 triệu km3 nước và trong sinh khối có 0,0006 triệu km3 Như vậy phần khối lượng nước trên Trái đất là ở các đại dương và chỉ một phần rất bé ở trong khí quyển Hàng năm có khoảng 99 000 km3 nước mưa rơi xuống đất liền và khoảng

324 000 km3 nước mưa rơi xuống đại dương; 62 000 km3 nước bốc hơi từ đất liên và

361 000 km3 từ đại dương Theo tính toán của các nhà khoa học thì mỗi giọt nước được giữ lại trong khí quyển khoảng một đến hai tuần trước lúc rơi xuống thành mưa hay tuyết; ngược lại mỗi giọt nước khi đã vào đại dương thì được giữ lại ở đó trung bình khoảng 4 000 năm

bề mặt của lá cây vào không khí Tổng số khối lượng nước trở lại không khí bằng hơi nước qua quá trình bốc hơi được gọi là quá trình thoát hơi nước (evapotranspiration) - nước bốc hơi qua lỗ khí trên bề mặt lá cây – có thể lớn hơn rất nhiều so với khối lượng nước bốc hơi thông thường Ngược lại độ ẩm lớn trong không khí lại tạo nên mưa và thúc đẩy sự phát triển của cây Như vậy là các hệ tự nhiên thường có cơ chế hết sức phức tạp

Các chu trình tự nhiên rất vĩ đại và lạ lùng, nhưng tại sao các chu trình ấy có thể vận hành được với năng lượng được cung cấp như thế nào?

I.1.4 Nguồn năng lượng cần thiết cho các chu trình tự nhiên

Cũng tương tư như đi xe đap, muốn xe chạy thì phải đạp, các chu trình thiên nhiên, như chu trình cacbon hay chu trình nước, để vận hành được cũng cần phải có nguồn năng lượng từ ngoài đưa vào Năng lượng đó chính là năng lượng từ mặt trời, nhưng tuân theo một nguyên tắc cơ bản: nguồn năng lượng sử dụng trong các các quy trình về môi trường chảy liên tục, đến từ nơi xuất phát rồi tan biến vào vũ trụ, và nguồn năng lượng đo có khối lượng không thay đổi và có thể chuyển từ trạng thái này qua trạng thái khác Sự chuyển đổi của nguồn năng lượng đó cực kỳ phức tạp, và cũng có thể tạm thời được tích luỹ lại dưới dạng các chất đốt hoá thạch (như than đá hay dầu mỏ),

nhưng chỉ là một lượng rất bé nhỏ đã đến được Trái đất và được giữ lại dưới các hình thức đó Còn các phần còn lại thì đi đâu?

Sự di chuyển của nguồn năng lượng từ mặt trời đến Trái đất được mô tả ở hình 3 Trong toàn bộ nguồn năng lượng Mặt trời chiếu xuống Trái đất thì khoảng 30% phản xạ trở lại không trung do mây và bụi Khoảng 1/5 được khí quyển hấp thu trước lúc đến

được mặt đất; khoảng một nửa đến được mặt đất, kể cả đất liền và biển cả, trong đó khoảng một phần tư được phản xạ trở lại không trung, một nửa làm bốc hơi nước ở mặt

đất và biển và phần lớn còn lại toả vào khí quyển và bi khí quyển hấp thu, làm cho khí quyển ấm lên và tạo nên các luồng gió theo chiều thẳng đứng; khoảng không đầy 1% tạo nên các luồng gió trên mặt Trái đất và khoảng 0,2% dùng cho chu trình quang hợp Như vậy là nguồn năng lượng từ mắt trời đi vào khí quyển rất lớn nhưng chỉ có một phần rất nhỏ được tích luỹ lại qua quá trình quang hợp, trong đó đã có hơn 30 % lượng năng lượng dự trử đó đã được con người sử dụng

I.1.5 Sinh quyển - nơi sinh sống của con người

Trái đất là hành tinh độc nhất được biết cho đến nay là có sự sống Trái đất được chia ra làm một số quyển cơ bản như sau: Thạch quyển, thuỷ quyển, khí quyển và sinh quyển

Thạch quyển (lithosphere) là lớp bên ngoài cùng của Trái đất bao gồm vỏ Trái đất

và lớp trên cùng của manti, tằng rắn dày 70 km ở đáy đại dương hoặc 150 km ở lục địa Thạch quyển tạo nên các mảng cứng nằm trên quyển mềm và có thể di chuyển trên quyển mềm đó

Thuỷ quyển (hydrosphere) là toàn bộ lớp nước bao quanh Trái đất, nằm giữa khí

quyển và vỏ Trái đất, gồm nước lỏng của các đại dương, biển, sông, hồ, đầm lầy và nước ngầm, lớp tuyết phủ hay đóng băng Sự tuần hoàn của nước làm thay đổi địa hình của Trái đất, chi phối điều kiện khí hậu và quyết định môi rường sống trên Trái đất

Khí quyển (atmosphere) là môi trường khí bao quanh Trái Đất, có khối lượng

khoảng 5,15 x 1015 tấn Khí quyển chia thành các tầng sau trên cơ sở của sự phân bố thẳng đứng của nhiệt độ và một số thông số khác: tầng đối lưu (troposphere), tầng bình lưu (stratosphere), tầng giữa (mesosphere), tầng tăng nhiệt (thermosphere) và tầng ngoại quyển

Khí quyển Trái đất là bầu khí quyển duy nhất trong Hệ Mặt trời có khả năng làm phát sinh và duy trì sự sống: có chứa oxy, hơi nước, có nhiệt độ thích hợp, có lớp ozon ngăn các sóng ngắn có hại cho sự sống, vv Hiện nay do các ngành công nghiệp phát triển, khí quyển Trái đất bị phá hoại nghiêm trọng: lượng khí gây ô nhiễm thải vào khí quyển ngày càng tăng (các loại khí CFC phá hoại tầng ozon tạo ra các lỗ hỗng để lọt các tia cực tím nguy hiểm; các khí CO2, CH4 … gây hiệu ứng nhà kính, vv ) làm nhiệt

độ Trái đất tăng dần, do đó làm thay đổi khí hậu toàn cầu, đe doạ nghiêm trọng sự sống trên Trái đất

Sinh quyển (Biosphere) là lớp vỏ mỏng và không đều, bao quanh mặt Trái đất mà

trong đó có tất cả các sinh vật sinh sống và các nguyên tố mà các sinh vật trao đổi với môi trường vô sinh Nước chiếm khoảng 2/3 khối lượng của tế bào sống, còn các phân

tử chất hữu cơ của tế bào, được tạo thành nhờ cacbon, hytro, nitơ và ôxy chỉ chiếm một 1/3 phần còn lại Các chất này và các chất khác nữa của các cơ thể sống thường xuyên được trao đổi, luân chuyển với đất, không khí và nước của sinh quyển

Năng lượng để tạo nên cấu trúc của các cơ thể được lưu giữ lại trong sinh quyển khi

ánh sáng mặt trời được các vi khuẩn, tảo và cây cỏ sản xuất ra các phân tử chất hữu cơ nhờ quá trình quang hợp, và ngược lại năng lượng được dự trữ trong các sinh vật rời khỏi Sinh quyển dưới hình thức nhiệt Các sinh vật quang hợp tự tạo ra chất hữu cơ, trong đó một phần được chúng sử dụng cho quá trình sinh sống và phát triển của bản

thân chúng; các phần chất hưu cơ còn lại là sản phẩm sơ cấp Toàn bộ sản phẩm sơ cấp

do các sinh vật quang hợp tạo ra được tích luỹ qua nhiều thế hệ - nguồn vật chất này là nguồn năng lượng để cho toàn bộ cuộc sống trên Trái đất tồn tại và phát triển

Sinh vật xuất hiện và phát triển được trên Trái đất là nhờ có nước, không khí và đất,

đó là những yếu tố vô sinh cần thiết cho sự sống Các yếu tố này liên kết với nhau rất chặt chẽ nhờ nước như là một chất hoà hoà tan và là môi trường trung gian để thúc đẩy các phản ứng hoá học cơ bản của sự sống

Trong lúc cung cấp các điều kiện cần thiết cho sự sống, cấu trúc và thành phần của các yếu tố vô sinh của vỏ ngoài Trái đất cũng bị tác động sâu sắc một cách lâu dài do các cơ thể sống Rõ ràng nhất, và cũng quan trọng nhất, sự tồn tại của một lượng lớn chất ôxy tự do trong không khí, phần chính được sinh ra là do quá trình quang hợp ở vi khuẩn lam, đã được khởi đầu cách đây khoảng 2000 triệu năm về trước Như vậy, có thể nói rằng sinh vật cũng góp phần quan trọng trong việc làm thay đổi môi trường vô sinh của Trái đất theo hướng tốt hay xấu cho sự sống, điều mà những năm gần đây

được nhiều người quan tâm

Sinh quyển là một hệ sinh thái khổng lồ, duy nhất, bao gồm tất cả các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước Các yếu tố cấu thành Sinh quyển gắn bó với nhau bằng các chu trình vật chất và dòng năng lượng trên phạm vi toàn cầu Khái niệm về Sinh quyển lần

đầu tiên được nhà bác học người áo E Ziu đưa ra vào năm 1875 Đến đầu thế kỷ thứ

XX, học thuyết về Sinh quyển được V I Vernadxki (1863-1945) phát triển đầy đủ trong các công trình nghiên cứu Sinh quyển về sinh địa hoá học Sinh quyển bao gồm:

ư Phần thấp của lớp không khí (khí quyển) hay còn gọi là tầng đối lưu, nơi sự sống

ở thạch quyển và thuỷ quyển, sinh vật có thể sống trọn vẹn chu kỳ sinh trưởng và phát triển, còn trong khí quyển, sinh vật chỉ có thể sống tạm thời, di chuyển từ nơi này

đến nơi khác, khi sinh sản chúng phải trở về môi trường rắn (thạch quyển) hoặc môi trường nước (thuỷ quyển)

Sinh quyển là một kho dự trữ năng lượng khổng lồ Do sự phát triển của giới sinh vật, mà sự tích trữ năng lượng sinh học từ khi hình thành đến nay, ngày càng tăng về số lượng Trong Sinh quyển - hệ sinh thái khổng lồ - giữa các sinh vật và các yếu tố vô cơ

của Sinh quyển có sự chuyển hoá lẫn nhau Sự tiến hoá của sinh vật dẫn đến những biến đổi và thúc đẩy sự tiến hoá của môi trường vật lý và hoá học Sự có mặt của Sinh quyển đã đóng vai trò quan trọng trong việc làm thay đổi cơ chế hoá học trong các quyển của Trái đất ảnh hưởng của các quá trình sống đã làm thay đổi thành phần hoá học của khí quyển, thành phần muối trong thuỷ quyển, cấu tạo của thạch quyển trong

sự hình thành thỗ nhưỡng và sự thành tạo, biến đổi của đá trầm tích Những biến đổi đó của môi trường lại ảnh hưởng tới các sinh vật Nhờ đó Sinh quyển phát triển và tiến hoá

đạt tới sự cân bằng ổn định Tuy vậy, từ khi loài người xuất hiện trên Trái đất và tăng dần về số lượng, các hoạt động của loài người đã có tác động đến Sinh quyển, làm cho Sinh quyển bị tổn thương theo hướng có hại cho muôn vật và chính cho cả con người

I.1.6 Giới hạn phân bố của sinh vật trong sinh quyển

Các cơ thể sống - các sinh vật đã và đang sinh sống trong Sinh quyển rất đa dạng và

đó cũng là đặc trưng của Sinh quyển Hiện nay các nhà khoa học cũng chưa thể biết chính xác là có bao nhiêu loài sinh vật đang và đã sống trên Trái đất Có thể ước lượng khoảng chừng 5 đến 30 triệu loài, thậm chí có đến 100 triệu loài đang sống trên Trái đất, nhưng đa số các nhà khoa học tin là có khoảng 14 triệu loài, trong đó chỉ mới có khoảng 1,7 triệu loài đã được mô tả và đặt tên, còn số loài được nghiên cứu đầy đủ thì rất ít Số loài

động vật chiếm khoảng 3/4 số loài đã biết, còn số loài thực vật chỉ khoảng 1/4 Một số nhóm được nghiên cứu kỹ như thú, chim Nhiều nhóm còn biết được rất ít, như vi sinh vật, côn trùng, các nhóm động vật không xương sống khác và các loài sống ở các đáy đại dương

Nhiều loài động vật sống nhờ được vào các loài thực vật là vì các loài thực vật có sinh khối rất lớn, tuy rằng số loài lại rất ít Toàn bộ khối lượng các chất hữu cơ của các sinh vật ước tính có thể tích khoảng 9 - 10 triệu km3, trong đó khối lượng thực vật lớn hơn khối lượng động vật khoảng 10 - 100 ngàn lần Đặc biệt rừng là nơi tích luỹ trên

đất liền khối lượng khổng lồ những cây cỏ, chiếm 5-10 lần khối lượng cây cỏ của đồng

cỏ Khối lượng động vật ở biển lớn hơn gấp bội khối lượng động vật trên đất liền

Hình 4 Sơ đồ không gian của Sinh quyển trên Trái đất

Thực vật phân bố trên Trái đất tạo thành một tấm thảm, còn động vật phân bố rải rác trên tấm thảm đó Tuy nhiên khoảng không gian của Sinh quyển mà động vật chiếm cứ lại lớn gấp 5 lần không gian của thực vật, bởi vì ở nhiều chỗ động vật sinh sống được nhưng lại không có thực vật, như các vùng nước sâu chẳng hạn

Bề dày của Sinh quyển ở lục địa cũng như ở đại dương đo được khoảng hàng chục km, nhưng đa số sinh vật tập trung tạo thành một lớp mỏng so với bề dày của Sinh quyển Ví

dụ thực vật tập trung ở lớp thấp của tầng đối lưu trong khoảng từ 10- 50 mét, chỉ có một số trường hợp cá biệt lên đến độ cao 100-150 m so với mặt đất, nơi có thể tìm thấy phấn hoa, bào tử, hạt cây Còn ở trong lòng đất, thực vật thường sống trong lớp đất mặt, lớp trên cùng của thạch quyển Vi sinh vật, các động vật không xương sống và động vật có xương sống tìm thấy ở những chỗ sâu hơn, có khi đến vài chục mét ở biển và đại dương, có thể tìm thấy sinh vật ở tất cả các nơi , tuy nhiên thực vật chỉ tìm thấy ở tầng mặt, đến độ sâu còn

có thể nhận được ánh sáng mặt trời Nhiều loài động vật sống được ở đáy đại dương, ở độ sâu trên 11 km ở một số nơi trên Trái đất không có sinh vật sinh sống, vì ở đó không đủ

điều kiện cho sự sống tồn tại như ở miệng núi lửa đang hoạt động, ở những hồ và biển nhỏ

có nồng độ muối quá cao, những suối nước nóng trên 700 C, những vũng nước bị ô nhiễm khí độc hydro sulfure (H2S), chất độc arsenic…Ví dụ “biển kín” hay “biển chết” ở Palestin

có nồng độ muối 231,3%, hồ Tuse Tollu ở Thổ Nhĩ Kỳ có nồng độ muối 320%, không có một sinh vật nào có thể sống được ở đó

Do phần lớn các sinh vật sinh sống tuỳ thuộc trực tiếp hay gián tiếp vào ánh sáng mặt trời mà những vùng có ánh sáng mặt trời tạo thành những vùng cơ bản của Sinh quyển: như lớp mỏng vài cm của mặt đất, lớp trên của ao hồ, sông suối và đại dượng, nơi mà ánh sáng mặt trời có thể xuyên đến được

Như vậy trong Sinh quyển, sinh vật phân bố không đều, chúng tập trung ở những nơi

có điều kiện sinh sống thuận lợi, chỗ càng có nhiều điều kiện thuận lợi, càng có nhiều loài sinh vật sinh sống với số lượng lớn Do sự chuyển hoá chất trong các sinh vật không thực hiện được hay thực hiện một cách chậm chạp khi không có nước, mà những vùng thiếu nước, sinh vật rất thưa thớt như các vùng cực hay trên các đỉnh núi rất cao, nơi có băng vĩnh cửu, hay các sa mạc Tuy nhiên ranh giới này cũng không rõ ràng

Sự phân bố của sinh vật trong thuỷ quyển, thạch quyển và khí quyển cũng rất khác nhau tuỳ theo các vùng địa lý, có xu hướng ít dần từ xích đạo đến miền cực, từ vùng thấp lên vùng cao, từ chỗ cạn đến chỗ sâu hơn

Thuỷ quyển, về lý thuyết mà nói thì chỗ nào cũng có đủ điều kiện cho sự sống vì thế

mà hầu như ở đâu cũng có thể tìm thấy sinh vật sinh sống, và cũng vì thế mà thuỷ quyển chiếm thể tích lớn nhất của Sinh quyển Tuỳ thuộc vào độ trong của nước, mà vùng có ánh sáng mặt trời, có thể là vài ba cm mặt nước hay sâu đến vài ba trăm mét, tuy nhiên vùng sống ở đại dương có thể mở rộng đến cả những nơi sâu nhất, nơi hoàn toàn không có tí ánh sáng mặt trời nào, ở độ sâu hơn 10 km ở đây sinh vật sinh sống được nhờ vào các chất bã hữu cơ thường xuyên lắng xuống như mưa từ các lớp nước phía trên Ngoài ra ở các đáy

đại dương còn có các quần xã động vật sống dựa vào các vi sinh vật nhận được năng lượng

từ nguồn hytro sulphit của các suối nóng ở độ sâu dưới vài trăm mét ở các đại dương, khối lượng sinh vật thường rất thấp

Điều kiện sống ở đại dương cũng như trong các thuỷ vực lục địa tương đối ổn định, nên sinh vật không những sống được ở tất cả mọi nơi có nước, mà còn tập trung một số lượng lớn tại những nơi thuận lợi như ở các vùng nhiệt đới Do điều kiện tương đối ổn định nên

đã hạn chế việc hình thành các loài mới, cũng vì thế mà số lượng loài sinh vật ở biển ít hơn

so với sinh vật trên cạn, nhưng các loài sinh vật ở biển lại có tuổi địa chất cao hơn các loài

ở trên cạn

Hiện nay đã xác định được trong số 63 lớp động vật thì có đến 52 lớp có mặt ở đại dương, trong đó 31 lớp chỉ có ở biển mà không có trên lục địa Trong 33 lớp thực vật trên Trái đất, thì ở đại dương tìm thấy 10 lớp, trong đó có 5 lớp chỉ sống ở môi trường nước mặn Đến nay, trong các đại dương đã biết trên 200.000 loài sinh vật, gồm các sinh vật trôi nổi (Plankton), sinh vật đáy (thực vật đáy Phytobenthos và động vật đáy zoobenthos),

động vật tự bơi trong các tầng nước trung gian (Nekton) như cá, mực, rắn biển, rùa biển, thú biển, sinh vật sống trên màng nước (Pleiston và Neiston), sinh vật ở bờ Tổng sản lượng sinh vật của đại dương được đánh giá như sau: Phytoplankton 550 tỷ tấn, Phytobenthos 0,2 tỷ tấn, Zooplankton 53 tỷ tấn, Zoobenthos 3 tỷ tấn và Nekton 0,2 tỷ tấn Tổng sản lượng chung của toàn bộ thực vật ở biển là 550,2 tỷ tấn, còn động vật khoảng 56,2 tỷ tấn Như vậy, ở đại dương, tức là trong thuỷ quyển, khối lượng thực vật – sinh vật

tự dưỡng cũng lớn hơn sinh vật dị dưỡng (động vật) nhiều lần, nhưng phạm vi phân bố của

động vật lại lớn hơn phạm vi của thực vật nhiều lần

Trên lục địa, điều kiện sống rất khác nhau, ngay cả trong một khu vực nhỏ Mỗi vùng

địa lý chỉ thích hợp với một nhóm sinh vật Tuy vậy với diện tích chỉ chiếm 29% diện tích

bề mặt Trái đất, số lượng các loài sinh vật (động vật và thực vật) trên đất liền rất lớn, lớn hơn nhiều lần so với các loài động vật và thực vật trong thuỷ quyển Phần lớn các sinh vật trên cạn đều phải liên hệ với đất Đất là giá thể, là nơi sinh sống, kiếm ăn, sinh sản của rất nhiều loài sinh vật Nhưng đi sâu vào lòng đất thì số lượng loài động vật càng ít Rễ cây cũng chỉ ăn sâu vào lòng đất ở mức độ nhất định Thường rễ cây và các loài động vật chỉ sống ở trong lớp đất phong hoá không quá 10 mét Chui sâu vào lòng đất, động vật không kiếm được thức ăn Tính chất cơ học của các lớp đất đá cũng hạn chế khả năng động vật chui sâu vào lòng đất, đồng thời chui sâu vào lòng đất cũng không có ánh sáng mà nhiệt

độ lại tăng lên dần Cứ chui sâu vào lòng đất 100 m, nhiệt độ tăng lên 1 độ C, do đó ở độ sâu đến 3 km trong lòng đất sinh vật không thể sống được Tuy nhiên trong trường hợp cá

biệt người ta đã tìm thấy giống cá Gasteresteus neubatus ở giếng sâu 128 m và đã tìm thấy

vi sinh vật ở giếng khoan sâu 2,5-3 km, thậm chí đôi khi còn tìm thấy cả trong các giếng dầu mỏ ở độ sâu 4500 m

Trong khí quyển, các sinh vật tập trung ở lớp dưới cùng của khí quyển gọi là tầng đối lưu Trong lớp này thực vật chỉ tập trung sinh sống từ mặt đất lên đến độ cao 50 m, nơi di chuyển chính của các phấn hoa, bào tử và hạt cây Nhiều động vật bay vào khí quyển cũng chỉ ở tầm cao ngang hay trên các ngọn cây chút ít Những loài động vật bay giỏi như chim, côn trùng và dơi có thể bay cao đến 200-300 m Chỉ một số loài chim có thể bay cao đến hơn 3.000 m Trên đường di cư, ngng trời, sếu có thể bay qua trên ngọn núi Evơret (cao 8.858 m) của dãy Hymalaya Vi khuẩn có thể tìm thấy ở độ cao 22 km Giới hạn cao nhất của sự sống trong khí quyển có thể là 50 km Giới hạn này được quy định bởi nhiệt độ, áp suất thấp và chủ yếu do tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời giết chết sinh vật ở độ cao đó Các sinh vật cũng không thể sống trong không khí ở chỗ quá cao vì cuộc sống của chúng luôn gắn liền với bề mặt Trái đất

Sự phân bố của sinh vật trên các lục địa thay đổi theo chiều nằm ngang của các đới khí hậu và chiều thẳng đứng của độ cao của núi

Trên lục địa , những đặc tính khí hậu của mỗi vùng địa lý đã xác định các biom (biome) - là các quần xã của miền rộng lớn động vật và thực vật có các dạng sống và các

điều kiện môi trường giống nhau thích nghi với điều kiện của khu vực, là đơn vị địa lý sinh vật lớn nhất và được gọi theo kiểu ưu thế của thảm thực vật, như rừng mưa nhiệt đới hoặc

đồng cỏ Từ vùng cực đến vùng xích đạo, có những biom chính sau: đài nguyên hay đồng rêu (Tundra), rừng lá kim (Taiga), rừng lá rộng rụng lá theo mùa của vùng ôn đới, rừng á

nhiệt đới, rừng mưa nhiệt đới Theo mức độ khô cằn có các biom như thảo nguyên, xa van nhiệt đới, thảo nguyên vùng ôn đới, hoang mạc, sa mạc

Nếu xét về mức độ đa dạng về loài và độ phong phú các cá thể phân bố từ vùng xích

đạo tới vùng cực có thể nhận xét chung như sau: số lượng loài sinh vật giảm dần, còn số lượng cá thể của một loài lại tăng dần từ vùng xích đạo đến vùng cực

Theo sườn núi, đi từ chân núi lên đỉnh, những điều kiện của môi trường sống thay đổi dần: nhiệt độ giảm, trên dỉnh núi cao thường có chỏm băng, độ ẩm, chế dộ gió, sự chiếu sáng ở những sườn núi khác nhau, biến đổi đáng kể Những điều kiện đó làm cho các quần xã sinh vật từ chân núi lên đỉnh có những biến đổi tương tự như từ vùng xích đạo lên vùng cực

Nói tóm lại trong Sinh quyển sự phân bố của sinh vật không đồng đều Nơi nào có thức

ăn, có điều kiện sinh thái thuận lợi thì nơi đó có sinh vật sinh sống Càng có nhiều thức ăn, sinh vật tập trung ở đó càng đông Điều kiện sống càng thuận lợi, sinh vật ở đó càng phong phú Những nơi sinh vật tập trung đông hình thành những trung tâm phong phú Nơi hình thành loài gọi là trung tâm phát sinh Như vậy những nhân tố sinh thái của môi trường có

ảnh hưởng tới sự phân bố không đồng đều của các sinh vật trong Sinh quyển, đồng thời là yếu tố ảnh hưởng tới quy luật phân bố địa lý của các sinh vật trên Trái đất

I.1.7 Vai trò của đa dạng sinh học trong sinh quyển

Sinh vật không những là thành phần cơ bản của sinh quyển mà còn đóng vai trò hết sức quan trọng của các chu trình sinh địa hoá, với sư tham gia của nhiều nhóm sinh vật

khác nhau (các vi khuẩn cố định đạm và các sinh vật quang hợp) trong các quá trình

khác nhau Nói một cách đơn giản, một phần của đa dạng sinh học là rất cần thiết để duy trì Sinh quyển hoạt động một cách bình thường như hiện nay, trong đó đa dạng vi sinh vật giữ vai trò cơ bản, đặc biệt quan trọng Tuy nhiên, cần có đa dạng sinh học với mức độ bao nhiêu để có thể đảm bảo được hoạt động bình thường của Sinh quyển, có phần nào đa dạng sinh học là thừa thải không, hiện nay vẫn chưa ai xác định được Cho đến nay, mối liên quan giữa đa dạng sinh học với sự các hoạt động của toàn bộ các

hệ sinh thái, kể cả sự cân bằng, tính bền vũng, tính mềm dẻo và năng suất vẫn còn chưa

được biết rõ Tuy nhiên càng ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về lý luận và thực tiễn chỉ ra rằng tính đa dạng giữ vai rất quan trọng trong chức năng lâu dài của các

hệ sinh thái

Các hệ sinh thái là những cỗ máy sản xuất của trái đất cùng với các cộng đồng các loài sinh vật sinh sống và phát triển trong những điều kiện nhất định và tương tác rất chặt chẽ với nhau và với các điều kiện vật lý của nơi chúng sinh sống Đó là các khu rừng, vùng đồng cỏ, sông, hồ, vùng bờ biển, các hải đảo, các vùng nước sâu, núi, các vùng sản xuất nông nghiệp và cả các thành phố nữa Mỗi hệ sinh thái là một kiểu giải quyết cuộc sống trong điều kiện về môi trường nhất định, đã được hình thành và tồn tại

hàng nghìn năm Mỗi hệ sinh thái là một kho tư liệu, tích luỹ những bài học về tồn tại

và phát triển của sinh vật, tính hiệu quả và thích nghi của muôn loài như việc vươn đến chỗ có ánh sáng mặt trời, nước, thức ăn và không gian Nếu lột bỏ hết các hệ sinh thái thì Trái đất cũng sẽ có hình ảnh tương tư như Mặt trăng hay Sao hoả Hình ảnh đó cũng nói lên sự khó khăn biết chừng nào để có thể hồi phục lại các hệ sinh thái mỗi khi

bị suy thoái hay biến mất Chỉ nói riêng đất màu mỡ để chúng ta cày cấy là một quà tặng vô cùng quý giá của thiên nhiên, được hình thành nên qua hàng triệu năm của các quá rình vô cơ và hữu cơ Kỷ thuật ngày nay cũng có thể tái tạo được các chất dinh dưỡng cho đất để trồng trọt, nhưng nhìn chung giá cả qúa đắt đỏ, khó lòng chấp nhận

được

1.2 Con người trong Sinh quyển

Theo chiều phát triển của lịch sử thì loài người được bắt nguồn từ một loài vượn cổ nào đó, có thể là ở châu Phi cách ngày nay khoảng 5 triệu năm về trước Các dấu vết hoá thạch thuộc về giống Homo đã tìm thấy vào kỷ Pleistocene, có tuổi khoảng 2 triệu năm, còn dấu vết con người hiện đại tìm thấy khỏang 100.000 năm về trước

Nông nghiệp đã được phát triển độc lập với nhau tại vài vùng vào khoảng 10.500 năm về trước và đều là ở những vùng có dân cư phát triển Dân số loài người tăng thêm một cách chậm chạp cho đến đầu thế kỷ 19, cho đến khi nông nghiệp và công nghiệp phát triển thì dân số loài người cũng phát triển một cách nhanh chóng cho đến ngày nay

Con người là loài sinh vật khởi đầu việc tổ chức sản xuất ra nguồn tài nguyên của Trái đất bằng biện pháp nông nghiệp Cũng từ đó con người đã chuyển đổi nhiều vùng thiên nhiên rộng lớn trên đất liền thành vùng nông nghiệp và đã sử dụng hơn 1/3 toàn

bộ sản lượng sơ cấp nguyên của Trái đất Con người cũng đã góp phần chính vào việc huỷ diệt nhiều loài thú và chim cở lớn trên đất liền trong thời tiền sử, và đang phải chịu trách nhiệm về sự biến đổi nhiều vùng sinh thái tự nhiên, khai thác quá mức tài nguyên

và gây nên sự sa sút về đa dạng sinh học và biến mất của nhiều loài trong thời hiện tại Con người cũng đang gây nên sự biến đổi khí hậu toàn cầu

I.2.1 Nguồn gốc loμi người

Loài người được sinh ra trên Trái đất một cách tự nhiên như muôn loài khác, là một thành phần của thế giới sinh vật, sinh sống trong một hệ sinh thái Loài người cũng phải lệ thuộc vào các loài khác và các quần xã trong hệ sinh thái để có được những nhu cầu cơ bản cho cuộc sống để tồn tại và phát triển và cũng phải góp phần vào việc bảo tồn Sinh quyển

Như chúng ta đã nói đến ở trên, các hợp chất hữu cơ được tạo ra trong các sinh vật quang hợp là điểm khởi đầu mà năng lượng mặt trời được chuyển vào Sinh quyển Con

người và các loài động vật khác không có khả năng thu được năng lượng băng cách quang hợp, phải ăn và tiêu hoá các sản phẩm sơ cấp hay các động vật ăn các sản phẩm sơ cấp để có được năng lượng cần thiết từ các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng cần thiết cho các hoạt động của bản thân mình

Trong lúc con người không làm được điều cơ bản gì khác các loài động vật khác, nhưng nhờ có tổ chức xã hội và kỷ thuật mà loài người đã có khả năng khai thác được tài nguyên thiên nhiên một cách mạnh mẽ hơn các loài khác và vì thế mà loài người cũng là loài động vật độc nhất đạt được kết quả đó Điều hiển nhiên, là loài người không phải chỉ trong sớm chiều mà đã đạt được vị trí độc tôn trên hành tinh Trái đất

Sự phát triển ảnh hưởng của loài người đã được khởi đầu vài triệu năm về trước vào khoảng kỷ Pleistocene, khi mà công cụ bằng đá đầu tiên được loài khỉ dạng người thuộc họ Homonidae sử dụng đâu đó ở vùng Đông Phi Từ lúc xuất hiên trên Trái đất cho đến ngày nay, loài người đã có lịch sử phát triển khá dài

Hình 5 Con đường phát tán của loμi người

Nguồn gốc và lịch sử vào buổi ban đầu của loài người hiện còn nhiều bàn cãi, chưa

có sự thống nhất Dù sao thì tổ tiên xa xưa của loài người được bắt nguồn từ một loài vượn ở châu Phi vào cuối kỷ Miocene, khoảng 6 đến 5,5 triệu năm về trước được phát hiện ở Ethiopia với tên gọi là Ardipethecus, và được xem là dấu vết cổ nhất về vượn người1 Một loài khác cùng giống đã được tìm thấy vào khoảng 4 triệu năm về trước cùng với hai loài khác thuộc Australopithecus và Paranthropus ở Đông phi có tuổi trẻ hơn

1

Hoá thạch cổ nhất về dấu vết con người, loài Homo habilis được tìm thấy vào khoảng giữa và hậu kỷ Pleistocene, có tuổi khoảng 2 triệu năm, ở Kobi Kora thuộc Kenya, được cho là bắt nguồn từ giống Australopithecus2 Tuy nhiên, hai chiếc sọ còn khá nguyên vẹn được tìm thấy gần đây ở vùng Caucase (nam Georgia) có tuổi khoảng 1,8 triệu năm thuộc loài Homo ergaster3 Nhiều công cụ bằng đá rất cổ đã được tìm thấy ở Thổ Nhĩ Kỳ và nam á có tuổi khoảng 1,5 triệu năm, và ở bắc á, có tuổi khoảng 1,4 triệu năm4 Tất cả những kết quả nghiên cứu đó nói lên rằng con người cổ Homo đã

có mặt ở châu Âu , đông và nam á chậm hơn ở châu Phi ít lâu

Hình 6 Con đường phát tán của loμi người (tiếp theo)

Loài người hiện đại Homo sapien xuất hiện trên Trái đất vào khoảng vài trăm ngàn năm về trước Nhiều chứng cứ về hoá thạch người hiện đại đã được tìm thấy tại châu Phi, Trung đông và gần đây cả ở Đông và Đông á có tuổi khoảng 100.000 năm ở châu

Âu dấu vết người hiện đại tìm thấy sớm nhất vào khoảng 40.000 năm về trước5 Ngoài châu Phi, á và Âu, dấu vết của con người hiện đại cổ đã tìm thấy ở một vài nơi khác trên thế giới Năm 1974 đã tìm thấy một bộ xương người ở hồ Mingo ở úc có tuổi khoảng 62.000 năm, có lẽ con người này đã di cư từ lục địa đến đây vào thời đó6

ở châu Mỹ dấu vết con người tìm thấy sớm nhất ở bờ biển Chile có tuổi 14 000- 15.000 năm7 Cũng có ý kiến cho rằng dấu vết con người đã tìm thấy ở bắc Brazil sớm hơn, khoảng 32.000 năm về trước8 ở Bắc Mỹ con người đã tìm thấy vào khoảng 12

000 năm về trước, còn ở vùng Caribê, kể cả Cuba và Hispaniola dấu vết con người được tìm thấy chậm hơn vào khoảng 6.000 năm về trước9

Các dấu vềt cổ sinh vật học chứng tỏ rằng con người đã chuyển đến các đảo Thái Bình Dương, ở Tân Guinea vào khoảng 4.000 năm về trước, ở Fiji và Samoa khoảng 3.500 năm, đến Hawai, Tân Tây Lan và cả các đảo ở ấn Độ Dương, Madagascar

khoảng 1.500 năm về trước.10

Sau một thời gian khá dài loài người đã có mặt ở nhiều vùng trên thế giới và có lẽ loài người cũng là loài động vật đầu tiên đã tác động lên Sinh quyển một cách độc đáo, luôn là tiềm năng gây nên sự mất cân bằng sinh thái, đủ để làm cho Sinh quyển đứng trước nguy cơ suy thoái dần Từ khi xuất hiện, loài người với tiến bộ không ngừng về

kỷ thuật, cùng với sự tăng trưởng dân số một cách chóng mặt, đã tác động lên môi trường tự nhiên một cách mạnh mẽ, gây nên sự phá huỷ chưa từng có trong lịch sử phát triển của Trái đất Như vậy loài người từ khi xuất hiện là loài độc nhất phải chịu trách nhiệm về sự suy thoái của Sinh quyển, mà theo các nhà sinh thái học và cổ sinh vật học, quá trình đó văn chưa đạt đến cực đỉnh

Trong quá trình phát triển của trí thông minh và cả những tiến bộ về sinh học trên con đường hoàn thiên con người, chúng ta, loài người đã phát minh ra những phương pháp khai phá thiên nhiên, những công cụ, những kỷ thuật không ngừng được hoàn

7 Dillehay T.D., 1997

8 Guidon N and Delibrias G 1986

9 Harcourt C.S and Sayer J.A., 1995

10 Pimm L.S., Moulton M.P and Justice L.J., 1995; Dewar R.E., 1984

thiện cho phép chúng ta khai thác bề mặt Trái đất, các tài nguyên thiên nhiên một cách tàn bạo, không công bằng, thiếu suy nghĩ, không quy hoạch, gây ảnh hưởng xấu đến các loài khác đã có mặt tại đây trước chúng ta nhiều, và chính những tác động đó lại

ảnh hưởng xấu đến chúng ta mà chúng ta không lường trước được Những tiến bộ về trí

thông minh của con người cổ, rối đến con người hiện đại (Homo sapien) đã tạo nên

một thứ tâm lý tai hại mà không từng có hay rất hiếm hoi trong các loài động vật khác Thứ tâm lý đó, cho đến ngày nay vẫn đang thúc đẩy chúng ta tìm đủ mọi cách khai thác các loại tài nguyên, càng nhanh càng tốt, càng nhiều càng tốt, với lòng tham lam không đáy mà không trù liệu được sự suy tàn của môi trường sống của chính bản thân chúng ta Có lẽ còn lâu, trong nền văn minh hiện đại, lòng ham muốn của con người -

là có được mối lợi trước mắt, ngắn hạn - sẽ còn kéo dài, dẫn đến việc tiềp tục khai thác quá mức các nguồn tài nguyên thiên nhiên Và điều có thể tiên liệu được là Sinh quyển, nơi sinh sống và phát tiển của loài người sẽ bị tàn lụi đến mức không thể khôi phục lại

được, nếu như chúng ta không có những biện pháp ngăn chặn kịp thời

1.2.2 Tác động của kỷ thuật lên Sinh quyển

Lửa có lẽ là phát minh đầu tiên của loài người có ý nghĩa hết sức to lớn đối với cuộc

sống của họ Từ khi xuất hiện trên Trái đất, loài người cũng như nhiều loài động vật khác trên thế giới sống một cách hết sức hài hoà với thiên nhiên, ít nhất là về mặt sinh thái học Tổ tiên đầu tiên của loài người, vào thời đại đồ đá cũ, với số lượng dân cư chưa lớn, nên tác động của họ lên thiên nhiên cũng hết sức hạn chế Họ săn bắt , hái lượm, sinh sống trong thiên nhiên như là một thành viên của quần lạc sinh vật , tương

tự như những thành viên khác của quần lạc cùng tham gia vào chu trình vật chất và dòng năng lượng của Sinh quyển Nhưng từ khi các thợ săn thời đồ đá cũ tìm ra lửa, họ

đã có cách tác động mới lên thiên nhiên, có tính chất phá huỷ, làm suy thoái, khác với những hoạt động yếu ớt, kém hiệu quả trước đó của họ

Ngày nay chúng ta tin rằng, bằng cách dùng lửa, loài người đã tạo ra được một thứ công cụ có thể đánh đuổi hay bao vây con mồi, và với lửa, đã hàng trăm nghìn năm qua, loài người cũng đã tạo nên sự đảo lộn trong các quần xã thực vật, ở nhiều miền khác nhau trên Trái đất Châu Phi là nơi bị tàn phá đầu tiên và rồi đến các vùng khác như Trung Âu, Bắc á cũng đã có lúc bị lửa tàn phá dữ dội vào thời đồ đá cũ Tại các vùng nhiệt đới và có thể cả các vùng ôn đới nữa, nhiều khu rừng nguyên thuỷ rộng lớn

đã bị lửa tàn phá và lửa cũng đã hạn chế sự phục hồi rừng sau đó Hơn nữa, các lớp phủ thực vật tự nhiên ở các vùng thuộc châu Phi, châu á và Mỹ nhiệt đới đã tiếp tục bị con người làm suy tàn để tạo nên các vùng đồng cỏ, thuận lợi cho các loài thú móng guốc phát triển hơn là ở các rừng nguyên sinh Như vậy là, chính những đám cháy do con người gây nên và cả những đám cháy tự nhiên đã làm cho nhiều vùng rừng biến thành những trảng cỏ ở Tây Phi, Bắc á Đã hơn một chục nghìn năm, người Indien ở

Bắc Mỹ cũng đã với cách tương tự , là đốt rừng để tạo nên các đồng cỏ cho loài bò bison phát triển Thông thường thì sự biến đổi của quần xã thực vật do lửa tạo nên trong các trường hợp nói trên đã làm suy yếu khả năng sinh học của môi trường như đã

được chứng minh trong các nghiên cứu được thực hiện ở vùng Biển Ngà (Lamotte và

cs , 1967) và cả ở Brazin và Guyane

Tuy nhiên các thợ săn thời đồ đá cũ không phải chỉ làm biến đổi và suy thoái các quẩn thể thực vật trên những vùng rộng lớn, bằng cách dùng lửa kết hợp với một số kỷ thuật săn bắn , họ cũng đã làm biến đổi cấu trúc của của hệ động vật có xương sống cở lớn có mặt ở khắp các vùng trên Trái đất vào thời đó Ngày nay, chúng ta đã có những bằng chứng hoá thạch nói lên sự phồn thịnh của các loài thú lớn vào thời Neogen và sự

diệt vong của hàng loạt của nhiều loài đó vào thời Pleistocene tiếp theo (Martin, 1967)

Vào khoảng 50.000 năm về trước , ở vùng châu Phi nhiệt đới, hơn một nửa số thú cở lớn đã từng sống ở đây vào kỷ đệ tam đã bị tiêu diệt Cũng bằng cách như vậy, các thợ săn vào thời đại đồ đá cũ, khoảng 12.000 năm về trước cũng đã tiêu diệt hơn 60% các loài thú lớn ở vùng Mahgreb Những người Indien cổ ở Bắc Mỹ cũng đã loại trừ loài

Ma mút và cả loài bò bison cổ (Bison antique) Người ta cũng đã tìm thấy dấu vết các

hố chứa đầy xác chết của loài này bị các thợ săn bao vây bằng lửa và dồn chúng vào trong một hẻm núi hay các đường hầm do chính họ đào thành Các nhà cổ sinh vật học cũng đã chứng minh được nhiều loài thú lớn khác và cả những loài chim cở lớn ở Madagascar và Tân Tây Lan đã bị tiêu diệt do con người

I.2.3 Nông nghiệp, nguyên nhân đầu tiên gây nên sự suy thoái tμi nguyên

Vào đầu thời đại đồ đá mới, con người đã bắt đầu biết trồng trọt và chăn nuôi Sự phát minh về nông nghiệp cùng với sự tăng dân số chưa từng có của con người đã tác

động lên Sinh quyển một cách mạnh mẽ Đây là cuộc cách mạng thứ hai về kỷ thuật của xã hội loài người, đã là động lực tác động lên các cấu trúc xã hội và nền văn hoá từ thời đó và còn kéo dài cho đến ngày nay tại nhiều nước còn có nền kinh tế kém phát triển Sự phát triển của trồng trọt cũng đã gây nên sự nhiễu loạn lớn đầu tiên cho Sinh quyển Sự nhiễu loạn đó còn được thúc đẩy mạnh hơn do những người chăn nuôi đã làm biến đổi cấu trúc các quần xã động vật bằng cách làm giảm thiểu các loài động vật lớn ở các đồng cỏ vì họ cho rằng các động vật hoang dã ở các đồng cỏ là có hại cho sự phát triển của các động vật chăn nuôi của họ Do nông nghiệp phát triển mà các biom rừng nguyên sinh đã bị thay thế bằng các đồng cỏ để chăn nuôi và các vùng canh tác.Các hoạt động nông nghiệp đựơc bắt đầu bằng các hành động phá huỷ những hệ sinh thái tự nhiên rộng lớn với mức độ đa dạng sinh học cao để thay thế vào đó là những vùng trồng trọt với số loài thực vật hết sức hạn chế, đựơc chọn lọc theo yêu cầu cung cấp lương thực và thực phẩm của con người

Sự mở rộng nông nghiệp đã dần dần phá huỷ nhiều hệ sinh thái tự nhiên trên đất liền Việc phá huỷ bừa bãi nhiều khu rừng rộng lớn, thiếu quy hoạch trên những vùng

đất nhạy cảm, dễ suy thoái ở các miền ôn đới và nhiệt đới đã làm cho nhiều vùng bị

suy thoái nặng nề mà không thể cưỡng lại được

Ngoài ra, việc tạo nên những hệ nông nghiệp, trong đó con người đã giảm thiểu tính đa dạng loài vốn có tại những vùng sinh thái trước đó, bằng mọi cách để loại trừ tất cả những loài có thể cạnh tranh với một số ít loài được trồng trọt, nông nghiệp còn kéo theo công việc chăn nuôi một số ít loài động vật, trong đó có một số loài được sử dụng làm sức kéo

Để cho công việc nông nghiệp đạt hiệu quả cao, tăng nhanh khối lượng lương thực trên một đơn vị diện tích, đồng thời khối lượng năng lượng được sử dụng cũng được tăng lên một cách tương ứng

Như vậy trong thời kỳ đồ đá cũ, con người sinh sống bằng cách hái lượm và săn bắt

Họ phải sử dụng tất cả vùng rộng lớn thiên nhiên có tiềm năng để thu hái thức ăn và săn bắt con mồi, và thiên nhiên lúc đó cũng chỉ đủ khả năng để nuôi sống một chủng quần người với mật độ dân số thấp Từ khi phát minh ra việc trồng trọt và chăn nuôi, dân số tăng lên khá nhanh do khối lượng lương thực được sản xuất ngày càng nhiều Xã hội loài người

đã dần dần chuyển từ phương thức du cư đến định cư Nhiều kỷ thuật trồng trọt và chăn nuôi mới được phát minh, như sử dụng phân bón, từ phân hữu cơ, rồi phân hoá học, và kỷ thuật về thuỷ lợi Thêm vào đó, con người dần dần cũng đã biết khai thác nguồn lợi thuỷ sản dồi dào từ biển cả để bổ sung cho nguồn thức ăn nuôi sống mình

Kết qủa bước đầu đạt được rất khả quan Cuộc sống của loài người bớt đi nhiều nỗi gian truân Tuy nhiên việc tổ chức trồng trọt không đúng lúc, không hợp thời trên những vùng đất nhạy cảm, không phù hợp với cấu trúc thỗ nhưỡng đã làm cho những vùng đất này bị thoái hoá nhanh chóng và làm cho môi trường tự nhiên bị biến đổi mạnh, mất cân bằng sinh thái

Sự phá huỷ các quần xã thực vật tự nhiên để tổ chức trồng trọt hay chăn nuôi thường là khởi đầu của hiện tượng khô hạn rồi tiến tới sa mạc hoá cả những vùng rộng lớn Việc sử dụng lửa của những người chăn nuôi thời tiền sử để quản lý đồng cỏ cho gia sức, tại nhiều vùng ở Địa Trung Hải và các vùng khác đã phá huỷ nhiều rừng tự nhiên từ nhiều nghìn năm về trước ở những vùng này

Việc làm đảo lộn nhiều vùng tự nhiên đã xẩy ra vào khoảng vài nghìn năm về trước, vào đầu công nguyên Nhiều vùng đất đã từng là cái nôi của nền văn minh như vùng đất nam Palestine, bắc Syrie và vùng Lưỡng Hà (Irak ngày nay) kéo dài đến phía đông Iran Nền nông nghiệp đã xuất hiện tại đây vào khoảng 10.000 năm về trước Tất nhiên vào thời

đó vùng đất này hết sức phong phú, dân cư đông đúc, là nơi sản xuất lương thực lớn và là

vùng chăn nuôi cừu trù phú Trồng trọt và chăn nuôi phát triển đã phá huỷ dần rừng tự nhiên, rồi tiếp theo là đất và cả nguồn nước…Ngày nay, sa mạc cát khô cằn đã chiếm lĩnh hầu hết các vùng đất phong phú thời tiền sử ở Trung-Đông vào khoảng 8.000 năm về trước, nền văn minh nông nghiệp thời kỳ đồ đá mới

Cho đến ngày nay, mặc dầu kỷ thuật nông nghiệp đã có nhiều tiến bộ, nhưng còn nhiều xã hội vẫn tiếp tục giữ những nét truyền thống cơ bản về sản xuất nông nghiệp của thời đồ đá mới

Đến những năm gần đây, nhiều thành phố đã xuất hiện, công nghiệp đã phát triển, tuy nhiên phần lớn dân số loài người vẫn sinh sống ở nông thôn nhờ vào sản xuất nông nghiệp

Về mặt đó mà nói, tác động của loài người lên thiên nhiên về cơ bản vẫn chưa thay đổi nhiều, cho mãi đến giữa thế kỷ XIX, khi những phát minh của các nhà khoa học được các nhà tư bản lớn phát huy, và là cơ sở của sự phát triển của nền văn minh công nghệ đương

đại

Hộp 1 Lịch sử sử dụng đất đai và thất bại

1) 7000 - 1800 BC :Vùng Mesopotamia/Sumer - Vùng nông nghiệp Sumer bị mặn hoá và ngập nước

Vào khoảng 7000 BC, nhân dân vùng Mesopotamia/Sumer (nay chủ yếu thuộc Iraq) bắt đầu khai thác và làm biến đổi môi trường thiên nhiên Vì thiếu nguồn nước mưa,

đất đai trồng trọt phải được tưới để đủ lương thực nuôi sống số dân tăng nhanh Do tưới tiêu không hợp lý nên cả vùng đất nông nghiệp bị mặn hoá và ngập nước Cả vùng đất

đã bị trắng xoá do muối cho đến tận năm 2000 TGS Vào khoảng 1800 TGS, hệ thống nông nghiệp – nền tảng của nền văn hoá nông nghiệp Sumer hoàn toàn bị sụp đổ

2) 2600 BC đến ngày nay: Vùng Lebanon -Sử dụng và khai thác quá mức rừng cây Tuyết tùng (Cedar)

Đã có một thời vùng núi Lebanon ở Hy Lạp có rừng cây Tuyết tùng nổi tiếng che phủ, cây có dáng đẹp và gỗ tốt Đền Solômon đã được xây dựng chính bằng gỗ Tuyết tùng

khai thác tại đây Đã hơn hai nghìn năm qua, Hy Lạp đã xuất cảng gỗ Tuyết tùng để

nâng cao cuộc sống cho dân và dùng gỗ Tuyết tùng để xây dựng Dầu cây Tuyết tùng còn được dùng để ướp xác Đến nay rừng Tuyết tùng đã cạn kiệt, chỉ còn sót lại 4 lùm

cây nhỏ

3) 2500 BC – 900: Đế chế Mayan - Xói mòn đất, hệ sinh thái nông nghiệp suy tàn

Dân tộc Mayan đã từng sinh sống tại vùng đất mà nay là Mexico, Guatemala, Belize và

Hunduras Kỹ thuật nông nghiệp khá phát triển - phá rừng trên đối núi để làm nông

nghiệp, xây dựng đường đồng mức để giảm bớt xói mòn đất, khơi mương tại các vùng

đầm lấy lấy đất đắp liếp để trồng cây Tuy nhiên hệ thống nông nghiệp đã được khai

thác quá mức, đất bị suy thoái, xói mòn, sản lượng nông nghiệp giảm dần, bùn các sông suối ngày càng nhiều lấp hết cả vùng đât được cải tạo Sản lượng lương thực giảm

sút, cạnh tranh tài nguyên còn sót lai gay gắt đã làm cho nền văn minh Mayan suy tàn

4) 800 BC- 200 BC: Hy Lạp - Phá huỷ và chuyển đổi rừng ở vùng Địa trung hải

Vào thời Ho me, đất nước Hy Lạp phần lớn có rừng tốt che phủ Qua thời gian, rừng bị phá huỷ càng nhiều để lấy đất làm nông nghiệp, lấy củi để nấu và sưởi ăm và lấy gỗ làm vật liệu xây dựng Do chăn nuôi quá mức mà đất đai bị suy thoái Cây ô liu được trồng tại nhiều nơi có hiệu quả kinh tế cao do cây này phát triển tốt tại vùng đất khô cằn

5) 200 BC đến ngày nay : Trung Quốc - Sa mạc hoá dọc con Đường Tơ lụa

Việc củng cố Vạn lý trường thành vào đời Hán đã tạo điều kiện đẩy mạnh việc trồng trọt ở vùng Tây và Bắc Trung Quốc, công việc buôn bán cũng phát triển, nhất là dọc theo con đường nổi tiếng được goi là con Đường Tơ Lụa Sa mạc dần dần lan đến dọc con đường này vì dân số ở đây tăng nhanh đồng thời khí hậu cũng thay đổi theo

6) 50 BC - 450 : Đế chế La Mã - Sa mạc hoá và sự suy tàn của hệ thống nông nghiệp tại Bắc Phi

Việc cung cấp lương thực cho nhân dân và đội quân đông đúc làm cho đế chế La Mã luôn luôn phải lo nghĩ Các tỉnh Bắc Phi, là nơi cung cấp chính các sản vật nông nghiệp cho đế chế La Mã, nhất là các loại lương thực Do nhu cầu về lượng lương thực quá lớn, thúc đẩy sản xuất nông nghiệp đến mức quá tải trên những vùng đất không đủ độ phì nhiêu đã gây nên xói mòn đất Các vùng đất khô cằn dần dần và bị sa mạc hoá Hệ thống thuỷ lợi mà người La Mã xây dựng phụ thuộc vào vùng rừng đầu nguồn lại đã bị phá trụi, sản lượng nông nghiệp sa sút đí đến chỗ suy tàn

7) 1400 – 1600 : Đảo Canary - Khai thác nhân lực và tài nguyên thiên nhiên, gây suy thoái nặng nề

Người Guanches, có nguồn gốc tử Bắc Phi đã đến sinh sống ở đảo Canary hơn 1000

năm trước khi thực dân Tây Ban Nha đến xâm chiếm vào những năm 1400 Thực dân

Tây Ban Nha đã bắt người Guanches làm nô lệ, bắt họ phá rừng, xây dựưng các nông trường trồng mía Vào những năm 1600, người Guanches bị chết vì bệnh tật, lao động nặng nhọc và điều kiện sinh sống quá cực khổ Cũng như đảo Canary, nhiều vùng khác

ở châu Mỹ, châu Phi, và cả ở châu á , nhân dân nghèo ở đó cũng buộc phải trồng mía, cao su, cà phê, bông, chuối, dầu cọ để xuất khẩu Các hoạt động đó làm cho rừng bị suy thoái, đất bị xói mòn, mất đa dạng sinh học và tất nhiên là nền kinh tế củ các nước bản địa phải phụ thuộc vào các nước thực dân vào thời bấy giờ

8) 1800 : Châu úc và Tân Tây Lan - Mất đa dạng sinh học, xâm lấn của các loài ngoại lai

Trước khi người châu Âu đến định cư ở Châu úc và Tân Tây Lan vào thế kỷ 18, ở đây không có các loài thú móng guốc Các loài thú này được người châu Âu du nhập vào

đây khi họ đến Chỉ trong vòng 100 năm đã có hơn một triệu con cừu và bò Các đàn gia súc này đã phá huỷ các đồng cỏ tự nhiên, giết chết nhiều loài cỏ địa phương vì không chịu đựng được việc chăn thả quá mức Sau khi du nhập nhiều loài cây và con ngoại lai vào đây, đa dạng sinh học của đảo bị suy thoái, nhiều loài bị huỷ diệt Do hệ thực vật và hệ động vật của đảo đã được phát triển trong tình trạng cách ly hàng triệu năm, nên ở đây không có các loài ăn thịt tự nhiên Vì thế mà nhiều loài chim không biết bay ở đây đã dễ dàng trở thành con mồi cho những loài ngoại lai Dự kiến đã có

đến 90 % số chim bị tiêu diệt là các loài ở đảo

9) 1800 : Bắc Mỹ - Chuyển đổi, mất sinh cảnh và giết hại động vật không thương tiếc

Do rừng bị phá huỷ để xây dựng các khu định cư và lấy đất để trồng trọt ở nhiều vùng trên thế giới mà nơi sinh sống của các loài động vật bị suy thoái và thu hẹp lại; việc săn bắt nhiều loài động vật để lấy thịt, da, sừng, ngà và các sản phẩm khác, hoặc để giải trí gia tăng ở Bắc Mỹ, có đàn bò rừng Bison đông đến khoảng 50 triệu con đã bị săn bắt cho đến lúc gần bị tuyệt diệt vào cuối thế kỷ 19 Các loài động vật ở nước, cũng như các động vật trên cạn đã trở thành đối tượng khai thác mạnh mẽ Vào thế kỷ 19, cá voi bị giết hàng loạt để cung cấp nguyên liệu cho kinh tế công nghiệp đang cần lượng lớn dầu cá voi, chủ yếu để thắp sáng và bôi trơn ở Bắc Mỹ, chủng quần cá voi đã đứng bên bờ tuyệt chủng vào thế kỷ 20

10) 1800-1900 : Đức và Nhật - Công nghiệp hoá chất đ∙ đầu độc các hệ thồng nước ngọt

Cách mạng công nghiệp đã gây tác động lớn lên các nguồn nước trên thế giới Các con sông chảy qua các vùng công nghiệp, như sông Rhin ở Đức, hay các con sông chảy qua vùng khai thác khoáng sản , như sông Watarase ở Nhật đã bị ô nhiễm nặng nề vào thế

kỷ 19 Công nghiệp hoá chất ở Đức đã đầu độc sông Rhin tồi tệ đến mức loài cá hôi vào năm 1765 còn rất phong phú mà đến năm 1914 đã trở nên rất hiếm Việc khai thác quặng đồng ở Nhật rất quan trọng Vào những năm 1980 các chất thải của quặng động

đã được thải vào sông Watarase cùng với việc thải axit sulfuric đã gây ô nhiêm nước sông, đã phá huỷ hàng nghìn hecta rừng và thực vật quanh vùng Cá và các loài chim nước bị chết, còn nhân dân quanh vùng thì bị đau ốm Tỷ lệ sinh sản của dân thành phố Ashio gần đó hạ thấp dưới mức tỷ lệ chết vào những năm 1980

11) 1900 : Hoa Kỳ và Canada - Xói mòn đất và mất đa dạng sinh học ở Hoa Kỳ và Canada

Vùng Great Plains (Đồng bằng lớn) ở Hoa Kỳ và Canada đã được cày bừa vào cuối thế

kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 để trồng giống lúa mỳ mới có khả năng chịu hạn Khi đồng cỏ nguyên thuỷ bảo vệ đất bị phá bỏ, hạn hán vào những năm 1930 xẩy ra rất gay gắt, gió

bão cũng mạnh hơn và thổi bay lớp đất khô trên mặt Vào những năm 1950 và 1970

hạn hán cùng xẩy ra nặng nề hơn, nhưng thiệt hại giảm bớt, do đã có những biện pháp bảo vệ đất hữu hiệu

12) 1928 đến ngày nay : Khắp thế giới - Công nghiệp hoá chất đ∙ gây tác động mạnh lên tầng ôzon

Chất Chlorofluorocarbons (CFCs) là những chất bốc hơi đã được sản xuất vào cuối thế

kỷ 19, được cho là những chất không độc , không cháy , do đó mà việc sử dụng chất này phát triển rất nhanh chóng và khối lượng sản xuất CFC đã lên đến đỉnh vào năm

1974, vào đúng năm mà các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng chất CFC có thể gây tác

động lên sức khoẻ con người và phá huỷ tầng ôzon Vào năm 1985, một lỗ thủng ôzon

được phát hiện ở Nam cực, trùng vào năm mà cộng đồng thế giới lần đầu tiên khuyến nghị giảm bớt việc sản xuất các chất CFC và các chất phác huỷ ôzon khác Dự kiến việc sử dụng CFC sẽ bị cấm hẵn vào năm 2010

Rốt cuộc, nền văn minh nông nghiệp đã làm biến đổi một cách mạnh mẽ các hệ sinh thái tự nhiên, nhưng thực ra vẫn chưa đến mức đảo ngược chu trình vật chất và dòng năng lượng của Sinh quyển Chúng ta cũng có thể nói rằng hệ sinh thái nhân sinh, trong hình thái xã hội đó, cũng đang bao gồm toàn bộ các hiện tượng sinh thái tự nhiên

Hình 8 Dòng năng lượng vμ chu trình vật chất trong nền văn minh nông nghiệp

Dù mức độ phát triển của một nhóm người ở trình độ nào đi nữa, chúng ta cũng có thể sơ đồ hoá tổ chức, hoạt động, mối liên hệ của họ với sinh cảnh và những phần còn lại của quần lạc sinh vật xung quanh, tương tự như sơ đồ của một hệ sinh thái tự nhiên Chúng ta cũng có thể hình thành được sơ đồ cơ bản về dòng năng lượng của chu trình vật chất trong nền văn minh nông nghiệp, nó cũng có cấu trúc tương tự như cấu trúc cơ bản của các hệ sinh thái khác

Từ khi xuất hiện những nét văn minh đầu tiên của nên văn minh nông nghiệp của thời

kỳ đồ đá mới cho đến vào giữa thế kỷ XIX, ở châu Âu, hệ sinh thái nhân sinh trước tiên dựa trên cơ sở khai thác vùng nông thôn , với một số ít nghề thủ công hết sức hạn chế , chế biến các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật, có khả năng biến chất bằng con đường sinh học và một ít kim loại dễ bị ăn mòn

Sự khác biệt của hệ sinh thái đó, dù có được đơn giản hoá cũng có những nét dặc thù:

đồng cỏ tự nhiên, đất bỏ hoang, rừng, các mảnh đất nhỏ đa canh gồm nhiều sinh cảnh có biến đổi chút ít hay không bị biến đổi

Những hệ sinh thái như vậy đã sản xuất ra các sản phẩm sơ cấp (các thực vật trồng trọt hay tự nhiên) mà con người dùng làm lương thực và thực phẩm trực tiếp hay gián tiếp qua các sản phẩm thứ cấp (động vặt chăn nuôi, hay động vật hoang dã được săn bắt…) và dùng làm nguyên liệu (gỗ, củi, sợi thực vật…) Con người là vật tiêu thụ chính của hệ sinh thái đó Tất cả các thứ mà con người tiêu thụ sẽ chuyển thành các chất thải có thể bị phân huỷ theo cơ chế sinh học bởi một số nhóm các sinh vật trong hệ sinh thái, đó là các sinh vật phân huỷ Các sinh vật này phân huỷ tất cả các chất thải của xã hội con người để chuyển thành các hợp chất đơn giản hơn (các phốtphat, nitrat và các muối kim loại) được các sinh vật tự dưỡng sử dụng trong quá trình quang hợp cùng với CO2 Khả năng tự làm sạch môi trường của nước và đất vào lúc này cũng không bị làm rối loạn do quá tải Dòng năng lượng do ánh mặt trời cung cấp chuyển qua cơ thể con người dưới dạng hoá học, một phần được chuyển hoá từ thức ăn do con người tiêu thụ (khoảng 4.000 kcalo/ngày/người), cọng thêm một phần khác là nguồn năng lượng bổ sung, được con người sử dụng dưới dạng nhiệt (củi đốt) và cơ học (sức kéo của súc vật)

Nguồn năng lượng con người có thể sử dụng, được cung cấp theo từng mùa do sản xuất các cây trồng ngắn ngày hay được sản xuất với chu kỳ nhiều năm, như các cây làm củi đốt Nói chung, tổng nguồn năng lượng cho mỗi con người cũng còn bị hạn chế Chúng ta có thể tính toán một cách sơ bộ, khoảng 12.000 kcalo/ngày/ người vào thời đồ đá mới và khoảng 22.000 kcalo/ngày/người vào cuối thời trung đại

Nói tóm lại, hệ sinh thái nhân sinh trong nền văn hoá nông nghiệp có tính nội cân bằng cao Tuy rằng trong thời kỳ này, con người đã làm biến đổi khá nhiều các yếu tố của môi trường tự nhiên để mở rộng nông nghiệp, nhưng các hoạt động của con người trong một xã

hội nông nghiệp vẫn nằm trong giới hạn của các chu trình sinh địa hoá và không làm biến

đổi dòng năng lượng của Sinh quyển, như trong nền văn minh kỷ thuật về sau

I.2.4 Xã hội kỹ thuật đương đại vμ tác động của nó lên Sinh quyển

Vào đầu thế kỷ thứ XVIII , khởi đầu những biến đổi đầu tiên, tạo điều kiện cho sự nẩy

nở của một xã hội kỷ thuật mà hiện nay chúng ta đang sinh sống trong đó Trong thời gian này, cấu trúc kinh tế của nhiều nước ở châu Âu thay đổi nhanh chóng Sự phát minh của những máy công nghiệp, việc áp dụng các kỷ thuật mới, đã thúc đẩy một cách mạnh mẽ việc xây dựng các nhà máy Cũng trong thời kỳ này, nhiều loài cây mới cũng được trồng trọt, tiến bộ về kỷ thuật trồng trọt và chăn nuôi phát triển nhanh chóng và từ đó năng suất trong nông nghiệp tăng nhanh Tất cả những biến đổi đó đã tạo nên những sự thay đổi một cách cơ bản mối quan hệ của xã hội loài người lên thiên nhiên, lên Sinh quyển Mối quan

hệ đó của loài người lên thiên nhiên đã thể hiện một cách rõ ràng bắt đầu từ nửa sau của thế kỷ XIX cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại Chúng ta quan sát cấu trúc và sự hoạt động của hệ sinh thái nhân sinh trong nền văn minh công nghiệp đương

đại, chúng ta sẽ thấy được những đặc điểm về mặt sinh thái học là có 3 nguồn chính tạo nên sự nhiễu loạn, vô hiệu hoá khả năng tự điều chỉnh sự cân bằng và phá vỡ sự cân bằng sinh thái tự nhiên mà không có cách nào có thể hồi phục được Sơ đồ sau đây có thể diễn tả sự hoạt động của nền văn minh công nghiệp hiện đại (Hình 9)

Hình 9 Dòng năng lượng vμ chu trình vật chất trong nền văn minh công nghiệp

Tính đa dạng của các quần xã sinh vật có trong các hệ sinh thái mà con người khai thác

bị suy thoái ngày càng nặng nề Sự tạo lập các vùng thành thị hoàn toàn nhân tạo, sự đơn

điệu hoá các vùng nông thôn bằng cách trồng trọt một số ít loài cây trên những vùng rộng

lớn làm nguyên liệu cho công nghiệp đã phá huỷ tính đa dạng của hệ thực vật tự nhiên, rừng bị suy thoái, triệt hạ các sinh cảnh mà chúng ta ngộ nhận là không có hiệu quả kinh

tế, không khai thác được (như các vùng đất ngập nước) Trong lúc đó sinh khối của các loài động vật hoang dã, không được con người chọn làm đối tượng chăn nuôi hầu như bị loại trừ ra khỏi những vùng “phát triển”

Những sự mất mát đó về đa dạng sinh học đã tạo nên sự mất cân bằng quan trọng và kéo theo thảm hại về các hoạt động của hệ sinh thái nhân sinh

I.2.5 Chu trình vật chất bị phá huỷ

Các chất thải của các hoạt động của con người ngày càng nhiều đến mức thiên nhiên không đủ sức để phân huỷ hết, gây ảnh hưởng đến các chu trình vật chất Các hoạt động của các vi sinh vật trong đất, trong nước ngày càng bị ức chế bởi các loại chất ô nhiễm rất độc được thải vào thiên nhiên Ngoài ra các nhà máy còn sản xuất ra nhiều chất không thể bị biến đổi theo con đường sinh học (như các loại túi nhựa) Các chất này được tích luỹ ngày càng nhiều trong thuỷ quyển, trong khí quyển và trong đất, làm rối loạn các hoạt động tự nhiên của phần lớn các hệ sinh thái

Sự tích luỹ không ngừng các loại chất thải không thể chuyển hoá được trong các loại sinh cảnh khác nhau sẽ làm đảo lộn các chu trình sinh địa hoá của tự nhiên Như vậy, con người đã đưa vào trong sinh quyển một số nhân tố mới với số lượng ngày càng nhiều, là những chất hoàn toàn nhân tạo, sản phẩm của nền công nghiệp Thêm vào đó, việc tiêu thụ không ngừng một khối lượng khổng lồ các nhiên liệu hoá thạch đã tạo nên

sự thay đổi một cách sâu sắc các chu trình cacbon và sunfua, và một phần nào cả chu trình Nitơ

Con người lại còn khai thác trong thạch quyển nhiều loại khoáng sản ( và từ các khoáng sản đó để sản xuất các sản phẩm khác như phân hoá học…), một số kim loại nặng rất hiếm trong sinh quyển (như thuỷ ngân), vì thế mà nhiều thứ kim loại đã phát tán vào không khí, vào nước và vào đất một lượng khá lớn, mà trong điều kiện tự nhiên rất ít khi tìm thấy chúng

Trong số các chất do con người sản xuất ra ngày ngày càng có nhiều chất độc hại, khó phân huỷ mà trước đây, lúc mới phát minh ra, con người đã tưởng là những chất không độc hại cho con người hay môi trường, lấy ví dụ chất diệt sâu bọ DDT (1945) và gần đây là chất đioxin có trong thuốc diệt cỏ và làm rụng lá cây (Agent Orange) mà quân đội Mỹ đã sử dụng một cách rộng rãi ở Việt Nam trong thời kỳ chiến tranh vừa qua Hậu quả của dioxin lên môi trường và cơ thể con người là hết sức nghiêm trọng

Đã hơn 35 trôi qua, kể từ khi kết thúc chiến tranh mà những hậu quả của dioxin lên môi trường và con người vẫn chưa kết thúc

Một điều nghịch lý là xã hội càng phát triển, công nghiệp càng phát triển, không những nguồn tài nguyên có hạn bị suy thoái nhanh chóng mà chất thải ngày càng nhiều

đến mức không thể xử lý kịp đã gây ô nhiễm môi trường một cách nặng nề kể cả môi trường không khí, nước, đất, biển Những chất ô nhiễm lúc đầu chỉ nằm gọn trong một vùng hẹp, thì nay đã lan rộng ra khắp thế giới và ảnh hưởng đến tất tất cả các nước Nhiều chất độc hại đã tìm thấy trong thực vật, động vật và cả trong thức ăn hàng ngày của chúng ta Sự tích luỹ không ngừng những chất thải rất khác nhau, đứng về lâu dài

mà nói sẽ gây ra những hậu quả hết sức nguy hiểm cho sức khoẻ con người và cả về

phương diện sinh thái

Tầm quan trọng của vấn đề tạo ra các chất thải trong nền văn minh đương đại không dễ nhận thấy về phương diện sinh học, như các chất rác sinh hoạt, ô nhiễm nước ở các thành phố hay những đống rác khổng lồ không xử lý hết ở các khu dân cư lớn

I.2.6 Dòng năng lượng hoμn toμn bị biến đổi trong xã hội công nghiệp đương đại

Xã hội công nghiệp bắt đầu phát triển một cách hết sức mạnh mẽ tại tây Âu và Hoa kỳ Lấy Hoa Kỳ làm ví dụ, vào khoảng năm 1985, dân số chỉ chiếm khoảng 4,9% dân số toàn thế giới, nhưng đã tiêu thụ trong năm đó khối năng lượng bằng một phần tư năng lượng sản xuất ra trên toàn thế giới với tổng số khoảng 7,4x109 TEP 11 Cũng ở Hoa

Kỳ, người ta có thể ước lượng năng lượng tiêu thụ trên đầu người vào năm 1985 là 210.000 kcalo/ngày/người mà chủ yếu là tiêu thụ năng lượng đốt nhiên liệu than và dầu

mỏ

Như thế là năng lượng mà con người tiêu thụ dưới hình thức thức ăn, tương đương với lượng khai thác các loại thực vật được tạo thành do năng lượng mặt trời qua quá trình quang hợp Phần năng lượng còn lại là từ nhiên liệu hoá thạch, có nghĩa là nguồn năng lượng đã được tích luỹ từ nguồn năng lượng mặt trời trong hàng trăm triệu năm thành các thực vật và đã tích tụ lại trong các mỏ than và mỏ dầu

Cũng nhờ có nguồn năng lượng hoá thạch nói trên mà con người đã phát triển nhanh chóng các sản phẩm nông nghiệp trong những thế kỷ qua Nhờ có sức kéo cơ khí mà loài người đã mở rộng nông nghiệp trên nhiều vùng rộng lớn, mà trước kia đã được dùng để sản xuất ra các động vật làm sức kéo

Về vấn đề này, H.T Odum (1971) đã đưa ra nhận xét hết sức đúng đắn: “Một ảo

ảnh hết sức tàn bạo của nền văn minh công nghiệp là đã không hiểu được các công cụ khác nhau qua đó mà các dạng năng lượng đã thấm sâu vào trong hệ thống hết sức phức tạp, là đặc điểm của sự hoạt động của xã hội công nghiệp và đã nuôi dưỡng tất cả các hợp phần của hệ thống đó Sai lầm lớn của con người công nghiệp là đã tưởng lầm rằng sự tăng trưởng sản lượng nông nghiệp là do đã biết cách sử dụng mặt trời một

11 TEP = tấn tương đương-dầu

cách hữu hiệu để thu được sản lượng Đó là ảo ảnh bởi vì con người công nghiệp đã không còn được ăn khoai tây chỉ được sản xuất ra bằng con đường quang tổng hợp Bây giờ họ đã ăn khoai tây, một phần được sản xuất ra từ dầu hỏa”

Thật ra, phần đóng góp của năng lượng không có nguồn gốc quang tổng hợp vào các sản phẩm nông nghiệp là thông qua các công cụ làm đất, là sử dụng phân hoá học, thuốc trừ sâu được tạo thành nhờ việc sử dụng năng lượng hoá thạch

Nếu chúng ta quan sát sự phát triển của nhu cầu năng lượng của thế giới trong khoảng cuối thể kỷ qua, chúng ta sẽ thấy rằng nhu cầu này tăng theo một nhịp độ chóng mặt, tạo nên một sức ép lớn lên dầu và khí đốt Vào những năm 1850 tăng khoảng 2,5% hàng năm, vào những năm 1950 tăng 5% hàng năm, vào những năm

1970 tăng 9% Sự tiêu thụ năng lượng tăng nhanh không kìm hãm nỗi trong nền văn minh công nghiệp đã kéo theo sự ô nhiễm môi trường rất đáng lo ngại, sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên không phục hồi, sự tiêu thụ một cách quá mức các nguồn tài nguyên của Sinh quyển Tất cả các hiện tượng đó còn được thúc đẩy mạnh thêm do sự bùng nổ dân số

Có thể nói rằng không thể có một loài sinh vật nào có thể tồn tại được một cách lâu dài mà lại không tuân theo quy luật cân bằng của quần lạc sinh vât Tất cả chủng quần một loài, nếu tiêu thụ vật chất với mức cao hơn lượng vật chất mà hệ sinh thái có chủng quần đó sinh sống, sản xuất ra - có nghĩa là tiêu thụ không những phần lãi mà cả phần vốn - thì sớm hay muộn loài đó cũng sẽ bị diệt vong Loài người thực ra đang đi theo con đường đó mà chưa nhận ra được sai lầm của mình

Có rất nhiều thách thức mà loài người đang phải đối đầu - như mất rừng, xói mòn

đất, sa mạc hoá, mặn hoá, sa sút đa dạng sinh học, thiếu nguồn nước ngọt… - đều là những vấn đề đã có từ rất lâu trong lịch sử phát triển của loài người Sự khác biệt là ở mức độ, tốc độ và tính chất dài của của các tác động của xã hội loài người hiện đại lên các hệ sinh thái của Trái đất Trước thời cách mạng công nghiệp, sự suy thoái môi trường đã diễn ra một cách chậm chạp - có khi kéo dài hàng trăm hay hàng nghìn năm

- và thường là chỉ bó hẹp trong một số địa phương nhất định Các hoạt động phát triển

và tăng nhanh của xã hội công nghiệp hoá, đã làm cho vấn đề môi trường ngày càng phức tạp và khó giải quyết Mưa axit, khí nhà kính (mà thành phần chủ yếu là CO2 do các hoạt động của con người phát thải vào khí quyển), suy thoái tầng ôzon, các chất thải độc hại, ô nhiễm phóng xạ, và nhất là nóng lên toàn cầu v v là những vấn đề

đang gây hậu quả xấu ở khắp mọi nơi trên Trái đất, mà nguyên nhân chính xuất phát từ các nước công nghiệp, giàu có, và nay đã lan ra cả các nước đang phát triển Hậu quả của hiện tượng nóng lên toàn cầu ngày càng nặng nề lên kinh tế, xã hội và môi trường trên toàn thế giới

1.3 Biến đổi khí hậu toàn cầu: thách thức mới đối với nhân loại

Hiện nay chúng ta đang sống trong một thế giới có nhiều biến đổi lớn: khí hậu biến đổi, nhiệt độ quả đất đang nóng lên, mực nước biển đang dâng lên, dân số tăng nhanh, sự xâm nhập của các loài ngoại lai ngày càng nhiều, các sinh cảnh đang bị co hẹp lại và phân cách nhau, sức ép của công nghiệp hoá và thương mại toàn cầu ngày càng lớn, trao đổi thông tin ngày càng rộng rãi, nhanh chóng, thuận lợi Tất cả những thay đổi đó đang ảnh hưởng lớn đến công cuộc phát triển của tất cả các nước trên thế giới và cả nước ta, trong đó có việc thúc đẩy nhanh cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và ô nhiễm môi trường

Biến đổi toàn cầu gồm có nhiều lĩnh vực: lý sinh học, khí hậu, kinh tế, xã hội, dân

số, thể chế, thông tin, văn hoá, v.v… ở đây chúng ta nói về một số khía cạnh của biến

đổi toàn cầu mà phần chính là do các hoạt động của con người gây ra và có liên quan nhiều đến môi trưòng và nguồn tài nguyên thiên nhiên mà chúng ta đang khai thác để tồn tại và phát triển

Tài nguyên thiên nhiên là cơ sở của sự sống còn và phát triển của các dân tộc, dù ở thời đại nào hay ở địa phương nào trên thế giới Biến đổi toàn cầu đang có xu hướng

ảnh hưởng xấu đến các dạng tài nguyên thiên nhiên như đất, nước, đa dạng sinh học và làm giảm sút chất lượng môi trường ngày càng rõ ràng ở khắp mọi nơi, gây ảnh hưởng lớn đến sự phát triển bền vững

Con người đã làm thay đổi một cách cơ bản Trái đất bằng các hoạt động của mình:

- Làm cho các hệ sinh thái và sinh cảnh bị biến đổi và phân mảnh Loài người đã

làm thay đổi các hệ sinh thái một cách hết sức nhanh chóng trong khoảng 50 năm qua, nhanh hơn bất kỳ thời ký nào trước đây Diện tích các vùng hoang dã đã được chuyển

đổi thành đất nông nghiệp, chỉ tính riêng từ năm 1945 đến nay đã lớn hơn cả trong thế

kỷ thứ 18 và 19 cộng lại Tất cả những điều đó đã gây nên những sự mất mát về đa dạng sinh học trên thế giới một cách nghiêm trọng không thể nào đảo ngược được, trong đó có khoảng 10 đến 30% số loài chim, thú và bò sát hiện đang có nguy cơ bị tiêu diệt

Các chuyên gia cũng cảnh báo rằng sự biến đổi của các hệ sinh thái, như suy thoái rừng sẽ gây thêm bệnh tật cho con người, như bệnh sốt rét, bệnh tả, và cả nguy cơ bùng

nổ của nhiều bệnh mới Bảo vệ rừng không chỉ có ý nghĩa bảo tồn đa dạng sinh học mà còn để cung cấp nước ngọt và giảm bớt khí CO2 phát thải (Chương trình Đánh giá thiên niên kỷ về hệ sinh thái, Millenium Ecosystem Assessment (MA) Synthesis Report, 2005)

- Thay đổi chu trình thuỷ văn Các hoạt động của con người đã làm giảm sút

một cách đáng kể số lượng và chất lượng nguồn nước ngọt của thế giới Các hoạt động

thiếu quy hoạch hợp lý như ngăn sông, đắp đập, chuyển đổi đất ngập nước, gây ô nhiễm, đồng thời nhu cầu ngày càng tăng nhanh và nhiều của con người về nguồn nước ngọt đã làm thay đổi các dòng nước tự nhiên, thay đổi quá trình lắng đọng và làm giảm chất lượng nước Tất cả những điều đó đều tác động tiêu cực lên sự phát triển, lên đa dạng sinh học, lên chức năng của các hệ thống thuỷ vực trên thế giới, thậm chí dẫn đến xung đột giữa các quốc gia “ trên thế giới, những vụ tranh chấp nguồn nước giữa các quốc gia đều vô cùng căng thẳng và không ít trường hợp đã dẫn đến xung đột quân sự (điển hình là ở Trung Đông), Trong các cuộc xung đột tranh chấp nguồn nước

ở Trung Đông và Nam á, những quốc gia vùng đầu nguồn các dòng sông đều luôn ở

thế thượng phong”

- Sự xâm nhập của các loài ngoại lai đang tăng lên với tốc độ đáng lo ngại do

tăng nhanh các hoạt động buôn bán hàng hoá và các loài sinh vật một cách rộng rãi trên thế giới Sự xâm nhập của các loài ngoại lai (như ốc bươu vàng hay cây mai dương

ở nước ta) hiện đang là mối đe dọa lớn nhất lên tính ổn định và đa dạng của các hệ sinh thái, chỉ sau nguy cơ mất sinh cảnh Các đảo nhỏ và các hệ sinh thái thuỷ vực nước

ngọt là những nơi bị tác động nhiều nhất

- Mất đa dạng sinh học ngày nay đang diễn ra một cách nhanh chóng chưa

từng có, kể từ thời kỳ các loài khủng long bị tiêu diệt cách đây khoảng 65 triệu năm và tốc độ biến mất của các loài hiện nay ước tính gấp khoảng 100 lần so với tốc độ mất các loài trong lịch sử Trái đất, và trong những thập kỷ sắp tới mức độ biến mất của các

loài sẽ gấp 1.000 -10.000 lần (MA, 2005) Có khoảng 10% các loài đã biết được trên

thế giới đang cần phải có những biện pháp bảo vệ, trong đó có khoảng 16.000 loài

được xem là đang có nguy cơ bị tiêu diệt Trong số các loài thuộc các nhóm động vật

có xương sống chính đã được nghiên cứu khá kỹ, có hơn 30% các loài ếch nhái, 23%

các loài thú và 12% các loài chim (IUCN, 2005), nhưng thực tế số loài đang nguy cấp

lớn hơn rất nhiều

Tình trạng nguy cấp của các loài không phân bố đều giữa các vùng trên thế giới Các vùng rừng ẩm nhiết đới có số loài nguy cấp nhiều nhất, rồi đến các vùng rừng khô nhiệt đới, vùng đồng cỏ miền núi Sự phân bố của các loài nguy cấp nước ngọt chưa

được nghiên cứu kỹ, nhưng kết quả nghiên cứu ở một số vùng cho biết rằng các loài ở nước ngọt nhìn chung có nguy cơ bị tiêu diệt cao hơn rất nhiều so với các loài ở trên

đất liền (Smith và Darwall 2006, Stein và cs 2000) Nghề khai thác thuỷ sản đã bị suy

thoái nghiêm trọng, và đã có đến 75% ngư trường trên thế giới đã bị khai thác cạn kiệt

hay khai thác quá mức (UNEP, 2007)

Nguyên nhân mất mát đa dạng sinh học chính là mất nơi sinh sống và nơi sinh sống bị phân cách; khai thác quá mức các loài hoang dã; xâm nhập của các loài ngoại

lai; ô nhiễm; thay đổi khí hậu toàn cầu Sự giảm bớt số các loài được nuôi trồng, đồng thời đã làm giảm nguồn gen trong nông nghiệp, lâm nghiệp và chăn nuôi

Ước tính đã có khoảng 60% khả năng dịch vụ cho sự sống trên Trái đất của các hệ

sinh thái – như nguồn nước ngọt, nguồn cá, điều chỉnh không khí và nước, điều chỉnh khí hậu vùng, điều chỉnh các thiên tai và dịch bệnh tự nhiên đã bị suy thoái hay sử dụng một cách không bền vững Các nhà khoa học cũng đã cảnh báo rằng tác động tiêu cực của những suy thoái nói trên sẽ phát triển nhanh chóng trong khoảng 50 năm sắp

tới (Hans van Ginkel, 2005)

- Biến đổi khí hậu toàn cầu Hiện nay chúng ta không những đang sinh sống trong

hoàn cảnh mà khí hậu của Trái đất đang tăng lên một cách đột ngột do sự thay đổi thành phần hoá học của khí quyển, mà còn trong tình trạng mất mát đa dạng sinh học

và suy thoái các hệ sinh thái như báo cáo của Ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

(IPCC) và MA, 2005 đã nêu lên

Bắt đầu từ cuối thế kỷ thứ 18, sự nhiễu loạn các hệ tự nhiên của Trái đất, được khảng định phần lớn là do hoạt động của con người, đã tạo nên một kỷ nguyên mới, mà tiến sĩ Crutzen P.J , giải thưởng Nobel về hoa học 1995 đã gọi là “ Kỷ nguyên con

người” (Crutzen, P.J 2002)

Các hoạt động của con người đã gây nên nhiều biến đổi lớn về khí hậu:

Thay đổi khí hậu toàn cầu đang xẩy ra phần lớn là do tác động của khí nhà kính

(66% là khí CO2) qua các hoạt động của con người Nồng độ CO2 trong khí quyển hiện nay đã cao hơn 30-35% so với nồng độ tự nhiên khoảng 10.000 năm về trước Trước thời kỳ công nghiệp, nồng độ khí CO2 đo được là 280 ppm; năm 1989 là 351 ppm và

dự kiến đến năm 2030 sẽ là 560 ppm Do tác động của khí nhà kính mà nhiệt độ của Trái đất đang tăng dần lên, và loài người chỉ mới xác định được bắt đầu từ năm 1860 Nhiệt độ bề mặt Trái đất tăng lên từ năm 1970 được xác định là do tác động của khí nhà kính mà con người tạo ra và được thể hiện rõ ràng nhất là từ năm 1910 đến năm

1940 và từ năm 1980 đến nay Theo báo cáo năm 2001 của IPCC, nhiệt độ của Trái

đất tăng trung bình 0,6 độ C so với thế kỷ 20 và dự kiến có thể tăng lên đến 1,4 –5,8 độ

C vào năm 2100, một mức chưa từng có trong khoảng 10.000 năm qua Sự tăng nhiệt

độ cũng không đồng đều ở các vùng trên trái đất ở châu Âu, nhiềt độ tăng khoảng 1,4

độ C so với trước thời kỳ công nghiệp Vùng bắc cực của Liên bang Nga tăng khoảng

3% trong vòng 90 năm qua (Russian 3 rd Nat Comm 2002, ACIA 2994) Theo IPCC

(2001) “Sự tăng nhiệt độ Trái đất quan sát được trong 50 năm qua là một bằng chứng mới lạ, được khảng định là do ảnh hưởng của các hoạt động của con người” Do nóng lên toàn cầu mà các lớp băng tuyết đã bị tan ra và sẽ tan nhanh hơn trong những năm sắp tới Trong thế kỷ 20 trung bình hàng năm mức nước biển dâng lên 1,7 mm và mức

nước biển sẽ dâng lên từ 0,18 mét đến 0,59 mét vào năm 2100 (IPCC 2007)

Theo IPCC (2001), thay đổi khí hậu toàn cầu đã làm cho:

- Trong thế kỷ thứ 20, lượng mưa ở các vùng có vĩ độ trung bình và cao, cứ một thập kỷ tăng từ 0,5 đến 1%;

- Trong nửa cuối thế kỷ thứ 20, ở các vùng có độ cao trung bình và cao, thuộc Bắc bán cầu, số lần mưa to tăng khoảng 2 đến 4%;

- Các dữ liệu ảnh vệ tinh cho biết diện tích có tuyết bao phủ trên thế giới giảm khoảng 10% kể từ cuối những năm 1960 đến nay;

- Diện tích vùng băng giá Bắc bán cầu giảm khoảng từ 10-15% kể từ những năm 1950;

- Mức nước biển nâng lên khoảng 0,1 dến 0,2 mét trong thế kỷ thứ 20

- Trong thế kỷ thứ 20, nhiều vùng băng hà trên thế giới đã không còn nữa

Theo dự kiến thì các hiện tượng bất thường về khí hậu sẽ tăng về tần số, cường độ

và thời gian, như số ngày nóng sẽ nhiều hơn, nhiều đợt nắng nóng hơn, các đợt mưa to

sẽ nhiều hơn và số ngày lạnh sẽ ít hơn trong những năm sắp tới

Hậu quả do thay đổi khí hậu gây ra sẽ không đồng đều trên thế giới: nghiêm trọng

ở các vùng có vĩ độ cao, và ít hơn tại các vùng khác Mức độ thay đổi khí hậu cũng sẽ tuỳ thuộc vào từng vùng khác nhau, tuy nhiên tất cả các vùng trên thế giới đều có thể

bị tác động nhiều hay ít, nhưng hậu quả lớn nhất sẽ là ở các vùng nhiệt đới, nhất là tại các nước đang phát triển công nghiệp nhanh ở châu á (Crutzen P.J., 2005)

Thay đổi thay đổi khí hậu toàn cầu sẽ có tác động lớn lên đa dạng sinh học kể cả các loài nuôi trồng và con người Trong thiên nhiên, đa dạng sinh học, nhất là các hệ sinh thái rừng là nơi chính tích luỹ trở lại nguồn khí CO2 phát thải ra để tạo thành chất hữu cơ Trong lúc đó, chúng ta lại đã và đang chặt phá rừng để làm nông nghiệp, chăn nuôi, xây dựng nhà cữa, thành phố Sự tàn phá rừng đã làm giảm bớt khả năng hấp thụ CO2 và gián tiếp tăng thêm khí CO2 vào khí quyển, góp phần làm cho biến đổi khí hậu toàn cầu tăng nhanh Như vậy, sự giảm sút đa dạng sinh học nhất là giảm sút diện tích rừng đã thúc đẩy sự gia tăng biến đổi khí hậu toàn cầu, nhưng ngược lại sự nóng lên toàn cầu cũng đã ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và tồn tại của các loài sinh vật và đa dạng sinh học Các nhà khoa học cũng đã phát hiện thấy hàng trăm loài thực vật và

động vật đã buộc phải thay đổi vùng phân bố và thời gian của chu kỳ sống của chúng

để thích ứng với sự biến đổi khí hậu Những phát hiện này và một số phát hiện khác nữa đã được rút ra từ kết quả của hàng nghìn công trình nghiên của nhiều chuyên gia hàng đầu về các lĩnh vực có liên quan, trong nhiều năm và trên nhiều vùng khác nhau trên thế giới Sau đây là một số kết luận chính: