Chuong 1 ôn thi cao học kỹ thuật môi trường

Chuong 1 ôn thi cao học kỹ thuật môi trường

Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM 1

Chương 1

Chương 1: Sinh thái môi trường cơ sở 2

Nội dung

1.1 Đại cương về hệ sinh thái môi trường

1.2 Sinh thái cá thể

1.3 Sinh thái quần thể

1.4 Sinh thái quần xã

1.5 Hệ thống sinh thái và các quy luật vận động của

hệ sinh thái 1.6 Ứng dụng của sinh thái học trong bảo vệ môi

trường

1.1 Đại cương về hệ sinh thái môi trường 3

Môi trường

(things), hoàn cảnh (conditions) và ảnh hưởng (influences) bao quanh một đối tượng nào đó (The Random House College Dictionary-USA)

 Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật (Điều 3, Luật BVMT của Việt Nam, 2005)

1.1 Đại cương về hệ sinh thái môi trường 4

Khái niệm hệ sinh thái

nhau:

1 Cá thể

2 Quần thể

3 Quần xã

4 Hệ sinh thái

5 Quần xã sinh vật

6 Sinh quyển

1.1 Đại cương về hệ sinh thái môi trường 5

Hệ sinh thái

khác nhau giữa các sinh vật đó và các mối tác động tương hỗ giữa chúng với môi trường, với các yếu tố

vô sinh, tạo thành một hệ thống sinh thái (ecosystem), gọi tắt là hệ sinh thái

Sinh vật Môi trường

xung quanh

Năng lượng mặt trời Hệ sinh thái

1.1 Đại cương về hệ sinh thái môi trường 6

Hệ sinh thái môi trường (Environmental ecosystem)

 Là một hệ thống bao gồm các quần xã sinh vật và con người cùng các điều kiện môi trường bao quanh nó với sự tương tác lẫn nhau, liên tục không ngừng mà kết quả của sự tác động đó quyết định chiều hướng phát triển của quần xã và sinh cảnh của toàn hệ

 vd hệ sinh thái môi trường hồ, đô thị, nông thôn

1.2 Sinh thái cá thể 7

Cá thể

 Là đối tượng nghiên cứu của các môn:

 Động vật học

 Thực vật học

 Vi sinh vật học

 Nghiên cứu về các kiểu hình, tính trạng của một cá thể,

 vd như vòng đời, tuổi trưởng thành, trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản…

1.3 Sinh thái quần thể 8

Quần thể

 Là đối tượng nghiên cứu riêng của sinh thái học

trong một khoảng không gian xác định, có nhiều đặc điểm đặc trưng cho cả nhóm, chứ không phải cho từng cá thể của nhóm (Odum, 1971)

loài sống trong cùng một khu vực (Sharov, 1996)

1.4 Sinh thái quần xã 9

Quần xã

 Quần xã bao gồm các quần thể của nhiều loài khác nhau, loài có vai trò quyết định sự tiến hóa của quần xã là loài ưu thế sinh thái

 Quần xã sinh vật là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau cùng sinh sống trên một khu vực nhất định

1.5 Hệ thống sinh thái 10

Các thành phần chủ yếu của hệ sinh thái

 Các yếu tố vật lý (để tạo nguồn năng lượng): ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, dòng chảy …

 Các yếu tố vô cơ: gồm những nguyên tố và hợp chất hóa học cần thiết cho tổng hợp chất sống Các chất vô

cơ có thể ở dạng khí (O2, CO2, N2), thể lỏng (nước), dạng chất khoáng (Ca, PO43- , Fe …) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất.

 Các chất hữu cơ (các chất mùn, acid amin, protein, lipid, glucid): có đóng vai trò làm cầu nối giữa thành phần vô sinh và hữu sinh, chúng là sản phẩm của quá trình trao đổi vật chất giữa 2 thành phần vô sinh và hữu sinh của môi trường.

1.5 Hệ thống sinh thái 11

Cấu trúc của hệ sinh thái

 Môi trường: nhân tố sinh thái của sinh cảnh (đất, nước, không khí, tiếng ồn, …)

 Sinh vật sản xuất: sinh vật tự dưỡng gồm thực vật

và vi khuẩn lam

 Sinh vật tiêu thụ: động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt

 Sinh vật phân hủy: vi khuẩn và nấm

1.5 Hệ thống sinh thái 12

Các quy luật vận động của hệ sinh thái

 Quy luật lượng tối thiểu

 Quy luật giới hạn sinh thái

 Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái

 Quy luật về tiến hóa và phát triển

trường

 Quy luật hình tháp sinh khối

1.5 Hệ thống sinh thái 13

Quy luật lượng tối thiểu

 Liebig (1840)

 Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác định sản lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian.

 VD: cỏ không mọc được dưới rừng cây rậm rạp

1.5 Hệ thống sinh thái 14

Quy luật giới hạn sinh thái

 Shelford (1913)

 Định luật về sự chống chịu

 Năng suất của sinh vật không chỉ liên hệ với sức chịu đựng tối thiểu mà còn liên hệ với sức chịu đựng tối đa đối với một nhân tố nào đó ở bên ngoài.

 VD: đa số sinh vật chịu được nhiệt độ từ 4 – 55oC

1.5 Hệ thống sinh thái 15

Quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái

 Tác động của nhiều yếu tố sinh thái sẽ tạo nên một tác động tổng hợp lên sinh vật.

 Các nhân tố sinh thái tác động đồng thời và phối hợp lên hoạt động sống của sinh vật Tác động của một nhân tố sinh thái phụ thuộc vào nền sinh thái chung, có nghĩa là biểu hiện số lượng của các các nhân tố sinh thái khác Các nhân tố sinh thái hoàn toàn không thể thay thế cho nhau

 VD Cây có đủ chất dinh dưỡng sẽ chống chịu tốt với các nhân tố sinh thái khác, nhưng không mọc được trong tối

1.5 Hệ thống sinh thái 16

Quy luật về tiến hóa và phát triển

 Các nhân tố sinh thái tác động không đồng đều trên các cơ thể sống và khác nhau ở các giai đoạn phát triển.

 Trong quá trình tồn tại và phát triển, các cơ thể sống luôn có sự biến đổi theo diễn thế sinh thái

1.5 Hệ thống sinh thái 17

Diễn thế sinh thái

 Là quá trình biến đổi tuần tự của các quần xã sinh vật qua các giai đoạn khác nhau, từ dạng khởi đầu được thay thế lần lượt bởi các dạng quần xã tiếp theo và cuối cùng đạt tới một quần xã tương đối ổn định

 Có 3 loại:

 Diễn thế nguyên sinh: từ môi trường chưa có sinh vật

 Diễn thế thứ sinh: từ môi trường đã có hệ sinh thái

 Diễn thế phân hủy: những loài mới sinh trong quá trình phân hủy xác sinh vật

1.5 Hệ thống sinh thái 18

Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

 Môi trường tác động thường xuyên lên cơ thể sống

và làm cho chúng không ngừng biến đổi Đồng thời các sinh vật cũng có tác động qua lại làm biến đổi môi trường

 Phản nứng của sinh vật lên tác động của các nhân

tố môi trường theo 2 cách:

 Chạy trốn

 Thích nghi:

• Hình thái

• Di truyền

1.5 Hệ thống sinh thái 19

Quy luật hình tháp sinh khối

 Trong hệ thống mạng lưới thức ăn của hệ sinh thái, các loại sinh vật ở mắc lưới càng xa vị trí của sinh vật sản xuất thì có sinh khối trung bình càng nhỏ

1.6 Ứng dụng của sinh thái học 20

Ứng dụng trong môi trường

 Giúp tối ưu hoá việc sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, lãnh thổ, giúp quy hoạch tổng thể phát triển lâu bền.

 Giúp dự đoán những biến đổi của môi trường trong tương lai.

 Giúp nhìn nhận lại những khả năng thực sự của con người trong xây dựng các hệ nhân tạo, thấy rõ được những tác động bất lợi của con người đến môi trường.

 Đề xuất các biện pháp cải thiện môi trường sống nói chung và trái đất của chúng ta.

 Phát triển các hệ sinh thái phù hợp trong các hệ thống

xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học.