tiểu luận

Tóm tắt2 khái niệm chất chỉ thị sinh học đã được thể hiện nguyên vẹn trong phương pháp sử dụng động vật đáy để đánh giá nhanh, tiếp theo là thể hiện trong các phương pháp quan trắc chỉ

Chỉ thị sinh học và ứng dụng chỉ thị sinh học trong quan trắc sinh học

Học viên: Hoàng Thị Hồng Nhung

Lớp: Khoa học môi trường Quảng Trị 2015

ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ

Bài tiểu luận

Quảng Trị, tháng 11 năm 2016

Tác giả: A.Gerhardt

Tóm tắt

• Khái niệm về các loài chỉ thị là dựa trên sự

phát triển mô hình stress-response ( mô hình phản ứng với các chất kích thích, kích thích-

đáp ứng) ở các khía cạnh khác nhau

• (1) các định nghĩa về một chất chỉ thị sinh học

đã được suy ra do đó tạo ra sự nhầm lẫn từ 1 phía và 1 lĩnh vực, phạm vi rộng

Tóm tắt

(2) khái niệm chất chỉ thị sinh học đã được thể hiện

nguyên vẹn trong phương pháp sử dụng động vật đáy để đánh giá nhanh, tiếp theo là thể hiện trong các phương

pháp quan trắc chỉ số sinh học, với sự kết hợp việc sử

dụng và chức năng của chất chỉ thị là căn cứ các phương pháp thuộc sinh thái học trong cấu trúc cộng đồng Không

có kết luận chung cho phương pháp quan trắc sinh học tuy nhiên, nó phải được lựa chọn theo các mục tiêu, chính

sách, nhu cầu sử dụng của con người trong hiện thực và tương lai, tình trạng ô nhiễm và chi phí

Tóm tắt

(3) Các bước mới nhất trong sự phát triển của hệ thống chỉ tiêu về môi trường đối với chất lượng của hệ sinh thái được dựa trên mô hình pressure- state-impact-response (áp lực-hiện trạng-tác

động-phản ứng đáp lại) với các thông số đa dạng sinh học và phát triển bền vững.

Việc sử dụng các cơ sở dữ liệu, các mô hình và các thông số nhóm, thông số tổng quát tiết kiệm chi phí Cách tiếp cận này có thể dẫn đến 1 khái niệm quan trắc sinh học toàn diện và toàn cầu

1 Chỉ thị sinh học:

• Chỉ thị sinh học là những phản ứng của các sinh vật hoặc các cộng đồng sinh vật mà các phản ứng này đươc quan sát để đánh giá tình hình, đưa ra những thông tin về tình trạng của toàn bộ hệ sinh thái

• Các chỉ thị sinh học có yêu cầu cụ thể, chi tiết đối với các đại lượng vật lý

hoặc hóa học như những thay đổi về sự có mặt hoặc vắng mặt; con sô; hình thái; sinh lý hay hành vi của loài đó chỉ ra rằng các chất vật lý, hóa học đã sẵn

có có thể thay đổi nằm ngoài giới hạn ưu thích của sinh vật.

• Chủ yếu, những chỉ thị sinh học được định nghĩa hạn chế cho những loài

phản ứng với các hiệu ứng do tác động của con người tới môi trường, còn những chỉ thị sinh học cho các loài có phản ứng với những thay đổi của môi trường tự nhiên không được sử dụng nhiều

1 Chỉ thị sinh học

• Tuy nhiên, nhìn chung, các định nghĩa của 1 chỉ số sinh học sẽ là: “1 loài hoặc 1 nhóm loài dễ dàng phản ánh tình trạng về các yếu tố vô sinh, sinh học của môi trường, thể hiện những tác động từ những thay đổi trong 1 môi trường sống, cộng đồng hoặc các hệ sinh thái hoặc là cho thấy sự đa dạng của 1 tập hợp con của các loài hay toàn bộ sự đa dạng trong 1 khu vực”.

• Chỉ thị sinh học có lợi trong 3 tình huống: 1) khi các yếu tố môi trường cần xác định, đánh giá không thể đo lường, vd trong tình huống mà các yếu tố môi trường trong quá khứ được xây dựng lại như biến đổi khí hậu, nghiên cứu trong quan trắc sinh học palaeo 2) các yếu tố cần xác định khó đo lường, vd dư lượng thuốc trừ sâu hoặc nước thải có chứa 1 số hóa chất tương tác độc hại, phức tạp 3) các yếu tố môi trường cần xác định có thể dễ dàng đo được nhưng khó khăn để giải thích, vd những thay đổi của đối tượng quan sát có ý nghĩa sinh thái.

1 Chỉ thị sinh học

Hình 1: phạm vi sử dụng loại chỉ thị sinh học trong quan trắc sinh học

1 Chỉ thị sinh học

• Các loại chỉ thị sinh học khác nhau có thể được mô tả từ những

quan điểm khác nhau (hình 1) Theo mục đích, có 3 loại chỉ thị sinh học đáng chú ý:

1) chỉ thị tuân thủ

2) chỉ thị phát hiện, dự báo

3) chỉ thị cảnh báo sớm

• chỉ thị tuân thủ: vd, thuộc tính số lượng cá được xác định bằng

mức độ dân số, cộng dồng hoặc các hệ sinh thái và đang tập trung vào các vấn đề như tính bền vững của cộng đồng chỉ số cảnh báo sớm và chỉ số dự báo được xác định trên cá nhân riêng lẻ hoặc sinh vật có độ đại diện (dấu hiệu sinh học), với chỉ số cảnh báo sớm sẽ

có phản ứng nhanh và nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường các loại chỉ thị tích lũy (vd trai, rêu, địa y) được phân biệt từ khả năng chỉ thị chất độc hại, khả năng này đang được nghiên cứu trên các mức độ tổ chức sinh học khác nhau

1 Chỉ thị sinh học

• Theo ứng dụng khác nhau của chỉ thị môi trường, có 3 loại có thể được phân biệt:

1) Chỉ số môi trường: đây là 1 loài hoặc nhóm loài phản ứng lại sự xáo trộn, thay đổi môi trường (vd phát hiện, cảnh báo, xét nghiệm sinh học) Một hệ thống chỉ số môi trường là một tập hợp các chỉ số nhằm dự đoán, đánh giá trạng thái của môi trường nhằm xây

dựng chính sách môi trường

2) Chỉ số sinh thái: đây là 1 loài được biết đến với đặc điểm nhạy cảm với ô nhiễm, sự chia cắt nơi ở hoặc các nguyên nhân khác Phản ứng của các chỉ số này là đại diện cho 1 nhóm, cộng đồng

3) Chỉ số đa dạng sinh học: chỉ số phong phú của các loài trong 1 đơn vị phân loại được sử dụng như là 1 chỉ số đại diện cho sự phong phú của các loài trong 1 cộng đồng Tuy nhiên, định nghĩa của chỉ số đa dạng sinh học đã được mở rộng để làm thang đo lường của đa dạng sinh học, bao gồm các thông số như: phong phú về loài, đặc hữu, thông số di

truyền, các tham số dân số cụ thể và các thông số về cảnh quan

có thể dẫn đến 1 trạng thái mới của hệ (I) chỉ số mô tả sự ảnh hưởng của chức năng và tác dụng của hệ sinh thái Khi chức

năng hoặc tác dụng của hệ sinh thái bị ảnh hưởng, tác động thì

có 1 phản ứng rộng sẽ có khả năng xảy ra Điều này được mô tả bởi các chỉ số phản ứng (R) Các phản ứng nhằm vào 1 sự cân bằng mới của hệ thống

1 Chỉ thị sinh học

• Chuỗi PRIS là 1 công thức mới của mô hình stress – response (áp lực-phản ứng) trên hệ sinh thái và đã được áp dụng gần hết trong hệ thống chỉ tiêu môi trường mới Hầu hết trong hệ thống chỉ tiêu môi trường, chỉ thị sinh học được chọn, không chỉ cho thấy những phản ứng của hệ sinh thái với lượng khí thải độc hại mà còn có khả năng đánh giá các vấn đề lớn hơn, vs như các chương trình nghiên cứu lưu vực sông quốc tế “Salmon 2000” trên sống

Rhine hay sự trở lại của hải ly ở sông Elbe Các loài là đại diện cho các yếu tố

về chức năng sinh thái, vấn đề môi trường (chất lượng nước, sử dụng đất) và các biện pháp (giảm phát thải, mục tiêu phục hồi sinh thái) của vùng nghiên cứu.

1 Chỉ thị sinh học

• Bảng 1: Tiêu chí của chỉ thị sinh học.

1 Chỉ thị sinh học

• Các chỉ thị sinh học lý tưởng phải đáp ứng các tiêu chí trong bảng 1, tuy nhiên, không có 1 loài nào có thể đáp ứng tất cả các tiêu chí, nên có xu hướng là sử dụng 1 nhóm hoặc 1 bộ của các loài chỉ thị

• Các tiện ích của chỉ thị sinh học nằm trong khả năng dự đoán của nhà nghiên cứu, được xác định bởi sự nhạy cảm, tính nhạy cảm của loài và sự phổ biến của các phản ứng hoặc các mối quan hệ mà nó thể hiện

• Các giá trị chỉ số (IndVal) phụ thuộc vào 1) tính đặc thù cao, tức là 1 chỉ thị sinh học phải là là duy nhất cho 1 loại nhất định của môi trường và 2) độ trung thực cao, tức là 1 chỉ thị sinh học nên là loài phong phú và rộng rãi trong môi

trường Các giá trị chỉ số (IndVal) sau đó được xác định là mức độ (%) mà một loài đáp ứng các tiêu chí đặc thù và độ trung thực trong bất kỳ nhóm cụ thể Khi IndVal được tính độc lập của các loài khác trong cộng đồng, so sánh trực tiếp giữa các loài không liên quan có thể được thực hiện

1 Chỉ thị sinh học

• Sự phong phú cao của các loài chỉ thị tại các điểm nghiên cứu là 1 vấn đề gây tranh cãi Loài rất

phong phú thường bị từ chối chỉ vì nó có thể có

những đặc điểm cơ hội phát triển mạnh hơn là

chịu các chất ô nhiễm tác động, như khả năng sinh sản cao và cơ chế phát tán tốt Mặt khác, các loài quý hiếm không thể được sử dụng vì nó có thể ít tìm thấy do các lý do khác chứ không phải do tác động của ô nhiễm Do đó, loài có sự phong phú ở mức độ trung gian đc khuyến khích sử dụng làm chỉ số sinh học.

2 Sinh vật tích tụ

• Chỉ số tích lũy sinh học là 1 thành phần đặc biết của chỉ số sinh vật Những sinh vật tích tụ sẽ tập trung các chất ô nhiễm từ môi trường xung quanh hoặc thức ăn của nó, phân tích các mô của nó cho biết thời gian có trong môi trường và nồng độ của các chất gây ô nhiễm

• Sinh vật tích tụ là những sinh vật không bị hư hại, chết do phản ứng với các tác nhân ô nhiễm Thường là các loài ít di chuyển nên kết quả có thể đánh giá được tình trạng của nơi nghiên cứu Các loài phải đủ lớn để và có độ phong phú để cung cấp đủ mô phân tích Cần có phân bố rộng rãi

để có thể so sánh

• Cần phải sống đủ lâu để đủ thời gian nghiên cứu dài hạn và có thể dễ dàng thu thập để xử lý Việc

sử dụng các sinh vật tích lũy để giám sát ô nhiễm nước đã được bắt đầu từ 25 năm trước đây trong môi trường biển và ven biển, vd động vật thân mềm hai mảnh có vỏ ( Vẹm Watch) và động vật giáp xác đối vối ô nhiễm kim loại và rêu cho kim loại và nuclit phóng xạ trong môi trường Trai xanh Mytilus esulis được sử dụng để giám sát ô nhiễm kim loại ở Mỹ

2 Sinh vật tích tụ

Các thủ tục lựa chọn 1 sinh vật tích tụ thích hợp baoa gồm 1) phương pháp khảo sát, nơi lựa chọn

là trong tâm ô nhiễm trong hệ sinh thái Nồng độ các chất ô nhiễm được lựa chọn trong các mô của sinh vật tích tụ được xác định định kỳ 2) Phương pháp thực nghiệm nhằm điều chỉnh, hiệu chỉnh sinh vật tích tụ Những rác động của nhân tố vô sinh và hữu sinh sối với dự hấp thu các chất ô

nhiễm đến các loài tích tụ cần được xác định 3) Nồng độ các chất độc trong nước có thể thể hiện trong cơ thể sinh vật tích tụ.

3 Các loài chủ chốt:

• Loài chủ chốt là loài mà sự tồn tại của nó

quyết định sự tồn tài của các loài khác trong

hệ sinh thái Việc loại bỏ 1 loài chủ chốt coa ảnh hưởng lớn đến nhiều loài và các chức năng của hệ sinh thái.

• Loài kỹ thuật của hệ sinh thái là những sinh vật trực tiếp hoặc gián tiếp điều chỉnh các nguồn lực sẳn có với các loài khác.

4 Các loài nguy cấp

• Loài nguy cấp là loài bị suy giảm trong phân bố và phong phú trong thời gian qua, chủ yếu do tác động của con người gây ra Trong danh sách đỏ (RL) phân cấp độ hiếm của 1 loài: 0) bị diệt vong, 1) bị đe dọa diệt vong, 2) vô cùng nguy cấp, 3) nguy cấp, 4) có khả năng tuyệt chủng, 5) loài trong danh sách cảnh báo sớm, 6) loài với giới hạn địa lý, 7) loài thiếu số liệu để đánh giá, 8) không được liệt kê trong danh sách đỏ, 9) cực kỳ quý hiếm các danh mục này được áp dụng ở các quốc gia khác nhau và khu vực Châu Âu, là

1 cơ sở quan trọng để bảo vệ các loài và hoạt động bảo tồn thiên nhiên Nhìn chung phương pháp này chỉ nên được sử dụng bổ sung, tham khảo để đánh giá 1 khu bảo tồn thiên nhiên các tiêu chí sau cần được xem xét: Mức độ độc đáo của khu vực, hiếm của loài (RL), mức độ tác động, kích thước của quần thể, tính đauh diện của loài

• SERCON (hệ thống đánh giá sông bảo tồn) là 1 ví dụ tốt cho việc đánh giá toàn diện về các khu bảo tồn thiên nhiên

5 Nghĩa rộng của Chỉ thị sinh học :

Chỉ thị sinh học sử dụng tất cả các loại thông

số chỉ định và bao gồm chỉ thị sinh học đại diện sinh vật, loài chỉ thị sinh học, quan trắc sinh học

và các loài sinh vật tích tụ cũng như các chỉ số sinh thái, vd đa dạng loài Chỉ thị sinh học là cơ

sở cho quan trắc sinh học hiện đại.

"CHÂN THÀNH CẢM ƠN!"