SINH THÁI môi TRƯỜNG TS NGÔ AN

SINH THÁI MÔI TRƯỜNG HỌC CƠ BẢN 1) Nhữngquy luật cơbảncủaSTH, HST môitrường, Cânbằngsinhthái. 2) PhươngphápluậnvàPP nghiêncứucủaSTMT. 3) Dòngnănglượng, chuổithứcăntrongHST. 4) Sinhtháiquầnthể, quầnxã. 6) Chutrìnhsinhđịahoá. 7) CácyếutốMT vậtlýảnhhưởngđếnHST 8) ẢnhhưởngcủabộcphátdânsốđếnSTMT 9) Câyxanh, rừng, ĐadạngsinhhọcvàMTST 10) Chỉthịmôitrườngsinhthái

Sinh thái Môi trường

CBGD: TS Ngô An

Sinh thái môi trường học cơ bản (30 tiết)

(Chung cho 2 chuyên ngành)

• 1) Những quy luật cơ bản của STH , HST môi trường, Cân bằng sinh thái.

• 2) Phương pháp luận và PP nghiên cứu của

STMT.

• 3) Dòng năng lượng, chuổi thức ăn trong HST

• 4) Sinh thái quần thể, quần xã.

• 6) Chu trình sinh địa hoá.

• 7) Các yếu tố MT vật lý ảnh hưởng đến HST

• 8) Ảnh hưởng của bộc phát dân số đến STMT

• 9) Cây xanh, rừng, Đa dạng sinh học và MTST

• 10) Chỉ thị môi trường sinh thái

Sinh thái môi trường học ứng dụng (15 tiết)

(Chuyên ngành Sử dụng và bảo vệ TNTN)

• 1) Suy thoái MT và diễn thế sinh thái

• 2) PHú dưỡng hoá

• 3) Sinh thái môi trường đất ước

• 4) Sinh thái đô thị và đô thị sinh thái

• 5) Sinh thái môi trường nông thôn

• 6) Thách thức và hiểm hoạ sinh thái môi trường

toàn cầu

• 7) Một số ứng dụng về sinh thái môi trường

Các tài liệu tham khảo

• Lê Huy Bá , 2005 Sinh thái môi trường học cơ bản NXB ĐHQG TP HCM.

• Lê Văn Khoa, 2004 Khoa học môi trường NXB Giáo dục Hà Nội.

• Nguyễn văn Tuyên, 1998 Sinh thái và môi trường NXB Giáo dục Hà Nội.

• Vũ Trung Tạng, 2000 Cơ sở sinh thái học NXB

Giáo Dục.

• AS Mather & K Chapman, 1997 Environmental

resources Longman publishcation.

• Michael Atchia, 1995 Environmental Management, Issues and solutions John Wileyson, London.

• Các trang WEB có liên quan: www

Phần chuẩn bị theo nhóm (seminar)

• Nhóm 1: Cấu trúc HST, các nhân tố sinh thái, các quy luật cơ bản của sinh thái học (có ví dụ minh họa)

• Nhóm 2: Dòng năng lượng, chuổi thức ăn trong HST (có ví dụ minh họa).

• Nhóm 3: Sinh thái quần thể, quần xã (có ví

dụ minh họa).

• Nhóm 4: Chu trình sinh địa hoá (có ví dụ minh họa).

• NHóm 5: Các yếu tố MT vật lý ảnh hưởng đến HST (có ví dụ minh họa).

Phần chuẩn bị theo nhóm

(seminar) 2

• Khả năng tự làm sạch của môi trường sinh

thái (đất, nước, KKhí, rừng, biển).

• Sinh thái đô thị và đô thị sinh thái

• Sinh thái môi trường đất ướt

• Sinh thái môi trường nông thôn

• The Match between Organisms and their

Environment (36 pages)

• Patters of Species Diversity (31 pages)

• Nhóm 6:

• Nhóm 7:

• NHóm 8:

• Nhóm 6: Cân bằng sinh thái, Đa dạng sinh hoc (có ví dụ minh họa).

• Nhóm 7: Chỉ thị môi trường sinh thái

• (có ví dụ minh họa).

• NHóm 8: Suy thoái MT và diễn thế sinh thái.

• (có ví dụ minh họa).

Nhóm khái niệm về

Khái niệm về sinh thái học

• - Sinh thái học là khoa học về quan hệ

của sinh vật hoặc một nhóm sinh vật với môi trường xung quanh, hay là khoa học về quan hệ qua lại giữa sinh vật và môi

“trong nhà” của mình.

Định nghĩa về Môi trường

• Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tốvật chất nhân tạo có quan hệ mật thiết với nhau, baoquanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản

xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên

nhiên (Điều 1, Luật BVMT Việt Nam, 1993)

• Đối với cơ thể sống thì “Môi trường sống” là tổng

hợp những điều kiện bên ngòai có ảnh hưởng tới

đời sống và sự phát triển của cơ thể (Lê Văn Khoa, 1995)

• MT là một phần của ngọai cảnh, bao gồm các hiệntượng và các thực thể của tự nhiên, … mà ở đó, cáthể, quần thể, lòai, … có quan hệ trực tiếp hoặc giántiếp bằng các phản ứng thích nghi của mình (Vũ

Trung Tạng, 2000)

• - MT bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất

cả những yếu tố vô sinh và hữu sinh có tác động trựctiếp hoặc gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sảncủa sinh vật (Hòang Đức Nhuận, 2000)

• - MT có 4 tác động qua lại lẫn nhau (Hòang Đức

•MT của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái vô hình (tập quán, niềm tin ), trong đó

con người sống và lao động, họ khai thác

các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo

nhằm thoã mản những nhu cầu của mình ( UNESCO, 1981 ).

Nơi chứa đựng các phế thải

do con người tạo

ra trong cuộc sống

Môi trường

Nơi lưu trữ và

cung cấp các

nguồn thông tin

Các chức năng chủ yếu của MT

• - MT sống của con người theo nghiã rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự

sống, sản xuất của con người như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất ,

nước, ánh sáng, cảnh

quan, quan hệ xã hội

• - MT sống CCN theo nghiã hẹp chỉ bao gồm yếu tố tự nhiên và nhân tố xã hội

trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con

người => là tất cả những

gì xung quanh chúng ta, tạo điều kiện để chúng ta sống, hoạt động và phát triển (MT tự nhiên + MT xã hội)

Lê Huy Bá, 1997

e Huy Bá, 1997

Sinh thái môi trường

• - Sinh thái môi trường là môn học thuộc ngành môi trường học Nó nghiên cứu mối quan hệ

tương tác không chỉ giữa các cá thể sinh vật, mà còn giữa tập thể, giữa cộng đồng với các điều kiện môi trường tự nhiên bao quanh nó (Lê Huy Bá, 2005).

• - Sinh thái môi trường ngoài nhiệm vụ của môi trường sinh thái học cổ điển còn tập trung vào mối quan hệ giữa con người và môi trường sống

thông qua các hoạt động công , nông nghiệp, khai thác tài nguyên, hoạt động văn hoá xã hội (du lịch, vui chơi giải trí…)

• - Sinh thái học môi trường là gạch nối giữa sinh thái học cổ điển và môi trường học.

Các phân môn của STMT:

• Căn cứ vào mức độ tổ chức của hệ sống:

• - Sinh thái môi trường học cá thể

• - Sinh thái môi trường học quần thể

• - Sinh thái môi trường học quần xã

• - Hệ Sinh thái môi trường

• - Sinh quyển học

• Căn cứ vào mục đích nghiên cứu:

• - Sinh thái môi trường cơ sở : Nghiên

cứu các khiá cạnh của sinh thái môi trường và đưa ra các lý thuyết về môi trường học

• - Sinh thái môi trường ứng dụng : Ứng

dụng các kiến thức lý thuyết vào

thực tế để quản lý, cải tạo môi

trường

• Căn cứ vào tính chất môi trường:

• - Sinh thái môi trường đất

• - Sinh thái môi trường nước

• - Sinh thái môi trường không khí

• Căn cứ vào tính chất môi trường, nhưng theo đặc trưng khác:

• - Sinh thái môi trường rừng

• - Sinh thái môi trường biển

• - Sinh thái môi trường sông

• - Sinh thái môi trường ven biển

• - Sinh thái môi trường nông thôn

• - Sinh thái môi trường đô thị

• Mỗi loại môi trường, có thể chia thành đơn vị nhỏ hơn:

• Ví dụ: Sinh thái môi trường rừng

• - Sinh thái môi trường rừng mưa nhiệt đới

• - Sinh thái môi trường rừng ngập mặn

• - Sinh thái môi trường rừng tràm

• - Sinh thái môi trường rừng rụng lá

• - Sinh thái môi trường rừng lá kim

• Căn cứ vào tính chất kiến tạo môi trường :

• - Sinh thái môi trường tự nhiên

• - Sinh thái môi trường nhân tạo

Nhiệm vụ Sinh thái MT học

• - Xem xét tất cả các mối quan hệ giữa con

người và môi trường sống bao gồm các lĩnh vực sinh hoạt, khai thác sử dụng nguồn tài nguyên

thiên nhiên, sản xuất sản phẩm cho xã hội

• - Theo dõi các biến đổi vật lý, hoá học, sinh học của môi trường,

• - Xem xét, tìm cách ngăn ngừa những ảnh hưởng xấu do sự biến đổi môi trường lên sức khoẻ lâu dàu và phương tiện sống của con người, giảm

thiểu tác hại do con người gây ra cho môi

trường.

• - Dựng lại những đặc điểm của môi trường trong quá khứ, trong lịch sử hình thành và phát triển

của trái đất

• - Giải quyết những mâu thẫn giữa con người và môi trường

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp luận

- Nghiên cứu môi trường sinh thái là nghiên cứu sự

tương tác giữa các thành phần môi trường Môi trường sinh thái được tạo thành từ các thành phần có liên quan chặt chẽ rất hữu cơ với nhau Một thành phần của môi trường lại là một môi trường hoàn chỉnh gọi là môi

trường thành phần.

- Các hoạt động trao đổi vật chất và năng lượng trong

môi trường sinh thái luôn ở trạng thái cần bằng ''động'',

trong đó các thành phần của môi trường có mối quan

hệ qua lại và ràng buộc lẫn nhau Vì vậy, cần phải có sự nghiên cúu chi tiết về các mối tương quan lẫn nhau

cùng với sự tương tác giữa các thành phần và yếu tố

môi trường.

- Nghiên cứu mồi trường sinh thái không được coi nhẹ

thành phần nào trong hệ sinh thái môi trường Bởi vì

hầu hết các chất ô nhiễm xuất hiện trong môi trường

thành phần này có thể lan truyền sang các môi trường thành phần khác một cách dễ dàng.

Nghiên cứu môi trường sinh thái cũng chính là

tìm hiểu các yếu tố trội và chủ đạo trong hệ tương tác môi trường Xác định được tính đồng nhất và tính trội mới, xác định được chiều hướng phát

triển của đối tượng cần nghiên cứu, thậm chí cả

hệ sinh thái môi trường

- Phương pháp nghiên cứu môi trường sinh thái là

môn khoa học đa chuyên ngành, đa liên ngành

nhưng có giới hạn Không phải tất cả các ngành học đều có thể là môi trường học mà chỉ giới hạn

ở một số ngành liên quan; trong một hoàn cảnh

nhất định có thể lấy một ngành học nhất định làm nền tảng chủ đạo còn các ngành khác phụ trợ.

Các phương pháp nghiên cứu

a) Một số phương pháp nghiên cứu cổ điển

- Phương pháp xác định kiểu phân bố của cá thể trong

quần cư

- Phương pháp đánh giá số lượng cá thể của quần thể

trong hệ sinh thái

- Phương pháp khảo sát biến động quần thể trong hệ sinhthái

- Phương pháp xác định chuỗi thức ăn và năng lượng

b) Các phương pháp nghiên cứu sinh thái môi trường hiện đại:

- Phương pháp GIS - viễn thám

- Phương pháp mô hình hóa

• Kết quả 2 phương pháp trên là cơ sở cho các phương pháp nghiên cứu tổng hợp:

• - Mô hình hoá dựa trên toán học và thông tin được xử lý trên máy tính (phương pháp mô

• Quần thể (Population): Những cá thể của cùng một loài sống chung với nhau ở một vùng lãnh thổ.

• Quần xã (Community): Tất cả những cơ thể sống được tìm thấy trong một môi trường đặc trưng Bao gồm tất cả những quần thể của những loài khác nhau sống chung với nhau ở một vùng lãnh thổ.

• HST (Ecosystem): Một quần xã và MT của nó, bao gồm tất cả mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và

MT vật lý bao quanh giữa chúng với nhau.

• Sinh quyển (Biosphere): Gồm tất cả những cơ thể sống trên trái đất (TĐ)hoặc tất cả các quần xã trên

TĐ

• Sinh thái quyển (Ecosphere): Gồm tất cả những cơ thể sống trên TĐ và các tác động tương hỗ của

chúng với nhau và với đất đai, nước, không khí.

• Trái đất là hệ sinh thái khổng lồ

Các thuật ngữ sinh thái học

Quần xã thực vật trên núi

Quần thể Đước

Quần thể Thông ba lá

Hệ sinh thái rừng

Quần thể Voi (Tây

Nguyên)

Quần thể Sếu đầu đỏ (Đồng Tháp)

• HỆ SINH THÁI

• 1- Định nghĩa

• - HST là tổ hợp của một quần xã sinh vật với MT vật

lý xung quanh nơi mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật, MT tượng tác với nhau để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá của năng lượng

• - Nói cách khác, HST bao gồm các sinh vật sống và

các điều kiện tự nhiên (môi trường vật lý) như ánh

sáng, nước, nhiệt độ, không khí, Điều quan trọng làtất cả các điều kiện hữu sinh (Biotic component) và vô sinh (abiotic component) tác động tượng hỗ với nhau

và giữa chúng luôn xảy ra quá trình trao đổi năng

lượng, vật chất và thông tin

• - Có thể minh hoạ HST bằng công thức toán học:

• Quần xã sinh vật + Môi trường xung quanh + Năng

lượng mặt trời = Hệ sinh thái

Môi trường xung quanh

Môi trường xung quanh

Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời

Hệ sinh thái rừng

• 2- Độ lớn

• Các HST có thể có những quy mô lớn nhỏ khác nhau Theo A Tanslay (l935) đưa ra các khái

trên TĐ làm thành một HST khổng lồ và được gọi

là sinh thái quyển (ecosphere)

• 3- Tính hệ thống

• - Trong HST, tính hệ thống được thể hiện chủ

yếu là mối quan hệ tượng hỗ giữa sinh vật với

là dòng nội lưu (inner flow)

• - Trừ vũ trụ ra thì tất cả các hệ thống tự nhiên

bao gồm tất cả các HST đều là những hệ thống hở.

• 4- Tính phản hồi

• - HST luôn là một hệ thống hở và tự điều chỉnh, bởi vì trong quá trình tồn tại và phát triển, HST thường xuyên phải tiếp nhận vật chất, năng lượng, thông tin và cả

những sức ép, cú sốc (stress) từ MT

• => HST có hai tính chất đặc thù :

• + Tính chất tự cân bằng (homestagis) nghĩa là khả năng

HST phản kháng lại các thay đổi và giữ được trạng thái cân bằng.

• + Năng lực chịu tải (carrying capicity), nghĩa là khả

năng của các HST có thể gánh chịu những sức ép,

những cú sốc trong những điều kiện khó khăn nhất

• - Tuy nhiên, các HST cũng chỉ có giới hạn xác định

trong phản hồi và khả năng chịu tải => khi chịu một tác động vừa phải từ bên ngoài, các HST sẽ phản ứng lại

một cách thích nghi bằng cách sắp xếp lại các mối quan

hệ trong nội bộ và toàn thể hệ thống để duy trì sự ổn

định của mình trong điều kiện MT biến động

• - Đối với những tác động quá lớn, quá mạnh, vượt khỏi sức chịu đựng của hệ, hệ không thể tự điều chỉnh được

và cuối cùng bị suy thoái rồi bị huỷ diệt

• Các nhân tố sinh thái

• Nhân tố sinh thái là nhân tố của MT có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp lên sinh vật Người ta chia thành 3 nhóm:

• 1 Các nhân tố không sống bao gồm các yếu tố tự nhiên

như:

• - Địa hình : độ cao, độ trũng, độ dốc, hướng phơi địa hình

• - Khí hậu : nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, gió,

• - Nước : nước mặn, nước ngọt, mưa,

• 3- Nhân tố con người

• - Về thực chất, con người và động vật đều có những tác động tương tự đến MT như lấy thức ăn, thải bỏ chất thải vào MT

• - Nhưng do sự phát triển cao về trí tuệ nên con người còn tác động vào MT bởi các nhân tố xã hội và thể chế

• - Các nhân tố sinh thái không phải có tác động giống nhau đến sinh vật, mà phụ

thuộc vào đặc điểm của từng loài và

hoàn cảnh MT cụ thể

• - Một số nhân tố có tác động định hướng hoặc điều khiển sự tồn tại và phát triển của sinh vật, những nhân tố này được

gọi là những nhân tố đíều khiển

Một số quy luật cơ bản của sinh thái học

• Các nhân tố sinh thái tác động đến MT theo một số

quy luật nhất định Đó là :

• 1 Quy luật giới hạn sinh thái

• - Mỗi loải có một giới hạn đặc trưng về mỗi nhân tố

• 2- Quy luật tác động tổng hợp các nhân tố

sinh thái

• - Tất cả các nhân tố sinh thái đều gắn bó chặt chẽvới nhau thành tổ hợp sinh thái

• - Tác động đồng thời của nhiều nhân tố tạo nên

một tác động tổng hợp lên cơ thể sinh vật Đồng thời mỗi nhân tố sinh thái của MT chỉ có thể biểu hiện hoàn toàn tác động của nó đến đời sống sinh vật khi mà các nhân tố sinh thái khác cũng ở trong điều kiện thích hợp

• - Ví dụ, trong đất có nhiều chất dinh dưỡng,

nhưng cây trồng chỉ hút thu được các chất này khi đất có độ ẩm thích hợp, hoặc khi cây sống ở điều kiện có đầy đủ ASMT, nhưng khả năng quang

hợp của nó sẽ kém đi khi trong đất thiếu độ ẩm, thiếu các chất dinh dưỡng khoáng

• 3- Quy luật tác động không đồng đều của

nhân tố sinh thái lên chức năng sống của

cơ thể

• - Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức năng của cơ thể sống, có nhân tốcực thuận lợi đối với quá trình này, nhưng đại

có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác

• - Ví dụ, nhiệt không khí tăng lên 40-50 độ C làm tăng quá trình trao đổi chất ở động vật máu

lạnh, nhưng lại kìm hảm sự di chuyển, con vật rơi vào tình trạng đờ đẫn vì nóng

• 4- Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

• - Môi trường tác động thường xuyên lên cơ thểsinh vật làm chúng không ngừng biến đổi,

ngược lại sinh vật cũng tác động qua lại làm cải biến MT và có thể làm thay đổi cả tính chất của một nhân tố sinh thái nào đó

• - Ví dụ, trồng mới và bảo vệ rừng cải thiện đáng

kể những điều kiện sinh thái, làm giảm sâu hại, cải thiện nguồn nước, độ phì nhiêu đất và làm giàu khu hệ động thực vật của vùng

• CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ SINH THÁI

• Sinh thái học hiện đại nghiên cứu cấu trúc và chức năng của HST theo nhiều yếu tố quan hệ:

• Một HST điển hình được cấu trúc bởi các thành phầnsau đây:

• - Sinh vật sản xuất (producer)

• - Sinh vật tiêu thụ (consumer)

• - Sinh vật phân huỷ (decomposer)

• - Các chất hữu cơ (prôtêin, lipit, gluxit, vitamin,