Chương 2 môi trường và tài nguyên sinh học MTVCN

Nhóm nhân tố hữu sinh • Chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các cơ chế khác trong mối liên hệ cùng loài hay khác loài ở chung quanh • Thế giới hữu sinh, thành phần quan trọng củ

MÔI TRƯỜNG

VÀ CON NGƯỜI

BỘ MÔN: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Chương 2: MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN SINH HỌC

2.1 Những vấn đề chung về sinh thái học

2.2 Các kiểu HST chính

2.3 Tài nguyên rừng

2.4 Đa dạng sinh học và MT

2.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

VỀ SINH THÁI HỌC

• Nhân tố sinh thái là nhân tố thúc đẩy hoạt động sống và sinh sản, kìm hãm hoặc gây hại cho sinh vật Bao gồm 3 nhóm nhân tố: Vô sinh, hữu sinh

và con người

Nhóm nhân tố vô sinh

• Khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, tốc

độ gió, ánh sáng

• Thổ nhưỡng: hàm lượng dinh

dưỡng trong đất (nitrat,

phosphat, …), thành phần cơ

giới (sét, thịt, cát)

• Địa hình: độ dốc, hướng

• Nước: nước ngọt (S<5%o),

nước mặn (S>25%o) và nước lợ.

Nhóm nhân tố hữu sinh

• Chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các cơ chế khác trong mối liên hệ cùng loài hay khác loài ở chung quanh

• Thế giới hữu sinh, thành phần quan trọng của môi trường

• Bao gồm: thực vật, động vật, vi sinh vật…

Þ Một số lưu ý:

(1) Mỗi nhân tố có tác động không giống nhau đối với các loài khác nhau.

(2) Với cùng một nhân tố cũng tác động không

giống nhau đối với một loài, nó phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của loài (giai đoạn còn non chịu tác động mạnh hơn giai đoạn trưởng thành, vv)

(3) Một số yếu tố môi trường ít bị thay đổi hay hầu như không đổi.

Ví dụ: Độ mặn của nước biển vùng cửa sông thường biến đổi mạnh theo mùa nhưng độ mặn của nước biển ngoài khơi ít thay đổi

Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái

• các nhân tố: đất đai, khí hậu (ánh sáng, nhiệt

độ, hơi nước, và không khí), địa hình

Đất

• M ô i t r ư ờ n g n u ô i

dưỡng đa số các loài

cây, nơi trú ẩn, sinh

trưởng nhiều loại sinh

• Phần vỏ ngoài của quả địa cầu, sự biến đổi của đá mẹ

dưới ảnh hưởng của các tác nhân lý, hoá và sinh;

• Dạng tài nguyên không thể khôi phục lại dễ dàng

Địa hình

• Lên cao 100 m thì nhiệt độ

giảm 0,5OC, càng lên cao

thì khí hậu càng lạnh, thực

vật thay đổi về thành phần

loài

• Ở vùng đồi núi, thực vật

thay đổi từ chân núi đến

đỉnh núi Phụ thuộc vào

đất đai, độ dốc, hướng

phơi sương của sườn núi;

• Địa hình ảnh hưởng đến hình thái, sinh trưởng

và phát triển của sinh vật, sự phân bố dân số.

Ánh sáng

 Quan trọng với cơ thể sống

 Nguồn cung cấp năng lượng

cho cây xanh quang hợp, một

số loài dị dưỡng như nấm, vi

Ánh sáng

• Tia tử ngoại (10 – 380nm)

• Ánh sáng nhìn thấy: (380 – 780nm)

• Tia hồng ngoại (780 – 34.000 nm)

• Thực vật chỉ có khả

n ăn g h ấ p t h u m ộ t phần trong phổ as trắng để quang hợp.

Nhiệt độ

 Phụ thuộc vào năng lượng mặt

trời và thay đổi theo các vùng

địa lí, theo chu kì trong năm

 Ảnh hưởng đến sinh vật, sự

sinh trưởng, phát triển phân

bố cá thể, quần thể và quần xã

 Ảnh hưởng đến nhân tố khác

của môi trường: độ ẩm, đất…

 Khác nhau nhiệt độ tạo ra những nhóm sinh thái khác nhau, có năng thích nghi khác nhau

Nhiệt độ

• Có 2 hình thái trao đổi nhiệt của sinh vật:

+ SV biến nhiệt: sinh vật tiền nhân (vi khuẩn, tảo lam), nấm, thực vật, động vật không xương sống, cá, lưỡng cư,…nhiệt độ cơ thể thay đổi theo môi trường ngoài

+ SV đẳng nhiệt: động vật có tổ chức cao như chim, thú…, duy trì nhiệt độ cực thuận của cơ thể, không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường ngoài

Nước

• Tham gia vào các quá trình trao

đổi năng lượng và điều hoà

nhiệt độ cơ thể

• Vai trò tích cực trong phát tán

nòi giống và là môi trường sống

của nhiều sinh vật

• Các dạng nước trong khí quyển:

sương muối, mưa, tuyết, độ ẩm

• 60 – 90% khối lượng cơ thể SV là nước, 98% - đối loài

ruột khoang

• Nguyên liệu cho cây QH tạo ra chất hữu cơ, phương

tiện vận chuyển chất vô cơ và hữu cơ trong cây, vận chuyển máu và dinh dưỡng ở động vật

Không khí

• Cung cấp oxy cho các sinh

vật hô hấp sinh ra năng

lượng dùng trong cơ thể

• Thực vật lấy CO2 từ không

Không khí

• Không khí đối lưu, thẳng đứng và gió nhẹ ảnh hưởng trong việc phát tán vi sinh vật, bào tử, phấn hoa, quả hạt thực vật và động vật

• Gió mạnh, bão, ô nhiễm đến sinh vật

+ Quần thể sinh vật

• Khái niệm

- Quần thể là một nhóm cá thể của một loài, sống trong một khoảng không gian xác định, có nhiều đặc điểm đặc trưng của cả nhóm thống nhất, chứ không phải từng cá thể riêng biệt

• Đặc trưng của QT:

- Mỗi quần thể đều mang một đặc điểm sinh thái học

có tính chất là những đặc điểm của nhóm, không thể tìm thấy khi nghiên cứu trên từng cá thể riêng lẻ

+Thí dụ: quần thể người, hươu nai, rầy nâu,…

+ Quần xã sinh vật

• Định nghĩa:

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

• Khu vực nhất định của quần xã được gọi là sinh cảnh

• Quần xã chỉ cần nhận năng lượng từ ngoài vào để tồn tại và phát triển

• Các loài trong quần xã:

– Có mối liên hệ nhau về dinh dưỡng, năng lượng

• Loài ưu thế:

– Loài có sự hiện diện cao hơn so với các loài khác

– Loài ưu thế đóng vai trò quan trọng trong quần xã:

• do số lượng cao, kích thước lớn, năng suất chiếm

tỉ lệ cao

• Loài đặc hữu (loài đặc trưng)

– Là loài chỉ có trong 1 quần xã nào đó, không gặp ở các quần xã khác

– Các loài này thường được ưu tiên bảo vệ

• Loài ngoại lai

– Có nguồn gốc từ nơi khác:

– Ví dụ:

+ Một số loài ngoại lai

Cỏ biển Caulerpa

– Độ đa dạng: cũng dùng để phát hiện sự ô nhiễm môi trường, đánh giá sự nhiễm bẩn, ô nhiễm môi trường

– Khi có nước thải công nghiệp, sinh hoạt, thuốc trừ sâu  độ đa dạng giảm

– Khi có sự tác động của con người vào các hệ tự

nhiên vốn đã có sự cân bằng thì chỉ số đa dạng

luân giảm

– Khi di chuyển từ vùng địa cực xuống vùng xích

đạo: số loài tăng

Kiểu tăng trưởng S

+ Mơ hình tăng trưởng J, S

a b

Tăng trưởng J Tăng trưởng S

§ Sau thời gian  đạt trạng thái ổn định

§Điều kiện môi trường tương đối ổn định

§ Chú thích:

(b): Sự tăng trưởng con mồi

(a): Sự tăng trưởng con vật

ăn mồi

• Áp dụng: dùng đánh giá nhanh, đánh giá sơ bộ tình hình của sinh vật tại khu vực khảo sát

• Nhược điểm: độ chính xác không cao

+ Sự biến động số lượng cá thể của quần xã:

+ Nguyên nhân:

– Yếu tố môi trường

– Tương tác nội tại xảy ra trong quần thể

– Tương tác giữa các cá thể thuộc các loài khác nhau+ Biến động theo chu kì

– Sự biến động theo chu kì mùa: sự biến động này tương ứng với sự biến đổi các yếu tố môi trường theo mùa

+ Biến động không theo chu kỳ:

– Sự tăng hoặc giảm số lượng cá thể trong quần thể một cách đột ngột

– Nguyên nhân:

F Thiên tai

F Bệnh dịch

F Tác động của con người:

F Ô nhiễm môi trường, đốt phá rừng…

+ Hệ sinh thái

 Quần xã và sinh cảnh là hai thành phần tạo một khối thống nhất, không thể tách rời, tạo thành một hệ tương đối ổn định Hệ đó được gọi là hệ sinh thái (ecosystem)

 Tập hợp tất cả các quần xã SV trên trái đất (biosphere)

 Tập hợp các hệ sinh thái trên TĐ  HST khổng lồ  sinh thái quyển (ecosphere)

+ Cấu trúc hệ sinh thái

+ Thành phần vô sinh:

– Các yếu tố vật lý: as/t o /p/độ ẩm/dòng chảy…

– Các yếu tố vô cơ:

• Các chất cần cho sự sống: không khí (CO2/O2…)

• Khoáng chất (Ca 2+ /Fe/PO43- /NO3- / NH4+ /…

• SV tiêu thụ bậc 1

• SV tiêu thụ bậc 2:

• SV tiêu thụ bậc 3:

+ Thành phần hữu sinh:

• Sinh vật phân hủy:

– Không có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ

– Nguồn thức ăn là CHC thải bỏ, xác bã sinh vật khác – Ví dụ:

• Vi sinh vật  phân hủy xác động vật

• Nấm:  phân hủy xác thực vật

+ Sự trao đổi chất và năng lượng trong HST

• Sự trao đổi chất:

– Thường theo chu trình kín,

• Sự trao đổi năng lượng:

– Theo chu trình hở

• Ví dụ: Gv trình bày một số chu trình N, C, S, P…

2.2 Các kiểu hệ sinh thái chính

• Chịu ảnh hưởng của các nhân tố như khí hậu, nhiệt

+HST sa mạc

• Sa mạc nhiệt đới: nóng quanh năm vào ban ngày nhưng ban đêm thì lạnh bởi thiếu số lượng thực vật

để ổn định nhiệt độ, ví dụ như sa mạc Sahara

• Sa mạc ôn đới: nơi nhiệt độ vào ban ngày ấm nhất trong năm với nhiệt độ nóng nhất là 200C và lạnh nhất là 00C

• Sa mạc lạnh: như sa mạc Gobi, nơi mùa đông thì

lạnh, mùa hè thì nóng

+HST đồng cỏ

• Đồng cỏ nhiệt đới hoặc Savan:

+ khu vực với nhiệt độ trung bình cao, tập trung ở vùng xích đạo

+ mùa khô chiếm khoảng nửa năm, mùa mưa với lượng mưa dồi dào Vd: đồng cỏ Serengeti của Châu Phi

lớn

ấm nhẹ

+HST rừng

Rừng sớm rụng ôn đới:

+ phân bố ở những vùng có nhiệt độ trung bình giảm,

+ thay đổi theo bốn mùa riêng biệt;

+ mùa hè dài, không có mùa đông khắc nghiệt, lượng mưa dồi dào suốt cả năm.

+Các kiểu HST thủy sinh

• Chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố như nhiệt

độ của nước, chiều sâu ánh sáng thâm nhập, nồng

độ oxy hòa tan…

• 2 loại chính: HST nước ngọt và HST nước mặn

+Hệ sinh thái nước ngọt

+ Đập chứa và hồ nước ngọt: hình thành do lượng nước mưa, dòng chảy trong đất, dòng nước ngầm làm đầy những chỗ lún do Trái đất bị đóng băng (hồ Bắc Mỹ), sự động đất (hồ Nyaza ở Đông Phi), hoạt động của núi lửa (hồ Kivu ở Châu Phi)…

+ Suối nước ngọt và sông: lượng mưa thấm qua đất hoặc nước bốc hơi trên bề mặt đất

+ Đất ẩm nội địa: đất chứa đầy nước ngọt trong suốt cả năm hoặc một phần trong năm thì gọi là đất ẩm; ở những vũng lầy, đầm lầy và sông tràn nước…

+Hệ sinh thái nước mặn

+ Đại dương: HST khoảng 250.000 loài thực vật biển và

thức ăn; nơi cung cấp nguồn sắt, cát, sỏi, phosphat, dầu, khí thiên nhiên và nhiều nguồn tài nguyên có giá trị khác

+ Vành đai ven biển: 2 vành đai chính:

1 Ven bờ hoặc ven biển: nước cạn, ấm, giàu dinh

dưỡng

2 Biển khơi: nước sâu, lạnh, xa bờ, ít chất dinh

dưỡng+ Đất ngập nước miền ven biển

+ Mối quan hệ giữa con người và HST

• HST  Con người

• Những trận lũ lụt, hạn hán, giông bão, mưa

axit… do sự tàn phá rừng, đào bới, xây nhà trên đe,…=> trả giá tài sản, tính mạng con người

• Tháng 9/1998: TQ, 3000 người chết; 13,8 triệu người chạy lụt; 4,5 triệu ha đất bị tàn phá…

+ Tháng 2/2011: Indonexia, chết 45 người,

5.600 nhà bị mất, 18.000 người phải sơ tán

+ Năm 2005: 1200 Ấn Độ, 771 TQ, 520 người chết Pakistan

+Sinh vật chỉ thị chất lượng môi trường

• Theo Mc Carty và Munkittrick (1996) chỉ thị sinh học là những đáp ứng của phân tử sinh học, chất sinh học hay những yếu tố sinh lí từ một cá thể sinh học, một nhóm

cá thể, một quần thể hay một hệ sinh thái, đối với tác động của thiên nhiên hay do con người gây ra

• Nghiên cứu có từ rất sớm, tìm nước trên sa mạc, phương hướng, thời tiết

• 50 năm gần đây, quan trắc sinh học, tích luỹ sinh học, công trình kinh điển Anrdt (1987)

- Chỉ thị HST đất: động vật thân mềm như giun đất, rận rừng, ve bét… (Paoletti,1991)

+Các ứng dụng của chỉ thị sinh học

• Chỉ thị về đặc trưng ô nhiễm đa lượng và vi lượng

- Tảo độc phát triển là chỉ thị phú dưỡng hoá, ô nhiễm bởi photphat, nitơ, ví dụ: hồ Xuân Hương, Đà Lạt hàng năm vẫn xảy ra hiện tượng này

- Cây trồng, địa y làm chỉ thị pH thấp của mưa axit

- Vi giáp xác Daphnia, tảo lục, vi khuẩn phát sáng…chỉ thị

ô nhiễm vi lượng như kim loại, các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ trong đất, nước, bùn lắng…

=> Sử dụng sinh vật chỉ thị có vai trò quan trọng, cảnh báo sớm hiện tượng khí hậu, thay đổi sinh thái môi trường, dự báo chất lượng môi trường…

MÔI TRƯỜNG

VÀ CON NGƯỜI

BỘ MÔN: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Chương 2: MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN SINH HỌC

2.1 Những vấn đề chung về sinh thái học

2.2 Các kiểu HST chính

2.3 Tài nguyên rừng

2.4 Đa dạng sinh học và MT

NÔI DUNG

1 Tầm quan trọng của rừng

2 Tài nguyên rừng trên thế giới và Việt Nam

3 Hậu quả của suy thoái rừng

4 Bảo vệ tài nguyên rừng

• Nơi cư trú của hàng triệu loài động vật và VSV

• Ngân hàng gen khổng lồ, lưu trữ các loại gen quí

55

Tầm quan trọng của tài nguyên rừng

• Cung cấp lương thực, thực phẩm, nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, dược liệu, du lịch, giải trí

=> nhiều loài thực vật, động vật rừng là các loài thuốc chữa bệnh

• Rừng là HST có độ đa dạng sinh học cao nhất ở trên cạn

• Rừng ẩm nhiệt đới: có độ đa dạng cao nhất

• Là nơi cư trú của sv

• Là ngân hàng hạt, gen; lưu trữ các loại gen quí

56

Tầm quan trọng của tài nguyên rừng

• "lá phổi xanh" hấp thụ CO2, tái sinh oxy, điều hòa khí hậu cho khu vực.

– Trung bình một ha rừng tạo nên: 16 tấn

oxy/năm

Tầm quan trọng của tài nguyên rừng

• Bảo vệ nguồn nước

– Tầng thảm mục rừng có khả năng giữ nước bằng

100 - 900% trọng lượng của nó

• Bảo vệ đất chống xói mòn

Thảm mục rừng:

– Chứa các chất dinh dưỡng khoáng

– Mùn và ảnh hưởng lớn đến độ phì nhiêu của đất

Tầm quan trọng của tài nguyên rừng

– Điều hoà khí hậu

– Ảnh hưởng đến tốc độ cũng như thay đổi hướng gió, giảm tốc độ dòng chảy

– Làm sạch không khí và có ảnh hưởng đến vòng

tuần hoàn trong tự nhiên

– Cân bằng lượng O2 và CO2 trong khí quyển

– Tạo ra một vùng tiểu khí hậu có tác dụng tốt đến sức khoẻ con người

– Giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm không khí

Tài nguyên rừng trên thế giới

• Đầu thế kỷ XX: Diện tích rừng ~ 60 triệu km2

• 1958  44,05 triệu km2

• 1973  37.37 triệu km2

• 1995  23 triệu km2

• 2015 ????????

• Bình quân: 0.62ha/người (FAO, 2005)

F Tốc độ mất rừng trung bình của thế giới là 15 - 20 triệu ha/năm

Tài nguyên rừng trên thế giới

• Rừng nhiệt đới suy giảm nhanh nhất

• Năm 1990

– Châu Phi, Mỹ la tinh: còn ~ 75% diện tích rừng nhiệt đới ban đầu;

62

Diện tích của các loại rừng chính trên thế giới

Loại rừng Diện tích (km2)Rừng lá kim ôn đới 12.511.062

Tài nguyên rừng trên thế giới

Nguyên nhân mất rừng

• Chặt phá rừng để lấy đất canh tác, lấy gỗ, củi,

• Ô nhiễm không khí tạo nên những trận mưa acid làm hủy diệt nhiều khu rừng

• Hiệu ứng nhà kính làm cho trái đất nóng lên và nước biển dâng cao

• Bom đạn và chất độc chiến trang tàn phá rừng

• Cháy rừng

• 2000 theo TCTK độ che phủ rừng là 33,2% và

• 2003 là 35,8%, năm 2004 là 36,7%

• Rừng nguyên sinh chỉ còn lại khoảng 10%

65

Tài nguyên rừng Việt Nam

• Theo số liệu thống kê năm 2005 cho thấy diện tích rừng là 12.418,5 nghìn ha, trong đó, diện tích rừng tự nhiên là 9.529,4 nghìn ha

66

Nguyên nhân mất rừng

Nguồn: Bộ NN&PTNT, 2016

Tài nguyên rừng ở Việt Nam

Nguyên nhân mất rừng

- Chuyển đất có rừng sang đất sản xuất các cây kinh doanh:

+ Đặc biệt là phá rừng để trồng các cây công nghiệp như cà phê ở Tây Nguyên chiếm 40 – 50% diện tích rừng bị mất trong khu vực

Tài nguyên rừng ở Việt Nam

Nguyên nhân mất rừng

- Khai thác quá mức vượt khả năng phục hồi tự nhiên của rừng

- AH của bom đạn và các chất độc hóa học trong chiến tranh, riêng ở miền Nam đã phá hủy khoảng 2 triệu ha rừng tự nhiên

71

• Tỉ lệ CO2 trong khí quyển tăng lên;

• Môi trường không khí bị nhiễm bẩn về vật lý,hoá học, phóng xạ (Rừng là một “nhà máy

Hậu quả suy thoái rừng

72

• Mất sự đa dạng sinh học, giảm đi nhiều nguồn gen quí hiếm, nhiều loài động vật, thực vật có nguy cơ tuyệt chủng

• Mất đi thảm mục rừng nơi sinh sống của nhiều loài VSV trong đất, các loại côn trung có lợi

• Làm gián đoạn các chu trình tuần hoàn dinh dưỡng khoáng

Hậu quả suy thoái rừng

• Khai thác hợp lý rừng sản xuất, hạn chế khai

hoang chuyển rừng thành đất nông nghiệp, hạn chế di dân tự do

• Trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi trọc.

• Đóng cửa rừng tự nhiên

Giải pháp bảo vệ rừng

• Tăng cường nhân lực, phương tiện, để phát hiện, ngăn chặn kịp thời và chống trả đích đáng trước mọi hành vi côn đồ, phản kháng của bọn lâm tặc, đầu nậu gỗ lậu;

• Xây dựng khung pháp lý bắt giam, khởi tố và truy tố với những ai dám phá hoại, đốt phá rừng bừa bãi vì tư lợi trước mắt

• Xây dựng khung pháp lý nghiêm cấm các nhân viên kiểm lâm nhận hối lộ của bọn đầu nậu gỗ để được khai thác rừng tự do bừa bãi