GIỚI THIỆU VỀ MÔI TRƯỜNG
Khái niệm môi trường
Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo có mối quan hệ mật thiết với nhau, tạo thành không gian xung quanh con người Những yếu tố này ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại và phát triển của cả con người và thiên nhiên.
Môi trường, theo định nghĩa tổng quát, là tập hợp tất cả các điều kiện bên ngoài ảnh hưởng đến vật thể, sự kiện hay cơ thể sống Đối với sinh vật, môi trường sống bao gồm tất cả các yếu tố bên ngoài tác động đến sự sống và phát triển của chúng Các yếu tố này được chia thành bốn môi trường chính: môi trường đất, nước, không khí và môi trường sinh vật Ngoài ra, môi trường còn bao gồm tất cả những gì xung quanh sinh vật, với các yếu tố vô sinh và hữu sinh tác động trực tiếp và gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sản của chúng.
Theo tác giả, môi trường có 4 loa ̣i chính tác đô ̣ng qua la ̣i lẫn nhau:
- Môi trường tự nhiên: nước, không khí, đất đai, ánh sáng và các sinh vâ ̣t
- Môi trườ ng kiến ta ̣o: cảnh quan được thay đổi do con người
- Môi trường không gian: các yếu tố về đi ̣a điểm, khoảng cách, mâ ̣t đô ̣, phương hướng và sự thay đổi trong môi trường
Môi trường văn hóa – xã hội bao gồm các cá nhân, nhóm dân cư, công nghệ, tôn giáo, các định chế, kinh tế học, thẩm mỹ học, dân số học và các hoạt động khác của con người Môi trường là một phần của ngoại cảnh, bao gồm các hiện tượng và thực thể tự nhiên, với sự tương tác giữa các loài và quần thể thông qua các phản ứng thích nghi Đối với con người, môi trường chứa đựng nội dung rộng hơn, theo định nghĩa của UNESCO (1981), môi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và nhân tạo, những yếu tố hữu hình như tập quán và niềm tin, nơi con người sinh sống và lao động, khai thác tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo để thỏa mãn nhu cầu của mình.
Con người không chỉ tồn tại, sinh trưởng và phát triển trong môi trường sống mà còn là bối cảnh cho cuộc sống, lao động và giải trí.
Môi trường sống của con người bao gồm cả vũ trụ, trong đó hệ Mặt Trời và Trái Đất đóng vai trò quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của con người Mặt Trời cung cấp năng lượng cho sự sống, trong khi Trái Đất có các lớp thạch quyển, thủy quyển và khí quyển, tạo thành môi trường sống đa dạng cho các sinh vật Sinh quyển bao gồm các thành phần hữu sinh và vô sinh, có mối quan hệ tương tác chặt chẽ với nhau, và ngoài vật chất, còn chứa thông tin sinh học cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của các cơ thể sống Đặc biệt, trí tuệ con người là yếu tố tác động mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của Trái Đất, dẫn đến khái niệm "trí quyển", nơi trí tuệ con người tương tác với các bộ phận trên Trái Đất Những thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất cho thấy trí quyển đang thay đổi nhanh chóng và mở rộng phạm vi tác động, kể cả ngoài Trái Đất.
Con người hợp thành các cộng đồng, gia đình, bộ tộc, quốc gia và xã hội qua nhiều hình thức và thể chế khác nhau Sự kết hợp này tạo ra các mối quan hệ và hình thái tổ chức kinh tế - xã hội, có tác động mạnh mẽ đến môi trường vật lý và sinh học.
Môi trường sống của con người bao gồm tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sống và sản xuất, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất nước, cảnh quan và quan hệ xã hội Trong nghĩa hẹp, môi trường sống chỉ tập trung vào các yếu tố tự nhiên và xã hội ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống, bao gồm diện tích nhà ở, chất lượng bữa ăn hàng ngày, nước sạch, điều kiện vui chơi giải trí và tiện nghi sinh sống.
Môi trường sống của con người (go ̣i tắt là môi trường) được phân chia thành:
Môi trường tự nhiên bao gồm tất cả các yếu tố tự nhiên như đất, nước, không khí, động thực vật và ánh sáng mặt trời, tồn tại khách quan và không phụ thuộc vào ý muốn của con người Tuy nhiên, các yếu tố này vẫn chịu tác động nhất định từ hoạt động của con người.
Môi trường xã hội được hình thành từ các mối quan hệ giữa con người, phản ánh qua phẩm chất, tư cách và hành vi ứng xử trong các hình thức giao tiếp khác nhau Nó bao gồm luật lệ, thể chế, cam kết và quy định ở nhiều cấp độ khác nhau Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo ra sức mạnh tập thể, từ đó thúc đẩy sự phát triển và làm cho cuộc sống của con người trở nên khác biệt so với các sinh vật khác.
Môi trường nhân tạo bao gồm các yếu tố vật lý, sinh học và xã hội do con người tạo ra và kiểm soát Nói cách khác, đây là những yếu tố mà con người đã tạo ra hoặc biến đổi để hình thành những tiện nghi trong cuộc sống, chẳng hạn như ô tô.
6 máy bay, nhà cửa, công sở, các khu đô thi ̣, công viên,… (tức là thế giới vật chất do con người ta ̣o ra).
Các chức năng chủ yếu của môi trường
1.2.1 Cung cấp không gian sống (habitat)
Trong cuộc sống hàng ngày, mỗi người cần một không gian nhất định cho các hoạt động như nhà ở, nơi nghỉ ngơi, và đất sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản Trung bình, một người cần khoảng 4m3 không khí sạch, 2,5 lít nước và 2000-2400 calo thực phẩm mỗi ngày Điều này cho thấy môi trường sống cần đáp ứng các tiêu chuẩn về vật lý, hóa học, sinh học, cảnh quan và xã hội để đảm bảo sự sống và phát triển của con người Tuy nhiên, diện tích không gian sống bình quân trên Trái đất đang ngày càng bị thu hẹp.
Bảng 1.1: Suy giảm diện tích bình quân đầu người trên thế giới (ha/người)
Bảng 1.2: Diện tích đất canh tác trên đầu người ở Việt Nam
Yêu cầu về không gian sống của con người thay đổi theo sự phát triển của khoa học và công nghệ, với nhu cầu về không gian sản xuất giảm khi trình độ phát triển tăng cao Tuy nhiên, con người vẫn cần một không gian riêng cho nhà ở, sản xuất lương thực và bảo vệ môi trường Để gia tăng không gian sống cần thiết, con người có thể khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của các loại không gian khác như khai hoang và phá rừng.
1.2.2 Chức năng chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người
Con người đã tận dụng các hệ thống sinh thái để khai thác tài nguyên thiên nhiên cần thiết cho sản xuất và đáp ứng nhu cầu của mình Thiên nhiên đóng vai trò là nguồn cung cấp chính mọi tài nguyên, bao gồm vật liệu, năng lượng và thông tin, cả thông tin di truyền, phục vụ cho hoạt động sinh sống, sản xuất và quản lý của con người.
1.2.3 Chức năng chứa đựng các chất phế thải
Trong quá trình sản xuất và tiêu dùng, con người thải ra chất thải vào môi trường, nơi chúng bị phân hủy bởi vi sinh vật và các yếu tố môi trường khác Ở thời kỳ sơ khai, với dân số ít, chất thải tự nhiên được tái tạo lại sau quá trình phân hủy Tuy nhiên, sự gia tăng dân số và quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa đã dẫn đến lượng chất thải tăng nhanh, gây quá tải và ô nhiễm môi trường Khả năng tiếp nhận và phân hủy chất thải trong một khu vực gọi là khả năng đệm (buffer capacity) Khi lượng chất thải vượt quá khả năng này hoặc chứa nhiều chất độc, vi sinh vật sẽ gặp khó khăn trong việc phân hủy, dẫn đến suy giảm chất lượng môi trường và ô nhiễm Chức năng này có thể được phân loại chi tiết thành nhiều loại khác nhau.
- Chức năng biến đổi lý – hóa học: pha loãng, phân hủy hóa học nhờ ánh sáng; hấp thụ; sự tách chiết các vật thải và độc tố
- Chức năng biến đổi sinh hóa: sự hấp thụ các chất dư thừa; chu trình nito và cacbon; khử các chất độc bằng con đường sinh hóa
- Chức năng biến đổi sinh học: khoáng hóa các chất thải hữu cơ, mùn hóa, amon hóa, nitrat hóa,…
1.2.4 Chức năng lưu trữ và cung cấp thông tin
+ Các chỉ thị không gian và báo hiệu sớm các hiểm họa đối với con người và sinh vật sống trên Trái đất
Cung cấp cho con người nguồn gen đa dạng, các loài động vật phong phú, hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo, cùng với vẻ đẹp và cảnh quan có giá trị thẩm mỹ để thưởng ngoạn.
Môi trường tự nhiên bao gồm lịch sử địa chất, sự tiến hóa của vật chất và sinh vật, nguồn gen phong phú, cùng với các vẻ đẹp tự nhiên độc đáo Những yếu tố này không chỉ tạo nên sự đa dạng sinh học mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của hệ sinh thái.
+ Môi trường xã hô ̣i: truyền thống văn hóa,…
+ Môi trường nhân ta ̣o: di tích li ̣ch sử, di tích văn hóa, các vẻ đe ̣p nhân ta ̣o,…
Như ̃ng thách thức môi trường hiê ̣n nay trên Trái đất
Báo cáo tổng quan môi trường toàn cầu năm 2000 của Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) đã chỉ ra hai xu hướng chính khi nhân loại bước vào thiên niên kỷ thứ ba.
Sự mất cân bằng nghiêm trọng trong năng suất và phân bố hàng hóa, dịch vụ đang đe dọa hệ sinh thái và văn hóa nhân văn toàn cầu Sự phồn thịnh không đồng đều và tình trạng cùng cực đang gây ra rủi ro cho sự ổn định của toàn bộ hệ thống nhân văn, đồng thời tác động tiêu cực đến môi trường toàn cầu.
Thế giới hiện nay đang trải qua những biến đổi mạnh mẽ, tuy nhiên, quản lý môi trường ở quy mô quốc tế vẫn chưa theo kịp với sự phát triển kinh tế - xã hội Những tiến bộ về môi trường nhờ công nghệ và các chính sách mới không đủ nhanh để đáp ứng với tốc độ gia tăng dân số và sự phát triển kinh tế hiện tại.
Hiện nay thế giới đang đứng trước những thách thức MT sau:
1.3.1 Khí hâ ̣u toàn cầu biến đổi
Theo Ban Liên Chính phủ về biến đổi khí hậu toàn cầu, có bằng chứng rõ ràng cho thấy ảnh hưởng của con người đến khí hậu Các nhà khoa học cho biết trong 100 năm qua, Trái đất đã nóng lên khoảng 0,5°C và dự kiến sẽ tăng từ 1,5°C đến 4,5°C trong thế kỷ này so với nhiệt độ ở thế kỷ XX Hậu quả của sự nóng lên toàn cầu rất nghiêm trọng.
Dự báo cho thấy mực nước biển có thể dâng cao từ 25 đến 140cm, khiến băng tan nhấn chìm một diện tích đất liền rộng lớn Nếu tình trạng hiện tại tiếp tục, đến giữa thế kỷ này, mực nước biển có thể tiến vào đất liền từ 5-7m.
Thời tiết biến đổi đang gia tăng tần suất các thiên tai như gió bão, hỏa hoạn và lũ lụt Chẳng hạn, các trận hỏa hoạn tự nhiên không thể kiểm soát đã xảy ra nhiều lần từ năm 1996.
1998 đã thiêu hủy nhiều khu rừng ở Braxin, Canada, khu tự trị Nội Mông ở Đông Bắc Trung Quốc, Inđônêxia, Italia, Mêhicô, Liên bang Nga và Mỹ
Việt Nam tuy chưa phải là nước công nghiệp phát triển, tuy nhiên xu thế đóng góp khí gây hiệu ứng nhà kính cũng thể hiện khá rõ nét
1.3.2 Sự suy giảm tầng Ozon (O 3 ) Ôzôn (O3) là loại khí hiếm trong không khí gần bề mặt đất và tập trung thành lớp dày ở những độ cao khác nhau trong tầng đối lưu từ 16km đến khoảng 40km ở các vĩ độ Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, ôzôn độc hại và sự ô nhiễm ôzôn sẽ có tác động xấu đến năng suất cây trồng
Tầng ôzôn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ Trái đất bằng cách chặn các tia cực tím có hại, ảnh hưởng đến sự sống của con người và các sinh vật Bức xạ tia cực tím gây ra nhiều tác động tiêu cực, chủ yếu là phá hủy, và khi tầng ôzôn tiếp tục bị suy thoái, những tác động này sẽ ngày càng nghiêm trọng hơn.
Bảng 1.4: Tác động của O 3 đối với thực vật Loại cây Nồng độ Thời gian tác động Biểu hiện gây hại O 3 (ppm)
- Củ cải 0,050 20 ngày (8h/ngày) 50% lá chuyển sang màu vàng
- Thuốc lá 0,100 5,5h Giảm 50% phát triển phấn hoa
- Đậu tương 0,050 - Giảm sinh trưởng từ 14,4-17%
- Yến mạch 0,075 19h Giảm cường độ quang hợp
1.3.3 Tài nguyên bi ̣ suy thoái
Rừng, đất rừng và đồng cỏ đang bị suy thoái nghiêm trọng, với nhiều khu vực biến thành sa mạc do biến đổi khí hậu và xói mòn đất Theo FAO, trong 20 năm tới, hơn 140 triệu ha đất sẽ mất giá trị trồng trọt và chăn nuôi, ảnh hưởng đến 900 triệu người ở hơn 100 quốc gia Trên toàn cầu, khoảng 25 tỷ tấn đất bị cuốn trôi mỗi năm vào các sông ngòi và biển cả.
Diện tích rừng toàn cầu hiện còn khoảng 40 triệu km², nhưng đã mất đi một nửa so với trước đây Trong đó, rừng ôn đới chiếm khoảng 1/3 và rừng nhiệt đới chiếm 2/3 Sự phá hủy rừng diễn ra chủ yếu ở các quốc gia đang phát triển.
Với tổng lượng nước trên Trái đất đạt 1.386 triệu km³, nhưng chỉ có 2,5% là nước ngọt, trong đó 2,24% tồn tại dưới dạng băng ở hai cực Lượng nước ngọt có thể sử dụng trực tiếp chỉ chiếm 0,26% Hiện nay, gần 20% dân số thế giới không có nước sạch và 50% thiếu hệ thống vệ sinh an toàn.
1.3.4 Ô nhiễm môi trườ ng đang xảy ra ở diê ̣n rô ̣ng
Trước sự phát triển nhanh chóng của các quốc gia, đặc biệt trong quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa, nhiều vấn đề môi trường đang gia tăng ở những khu vực có mật độ dân số cao Ô nhiễm không khí, rác thải, chất thải nguy hại, ô nhiễm tiếng ồn và ô nhiễm nguồn nước đang biến những khu vực này thành những điểm nóng về môi trường.
Vào đầu thế kỷ XX, dân số toàn cầu chủ yếu cư trú tại các vùng nông thôn, với chỉ 1/7 dân số sống ở đô thị Tuy nhiên, đến cuối thế kỷ XX, tỷ lệ dân số đô thị đã tăng đáng kể, chiếm tới 1/2 tổng dân số thế giới.
Vào năm 1950, trong số 10 thành phố lớn nhất thế giới, có 3 thành phố thuộc các nước đang phát triển, bao gồm Thượng Hải (Trung Quốc), Buenos Aires (Argentina) và Calcuta (Ấn Độ) Đến năm 1990, số lượng thành phố lớn nhất ở các nước đang phát triển đã tăng lên 7 Đến năm 1995 và 2000, con số này đã đạt tới 17 siêu đô thị.
Bảng 1.5: Dân số các siêu đô thị
21 Bangkok, Thái Lan 6,6 7,3 Ở Việt Nam, trong số 621 đô thị thì chỉ có 3 thành phố trên 1 triệu dân Trong vòng 10 năm đến, nếu không quy hoạch đô thị hợp lý thì có khả năng TP HCM và HN sẽ trở thành siêu đô thị khi đó những vấn đề MT trở nên nghiêm trọng hơn
1.3.5 Sự gia tăng dân số quá nhanh
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG
Sự xuất hiện của sinh thái quyển và các nhân tố sinh thái của môi trường
Sinh thái quyển (ecosphere) là tổng thể các thành phần vô cơ và sinh vật trong sinh quyển, bao gồm lớp vỏ Trái Đất có sự sống cùng với tất cả các loài sinh vật cư trú tại đó.
Cách đây khoảng 4,4 tỷ năm, Trái Đất đã hình thành khí quyển và đại dương với các chất vô cơ như CO2, H2O, NH3 và N2 Dưới tác động của năng lượng từ Mặt Trời và sấm chớp, một số phân tử vô cơ đã kết hợp để tạo ra các phân tử hữu cơ đơn giản Những phân tử hữu cơ này có khả năng trao đổi chất với môi trường, lớn lên và phân chia, đánh dấu sự khởi đầu của sự sống trên Trái Đất.
Kết quả của quá trình tiến hóa vật chất đã tạo ra sự sống, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi của Trái Đất từ khoảng 1 tỷ năm trước Giai đoạn đầu của tiến hóa vật chất bao gồm tiến hóa vật lý và hóa học, diễn ra từ 15 đến 4,1 tỷ năm trước.
Tiến hóa sinh học bắt đầu từ sự sống đầu tiên cách đây khoảng 4,1 tỉ năm, với các cơ thể đơn bào dạng bọt biển (spongia) chiếm ưu thế trên Trái Đất trong khoảng 600 triệu năm Sau đó, nhuyễn thể và các loài sâu bọ xuất hiện Trong kỉ Cambri, quá trình tiến hóa diễn ra nhanh chóng, chỉ trong 10-20 triệu năm, tạo ra hàng triệu dạng sống mới Người vượn xuất hiện cách đây 3,5-4,5 triệu năm, và Người hiện đại xuất hiện khoảng 2 triệu năm trước Sự xuất hiện của sinh vật đã tác động mạnh mẽ đến quá trình biến đổi vật chất và rút ngắn tiến hóa của chúng.
Quá trình hình thành sinh thái quyển diễn ra qua sự tiến hóa của vật chất từ thể vô cơ sang hữu cơ, dẫn đến sự xuất hiện của các cơ thể sống và culminate ở trí tuệ con người hiện nay.
2.1.2 Khái niệm về sinh quyển
V.I Vernadxki cho rằng sinh quyển là một thành tạo mang tính chất hành tính:
Trong sinh quyển, sự sống không thể tách rời khỏi môi trường xung quanh, mà chất sống, tức là toàn bộ hệ sinh vật, có mối quan hệ chặt chẽ với môi trường.
X.V.Kaletxnik 1970: “Sinh quyển là một bộ phận của vỏ hành tinh chứa đầy vật chất sống (nghĩa là toàn bộ các cơ thể sống) và các sản phẩm do hoạt động sống của chúng sinh ra.”
2.1.3 Thành phần vật chất của sinh quyển
Sinh quyển bao gồm các thành phần sau đây:
- Vật chất có nguồn gốc sinh vật: than đá, dầu mỏ, khí đốt,…
- Vật chất được hình thành do tác động của các cơ thể sinh vật: lớp vỏ phong hóa, lớp phủ thổ nhưỡng, không khí trong tầng đối lưu,…
2.1.4 Phạm vi của sinh quyển
Phạm vi của sinh quyển tùy thuộc vào giới hạn phân bố của sinh vật:
Giới hạn trên là khu vực tiếp giáp với tầng ozon của khí quyển, nằm cách mặt đất từ 15-30 km trong tầng bình lưu, nơi các bào tử có thể tồn tại ở độ cao này.
- Giớ i ha ̣n dưới xuống từ đáy đa ̣i dương và trong lớp vỏ phong hóa ở các lu ̣c đi ̣a
Sinh vật phân bố không đều trong toàn bộ bề dày của sinh quyển, chủ yếu tập trung ở những khu vực có thực vật phong phú Giới hạn sinh quyển bao gồm toàn bộ môi trường không khí tầng đối lưu, môi trường nước, môi trường đất và lớp vỏ phong hóa của thạch quyển, với độ sâu trung bình khoảng 60m.
Sự tương tác giữa các cơ thể sống và môi trường sống ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại và phát triển của các hệ sinh thái như môi trường nước, đất và không khí Do đó, việc bảo vệ đa dạng sinh học không chỉ giữ gìn vốn gen mà còn duy trì sự cân bằng sinh thái và bảo vệ môi trường sống của chúng.
2.1.5 Các nhân tố sinh thái
Các nhân tố sinh thái bao gồm nhân tố vô sinh, nhân tố hữu sinh và nhân tố con người Những nhân tố sinh thái này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, và sự thay đổi của một nhân tố sẽ ảnh hưởng đến các nhân tố khác Ví dụ, ánh sáng có thể làm thay đổi nhiệt độ và độ ẩm của không khí.
Mỗi nhân tố sinh thái (NTST) trong môi trường đều có ảnh hưởng khác nhau đến các loài sinh vật Các yếu tố khí hậu chủ yếu như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió và các yếu tố khác như thức ăn thường xuyên thay đổi theo thời gian và không gian Những biến đổi của các NTST có thể xảy ra theo chu kỳ hoặc không có tính chu kỳ rõ ràng, và chúng tác động đến cơ thể sinh vật theo những quy luật khác nhau.
Nhân tố con người được tách khỏi nhân tố hữu sinh thành mô ̣t nhân tố đô ̣c lâ ̣p
Con người, với sự phát triển cao về trí tuệ, đã tác động mạnh mẽ đến thiên nhiên thông qua các hoạt động xã hội Trong quá trình tồn tại, con người không chỉ khai thác mà còn cải tạo thiên nhiên, biến các cảnh quan hoang sơ thành những cảnh quan văn hóa để đáp ứng nhu cầu vật chất và văn hóa ngày càng cao Do đó, hoạt động của con người đã làm thay đổi môi trường một cách mạnh mẽ, thậm chí có thể thay đổi hoàn toàn môi trường và sinh giới ở nhiều khu vực.
Môi trường đất va ̀ các môi trường sinh thái trên ca ̣n
2.2.1 Môi trườ ng đất a Nguồn gốc Đất là vâ ̣t thể thiên nhiên được hình thành do quá trình phong hóa các lớp đá gốc dưới tác đô ̣ng của quá trình biến đổi đi ̣a chất và khí hâ ̣u lâu dài của Trái Đất Hoa ̣t đô ̣ng của các sinh vâ ̣t như thực vâ ̣t, đô ̣ng vâ ̣t và nhất là các vi sinh vâ ̣t có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất
Con người có ảnh hưởng sâu sắc đến sự biến đổi của Trái Đất và sự hình thành lớp đất mặt Lớp đất này đã được hình thành trước khi con người xuất hiện, cho thấy sự tương tác giữa hoạt động của con người và môi trường tự nhiên.
Con người không phải là yếu tố hình thành đất, nhưng qua các hoạt động của mình, họ đã đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành một số loại đất như đất trồng lúa nước, đất bạc màu, và đất xói mòn trơ sỏi đá Quá trình này thực chất là sự thay đổi trong hình thành đất, biến đổi từ loại đất này sang loại đất khác.
GV: Tìm các từ khóa để xác đi ̣nh nguồn gốc hình thành đất? b Thành phần
Thành phần của môi trường đất gồm có: nước, không khí, chất vô cơ và chất hữu cơ
Chất vô cơ là các hợp chất hoặc nguyên tố tự nhiên xuất hiện từ các quá trình lý hóa hoặc sinh hóa trong vỏ Trái Đất Chúng được phân loại thành hai loại chính: chất vô cơ nguyên sinh và chất vô cơ thứ sinh.
Nước trong đất không tồn tại riêng rẽ mà liên kết chặt chẽ với các phân tử rắn, không khí và các khe hở trong đất Nó tồn tại ở bốn dạng cơ bản: nước ở thể rắn, thể hơi, nước liên kết và nước tự do Trong đó, nước tự do đóng vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng của thực vật và cung cấp nguồn nước cần thiết cho hoạt động của con người.
Không khí trong đất được hình thành từ khí quyển thâm nhập và hoạt động sống của các sinh vật trong đất Nó tồn tại trong các khe hở của đất, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái đất.
Nước và không khí trong đất đóng vai trò quan trọng trong quá trình phong hóa, là điều kiện cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật và thực vật.
Một phẫu diê ̣n đất điển hình thường có các tầng từ trên xuống:
- Tầng thảm mu ̣c, gồm xác hữu cơ: cành, lá,… đang bi ̣ phân hủy
- Tầng tích lũy mùn, bề mă ̣t chứa nhiều chất hữu cơ phân hủy từ xác sinh vâ ̣t
- Tầng rửa trôi là tầng chỉ có khi có sự rửa trôi mãnh liê ̣t, cuốn trôi các vâ ̣t chất từ trên xuống
- Tầng tích tu ̣ là tầng tâ ̣p trung các vâ ̣t chất rửa trôi từ trên xuống, bao gồm sét và các chất hòa tan
- Tầng mẫu chất bao gồm các sản phẩm phong hóa đang trong quá trình biến đổi để trở thành đất
- Dướ i cùng là tầng đá me ̣, chứa các vâ ̣t liê ̣u của vỏ Trái Đất chưa bi ̣ phong hóa
Cấu trúc của đất phụ thuộc vào thành phần cấp hạt và cấu trúc của đất, ảnh hưởng đến đặc điểm sinh thái như khả năng giữ nước, độ tơi xốp và thoáng khí Đặc điểm của đất cũng chịu ảnh hưởng từ khí hậu ở các đới khác nhau, do đó, đất mang trong mình các hệ sinh thái với các cơ thể sinh vật thích nghi với môi trường sống của chúng Đất không chỉ là môi trường sống mà còn cung cấp chất dinh dưỡng cho sinh vật và con người một cách trực tiếp hoặc gián tiếp.
2.2.2 Cá c môi trường sinh thái trên ca ̣n
Các hệ sinh thái trên cạn được đặc trưng bởi các quần xã cảnh quan vùng địa lý, gọi là sinh đới Sinh đới là những vùng rộng lớn có đặc thù nhất định về kiểu đất, khí hậu và sinh vật Tên của các sinh đới thường là tên của các quần xã hệ thực vật ở đó Từ địa cực về xích đạo có các biome lớn trên cạn như sau:
- Đồng rêu đới lạnh
Đồng rêu đới lạnh phân bố ở vùng cực lạnh, nơi nước đóng băng quanh năm và chỉ có một lớp băng mỏng tan vào mùa hè Nhiệt độ trung bình trong tháng nóng nhất không vượt quá 10°C, với những ngày dài và Mặt Trời không lặn trong nhiều tháng Vào mùa đông, đêm kéo dài hàng tháng, tạo nên điều kiện sống khắc nghiệt Hệ thực vật ở đây nghèo nàn, chủ yếu là rêu, với các loài cây thân gỗ như phong lùn và liễu miền cực chỉ cao bằng ngón tay Hệ động vật cũng hạn chế, chỉ có gấu Bắc Cực xuất hiện trong khu vực này.
- Rừ ng lá nhọn phương Bắc (rừng Taiga)
Rừng Taiga nằm ở phía Nam, chủ yếu bao gồm các loài cây lá nhọn như thông, linh sam, vân sam và thông rụng lá Với mùa đông dài và khí hậu lạnh, nhiệt độ trung bình vào tháng 7 chỉ trên 10°C, lượng mưa hàng năm dao động từ 300-500mm Hệ động vật ở đây nghèo nàn về số lượng loài, chủ yếu có các loài thú lớn như hươu Canada và nai sừng tấm, chúng ăn mầm cây, vỏ cây và địa y Ngoài ra, có các loài thú ăn thịt như gấu, chó sói và cáo Số lượng chim định cư cũng không nhiều, chủ yếu ăn hạt cây, trong khi nhiều loài di cư về phía nam vào mùa đông.
- Rừ ng lá rộng ôn đới
Rừng lá rộng ôn đới phát triển mạnh mẽ ở Đông Bắc Mỹ, Tây Âu và Đông Á, với mùa hè ấm áp và lượng mưa vừa phải Tuy nhiên, mùa đông khí hậu trở nên khắc nghiệt, dẫn đến hiện tượng rụng lá Giống như rừng nhiệt đới, rừng ôn đới có nhiều tầng, tạo ra nhiều ổ sinh thái phong phú, nơi sinh sống của nhiều loài động vật như sóc, chim trên cây và hươu, lợn lòi, chó sói, chuột trên mặt đất.
- Rừ ng Đi ̣a Trung Hải
Rừng Địa Trung Hải tại châu Âu hiện đang bị suy thoái, ngoại trừ một số khu vực được bảo vệ Trong những rừng này, có nhiều loài cây xanh tốt như sồi xanh (Quercus ilex) và sồi bần (Quercus suber).
- Thảo nguyên (đồng cỏ ôn đới)
Thảo nguyên vùng ôn đới đặc trưng với mùa hè dài và nóng, trong khi mùa đông lại ấm áp hơn và ít tuyết Thảm thực vật chủ yếu là cỏ thấp và khô, tạo nên môi trường sống cho nhiều loài động vật ăn cỏ nhanh nhẹn như bò siêng, ngựa hoang (Equus caballus), lừa, sóc và chó sói đồng cỏ.
Hoang mạc xuất hiện ở cả miền nhiệt đới và ôn đới, với nhiệt độ mùa hè gần như tương đương nhưng mùa đông ở hoang mạc ôn đới lại rất lạnh Lượng mưa hàng năm tại đây thường dưới 200mm, dẫn đến sự phát triển của thảm thực vật nghèo nàn, chủ yếu là các loại cây bụi xơ xác với lá nhỏ, gần như biến thành gai nhọn, cùng một số cây mọng nước Vào mùa xuân, một số cây có thể mọc nhanh, ra hoa và kết quả trong vòng một tháng trước khi chết khi đất khô Chỉ có những loài động vật chịu khát như lạc đà một bướu sinh sống trên mặt đất, trong khi các loài gặm nhấm phát triển phong phú dưới lòng đất.
- Savan (đồng có đới nóng)
Môi trường nước và môi trường không khí
2.3.1 Vai trò của nước đối với cơ thể sinh vâ ̣t
Nước là nguồn sống thiết yếu cho mọi sinh vật trên trái đất, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống Thiếu nước, cả động vật và con người đều không thể tồn tại.
Nước là yếu tố thiết yếu thứ hai sau không khí, quyết định sự sống của tất cả các tế bào, chiếm 80-95% khối lượng mô sinh trưởng Nó tham gia vào nhiều hoạt động sống, bao gồm quang hợp, vận chuyển khoáng chất trong cây, và lưu thông máu cũng như chất dinh dưỡng ở động vật Nước cũng điều hòa nhiệt độ cơ thể và là môi trường sống cho nhiều loài Đối với con người, nước chiếm 58-75% trọng lượng cơ thể và quyết định toàn bộ quá trình sinh hóa Thiếu nước dẫn đến rối loạn chuyển hóa, giảm thể tích máu, mất điện giải, và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động não bộ, gây trí nhớ kém và giảm khả năng tập trung Cung cấp đủ nước hàng ngày không chỉ giúp duy trì sức khỏe mà còn phòng ngừa các bệnh nguy hiểm như sỏi thận, viêm bàng quang, và ung thư do độc tố tích lũy.
2.3.2 Những đă ̣c điểm cơ bản của môi trường nước và sự thích nghi của sinh vâ ̣t
Môi trường nước có nhiều đă ̣c điểm ảnh hưởng trực tiếp hoă ̣c gián tiếp đến cơ thể sinh vật
Nước là nguồn cung cấp khoáng chất thiết yếu cho cơ thể sinh vật, hòa tan các khoáng chất như Flo, Iốt, kẽm, và canxi Nó không chỉ là môi trường cho các phản ứng sinh hóa mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc nuôi dưỡng và phát tán nòi giống Nước giúp duy trì nhiệt độ ổn định cho cơ thể, hỗ trợ chống chọi với thời tiết Bên cạnh đó, nước còn là thành phần quan trọng trong hệ thống bài tiết, giúp thải loại các chất độc tích tụ hàng ngày từ dinh dưỡng và hô hấp.
Môi trường nước có độ đậm đặc lớn hơn môi trường không khí, tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ thể sống dưới nước Các sinh vật này thường có hình dạng thuôn nhọn nhằm giảm sức cản của nước và phát triển mạnh mẽ, như cá trích, cá thu, cá mập, và cá đen phin.
Ánh sáng trong nước yếu hơn so với trong không khí do bị phản xạ trở lại Sự phân bố ánh sáng ở các lớp nước nông và sâu phụ thuộc vào độ dài bước sóng của các tia sáng Điều này dẫn đến sự phân bố khác nhau của thành phần thực vật theo độ sâu của nước.
Lượng oxy trong nước thấp hơn nhiều so với không khí, với hệ số khuếch tán của oxy trong nước nhỏ hơn khoảng 320.000 lần Hàm lượng oxy trong nước chỉ đạt tối đa 10ml/l, ít hơn 21 lần so với không khí.
Hô hấp của sinh vật trong nước là một quá trình phức tạp, chủ yếu phụ thuộc vào oxy được sản sinh từ quang hợp của tảo và thực vật, cũng như sự khuếch tán oxy từ không khí Trong môi trường nước, nồng độ oxy thường cao hơn ở tầng mặt so với các tầng nước sâu hơn.
Nước có tỷ trọng lớn nhất ở 4 độ C, và trong các vùng nước ôn đới, hàn đới, vào mùa đông, nước đóng băng trên bề mặt nhưng vẫn giữ thể lỏng ở tầng sâu Tỷ trọng của nước thay đổi theo nhiệt độ, dẫn đến sự hình thành dòng đối lưu thẳng đứng trong môi trường, do sự khác biệt về tỷ trọng giữa tầng nước mặt và tầng sâu.
Áp suất của nước thay đổi theo chiều sâu, với áp suất tăng lên khi xuống sâu hơn Cụ thể, cứ mỗi 10 mét độ sâu, áp suất tăng thêm 1 atm Do đó, các loài cá ở các tầng khác nhau như tầng trên, tầng giữa và tầng đáy có cấu tạo và đặc điểm hình thái khác nhau để thích ứng với điều kiện môi trường.
Dòng chảy của nước tạo ra sự luân chuyển các tính chất vật lý và hóa học của môi trường nước Tốc độ dòng chảy ở các vị trí khác nhau của sông, suối có sự khác biệt, dẫn đến sự thích ứng của một số loài cá Ở nơi nước chảy mạnh, cá thường có đầu đẹp theo hướng lưng bông như cá leo, trong khi ở nơi nước đứng, đầu cá ít đẹp hơn như cá mè.
Không khí đóng vai trò thiết yếu đối với sự sống, cung cấp oxy cho sinh vật hô hấp và tạo ra năng lượng cho cơ thể hoạt động Thực vật hấp thụ CO2 từ không khí và các chất vô cơ từ đất, dưới ánh sáng mặt trời, để tổng hợp chất hữu cơ Áp suất không khí gần mặt đất ổn định, tạo điều kiện cho sự sống diễn ra bình thường Dòng không khí chuyển động, hay gió, ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời có vai trò quan trọng trong việc phát tán vi sinh vật, bào tử, phấn hoa, quả và hạt thực vật Do đó, ô nhiễm không khí hoặc gió quá mạnh có thể gây tác động tiêu cực đến các cơ thể sinh vật.
Bài tập: Dựa vào nội dung bài học, sơ đồ hóa thông tin về các loại môi trường (đất, nước, không khí) bằng nhiều hình thức khác nhau
SV mang theo dụng cụ học tập như: bút chì, bút màu, giấy A0, A4, thước,… để làm bài tập
TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
Khái niệm va ̀ phân loại tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên bao gồm tất cả các nguồn vật liệu, năng lượng và thông tin có sẵn trên Trái Đất và trong vũ trụ, mà con người có thể khai thác để phục vụ cho cuộc sống và phát triển.
Tài nguyên có hai nhóm:
- Tài nguyên thiên nhiên gắn liền với các yếu tố tự nhiên như khoáng sản, đất đai, nước, sinh vật,…
Tài nguyên nhân văn, hay còn gọi là tài nguyên con người, bao gồm sức lao động, trí tuệ, thông tin, cũng như các công trình kinh tế - kỹ thuật và phong tục, tập quán của xã hội Bên cạnh đó, tài nguyên thiên nhiên cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bền vững của cộng đồng.
Tài nguyên thiên nhiên là các thành phần tự nhiên, bao gồm vật thể và lực tự nhiên, được sử dụng để đáp ứng nhu cầu của xã hội Chúng bao gồm các dạng vật chất hình thành qua quá trình phát triển của tự nhiên, sinh vật và con người, cung cấp nguyên liệu và hỗ trợ phát triển kinh tế - xã hội Tài nguyên thiên nhiên có tính chất hai mặt: vừa liên quan đến trình độ phát triển lực lượng sản xuất, vừa là các vật thể tự nhiên chịu ảnh hưởng của quy luật tự nhiên Khi trình độ lực lượng sản xuất tăng cao, số lượng và khả năng sử dụng tài nguyên cũng sẽ thay đổi liên tục.
3.1.2 Phân loại tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên thiên nhiên rất đa dạng và được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau a Phân loại tài nguyên theo các thuộc tính tự nhiên
Tài nguyên đất Tài nguyên nước
Tài nguyên khí hậu Tài nguyên sinh vật
Tài nguyên khoáng sản Tài nguyên năng lượng
Tài nguyên biển và đại dương b Phân loại tài nguyên theo khả năng có thể bị hao kiệt trong quá trình sử dụng của con người
- Tài nguyên không bị hao kiệt
Tài nguyên tái tạo như năng lượng Mặt trời, năng lượng gió, không khí, năng lượng địa nhiệt và tổng trữ lượng nước của thế giới có trữ lượng lớn và ổn định Tuy nhiên, việc sử dụng không hợp lý những nguồn năng lượng này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường.
- Tài nguyên có thể bị hao kiệt
Tài nguyên tự nhiên là những vật thể và hiện tượng có sự thay đổi về số lượng và chất lượng trong quá trình sử dụng Chúng được phân loại thành hai nhóm: tài nguyên có thể phục hồi và tài nguyên không thể phục hồi, với khả năng hao kiệt theo thời gian.
Tài nguyên phục hồi là những nguồn tài nguyên mà thiên nhiên có khả năng tái tạo liên tục và được con người sử dụng bền vững, như rừng, động vật, độ phì của đất và nước ngọt Khi được quản lý khôn ngoan, các tài nguyên này không chỉ không bị hao hụt mà còn có thể gia tăng giá trị Ví dụ, việc bón phân, canh tác hợp lý và trồng cây họ đậu giúp tăng độ phì của đất, trong khi lai tạo và chuyển đổi gen có thể làm gia tăng số lượng loài sinh vật.
Tài nguyên không có khả năng phục hồi là những nguồn lực có giới hạn, bao gồm khoáng sản và nhiên liệu, mà không thể tái tạo sau khi đã bị sử dụng Những tài nguyên này được hình thành qua hàng triệu năm trong lịch sử địa chất, do đó, việc tiết kiệm và sử dụng chúng một cách hiệu quả là vô cùng cần thiết.
Quan niệm về tính có thể bị hao kiệt của tài nguyên thiên nhiên phụ thuộc vào quy mô lãnh thổ đánh giá Trên quy mô toàn cầu, nước ngọt không được coi là tài nguyên hao kiệt nhờ vào vòng tuần hoàn ẩm giữa đại dương, khí quyển và lục địa Ngược lại, ở các lãnh thổ nhỏ, nước ngọt trở thành tài nguyên bị hao kiệt và không thể khôi phục do khai thác quá mức và ô nhiễm.
Các loại tài nguyên thiên nhiên
3.2.1 Tài nguyên khoáng sản
Khoáng sản là tài nguyên thiên nhiên được sử dụng trực tiếp như than đá và dầu mỏ, hoặc có thể được chiết xuất từ kim loại và khoáng vật, phục vụ cho các ngành công nghiệp Chúng tồn tại dưới các trạng thái rắn (quặng, đá), lỏng (dầu mỏ, nước khoáng) hoặc khí (khí đốt) và đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế hiện đại Con người đã khai thác khoáng sản từ rất lâu, và chúng được phân loại thành bốn nhóm chính.
- Khoáng sản nhiên liệu: dầu mỏ, than, khí đốt, đá cháy (còn gọi là băng cháy), quặng phóng xạ,
- Khoáng sản kim loại: quặng sắt, đồng, thiếc, nhôm, titan, mangan,…
- Khoáng sản phi kim: apatit, photphorit,
Trữ lượng khoáng sản trên Trái Đất là hữu hạn và đang bị cạn kiệt do tốc độ tăng trưởng kinh tế và tiến bộ kỹ thuật, dẫn đến quy mô khai thác ngày càng mở rộng Hàng năm, hàng trăm tỉ tấn quặng được khai thác, con số này ngày càng tăng do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp Tỉ lệ các nguyên tố sinh ra khoáng sản có ích thường thấp và phân bố không đều, tạo ra sự chênh lệch giữa các nước giàu và nghèo khoáng sản Để khai thác khoáng sản hiệu quả, cần có vốn đầu tư lớn cho phát triển khoa học và công nghệ trong lĩnh vực thăm dò và xây dựng ngành công nghiệp khai thác.
Nhiều quốc gia với ngành công nghiệp khai khoáng và chế biến khoáng sản phát triển thường có nền kinh tế mạnh mẽ, trong khi các nước đang phát triển mặc dù sở hữu nguồn khoáng sản phong phú nhưng lại thiếu vốn và công nghệ hiện đại Do đó, phần lớn khoáng sản của họ thường được khai thác và chế biến bởi các công ty từ các quốc gia giàu có.
Theo thống kê của Viện Tài nguyên thế giới (tháng 8/1998) cho biết việc khai thác khoáng sản diễn ra mạnh làm suy giảm nguồn tài nguyên này
Bảng3.1: Số năm còn khai thác được của một số khoáng sản trên thế giới Loại khoáng sản
Tác động của hoạt động khai khoáng đối với môi trường và con người:
• Tạo ra bụi chủ yếu trong quá trình nổ mìn, đào đất, bốc xúc, vận chuyển khoáng sản
• Tạo ra khí độc hại từ khối khoáng sản đang khai thác và vật liệu nổ mìn bao gồm khí metan, CO2, CO, khí trơ,…
Môi trường nước đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do các dòng thải cát bùn từ các khai trường và nước ngầm trong các moong, lò, giếng, cùng với nước khoan mang theo nhiều chất độc hại như chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, dầu mỡ và hóa chất khai thác Việc đào moong và khai thác cũng đã dẫn đến tình trạng suy kiệt và hạ thấp mực nước ngầm, gây ô nhiễm các tầng chứa nước ngọt.
- Môi trường đất, sinh thái, cảnh quan,…
Khai thác khoáng sản tạo ra một lượng lớn đất bóc và phế thải, đòi hỏi diện tích lưu trữ lớn và gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường.
Khu vực khai thác khoáng sản thường bị mất đi lớp đất màu mỡ, dẫn đến tình trạng xói mòn nghiêm trọng Điều này không chỉ gây khó khăn cho việc tái phủ xanh rừng mà còn đe dọa sự sống còn của nhiều loài động vật quý hiếm.
• Khai thác khoáng sản tạo ra các moong sâu, núi đã thải đã làm thay đổi cơ bản địa hình nguyên thủy, tạo ra các tai biến môi trường
Hoạt động khai thác khoáng sản tạo ra tiếng ồn vượt mức cho phép, chủ yếu do thiết bị khai thác và nổ mìn, gây ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của người dân địa phương.
3.2.2 Tài nguyên năng lươ ̣ng
Năng lượng trên Trái Đất chủ yếu đến từ năng lượng Mặt trời và năng lượng tàn dư trong lòng Trái Đất Năng lượng Mặt trời bao gồm bức xạ Mặt trời, năng lượng sinh học từ sinh khối, và năng lượng chuyển động của thủy quyển, khí quyển như gió, bão, sóng, và hải lưu Trong khi đó, năng lượng tàn dư trong lòng đất bao gồm nguồn suối nước nóng, năng lượng núi lửa, năng lượng phóng xạ, và năng lượng từ các khối đất đá nóng trong thạch quyển Tài nguyên năng lượng của Trái Đất có thể được phân loại thành nhiều dạng cơ bản khác nhau.
- Các dạng tài nguyên năng lượng tái tạo và vĩnh cửu: bức xạ Măt trời, năng lượng gió, dòng chảy và sóng biển, năng lượng sinh khối
- Các dạng năng lượng không tái tạo và vĩnh cửu: năng lượng địa nhiệt, năng lượng nguyên tử và hạt nhân
- Các dạng năng lượng không tái tạo và có giới hạn: năng lượng của nhiên liệu (than, dầu mỏ, khí đốt, đá cháy,…)
Các dạng năng lượng cơ bản là nguồn gốc của tất cả các loại năng lượng mà con người đang khai thác và sử dụng Trong tương lai, con người có thể mở rộng ra ngoài không gian để khai thác các nguồn năng lượng ngoài Trái đất và những loại năng lượng mới như lực hấp dẫn và từ trường Mặc dù nhiên liệu hóa thạch, năng lượng địa nhiệt và năng lượng từ Mặt trời – Mặt trăng không trực tiếp tạo ra sinh khối, nhưng chúng có ảnh hưởng gián tiếp tới sự hình thành các nguồn năng lượng của con người trên Trái đất.
Bức xạ Mặt trời là nguồn năng lượng chính của Trái đất, với cường độ trung bình khoảng 2cal/cm2/phút khi đến bề mặt Hầu hết (98-99%) năng lượng này bị phân tán trong khí quyển, tạo ra chuyển động của không khí và nước Chỉ một phần rất nhỏ (1-2%) được thực vật hấp thụ và chuyển hóa thành hóa năng qua quá trình quang hợp, tạo ra sinh khối thực vật, nguồn năng lượng cho động vật và hệ sinh thái Khi sinh khối động, thực vật bị chôn vùi, chúng sẽ trở thành nhiên liệu hóa thạch.
Bức xạ Mặt trời là nguồn năng lượng sạch, nhưng có nhược điểm là cường độ yếu và không ổn định, điều này làm cho việc chuyển hóa thành năng lượng thương mại gặp khó khăn và dẫn đến chi phí cao.
Năng lượng gió, thủy triều, sóng biển và các dòng hải lưu là những nguồn năng lượng tái tạo và sạch, có trữ lượng lớn và không gây ô nhiễm môi trường Trong đó, năng lượng thủy triều ước tính khoảng 1 tỷ kW, và một số quốc gia như Pháp và Mỹ đã xây dựng nhà máy điện thủy triều để khai thác nguồn năng lượng này.
Thủy năng là năng lượng sạch.Tổng trữ năng thủy điện trên thế giới vào khoảng 2.214.000 MW, riêng Việt Nam là 30.970MW, tương đương với 1,4 trữ năng của thế
Năng lượng thủy năng có tiềm năng khai thác công nghiệp với chi phí thấp, nhưng việc xây dựng các hồ chứa lớn đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường Những tác động này bao gồm động đất cưỡng bức, biến đổi khí hậu và thời tiết khu vực, mất đất canh tác, phát thải khí mê tan (CH4) từ phân hủy chất hữu cơ, biến đổi thủy văn ở vùng hạ lưu, thay đổi độ mặn nước tại cửa sông ven biển, cản trở sự phát triển của các quần thể động vật trên sông, và tiềm ẩn rủi ro cho hệ thống đê điều cùng các công trình xây dựng liên quan.
Năng lượng địa nhiệt là nguồn năng lượng tồn tại dưới dạng hơi nước nóng và nhiệt từ các vùng núi lửa, suối nước nóng, khối magma, và gradien nhiệt trong lòng đất, với nhiệt độ trung bình tăng 1°C cho mỗi 33m sâu Nhân Trái đất có nhiệt độ lên tới hơn 6.000°C, tạo ra một nguồn dự trữ nhiệt khổng lồ Lợi ích của năng lượng địa nhiệt là không gây ô nhiễm môi trường, chiếm ít diện tích và không góp phần vào hiệu ứng nhà kính Tuy nhiên, nhược điểm của năng lượng này là sự phân bố hạn chế và rủi ro môi trường khi khai thác các nguồn địa nhiệt lớn từ núi lửa.
Năng lượng nguyên tử và năng lượng hạt nhân là hai dạng năng lượng cơ bản của Trái đất, tồn tại từ khi hành tinh này hình thành Năng lượng nguyên tử được tích lũy trong các nguyên tố kim loại phóng xạ như Uranium, Thorium và Polonium, trong khi năng lượng hạt nhân nằm trong các đồng vị nhẹ như Hydrogen, Helium và Lithium Mặc dù nguồn năng lượng này có khối lượng đủ lớn để cung cấp cho nhân loại trong thời gian dài, việc khai thác chúng vẫn bị hạn chế do lo ngại về an toàn tại các nhà máy điện hạt nhân và khả năng kiểm soát các phản ứng tổng hợp hạt nhân.