Giáo trình Sinh thái nông nghiệp và phát triển bền vững (Nghề Trồng trọt và bảo vệ thực vật Trung cấp)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: SINH THÁI NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG NGÀNH, NGHỀ: TRỒNG TRỌT VÀ BẢO VẬT THỰC VẬT TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Chương trình ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm i LỜI GIỚI THIỆU Sự sống trái đất phát triển tổng hòa mối quan hệ tương hồ sinh vật với mơi trường, tạo thành dịng liên tục trình trao đổi vật chất lượng Thuật ngữ môi trường liên quan đến thứ xung quanh chúng ta: khơng khí, nước, đất thực vật, động vật vi sinh vật sống nơi vừa nói Ngược lại, người sinh vật với đầy đủ ý nghĩa nó, tác động lên môi trường với qui mô chưa có lịch sử Trái Đất Mơi trường đất, nước, khơng khí bị nhiễm loại chất thải hoạt động cuả người Cùng với nhiễm nước, đất khơng khí chúng kìm hãm đe doạ phát triển người Vì việc thay đổi cách hành động vừa phát triển xã hội vừa bảo vệ môi trường cách làm phù hợp tất Ðó chiếm lược phát triển bền vững mục tiêu môn học cách sống tương lai Bài giảng biên soạn nhằm cung cấp kiến thức sinh thái học môi trường dành cho sinh viên ngành Cao đẳng Bảo vệ thực vật Cao đẳng Khoa học trồng, môn học sở, làm tảng cho môn học, mô đun chuyên môn Nội dung giảng gồm: Chương 1: Tổng quan sinh thái học môi trường Chương 2: Các nhân tố sinh thái ảnh hưởng nhân tố sinh thái lên sinh vật Chương 3: Các nguyên lý sinh thái học Chương 4: Chu trình sinh địa hóa sinh thái mơi trường Chương 5: Đa dạng sinh học tuyệt chủng Chương 6: Mơi trường sinh thái tồn cầu, thách thức hiểm họa Mặc dù nhiều cố gắng để trình bày cách khái quát nội dung kiến thức rộng mà số tín khơng nhiều nên khơng thể tránh sai sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp quý đọc giả để giảng ngày hoàn thiện Đồng Tháp, ngày 26 tháng năm 2017 Chủ biên Trương Thị Mỹ Phẩm ii MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU ii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN SINH THÁI HỌC MÔI TRƯỜNG 1 Định nghĩa, đối tượng, nội dung sinh thái học: 1.1 Định nghĩa: .1 1.2 Đối tượng sinh thái học: 1.3 Nội dung sinh thái học: .1 Ý nghĩa sinh thái học: Phương pháp nghiên cứu lược sử phát triển: 3.1 Phương pháp nghiên cứu: 3.2 Lược sử phát triển: Một số quy luật sinh thái học: .3 4.1 Qui luật tác động tổng hợp nhân tố sinh thái, hay nhân tố sinh thái tác động cách tổng hợp lên thể sinh vật: 4.2 Qui luật giới hạn sinh thái Shelford hay định luật chống chịu: 4.3 Qui luật tác động không đồng nhân tố sinh thái lên chức phận sống thể: 11 4.4 Qui luật tác động qua lại sinh vật với môi trường: 12 CHƯƠNG 2: CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI LÊN SINH VẬT .13 Khái niệm nhân tố sinh thái: 13 Phân loại nhân tố sinh thái: 13 2.1 Nhân tố vô sinh: 13 2.2 Nhân tố hữu sinh: 14 2.3 Yếu tố người: 14 Phản ứng sinh vật lên tác động yếu tố môi trường: 14 Ảnh hưởng nhân tố sinh thái: .14 4.1 Ảnh hưởng nhân tố vô sinh: 14 4.2 Ảnh hưởng nhân tố hữu sinh: 30 4.3 Ảnh hưởng nhân tố người: 30 CHƯƠNG 3: CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC .32 iii Quần thể sinh vật đặc trưng quần thể: .32 1.1 Định nghĩa đặc điểm quần thể: 32 1.2 Mối quan hệ cá thể quần thể: 33 1.3 Phân loại quần thể: 36 1.4 Đặc trưng quần thể: 39 Quần xã sinh vật đặc trưng quần xã: 58 2.1 Đại cương quần xã: .58 2.2 Quan hệ sinh thái loài quần xã: 58 2.3 Phân loại quần xã: 66 2.4 Sự biến động quần xã (diễn quần xã hay diễn sinh thái): 67 Hệ sinh thái đặc trưng hệ sinh thái: 77 3.1 Đại cương hệ sinh thái: 77 3.2 Sự chuyển hóa vật chất tự nhiên: 80 3.3 Sự chuyển hóa lượng hệ sinh thái suất sinh học: 88 3.4 Các hệ sinh thái nhân tạo: .96 3.5 Tính bền vững hệ sinh thái: .96 CHƯƠNG 4: CHU TRÌNH SINH ĐỊA HĨA TRONG SINH THÁI MƠI TRƯỜNG .97 Định nghĩa: 97 Một số chu trình sinh địa hóa: 98 2.1 Chu trình carbon: 98 2.2 Chu trình nitơ: 100 2.3 Chu trình nước: .103 2.4 Chu trình oxygen: 104 2.5 Chu trình lưu huỳnh (S): .105 2.6 Chu trình photpho (Phosphor - P): .108 CHƯƠNG ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ TUYỆT CHỦNG 110 Khái niệm đa dạng sinh học tuyệt chủng: 110 Sự đa dạng sinh quyển: 111 Tầm quan trọng đa dạng sinh học bảo vệ đa dạng sinh học: .111 Giá trị đa dạng sinh học: 111 Sự phong phú loài sinh vật: 111 iv 5.1 Sự đa dạng sinh học - Thực vật: 111 5.2 Sự đa dạng sinh học - Ðộng vật: 112 Đa dạng sinh học Việt Nam: trạng bảo vệ: 114 6.1 Hiện trạng đa dạng sinh học: 114 6.2 Bảo tồn đa dạng sinh học: 116 Tuyệt chủng với tính chất q trình tự nhiên: 117 Sự giảm sút đa dạng sinh học tác động người: .117 Các khu bảo tồn sinh thái hoạt động bảo tồn thiên nhiên: 118 CHƯƠNG MƠI TRƯỜNG SINH THÁI TỒN CẦU, THÁCH THỨC VÀ HIỂM HỌA 120 Sinh biến đổi sinh quyển: 120 1.1 Thời tiền sử (thời đại đồ đá cũ): 121 1.2 Thời đại đồ đá - Nông nghiệp đời: 121 1.3 Thời đại văn minh công nghiệp: 121 1.4 Các tác động cụ thể người đến sinh quyển: 122 Tác động khí tượng, khí hậu lên hệ sinh thái nông nghiệp: 122 Sự phân tầng khí hậu tác động người .123 Sự thay đổi khí hậu 124 Trái đất nóng lên – hiệu ứng nhà kính tác hại: 125 Ảnh hưởng nơng nghiệp mơi trường khí hậu thay đổi 126 Ozone, tầng ozone vai trị mơi trường sinh thái: 128 Một số hướng bảo vệ môi trường: 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 v GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: SINH THÁI NƠNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Mã mơn học: TNN207 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: mơn học sở, tự chọn bố trí học trước mơn học, mơ đun chun mơn - Tính chất: Mơn học trang bị cho sinh viên kiến thức sở để tiếp thu nghiên cứu môn học, mô đun chuyên môn - Ý nghĩa vai trị mơn học: Giáo trình có ý nghĩa giảng dạy học tập, góp phần quan trọng chương trình mơn học ngành Mục tiêu môn học Sau học xong môn học sinh viên đạt được: - Về kiến thức: Hiểu kiến thức sinh thái học mơi trường, vấn đề nhiễm mơi trường, suy thối tài ngun đa dạng sinh học Hậu ô nhiễm môi trường tài nguyên đa dạng sinh học Phản ứng phịng tránh xử lý nhiễm bảo tồn đa dạng sinh học - Kỹ năng: Khai thác tư liệu sinh học, môi trường đa dạng sinh học internet, tạp chí khoa học v.v , kỹ phân tích cập nhật kiến thức nước giới, vận dụng kiến thức vào chuyên ngành, vào đối tượng nghiên cứu cụ thể - Về lực tự chủ trách nhiệm: Nhận thức đắn mối quan hệ sinh thái môi trường sống, phát triển tác động đến nguồn tài nguyên thiên nhiên, từ ý thức tốt việc bảo vệ mơi trường, phát triển bền vững Nội dung môn học: Thời gian (giờ) Số TT Tên chương, mục Tổng số vi Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra (định kỳ)/Ơn thi thi kết thúc mơn học Chương 1: Tổng quan sinh thái học môi trường 2 2 6 3 Định nghĩa, đối tượng, nội dung sinh thái học Ý nghĩa sinh thái học Phương pháp nghiên cứu lược sử phát triển Một số khái niệm quy luật sinh thái học Chương 2: Các nhân tố sinh thái ảnh hưởng nhân tố sinh thái lên sinh vật Khái niệm nhân tố sinh thái Phân loại nhân tố sinh thái Phản ứng sinh vật lên tác động yếu tố môi trường Ảnh hưởng nhân tố sinh thái Chương 3: Các nguyên lý sinh thái học Quần thể sinh vật đặc trưng quần thể Quần xã sinh vật đặc trưng quần xã Hệ sinh thái đặc trưng hệ sinh thái Chương 4: Chu trình sinh địa hóa sinh thái mơi trường Định nghĩa vii Một số chu trình sinh địa hóa Chương 5: Đa dạng sinh học tuyệt chủng 6 Khái niệm đa dạng sinh học tuyệt chủng Sự đa dạng sinh Tầm quan trọng đa dạng sinh học bảo vệ đa dạng sinh học Giá trị đa dạng sinh học Sự phong phú loài sinh vật Đa dạng sinh học Việt Nam: trạng bảo vệ Tuyệt chủng với tính chất q trình tự nhiên Sự giảm sút đa dạng sinh học tác động người Các khu bảo tồn sinh thái hoạt động bảo tồn thiên nhiên Kiểm tra Chương 6: Mơi trường sinh thái tồn cầu, thách thức hiểm họa Sinh biến đổi sinh Tác động khí tượng, khí hậu lên hệ sinh thái nơng nghiệp Sự phân tầng khí hậu viii tác động người Sự thay đổi khí hậu Trái đất nóng lên – hiệu ứng nhà kính tác hại Ảnh hưởng nông nghiệp mơi trường khí hậu thay đổi Ozone, tầng ozone vai trị mơi trường sinh thái Một số hướng bảo vệ mơi trường Ơn thi 1 Thi kết thúc mơn học 1 Cộng 30 ix 27 huỷ diệt nguồn lợi thuỷ sản nổ mìn, hố chất sử dụng, đặc biệt vùng ven biển - Ô nhiễm môi trường Một số HST ĐNN bị ô nhiễm chất thải công nghiệp, chất thải từ khai khống, phân bón nơng nghiệp, chí chất thải thị Trong đáng lưu ý tình trạng ô nhiễm dầu diễn vùng nước cửa sơng ven bờ, nơi có hoạt động tầu thuyền lớn - Ô nhiễm sinh học Sự nhập lồi ngoại lai khơng kiểm sốt được, gây ảnh hưởng trực tiếp qua cạnh tranh, ăn mồi gián tiếp qua ký sinh trùng, xói mịn nguồn gen địa thay đổi nơi sinh cư với loài địa a Nguyên nhân trực tiếp: - Khai thác, sử dụng không bền vững tài nguyên sinh vật - Cháy rừng: điều kiện khí hậu Việt Nam, khả cháy rừng vào mùa khô hàng năm lớn - Chuyển đổi phương thức sử dụng đất - Ơ nhiễm mơi trường - Chiến tranh - Di nhập loài ngoại lai Các khu bảo tồn sinh thái hoạt động bảo tồn thiên nhiên: Việt Nam có hệ thống khu tồn tồn thực tế văn bản: KBT thuộc hệ thống rừng đặc dụng, KBT đất ngập nước (trong bao gồm KBT vùng nước nội địa) KBT biển Các KBT phân bố nhiều vùng địa lý, vùng đại diện cho kiểu khí hậu, đất đai khác như: nhiệt đới, nhiệt đới, vùng núi cao, vùng mưa ẩm, vùng khô hạn, vùng đồng trung du miền núi, ven biển vùng biển, bảo vệ nhiều HST điển hình loài động vật, thực vật đặc hữu, nguy cấp, quý Việt Nam Trong hệ thống khu bảo tồn đó, KBT thuộc hệ thống rừng đặc dụng thiết lập có bề dày hoạt động, quản lý thức năm 1962 với Khu Rừng cấm Cúc Phương (nay Vườn Quốc gia Cúc Phương) Từ đến nay, hệ thống khu rừng đặc dụng (KBT thiên nhiên 78 ngành nơng lâm nghiệp quản lý) hình thành với 164 khu, bao gồm: 30 vườn quốc gia, 58 khu dự trữ thiên nhiên, 11 khu bảo tồn loài sinh cảnh, 45 khu văn hóa lịch sử mơi trường 20 khu rừng nghiên cứu thực nghiệm, chiếm 7,2% diện tích đất liền nước Các vùng nước nội địa vùng biển có giá trị cao bảo tồn ĐDSH Chính phủ xác định để quy hoạch thành KBT vùng nước nội địa (45 khu) KBT biển (16 khu) văn khác Tuy nhiên đến nay, số lượng KBT vùng nước nội địa KBT biển quy hoạch chi tiết để thành lập hạn chế Hiện có KBT biển thành lập tồn độc lập, với mục tiêu bảo tồn ĐDSH biển Một số vùng đất ngập nước, vùng nước nội địa có giá trị ĐDSH cao quy hoạch thiết lập KBT, thực tế chưa có khu 118 thành lập Ngoài ra, số vùng đất ngập nước vùng biển, xác định khoanh vi, quy hoạch thành KBT vùng nước nội địa KBT biển, có tồn diện tích nằm phạm vi KBT rừng đặc dụng, nên quản lý theo hệ thống KBT rừng đặc dụng bổ sung thêm phòng quản lý biển, Vườn Quốc gia Núi Chúa, Côn Đảo Theo kết rà soát khu bảo tồn đến nay, thực tế Việt Nam có 149 KBT thức hoạt động có ban quản lý, bao gồm 144 KBT thiên nhiên thuộc hệ thống rừng đặc dụng (không bao gồm khu rừng nghiên cứu thực nghiệm) KBT biển (Cồn Cỏ, Cù Lao Chàm, Vịnh Nha Trang, Hòn Cau Phú Quốc) Bảng 5.1: Các khu bảo tồn thuộc hệ thống rừng đặc dụng CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Đa dạng sinh học gì? Câu Tầm quan trọng đa dạng sinh học bảo vệ đa dạng sinh học? Câu Đa dạng sinh học Việt Nam? Câu Tuyệt chủng gì? Sự giảm sút đa dạng sinh học tác động người nào? Câu Các khu bảo tồn sinh thái hoạt động bảo tồn thiên nhiên? 119 CHƯƠNG MÔI TRƯỜNG SINH THÁI TOÀN CẦU, THÁCH THỨC VÀ HIỂM HỌA MH 30-06 Giới thiệu: Mơi trường tồn cầu có chiều hướng ngày xấu có ảnh hưởng định đến tồn vong người Và người đứng trước thách thức lớn mơi trường tồn cầu Trên tồn giới có xu hướng tăng tượng đất bị ô nhiễm Sự ô nhiễm nguồn nước có nguy gia tăng thiếu biện pháp xử lý cần thiết loại rác thải sinh hoạt công nghiệp; nguồn nhiễm xạ, nhiễm bẩn từ nguyên vật liệu khác dùng sản xuất; nhiễm lồi thực vật mặt nước sinh sôi mạnh làm động vật biển chết hàng loạt thiếu ô xy Sự phát triển công nghiệp đời sống đô thị dựa “nền văn minh dầu mỏ” làm khơng khí bị nhiễm chất thải khí SO2, NO2, CO, chì, mồ hóng, tro chất bụi lơ lửng khác sinh trình đốt cháy nhiên liệu hay chất cháy khác Tài nguyên biển bị khai thác bừa bãi, rừng bị thu hẹp dần với gia tăng đất bị sa mạc hóa Mục tiêu: - Kiến thức: Hiểu thách thức hiểm họa môi trường sinh thái giới nói chung Việt Nam nói riêng từ đề xuất giải pháp nhằm tìm giải pháp bảo vệ phát triển bền vững - Kĩ năng: Vận dụng kiến thức học để giải thích tượng tự nhiên - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Hình thành thói quen bảo vệ môi trường yêu thiên nhiên Sinh biến đổi sinh quyển: Sinh khoảng khơng gian trái đất, có sinh vật cư trú sinh sống thường xuyên Sinh lớp vỏ Trái Ðất gồm: thạch quyển, khí quyển, thủy sinh vật Sinh vùng sống mỏng đạt độ cao 6-7km so với mặt biển, 10km độ sâu cực đại đại dường vài chục mét mặt đất (60-100m) Sinh có tính thống nhất, ba liên hệ chặt chẽ với Loài người sinh vật phá hại sinh ghê gớm họ khai thác tài ngun thiên nhiên, bắt phục vụ cho Lồi người, sinh vật tiến hóa nhất, sinh vật trẻ mức tàn phá sinh người đến mức cao đỉnh Sự tăng trưởng dân số loài người với phát triển đại cơng nghiệp hai yếu tố làm hư hại sinh 120 1.1 Thời tiền sử (thời đại đồ đá cũ): Con người xuất trái đất cách - triệu năm, tiến hóa từ nhóm khỉ bậc cao chuyển sang sống mặt đất Từ lúc đó, người tác động làm biến đổi thiên nhiên (hái lượm, đào rễ, củ, săn bắn ) với công cụ đá Tuy nhiên sống họ chủ yếu thích nghi với mơi trường sinh sống Chỉ đến khám phá lửa (cách mạng I) tàn phá sinh người thật đáng kể Lửa sử dụng để nấu nướng, sưởi ấm, xua đuổi thú dữ, săn bắt, chăn nuôi, đốt rừng , làm ảnh hưởng đến thảm thực vật số thú lớn bắt đầu khan (bị Bison), chim chạy khổng lồ bị tiêu diệt (Dinornithidae), ảnh hưởng đến tính đa dạng hệ động vật 1.2 Thời đại đồ đá - Nông nghiệp đời: (Cách mạng công nghệ lần II) Nông nghiệp đời, người biết trồng số loài ngũ cốc chủ yếu (mì, lúa, ngơ ) biết chăn ni số gia súc chủ yếu (dê, cừu, lợn, bò ) Sự phát triển nông nnghiệp gây cho sinh biến đổi to lớn (khai phá vùng đất rộng lớn để chăn thả, làm ruộng, dẫn đến loạt thoái biến: rừng đồng cỏ nông nghiệp) Giai đoạn này, khai thác số lồi làm đa dạng sinh giới giảm, diện tích rừng thu hẹp, đất bị sa mạc hóa Như cách mạng nơng nghiệp tốt cho người làm cho môi trường xấu Tuy nhiên, giai đoạn người thành viên trọn vẹn sinh quyển, chưa tách khỏi hệ sinh thái 1.3 Thời đại văn minh công nghiệp: Cuộc cách mạng KHKT làm xuất xã hội công nghiệp với nhà máy thành phố Nền văn minh công nghệ can thiệp mạnh vào sinh dẫn đến nhiều hậu + Giảm đa dạng sinh giới: Do việc phá môi trường để lập thành phố, đô thị, khu công nghiệp làm cho thú lớn khơng cịn chỗ , thức ăn Sự khai thác giới đưa đến việc độc canh tuyệt đối làm thành phần giống loài giảm + Gián đoạn chu trình vật chất: Sự khai thác đáng tài nguyên thiên nhiên làm cho vòng tuần hồn vật chất khơng cịn liên tục (rác nhiều khơng bị phân hủy, khai thác khống sản, tạo chất khơng có tự nhiên) "Nền văn minh rác rưởi" mặt trái xã hội văn minh Dịng lượng bị biến đổi hịan tồn: Năng lượng sức gió, sức nước, bắp khơng đủ, người khai thác nhiên liệu địa khai để lấy lượng cho nhu cầu xã hội đại Do dịng lượng bị xáo trộn, lượng bị biến mất, đến lúc cầu khơng đủ cung, dẫn đến hủy diệt Giai đoạn cách mạng công nghệ sử dụng nhiều nhiên liệu địa khai, tạo nhiều sản phẩm cho xã hội Nhưng bên cạnh đó, rác rưởi nhiều, trở thành "vấn nạn" 121 1.4 Các tác động cụ thể người đến sinh quyển:  Tác động hoạt động nông nghiệp: Nạn săn bắt động vật việc dùng lửa: lửa dùng nông nghiệp việc săn bắn động vật dẫn đến cháy rừng không mong muốn ngăn cản tái sinh rừng Ðôi người đốt để thu hoạch cỏ non, điều dẫn đến chỗ làm giảm sút phong phú loài thực vật, làm tăng ảnh hưởng thay đổi khí hậu theo mùa Nông nghiệp định canh: làm cạn kiệt đất khơng ý phục hồi độ phì đất phục hồi thực hạn hán đe dọa mà biện pháp bảo vệ tích cực khơng sử dụng Chế độ nơng nghiệp du canh: gây hại cho môi trường tự nhiên Khi số lượng dân cư chưa đông, hoạt động tạo kêtú có giá trị, có tăng lên số lượng dân cư gây việc chặt non dẫn đến thối hóa mơi trường Chế độ thủy lợi: Sử dụng thải bãi chăn thả gia súc: tượng tải bãi chăn nuôi xảy thường xuyên hay không thường xuyên, vào thời gian khơ hạn Nó dễ dàng phá hủy cân tự nhiên, dẫn đến nhiều hậu nghiêm trọng  Tác động hoạt động công nghiệp: Công nghiệp lượng: Hậu tất yếu hoạt động khai thác khoáng sản luyện kim thải khói độc cặn bã , chất làm chết thực vật lẫn động vật Việc khai thác than diệp thạch cháy phương pháp hầm lò gây sụt lún đơi cịn ngăn chặn nước tự nhiên Công nghiệp nhẹ: Việc thải chất cặn bã nhà máy (nhà máy giấy, hóa chất, lợp, lị đường ) vào sơng rạch gây tổn thất rõ ràng, ảnh hưởng đến sinh làm thay đổi cảnh quan sơng ngịi Việc sử dụng thuốc trừ sâu gây hàng loạt hậu qua nghiêm trọng việc đầu độc sơng ngịi kho chứa nước Tác động khí tượng, khí hậu lên hệ sinh thái nơng nghiệp: Biến đổi khí hậu tác động lên toàn hệ sinh thái vốn nhạy cảm Trái đất Biến đổi khí hậu gây tác động qua lại liên quan đến suy giảm chất lượng tự nhiên, kinh tế xã hội Vấn đề làm thay đổi cán cân thực phẩm sinh quyển, làm tính đa dạng sinh học, đất rừng bị suy kiệt ĐBSCL bị ảnh hưởng rõ rệt, đốn tương lai: - Nhiều vùng bảo tồn đất ngập nước Tràm Chim, U Minh Thượng, Láng Sen, Trà Sư, Hà Tiên, Vồ Dơi, Bãi Bồi, Đất Mũi, Lung Ngọc Hoàng bị đe dọa ảnh hưởng, bền vững trở nên mong manh hơn, số sinh vật bị tiêu diệt, có số trùng (như muỗi) gia tăng số lượng 122 - Diện tích canh tác nơng nghiệp lúa, màu, ăn trái nuôi trồng thủy sản bị thu hẹp, suất sản lượng suy giảm Điều đe dọa an ninh lương thực quốc gia • Các vùng tài nguyên rừng, đất, nước, sinh vật hoang dã, khoáng sản (than bùn, cát đá xây dựng, ) bị xâm lấn, tận khai thác hủy hoại - Nông dân, ngư dân, diêm dân thị dân nghèo đối tượng chịu nhiều tổn thương nặng nề thiếu nguồn dinh dưỡng tối thiểu, thiếu sở hữu tài nguyên, thiếu khả tài chính, thiếu điều kiện tiếp cận thơng tin để đối phó kịp thời với thay đổi thời tiết - khí hậu - Dự kiến có dịch chuyển dịng di cư nơng dân vùng ven biển bị tác động nặng nề biến đổi khí hậu nước biển dâng lên đô thị vùng phía Bắc phía Tây (như Châu Đốc, Long Xuyên, Cần Thơ, Vĩnh Long, Mỹ Tho, Tân An ) Điều khiến kế hoạch quy hoạch đô thị bị phá vỡ, trật tự xã hội thử thách, môi trường đô thị bị xấu gia tăng học dân số Hình 6.1 Chuỗi dây chuyền tác động tượng biến đổi khí hậu – nước biển dâng lên hệ sinh thái, sản xuất đời sống (Tuấn, 2009) Sự phân tầng khí hậu tác động người Thời tiết trạng thái tức thời khí địa điểm cụ thể, đặc trưng đại lượng đo được, nhiệt độ, độ ẩm, gió, lượng mưa,… tượng quan trắc được, sương mù, dơng, mưa, nắng,… 123 Khí hậu tổng hợp thời tiết, đặc trưng giá trị trung bình thống kê cực trị đo quan trắc yếu tố tượng thời tiết khoảng thời gian đủ dài, thường hàng chục năm Một cách đơn giản, hiểu khí hậulà trạng thái trung bình cực trị thời tiết xác định khoảng thời gian đủ dài nơi Khí thành phần bất ổn định linh động hệ thống khí hậu Khí bao gồm chất khí, nước, mây, xon khí, thành phần vật chất khác Khí có ảnh hưởng đến truyền xạ mặt trời xạ Trái đất Sự chuyển động khí quyển, qua di chuyển khối khí, đóng vai trị quan trọng vận chuyển phân bố lại lượng xạ vùng Trái đất Quá trình bị chi phối nhân tố mang tính địa phương độ cao địa hình, tính chất bề mặt, góp phần định điều kiện khí hậu vùng Các nhân tố bên tác động đến hệ thống khí hậu bao gồm xạ mặt trời, tính chất hình cầu Trái đất, chuyển động Trái đất xung quanh mặt trời quay quanh trục nó, tồn lục địa đại dương, tác động người làm thay đổi thành phần khí quyển, biến đổi sử dụng đất Hoạt động sống người làm thay đổi thành phần cấu tạo khí quyển, làm biến đổi đất sử dụng gây nên biến đổi albedo, tính chất lớp phủ bề mặt, v.v xem nhân tố bên tác động đến hệ thống khí hậu Sự thay đổi khí hậu Theo Điều Công ước khung Liên Hợp Quốc biến đổi khí hậu: "Biến đổi khí hậu" nghĩa thay đổi khí hậu hoạt động người (trực tiếp gián tiếp) làm thay đổi thành phần khí tồn cầu thay đổi cộng thêm vào khả biến động tự nhiên khí hậu quan sát thời kỳ so sánh Biến đổi khí hậu kết nhiều yếu tố bao gồm quy trình động thân Trái Đất, lực bên bao gồm biến đổi cường độ ánh sáng mặt trời, đặc biệt hoạt động người thời gian gần - Sự biến đổi quỹ đạo Trái Đất Trong yếu tố tác động đến khí hậu, thay đổi quỹ đạo trái đất yếu tố có ý nghĩa quan trọng làm thay đổi lượng mặt trời, dù có thay đổi nhỏ quỹ đạo trái đất dẫn tới thay đổi phân phối ánh sáng mặt trời tiến tới bề mặt trái đất - Hoạt động núi lửa Phun trào núi lửa trình vận chuyển vật liệu từ sâu lòng đất lên bề mặt, phần tiến trình mà Trái đất loại bỏ dư thừa nhiệt độ áp suất bên lịng Sự phun trào núi lửa giải phóng mức độ khác vật liệu đặc biệt vào bầu khí quyển, làm gia tăng lượng khí cacbon có khí 124 - Ảnh hưởng người Các hoạt động người ngun nhân làm thay đổi mơi trường Trong số trường hợp, chuỗi quan hệ nhân có ảnh hưởng trực tiếp rõ ràng đến khí hậu Nguyên nhân làm biến đổi khí hậu trái đất gia tăng hoạt động người tạo chất thải khí nhà kính, hoạt động khai thác mức bể hấp thụ khí nhà kính sinh khối, rừng, hệ sinh thái biển, ven bờ đất liền khác Nhằm hạn chế biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs SF6 - CO2 phát thải đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) nguồn khí nhà kính chủ yếu người gây khí CO2 sinh từ hoạt động công nghiệp sản xuất xi măng cán thép - CH4 sinh từ bãi rác, lên men thức ăn ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên khai thác than - N2O phát thải từ phân bón hoạt động công nghiệp - HFCs sử dụng thay cho chất phá hủy ozon (ODS) HFC-23 sản phẩm phụ trình sản xuất HCFC-22 - PFCs sinh từ q trình sản xuất nhơm - SF6 sử dụng vật liệu cách điện q trình sản xuất magiê Trái đất nóng lên – hiệu ứng nhà kính tác hại: Hiệu ứng nhà kính diễn khí chứa khí hấp thụ tia cực quang Khi nóng từ mặt trời vào Trái Đất bị giữ lại tầng đối lưu, tạo hiệu ứng nhà kính bề mặt hành tinh vệ tinh Nhiệt độ bề mặt trái đất tạo nên cân lượng mặt trời đến bề mặt trái đất, lượng xạ trái đất vào khoảng không gian hành tinh Trong đó, xạ trái đất với nhiệt độ bề mặt trung bình +16°C sóng dài có lượng thấp, dễ dàng bị khí giữ lại Các tác nhân gây hấp thụ xạ sóng dài khí khí CO2, bụi, nước, khí mêtan, khí CFC v.v Kết sự trao đổi không cân lượng trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến gia tăng nhiệt độ khí trái đất Hiện tượng diễn theo chế tương tự nhà kính trồng gọi Hiệu ứng nhà kính Các thành phần gây hiệu ứng nhà kính chủ yếu bao gồm nước, khí đioxit cacbon (CO2), ô-xit Nitơ (N2O), khí mê-tan (CH4) ô zôn (O3) Những họat động người làm sản sinh thêm chất khí vào thành phần chất khí gây hiệu ứng nhà kính fluorure lưu huỳnh SF6, họ hàng nhà khí hydroflurocarbone HFC Hydrocarbures perfluoré PFC Tất lọai khí có đặc tính hấp thụ tia xạ hồng ngọai từ bề mặt trái đất lên không gian 125 Hiệu ứng nhà kính khiến tuyết tan sớm, tình trạng khơ hanh khu rừng trầm trọng hơn, hỏa hoạn dễ phát sinh lây lan Trên thực tế, số vụ cháy rừng tăng khắp nơi giới, đặc biệt Mỹ Các nhà khoa học cho tăng lên nhiệt độ tình trạng tan sớm tuyết nguyên nhân khiến lửa dễ xuất lan khu rừng Nguồn nước nhiều, mưa tăng, gây lụt lội thường xuyên Chất lượng số lượng nước uống, nước tưới tiêu, nước cho kỹ nghệ cho máy phát điện, sức khỏe lồi thủy sản bị ảnh hưởng nghiêm trọng thay đổi trận mưa rào tăng khí bốc Khí bốc hơi, gây tượng mưa nhiều lượng mưa lớn quanh năm, vậy, gây lụt lội thường xuyên Khí hậu thay đổi làm đầy lịng chảo nối với sơng ngịi giới Đất đai thu hẹp mực nước biển dâng cao Khi trái đất nóng lên, khiến khí hậu trái đất thay đổi, tác động làm mực nước biển dâng cao Mực nước biển dâng cao 30m phạm vi rộng lớn gây ngập lụt 3.7 triệu dặm vng đất đai giới, với mực nước biển dâng cao 5m đột ngột sống 669 triệu người triệu dặm vuông đất đai bị ảnh hưởng nghiêm trọng Chỉ riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán tăng 50 cm vào năm 2100, làm 5.000 dặm vng đất khơ 4.000 dặm vuông đất ướt Chứng "hắt hơi" tăng Dưới tác động hiệu ứng nhà kính, số người mắc bệnh dị ứng theo mùa hen suyễn ngày tăng lên thập kỷ qua Ngồi thay đổi lối sống tình trạng ô nhiễm môi trường - điều kiện khiến người dễ tổn thương trước tác nhân gây dị ứng, lượng carbon dioxide khí nhiệt độ cao nhân tố quan trọng khiến thực vật nở hoa sớm tạo nhiều phấn Phấn hoa tác nhân gây dị ứng hàng đầu Ảnh hưởng nông nghiệp mơi trường khí hậu thay đổi Lĩnh vực nơng nghiệp: a Trồng trọt: - Mất diện tích đất nông nghiệp mực nước biển dâng, xâm lấn cánh đồng thấp trũng ven biển - Mùa đơng có đợt rét kéo dài, mùa hè hạn hán, nắng nóng, thiếu nước dẫn đến hoang mạc hóa, sa mạc hóa vùng đất cát, đất trống, đồi trọc ảnh hưởng sinh trưởng phát triển trồng dẫn đến giảm suất sản lượng trồng, hiệu kinh tế đe dọa đến an ninh lương thực 126 - Biến đổi khí hậu làm thay đổi điều kiện sinh sống loài sinh vật, dẫn đến tình trạng biến số lồi ngược lại làm xuất nguy gia tăng lồi “gây hại” - Biến đổi khí hậu tác động đến thời vụ, làm thay đổi cấu trúc mùa b Chăn ni: - Biến đổi khí hậu ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển gia súc, gia cầm: Mùa đông rét đậm, rét hại gây chết hàng loạt gia súc, gia cầm; mùa hè nắng nóng kéo dài, thiếu nước làm giảm hiệu kinh tế chăn nuôi - Sự thay đổi yếu tố khí hậu thời tiết làm nảy sinh số bệnh chăn nuôi gia súc, gia cầm phát triển thành dịch hay đại dịch Lây truyền sang người gây bệnh nguy hiểm c Lĩnh vực lâm nghiệp: Việt Nam có đa dạng sinh học (ĐDSH) cao, hệ sinh thái (HST) phong phú Tuy nhiên thời gian qua, nguyên nhân khác mà ĐDSH HST Đặc biệt HST rừng có ĐDSH cao bị suy thoái trầm trọng - Nước biển dâng lên làm giảm diện tích rừng ngập mặn ven biển tác động xấu đến hệ sinh thái rừng tràm rừng trồng đất nhiễm phèn ĐBSCL Trong năm gần đây, rừng có tăng lên diện tích tỷ lệ rừng nguyên sinh khoảng 8% - Nhiệt độ lượng nước bốc tăng với hạn hán kéo dài làm thay đổi phân bố khả sinh trưởng loài thực vật động vật rừng Nhiều loài nhiệt đới ưa sáng di cư lên vĩ độ cao lồi ơn đới dần Số lượng quần thể loài động thực vật quý ngày suy kiệt nguy tiệt chủng tăng - Nhiệt độ tăng hạn hán kéo dài làm tăng nguy cháy rừng, rừng đất than bùn, vừa gây thiệt hại tài nguyên sinh vật, vừa tăng lượng phát thải khí nhà kính, làm gia tăng BĐKH tạo điều kiện cho số loài sâu bệnh hại rừng phát triển - Nước biển dâng hạn hán làm giảm suất diện tích trồng dẫn tới nhu cầu chuyển đổi rừng sang đất sản xuất nông nghiệp khai thác thủy sản tăng nhu cầu di cư lên vùng cao, làm gia tăng nạn phá rừng - Sự thay đổi liên tục thời tiết làm phát sinh nhiều loại sâu bệnh khu rừng sâu róm hại thơng, bệnh khơ keo, bệnh thối gốc bạch đàn… d Lĩnh vực thủy sản: - Nước mặn lấn sâu vào nội địa, làm nơi sinh sống thích hợp số lồi thủy sản nước ngọt; Rừng ngập mặn có bị thu hẹp ảnh hưởng đến nơi cư trú số loài thủy sản; khả cố định chất hữu HST rong biển giảm dẫn 127 đến giảm nguồn cung cấp sản phẩm quang hợp chất dinh dưỡng cho sinh vật đáy Do chất lượng mơi trường sống nhiều loài thủy sản xấu - Nhiệt độ tăng gây tượng phân tầng nhiệt độ rõ rệt thủy vực, ảnh hưởng đến trình sinh sống sinh vật Q trình quang hóa phân hủy chất hữu nhanh ảnh hưởng đến nguồn thức ăn sinh vật Các sinh vật tiêu tốn nhiều lượng cho q trình hơ hấp hoạt động sống khác làm giảm suất chất lượng thủy sản Suy thoái phá hủy rạn san hơ, thay đổi q trình sinh lý, sinh hóa diễn mối quan hệ cộng sinh san hô tảo - Cường độ lượng mưa lớn làm cho nồng độ muối giảm thời gian dài dẫn đến sinh vật nước lợ ven bờ, đặc biệt nhuyễn thể hai vỏ (nghêu, sị ) bị chết hàng loạt khơng chịu nỗi lượng muối thay đổi - Nhiệt độ tăng làm cho nguồn hải sản, thủy sản phân tán Các lồi cá cận nhiệt đới có giá trị kinh tế cao bị giảm hẳn Cá rạn san hơ đa phần bị tiêu diệt Các lồi thực vật nổi, mắt xích chuỗi thức ăn cho động vật nổi, bị hủy diệt làm giảm mạnh động vật Do làm giảm nguồn thức ăn cho động vật tầng tầng - Sự thay đổi liên tục thời tiết làm phát sinh nhiều loại dịch bệnh thủy sản bệnh mềm vỏ tôm cua, bệnh đỏ phồng đen mang tôm cua, bệnh đốm trắng cá… e Lĩnh vực Thủy lợi: - Thiếu nước cung cấp để phục vụ sản xuất cho trồng vật nuôi, chí nước phục vụ cho đời sống người - Làm ô nhiễm nguồn nước - Làm huỷ hoại cơng trình thuỷ lợi dẫn đến thiệt hại kinh tế cho công tác sữa chữa, khắc phục xây dựng cơng trình thuỷ lợi Ozone, tầng ozone vai trị mơi trường sinh thái: Ozon (O3) chất khí có màu lam nhạt (trong điều kiện nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn), có mùi hắc đặc trưng Ozon chất hấp thụ mạnh tia tử ngoại, tia nhìn thấy tia hồng ngoại Ozon có khả hấp thụ cao bước sóng 254 nm tia tử ngoại, bước sóng 600 nm tia nhìn thấy bước sóng 900 nm tia hồng ngoại Ngồi ozon cịn có khả khử mùi, màu, khử trùng nước nước thải 128 Không khí chứa lượng nhỏ ozon có tác dụng làm cho khơng khí lành Với lượng ozon lớn gây độc hại với người Ozon không bền, dễ dàng bị phân huỷ thành Oxi phân tử Oxi nguyên tử: Ví dụ: O3= O2 + O  Tầng ozon: Ozon loại khí khơng khí gần mặt đất lại tập trung thành lớp dày độ cao khác tầng bình lưu, cách mặt đất khoảng từ 10 – 50 km vĩ độ khác 90% ozon nằm khoảng 19 -23 km so với mặt đất, ozon có chức bảo vệ sinh nhiều nghiên cứu cho thấy loại khí độc hại ô nhiễm ozon tác động đến suất trồng mặt đất Tầng khí hấp thụ 93-99% tia xạ có hại từ Mặt Trời  Vai trò tầng ozon: Tuy mỏng manh tầng ozon có vai trị quan trọng sống Trái Đất hấp thụ phần lớn tia cực tím (UV) xạ Mặt Trời, không cho tia đến Trái Đất Chính lịch sử giới sinh vật, sống di cư lên cạn Trái Đất xuất tầng ozon Do vậy, tầng ozon bị phá hủy gây tác hại lớn sinh vật hành tinh Như biết, tia xạ UV mà Mặt Trời tỏa chia làm loại: UV-A (400-315nm), UV-B (315-280nm), UV-C (280-100 nm) Trong đó, UV-C có hại cho người, UV-B gây tác hại cho da gây tổn thương tế bào dẫn đến ung thư da Tầng ozon giúp cản trở tia xạ UV-B UV-C, hầu hết tia UV-A chiếu tới bề mặt Trái Đất, may mắn tia gây hại cho sinh vật Các nghiên cứu cho thấy cường độ xạ UV-B bề mặt Trái Đất nhờ ngăn cản tầng ozon trở nên yếu tới 350 tỉ lần so với tầng khí Nếu tầng ozon bị suy giảm, xạ UV đến Trái Đất nhiều làm tăng bệnh ung thư da, đục thủy tinh thể mắt, làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển Một số hướng bảo vệ mơi trường: Cơng tác BVMT Việt Nam cần có định hướng kế hoạch cần tập trung thực cho giai đoạn để tiếp tục mục tiêu đảm bảo phát triển KTXH đôi với BVMT phát triển bền vững Trong năm gần đây, tình trạng nhiễm mơi trường đô thị lớn, khu vực sản xuất tiếp tục trì mức cao, đặc biệt khu vực có hoạt động cơng nghiệp phát triển mạnh Vẫn tỷ lệ lớn CTR phát sinh từ khu công nghiệp, cụm công nghiệp chưa phân loại xử lý kỹ thuật vệ sinh môi trường, đặc biệt chất thải nguy hại Bên cạnh đó, vấn đề nhiễm làng nghề tồn từ lâu chưa có biện pháp khắc phục giải hiệu Tình trạng nhiêm môi trường nhiều làng nghề diễn biến ngày trầm trọng Một số loại hình làng nghề, đặc biệt làng nghề tái chế gây ô nhiễm môi 129 trường nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người lao động phận lớn người dân khu vực vùng lân cận Việc xây dựng sách, giải pháp phù hợp đảm bảo hoạt động bền vững làng nghề truyền thống đáp ưng tốt yêu cầu BVMT gặp nhiều lúng túng thói quen, tập qn sinh hoạt người dân Ơ nhiễm môi trường hoạt động sản xuất nông nghiệp ngày gia tăng số lượng liều lượng hoạt chất Đặc biệt, lượng lớn vỏ bao bì phân bón, thuốc BVTV thải bỏ bừa bãi mơi trường mà chưa có biện pháp xử lý phù hợp Đây nguồn ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường đất nước khu vực chuyên canh nông nghiệp Các cố môi trường như: cố cơng trình xử lý chất thải (nước thải, khí thải, CTR), cố cháy nổ, rị rỉ hóa chất, tràn dầu số cố khác tiếp tục gia tăng, gây ảnh hưởng xấu tới mơi trường Các cố nổ, rị rỉ hóa chất xảy sở sản xuất chủ yếu sơ xuất, bất cập cơng tác phịng ngừa, lực hiệu hạn chế hoạt động ứng phó, khắc phục cố Cơng tác quản lý mơi trường cịn nhiều bất cập: hệ thống văn quy phạm pháp luật chồng chéo, không rõ ràng, chưa đầy đủ thiếu tính đồng Năng lực quản lý nhà nước BVMT không theo kịp với phát sinh tính chất ngày phức tạp vấn đề mơi trường Bên cạnh đó, nguồn lực tài đầu tư từ ngân sách nhà nước cịn hạn hẹp Cơng tác quản lý kiểm sốt nguồn thải từ hoạt động cơng nghiệp chưa đáp ứng yêu cầu Với thách thức đặt giai đoạn 2011 - 2015, công tác BVMT Việt Nam cần có định hướng kế hoạch cần tập trung thực cho giai đoạn để tiếp tục mục tiêu đảm bảo phát triển KT- XH đôi với BVMT phát triển bền vững Hội nghị mơi trường tồn quốc lần thứ (tổ chức vào tháng 9/2015) thảo luận thống đưa số định hướng cho công tác BVMT giai đoạn 2016 - 2020, cụ thể: Quản lý kiểm soát hiệu nguồn thải trọng điểm Giải vấn đề môi trường cộm, bước giảm nhẹ khắc phục tình trạng nhiễm môi trường khu vực trọng điểm Giám sát vấn đề ô nhiễm môi trường xuyên biên giới, ứng phó hiệu với diễn biến BĐKH Kiện toàn hệ thống tổ chức quản lý nhà nước BVMT Công tác quản lý BVMT quốc gia phải bám sát với xu hướng chung giới, định hướng phát triển bền vững, chuyển đổi mơ hình tăng trưởng hướng tới kinh tế xanh để đáp ứng yêu cầu hội nhập giai đoạn 130 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Sinh biến đổi sinh quyển? Câu Tác động khí tượng, khí hậu lên hệ sinh thái nông nghiệp? Câu Ozone, tầng ozone vai trị mơi trường sinh thái? Câu Một số hướng bảo vệ mơi trường? 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá (2005), “Sinh thái môi trường học bản”, NXB ĐHQG TP HCM Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết (2005), “Sinh thái môi trường ứng dụng”, NXB KH&KT TP HCM Vũ Trung Tạng (2000), “Sinh thái học bản”, NXB Giáo dục Dương Hữu Thời (2001), “Cơ sở Sinh thái học” NXB Quốc gia 132 ... Tổng quan sinh thái học môi trường Chương 2: Các nhân tố sinh thái ảnh hưởng nhân tố sinh thái lên sinh vật Chương 3: Các nguyên lý sinh thái học Chương 4: Chu trình sinh địa hóa sinh thái môi... nhân tố sinh thái ảnh hưởng nhân tố sinh thái lên sinh vật Khái niệm nhân tố sinh thái Phân loại nhân tố sinh thái Phản ứng sinh vật lên tác động yếu tố môi trường Ảnh hưởng nhân tố sinh thái Chương... 3: Các nguyên lý sinh thái học Quần thể sinh vật đặc trưng quần thể Quần xã sinh vật đặc trưng quần xã Hệ sinh thái đặc trưng hệ sinh thái Chương 4: Chu trình sinh địa hóa sinh thái môi trường