Sinh thai moi truong ung dung i

LÊ HUY BÁ - LÂM MINH TRIẾT SINH THÁI MÔI TRƯỜNG ỨNG DỤN( (APPLIED ENVIRONMENTAL ECOLOGỸ) Ễ ll NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT LÊ HUY BÁ - LÂM MINH TRIỂT SINH T É MÔI TRƯỜNG É G DỤNG (APPLIED ENVntONMENTAL ECOLOGY) NHÀ XUẤT BẲN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT THAY LỜI NĨI ĐẦU Mơi trường học (Environmental Science) la ngành khoa học non trẻ, hình thành vài chuc năm gần tăng trưởng vài năm cuối cúa kv 20 Tuy nhiên, ngành khoa học thiết yếu có chuyên ngành riêng cùa Trong đó, Sinh thái môi trường {Bnvironmentaỉ Ecology) ngành bàn cùa Mơi trường học Nó ngành học họ hàng gần với Sinh thái học (Ecology) lại không hoàn toàn thuộc dối tượng nghiên cứu Sinh học (Biology) Với tư cách ngành học chuyên sâu Mơi trường học, Sinh thái mơi trường có phần gọi môn : Sinh thái môi trường học (Pundamental linvironmental Ecology) Sinh thái môi trường học ứng dụng (Applied Hnvironmental Ecology) Tác giả viết sách muốn giới thiệu tư liệu, phương pháp cùa Sinh thái môi trường ứng dụng Trong đó, sử dụng lý luận khoa Ikk' cúa nhiều nhà nghiên cứu Sinh thái môi trường vào trường hỢp kliác cùa khoa học, quản lý, công nghệ, Giáo dục môi trường, Môi trưởng nhân văn Cuốn sách có nhiều thơng tin chọn lọc viết theo lối "Tổng luận khoa học", nhiều trích dẫn biện luận, phục vụ cho mục đích tham khảo cùa tác nhà môi trường, sinh viên đại học trường đại học, trung học chuyên nghiộp có giàng dạy môn Môi trường học, môn học "Con người môi trường" Với cách viết "tổng luận" ây, có "dài dịng văn tư" nhiíng muốn cung câ'p cho bạn đọc nhiều thông tin, nhiều quan niệm khác Sinh thái môi trường nhiều trường phái dang quan tâm Sinh thái môi tĩường ứng dụng nhiều lĩnh vực Tuy nhiên, giới han nhỏ hẹp sách, chúng lơi nhận thây rằng, có nhiều phần chưa có điều kiện dề cập Ví dụ "phân vùng Sinh thái môi trường", "quy hnạch thiết kế mơi trvíởng" trẻn ccf sở Sinh thái mơi trường "Sinh thái du lịch" phục vụ cho "Du lịch sinh thái", "Sinh thái môi trường nhân văn " Trong sách này, dã cố gắng chọn lọc nhiều thông tin tư liệu từ nhiều nguồn khác để sách phong phú Tuy nhiên, sách không thê tránh khôi hạn chế định, mong góp ý cùa độc giả Tấc giả chân thành cám Cfn nhiệt lìhh ủng hộ cúa quý bạn đọc đóng góp ý kiến xin gửi đến Chi nhánh Nhà xuâ't Khoa học Kỹ thuật : 28 Đồng Khởi 12 Hồ Huấn Nghiệp, Quận 1, TP Hồ Chí Minh - ĐT : 8225062 - 8290228 - 8296628 LỜI GIỚI THIỆU Từ nhiều năm nay, cụm danh từ Môi trường, Sinh thái môi trường, ô nhiễm môi trường v.v báo chí ưuyền hình, sách đề cập đến nhiều Nhân loại sống uời đâ't,dang cảm nhận đưỢc ưách nhiệm minh, cQng dự đoán khả xâu tầng ôzon Nam Cực bị thùng, inà nguyên nhân người gây cho dù có chủ ý hay khơng chù ý Từ nhiều thập kỷ có lác động không tốt dẫn đến phá hoại môi trường sống trái đất, người phr.i chịu hậu râ't nghiêm trọng Nhiều tổ chức, nhiều quốc gia quan tâm đến môi trường, bảo vệ môi trường Nhiều tỷ đôia bỏ để nghiên cứu tìm giải pháp tơ't cho việc bảo vệ môi trường Ngành Khoa học môi trường (Environmenta! Science) !à npành khoa học ưẻ đưỢc đời Ngay nưđc ta - Nhà nưđc râ'! quan tâm đến môi trường việc bảo vệ môi trường, luật bảo vệ môi trường đưỢc ban hành Các trường đại học bắt đầu quan tâm đến việc giảng dạy cho sinh viên ngành khoa học mẻ Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật trân trọng giới thiệu bạn đọc sách vđi tên gọi Sinh th ii môi trường ứng dụng (Applied Environmental Ecology) củã tác giả GS.TSKH Lê Huy 8á GSTS Lâm Minh Triết Cuốn sách cơng trình khoa học dài 600 trang viếi nghiêm túc cơng phu, có nhiều thơng lin quan trọng bổ ích Cuốn sách đưỢc cấu trúc h(lp lý gồm 11 chương đề cập nhiều Víín đề từ ảnh hưởng chiến tranh đến môi trường; phú dưỡng hố mơi irường đến nhiỗm mơi trường đến ảnh hưởng không tốt việc tôn dư thuốc bảo vệ thực vật phân bón đến mơi trường đất v.v Mười chưđng đưỢc viết súc tích, rỗ ràng, ví dụ minh chứng đầy đủ làm sáng tỏ nhiều điều môi trường mà nhiều bạn đọc thường quan tâm Cuô"n sách giáo trình tối giảng dạy, dạy học đồng thời tài liệu khoa học tốt cho bạn nghiên cứu tìm hiểu mơi trường cũn2 nhà quản iý Nhà nước hiểu đưỢc tầm quan trọng phải bảo vệ môi trường lành - mà vụ phá rừng bừa bãi nạn ô nhiễm ưàn dầu xảy vụ đụng làu sơng có chiều hưđng gia tâng Bằng lý luận khoa học vđi thông sô”, tư liệu đầy sức Ihuyết phục, sách hút bạn đọc từ trang đầu đơì với người u thích nổ Những việc mà coi thường, vụ ngộ độc ăn phải rau khơng cịn thuốc bảo vệ thực vật vđi nồng độ cao dẫn đến tử vong thống kê trỏ thành lời răn đe mà người phải thật quan tâm sức khỏe chung cộng đồng Sách mơi trường, có nhiều tác giả viết, riêng Sinh thái Môi trường ứng dụng GS.TSKH Lê Huy Bá GSTS Lâm Minh Triếl, chúng tỏi đánh giá tài liệu có tính tổng hợp cao, có tính chuyền sâu nghề có lính phổ biến khoa học nên Nhà xuất bàn Khoa học Kỹ thuật chọn cho xuâ”t bẳn (lể giới ihiệu bạn đọc khắp nước NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỢC & KỸ THUẬT MỤC LỤC Trang Thai lời nói đâu Lời (iởi thiệu ChươHị Ị ẲNH HƯỞNG CỦA CHIỂN TRANH OếN HỆ SINH THẢI MÔI TRƯỜNG (Ecological Effects of Warfare) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Tổnịí quan Sự tiêu diệt vũ khí chiến tranh Hai ctiộc đại chiến thê giới lần thứ íằn tíiứ hai Chiến Iranh Mỹ gây Việt Nam Chiến tranh vùng Vịnh Tai họa bom, mìn chưa nổ Vù khí chất độc hóa học chiến ứanh Xăng tfâu dạng vũ khí chiến tranh Các ảnh hưỏng chiến tranh hạt nhân Chươm 11 13 13 19 20 21 22 28 30 PHÚ DƯỠNG HĨA (Eutrophicatìơn of Fresh Water) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 l i Các khái niệm liên quan đến phú dưỡng hóa Các nguồn dinh dưỡng gây phú dưỡng hóa Ví dụ điển hình phú dưỡng hóa Hậu chung phú dưỡng hóa Tác động phú dưỡng hóa lên hệ sinh thái nưỡc Ảnh hưởng sinh vật bậc cao Ầnh hưởng sinh vật đáy Ảnh hưởng phú dưỡng hóa lên cá Tác động qua lại ừong cộng đồng vầ phú dưỡng hóa Những vân đề liên quan đến người Những ứií nghiệm hồ Mơ hình đánh giá phú dưỡng hóa Biện pháp khống chế Càc trinh hệ sinh thái hồ 38 39 42 44 45 48 49 49 50 51 53 56 59 62 65 Chương J MƯA ACIO VÀ HĨA CHUA MƠI TRƯỜNG (Acid Rain and Acidiỷication) 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Giới thiệu Sự lắng tụ chất acid từ khí Hóa học mưa acid Những đặc tính lắng tụ mưa acid Sự lắng tụ dạng khô chất acid Những thay đổi hóa học lưu vực mưa acid Hiệu ứng sinh thái tượng acid hóa Ảnh hưỏng mưa acid trồng mùa màng Ảnh hưởng mưa acid đến chất lượng nước ngầm,vật liệu cơng nh kiến trúc 3.10 Các biện pháp ngăn ngừa kiểm sốt mua acid 3.11 Muầ acid đồng sơng Cửu Lx)ng Chương 68 70 70 74 76 78 100 117 118 ] 19 123 ẢNH HƯỞNG CỦA PHÈN HĨA VẢ MẶN HĨA LÊN MƠI TRƯỜNG SINH THÁI (lnfluence of Sulphate Acidification and Salthatỉon on Ecologỉcal Envirmment) 4.1 Phèn hóa (Sulphate Aciđification) 4.2 Ảnh hưồng độc chất đất, đến đặctính sinh vật suất số giống trồng đặc tính giống chịu phèn 4.3 Các biện pháp ngăn ngừa phèn hóa 4.4 Mặn hóa (Saltinization) Chương 125 130 149 151 MỘT s6 liẩ u HIỆN ĨHỖẤI HỐA KHÁC CỦA MƠI TQƯỜN6 NHƯ XĨI MỊN, SA MẠC HĨA LATERIT HÓA (Degmdations of Etrvironment as Erosion, Desertiỷication, Lateritừation) 5.1 Giới thiệu chung 173 5.2 Khái qt tinh hình đất nơng nghiệp ừên ttiế giới vầViệt Nam 174 5.3 Xói mịn đất (Erosion) 175 5.4 Sa mạc hóa (Desertification) 194 5.5 204 Laterit hóa {Lateritization) chươtg ẢNH HƯỞNG NHIỄM DẦU LÊN MỔI TRƯỜNG SINH THÁI (Effects of Oil Poỉlution on Ecological Environment) 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Giới thiệu Đặc điểm dầu, tinh chế sản phẩm dầu Sự tràn dâu Sự hấp phụ dầu đất ô nhiễm dầu đất Ảnh hưởng sinh học hydrocacbon nước 216 217 220 223 228 233 6.7 Tác động dầu lên vùng ngập mặn 235 6.8 Tác động ô nhiễm dầu dài hạn 237 6.9 Dầu loang dàn khoan khơi 239 Bảo vệ môi trường xử lý dầu tràn Việt Nam giới 242 6.10 ChtM^g ẢNH HƯỞNG CỦA Dư LỪỢNG THUỐC BẲO VỆ THựC VẬT VẢ PHÂN BĨN LÊN SINH THẢI MƠI TRƯỜNG (Environmental Effects of Excess Pesticide and Pertilừer) 7.1 Ảnh hưởng thuốc bảo vệ thực vật 245 7.2 Một số kết nghiên cứu ảnh hưởng thuốc bảo vệ thực vật lên sinh vật 270 7.3 Sử đụng an tồn, có hiệu tììuốc bảo vệ thực vật 283 7.4 Thị ứường thuốc trừ dịch số lượng sử dụng 286 7.5 Quản lý dĩch hại tổng hợp (IPM) 289 7.6 Ảnh hưởng dư lượng phân bón 299 7.7 Tác hại phân bón người, động vật, vi sinh vật 307 7.8 Định hướng giải pháp tổng thể hạn chế nhiễm mơi trường hóa chất dùng ừong nông nghiệp Chươĩg 10 SINH THÁI MỎI TRƯỜNG ĐẤT ƯỚT (Wetland Environmental Ecciogy) 8.1 Khái niệm đất ướt 8.2 Phân bô - phân loại loại đất ướt - chế độ nước 8.3 Các vùng sinh thái đất ướt 317 318 320 8.4 Chế độ nước đất ướt (Hydrology of vvetiands) 339 8.5 Địa sinh hóa đất ướt (Biogeochemistry of vvetlands) 344 Sự thích nghi sinh học mơi trường đất ướt (Biological adaptations to the vvetland environment) 8.7 360 Sự phát triển hệ sinh thái đất ướt (Wetland ecosystem development) 36 8.8 Các hệ sinh ửiái đât ngập nước d Việt Nam 365 8.9 381 Những đe dọa đất ngập nước Chííơng SINH THÁI MỔI TRƯỜNG NÔNG THÔN - NÔNG NGHIỆP (Agroecdogy - Rural Environmental Ecoỉogy) 9.1 Hệ sinh thái môi tmờng nông thôn (HSTMTNT) 384 9.2 Hệ sinh thái nông nghiệp 395 9.3 414 Những đặc trưng chù yếu sinh ửiái môi trường vùng gị đồi 9.4 Phân vùng sinh thái nơng nghiệp Việt Nam 423 Chương 10 MƠI TRƯỜNG SINH THÁI TỒN CẨU, THÁCH THỨC VẢ HIỂM HỌA (The Glòbal Ecdogical Environment, Challenges and Hazards) 10 Sinh quyển, biến đổi sinh (Biosphere and its changes) 10 ^ Sinh thái khí tuợng ảnh hưdng lên hệ sinh thái toàn câu 426 (Meteoroio^cal Ecology and its Effects on Global Environmental Ecologỵ) 448 10.3 Tác động khí tượng, khí hậu lên hệ sinh thái nông nghiệp 460 10.4 Sự phân â n g khí hậu tác động người (Climate ModiĩicatioiỊ) 465 10 J Sự thay đổi Wú hậu (Climate change) 468 10.6 Dự đốn Idií hậu (Climate Predictíon) 473 10.7 Trái đất nóng lên - hiệu ứng nhà kính tác hại 475 Ỉ0.8 Sự tưdlig t*c gioa 'Vệt đen mặt trời" gây "hiệu úng nhà kính" 502 10.9 Ảnh hudng dối với nống nghiệp mơi trường khí hậu thay đổi 506 lỌ.lO Ozon, Ồng ozon vầ vai trị mơi trường sinh thái 5Ỉ2 lơ ll Thảm họa mỏi tnlíng Elnino, Lanina 528 ỉa i2 MộtsốN^dl DhỉịổỔiinặt: 10.13 Diễn biến mội tmỉng sinh tồn cầu ttieo q trình thành tạo trỉi đít 536 538 Cbt/ơng 11 MỘT VẢI ỨNG DỤNG c ụ THỂ CỦA SINH THẢI MÔI TRƯỜNG (Some Appíkations of Ecotogkai Environment) ỉl.ỉ Lời giớỉ thiệu 11.2 ứng dụng sinh thái môi trường để giải vấn đề hiệu ứng tác nhân lên cấu trúc chức hệ sinh tìiái 11.3 ứng dụng vào đánh giá tác động môi trường 543 543 550 11.4 ứng dụng vào giám sát sinh thái hoạt động liên quan 555 11.5 566 Những nhà sinh thái vấn đề môi trường 11.6 Các phương pháp sinh thái môi trường ứng dụng (Applied environmenlal ecological methods) 570 11.7 Lý thuyết chọn lọc nhân tạo chọn lọc tự nhiên - 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 nhũfng ứng dụng chúng thực tế Các thử nghiệm sử dụng thị cho trạng hệ sinh th i: tiêm thị sinh học việc quan trắc đa dạng sinh học Phương pháp sử dụng nguyên sinh động vật để đánh giá ô nhiễm môi trường Sử dụng Giun đất {Lumbricus terrestris) thay Chuột bạch để đánh giá độc tính thuốc giải độc arsen Bàn vê hệ sinh thái nhạy cảm ứng dụng tính nhạy cảm động vật khơng xương sống để xác định mức độ ô nhiễm thuốc trừ sâu tồn đất 11.13 11.14 11.15 11.16 Dịng sơng chết Xin hây thận trọng với trận mưa đầu mùa Bảo vệ môi trường ven biển - việc làm cấp bách Du lịch sinh thái xây dựng Rừng ngập mặn Cần Giờ thành Khú du lịch sinh thái - Phụ lục : Phân vùng sinh thái nông nghiệp Việt Nam - Tài liệu tham khảo 573 583 594 598 603 606 607 609 610 613 18 631 Trong trường hợp bón vào đất ìượng đưcrag lượng mức độ hạ thấp pH phụ thuộc vào cường độ trao đổi cation nồng độ muối Cụ thể cường độ trao đổi cation theo thứ tự Ba > Ca > K > Na, nồng độ cao pH hạ thâp Vì sử dụng phân bón hóa học pH đất bị hạ thâ'p Theo Sartisvili (1974) bón phân lâu ngày cho diện tích trồng chè Gruzia với lứiững loại phân hóa học gây chua sinh lí, làm cho đất hóa chua thêm mạnh, từ p Hrci 5,0 - 5,5 lúc đầu hạ xng 3,5 - 3,0 đến 2,8 b) Tăng độ chua đ ấ t làm m ất đối vi lượng : Nếu bón q dư phân vơ có độ acid tự cao super lân (5% acid tự do) phân cổ gốc acid có tác hại : - Đơì với Mn : đất q chua tích tụ nhiều gây độc - Nguyên tố Co : Khi tăng pH từ 5,8 -» 7,2, hàm lượng Co dễ tiêu đất giảm rõ rệt Người ta xác nhận rằng, đất đồng cỏ, hàm lượng Co khoảng mg/kg đất, cỏ d đă bị thiếu Co gây nhiều loại bệnh đôi với động vật chăn thả - Nguyên tơ' Mo ; đất chua hàm lượng Mo hịa tan thấp Như pH đất ảnh hưởng đến trạng thái dễ tiêu nguyên tố - Phản ứng chua chế độ lân đất : thực vật dinh dưỡng lân chủ yếu dạng ion H2PO4 HPO4” đặc biệt đơì với số trồng, ion H2PO4 nguồn dinh dưỡng tốt hcfn HPC^“ Trong giới hạn pH đất trồng trọt, người ta phát có dạng ion môi trường chua ion H2PO4 chiếm phần trôi - Thành phần ion Photphat có mặt đất liên quan mật thiết với phản ứng môi trường - Đối với NaH P , pH = ,1 ion HPO " chiếm ,1 % (H2 PO4 chiếm 99%, PO4" chiếm 0,9%) pH = 5,1 ion HPOl” chiếm khoảng 1%, pH = 10,0 thi HPOl" chiếm khoảng 100% - Như phản ứng chua đất không gây ảnh hưởng trực tiếp đến dạng ion Photphat dinh dưỡng cây, song đất chua, hoạt tính ion Al, Fe, Mn tăng lên, chúng kết hợp với ion H2PO4 tạo thành hợp chất lân khố tiêu Khi pH đất thấp 5,0 đặc biệt thâp ,5, dung dịch xuất ion Al, đố ion Fe đó, xảy phản ứng ion Fe, AI hoạt tính với ion Photphat, tạo thành photphat nhơm (AIPO4) sắt (FeP04) khó hịa tan hcfn 302 - Theo Lê Văn Căn Pagen í 1962) đất đỏ íeralit miền bắc Việt Nam tầng đất khơng có kết von, AI di động chiếm 0,8 mg/100 g đất, lân dễ tiêu có khoảng 5,2 mg/100 g đất, tầng có kết von : Al®'*’ 1.8 m g/ioo g P2O5 0,55 mg/100 g tầng đất có loại đá ong chặt : Al®'^ 16.8 mg/100 g P2O5 dễ tiêu khoảng 0,22 mg/100 g đất - Cùng khoảng thời gian ấy, Gocbunop Q962), qua công trình nghiên cứu mình, cho đất chua AI tự đóng vai trị định trình hấp phụ giữ chặt lân đất - Cole ơackson (1950) qua nghiên cứu kết tủa lân ion AI đă nêu lên sơ đồ sau : Al^"' + HgPOi + 2H0H = 2H* + Al( 0H)2H2P04 - Theo Musierovit (1955) hấp phụ lân có chứa hợp chất Fe, AI diễn sau ; A 1(0 H )3 + CaH (P 04)2 = AIPO + C a H P 04 + H 2O Fe(0 H)3 + K3PO4 = FePƠ4 + 3KOH Với nghiên cứu ứng dụng cắc phương pháp phfln đoạn dạng lân, ứng dụng đồng vị phóng xạ nhiều tác giả đă xác nhận rànp : đất chua có chứa Âl di động, bón phân iftn hịa tan, hầu hết lân bị chuyển vào hợp chất phôphat Fe-ÂỈ (Chang Jaczơn 1958, Chang Liaw 1962, Chirokop - 1959, Linxay - 1959, Hoàng Đăng Ký - 1972) Trường hợp mơi trường đất có pH acid gáy ảnh hưởng đến ion khoáng khác kaỉi, sunfat ò đất 7.6.4 Tác họl đ4n phđm chốt ndng sổn : Trong có chứa số men đặc tnmg, mà men dều có chứa kim loại tham gia vào men hoạt động trinh trao đổi chất Fe men Catalaxa, men Peroxydaza, men cytochrom; Zn men anhydraza carbonic, men hexoidnáza, mén dehỉdrogenaza; Cu men Polyphenol oxỉdaza, acid ascorbic oxydaxa men Lactaza; Mo men N iư at reductaza; Mn men reductaxa hydroxylamin Một số lịạỉ men khác mộc dù khƠDg chứa kim loại, nhưtag địi hỏi phải có kim loại đé hoạt động, men Adenosin tríphotphat cẩn Mg Mn dể tiến hành q trình Phosphonl hóa Khi đất phức hợp bốn phân khống có đủ kim loại cẩn thiết cho hoạt động men