Bài giảng khoa học môi trường và sức khỏe môi trường part 1 pot

B GIÁO D C & ÀO T O I H C HU KHOA Y T CƠNG C NG B mơn: S c kh e môi trư ng -&*& - BÀI GI NG KHOA H C MÔI TRƯ NG VÀ S C KH E MƠI TRƯ NG (Có b sung s a ch a) Ch biên: Th.S GVC Nguy n H u Ngh Hu , 2008 1 MÔI TRƯ NG VÀ S C KHO CON NGƯ I M I c tiêu h c t p Di n gi i c nh nghĩa môi trư ng s ng phương pháp nghiên c u Hi u c tác ng qua l i gi a th Mơi trư ng Phân tích c kh t i u ch nh c a mơi trư ng s nhi m Kháí ni m chung v Môi trư ng s ng nh nghĩa Môi trư ng Theo nghĩa r ng nh t “ Mơi trư ng” t p h p i u ki n hi n tư ng bên ngồi có nh hư ng t i m t v t th ho c s ki n B t c v t th , s ki n t n t i di n bi n môi trư ng môi trư ng v t lý, môi trư ng pháp lý , môi trư ng kinh t , vv Th c ra, thành ph n khí quy n ,thu quy n, th ch quy n, t n t i Trái t ã t r t lâu, ch có m t th s ng chúng m i tr thành thành ph n c a môi trư ng s ng Môi trư ng s ng t ng i u ki n bên ngồi có nh hư ng t i s s ng s phát tri n c a th s ng ôi ngư i ta g i khái ni m môi trư ng s ng b ng thu t ng môi sinh ( living environment) Môi trư ng s ng c a ngư i t ng h p i u ki n v t lý, hoá h c, sinh h c, xã h i bao quanh ngư i có nh hư ng t i s s ng, s phát tri n c a t ng cá nhân toàn b c ng ng ngư i Thu t ng “Môi trư ng” thư ng dùng v i nghĩa Môi trư ng s ng c a ngư i vũ tr bao la, ó có h M t tr i Trái t Các thành ph n c a môi trư ng s ng có nh hư ng tr c ti p t i ngư i Trái t g m quy n: sinh quy n, thu quy n, khí quy n, th ch quy n Có th nêu m t nh nghĩa chung v môi trư ng sau : Môi trư ng t p h p y u t t nhiên xã h i bao quanh ngư i có nh hư ng t i ngư i tác ng qua l i v i ho t ng s ng c a ngư i : khơng khí, nư c, t, sinh v t, xã h i loài ngư i, vv -Môi trư ng s ng c a ngư i theo ch c c chia thành lo i : -Môi trư ng t nhiên: bao g m y u t t nhiên y u t v t lí, hố h c sinh h c, t n t i khách quan ý mu n ngư i -Môi trư ng xã h i: t ng th quan h gi a ngư i t o nên s thu n lơii ho c tr ng i cho s t n t i phát tri n c a cá nhân c ng ng lồi ngư i -Mơi trư ng nhân t o: t t c y u t t nhiên, xã h i ngư i t o nên ch u s chi ph i c a ngư i Môi trư ng theo nghĩa r ng t ng nhân t khơng khí, nư c , t, ánh sáng ,âm thanh,c nh quan,xã h i ,vv có nh hư ng t i ch t lư ng cu c s ng ngư i tài nguyên thiên nhiên c n thi t cho sinh s ng s n xu t c a ngư i Môi trư ng theo nghĩa h p t ng nhân t khơng khí, nư c, t, ánh sáng vv liên quan t i ch t lư ng cu c s ng ngư i, không xét t i tài nguyên T nh nghĩa có th sinh nhi u quan ni m khác v khoa h c môi trư ng : Môi trư ng i tư ng nghiên c u c a nhi u ngành khoa h c ang có hi n ( sinh h c, a h c, hoá h c vv ).Tuy nhiên, ngành khoa h c nói ch quan tâm n m t ph n ho c m t thành ph n theo nghĩa h p Môi trư ng i tư ng nghiên c u c a m t ngành khoa h c liên ngành có m c ích ch y u b o v môi trư ng s ng lâu dài c a ngư i Trái t Trong giai o n hi n nay, ho t ng phát tri n kinh t khoa h c k thu t c a ngư i có nh hư ng m nh m t i ch t lư ng môi trư ng s ng (khai thác tài nguyên thiên nhiên, gia tăng dân s , s n xu t cơng nghi p) Khơng có m t ngành khoa h c ang có hi n i u ki n nghiên c u gi i quy t m i nhi m v c a công tác b o v môi trư ng qu n lí b o v ch t lư ng thành ph n môi trư ng s ng c a ngư i sinh v t Trái t Các phương pháp nghiên c u Khoa h c môi trư ng s d ng m t lo t phương pháp nghiên c u lí thuy t th c nghi m c a ngành khoa h c b n khác : -Các phương pháp thu th p x lý s li u th c t , th c nghi m -Các phương pháp phân tích thành ph n mơi trư ng -Các phương pháp phân tích, ánh giá xã h i, qu n lý xã h i, kinh t -Các phương pháp tính tốn , d báo, mơ hình hoá -Các gi i pháp k thu t, ti n b k thu t -Các phương pháp phân tích h th ng Các n i dung nghiên c u Các nghiên c u môi trư ng r t a d ng c phân chia theo nhi u cách khác ây có th chia làm b n lo i ch y u : -Nghiên c u c i m c a thành ph n môi trư ng ( t nhiên ho c nhân t o ) có nh hư ng ho c ch u nh hư ng c a ngư i, ó nư c, khơng khí, t ,sinh v t, h sinh thái, khu công nghi p, ô th , nông thôn vv ây, khoa h c môi trư ng t p trung nghiên c u m i quan h tác ng qua l i gi a ngư i v i thành ph n c a môi trư ng s ng -Nghiên c u công ngh , k thu t x lý ô nhi m, b o v ch t lư ng môi trư ng s ng c a ngư i -Nghiên c u t ng h p bi n pháp qu n lý v khoa h c kinh t , lu t pháp, xã h i nh m b o v môi trư ng phát tri n b n v ng Trái t, qu c gia, vùng lãnh th , ngành công nghi p -Nghiên c u v phương pháp mơ hình hố, phương pháp phân tích hố h c ,v t lý, sinh v t ph c v cho ba nôi dung II M i quan h gi a th Môi trư ng s ng Khoa h c môi trư ng ngành khoa h c nghiên c u m i quan h tương tác qua l i gi a ngư i môi trư ng xung quanh Con ngư i môi trư ng th ng nh t v i Ngư i xưa t ng phát hi n quy lu t “ Thiên – Nhân h p nh t” Cơ th áp ng trư c tác ng c a môi trư ng s ng b ng bi u hi n khác nhau: Ph n x , thích ng, khơng thích ng, gi thích ng, r i lo n thích ng M t khác ngư i can thi p vào môi trư ng có m c ích trư c h t c i t o mơi trư ng Ví d ho t ng s n xu t, khai thác tài nguyên thiên nhiên, ho t ng y t , i u tr gây nên s thay i m i tương tác gi a th môi trư ng s ng Tóm l i, Mơi trư ng th ph i th ng nh t v i nhau, s thay i c a môi trư ng m t gi i h n nh t nh kéo theo s thay i thích nghi c a th s ng, ó c ng c ch thích nghi v n ã linh ho t, linh ho t S thay i t ng t ho c vư t gi i h n thích nghi s d n n nh ng h u qu x u, th m chí tiêu di t m t vài gi ng lồi sinh v t Thích ng q trình i u ch nh, ịi h i có m t th i gian nh t nh th thích nghi c v i y u t môi trư ng N u khơng th i gian s d n n r i lo n thích ng hay Gi thích ng, v n gi i thích m t s b nh c a n n văn minh : B nh cao huy t áp, b nh tâm th n kinh u th p k 70, nhà a hoá ngư i Anh Hamilton ã ưa k ho ch th c nghi m xác nh hàm lư ng nguyên t hoá h c á, b i, t, gi y, cá, lương th c, máu não xem hàm lư ng nguyên t hoá h c th ngư i v t ch t môi trư ng có quan h v i không K t qu giám nh 60 lo i nguyên t hoá h c cho th y t l hàm lư ng nguyên t hoá h c tương ng v Trái t Thí d hàm lư ng nguyên t ch y u C.H.O.N chi m 99,4% kh i lư ng ngư i 50,5% v Trái t Các nghiên c u a hoá sinh thái cho th y có m t s b nh t t có liên quan t i s thi u h t hay dư th a nguyên t hoá h c t khu v c Thí d thi u Se -viêm kh p xương , thi u k m - ngư i lùn, thi u iot-bư u c , th a Cd- au xương, t g y xương Năm 1955, huy n Phusan Nh t B n phát hi n lo i b nh g y xương th a Cd B nh hoành hành th i gian 20 năm, riêng 1963-1967 làm ch t 207 ngư i Nguyên nhân c a lo i b nh n ng Cd cao, có nư c th i c a ho t ng khai thác m t s m Pb, Zn n m u ngu n m t sông cung c p nư c tư i cho cánh ng lúa c a huy n Phusan Khi phơi nhi m v i y u t môi trư ng, s áp ng c a th ph thu c vào c trưng c a th mang tính ch t cá nhân, y u t di truy n, tình tr ng dinh dư ng, tu i, gi i, ch ng t c, i u ki n v t ch t, s rèn luy n Chính c trưng ó mà th có áp ng khác trư c tác ng c a môi trư ng k t qu tình tr ng s c kho s khác Như v y, gian o n hi n nay, có th xem khoa h c mơi trư ng m t ngành khoa h c c l p, c xây d ng s tích h p ki n th c c a ngành khoa h c ã có cho m t i tư ng chung môi trư ng s ng bao quanh ngư i v i phương pháp n i dung nghiên c u c th III ng d ng nguyên lý sinh thái h c vi c b o v Môi trư ng s ng Sinh thái h c (Ecologie) Là khoa h c nghiên c u v m i quan h gi a sinh v t ( ng v t, th c v t, ngư i) v i ng c nh Sinh thái h c m t khoa h c có ph m vi nghiên c u r t r ng, ph m vi nghiên c u ch y u c a thu c khoa sinh h c, m t ph n thu c khoa khác a lý, a ch t, kh o c , nhân h c c khoa h c xã h i Sinh thái h c c coi m t khoa h c trung gian, h ăc bao trùm lên khoa h c i tư ng nghiên c u c a sinh thái h c có m c t ch c khác t th p lên cao: Cơ th , Ch ng qu n (Qu n th ), Qu n xã H sinh thái Ch ng qu n c nh nghĩa m t t p h p cá th c a m t lòai hay nh ng lòai r t g n nhau, s ng m t không gian nh t nh hay g i sinh c nh Ví d : Ch ng qu n nai s ng o Các bà, ch ng qu n chu t s ng s ng thành ph Hu , ch ng qu n V t s ng ven bi n Ba tri (B n tre) Qu n xã bao g m t p h p t t c ch ng qu n ( ng v t, th c v t, vi sinh v t) s ng m t sinh c nh, Ví d : Qu n xã sinh v t H Tây: bao g m t t c ch ng qu n, t lòai vi sinh v t, t o, ng v t không xương s ng n cá H tây; hay qu n xã sinh v t r ng Cúc phương H sinh thái c nh nghĩa g m Qu n xã, Môi trư ng bao quanh Qu n xã Có th nói, H sinh thái m t h th ng g m Ch ng qu n sinh v t Mơi trư ng, ó th c hi n m i quan h khăng khít gi a sinh v t ng c nh C u trúc c a h sinh thái Các H sinh thái nói chung, v c u trúc u g m có thành ph n b n: Môi trư ng, V t s n xu t, V t tiêu thu, V t phân h y: (hình 1) - Mơi trư ng (E): bao g m nhân t v t lý, hóa h c (vơ sinh) bao quanh sinh v t Ví d : H sinh thái h , môi trư ng g m nư c, nhi t , ánh sáng, khí hịa tan, O2 , CO2 , mu i hòa tan, v t lơ l ng Môi trư ng cung c p t t c y u t c n thi t cho V t s n xu t t n t i, phát tri n - V t s n xu t (P): bao g m xanh m t s vi khu n, sinh v t có kh t t ng h p c ch t h u c n cho s xây d ng th c a mình, sinh v t n y c g i sinh v t T dư ng Cây xanh nh có di p l c nên chúng th c hi n c quang h p, t ng h p ch t h u xây d ng th chúng theo ph n ng sau ây: CO2 + H2O + lư ng m t tr i + Enzym di p → C6 H12O6 + O2 M t s vi khu n c coi V t s n xu t chúng có kh quang h p hay hóa t ng h p ương nhiên, t t c ho t ng ng s ng có c nh vào kh s n xu t c a V t s n xu t - V t tiêu th (C): bao g m ng v t, chúng s d ng ch t h u tr c ti p hay gián ti p t V t s n xu t, chúng khơng có kh t s n xu t c ch t h u cơ, c g i sinh v t D dư ng V t tiêu th c p hay v t ăn c ng v t ch ăn th c v t V t tiêu th c p ng v t ăn t p hay ăn th t Theo chu i th c ăn, ta có v t tiêu th c p 3, v t tiêu th c p Ví d : Trong H sinh thái h , t o V t s n xu t; giáp xác th p V t tiêu th c p 1; tôm, tép, cá nh V t tiêu th c p 2; cá rô, cá chu i v t tiêu th c p 3; R n nư c, rái cá , chim bói cá v t tiêu th c p - V t phân h y (T): m t s vi khu n n m, chúng phân h y ch t h u Tính ch t dinh dư ng ó g i Ho i sinh; chúng s ng nh vào sinh v t ch t ch t th i c a ng v t , chúng phá v h p ch t h u ph c t p t o ch t h u ơn gi n ch t vô cơ; s n ph m này, xanh có th s d ng c H u h t h sinh thái t nhiên bao g m thành ph n b n nêu Tuy nhiên, m t s trư ng h p, H sinh thái khơng thành ph n Ví d : H sinh thái áy bi n sâu thi u V t s n xu t (do thi u ánh sáng), ó chúng khơng th t n t i c n u không c H sinh thái t ng m t cung c p ch t h u T t c h sinh thái t nhiên u có cách phát tri n riêng - ó h qu c a m i quan h qua l i gi a thành ph n c a h sinh thái Nh ng bi n i có th x y nhanh hay ch m tùy theo t ngh sinh thái Ví d : h sinh thái hơ, lúc u h cịn sâu, g p y ch ng qu n giáp xác, thân m m, côn trùng nư c, cá c th y sinh s ng ven h H sinh thái h d n d n c l ng ng ch t tr m tích t vùng xung quanh ch y t i H nông d n, cho n ta không th g i h c n a H sinh thái h ã chuy n sang h sinh thái m l y N u ngư i không can thi p vào h sinh thái t nhiên, xu th phát tri n chung c a chúng ti n t i m t ki u H sinh thái n nh, v i m t sinh kh i t i a s phân hóa cao ch ng qu n Qu n xã thu c ki u h sinh thái c g i qu n xã nh c c (Climax) Quá trình bi n i qu n xã n i ti p qu n xã khác g i s Di n th , Qu n xã trình di n th thư ng có s c s n xu t sinh h c cao, phân hóa lịai th p b n v ng so v i qu n xã nh c c (hay thành th c) Các h sinh thái nông nghi p h sinh thái tr có xu t sinh h c cao r t d b h y h n u nhân t sinh thái b thay i b t ng Vòng tu n hòan v t ch t c a h sinh thái Trong h sinh thái, thư ng xuyên có s v n chuy n ch t hóa h c t Mơi trư ng vào V t s n xu t, r i t V t s n xu t sang V t tiêu th , sau ó ch t hóa h c t V t s n xu t V t tiêu th sang V t phân h y, cu i chúng l i tr v Môi trư ng.S v n chuy n v t ch t c g i vòng tu n hòan v t ch t c a h sinh thái, hay cịn c g i : Chu trình Sinh a - Hóa Ví d : m t vài vịng tu n hòan v t ch t ch y u c a h sinh thái: Vòng tu n hòan C, N, P, S,,, Dòng lư ng c a H sinh thái Song song v i vòng tu n hòan v t ch t, h sinh thái t n t i dòng lư ng i v i V t s n su t (P), lư ng c cung c p t ngu n lư ng m t tr i; ch có m t ph n r t nh c a b c x t ng c ng (LT) c a lư ng b c x m t tr i c di p l c c a xanh s d ng, ph n cịn l i khơng c s d ng (NUI) Ph n lư ng mà xanh h p th (LA), m t ph n l n phân tán dư i d ng nhi t (CH) ch m t ph n r t nh c dùng quang h p, s n xu t ch t h u Ph n lư ng n y c g i s c s n xu t sơ c p thô (PB); s c s n xu t sơ c p nguyên (PN) tương ng v i s c s n xu t thô tr i lư ng m t i hô h p (Ri) c a v t s n xu t c g i dòng lư ng i qua v t dinh dư ng cho trư c t ng s lư ng mà v t dinh dư ng ó h p th , ây PB = PN + RI M t ph n lư ng c a s c s n xu t sơ c p nguyên (PN) c s d ng làm th c ăn cho v t tiêu th c p 1, t c nhóm ng v t ăn th c v t ( g i ph n lư ng LI ) m t ph n lư ng c a s c s n xu t nguyên không c s d ng (NU2) b i v t tiêu th , ph n th c v t tương ng c dùng làm m i ăn c a vi khu n v t phân h y khác Ph n lư ng LI c v t tiêu th c p I s d ng, chúng ch dùng c ph n lư ng AI thơi, cịn ph n lư ng NAI th i i dư i d ng phân nư c ti u c a v t tiêu th c p Ph n lư ng AI bao g m m t ph n s c s n xu t th c p PSI m t ph n lư ng m t i hô h p R2 : AI = PSI + R2 ; Cũng l p lu n tương t v y i v i b c dinh dư ng V t tiêu th c p 2, ta có: A2 = PS2 + R3 Dòng lư ng v a c mơ t c minh h a theo hình Hai ch c năng: Vòng tu n hòan v t ch t dòng lư ng ch c b n c a h sinh thái, bi u th c trưng riêng c a t ng h sinh thái, m c tiêu hóa c a Các h sinh thái óng vai trị quan tr ng i s ng c a ngư i Con ngư i m t thành ph n c a h sinh thái Mu n i u n h sinh thái cho có l i nh t i v i ngư i, ph i hi u th t y c u trúc ch c c a H sinh thái S t i u ch nh (Homéostasie) c a h sinh thái Các h sinh thái t nhiên nói chung u có kh t i u ch nh riêng c a mình; Nói theo nghĩa r ng, ó kh t l p l i cân b ng, cân b ng gi a ch ng qu n h sinh thái (v t ăn th t - m i, v t ký sinh - v t ch …), cân b ng vòng tu n hòan v t ch t dòng lư ng gi a thành ph n c a h sinh thái… S cân b ng có nghĩa s cân b ng gi a v t s n xu t, v t tiêu th v t phân h y S cân b ng c g i cân b ng sinh thái Nh có s t i u ch nh mà h sinh thái t nhiên gi u c s n nh m i ch u tác ng c a nhân t ng c nh Nhưng s t i u ch nh c a h sinh thái có gi i h n nh t nh, n u s thay i c a nhân t ngo i c nh vư t gi i h n h sinh thái m t kh t i u ch nh, h u qu chúng b phá h y - Cũng lưu ý ây là, ngư i không ph i lúc mu n h sinh thái có kh t i u ch nh Ví d : n n nơng nghi p thâm canh d a vào s s n xu t dư th a ch t h u cơ, cung c p lương th c th c ph m cho ngư i Các h sinh thái h sinh thái khơng có s t i u ch nh v i m c ích ngư i s d ng h u hi u ph n dư th a ó - Ngày nay, nhi u nư c nhi t i ã phá i hàng l at r ng nhi t i phát tri n nông nghi p Trên th c t , s phá h y không nh ng phá i nh ng h sinh thái giàu có giá trj cao khơng ph i d dàng mà có c hi u qu cao v s n xu t nông nghi p Do t ng t m ng, cư ng trao i ch t c a r ng nhi t i cao nên thư ng em l i s nghèo nàn s n xu t nông nghi p Hơn n a m t r ng b phá h y thư ng kéo theo s xói mịn, h n hán, lũ l t - M t ví d khác, trư ng h p ch t h u ch t th i sinh ho t c a khu dân cư vào h sinh thái nư c Các ch t dinh dư ng ã làm cho lòai t o (V t s n xu t) phát tri n cao V t s n xu t phát tri n nhi u mà không c v t tiêu th s d ng k p, m t chúng ch t i chúng b phân h y gi i phóng ch t c ng th i, trình l i gây nên hi n tư ng O2 nư c gi m xu ng th p, có th làm ch t hàng l at cá loài ng v t khác có nư c ây trư ng h p ô nhi m h u v c nư c , r t hay x y vùng ang th hóa, nh t nư c ang phát tri n 6 - S m t cân b ng h sinh thái, lúc u thư ng x y cho vài thành ph n, sau ó m r ng sang thành ph n khác; có th t h sinh thái m r ng sang h sinh thái khác - S t i u ch nh c a h sinh thái k t qu c a s t i u ch nh c a t ng th , c a t ng ch ng qu n, c a qu n xã, m i m t nhân t sinh thái ó thay i Chúng ta chia nhân t sinh thái làm nhóm: Nhân t sinh thái Gi i h n, nhân t sinh thái Không gi i h n Nhi t , n ng lo i mu i, th c ăn nhân t sinh thái gi i h n; Có nghĩa là, ví d i v i nhi t , n u cho nhi t thay i t th p lên cao, s tìm c m t kho ng gi i h n nhi t thích h p c a Cơ th , hay c a c Ch ng qu n; ngòai kho ng gi i h n ó, Cơ th hay Ch ng qu n khơng t n t i c Kho ng gi i h n c g i “Kho ng gi i h n sinh thái “ hay kho ng gi i h n cho phép c a th , c a ch ng qu n Hai y u t : ánh sáng, a hình: khơng c coi nhân t sinh thái gi i h n i v i ng v t Như v y, m i th , m i ch ng qu n có m t Kho ng gi i h n sinh thái nh t nh i v i t ng nhân t sinh thái; Kho ng gi i h n ph thu c vào kh thích nghi ( hay cịn g i v trí tiêu hóa) c a th , c a ch ng qu n, ph thu c vào nhân t sinh thái khác Ô nhi m hi n tư ng ho t ng c a ngư i, d n n s thay i nhân t sinh thái, ưa nhân t ngòai Kho ng gi i h n sinh thái c a th , c a ch ng qu n, c a qu n xã Con ngư i ã gây nên r t nhi u l nhi m (hóa h c, v t lý, sinh h c) cho lòai sinh v t (vi sinh v t, ng v t, th c v t, c cho ngư i) Mu n ki m sóat c nhi m mơi trư ng c n ph i bi t c Kho ng gi i h n sinh thái c a th , c a ch ng qu n, c a qu n xã i v i t ng nhân t sinh thái D phịng nhi m cho nhân t sinh thái nêu không vư t kh i kho ng gi i h n thích ng c a X lý nhi m có nghĩa ưa nhân t sinh thái ó tr v kho ng gi i h n sinh thái c a th , c a ch ng qu n, c a qu n xã Mu n x lý c ô nhi m c n ph i bi t c c u trúc ch c c a t ng h sinh thái nguyên nhân làm cho nhân t sinh thái vư t ngịai kho ng gi i h n thích ng - ây nguyên lý sinh thái b n c v n d ng vào vi c s d ng h p lý tài nguyên thiên nhiên b o v môi trư ng Câu h i lư ng giá cu i nh nghĩa môi trư ng s ng Hãy phân tích nh nghĩa ? Phân tích m i quan h gi a th môi trư ng s ng Nêu m t vài ví d ? Hãy gi i thích Nguyên lý sinh thái h c ng d ng b o v môi trư ng s ng th ? Tài li u tham kh o Lưu c H i, (2001), Cơ s khoa h c Môi trư ng, Nhà xu t b n i h c Qu c gia Hà n i Ng c Phong,(1986), Môi trư ng S c kho ng i, B i h c Trung h c chuyên nghi p, Ch ương trình 5202 Hà n i Ng c Phong, Lê Quang Hồnh (1998), V sinh mơi trư ng nguy t i s c kh e, t p I, Nxb Y h c, Hà N i Võ Quý, (1993), Sinh th h c, Trư ng i h c T ng h p Hà n i, Hà n i Aron J.L , Patz J A , (2001), Ecosystem Change and Globan Health : A Global Perpective, Baltimore , Md , Johns Hopkins University Press Bassett W.H., (1995), Clay's handbook of Environmental Health, 7th edition, Chapman & Hall SINH V T VÀ MÔI TRƯ NG I Nh ng khái ni m nguyên lý Nguyên lý b n Nguyên lý b n c a sinh thái h c hi n i nh ng khái ni m v s th ng nh t i l p m t cách bi n ch ng gi a th môi trư ng - M i th , qu n th , loài sinh v t b t kỳ (bao g m c ngư i) u s ng d a vào môi trư ng c trưng c a mình, ngồi m i tương tác ó sinh v t không th t n t i c - Môi trư ng n nh, sinh v t s ng n nh phát tri n hưng th nh - Mơi trư ng suy thối, sinh v t b suy gi m c v ch t lư ng s lư ng - Môi trư ng b h y ho i sinh v t ch u chung s ph n Trong trư ng h p, môi trư ng b phá h y n u c ph c h i nh ng qu n th , lồi trư c ó ã t ng sinh s ng dù có cư trú tr l i gi m tính a d ng khó có th phát tri n hưng th nh trư c ó Trong m i tương tác gi a th môi trư ng, sinh v t u ph n ng v i s bi n i c a y u t môi trư ng b ng nh ng ph n ng thích nghi v sinh lý, sinh thái t p tính thơng qua ho t ng c a h th n kinh - th d ch, ng th i ch ng làm cho môi trư ng bi n i nh m gi m th p h u qu tác ng b t l i c a y u t ng hóa, c i t o chúng theo hư ng có l i cho s t n t i c a Sinh v t s ng t ch c cao (qu n th , qu n xã, ) s thích nghi s c c i t o i v i mơi trư ng có hi u qu S thích nghi c a sinh v t c hình thành q trình ti n hóa mang tính ch t tương i N u tác ng c a y u t môi trư ng vư t kh i ngư ng thích nghi c a sinh v t, bu c sinh v t ph i rơi vào tình tr ng di t vong n u chúng khơng tìm c nh ng i u ki n t n t i thích ng m t mơi trư ng s ng khác ho c bu c ph i bi n i v m t hình thái, c tính sinh lý, sinh thái t p tính i vào ng chuy n hóa, ti n hóa c a loài ph i tr i qua m t ch ng ng dài c ki m soát b i quy lu t ch n l c t nhiên Nh ng khái ni m b n 2.1 Ngo i c nh ó nh ng th c th c a t nhiên, ngư i nh ng k t qu c a ngư i Ngo i c nh t n t i m t cách khách quan 2.2 Môi trư ng Là m t ph n c a ngo i c nh, bao g m nh ng th c th hi n tư ng c a t nhiên mà th , qu n th , lồi có liên quan m t cách tr c ti p b ng m i quan h thích nghi Ví d : n n áy môi trư ng c a sinh v t s ng áy, song không ph i môi trư ng i v i sinh v t s ng màng nư c ngư c l i 2.3 C nh s ng Là m t ph n c a mơi trư ng mà ó có s th ng nh t c a y u t tác ng tr c ti p lên i s ng c a sinh v t 2.4 Y u t c a mơi trư ng ó nh ng th c th nh ng hi n tư ng riêng l c a t nhiên, c a th gi i s ng, bao g m c ngư i ho t ng c a nó, mà sinh v t ch u nh hư ng m t cách tr c ti p hay gián ti p nhi t , ánh sáng, th c ăn, b nh t t, - M i y u t có ngu n g c, b n s c riêng tác ng lên sinh v t t o nên nh ng h u qu s thích nghi riêng c a sinh v t Tuy nhiên sinh v t không ch ph n ng v i t ng y u t mà ch u s tác ng t ng h p c a nhi u y u t m t lúc nh hư ng tác ng c a y u t lên i s ng sinh v t ph thu c vào li u lư ng, t c th i gian tác ng c a y u t Quá th a ho c thi u y u t nhi t , m, ánh sáng u nh hư ng tác ng lên i s ng sinh v t Do ó sinh v t c trưng b i nh ng giá tr sinh thái t i thi u t i a c a y u t môi trư ng Biên gi a giá tr ó gi i h n ch u ng c a sinh v t hay “gi i h n sinh thái”, “tr sinh thái” c a ng, th c v t Nh ó ta hi u c s phân b c a sinh v t thiên nhiên - Sinh v t có th có tr sinh thái r ng i v i m t y u t l i h p i v i m t y u t khác Nh ng sinh v t có tr sinh thái r ng i v i nhiêu y u t thư ng có vùng phân b r ng - N u i u ki n không c c thu n theo m t y u t sinh thái i v i loài s c ch u ng c a lồi i v i m t y u t khác gi m - Trong thiên nhiên g p sinh v t thư ng hay rơi vào hồn c nh khơng phù h p v i i u ki n c c thu n i v i m t y u t ó trư ng h p th m t y u t khác tr nên quan tr ng bi u di n m c tương i c a s c ch u ng sinh thái h c ngư i ta dùng thu t ng cury (r ng), steno (h p), oligo (ít), poly (nhi u), meso (v a) làm ti p u ng cho t ch y u t Ví d i v i nhi t: eurytherm (r ng nhi t), stenotherm (h p nhi t) - Trong i u ki n t nhiên tác ng c a y u t môi trư ng thư ng làm sinh v t b l ch kh i vùng c c thu n Do v y sinh v t ph i thích nghi, t i u ch nh trì tính tồn v n v c u trúc s n nh ch c c a 2.5 Nơi s ng ó khơng gian mà ó sinh v t s ng ho c thư ng g p chúng 2.6 sinh thái Sinh v t, nơi s ng c a mình, cịn có sinh thái (ecological), t c m t không gian sinh thái ó mà y nh ng i u ki n môi trư ng quy nh s t n t i lâu dài, không h n nh c a cá th sinh v t Theo E.P.Odum (1975) nơi s ng ch “ a ch ” sinh v t Còn sinh thái ch “ngh nghi p” c a V i quan ni m này, theo ông sinh thái chung t ng h p t t c i u ki n c n thi t i v i s b o t n lâu dài c a lồi khơng gian theo th i gian sinh thái thành ph n t ng h p t t c ngu n c n thi t, m b o cho ho t ng c a m t ch c s ng ó c a th , ví d i u ki n m b o cho trình dinh dư ng 2.7 D ng sinh thái (Eco type) Nh ng lồi có vùng phân b a lý r ng h u u hình thành nh ng qu n th thích ng v i i u ki n a phương ó d ng sinh thái Kh thích nghi c i t o môi trư ng c a chúng nh ng ph n khác c a vùng phân b i v i gradien nhi t , chi u sáng, nh ng y u t khác n a có th làm xu t hi n nh ng ch ng di truy n ho c nh ng ch ng sinh lý (không thay i v k t c u gene) II Nh ng y u t sinh thái nh hư ng c a chúng lên i s ng sinh v t Nh ng y u t c a môi trư ng bao g m nh ng y u v t lý (nhi t , m, ánh sáng ), y u t hóa h c (các nguyên t hóa h c mu i c a chúng ), y u t sinh h c (th c ăn, v t d , v t ký sinh, ) Các y u t không ph i ch em l i nh ng b t l i cho i s ng mà nh ng y u t i u ch nh, nh t y u t sinh h c Nhi t Nhi t hành tinh bi n i gi i h n hàng nghìn , song s s ng ch t n t i ph m vi h p kho ng 3000C (t -100 n +1000C) a s loài ch t n t i phát tri n gi i h n nhi t r t h p (t 0-500C) - Trên hành tinh, nhi t gi m t xích o n vùng c c, t th p lên cao, t nơi nư c nông n nơi nư c sâu nhi t mùa ông th p nhi t mùa hè, êm l nh ngày T c tuân theo quy lu t a lý khí h u Vì l ó, s phân b c a sinh v t mang nh ng nét c trưng, ph n ánh s thích nghi c a chúng v i t ng vùng khí h u Vùng ôn i, nhi t dao ng theo mùa r t l n lên thư ng có m t c a nhi u loài r ng nhi t, ngư c v i vùng c c xích o hay g p loài h p nhi t - Hi u qu tác ng c a nhi t lên sinh v t bi u hi n nhi u m t c a i s ng: thay i v hình thái, c tính sinh lý, sinh thái t p tính Trong gi i h n nhi t mà sinh v t ch u ng, n u tăng nhi t trình tăng trư ng c a sinh v t tăng trình trao i ch t c y m nh M c dù v y, gi i h n nhi t t n t i c a sinh v t, s thay i nhi t t ng t s gây h i cho i s ng Ngoài ranh gi i ch u ng, nhi t th p ho c cao thư ng gây ch t cho sinh v t liên quan n hi n tư ng ông c nguyên sinh ch t (khi nhi t th p) ho c s r i lo n ch c sinh lý (n u nhi t cao) - Liên quan v i nhi t , ng v t gi i c chia thành nhóm: Nhóm ng v t ng nhi t nhóm ng v t bi n nhi t + Nhóm th nh t nh ng lồi có thân nhi t n nh, khơng ph thu c vào nhi t mơi trư ng có ch i u hịa thân nhi t (có lơng dày, l p m dư i da, ti t m hôi, ) + Cịn nhóm th g m nh ng lồi có thân nhi t bi n i ph thu c vào nhi t môi trư ng i v i loài ng v t bi n nhi t, th i gian phát tri n s th h m i c sinh hàng năm ph thu c ch t ch vào nhi t môi trư ng Nư c m - Nư c chi m 80-90% th sinh v t, v y nư c r t c n cho th trao i ch t, ng th i cịn mơi trư ng s ng cho th y sinh v t - Trên hành tinh, nư c t n t i dư i d ng: r n (băng), l ng nư c Nh s chuy n i gi a d ng mà có s cân b ng nư c hành tinh, nhiên nư c d ng l ng chi m t tr ng l n nh t ch a ch y u bi n i dương Mưa m có vai trị quan tr ng nh t i v i sinh v t c n - Mưa: Mưa phân b không u theo không gian ( a hình, vĩ ) theo th i gian (mùa khí h u) Do lư ng mưa mà b m t hành tinh hình thành nên ki u khu sinh h c (biom) khác nhau, nhiên chúng không ch c xác nh ơn thu n theo lư ng mưa mà b ng c s cân b ng gi a lư ng mưa lư ng nư c b c th vùng - m: thông s c trưng cho hàm lư ng nư c khơng khí m t i: lư ng nư c bão hịa (tính b ng gam) ch a 1kg khơng khí i u ki n nhi t áp su t xác nh + m tương i: tính b ng ph n trăm c a lư ng nư c th c t ch a khơng khí so v i lư ng nư c bão hịa c a khơng khí i u ki n áp su t + 10 m khơng khí bi n thiên theo vĩ a lý, theo a hình, theo mùa theo ngày êm - D a vào nhu c u nư c c a th sinh v t ngư i ta chia chúng thành nhóm: + Sinh v t nư c (aquatic): i s ng c a chúng di n nư c, + Sinh v t n a nư c n a c n (Amphibiont): chúng có giai o n s ng c n, giai o n khác s ng dư i nư c + Sinh v t ưa m (Hydrophil): s ng nơi r t m (bão hòa nư c) + Sinh v t ưa m v a (Mesophil) + Sinh v t ưa khô (Xenophil) - S khô h n c a không khí y u t sinh thái c bi t quan tr ng i v i i s ng th c v t nh ng nơi có m th p, sinh v t nói chung hay th c v t nói riêng có nh ng bi n i c v hình thái c tính sinh lý, sinh thái t p tính t n t i phát tri n gi m di n tích lá, có mơ tích nư c ng v t tránh m t nư c có v kitin ho c v s ng, gi m ti t nư c ti u m hôi ho c ho t ng ch y u vào ban êm th c v t quan sát th y m i quan h gi a s thoát nư c su t mùa màng thông qua t s gi a s tăng trư ng s thoát nư c Tác ng t h p c a nhi t m Nhi t m y u t sinh thái quan tr ng Song s tác ng ng th i c a chúng lên i s ng sinh v t t o nên hi u qu r t l n, thư ng quy nh vùng s ng c a loài Sơ bi u di n tác ng c a t h p g i th y nhi t hay khí h u Khí h u có ng d ng th c t r t l n vi c thu n hóa, di gi ng lồi ho c nghiên c u bi n ng s lư ng c a qu n th liên quan v i nh ng bi n ng c a i u ki n khí h u Ánh sáng - Ánh sáng chi u xu ng b m t trái t ph thu c vào mây, l ch c a tia chi u ( xích o, ơn i ) vào v trí c a trái t so v i m t tr i ph n hư ng hay b che khu t kh i m t tr i s t quay quanh tr c c a gây c a qu t t o nên chu kỳ mùa chu kỳ ngày êm Tác ng c a ánh sáng lên i s ng sinh v t ph thu c vào: + c tính c a ánh sáng ( dài bư c sóng hay màu s c c a tia ơn s c) + Cư ng chi u sáng (hay lư ng c tính b ng calo hay lux) + Th i gian tác ng (hay dài ngày) - Ánh sáng y u t b t bu c i v i ho t ng quang h p c a xanh Nh có h s c t (chlorophil a, b, c ) mà th c v t ã ti p nh n ánh sáng lư ng m t tr i t ng h p ch t h u u tiên t nư c, CO2 mu i khoáng CO2 + H2O > C6H12O6 + O2 Liên quan v i ch chi u sáng ngư i ta chia th c v t thành nhóm: Cây ưa sáng ch u bóng, nhóm dài ngày hay ng n ngày - ng v t ti p nh n ánh sáng nh quan c m quan ( ng v t b c th p) th giác ( ng v t b c cao) Trong chúng g m nhóm ng v t ưa ho t ng ban êm nhóm ưa ho t ng ban ngày - Ánh sáng có tác ng tr c ti p t i trình trao i ch t trình sinh s n c a sinh v t i v i th c v t, cư ng chi u sáng cao s oxy hóa c a men ã làm gi m trình t ng h p ch t h u cơ, cịn cư ng hơ h p l n l i làm tiêu hao nhi u lư ng Do v y, nư c nhi t i, tr ng khó t su t cao s n ph m không giàu protein vùng ôn i 1 11 Thay i ch chi u sáng vào nh ng th i i m xác nh g y hi n tư ng tình d c c a côn trùng trư c lúc vào giai o n s ng ti m sinh Khi thay i ch chi u sáng có th làm thay i mùa sinh s n c a cá h i Nhi u ng v t b c cao th r ng Malaysia b t u mang thai vào nh ng ngày trăng trịn Nhi u ng v t khơng xương s ng nư c có hi n tư ng di cư th ng ng su t ngày êm, liên quan n chu kỳ chi u sáng - Ph n ng v i ánh sáng có chu kỳ (ngày êm, tu n trăng ) ã t o nên sinh v t m t nh p i u s ng, g i ng h sinh h c - Tác ng c a tia (h ng ngo i, t ngo i, tia X ) cịn c nghiên c u Song rõ ràng tia h ng ngo i thư ng làm tăng nhi t c a môi trư ng, tia t ngo i v i li u lư ng th p kích thích t o vitamin D, li u lư ng cao gây h y di t men sinh ch t c a t bào sinh v t Các tia có bư c sóng c c ng n (tia γ, β) gây nên hi n tư ng t bi n gene Các ch t khí Thành ph n khí c a khí quy n t lâu ã r t n nh L p khí bao b c hành tinh d y 1000 km, t p trung l p g n m t t Càng lên cao loãng d n thành ph n bi n i T ng th p nh t t ng i lưu d y 9-15 km có tác d ng i u ch nh khí h u th i ti t c a hành tinh T ng bình lưu n m phía kéo dài n 80 km, m t loãng, nhi t t 10 n -40 C áy c a l p ozon có tác d ng m t ch n, ngăn c n 90% b c x t ngo i t m t tr i chi u xu ng trái t Trên t ng t ng Zonosphere ( t n 1000 km) sau t ng Exdosphere khơng có gi i h n - Khí O2: C n cho s hô h p c a sinh v t tham gia vào ph n ng hóa h c khác Ho t ng c a ngư i chưa thay i s cân b ng O2 khí quy n, hàm lư ng v n trì m c 20,94% - Khí CO2: C n cho trình quang h p c a th c v t s n ph m c a s hô h p c a sinh v t c a trình phân gi i ch t ch a cacbon Hàm lư ng CO2 tương i n nh, tr s bi n ng l n mang tính ch t c c b (trong thành ph ) Song hàm lư ng CO2 chung khí quy n ã tăng lên s ho t ng c a ngư i ch t phá r ng, t nhiên li u Trư c th i kỳ công nghi p hóa, hàm lư ng CO2 n nh m c 0,029%, n 1970 lên n 0,0321% v i t c trung bình 0,7% năm CO2 v i b i ngày m t tăng s ưa n hi n tư ng “hi u ng nhà kính”, b t l i cho i u ki n khí h u i s ng c a sinh v t - Khí N2: Chi m t l l n khí quy n r t n nh Dư i tác ng c a ph n ng i n hóa quang hóa di n tích m t t nh n c 4-10 t n nitơ liên k t, v i 150-400 kg nitơ khác vi khu n ó ngu n mu i dinh dư ng quan tr ng cho tr ng Trong môi trư ng nư c, nh t v c nư c ng t, khí tr thành y u t gi i h n th c s v i i s ng sinh v t, c bi t oxy Hàm lư ng khí nư c gi m t m t n áy, thay i ph thu c vào nhi t mu i, vào áp su t khí quy n h s hòa tan c a t ng lo i khí nhi u nơi giàu ch t h u cịn xu t hi n khí c (CH4, H2S, ) có h i cho i s ng làm suy gi m su t sinh h c c a v c nư c Mu i dinh dư ng Mu i có vai trị quan tr ng i s ng sinh v t, v a ch t c u t o, v a ch t có d ch t bào th t o nên áp su t th m th u, trì s cân b ng áp su t th m th u c a th v i môi trư ng, nh t i v i th y sinh v t Ngu n mu i môi trư ng c hình thành t nhi u ng: i n hóa quang hóa, ph n ng hóa h c s khống hóa ch t h u ho c núi l a phun t lòng t Các mu i thi t y u tham gia vào c u trúc th t o nên ch t quan tr ng cho ho t ng s ng (men, hormone ) c a sinh v t g i mu i t o sinh (biogen) nitơ, phospho, s t, ma nhê 12 Tùy theo lư ng mu i c s d ng b i sinh v t mà ngư i ta chia mu i thành i lư ng vi lư ng Mu i vi lư ng th ịi h i r t n u thi u s trao i ch t c a th b r i lo n n ã xác nh c kho ng 10 nguyên t tham gia vào mu i vi lư ng Fe, Mn, Cu, Zn, Bo, Si, Mo, V, Co, Ce Trong ó Mn, Fe, Zn, Co r t c n cho trình quang h p Mo, Bo, Fe c n cho trao i nitơ, Mn, Bo, Cu, Co, Si c n cho ch c trao i khác Nhi u nguyên t vi lư ng có tác d ng vitamin, tham gia v i vai trị xúc tác Trong nư c có m t h u h t lo i mu i, song mu i Cacbonat (nư c ng t) clorua (nư c bi n) có vai trị quan tr ng làm bi n i áp su t th m th u c a th Căn c vào s bi n i áp su t th m th u c a d ch th v i áp su t môi trư ng, sinh v t nư c c chia thành nhóm: sinh v t bi n th m th u, sinh v t ng th m th u sinh v t gi ng th m th u Dòng ch y áp su t Dịng (khí, nư c) áp su t u nh ng y u t gi i h n, tr c ti p hay gián ti p tác ng lên i s ng c a sinh v t Hư ng cư ng c a gió th nh hành nh hư ng n hình thái c a th c v t Hoa c th ph n nh gió Các dịng khí thăng, giáng nâng cánh chim, trùng bay Bão, gió xốy, nh t gió mùa chi ph i ho t ng c a i s ng sinh v t vùng i v i v c nư c, dòng áp su t c a nư c tác nhân quan tr ng s phân b c a th y sinh v t: sinh v t nư c tĩnh sinh v t nư c ch y Ho t ng c a dòng (dòng tri u, h i lưu, i lưu ) làm cho i u ki n môi trư ng thay i, tr c ti p hay gián ti p tác ng lên i s ng c a loài t i u ki n s ng t t không ch y u t quan tr ng c a môi trư ng mà s n ph m ho t ng s ng môi trư ng s ng c a loài sinh v t t M i lo i t c c trưng b i ngu n g c, c u trúc (s s p x p t l c p h t, ) c tính v t lý (kích thư c c p h t, ng m nư c, s c nén, x p ) hóa h c c a chúng M i lo i t có t l pha tr n lo i h t khác Theo thi t di n ng, t g m l p sau: - T ng A (mùn): g m xác ng th c v t ang bi n i thành v t li u h u s mùn hóa - T ng B: g m t khoáng, ch t h u ó ang x y trình khống hóa, tr n l n v i v t li u g c b nghi n v n Nh ng ch t hòa tan c a t ng B c t o thành t t ng A r i l i t ó b r a trơi b i nư c xu ng t ng sâu - T ng C: nơi v t li u g c chưa b bi n i ó m thành hay t ng c t o thành nhi u nguyên nhân t môi trư ng s ng c a nhi u lo i sinh v t mà ó t n t i hàng lo t y u t v a gi i h n v a i u ch nh ho t ng s ng c a loài x p t o i u ki n cho nư c di chuy n t o nên thống khí cho t, quy nh nơi cư trú v n ng c a sinh v t - Nư c m: s hút m mà c u tư ng t c b c b i màng nư c m ng Nư c th c v t không s d ng c Nư c ch a khe h c a h t t t o thành nư c mao d n ây nơi sinh s ng c a ng v t nguyên sinh Tuy nhiên, th c v t ch có th s d ng c nư c mao d n nh ng khe có ng kính thích h p (>2-8(m) Bên c nh chúng cịn có nư c tr ng l c, t b m t th m xu ng qua khe l n, mang tính ch t t m th i nhóm: 13 - Các y u t v t lý, hóa h c khác pH, mu i khống, ion quy nh m c phì nhiêu c a t s giàu nghèo c a su t sinh h c c a t Chính s s ng c a qu n th t m t nh ng y u t hình thành c i t o t, làm cho t ngày m t phì nhiêu Nh ng y u t sinh h c Sinh v t khơng ch có quan h v i y u t c a môi trư ng mà tương tác v i gây nh hư ng lên b ng m i quan h sinh h c loài khác loài, ó m i quan h khác lồi óng vai trò quan tr ng nh t Nh ng m i quan h t o nên tác d ng có l i g i tương tác dương ngư c l i, có h i g i tương tác âm III Qu n th sinh v t Qu n th m t nhóm cá th c a m t lồi, khác v gi i tính, kích thư c tu i, s ng vùng phân b c a lồi Nh ng lồi có vùng phân b r ng v i nh ng i u ki n s ng khác bi t thư ng hình thành nên nhi u qu n th c g i lồi a hình, ngư c l i nh ng lồi có vùng phân b h p, i u ki n s ng ng nh t khơng hình thành nên qu n th khác g i lồi ơn hình Qu n th m t t ch c sinh v t cao m c cá th , ng th i m t h th ng m t i u ch nh, d ng t n t i b n c a loài nh ng i u ki n c th c a môi trư ng Qu n th c c trưng b i tính c u trúc, m c sinh s n, m c t vong, nh ng quy lu t bi n ng s lư ng riêng c a Kích thư c m t M i qu n th u có s lư ng t i cá th c a g i kích thư c c a qu n th Nh ng sinh v t có kích thư c th nh thư ng có s lư ng ơng nh ng lồi có kích thư c l n Kích thư c m t i lư ng tương i n nh c trưng cho loài N u th p ho c cao i lư ng trên, qu n th ph i t i u ch nh t tr ng thái n nh cân b ng v i “dung tích” c a mơi trư ng N u s lư ng chung gi m dư i m c cho phép, qu n th s rơi vào tr ng thái suy vong M t lư ng cá th tính m t ơn v th tích hay di n tích c a nơi s ng (con/m3, con/m2) Qu n th có s lư ng ơng, trư ng di truy n l n thích ng v i i u ki n s ng r ng nh ng nơi i u ki n môi trư ng n nh, s lư ng qu n th thư ng nh so v i nh ng nơi mà i u ki n môi trư ng n nh Nhi u c tính sinh lý (hơ h p, dinh dư ng ) c a cá th ph thu c vào m t qu n th S phân b cá th khơng gian Có ki u phân b c a cá th không gian, liên quan n i u ki n môi trư ng, trư c h t ngu n dinh dư ng t p tính “lãnh th ” c a cá th : Phân b u, phân b ng u nhiên, phân b i m Trư ng h p cu i hi n tư ng ph bi n thiên nhiên C u trúc tu i Trong qu n th g m nhi u l a tu i khác Nh ng lồi có tu i th cao c u trúc tu i ph c t p so v i nh ng lồi có tu i th th p M i qu n th u c c trưng b i s phân b tu i “trung bình” hay “ n nh” mà s thay i c a nhóm tu i th c t u hư ng n s n nh ó b ng cách thay i m c t vong ho c m c sinh s n Qu n th g m nhóm tu i sinh thái chính: tu i trư c sinh s n, ang sinh s n sau sinh s n T l gi a nhóm tu i tình tr ng n nh d u hi u c trưng cho 14 loài Hơn n a, dài c a nhóm tu i so v i tu i th trung bình r t thay i gi a lồi, th m chí m t loài s ng nh ng i u ki n khác Ví d ngư i hi n nay, dài c a nhóm tu i g n b ng nhau, nh ng th k trư c, tu i sau sinh s n r t ng n C u trúc gi i tính T l c c a qu n th t nhiên thư ng 1:1, song thay i theo t ng loài i u ki n s ng theo th i v c a mùa sinh s n S cân b ng tương i t l c không ch tăng nh p i u tái s n xu t mà cịn trì s c s ng cho th h s ph i h p ngu n gene m c cao nh t Chính v y t nhiên, i u ki n khơng thu n l i, thư ng có s thay i t m t qu n th “ ơn tính” sang “s ghép ơi” ta th y nhi u lồi ng v t khơng xương s ng M i quan h n i b loài M i quan h gi a cá th qu n th hay qu n th c a m t loài thu c v m i quan h n i b loài M i quan h bao g m nh ng tương tác dương âm, bi u hi n quan h c nh tranh, ký sinh, v t gi m i (ăn ng lo i, ) song quan h “âm” không gay g t quan h gi a loài mà ch giúp cho loài kh c ph c i u ki n b t l i c a môi trư ng ho c làm tăng s c s ng cho th h loài t n t i phát tri n hưng th nh Các m i quan h “dương” thư ng chi m ưu th Tái s n xu t bi n ng s lư ng c a qu n th M i m t qu n th m t h th ng v i nhi u thông s không n nh mà m b o cách th c t n t i t i ưu cho qu n th m t i m ó phù h p v i i u ki n b t n nh c a môi trư ng Thông s quan tr ng nh t h th ng c a qu n th kích thư c ho t ng ch c c a Hai thơng s i u hòa t tr ng thái t i ưu liên quan ch y u v i trình sinh s n t vong 6.1 M c sinh s n ó s b sung cá th m i cho qu n th Kh c ki m soát b i b n ch t c a qu n th y u t môi trư ng, trư c h t th c ăn i u ki n hô h p M c sinh s n c bi u hi n b i thông s : m c sinh s n t i m c sinh s n tương i Trư ng h p u s lư ng cá th m i c sinh b i qu n th m t kho ng th i gian xác nh (gi , ngày, năm ) Còn trư ng h p th t s gi a m c sinh s n t i s lư ng cá th qu n th (tính b ng %) M c sinh s n th c t hay sinh thái ph thu c vào i u ki n mơi trư ng Thích nghi v i vi c m b o m c tái s n xu t c a mình, sinh v t t n t i d ng sinh s n sinh s n vơ tính, ơn tính, h u tính, Ph thu c vào i u ki n th i ti t, sinh s n sinh v t thư ng di n theo quy lu t mùa, tu n trăng, ngày êm 6.2 M c t vong m c s ng sót M c t vong nh p i u ch t c a cá th qu n th Nguyên nhân ch t tu i già, i u ki n b t l i c a môi trư ng, bao g m c b ăn b i v t d M c t vong th c t (hay m c ch t sinh thái) nh p i u ch t c a cá th qu n th gây i u ki n c th c a môi trư ng Tu i mà ó cá th t c r i m i ch t già i u ki n không gi i h n c a i u ki n s ng c g i tu i th sinh lý, tu i th cao tu i th sinh thái N u g i M m c t vong m c s ng sót s 1-M M c t vong thư ng thay i giai o n s ng theo l a M c s ng sót c a qu n th ph thu c s chăm sóc c a b m i v i cái, vào m t c a qu n th vào tr ng thái th c t c a môi trư ng 15 6.3 S tăng trư ng c a qu n th ó s gia tăng v s lư ng sinh v t c a qu n th m t kho ng th i gian, ng th i h qu c a trình sinh s n t vong, ó m c sinh s n chi m ưu th 6.4 S bi n ng s lư ng c a qu n th Khi qu n th hoàn thành s tăng trư ng, t c ∆N/∆t trung bình ti n n s lư ng qu n th có khuynh hư ng dao ng quanh m c n nh tương i c a m i liên h ngư c c a m t lồi ó phát huy tác d ng S bi n ng s lư ng c xem m t tiêu i m sinh thái mà ó ph n ánh t t c c trưng sinh h c c a qu n th , ó quan tr ng ph i k n s tăng trư ng, m c sinh s n t vong, thông qua ngu n lư ng c l y vào ch y u th c ăn nh ng loài có chu kỳ s ng ng n mơi trư ng n nh s dao ng s lư ng m nh so v i nh ng loài có tu i th cao, c u trúc qu n th ph c t p S bi n ng s lư ng mang tính chu kỳ, liên quan n s thay i có chu kỳ c a y u t t nhiên ho c khơng mang tính chu kỳ, liên quan v i hi n tư ng ng u nhiên bao g m c ho t ng c a ngư i − Chu kỳ ngày êm: g p vi khu n, t o, − Chu kỳ mùa gây bi n i c a khí h u (cư ng chi u sáng, nhi t , m ) Ph n l n loài sinh v t có mùa sinh s n t p trung vào màu xuân hè cư ng t vong cao vào mùa ông kh c nghi t − Chu kỳ nhi u năm: s dao ng liên quan v i nh ng nguyên nhân làm thay i khí h u c a m t vùng r ng l n s thay i ho t ng c a m t tr i x y theo chu kỳ 12 năm Bi n ng s lư ng không theo chu kỳ (d ch, b nh, ng t, núi l a, ô nhi m ) thư ng gây t n h i cho qu n th chúng khơng thích ng k p v i nh ng tác ng ng u nhiên Trong trư ng h p bi n ng có chu kỳ, qu n th thích nghi, t i u ch nh s lư ng c a hư ng t i tr ng thái n nh nh s thay i ho t ng c a m i quan h thu n ngh ch trình tăng trư ng, sinh s n t vong thông qua nh p i u nh n lư ng v t ch t c a qu n th Câu h i lư ng giá cu i Phân tích nh ng c i m b n c a nguyên lý sinh thái h c Phân tích nh ng y u t sinh thái tác ng lên i s ng sinh v t Mô t nh ng m i liên quan qu n th sinh v t Tài li u tham kh o B Giáo d c t o, Thư vi n giáo trình i n t , Giaotrinh.khoahocmoitruong http://ebook.edu.net.vn, Lê Th c Cán (1995), Cơ s khoa h c môi trư ng, Vi n i h c M Hà N i 1 16 Cao Liêm, Ph m Văn Khê, Nguy n Th Lan (1998), Sinh thái h c Nông nghi p b o v môi trư ng, NXB Nông nghi p Lưu c H i ( 2001), Cơ s khoa h c môi trư ng, NXB HQG Hà N i Mai Tr ng Nhu n, 2002 a hóa mơi trư ng NXB HQG Hà N i Vũ Trung T ng (2000), C sinh thái h c, Nhà xu t b n giáo d c Mai ình Yên (2000), Cơ s sinh thái h c, Nhà xu t b n giáo d c Begon, M.,J.L.Harper, C.R.Townsend (2005), Ecolgy: Individuals, Populations and Communities, Blachwell Science 17 NH NG BI N I DÂN S VÀ CON NGƯ I I U KI N I Gi i thi u B t kỳ s thay i i u ki n s ng tác ng nh ng ngư i khác s có nh ng bi n i khác M t s ngư i s ng nh ng sa m c khơ nóng v i nh ng chi c l u nh ng b y c u, dê M t s ngư i s ng nh ng chi c thuy n nh t i qua i khác nhi u nư c th gi i, tr em ã ph i làm vi c v t v v i cha m nh ng cánh ng tăng thêm thu nh p cho gia ình M t ví d cho th y s v gió c a trái t có th thay i khí h u nhi u vùng th gi i Nh ng s thay i có th mang l i ni m h nh phúc cho m t s ngư i m t s vùng lư ng mưa tăng lên ng th i nguyên nhân c a nh ng tr n l t l n cho nh ng nơi khác Khi m t ưa bé i gia ình ph i ch u nh hư ng l p t c, ó thêm m t mi ng ăn, su t qu n áo m c, thêm m t s chăm sóc y t giáo d c S sinh c a m t a tr khơng tác ng nh hư ng n th gi i ho c th m chí khơng nh hư ng n c ng ng a phương nhi u Nhưng th c t s sinh ó gây thay i r t l n n toàn th dân s Ngu n tài nguyên c a trái t c n ki t, cung c p th c ăn, lư ng, kho ng khơng ngun li u h n ch T t c nh ng ph i c phân chia cho toàn th dân s th gi i II Nh ng bi n i v dân s L ch s gia tăng dân s th gi i T tiên loài ngư i vài tri u năm trư c ây n kho ng 125.000 ngư i t p trung s ng châu Phi Ngay t y, t tiên ã có m t n n văn hóa “sáng t o”, truy n t i qua i sau ương nhiên n n văn hóa “sáng t o” c a th i Sustralopithecus ch ng có bao so v i ngày Th i kỳ văn hóa c truy n b ng mi ng bi u di n t ngư i già cho n ngư i tr c a b l c N i dung g m cách săn b t, hái lư m, ch bi n th c ăn, quy c xã h i, xác nh k thù, v.v Do có n n văn hóa v y, nên ã phân bi t loài ngư i khác loài v t S ti n hóa c a lồi ngư i g n li n v i s phát tri n c a não b Nhân lo i ã tích lũy phát huy d n tri th c, h c h i tìm tịi phát tri n nó, phát tri n t ch c xã h i t nh ng cá th s ng sót qua th thách Não b phát tri n v a k t qu v a ng l c cho s phát tri n văn hóa xã h i S ti n hóa não b v y liên t c di n cho n kho ng năm 200.000 trư c ây xu t hi n cá th m i khác h n v ch t c a loài mà ngu i ta g i ngư i “khơn ngoan” Ngư i khơn ngoan có não b kho ng 1350 cm3 S ti n b v văn hóa ã có m t s tác ng ph Dân s th i ti n s có t l sinh c kho ng 40-50/1000 Nh ng ti n b v văn hóa ưa n gi m ph n t l t Nhưng tính t l t trung bình cho 1000 dân khơng th l n 0,004 (trên 1000) dư i m c t l sinh, có nghĩa t l tăng dư i 0,0004% Trong c kho ng th i gian dài trư c cách m ng nông nghi p nhân lo i ã m r ng s phân b kh i châu Phi ã s ng kh p hành tinh i u c bi t th i i m t i Tây Bán C u kho ng 45.000 B.C Do săn b t hái lư m có hi u qu , ngư i ã l i nh ng khác s tiêu bi n c a nhi u lo i thú l n loài voi ma mút Cách m ng nông nghi p 18 H u qu c a cách m ng văn hóa i v i dân s trái t không k so v i thành qu sau cu c cách m ng nông nghi p em l i Chưa th xác nh rõ ràng c b t u t nh ng ngư i Homo sapien b t u h tr cho ho t ng săn b t hái lư m b ng canh tác nông nghi p Các nghiên c u kh o c cho th y canh nông ã xu t hi n kho ng 7000-5500 B.C vùng Trung ông t c Iran Ir c ngày ây ã tr ng tr t vài lo i chăn nuôi vài lo i v t Nh ng ngư i dân vùng trư c ây s ng d a vào ngu n l i ng v t th c v t t nhiên h ã b t u t l c ây th c s bư c ngo t quy t nh c a l ch s nhân lo i t ch ph i tìm ki m th c ăn t nhiên nhi u h ã t s n xu t l y th c ăn cho Thành qu c a làm cho dân s tăng lên k (sinh tăng, t gi m) L p lu n gi i thích là: M t s t túc c th c ăn, ngu n dinh dư ng phong phú t l sinh tăng, hai b ng vi c s n xu t th c ăn có kh d tr vào kho dùng lâu dài S n xu t nơng nghi p phát tri n, nhà nơng có kh ni s ng khơng ch gia ình Các thành viên c a c ng ng, c a gia ình ã chuy n hư ng sang làm cơng vi c khác Cơ c u t ch c xã h i m i xu t hi n: lao ng c phân công M c s ng c c i thi n v i công c canh tác nông nghi p phương ti n i l i v n chuy n c c i thi n ã thúc y nhanh s tăng dân s ng th i th i kỳ b t u có s phân hóa v m t tr xã h i Q trình th hóa b t u hình thành Cu c s ng c a ngư i c an toàn hơn, hi m h a Tu i th tăng m c nguyên th y (có l m c nguyên th y ch vào kho ng 20-25 tu i) Gia tăng dân s th i kỳ sau cách m ng nông nghi p Sau cách m ng nông nghi p s gia tăng dân s không ti p di n liên t c lúc tăng lên lúc gi m v b n v n tăng N n văn minh nhân lo i lúc ti n tri n, lúc thối trào, lúc th i ti t t t, lúc l i trái ngư c, r i b nh d ch ói l i có chi n tranh T t c u y u t tác ng tr c ti p hay gián ti p n dân s Không có ghi nh n th ng kê tin c y dân s th i kỳ Tuy nhiên ta phác th o c di n Tuy nhiên, ta phác th o c di n bi n dân s vào th i kỳ Nhìn chung dân s th gi i tăng, c c b vùng vùng khác lúc tăng lúc gi m Ví d : b nh d ch h ch ã làm gi m dân s châu Âu n 25% nh ng năm 1348-1350 Có nh ng nư c m t 50% dân s v n n d ch ây th c s th m h a cho nhân lo i Bên c nh d ch b nh n n ói m t mùa b i thiên tai h n hán, l t l i Ngư i ta tính t năm n 1848 nư c Anh có 200 l n có n n ói N n ói hồnh hành Trung Qu c, n , Nga Chi n tranh gi a nư c, m t nư c kéo dài d ch b nh th m h a cho nhân lo i Chi n tranh ã h y di t dân s nhi u vùng, cho nh ng dân t c y u L ch s văn minh phương tây liên miên có chi n tranh cho n hi p c hịa bình Wesphalia k t thúc sau 30 năm chi n tranh vào năm 1643 th gi i m i t m hịa bình n nh Lúc cu c cách m ng thương m i m i c t cánh Quy n l c t p trung sau th i kỳ phong ki n tan rã Ti u th công nghi p tr thành trung tâm c a tr t t kinh t m i Nhà nư c làm quy ho ch áp ng yêu c u kinh t c a nhân dân S gia tăng dân s vào th i kỳ ti n công nghi p (1650-1850) Gi a th k XVII m t giai o n tương i n nh hịa bình sau ch kinh t phong ki n v i cu c cách m ng nông nghi p châu Âu cu c cách m ng thương m i ang tr thành ng l c Nó ã thúc y nhanh chóng th k XVII Giá nông s n tăng nhu c u cung c p cho thành ph tăng ã thu hút s phát tri n c a nông nghi p S tan rã c a ch phong ki n ã h y ho i d n ch chi m h u thái p Các nông dân trai tráng c s n xu t t p th c ng ng không vui v cũ, công vi c s n xu t c t ch c l i l i xu t hi n dư i quy n ch huy c a m t ngư i nh ng ngư i khác làm thuê 1 19 Khi mà nh ng ơng ch t mu n có thêm t cày, h b t u khoanh cho khu r ng c a c ng ng xưa ng c bao hàng cây, tách ngư i nông dân kh i ru ng t sinh s ng c a h Quá trình di n r t sôi n i Anh, nơi mà ã có hàng lo t lu t ã c Qu c h i ch p thu n liên quan n v n Nh ng nông dân làm thuê b m t vi c làm có ti n b canh tác nơng nghi p c nh tranh Nông nghi p ã tr thành thương m i l n Hàng lo t nuôi tr ng m i xu t hi n Tr ng tr t chăn nuôi u phát tri n, n n ói b y lùi, d ch b nh x y K t qu dân s th gi i trư c h t châu Âu tăng v t lên Dân s châu Âu Nga ã tăng t 103 tri u lên n 144 tri u Thêm vào ó s khai hóa Tây bán c u Năm 1500 t l t canh tác châu Âu 10 t canh tác ngư i/1km2, n m mang s n xu t c Tây bán c u tính g p chung t l ngư i/1km2 Khơng cịn s h n ch v t canh tác nhi u qu c gia dân t c ã tr lên giàu có k t qu làm dân s tăng nhanh Nh vi c khai thác Tây bán c u ngư i bi t thêm gi ng tr ng m i có s n lư ng cao ngơ khoai tây Ngô ã c tr ng r ng rãi phía nam châu Âu dân s Tây Ban Nha ý ã tăng g p ôi th i kỳ Trong phân tích dân s châu Âu gia tăng rõ phân tích châu A g p nhi u khó khăn Trong th i gian 1650 - 1750 dân s châu A ch tăng 50-70% Trung Qu c sau nhà Minh s p (1644), có m t th i kỳ hịa bình làm ăn th nh vư ng, t l t vong gi m h n lo i tr ng quan tr ng ngô khoai tây c tr ng ây; k t qu dân s tăng Tóm l i, s th nh vư ng, lương th c s n xu t nhi u, ói b nh t t gi m, y t c i thi n, dân s ã gia tăng nhanh, t l sinh tăng, t l t gi m , dân s g p l n vào th i gian M c d u v y vào th i gian có hi n tư ng ã ngăn c n s gia tăng dân s t l cao ngư i s ng c thân không “Xây d ng gia ình” n n tr em ch t th i kỳ trung c x y ph bi n Anh, Pháp, c vào lúc ng th i dân s châu Âu tăng lên l n vào lúc này, ph i k n châu Âu sang l p nghi p Tân th gi i n cho dân s Hoa Kỳ ã tăng lên t tri u năm 1790 lên 23 tri u năm 1850 Châu tăng ch m hơn, ch kho ng 50% ti n b v văn hóa, khoa h c y h c có m t ch m ây Châu Phi khơng có ghi nh n th ng kê, c tính vào th i kỳ kho ng 100 tri u S gia tăng dân s th k XX Quá trình chuy n ti p dân s ti p di n nư c phương Tây sang c th k XX M c dù t l sinh gi m có m t s lư ng l n dân di cư sang châu M nhi u nư c châu Âu v n gia tăng dân s k , nhi u nư c có s gia tăng dân s t bi n T l tăng bình quân năm dân s th gi i vào kho ng 0,8% (tù năm 1850-1950) Dân s t t lên 2,5 t ngư i Quãng th i gian dân s châu A tăng dư i l n, châu Âu châu Phi tăng l n, B c M tăng l n Nam M tăng l n Sang th k XX, khuynh hư ng thay i d n n nh ng năm 30 vài nư c châu Âu t l sinh t t xu ng nhanh t l t làm cho t l tăng dân s ch m l i Sau chi n tranh th gi i l n th 2, i u ki n sinh s ng c c i thi n nhi u t l sinh tăng lên t l t vong bù p l i cho n nh ng năm 60 Sau ó l i di n s gi m t l sinh ã làm cho m t s nư c m c tăng dân s b ng Trong nư c cơng nghi p hóa có t l tăng gi m (do t l sinh gi m) t i nư c cơng nghi p hóa có t l t vong v n l n i u ki n sinh s ng d ch b nh, ch sau nh ng năm 40-50, y lùi c d ch b nh t l t vong m i gi m c Nét n i b t m c gi m c a t l t vong vào lúc th p nhi u th i kỳ cách m ng nông nghi p cách m ng thương m i Tóm l i, sang th k XXI dân s th gi i khó tránh kh i s bùng n ... trình i n t , Giaotrinh.khoahocmoitruong http://ebook.edu.net.vn, Lê Th c Cán (19 95), Cơ s khoa h c môi trư ng, Vi n i h c M Hà N i 1 16 Cao Liêm, Ph m Văn Khê, Nguy n Th Lan (19 98), Sinh thái h... ã tăng t 10 3 tri u lên n 14 4 tri u Thêm vào ó s khai hóa Tây bán c u Năm 15 00 t l t canh tác châu Âu 10 t canh tác ngư i/1km2, n m mang s n xu t c Tây bán c u tính g p chung t l ngư i/1km2 Khơng... sinh thái h c ng d ng b o v môi trư ng s ng th ? Tài li u tham kh o Lưu c H i, (20 01) , Cơ s khoa h c Môi trư ng, Nhà xu t b n i h c Qu c gia Hà n i Ng c Phong, (19 86), Môi trư ng S c kho ng i, B