tiểu luận

ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ Bài tiểu luận Chỉ thị sinh học ứng dụng thị sinh học quan trắc sinh học Tác giả: A.Gerhardt Học viên: Hoàng Thị Hồng Nhung GVHD: Dương Văn Hiếu Lớp: Khoa học môi trường Quảng Trị 2015 Quảng Trị, tháng 11 năm 2016 Tóm tắt • Khái niệm lồi thị dựa phát triển mơ hình stress-response ( mơ hình phản ứng với chất kích thích, kích thíchđáp ứng) khía cạnh khác • (1) định nghĩa chất thị sinh học suy tạo nhầm lẫn từ phía lĩnh vực, phạm vi rộng Tóm tắt (2) khái niệm chất thị sinh học thể nguyên vẹn phương pháp sử dụng động vật đáy để đánh giá nhanh, thể phương pháp quan trắc số sinh học, với kết hợp việc sử dụng chức chất thị phương pháp thuộc sinh thái học cấu trúc cộng đồng Khơng có kết luận chung cho phương pháp quan trắc sinh học nhiên, phải lựa chọn theo mục tiêu, sách, nhu cầu sử dụng người thực tương lai, tình trạng nhiễm chi phí Tóm tắt (3) Các bước phát triển hệ thống tiêu môi trường chất lượng hệ sinh thái dựa mô hình pressurestate-impact-response (áp lực-hiện trạng-tác động-phản ứng đáp lại) với thông số đa dạng sinh học phát triển bền vững Việc sử dụng sở liệu, mơ hình thơng số nhóm, thơng số tổng quát tiết kiệm chi phí Cách tiếp cận dẫn đến khái niệm quan trắc sinh học toàn diện toàn cầu 1 Chỉ thị sinh học: • Chỉ thị sinh học phản ứng sinh vật cộng đồng sinh vật mà phản ứng đươc quan sát để đánh giá tình hình, đưa thơng tin tình trạng tồn hệ sinh thái • Các thị sinh học có yêu cầu cụ thể, chi tiết đại lượng vật lý hóa học thay đổi có mặt vắng mặt; sơ; hình thái; sinh lý hay hành vi lồi chất vật lý, hóa học sẵn có thay đổi nằm ngồi giới hạn ưu thích sinh vật • Chủ yếu, thị sinh học định nghĩa hạn chế cho loài phản ứng với hiệu ứng tác động người tới mơi trường, cịn thị sinh học cho lồi có phản ứng với thay đổi môi trường tự nhiên không sử dụng nhiều 1 Chỉ thị sinh học • Tuy nhiên, nhìn chung, định nghĩa số sinh học là: “1 loài nhóm lồi dễ dàng phản ánh tình trạng yếu tố vô sinh, sinh học môi trường, thể tác động từ thay đổi môi trường sống, cộng đồng hệ sinh thái cho thấy đa dạng tập hợp loài hay toàn đa dạng khu vực” • Chỉ thị sinh học có lợi tình huống: 1) yếu tố môi trường cần xác định, đánh giá đo lường, vd tình mà yếu tố môi trường khứ xây dựng lại biến đổi khí hậu, nghiên cứu quan trắc sinh học palaeo 2) yếu tố cần xác định khó đo lường, vd dư lượng thuốc trừ sâu nước thải có chứa số hóa chất tương tác độc hại, phức tạp 3) yếu tố môi trường cần xác định dễ dàng đo khó khăn để giải thích, vd thay đổi đối tượng quan sát có ý nghĩa sinh thái 1 Chỉ thị sinh học Hình 1: phạm vi sử dụng loại thị sinh học quan trắc sinh học Chỉ thị sinh học • Các loại thị sinh học khác mơ tả từ quan điểm khác (hình 1) Theo mục đích, có loại thị sinh học đáng ý: 1) thị tuân thủ 2) thị phát hiện, dự báo 3) thị cảnh báo sớm • thị tuân thủ: vd, thuộc tính số lượng cá xác định mức độ dân số, cộng dồng hệ sinh thái tập trung vào vấn đề tính bền vững cộng đồng số cảnh báo sớm số dự báo xác định cá nhân riêng lẻ sinh vật có độ đại diện (dấu hiệu sinh học), với số cảnh báo sớm có phản ứng nhanh nhạy cảm với thay đổi môi trường loại thị tích lũy (vd trai, rêu, địa y) phân biệt từ khả thị chất độc hại, khả nghiên cứu mức độ tổ chức sinh học khác 1 Chỉ thị sinh học • Theo ứng dụng khác thị mơi trường, có loại phân biệt: 1) Chỉ số mơi trường: lồi nhóm lồi phản ứng lại xáo trộn, thay đổi môi trường (vd phát hiện, cảnh báo, xét nghiệm sinh học) Một hệ thống số môi trường tập hợp số nhằm dự đoán, đánh giá trạng thái mơi trường nhằm xây dựng sách môi trường 2) Chỉ số sinh thái: loài biết đến với đặc điểm nhạy cảm với ô nhiễm, chia cắt nơi nguyên nhân khác Phản ứng số đại diện cho nhóm, cộng đồng 3) Chỉ số đa dạng sinh học: số phong phú loài đơn vị phân loại sử dụng số đại diện cho phong phú loài cộng đồng Tuy nhiên, định nghĩa số đa dạng sinh học mở rộng để làm thang đo lường đa dạng sinh học, bao gồm thông số như: phong phú lồi, đặc hữu, thơng số di truyền, tham số dân số cụ thể thông số cảnh quan 1 Chỉ thị sinh học • Ở cấp độ cảnh quan, theo nghĩa rộng số phân biệt mơ hình stress-response (áp lực-phản ứng) (chuỗi PSIR): (P) số mô tả cường độ hoạt động người làm thay đổi chất lượng số lượng hệ sinh thái (S) số mô tả trạng thái, trạng chất lượng số lượng hệ sinh thái, áp lực, nguyên nhân mà từ dẫn đến trạng thái hệ (I) số mô tả ảnh hưởng chức tác dụng hệ sinh thái Khi chức tác dụng hệ sinh thái bị ảnh hưởng, tác động có phản ứng rộng có khả xảy Điều mơ tả số phản ứng (R) Các phản ứng nhằm vào cân hệ thống 1 Chỉ thị sinh học • Chuỗi PRIS cơng thức mơ hình stress – response (áp lực-phản ứng) hệ sinh thái áp dụng gần hết hệ thống tiêu môi trường Hầu hết hệ thống tiêu môi trường, thị sinh học chọn, không cho thấy phản ứng hệ sinh thái với lượng khí thải độc hại mà cịn có khả đánh giá vấn đề lớn hơn, vs chương trình nghiên cứu lưu vực sông quốc tế “Salmon 2000” sống Rhine hay trở lại hải ly sơng Elbe Các lồi đại diện cho yếu tố chức sinh thái, vấn đề môi trường (chất lượng nước, sử dụng đất) biện pháp (giảm phát thải, mục tiêu phục hồi sinh thái) vùng nghiên cứu 1 Chỉ thị sinh học • Bảng 1: Tiêu chí thị sinh học 1 Chỉ thị sinh học Chỉ thị sinh học • Các thị sinh học lý tưởng phải đáp ứng tiêu chí bảng 1, nhiên, khơng có lồi đáp ứng tất tiêu chí, nên có xu hướng sử dụng nhóm lồi thị • Các tiện ích thị sinh học nằm khả dự đoán nhà nghiên cứu, xác định nhạy cảm, tính nhạy cảm lồi phổ biến phản ứng mối quan hệ mà thể • Các giá trị số (IndVal) phụ thuộc vào 1) tính đặc thù cao, tức thị sinh học phải là cho loại định môi trường 2) độ trung thực cao, tức thị sinh học nên loài phong phú rộng rãi môi trường Các giá trị số (IndVal) sau xác định mức độ (%) mà lồi đáp ứng tiêu chí đặc thù độ trung thực nhóm cụ thể Khi IndVal tính độc lập lồi khác cộng đồng, so sánh trực tiếp loài khơng liên quan thực 1 Chỉ thị sinh học • Sự phong phú cao loài thị điểm nghiên cứu vấn đề gây tranh cãi Loài phong phú thường bị từ chối có đặc điểm hội phát triển mạnh chịu chất ô nhiễm tác động, khả sinh sản cao chế phát tán tốt Mặt khác, lồi q khơng thể sử dụng tìm thấy lý khác tác động ô nhiễm Do đó, lồi có phong phú mức độ trung gian đc khuyến khích sử dụng làm số sinh học 2 Sinh vật tích tụ • Chỉ số tích lũy sinh học thành phần đặc biết số sinh vật Những sinh vật tích tụ tập trung chất ô nhiễm từ môi trường xung quanh thức ăn nó, phân tích mơ cho biết thời gian có mơi trường nồng độ chất gây ô nhiễm • Sinh vật tích tụ sinh vật khơng bị hư hại, chết phản ứng với tác nhân nhiễm Thường lồi di chuyển nên kết đánh giá tình trạng nơi nghiên cứu Các loài phải đủ lớn để có độ phong phú để cung cấp đủ mơ phân tích Cần có phân bố rộng rãi để so sánh • Cần phải sống đủ lâu để đủ thời gian nghiên cứu dài hạn dễ dàng thu thập để xử lý Việc sử dụng sinh vật tích lũy để giám sát nhiễm nước 25 năm trước môi trường biển ven biển, vd động vật thân mềm hai mảnh có vỏ ( Vẹm Watch) động vật giáp xác đối vối ô nhiễm kim loại rêu cho kim loại nuclit phóng xạ môi trường Trai xanh Mytilus esulis sử dụng để giám sát ô nhiễm kim loại Mỹ 2 Sinh vật tích tụ Các thủ tục lựa chọn sinh vật tích tụ thích hợp baoa gồm 1) phương pháp khảo sát, nơi lựa chọn tâm ô nhiễm hệ sinh thái Nồng độ chất ô nhiễm lựa chọn mơ sinh vật tích tụ xác định định kỳ 2) Phương pháp thực nghiệm nhằm điều chỉnh, hiệu chỉnh sinh vật tích tụ Những rác động nhân tố vô sinh hữu sinh sối với dự hấp thu chất ô nhiễm đến lồi tích tụ cần xác định 3) Nồng độ chất độc nước thể thể sinh vật tích tụ 3 Các lồi chủ chốt: • Lồi chủ chốt lồi mà tồn định tồn tài loài khác hệ sinh thái Việc loại bỏ loài chủ chốt coa ảnh hưởng lớn đến nhiều loài chức hệ sinh thái • Loài kỹ thuật hệ sinh thái sinh vật trực tiếp gián tiếp điều chỉnh nguồn lực sẳn có với lồi khác 4 Các lồi nguy cấp • Lồi nguy cấp lồi bị suy giảm phân bố phong phú thời gian qua, chủ yếu tác động người gây Trong danh sách đỏ (RL) phân cấp độ loài: 0) bị diệt vong, 1) bị đe dọa diệt vong, 2) vô nguy cấp, 3) nguy cấp, 4) có khả tuyệt chủng, 5) lồi danh sách cảnh báo sớm, 6) loài với giới hạn địa lý, 7) loài thiếu số liệu để đánh giá, 8) không liệt kê danh sách đỏ, 9) quý danh mục áp dụng quốc gia khác khu vực Châu Âu, sở quan trọng để bảo vệ loài hoạt động bảo tồn thiên nhiên Nhìn chung phương pháp nên sử dụng bổ sung, tham khảo để đánh giá khu bảo tồn thiên nhiên tiêu chí sau cần xem xét: Mức độ độc đáo khu vực, lồi (RL), mức độ tác động, kích thước quần thể, tính đauh diện lồi • SERCON (hệ thống đánh giá sơng bảo tồn) ví dụ tốt cho việc đánh giá toàn diện khu bảo tồn thiên nhiên 5 Nghĩa rộng Chỉ thị sinh học : Chỉ thị sinh học sử dụng tất loại thông số định bao gồm thị sinh học đại diện sinh vật, loài thị sinh học, quan trắc sinh học loài sinh vật tích tụ số sinh thái, vd đa dạng loài Chỉ thị sinh học sở cho quan trắc sinh học đại "CHÂN THÀNH CẢM ƠN!" ... hợp việc sử dụng chức chất thị phương pháp thuộc sinh thái học cấu trúc cộng đồng Khơng có kết luận chung cho phương pháp quan trắc sinh học nhiên, phải lựa chọn theo mục tiêu, sách, nhu cầu