SINH THAI MOI TRUONG

Hệ sinh tháilà tổ hợp của một quần xã sinh vật với MT vật lý xung quanh nơi mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật, MT tượng tác với nhau để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển

Đại Học Quốc Gia Tp.HCM

Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

Khoa Môi Trường

http://www.hcmut.edu.vn

SINH THÁI HỌC MÔI TRƯỜNG

Giảng Viên: Ts Đinh Quốc Túc Email: quoctuc@yahoo.com Đt: 0948782250

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

- 11 nhóm (5 sv/nhóm)

- Bài báo cáo < 10 trang

- Báo cáo 15’ + 5’ câu hỏi

Nội Dung Môn Học

Chương 1: Đại cương về sinh thái học môi trường

Chương 2: Cơ sở sinh thái học

Chương 3: Hệ sinh thái

Chương 4: Dân số và môi trường

Chương 5: Sinh thái môi trường học ứng dụng

Chương 6: Một vài ứng dụng cụ thể của sinh thái học

môi trường Chương 7: Những vấn đề sinh thái trên thế giới và

Việt Nam

Sách, Giáo trình chính

Sinh thái và môi trường, Nguyễn Thị Vân Hà, NXB Đại học Quốc gia TP

Hồ Chí Minh, 2011 Sinh Thái hoc môi trường, Trần Văn Nhân, Nguyễn Thị Lan Anh, NXB

Bách Khoa Hà Nội, 2008.

Dajoz R, Précis d'écologie NXB Dunod Paris, 1985.

Fundamental Ecology, E.P.Odum,1972.

Leture Note of Basic and Applied Tropical Ecology, Stephen Elliott, 1996.

Tài liệu tham khảo

I Đại cương về sinh thái học môi trường

Quần thể (population)

là một tập hợp các cá thể thuộc cùng một loài hây dưới loài sinh sống trong một sinh cảnh nhất định Chúng cách ly tương đối với các cá thể thuộc quần thể khác cùng loài

I.1 Các khái niệm cơ bản

Quần xã ( communities)

là một tập hợp các quần thể sinh vật được hình thành trong một quá trình lịch sử, cùng sống trong một không gian xác định gọi là sinh cảnh, nhờ các mối liên hệ sinh thái tương hỗ

mà gắn bó với nhau như một thể thống nhất

Hệ sinh thái

là tổ hợp của một quần xã sinh vật với MT vật lý xung quanh nơi mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật, MT tượng tác với nhau để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá của năng lượng

Theo Ðiều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam

"Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên

Môi trường

Nguyễn thị vân Hà, 2011

Môi trường là tổng thể các yếu tố lý hoá sinh chung quanh con người Thông thường gồm: Khí quyển, thuỷ quyển, thạch quyển và sinh quyển

Theo định nghĩa của UNESCO (1981)

MT của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống

tự nhiên và các hệ thống

do con người tạo ra, những cái hữu hình (đô thị, hồ chứa ) và những cái vô hình (tập quán, niềm tin, nghệ thuật ), trong đó con người sống bằng lao động của mình,

họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình

Môi trường

Môi Trường

Không gian sống

của con người và

sinh vật

Nơi chứa đựng nguồn tài nguyên

Nơi lưu trữ và

cung cấp nguồn

thông tin

Nơi chứa đựng các phế thải của con người

Sinh thái học là khoa học về cơ thể sống trong “nhà của mình”

Theo Odum (1971), sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu cấu trúc và chức năng của tự nhiên.

Krebs (1978) định nghĩa sinh thái học là khoa học về những sự tương tác ấn định sự phân bố và mật độ của các sinh vật.

Theo nghĩa thông thường, sinh thái học là khoa học về quan hệ của các sinh vật với môi trường xung quanh chúng

Sinh thái học

“Mục tiêu cơ bản của sinh thái học là nghiên cứu mối

liên hệ qua lại giữa các sinh vật và giữa chúng với môi trường”

I.2 Lịch sử phát triển sinh thái học

- 300 trước công nguyên : Aristotle và các triết gia cổ đưa

- Vài năm gần đây STH phát triển mạnh, ra đời “ cơ sở

STH” fundamental ecology, 1971, Eugene P Odum

1.3 Sinh thái học và bảo vệ môi trường

1.3.1 Con người và môi trường

1.3 Sinh thái học và bảo vệ môi trường

1.3.1 Con người và môi trường

Tác động của MT đến sinh quyển

- Thai đổi cấu trúc bề măt trái đất : cài bừa, phá rừng,

hồ nhân tạo …

- Thai đổi thành phần sinh quyển, chu trình tuần hoàn

và cân bằng các chất cua chu trình đó do thải chất

thải vào Mt nước, đất và khí quyển

- Thai đổi cân bằng năng lượng, nhiệt trong khu vực và toàn cầu

- Thai đổi khu hệ sinh vật do việc đưa vào hây làm mất

đi tính tâp hợp của sv như huỷ diệ một số loài hây

đưa loài mới vào…

Thách thức của thế giới

- Biến đổi khí hậu và tần xuất thiên tai gia tăng

- Tầng Ozon đang bị cạn kiệt

- Sự mất nơi ở cua Sv va giảm ĐDSH

- Tài nguyên bị giảm và cạn kiệt

- Ô nhiểm MT đang xảy ra ở quy mô rộng

- Sự gia tăng dân số

1.3.1 Con người và môi trường

1.3.2 Mối quan hệ của sinh thái học

và kỹ thuật môi trường

2 nhóm biến đổi MT do con người

- Những thai đổi liên quan đến sử dụng đất

- Những thai đổi do các dòng thải từ các quá trình sx công nghiệp hây việc loại bỏ sp sau khi sư dụng

Người kỹ sư chịu trách nhiệm cả 2 tác động

(lưa chọn nguyên liệu, nhiên liệu, năng lượng… Ước lượng khí thải, nứơc thai….)

- Tăng năng xuất LD

Hoàn Thiện Sản Xuất

- Hạn chế tốc độ phá huỷ các hệ thống TN

Chấm dức hoặc ngạn chặn các quá trình ảnh hưởng tiêu cực trong MT

Các quá trình có ảnh hưởng tiêu cực trong môi trường TN

- Chết rừng

- Chết cỏ

- Giảm NS canh tác

- Mệt mỏi, bệnh tật đối với dân cư trong kv

Các hướng có KN giải quyết các vd CN-KT

- Xây dựng CN không chất

thải

- Tận dụng hoàn toàn nguyên liệu

- Tận dụng chất thải trong các HT xử lý

Loại trừ các khả năng gây hậu quả tiêu cực trong MT tự nhiên

Nguyên nhân của các QT

có ảnh hưởng T trong TC

- Xâm nhập của chất thải vào hệ thống TN

- Làm thai đổi các hện thống TN trong quá trình chuẩn bị, xây dựng, khai thác…

Sơ đồ giải quyết các nhiệm vụ sinh thái trên cơ sở các giải pháp CN-KT

1.4.1.Phương pháp luận

- Nghiên cứu môi trường sinh thái là nghiên cứu sự tương tác giữa các thành phần môi trường Môi trường sinh thái được tạo thành từ các thành phần có liên quan chặt chẽ rất hữu cơ với nhau Một thành phần của môi trường lại là một môi trường hoàn chỉnh gọi là môi trường thành phần

- Khi một môi trường thành phần hoặc một mắt xích trong chuỗi thức ăn bị gây ảnh hưởng hoặc bị phá vỡ sẽ kéo theo hoạt động giải phóng năng lượng bị Phá vỡ và tiếp theo đó là hoạt động của toàn bộ hệ sinh thái cũng

bị phá vỡ

I.4 Phương Pháp Nghiên Cứu

1.4.1 Phương pháp luận

- Các hoạt động trao đổi vật chất và năng lượng trong môi trường sinh thái luôn ở trạng thái cần bằng ''động'', trong đó các thành phần của môi trường có mối quan

hệ qua lại và ràng buộc lẫn nhau Vì vậy, cần phải có

sự nghiên cúu chi tiết về các mối tương quan lẫn nhau cùng với sự tương tác giữa các thành phần và yếu tố môi trường

- Nghiên cứu mồi trường sinh thái không được coi nhẹ thành phần nào trong hệ sinh thái môi trường Bởi vì hầu hết các chất ô nhiễm xuất hiện trong môi trường thành phần này có thể lan truyền sang các môi trường thành phần khác một cách dễ dàng

1.4.1 Phương pháp luận

- Nghiên cứu môi trường sinh thái cũng chính là tìm hiểu các yếu tố trội và chủ đạo trong hệ tương tác môi trường Xác định được tính đồng nhất và tính trội mới, xác định được chiều hướng phát triển của đối tượng cần nghiên cứu, thậm chí cả hệ sinh thái môi trường

- Phương pháp nghiên cứu môi trường sinh thái là môn khoa học đa chuyên ngành, đa liên ngành nhưng có giới hạn Không phải tất cả các ngành học đều có thể là môi trường học mà chỉ giới hạn ở một số ngành liên quan; trong một hoàn cảnh nhất định có thể lấy một ngành học nhất định làm nền tảng chủ đạo còn các ngành khác phụ trợ

Thế giới tự nhiên, quần thể động vật

Kết luận áp dụng cho tự nhiên

Nghiên cứu ngoài

thực địa, quan sat

Giả thuyết, lập thí nghiệm

1.4.2 Các phương pháp nghiên cứu

a)Một số phương pháp nghiên cứu cổ điển

-)Xác định về tính chất của các động, thực vật hay về chất lượng của chuỗi năng lượng và các hướng khác của cộng đồng sinh thái

Gồm có :

- Phương pháp xác định kiểu phân bố của cá thể trong

quần cư

- Phương pháp đánh giá số lượng cá thể của quần thể

trong hệ sinh thái

- Phương pháp khảo sát biến động quần thể trong hệ sinh thái

- Phương pháp xác định chuỗi thức ăn và năng lượng

b) Các phương pháp nghiên cứu sinh thái môi trường hiện đại:

- Phương pháp GIS - viễn thám

- Phương pháp mô hình hóa

1 Hệ sinh thái đất ngập nước

2 Hệ sinh thái nông nghiệp

3 Phú dưỡng hoá

4 Ảnh hưởng của chiến tranh đến hệ sinh thái

5 Ảnh hưởng của viêc sử dụng thuốc trừ sâu và phân

bón hoá trong nông nghiệp lên hệ sinh thái

6 Ảnh hưởng cùa biến đổi khí hậu và các vấn đề về

sinh thái

7 Thuỷ điện và tác động của nó đến môi trường

8 Ứng dụng công nghệ sinh thái trong xử lý chất thải

chăn nuôi

9 Ứng dụng CNST trong xử lý nước thải và bùn thải

10 Ứng dụng CNST trong khôi phục tài nguyên đất

6 Lũ lục và môi trường sinh thái.

7 Thuỷ điện và tác động của nó đến môi

trường.

8 Ứng dụng sinh thái trong xử lý chất

thải chăn nuôi.

9 Ứng dụng sinh thái trong xử lý nước

thải và bùn thải.

10 Ứng dụng sinh thái làm vật chỉ thị.

Chương 1: Đại cương về sinh thái học môi trường

Chương 2: Cơ sở sinh thái học

Chương 3: Hệ sinh thái

Chương 4: Dân số và môi trường

Chương 5: Sinh thái môi trường học ứng dụng

Chương 6: Một vài ứng dụng cụ thể của sinh thái học

môi trường Chương 7: Những vấn đề sinh thái trên thế giới và Việt

Nam

Nội Dung Môn Học

Chương 2: Cơ sở sinh thái học

Chương 3: Hệ sinh thái

Chương 2: Cơ sở sinh thái học

2.1 Môi trường và các nhân tố sinh thái

2.2 Sự tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và sự thích nghi của chúng

2.2.1 Các quy luật sinh thái

2.2.2 Sự tác động của các yếu tố vô sinh lên sinh vật 2.2.3 Những yếu tố sinh học và những mối quan hệ sinh học

2.2.4 Chỉ thị sinh thái môi trường

2.3 Phản ứng của sinh vật đối với tác động của các nhân tố môi trường

Chương 2: Cơ sở sinh thái học

2.1 Môi trường và các nhân tố sinh thái

Môi trường : Tất cả các yếu tố bên ngoài tác động

Tác động của

Nhân tố môi trường :

Cơ thể sống:

không giống nhau :

Khí trơ : hầu như không tác động

Các nhân tố ảnh hưởng quyết định lên sinh vật :

nhân tố sinh thái

Nhân tố sinh thái

Nhân tố vô sinh Nhân tố hữu sinh

Nhân tố vô sinh : ánh sáng , nhiệ độ, độ ẩm, độ

muối, pH, các chất khí, các chất tạo sinh (các

biogen)…

Nhân tố hữu sinh : gồm các mối quan hệ giữa

các cá thể trong quần thể, trong loài, trong quần xã.

Yếu tố con người : Con người được tách ra làm yếu

tố độc lập vì con người có thể tác động vào môi

trường tự nhiên một cách có ý thức và quy mô đặc

trưng.

Tất cả các dạng hoạt động của xã hội loài người đều làm biến đổi môi trường sống tự nhiên của các sinh vật

Yếu tố vô sinh Con người

Ánh sáng

Độ ẩmNhiệt độĐất

số lượng quần thể, tác động ở múc cao nhất là loại trừ sinh vật ra khổi vùng phân bố cua chúng

2.2 Sự tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và sự thích nghi của chúng

2.2.1 Các quy luật sinh thái

a/ Quy luật tối thiểu của Liebig (1840)

“Chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác định đai lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian”

- Định luật cua Liebig chỉ đúng khi áp dụng trong các điều kiện của trạng thái tỉnh

Vd về Phospho và năng xuất

Năng suất mùa màng giảm hoặc tăng tỷ lệ thuận với sự

giảm hay tăng các chất khoáng bón cho cây ở đồng ruộng

b/ Quy luật chống chiệu của Shelforf

“Tất cả các sinh vật điều chịu sự tác động của các nhân tố sinh thái trong một giới hạng nhất định

Tuỳ thuộc vào từng nhân tố sinh thái và khả năng chịu đựng của từng loài sinh vật mà người ta có các phân loại khác nhau”

Tối ưu loài

- Sức chịu đựng tối thiểu: tối thiểu sinh thái

- Sức chịu đựng tốI đa: tối đa sinh thái

- Khỏang giữa tối thiểu và tố đa ST gọi là giớI hạn

của sự chống chịu

Một số luận đề bổ sung ĐL về sự chống chịu:

- Các sinh vật có thể có phạm vi chống chịu rộng với yếu tố này nhưng có phạm vi chống chịu hẹp đối với yếu tố khác

- Các sinh vật có phạm vi chống chịu rộng với tất cả mọi yếu tố thường phân bố rộng

- Nếu có một yếu tố ST không tối ưu cho lòai thì

phạm vi chống chịu đối với các yếu tố sinh thái khác

bị thu hẹp (cỏ poaceae chịu hạn giảm khi lượng nitơ quá thấp)

c/ Qui luật tác động không đồng đều.

Các yếu tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận sống của cơ thể, nó cực thuận đối với quá trình này nhưng có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác

Ví dụ : nhiệt độ không khí tăng đến 40 - 50 0C sẽ làm

tăng các quá trình trao đổi chất ở động vật máu lạnh

nhưng lại kìm hảm sự di động của con vật

d/ Qui luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

Cường độ tác động, thời gian tác động, cách tác động khác nhau thì dẫn đến những phản ứng khác nhau

của sinh vật

Sự phát triển của các yếu tố ngọai cảnh (vật chất và

năng lượng) quyết định xu thế phát triển chung của

sinh vật Sự tác động trở lạI của sinh vật đến môi

trường chỉ là phụ

“Sự tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và sự

phản ứng trở lạI của sinh vật là một quá trình qua lại”

A Nhân tố vô sinh trên bề mặt trái đất:

1/ Ánh sáng :

Chu kỳ chiếu sáng

( ngày/đêm)

- Vòng đời thực vật: nảy mầm, đâm chồi, ra hoa, kết quả, rụng lá…

- Nhiệp điệu của động vật : sinh sản, rung lông, kiếm ăn…

2.2.2 Sự tác động của các yếu tố vô

sinh lên sinh vật

- Thực vật (Quang tổng hợp, cây ưa sáng, cây ưa

bóng, chu kỳ quang hợp ảnh hưởng đến quá trình nảy

mầm, sinh trưởng, ra hoa, kết trái)

- Động vật (Ảnh hưởng nhịp điệu sinh trưởng, theo

mùa, ngày đêm, tuần trăng, …)

Ảnh hưởng của bức xạ ngọai phổ ánh sáng thấy được lên sinh vật:

Tia cực tím- diệt khuẩn, diệt tế bào, kích thích tạo vita D

Tia hồng ngọai- tác động mạnh quá trình oxyt hóa cơ thể bời khả năng tạo nhiệt

Nhiệt độ là nhân tố khí hậu có ảnh hưởng rất lớn

đến sinh vật, nhiệt độ tác động trực tiếp hoặc gián

tiếp đến quá trình sống của sinh vật (sự sinh

trưởng, phát triển, sinh sản ), đến sự phân bố

của các cá thể, quần thể và quần xã

-    Quan hệ của sinh vật đối với nhiệt độ môi trường (sinh vật  đẳng nhiệt, biến nhiệt; Động vật nội nhiệt và ngọai nhiệt).

-    Sự trao đổi nhiệt trong các động vật ngọai nhiệt (Có một 

giới hạn nhất định,…).

-    Nhiệt độ và cơ chế trao đổi chất ở sinh vật (thường xảy ra ở  nhiệt độ tương đối cao).

-    Nhiệt độ môi trường và quá trình sinh trưởng, phát triển ở  sinh vật (Ảnh hưởng tốc độ sinh trưởng và phát triển, tác 

Nhiệt độ

a Tác động của nhiệt độ lên thực vật

 T cao, cây tích đường và muối, giữ nước, tăng thoát hơi nước

 Giới hạn T0 50oC Khi nhiệt độ tăng cao > 50oC thì protid, lipid bị phá hủy, mất tính bán thấm của tế bào và cây bị chết

 Khả năng chịu nứớc tỉ lệ thuận với nước liên kết và tỉ lệ nghịch với nước tự do

 Khi nhiệt độ giảm thì quá trình hô hấp bị ảnh hưởng

 Khi nhiệt độ của đất giảm độ nhớt chất nguyên sinh tăng lên, áp suất thẩm thấu giảm và rễ hút nước khó khăn

 Cây phản ứng lạnh tích lũy đường, tăng áp suất thẩm thấu, giảm lượng nước tự do, tích lũy lipid và các chất nhựa

Mùa đông cây rụng lá

c Tác động nhiệt lên vi sinh vật

Ngưỡng nhiệt độ cho protozoa là 40-50oC, nấm

60oC, vi khuẩn 90oC.

Khi nhiệt độ tăng lên hay giảm xuống thì tỉ lệ axit no trong lipid tăng

1.Gấu trắng Bắc Cực:

2.Loài cá Nam Cực:

Độ ẩm tương đối (RH): là tỷ lệ lượng hơi nước ở trạng 

thái khí quyển (a) với số lượng hơi nước cần cho sự bảo 

hòa khí quyển (A) dưới độ ẩm và áp suất không khí nhất định RH (%)=a/A x 100. 

Độ ẩm tuyệt đối (AH) là lượng hơi nước tính bằng gr chứa trong 1m3 không khí ở một thời điểm nhất định. 

Ảnh hưởng của độ ẩm trong môi trường trên

cạn và độ ẩm tương đối của không khí lên

sinh vật (Quyết định tốc độ mất nước do bay hơi- RH càng nhỏ tốc độ mất nước càng lớn ảnh hưởng đến lượng nước trong cơ thể, …)

3/ Nước và độ ẩm không khí :