2015 chương 3 hệ sinh thai và van dung HST

Viện Khoa học Công nghệ môi trường NỘI DUNG  Chương - Khái niệm môi trường  Chương - Tài nguyên thiên nhiên  Chương - Hệ sinh thái Sự vận dụng nguyên lý sinh thái học vào QLMT  Chương - Dân số Môi trường  Chương - Quan hệ môi trường người 1/2 HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.1 Những vấn đề chung sinh thái học Theo nghĩa hẹp STH môn học nghiên cứu “nơi ở”, “nơi sinh sống” sinh vật Theo nghĩa rộng: Sinh thái học môn học nghiên cứu tất quan hệ sinh vật nhóm sinh vật với môi trường xung quanh điều kiện cần thiết cho tồn chúng HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.1 Những vấn đề chung sinh thái học Giữa môi trường sinh thái gắn bó mật thiết với Đối tượng Sinh thái học nghiên cứu hệ sinh thái Sinh thái học khoa học sở cho công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên BVMT Nó chia thành phân môn: Sinh thái học cá thể Sinh thái học quần thể Sinh thái học quần xã Nghiên cứu Sinh thái học HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.1 Những vấn đề chung sinh thái học Sinh thái học cá thể: nghiên cứu mối quan hệ số loài cá thể loài MT mà chủ yêu phương diện hình thái, phương thức sống động vật thực vật phản ứng sinh lý chúng với điều kiện MT Sinh thái học quần thể: nghiên cứu cấu trúc biến động số lượng nhóm cá thể thuộc loài định chung sống lãnh thổ, nghiên cứu mối quan hệ sinh thái thể nội quần thể (Sự tương trợ đấu tranh), biến động số lượng thể quần thể ttác đọng điều kịên mơi trường, tìm ngun nhân biến động HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.1 Những vấn đề chung sinh thái học Sinh thái học quần xã: nghiên cứu mối quan hệ sinh thái cá thể khác loài hình thành mối quan hệ sinh thái Nghiên cứu chuyển hoá vật chất nănglượng quần xã quần xã với điều điều kịên MT Nghiên cứu Sinh thái học: nghiên cứu tổ chức giới sinh vật, mối quan hệ sinh vật với MT HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.2 Hệ sinh thái 3.2.1 Khái niệm HST Định nghĩa: (Luật BVMT 2005) Là hệ quần thể sinh vật khu vực địa lý tự nhiên định tồn phát triển, có tác động qua lại với HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Hệ sinh thái hệ thống bao gồm tập hợp sinh vật sống với không gian định (sinh cảnh hay môi trường) thời điểm định tác động lên môi trường chịu tác động môi trường HST= Quần xã sinh vật + Môi trường tự nhiên + Năng lượng mặt trời HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Hệ sinh thái ao Hệ sinh thái khái niệm rộng linh hoạt, áp dụng cho tất trường hợp có mối quan hệ tương hỗ sinh vật mơi trường, có trao đổi vật chất, lượng thông tin chúng với HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG 3.2.2 Tính chất HST Độ lớn: HST có quy mô lớn nhỏ khác Theo A.Tanslay(1935): HST cực bé bể nuôi cá; HST vừa hồ chứa nước HST lớn đại dương, hay châu lục Và Trái đất hệ sinh thái rộng lớn hệ sinh thái HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  3.4.1 Chu trình nước HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  Chu trình Cacbon HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  Chu trình Nitơ HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  Chu trình Nitơ Trong chu trình N gồm có bước: Cố định Nitơ: Chuyển đổi N2 thành NH3 để sinh vật tiêu thụ được, nhờ vi khuẩn hiếu khí Azotobacter hay vi khuẩn kỵ khí Clostridium MT đất nước Amơn hoá: SV đào thải chất thải chứa Ure (trong nước tiểu), axit Uric (trong phân chim) Các chất với hợp chất Nitơ chứa xác sinh vật chết, bị phân huỷ giải phóng NH3 vào mơi trường Sự biến đổi hợp chất Nitơ hữu thành NH3 nhờ vi khuẩn dị dưỡng Actinomyces (xạ khuẩn) gọi trình Amon hoá HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI  Chu trình Nitơ HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG Nitrat hố: Q trình biển đổi NH3, NH4 thành NO2-, NO3- Quá trình phụ thuộc vào pH, theo bước sau Nitrosomonas NH4+ + 3/2O2 NO2- + H+ + Năng lượng (16 kcal/mol) Nitrobacter NO2- + 1/2O2 NO3- + Năng lượng (17 Kcal/mol) HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  3.4.2 Chu trình Nitơ (tiếp)  Phản Nitrat hố (loại N): khử NO3- thành khí N2 nhờ vi khuẩn kỵ khí tìm thấy tầng đất sâu, chặt, bí Ví dụ vi khuẩn Pseudơmnas; Escherichia: 6H+ + 6NO3- +5CH3OH → 5N2 + 5CO2 + 13H2O HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  3.4.2 Chu trình Nitơ HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3.4.3 Chu trình P P thành phần quan trọng chất nguyên sinh Hàm lượng P thể thường lớn so MT bên ngồi Vì vậy, P trở thành nhân tố sinh thái vừa mang tính giới hạn, vừa mang tính chất điều chỉnh P khơng tồn dạng khí Tồn tự nhiên đá: quặng apatit P tuần hồn từ trầm tích, biển trở lại đất HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  3.4.3 Chu trình P HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3.5.Quy luật STH 3.5.1 Quy luật giới hạn sinh thái HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3.5.Quy luật STH 3.5.2 Quy luật tác động tổng hợp nhân tố sinh thái Tất nhân tố sinh thái gắn bó chặt chẽ với thành tổ hợp sinh thái Tác động đồng thời nhiều nhân tố tạo nên tác động tổng hợp lên thể sinh vật  Đồng thời nhân tố sinh thái MT biểu hịên hồn tồn tác động đến đời sống sinh vật mà nhân tố sinh thái khác điều kịên thích hợp *  HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3.5.3 Quy luật tác động không đồng nhân tố sinh thái lên chức thể sống Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng khác lên chức sống, nhân tố cực thuận lợi q trình này, lại có hại nguy hiểm cho trình khác * HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Quy luật tác động qua lại sinh vật môi trường  3.5.4 Môi trường tác động thường xuyên lên sinh vật làm chúng không ngừng biến đổi, ngược lại, sinh vật tác động qua lại làm cải thiện môi trường làm biến đổi tính chất nhân tố sinh thái * HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG 3.6 Sự phát triên tiến hoá HST Sự phát triển hệ sinh thái gọi Diễn sinh thái Diến sinh thái trình biến đổi HST từ trạng thái khởi đầu (hay tiên phong) qua giai đoạn chuyển tiếp để đạt trạng thái ổn định cuối cùng, tồn lâu dài theo thời gian Đó trạng thái đỉnh cực HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3.6 Sự phát triên tiến hố HST Trong q trình diến xảy thay đổi lớn cấu trúc thành phần loài, mối quan hệ sinh học quần xã Trong trình DTST quần xã giữ vai trò chủ đạo, mơi trường vật lý xác định đặc tính, tốc độ biến đổi DTST q trình định hướng dự báo, khơng có tác động ngẫu nhiên ... A.Tanslay(1 935 ): HST cực bé bể nuôi cá; HST vừa hồ chứa nước HST lớn đại dương, hay châu lục Và Trái đất hệ sinh thái rộng lớn hệ sinh thái HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO... Nhân tố người HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  3. 3 Cân hệ sinh thái... 6NO3- +5CH3OH → 5N2 + 5CO2 + 13H2O HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG  3. 4.2 Chu trình Nitơ HỆ SINH THÁI VÀ SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC VÀO