Bài thuyết trình: Tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường

Mời các bạn cùng tìm hiểu cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường; các khái niệm cơ bản được trình bày cụ thể trong Bài thuyết trình: Tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường. Cùng tìm hiểu để nắm bắt nội dung thông tin tài liệu.

Trường Đại Học Lâm Nghiệp Cơ Sở 2 Ban Quản Lý Tài Ngun Rừng và Mơi Trường Lớp K58G­KHMT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ  SINH HỌC MƠI TRƯỜNG  TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG Nhóm:   Đào Thị Ngọc Kim Tuyền  Nguyễn Thị Trang Tuyền  Lương Thị Ngọc Tuyết  Trần Thị Mai Vân  Hồng Quốc Viêt  GVHD: Cơ Trần Thị Hương TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường SINH VẬT MƠI TRƯỜNG (nhiệt độ, ánh sáng, đất, nước ) Mơi trường là các yếu tố tự nhiên và nhân tạo có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp  tới sinh vật TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường SINH VẬT PHI SINH VẬT Khí tượng thủy văn Nhiệt độ Độ ẩm Ánh sáng Đất Gió Vật lý Hóa học Khí hậu Thức ăn Thiên địch Người Quần thể là tập hợp các cá thể trong cùng một lồi, cùng sinh sống trong một  khoảng khơng gian xác định, vào một thời gian nhất định, có khả năng sinh sản và  tạo thành những thế hệ mới Ví dụ: quần thể chim cánh cụt, quần thể ngựa vằn TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường Ví dụ về quần thể TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.1. Tỉ lệ giới tính Là tỉ số giữa số lượng cá thể đực / số lượng cá thể cái trong quần thể. Tỉ  lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên trong q trình sống tỉ lệ này có thể  thay đổi tuỳ từng lồi, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa sinh sản, sinh  lí và tập tính của sinh vật   TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.1. Tỉ lệ giới tính Các nhân tố ảnh hưởng đến giới tính Ngỗng và vịt có tỉ lệ giới tính là 40/60 Do  tỉ  lệ  tử  vong  khác  nhau  giữa  các  cá  thể  đực  và  Trước mùa sinh sản, nhiều lồi thằn lằn, rắn có  cái, cá thể cái trong mùa sinh sản chết nhiều hơn cá  số  lượng  cá  thể  cái  nhiều  hơn  cá  thể  đực.  Sau  thể đực mùa  đẻ  trứng,  số  lượng  cá  thể  đực  và  cái  gần  bằng nhau Ở  cây  thiên  nam  tinh  (Arisaema  japonica)  thuộc  Tỉ lệ giới tính phụ thuộc vào lượng chất dinh dưỡng  họ Ráy, củ rễ loại lớn có nhiều chất dinh dưỡng  tích lũy trong cơ thể khi nảy chồi sẽ cho ra cây có hoa cái, cịn loại rễ  nhỏ nảy chồi cho ra cây có hoa đực TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG Với  lồi  kiến  nâu  (Formica  rufa),  nếu  đẻ  Tỉ  lệ  giới  tính  thay  đổi  tùy  theo  điều  kiện  mơi  trứng  ở nhiệt độ thấp hơn 20oC thì trứng nở  trường sống (nhiệt độ) ra  tồn  cá  thể  cái,  nếu  đẻ  trứng  ở  nhiệt  độ  trên  20oC  thì  trứng  nở  ra  hầu  hết  là  cá  thể  Gà,  đực.hươu,  nai  có  số  lượng  cá  thể  cái  nhiều  Do đặc điểm sinh sản và tập tính đa thê ở động  hơn cá thể đực gấp 2 hoặc 3 lần, đơi khi tới  vật 10 lần Muỗi  đực  tập  trung  ở  một  nơi  riêng  với  số  Do sự khác nhau về đặc điểm sinh lí và tập tính  lượng nhiều hơn muỗi cái của  con  đực  và  con  cái  –  muỗi  đực  không  hút  máu  như  muỗi  cái.  Muỗi  đực  tập  trung  ở  một  chỗ cịn muỗi cái bay khắp nơi tìm động vật hút  máu TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.2. Nhóm tuổi: Tuổi  sinh lí Tuổi sinh  thái Tuổi  quần  thể TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.2. Nhóm tuổi: Thành phần nhóm tuổi phụ thuộc vào lồi và điều kiện sống của mơi  trường. Khi nguồn sống suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hay xảy ra  dịch bệnh… thì các cá thể già và non chết nhiều hơn các cá thể thuộc  nhóm tuổi trung bình Mục đích theo dõi nhóm tuổi: bảo vệ và khai thác tài ngun sinh vật có  hiệu quả hơn.  Ví dụ:  khi đánh cá, nếu các mẻ lưới đều thu được số lượng cá lớn chiếm  ưu thế về nghề đánh cá chưa khai thác hết  tiềm năng; nếu chỉ thu được  cá nhỏ về nghề cá đã khai thác q mức TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  4. Chỉ thị sinh hoc (Bioindicator) ̣ 4.3. Sinh vât tích t ̣ ụ (Bioaccumulator) ­ Sinh vật nước có khả năng tích tụ chất gây ơ nhiễm trong mơ nên chúng dễ bị phát  hiện. Tuy nhiên cần cho sống định cư để số liệu đủ tin cậy. VD: điển hình rêu. Ngồi ra  có tảo, cá và động vật khơng xương sống, tuy nhiên chúng khơng định cư nên khó sử  dụng.  ­ Phân tích mơ có tích lũy chất ơ nhiễm (kim loại nặng) dễ hơn nhiều phương pháp  phân tích hóa học nước       ­ Tính chỉ thị mơi trường của sinh vật dựa trên khả năng chống chịu của sinh vật  với yếu tố phi sinh vật của mơi trường  c ần bi ết  đặc điểm sinh thái lồi và nhu cầu sinh  thái của lồi đó ­ Tính chỉ thị thể hiện ở các bậc khác nhau: cá thể, quần thể, nhóm lồi, quần xã: Cấu  TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  5. Một số tiêu chí chon lồi sinh vât ch ̣ ̣ ỉ thị TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị • • • • • Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long Sự hiện diện của cây Dừa nước (Nipa fruiticans)  v ùng thấp, ngập triều,  nước bị nhiễm mặn một khoảng thời gian trong năm.  Sự hiện diện cây Bần (Sonneratia spp.)  v ùng ven sơng, nhiễm mặn nhẹ Sự hiện diện cây Đước (Rhyzophora spp.)  v ùng bãi lầy, thấp, nhiễm mặn  trung bình đến cao Sự hiện diện cây Mắm (Avicennia spp.) v ùng bãi bồi, độ mặn cao quanh năm; Sự hiện diện cây Chà là nước (Phoenix paludosa) v ùng đấư t cao nh? ng  nhiễm mặn TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.1. Hình thức thích nghi ­ Thích nghi hình thái, thích nghi di truyền ­ Trốn chạy khỏi mơi trường TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.2. Thích nghi hình thái ­ Phản ứng thích nghi nhanh trong một khoảng thời gian khi có sự biến đổi của  mơi trường ­ Biên độ dao động phụ thuộc vào mức độ tác động của mơi trường và tính chất  di truyền của sinh vật ­ Ví dụ về thích nghi hình thái:  + Nhiệt độ cao: cây tích đường và muối, có khả năng giữ nước để giữ khơng bị  co ngun sinh chất nước và thốt hơi nước mạnh; động vật tăng thốt nhiệt,  giãn mạch ngoại vi + Nhiệt độ thấp: thực vật rụng lá, động vật co mạch, lơng, mỡ dày lên, có phản  TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.3. Thích nghi di truyền ­ Hình thành các đặc điểm cơ thể khơng phụ thuộc vào sự xuất hiện các yếu tố  mơi trường ­ Tăng khả năng chịu đựng của sinh vật bằng các biến đổi sinh lý, sinh hóa, hình  thái… để sẵn sàng đối phó với sự biến đổi mơi trường ­ VD: sự hình thành cơ chế điều hồ nhiệt độ, cơ quan hơ hấp trong, cấu trúc  hoa quả.Biến động về số lượng: chủ yếu thơng qua mối quan hệ dinh dưỡng TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  7. Dấu hiệu sinh học (Biomarker) Thể hiện sự phản ứng sinh học của sinh vật đối với tác động lý hóa của chất ơ  nhiễm mơi trường  7.1.Dấu hiệu sinh lý­sinh hóa:         Chỉ số liên quan đến khả năng sống sót, sinh trưởng của cá thể như: chỉ số  ăn mồi; tiêu hóa; hơ hấp hoặc liên quan đến sinh sản của quần thể (sinh trưởng,  tỷ lệ sống của ấu trùng) 7.2.Dấu hiệu sinh thái          Thể hiện sự biến đổi cấu trúc quần thể/quần xã do tác động của chất ơ  nhiễm: Chỉ số thiếu hụt số lồi; chỉ số đa dạng sinh học; Chỉ số lồi ưu thế   TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  8.Chỉ số sinh hoc (Biotic indices) ̣ q Các chỉ số dùng để quan trắc chất lượng nước trên cơ sở các lồi chỉ thị và  mức độ mẫn cảm của các lồi chỉ thị đối với sự ơ nhiễm mơi trường. Ví dụ  cân trọng lượng các lồi mẫn cảm nhất đối với ơ nhiễm hữu cơ q Số lượng nhóm lồi sinh vật với sự hiện diện hay vắng mặt của một số lồi  chỉ thị được dùng để tính tốn chỉ số TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  9.Chỉ số đa dạng sinh hoc (Biodiversity indices) ̣ q   Chỉ số đa dạng biểu thị độ phong phú lồi trong mơi trường đã chọn ở  dạng giá trị đơn lồi.  q       Dùng để đánh giá 3 khía cạnh của cấu trúc quần thể: • Số lượng lồi hoặc độ phong phú lồi (species abundance pattern) •  Tổng lượng sinh vật của mỗi lồi có mặt hoặc độ phong phú  • Tính đồng nhất phân bố các cá thể giữa các lồi khác nhau hoặc tính đồng đều  TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  10. Chỉ thị hình thái và mơ ­ Sức ép mơi trường tạo ra những thay đổi mơ hoặc hình thái cảu sinh vật ­ Thực vật có thể bị hư hại như lá bị vàng, bị đốm hoặc hoại sinh  Tác động của mưa acid lên thực vật: TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  10. Chỉ thị hình thái và mơ Tác động Lồi cây Cây lá kim Lá kim có màu vàng Rụng lá kim Tuổi thọ lá giảm Cành cây biến dạng Đỉnh tán cây héo và chết Hư hại vỏ cây Cây lá rộng Hư hại rễ Phai màu lá Lá biến dạng Lá già chết sớm Đỉnh tán cây héo dần và chết Hư hại vỏ cây TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  11. Sinh vật thăm dị và cảnh báo (Detector and sentinel organisms) ­Thực  vật  mẫn  cảm  được  sử  dụng  để  phát hiện một số chất gây ơ  nhiễm khơng khí. Ví dụ cây thuốc  lá   Nicotiana   tabaccum  rất  mẫn cảm  với ozon ­Động vật dễ mắc bệnh lở lt, bướu, viêm tấy, hoại tử,… do nhiễm các  chất ơ nhiễm TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản  12. Vai trị của chỉ thị sinh học trong đánh giá mơi trường Sự thiếu hoặc thừa dinh dưỡng, có chất ơ nhiễm trong mơi trường, gây ảnh  hưởng lớn đến tình trạng sinh trưởng và sức sản xuất của thực vật làm trên lá  thực vật xuất hiện những dấu hiệu bất thường: cây cịi cọc, vàng lá, màu tía, mất  màu, hoại tử … Dựa vào những dấu hiệu nêu trên ở thực vật cho phép đánh giá  nhanh, rẻ tiền và hiệu quả hơn về những chất gây ơ nhiễm ở các nồng độ khác  nhau so với các phương pháp hiện đại khác.Trong những trường hợp cần thiết,  bổ sung phương pháp phân tích đất, nước và thực vật. Cịn đối với những chun  gia chỉ thị sinh học mơi trường khơng nhất thiết phải tiến hành phân tích thêm.  Trong nhiều trường hợp dung chỉ thị sinh học mơi trường cịn là bước khởi đầu  cho việc sử dụng hiệu quả các phương pháp nghiên cứu và đánh giá mơi trường  khác.Đặc biệt khai thác khả năng tích tụ các chất ơ nhiễm và tác động tổng hợp  của các yếu tố mơi trường lên các sinh vật tích tụ làm cho chỉ thị sinh học mơi  trường là chỉ dẫn quan trọng cho việc thực hiện các phương pháp lý – hóa học TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản             13. Vai trị của chỉ thị sinh học trong xử lý ơ nhiễm mơi trường Xử lý mơi trường bị ơ nhiễm là một q trình phức tạp ( cơng nghệ, hiểu biết sâu về cơ  chế hấp phụ, chun hóa …chi phí rất cao ).Trong khi đó khả năng làm sạch mơi trường  đất và nước bị ơ nhiễm ( bởi kim loại, chất hữu cơ, thuốc sung và các chất phóng xạ )  bằng thực vật đang được coi như một loại cơng nghệ mới, đơn giản và rất hiệu  quả.Hiện nay vấn đề ơ nhiễm KLN và các hóa chất nguy hại khác đối với mơi trường  đất, nước đang phổ biến.Có nhiều phương pháp xử lý ơ nhiễm KLN trong đất ( đào đất  ơ nhiễm đi chon lấp chỗ khác, rửa đất, cố định các chất ơ nhiễm, xử lý nhiệt … ) nhưng  các phương pháp trên đều rất tốn kém kinh phí, giới hạn về kĩ thuật và hạn chế về diện  tích.Do đó, phương pháp sử dụng thực vật để xử lý ơ nhiễm KLN trong đất, nước được  quan tâm đặc biệt bởi kĩ thuật đơn giản, chi phí đầu tư rất thấp, an tồn và thân thiện  với mơi trường vực: vĩ độ, kinh độ, độ dốc, độ cao, khoảng cách từ nguồn, chiều rộng và độ sâu trung  bình, nền đáy và độ kiềm có thể ảnh hưởng lên quần xã sinh vật đáy làm cho kết quả   ... TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 1. Khái qt? ?về? ?mơi? ?trường Ví dụ? ?về? ?quần thể TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường. .. TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 2. Quần xã  TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 2. Quần xã  Đặc trưng của quần xã... thay đổi tuỳ từng lồi, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa? ?sinh? ?sản,? ?sinh? ? lí và tập tính của? ?sinh? ?vật   TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 1. Khái qt? ?về? ?mơi? ?trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể