Tiểu luận Hệ sinh thái suối: Chuyên đề sinh thái học hệ sinh thái

Tiểu luận trình bày định nghĩa hệ sinh thái, thành phần hệ sinh thái, thực trạng biện pháp quản lý và bảo tồn hệ sinh thái. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu để nắm chi tiết hơn về nội dung nghiên cứu.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHUYÊN ĐỀ SINH THÁI HỌC HỆ SINH THÁI TIỂU LUẬN: HỆ SINH THÁI SUỐI Học viên: Đỗ Văn Mười Lớp K22 – Sinh học Chuyên ngành: Sinh thái học HÀ NỘI – THÁNG 2/2015 I. ĐỊNH NGHĨA ­ Hệ sinh thái (Ecosystem) là một hệ thống tác động tương hỗ  giữa các sinh vật   với  nhau và với mơi trường vơ sinh; là một hệ  chức năng, được mơ tả  như  một  thực thể khách quan, xác định chính xác trong khơng gian và thời gian. Hệ sinh thái   là một khái niệm rộng và linh hoạt, vì thế  có thể  áp dụng cho tất cả  các trường  hợp có mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và mơi trường, có sự trao đổi vật chất,   năng lượng và thơng tin giữa chúng với nhau, thậm chí trong các trường hợp chỉ  xảy ra trong một thời gian ngắn Trong thành phần của hệ  sinh thái, khí quyển, đất, nước, ánh sáng và các   ngun tố dinh dưỡng là những ngun liệu sơ cấp (E), còn động vật, thực vật và   vi sinh vật là những tác nhân vận chuyển và là những bộ máy trao đổi chất và năng  lượng của hệ sinh thái. Chúng được đặc trưng bằng mối quan hệ có lợi và có hại,   mối quan hệ sinh dưỡng giữa sinh vật tự dưỡng (P) và sinh vật dị dưỡng (C), sinh   vật phân hủy (D)       Như vậy, xét về cấu trúc, một hệ sinh thái sẽ gồm 4 thành phần :  ­ Mơi trường vơ sinh (E) ­ Vật sản xuất (P).  ­ Vật tiêu thụ (C) ­ Vật phân hủy (D).  Tất cả  các hệ sinh thái có những đặc điểm cơ  bản xác định về  cấu trúc và  chức năng. Quan trọng nhất là tất cả  các hệ  sinh thái có các thành phần vơ sinh  (abiotic) và sinh vật (biotic) và giữa chúng có sự  trao đổi vật chất, năng lượng và  thơng tin Các hệ sinh thái có thể được chia thành hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái  dưới nước. Các hệ sinh thái dưới nước gồm hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái   nước mặn; các hệ sinh thái nước ngọt gồm hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ,…) và  hệ sinh thái nước chảy (sơng, suối) Suối là một hệ sinh thái nước chảy điển hình được định nghĩa là dòng nước   thiên nhiên ở miền đồi núi, chảy thường xun hoặc theo mùa, do nước mưa hoặc   nước ngầm chảy ra ngồi mặt đất tạo nên ­ Phân loại: + Suối  nước nóng thực chất là mạch nước ngầm được  đun nóng bởi địa  nhiệt của lớp vỏ Trái Đất. Có rất nhiều mạch nước nóng ở nhiều nơi trên lớp vỏ  Trái Đất + Suối nước khống: là mạch nước ngầm thanh lọc trong lòng đất. Suối  nước khống có thể  được khai thác để  sản xuất nước khống (do chứa các chất  khống có lợi) hoặc sử dụng để khai thác du lịch + Ngồi hai loại suối trên, suối được bắt nguồn từ  nước ngầm, băng tuyết   tan chảy hoặc từ nước chảy ở đồi núi, tạo ra dòng chảy với sự thay đổi độ cao và   thành phần vơ sinh, hữu sinh lớn. Các dòng suối này chính là khởi nguồn của các  con sơng, tạo ra dòng chảy bề mặt trên Trái Đất.    Hình 1. Suối Mơ – huyện Đại Lộc, Quảng Nam (Nguồn: Website Giáo dục Việt Nam) Suối nước khống và suối nước nóng có ý nghĩa về mặt kinh tế (du lịch nghỉ  dưỡng, tắm hơi, sản xuất nước khống thiên nhiên, ) 2. THÀNH PHẦN  Đặc trưng bởi sự thay đổi theo đới độ  cao với hàm lượng DO cao, nhiệt độ  thấp, nước chảy, nền đáy (đá tảng, sỏi, cát…)  Thành phần hệ sinh thái suối gồm: thực vật thủy sinh,  ấu trùng, các loại ốc  kích thước nhỏ, cá kích thước nhỏ  Do độ  trong lớn nên các loại tảo bám đá nhiều và cơ  sở  thức ăn cho cá và  động vật khơng xương sống  Khu hệ thủy sinh vật hệ sinh thái suối có tỷ lệ các lồi đặc hữu cao Thành phần của hệ sinh thái có thể chia ra như sau: 2.1 Các thành phần vơ sinh (sinh cảnh) Dòng chảy của suối bắt nguồn từ các khe rãnh, vách núi, các nghiên cứu chỉ  ra rằng phần lớn sơng, suối chảy trên mặt đất đều tự  tạo thung lũng riêng cho  mình, khi khối lượng nước lớn, chúng tìm nơi thuận lợi để  dồn nước vào chỗ  trũng. Nói chung, các dòng chảy đều bắt nguồn từ  nơi cao, đổ  nước xuống nơi   thấp bằng con đường ngắn nhất có thể  được. Đặc điểm quan trọng của suối là  chế  độ  nước chảy, do đó mà chế  độ  nhiệt, muối khống nhìn chung đồng đều   nhưng thay đổi theo mùa. Đặc điểm nổi bật là dòng chảy thường hẹp, nước chảy  xiết, nền đáy là đá, sỏi và cát Tốc độ  dòng chảy phụ  thuộc vào độ  rộng và dốc của dòng suối. Các dòng  chảy được ni dưỡng bởi 2 nguồn chính: nước bề mặt và nước ngầm. Nước bề  mặt là nước mưa hay do băng tuyết tan ra, hầu hết các dòng chảy nhận nước bề  mặt của lưu vực gom nước, từ các suối nhỏ, suối lớn. Nước ngầm là nước chứa  trong các túi nước trong lòng đất. Sự  phân bố  của nước ngầm phụ  thuộc vào địa  hình, khí hậu địa phương, độ xốp và khả năng thấm nước của lớp đất đá nằm phía   dưới. Mặt bàn nước ngầm thường nằm tương  ứng với địa hình, thấp dần từ  nơi  cao đến nơi thung lũng. Do đó, mực nước ngầm có thể  được kiểm tra bởi nước   mặt hồ, mặt giếng. Sự  xâm nhập của nước ngầm vào các mạch ngầm, sỏi, cát   xốp,… là tiền đề cung cấp nguồn nước để duy trì dòng chảy trong mùa khơ.  2.2 Các yếu tố hữu sinh (quần xã sinh vật) Dòng chảy là một yếu tố giới hạn vật lí. Sinh vật sống ở trong đó có những  đặc điểm riêng về thành phần và thích nghi với mơi trường. Quần xã sinh vật cũng  được chia ra các thành phần cơ bản: + Sinh vật sản xuất (producer): thực vật, tảo có màu xanh, một số vi khuẩn   quang hợp hay hóa tổng hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp ni sống các sinh vật   dị dưỡng + Sinh vật tiêu thụ  (consumer): chủ  yếu là các lồi động vật sống nhờ  vào  các chất hữu cơ có sẵn trong mơi trường (thực vật, động vật và các sản phẩm của  chúng) + Sinh vật phân giải (reducer): gồm phần lớn các vi sinh vật hoại sinh,   chúng phân giải các chất, giải phóng năng lượng để  sử dụng trong các hoạt động   sống của mình đồng thời trả  lại cho mơi trường các chất vơ cơ  ban đầu (các  ngun tố, muối khống) Quần xã sinh vật ở suối nhìn chung nghèo về sinh vật tự dưỡng. Chỉ có các  bèo trơi nổi, rong rêu, Tảo lục, tảo sống bám vào giá thể, Tảo silic và các sinh vật   tự dưỡng khác sống gần mặt nước. Do sinh vật sản xuất ít nên sinh vật ăn cỏ, sinh  vật ăn thịt, sinh vật ăn mùn bã cũng ít. Vì vậy, năng suất sinh học ở các dòng suối  thường rất thấp Những sinh vật nổi ở nước chảy xiết thường có các thích nghi hình thái đạc   biệt như: (1) Cơ thể của  ấu trùng và cá có dạng hình thoi và dẹt để chống lại sức   cản của dòng chảy; (2) Các nhóm và các họ  động vật khác nhau có nếp gấp ở  da   thân để bám vào giá thể như chức năng bám của ấu trùng bộ Hai cánh; (3) Hầu hết   động vật sống trong nước chảy đều có hướng đi ngược dòng chảy Ở   nền sỏi đá, cát có các cây bụi mọc   kẽ  đá, ví dụ  câu  rù rì (ở  thượng  nguồn nhiều suối của sơng Hồng) và Tảo lục Cladophora. Các động vật có nhiều  đặc điểm hình thái, cấu tạo thích nghi với mơi trường nước chảy xiết.  Các quần  xã thủy sinh vật   đây có thành phần khơng đồng nhất, thay đổi theo vị  trí của  dòng chảy. Thành phần lồi mang tính pha tạp cao do nhiều lồi ngoại lai từ  các   thủy vực khác du nhập vào. Ở những nơi có dòng chảy mạnh, nhiệt độ nước thấp,   nồng độ  ơxi cao, số  lồi thực vật ít, động vật nổi khơng phát triển, nhưng có   những lồi cá bơi giỏi; sinh vật đáy phát triển, hệ  rễ  bám chặt vào đáy như  rong   mái chèo, hoặc phát triển mạnh cơ  quan bám.  Điển hình như  thủy tức nước ngọt  Hydra, bọ  nước có giác bám   cuối thân hoặc động vật vừa có giác bám, vừa có   các sợi tơ buộc thân vào giá thể (như ấu trùng của muỗi  Simulium). Bọ nước suối  Hydrospyche có móc và lưỡi bám. Mặt dưới của cơ thể giun dẹp và nhuyễn thể có  tiết ra các chất dính Ở những vực sâu có các sinh vật đa dạng và phong phú như sinh vật phù du,  sinh vật sống vùi (2 mảnh vỏ), ấu trùng chuồn chuồn, một số sinh vật nổi. Ở vực   sâu của dòng chảy chậm có cá và các sinh vật khác tập trung. Sinh vật nổi ở đây có  điều kiện phát triển mạnh Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong dòng nước. Sự phân bố của chúng hồn  tồn khơng đồng nhất mà rất khác nhau tuỳ thuộc vào đặc trưng của từng loại mơi  trường. Các yếu tố mơi trường quan trọng quyết định sự phân bố của vi sinh vật là   hàm lượng muối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và ánh sáng. Vì nước suối khá sạch và  các chất hòa tan thường ít nên vi sinh vật nước có mật độ rất thấp Trong các suối có hàm lượng sắt cao thường chứa các vi khuẩn sắt như  Leptothrix ochracea. Ở các suối chứa lưu huỳnh thường có mặt nhóm vi khuẩn lưu  huỳnh màu lục hoặc màu tía. Những nhóm này đều thuộc loại từ dưỡng hố năng   và quang năng. Ở những suối nước nóng thường chỉ tồn tại các nhóm vi khuẩn ưa   nhiệt như Leptothrix thermalis Sự phát tán sinh vật trong dòng suối Một trong những  đặc điểm khác biệt nhất của mơi trường suối là dòng  chảy. Dòng chảy có tác động gì đến sự  sống của các sinh vật trong dòng chảy?  Các ảnh hưởng của dòng chảy là rất lớn và ảnh hưởng đến mọi thứ từ lượng oxy   trong nước đến kích thước, hình dạng, và tập tính của các sinh vật trong dòng  chảy. Tại sao khơng phải là dòng chảy của suối rửa sạch tất cả các sinh vật trong   dòng chảy, bao gồm cá, cơn trùng, ốc, vi khuẩn, tảo và nấm,… ra biển?  Tất cả các  sinh vật suối có những đặc điểm khác nhau giúp chúng duy trì vị trí của mình trong   dòng suối. Một số lồi cá như  cá hồi được sắp xếp hợp lý và có thể  dễ  dàng bơi   ngược dòng nhanh chóng, trong khi các lồi cá khác như  cá bống và các cá nhỏ  cũng được cấu tạo để tránh sức mạnh của dòng chảy bằng cách sống phía dưới và   tìm kiếm nơi trú  ẩn trong hoặc phía dưới đá. Vi sinh vật chống lại việc bị  cuốn   trơi bằng cách bám chặt các bề  mặt của các loại đá, gỗ, và các vật khác. Nhiều   lồi cơn trùng dòng chảy có cấu tạo dẹt và để ở lại và thốt khỏi áp lực mạnh của   dòng chảy, trong khi những sinh vật khác có dáng thn nhỏ và bơi nhanh Ngồi ra cần kể đến hệ thực vật, động vật ven bờ suối gồm các cây gỗ lớn,   nhỏ khác nhau, cây bụi và cỏ đóng vai trò quan trọng trong điều hòa khí hậu, ngăn   chặn lũ lụt,… Ở  những suối có nguồn nước thải cơng nghiệp đổ  vào hoặc các tác động  khác của con người thì thành phần vi sinh vật cũng bị  ảnh hưởng theo các hướng  khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất của nước thải. Những nguồn nước thải có chứa  nhiều axit thường làm tiêu diệt các nhóm vi sinh vật  ưa trung tính có trong thuỷ  vực 3. THỰC TRẠNG ­ Suối đóng vai trò quan trọng, là nơi khởi đầu của các dòng chảy bề mặt trên Trái   Đất, trong nó chứa đựng các hệ sinh thái quan trọng. Nhiều hệ sinh thái suối đang  đứng trước nguy cơ bị ơ nhiễm nặng và khó phục hồi được bởi các tác động vơ ý  thức của con người ­ Hiện nay, các dòng suối, nhất là suối trong các khu du lịch, đang đứng trước nguy   bị ơ nhiễm mơi trường rất cao do ý thức khơng tốt của người dân và khách du  lịch. Việc vứt xả rác bừa bãi xuống các dòng suối gây nên tình trạng mất mĩ quan  cũng như ảnh hưởng đến hệ sinh vật suối “Suối rác” ở thị trấn Nà Phặc, huyện Ngân Sơn – Bắc Kạn (Nguồn: Đài phát thanh – truyền hình tỉnh Bắc Kạn) ­ Việc xây dựng các thủy điện nhỏ  thơng qua sử  dụng dòng chảy của suối cũng    việc chặn các dòng chảy từ  thượng nguồn làm thủy điện lớn đã ảnh hưởng   vơ cùng nghiêm trọng đến mơi trường và hệ sinh vật của suối ­ Do tình trạng chặt phá rừng đầu nguồn dẫn tới dòng chảy của suối trở  thành   nguồn “chun chở” lũ lụt gây ảnh hưởng đến mùa màng và đời sống con người   Bên cạnh đó là sự ơ nhiễm mơi trường do lũ lụt gây ra ­ Hoạt động cơng nghiệp, chế biến nơng sản đã thải vào các dòng suối một lượng  khơng nhỏ  các chất thải, hóa chất gây nên tình trạng ơ nhiễm nguồn nước ngọt,   ảnh hưởng đến nguồn nước sạch cung cấp cho nơng nghiệp và sử dụng trong sinh   hoạt ở nhiều nơi ­ Hoạt động khai thác khống sản đã thải ra mơi trường một lượng lớn rác thải,  hóa chất độc hại, chúng ảnh hưởng đến lớn đến mơi trường, đặc biệt ảnh hưởng   đến các hệ sinh thái suối gây suy thối mơi trường, suy hoại tài ngun sinh vật và  nguồn nước sạch cho các vùng trung và hạ lưu Bùn đỏ ở Veszprem (Bungari), hậu quả của cơng nghiệp luyện nhơm (Nguồn: Báo điện tử Dân trí) 4. BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ BẢO TỒN ­ Điều tra, thống kê, lập và thực hiện dự  án cải tạo, nạo vét, khơi thơng  dòng chảy tại các suối trong các đơ thị, khu dân cư đang bị ơ nhiễm nghiêm trọng   Kiểm sốt các hoạt động đổ thải, san lấp mặt bằng lấn chiếm dòng chảy của các  suối ­ Đánh giá khả  năng tiếp nhận nguồn thải của các dòng suối trên các lưu  vực sơng, phân vùng chất lượng mơi trường nước các dòng suối để phục vụ cơng  tác quản lý và cấp phép xả thải ­ Chủ trì, phối hợp biên tập tài liệu và tun trun trong các cấp học nhằm   giáo dục nâng cao nhận thức, ý thức bảo vệ mơi trường ­ Tập trung tun truyền nâng cao ý thức của người dân, cổ  vũ, động viên  các tổ chức, cá nhân làm tốt cơng tác bảo vệ mơi trường, phê phán các tổ chức, cá  nhân vi phạm pháp luật về mơi trường ­ Ngăn chặn tình trạng xả  thải trực tiếp các chất thải, hóa chất độc hại  xuống các dòng suối, thực hiện xử  phạt nghiêm minh với các hành vi cố  tình vi  phạm pháp luật về mơi trường ­ Phát triển du lịch phải đi đơi với cơng tác quản lí và bảo tồn các dòng suối,   giữ được vẻ tự nhiên và trong sạch của suối  ... Các hệ sinh thái có thể được chia thành hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái dưới nước. Các hệ sinh thái dưới nước gồm hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái   nước mặn; các hệ sinh thái nước ngọt gồm hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ,…) và  hệ sinh thái nước chảy (sơng, suối)...  các hệ sinh thái có các thành phần vơ sinh (abiotic) và sinh vật (biotic) và giữa chúng có sự  trao đổi vật chất, năng lượng và  thơng tin Các hệ sinh thái có thể được chia thành hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái ... động vật khơng xương sống  Khu hệ thủy sinh vật hệ sinh thái suối có tỷ lệ các lồi đặc hữu cao Thành phần của hệ sinh thái có thể chia ra như sau: 2.1 Các thành phần vơ sinh (sinh cảnh) Dòng chảy của suối bắt nguồn từ các khe rãnh, vách núi, các nghiên cứu chỉ