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