Quá trình lưu huỳnh: Vai trò trong hệ sinh thái và tác động sinh học

Chu trình lưu huỳnh

Trong quá trình thối rữa protein, bên cạnh NH 3 một lượng nhỏ khí H 2S thoát ra, chủ yếu là quá trình phân hủy các acid amin chứa lưu huỳnh như Cystin, Cystein và Methionine. Khí H 2S không bền, trong môi trường thoáng khí dễ bị oxy hóa bằng con đường hóa học hay sinh học dưới tác dụng của một số vi khuẩn và nấm mốc. Sự oxy hóa nhờ vi sinh vật diễn ra thông qua nhiều sản phẩm trung gian rồi thành ion SO 4.

Nhìn chung, sự oxy hóa H 2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh có khả năng oxy hóa khử như: S , thiosulfate (S O ) và sulfite (SO ) là do một số nhóm vi khuẩn hóa tự dưỡng, chúng dùng năng lượng thu nhận được để khử CO 2 xây dựng các hợp chất hữu cơ của cơ thể chúng. Trong môi trường yếm khí nó sẽ bị vi sinh vật khử trở lại thành H 2S, quá trình này được gọi là quá trình phản sulfate hóa. Khí H 2S được hình thành trong quá trình thối rữa của thức ăn thừa hay phân hủy protein của động thực vật chết, quá trình phản sulfate hóa sẽ hòa tan trong nước.

Khí H 2S có độ hòa tan rất lớn trong nước, khi hòa tan trong nước H 2S có thể tồn tại ở dạng. Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật (thực vật, động vật và những sinh vật sống khác - quần xã sinh vật) và môi trường sống của sinh vật, giữa môi trường và sinh vật cũng như giữa sinh vật và sinh vật có mối quan hệ lẫn nhau. Mối quan hệ (tương tác) của các nhóm sinh vật trong môi trường bao gồm loại quan hệ (dinh dưỡng, cộng sinh, ký sinh..) nhưng mối quan hệ dinh dưỡng là quan trọng, mối quan hệ này thực hiện chức năng của hệ sinh thái.

Chức năng của hệ sinh thái được đề cập đến chính là quá trình chuyển hóa vật chất năng lượng trong hệ thống, quá trình này bao gồm chu trình vật chất (chu trình carbon, nitrogen, phosphorus..) năng suất sinh học sơ cấp, động thái dinh dưỡng và chuỗi thức ăn.

Vùng chuyển tiếp sinh thái

Núi thường được xem như một vùng chuyển tiếp sinh thái điều kiện khí hậu đa dạng và núi tạo ranh giới giữa các loài bởi sự cách ly địa lý.

Sự ổn định

Nhóm sinh vật sản xuất là nhóm duy nhất trên hành tinh có khả năng hấp thụ các vật chất vô cơ và năng lượng để tổng hợp nên chất hữu cơ, tích lũy năng lượng, đây chính là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn. Năng lượng tích lũy trong chất hữu cơ do sinh vật sản xuất tạo ra là nền tảng cho sự sống của các nhóm sinh vật khác trên trái đất.

Sinh vật phân hủy (decomposer)

Chuỗi thức ăn phức tạp tồn tại trong tất cả các thủy vực nước ngọt, cho phép năng lượng ánh sáng mặt trời chuyển thành qua các giai đoạn từ động và thực vật nhỏ nhất đến lớn nhất.

Tháp sinh học

So sánh cấu trúc dinh dưỡng tháp sinh học khác nhau trong những hệ sinh thái khác nhau.

Hiệu suất quần xã

Hiệu suất trao đổi chất của các hệ sinh thái thủy vực 5.7 So sánh năng suất sinh học của các hệ sinh thái và loài thực vật khác nhau Vai trò của thực vật trong các hệ sinh thái là rất quan trọng, chúng tổng hợp nên chất hữu cơ để cung cấp cho các nhóm sinh vật ở bậc dinh dưỡng tiếp theo. Tuy nhiên, tùy theo loài thực vật trong hệ sinh thái, mức độ dinh dưỡng và tùy theo vùng địa lý mà khả năng tổng hợp chất hữu cơ của thực vật cũng khác nhau. RỪNG SỒI (NEW YORK) RỪNG SỒI (DENMARK) RỪNG VÂN SAM (GERMANY) RỪNG THÔNG (ENGLAND) ĐỒNG CỎ (NEW ZEALAND) VÙNG NHIỆT ĐỚI.

Giàu dinh dưỡng hóa là một quá trình nhờ đó các thủy vực như hồ, cửa sông hay những thủy vực nước chảy chậm nhận được chất dinh dưỡng dẫn đến sự phát triển quá mức của thực vật. Chất dinh dưỡng có thể có nguồn gốc từ nhiều nguồn khác nhau: phân bón trong nông nghiệp, xói mòn từ đất, chất thải. Một thủy vực được xem là nhiễm bẩn khi thành phần hay trạng thái nước trong thủy vực bị biến đổi do tác động của các họat động của con người tới mức hạn chế việc sử dụng cho các nhu cầu khác nhau hoặc không thể sử dụng được nữa.

Các trạng thái dinh dưỡng

Theo SEPA (2002) tình trạng dinh dưỡng các thủy vực nước ngọt ở Scotland được phân chia thành 5 mức độ khác nhau thông qua hàm lượng lân tổng số (TP), chlorophyll-a và độ trong. Giữa các thủy vực nghèo dinh dưỡng và giàu dinh dưỡng có những nét đặc trưng tương phản nhau về những tính chất vật lý, thành phần hóa học của nước và thành phần thủy sinh vật. Sinh lượng phiêu sinh thực vật thấp Không có hiện tượng nở hoa của tảo lam Hệ sinh vật đáy đa dạng, không có khả.

Tính chất dinh dưỡng của một thủy vực phụ thuộc rất lớn vào vị trí địa lý, ở các vị trí địa lý khác nhau thì tính chất khí hậu và thời tiết, hình thái thủy vực, thổ nhưỡng và kể cả tác động của con người rất khác nhau. Sự khác nhau giữa các nguồn tác động trên thông qua các quá trình địa hóa học dẫn đến sự khác nhau về tình trạng dinh dưỡng và năng suất sinh học của thủy vực. Sự tương tác của các yếu tố xác định nên thành phần, phân bố và lượng sinh vật, tốc độ chất dinh dưỡng được luân chuyển và sức sản xuất chung của hồ.

Giữa hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái thủy vực có mối tương tác trong quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng. Hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái đất ngập nước có vai trò sinh học quan trọng là cung cấp vật chất năng lượng cho hệ sinh thái thủy vực dưới dạng vật chất hữu cơ. Vật chất hữu cơ được sản sinh ra từ hệ sinh thái trên cạn được rửa trôi vào các thủy vực cạn (đất ngập nước), tại đây vật chất hữu cơ bị tích tụ hoặc chuyển hóa, quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái đất ngập nước diễn ra rất mạnh nên hệ sinh thái này có năng suất sinh học rất cao so với hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái thủy vực.

Vật chất hữu cơ trong hệ sinh thái đất ngập nước được mang tới các thủy vực lớn (hồ, biển và đại dương) qua quá trình trao đổi nước theo thủy triều, lượng vật chất hữu cơ này góp phần quan trọng trong quá trình sống của các sinh vật trong hệ sinh thái thủy vực. Lược đồ về vị trí vùng đất ngập nước liên hệđến hệ sinh thái dưới nước và trên cạn và những liên kết địa sinh học giữa các thành phần trong đó.

Ô nhiễm hữu cơ và quá trình tự lọc sạch trong thủy vực

Thủy vực nhiễm bẩn trở về trạng thái ban đầu nhờ khà năng tự lọc sạch của thủy vực (Hình 3-15). Ô nhiễm và quá trình tự lọc sạch ở thủy vực nước chảy Hiện tượng nước bị nhiễm bẩn dần dần trở về trạng thái ban đầu như trước khi bị nhiễm bẩn được gọi là khả năng tự lọc sạch của thủy vực, khả năng này rất lớn ở những thủy vực nước chảy mạnh như sông, suối. Khả năng tự lọc sạch của thủy vực có ý nghĩa rất quan trọng trong tự nhiên nhưng khả năng này có giới hạn, không lọc sạch nổi những thủy vực nhiễm bẩn nặng và liên tục.

Trong quá trình tự lọc sạch thủy vực, thủy sinh vật đóng vai trò vô cùng quan trọng. - Khoáng hóa chất hữu cơ: đây là quá trình biến đổi chủ yếu của quá trình tự lọc sạch thủy vực nhờ hoạt động của các nhóm vi sinh vật phân hủy (vi khuẩn, nấm). - Tích tụ chất bẩn và chất độc: Nhiều loài thủy sinh vật có khả năng hấp thụ và tích lũy kim loài nặng, chất phóng xạ trong cơ thể chúng như nhuyễn thể, sứa.

Các chất bẩn, chất độc được thủy sinh vật giữ trong cơ thể trong suốt quá trình sống, khi chúng chết đi sẽ lắng xuống đáy và đất hấp thụ không trở lại môi trường nước. Do đó, thủy sinh vật có vai trò quan trọng trong việc loại chất bẩn và chất độc khỏi môi trường nước. - Loại bỏ chất lơ lửng ra khỏi tầng nước: Các loài động vật không xương sống ăn lọc có khả năng lọc sạch vật chất hữu cơ lơ lửng trong tầng nước.

Những thay đổi về chất lượng nước và các yếu tố hữu sinh ở sông bị ô nhiễm (Theo C.K.