3.5.1. Tác động của các yếu tố sinh thái đến con người
Ảnh hưởng của phương thức sống và thức ăn
Karl Linné từ thế kỷ thứ 18 đã đặt con người vào bộ linh trưởng (Primatas). Thực ra bản chất con người vừa là cơ thể sinh học (somatic) vừa là văn hóa (cultural). Quá trình khai thác môi trường từ cỏ cây, thú vật và quá trình thích nghi với điều kiện sống này là xuất phát điểm sâu xa dẫn đến chế tác công cụ và sáng tạo công nghệ chính là biểu tượng văn hóa, thể hiện trên những cấu tạo và chức năng mới của cơ thể.
Hoàn thiện khả năng cầm nắm hướng tới chế tác và cải tiến công cụ.
Tăng cường ý nghĩa của kích thích thị giác trên cơ sở phát triển thị giác.
Thoái hóa hàm răng, chuyển chức năng cầm nắm từ răng sang bàn tay, chuyên biệt hóa chi sau với chức năng đi thẳng.
Phức tạp hóa cấu trúc và chức năng não bộ đặc biệt là các trung tâm liên quan đến hoạt động tổng hợp (ngôn ngữ và chữ viết).
Việc tăng cường sử dụng protein động vật đã cung cấp thêm năng lượng, có liên quan mật thiết đến toàn bộ hoạt động của cơ thể và liên quan đến sự tiến hóa về hình thái cấu tạo của các loại hình Người. Chế độ dinh dưỡng có ảnh hưởng lâu dài đến các đặc điểm cơ thể. Ví dụ có 2 bộ tộc ở châu Phi sống gần nhau nhưng bộ tộc Maxai chuyên chăn nuôi, ăn thịt nhiều hơn cho nên cao hơn đến 10cm và nặng hơn 10kg so với tộc người Kaknia (thuộc Kenia) chuyên trồng trọt.
Môi trường sinh thái và chế độ dinh dưỡng tạo ra những dị biệt khá lớn về đáp ứng sinh học. Ví dụ tiến bộ của y học (văn hóa) đã làm yếu hoặc loại trừ một số
áp lực chọn lọc nhưng lại tạo cơ hội cho một số áp lực mới như AIDS, các bệnh về tim mạch, béo phì...
Hình 3.10: Con người và sinh vật
Ảnh hưởng của yếu tố khí hậu
Ảnh hưởng của yếu tố khí hậu biểu hiện ở nhiều trạng thái khác nhau theo mùa, theo địa lý. Là đều là tổ hợp của nhiều thành phần như nhiệt độ, độ ẩm, gió, mây mưa, nắng tuyết ...Tác động cua tổ hợp này được thông qua nhiều rào chắn tự nhiên (sông, hồ, biển, núi, cây rừng ...) và rào chắn văn hóa (nhà cửa, quần áo, tiện nghi sinh hoạt...) tạo thành khí hậu toàn cầu, địa phương, tiểu khí hậu (ở tiểu vùng) và vi khí hậu (tại chỗ có giới hạn hẹp).
Điều hòa nhiệt là thích nghi sinh học chủ đạo liên quan đến các chức năng của các tổ chức cơ thể. Một số cơ cấu góp phần bảo đảm tốt thích nghi với vi khí hậu. Ví dụ khi nhiệt độ môi trường thay đổi thì nhiệt da biến đổi nhưng nhiệt trung tâm của cơ thể bao giờ cũng được giữ ổn định – gọi là động vật ổn nhiệt 36 – 37oC.
Ảnh hưởng của môi trường địa hóa
Hàm lượng khoáng chất trong thành phần sinh hóa của cơ thể có liên quan đến quá trình biến đổi nội bào (tạo xương, điều hòa áp lực thẩm thấu ...). Tương quan về tỉ lệ số lượng các thành phần khoáng trong môi trường có ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần khoáng trong cơ thể từ đó ảnh hưởng đến sinh trưởng, tăng trưởng và phát triển. Ví dụ bệnh bướu cổ liên quan đến hàm lượng Iode, bệnh sâu răng liên quan đến hàm lượng fluor trong nước …
Cân bằng khoáng trong cơ thể phải được đảm bảo trong một biên độ nhất định, thừa và thiếu quá mức đều làm rối loạn cân bằng và gây bệnh. Nghiên cứu mức khoáng hóa của bộ xương bằng tia Rơnghen có thể giúp kiểm tra phản ứng địa hóa một cách khách quan.
Người ta đặc biệt quan tâm đến mối tương quan giữa Strontium (Sr) và Calcium (Ca) cũng như sự có mặt hoặc vắng mặt của các yếu tố khoáng đa lượng (hoặc cả vi lượng) trong đất không chỉ ảnh hưởng đến mức khoáng hóa xương mà còn ảnh hưởng đến kích thước và hình dạng chung của cơ thể hoặc từng phần cơ thể.
3.5.2. Tác động của con người đến sinh quyển
Con người là một thành viên trong các hệ sinh thái tự nhiên quanh mình, có quan hệ tương hổ thông qua các mắt xích thức ăn, các hoạt động lao động sản xuất nhưng đặc biệt là hành vi cư xử của con người.
Trong quá trình phát triển, con người đã tác động vào hệ sinh thái tự nhiên rất nhiều như khai thác sinh vật thủy sinh, chăn nuôi, trồng trọt, khai thác các sản phẩm của rừng…. Ngoài ra, con người còn tạo ra những hệ sinh thái nhân tạo như kết hợp trồng trọt, trồng rừng, chăn nuôi và con người tích cực tham gia bảo vệ môi trường, chống lại quá trình ô nhiễm môi sinh và quản lý các nguồn tài nguyên tự nhiên và môi trường.
Tuy nhiên, bên cạnh những tác động tích cực, con người đã để lại những tác động xấu đến môi trường gây những hậu quả khác nhau.
Gây ô nhiễm môi trường
Một số hậu quả nghiêm trọng của ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến toàn cầu như mưa acid; Hiệu ứng nhà kính; Lỗ thủng tầng ozone.
Công nghiệp, nông lâm ngư nghiệp, sinh hoạt thải ra môi trường đủ dạng chất thải rắn, nước, khí với hàng triệu tấn/năm. Nước mặt tràn lên mặt đất, sông hồ, ngấm sâu xuống đất, chất khí độc cũng dâng lên cao, gây hại cho tầng ozone.
Mặt đất bị xói mòn, lớp phủ đất – dinh dưỡng cho thực vật cũng bị mất dần, đồng thời trở thành bãi chôn rác và phóng xạ. Đất nông nghiệp bị thâm canh bằng đủ các loại hóa chất gây chai cứng đất. Diện tích canh tác bị thu hẹp hàng năm 5 – 7 triệu ha.
Nguồn nước sạch bị thu hẹp do khai thác bừa bãi, do ô nhiễm. 60% dân đô thị và nông thôn không có nước để dùng.
Gây suy giảm đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học là thuật ngữ để chỉ sự phong phú của các sinh vật sống từ tất cả các nguồn, bao gồm lục địa, biển và các hệ sinh thái thủy sinh khác cũng như tổ hợp sinh thái, bao gồm sự đa dạng trong các chủng loài và hệ sinh thái.
Đa dạng sinh học cung cấp nguồn thực phẩm cho con người, cung cấp nguồn gen quý hiếm, là tác nhân điều hòa sinh học, cung cấp các sản phẩm tự nhiên như thuốc trừ sâu, dược phẩm và các nguyên vật liệu khác, đồng thời còn phục vụ cho môi trường cũng như nhu cầu giải trí của con người.
Nguyên nhân chính gây suy giảm đa dạng sinh học là những hành động phá hoại môi trường sống làm hủy diệt các loài động thực vật, mất tính đa dạng, số cá thể còn lại ít sẽ không đủ sức hỗ trợ cho sự tồn tại của một quần thể, quần thể dễ bị tiêu diệt,
tuyệt chủng vì những thay đổi bất thường. Tính đa dạng di truyền của những quần thể này thấp nên khó thích nghi với các biến động khí hậu hoặc các bệnh truyền nhiễm.
Hoạt động săn bắt của con người cũng đã gây sự tuyệt chủng của nhiều thú lớn. Nhập cư của các loài ngoại lai từ khu vực khác cũng dẫn đến sự tuyệt chủng của nhiều giống loài vì gây sự mất cân bằng của chuỗi thức ăn – con mồi. Mọi hoạt động của con ngườ nhằm tồn tại và phát triển kinh tế-xã hội, nên bên cạnh những tác động xấu đối với môi trường, còn có những tác động tích cực đến hệ sinh thái. Tuy nhiên, chúng ta cần lưu ý đến những tác động tiêu cực đối với môi trường để có những giải pháp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất sự thiệt hại cần tránh.
Chương 4
TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN 4.1. Tài nguyên đất
4.1.1. Sự hình thành đất Các yếu tố hình thành đất
Ðất là vật thể tự nhiên được hình thành lâu đời từ khi có sự sống xuất hiện trên quả đất, là kết quả của một quá trình hoạt động tổng hợp của 5 yếu tố gồm: mẫu thạch, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian; đây là một định nghĩa đầu tiên và khá hoàn chỉnh về đất. Sau này nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, cần bổ sung thêm vào một yếu tố khác nữa đó là con người; chính con người khi tác động vào đất làm thay đổi khá nhiều tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất tự nhiên và từ đó đã hình thành nên những loại đất mới không thể tìm thấy được trong tự nhiên.
Mẫu thạch: Ðây là yếu tố quyết định thành phần cấu tạo và tính chất của từng loại
đất. Chẳng hạn như Sa thạch chứa nhiều silic thì tạo nên đất chứa nhiều cát; đá vôi khi tạo thành đất thì đất chứa nhiều ion Ca++, đá chứa nhiều kali thì đất được tạo ra cũng chứa nhiều ion K+....
Sinh vật: Ðây là yếu tố chủ đạo trong sự thành lập đất. Các vi sinh vật phân giải
các chất hữu cơ biến chúng thành những chất khoáng dinh dưỡng cho rể cây hấp thụ. Trong quá trình phân giải, vi sinh vật một mặt lấy thức ăn để tổng hợp nên chất hữu cơ cho cơ thể mình, mặt khác tổng hợp nên một loại chất hữu cơ đặc biệt trong đất được gọi là mùn, rồi mùn lại tiếp tục bị khoáng hóa tạo nên chất dinh dưỡng cho cây. Chất dinh dưỡng được thực vật hấp thu để sinh trưởng và phát triển. Trong quá trình sống, nhờ khả năng quang hợp mà thực vật xanh tạo ra một khối lượng lớn chất hữu cơ và khi thực vật chết đi thì chất hữu cơ được trả lại cho đất. Các vi sinh vật đất phân hủy các chất hữu cơ; các nguyên sinh động vật, côn trùng, giun đất... chúng ăn các chất hữu cơ và qua quá trình tiêu hóa, những chất hữu cơ không tiêu hóa được thải ra ngoài theo phân và rồi lại được các vi sinh vật tiếp tục phân giải và cuối cùng hình thành các hợp chất dinh dưỡng cung cấp lại cho thực vật.
Khí hậu: Khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp đến đất thông qua chế độ nước và nhiệt
độ của nó, ảnh hưởng gián tiếp đến đất thông qua các loài sinh vật sống trên đó. Sinh vật và khí hậu gắn với nhau một cách chặt chẻ đến mức người ta gọi chúng là điều kiện sinh khí hậu của đất. Nước và nhiệt độ có ảnh hưởng đến quá trình phong hóa của mẫu thạch, đến sự hòa tan, rửa trôi, trầm tích, tổng hợp và phân giải các chất hữu cơ trong đất... Ở mỗi vùng có điều kiện khí hậu khác nhau và có lớp mẫu thạch khác nhau thì hình thành nên những loại đất khác nhau.
Ðịa hình: Ðịa hình có ảnh hưởng rất lớn đối với sự phân bố nguồn năng lượng
mặt trời làm cho nhiệt độ và độ ẩm của khí hậu ở các vùng khác nhau và dẫn đến sự phân bố của các quần xã sinh vật khác nhau. Ðiạ hình ảnh hưởng đến tuổi tương đối của đất.
Yếu tố thời gian: Mẫu thạch muốn hình thành đất phải trãi qua một thời gian lâu
dài, thời gian từ khi bắt đầu hình thành đất cho đến nay được gọi là tuổi tuyệt đối của đất. Người ta dựa trên chu kỳ bán rã của Carbon phóng xạ (C14) để định tuổi của đất. Chu kỳ bán rã của C14 là 5.700 năm. Khi thực vật còn sống thì tỉ lệ C12 : C14 trong cơ thể không đổi, nhưng khi thực vật chết đi thì cơ thể ngưng hấp thụ C12, còn C14 thì lại bắt đầu phân rã. Phân tích tỉ lệ C12 : C14 trong đất và dựa trên chu kỳ bán rã của C14 để suy ra tuổi của đất. Năm 1958, Devries đã dùng phương pháp này và xác định tuổi của đất hoàng thổ ở Châu Úc có tuổi từ 32 - 42 ngàn năm.
Con người: Khi chưa nắm được các quy luật của tự nhiên, hoạt động sản xuất của
con người hoàn toàn lệ thuộc vào tự nhiên; các hoạt động vô ý thức này nhiều khi đã đem lại những tai họa không nhỏ. Ngược lại, khi nắm được các quy luật của tự nhiên, con người đã chủ động trong việc sử dụng đất đai, khống chế được những mặt xấu, phát huy những mặt tốt, bắt thiên nhiên phải phục vụ cho những mục đích của mình. Thí dụ như con người đã biết làm ruộng bậc thang để chống xói mòn do nước, biết tưới nước cho đất khô, biết tháo nước khi đất úng, biết rửa mặn cho đất mặn và biết bón phân và bón vôi cho đất bạc màu... Con người đã làm cho đất thay đổi về thành phần và tính chất của đất, dần dần khác xa đất tự nhiên, hình thành nên những loại đất mới mà tự nhiên không có. Chẳng hạn như đất trồng lúa nước hiện nay có thành phần và tính chất khác hẳn với đất tự nhiên lúc ban đầu.
Sự phong hóa và quá trình hình thành đất a. Sự phong hóa
Dưới tác động của các nhân tố vật lý, hoá học và sinh học trong môi trường làm cho trạng thái vật lý và hóa học của đá và khoáng chất trên bề mặt của quả đất bị biến đổi dần và trở thành vụn nát. Quá trình biến đổi đó được gọi là quá trình phong hóa.
Phong hóa lý học: Tác dụng của phong hóa lý học diễn ra chủ yếu nhất là do sự
thay đổi nhiệt độ. Khi nhiệt độ của môi trường tăng lên cao thì các khoáng trong đá bị đun nóng lên và trương nở ra. Ngược laị, khi nhiệt độ của môi trường hạ xuống thì các khoáng trong đá bị co rút lại. Thí dụ như ở Sa mạc ban ngày nhiệt độ có thể lên đến 50oC- 60oC còn ban đêm nhiệt độ có thể hạ đến dưới 0oC, chính sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ là nguyên nhân gây nên sự vở vụn mẫu thạch. Mặt khác, mỗi loại khoáng có hệ số co giản khác nhau (thạch anh: 0,00031; calcit: 0,0002 ; mica: 0,00035 ), sự co giản nội bộ của các khoáng bên trong mẫu thạch xảy ra không đều càng làm tăng thêm sự rạn nứt mẫu thạch. Ngoài ra, khi nước xâm nhập vào các khe nứt và len lỏi tới những khe nứt nhỏ sẽ sinh ra áp suất mao dẫn làm chỗ nứt càng rộng hơn hoặc khi nước trong các khe nứt bị đóng băng thì thể tích tăng lên, tác động lên thành của khe nứt làm khe nứt rộng ra và đá càng mau bị phá hủy hơn. Tốc độ phong hóa vật lý phụ thuộc vào tính chất của đá: đá có cấu tạo bởi nhiều loại khoáng bị phong hóa nhanh hơn đá có một loại khoáng; đá có ít lổ hổng bị phong hóa chậm hơn có nhiều lỗ hổng. Ngoài yếu tố nhiệt độ, sự phong hóa lý học còn được sinh ra bởi sự di chuyển của gió, nước, băng hà và các hoạt động của sinh vật kể cả con người.
Phong hóa hóa học: Tác dụng phong hóa hóa học thực hiện bởi nước, 02 và C02 được thể hiện dưới 4 dạng: oxid hóa, hydrat - hóa, hòa tan và hóa sét... làm thay đổi thành phần của các khoáng trong đá:
- Oxid hóa: Trong nhiều loại khoáng hình thành đá có nhiều loại ion hóa trị thấp như Fe và Mn, những ion này bị oxid hóa thành dạng hóa trị cao hơn làm khoáng ban đầu bị phá hủy và biến đổi. Thí dụ: khoáng pyrit (FeS2 )
2 Fe S2 + 7 O2 + 2 H2O ---> 2 Fe SO4 + 2 H2 SO4 12 Fe SO4 + 3 O2 + 6 H2O ---> 4 Fe2 (SO4) + 4 Fe (OH)3
2 Fe2 (SO3) + 9 H2O ---> 2 Fe2 O3. 3 H2O + 6 H2 SO4
- Hydrat hóa: Nước là một phân tử phân cực nên khi những khoáng có các cation hoặc ion còn có hóa trị tự do hay những cation liên kết trên bề mặt, chúng sẽ liên kết lại làm cho khoáng ngậm nước. Thí dụ: Hematit bị hydrat hóa thành limonit.
2 Fe2O3 + 3 H2O ---> 2Fe2O3. 3H2O
- Hòa tan: Nước là dung môi hòa tan hầu hết các khoáng. Tác dụng hòa tan tăng khi trong nước chứa khí CO2. Thí dụ: Các Carbonat biến thành bicarbonat hòa tan trong nước:
CaCO3 + CO2 + H2O ---> Ca (HCO3)2
- Hóa sét: Quá trình này hay xảy ra đối với các silicat và aluminosilicat trong đá