Cho dù nơi sinh sống không bị ảnh hưởng một cách trực tiếp do việc phá hủy hay chia cắt, nhưng các quần xã và các sinh vật sống
trong đó có thể bị ảnh hưởng sâu sắc do các hoạt động khác của con người. Dạng nguy hiểm nhất của phá hủy môi trường là sự ô nhiễm. Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng này là do thuốc trừ sâu, hóa chất và các chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt của con người và các ô nhiễm gây ra bởi các nhà máy, ô tô, cũng như các trầm tích lắng đọng do sự xói mòn đất từ các vùng cao, sườn núi.
Ô nhiễm do thuốc trừ sâu: sự nguy hại của thuốc trừ sâu được khuyến cáo
từ những năm 1962. Nồng độ của DDT và các loại thuốc trừ sâu khác tích luỹ trong cơ thể sinh vật, tăng lên theo bậc cao dần của chuổi thức ăn thông qua quá trình tích tụ sinh học (bioaccumulation) và khuếch đại sinh học (magnification) (Bảng 2.4.).
Bảng 2.4. Hàm lượng tích lũy DDT ở các bậc dinh dưỡng ở nước và trên cạn
Số lần khuếch đại Sinh vật Hàm lượng DDT (ppm) 80.000 Chim nước 1600,00 5.000 Cá 100,00 250 Tôm 5,00 1 Các loài tảo 0,02 75 Chim cổ đỏ 750,00 9 Giun đất 90,0 1 Đất 10,0
(Nguồn : Lê Huy Bá. Độc học môi trường)
Việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu để phòng trừ các loài côn trùng gây hại cho cây trồng và phun vào nước để diệt các ấu trùng muỗi đã làm hại tới những quần thể khác sống trong thiên nhiên, đặc biệt đối với những loài chim ăn côn trùng, cá và các loại động vật khác bị ảnh hưởng bởi DDT hay các sản phẩm bán phân hủy của chúng. Khi nồng độ thuốc trừ sâu có độ độc lớn tích luỹ đến mức cao trong các tế bào
cơ thể chim, như các loài diều hâu hay ó, thì chúng yếu đi và có xu hướng đẻ ra những quả trứng có vỏ mỏng hơn bình thường, vỏ này dễ vỡ trong quá trình ấp. Do vậy, trứng không thể nở thành con non và quần thể loài chim suy giảm một cách đáng kể. Tại các hồ và các cửa sông, dư lượng DDT và các loại thuốc trừ sâu khác được tích luỹ lại trong cơ thể các loại cá lớn như cá heo và các động vật biển khác. Trên các khu vực canh tác nông nghiệp, các loài côn trùng có ích hay các loài có nguy cơ bị tuyệt chủng cũng đều bị tiêu diệt cùng với các côn trùng gây hại.
Ô nhiễm nước: ô nhiễm nước gây hậu quả xấu cho loài người như hủy hoại các nguồn thực phẩm thủy sản như cá, ốc, hến và làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt. Tương tự như vậy, ô nhiễm nước còn gây tác hại to lớn cho các quần xã sống dưới nước. Sông, hồ và đại dương thường xuyên được sử dụng như một bãi thải các chất thải công nghiệp, chất thải dân dụng. Thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ dầu thải, dầu bị rò rỉ, kim loại nặng, các chất tẩy rửa có thể làm tổn thương hay giết chết các sinh vật thủy sinh sống trong môi trường nước. Nếu như các chất thải được chôn lấp vào khu vực của hệ sinh thái trên cạn chỉ gây tác động cục bộ tại một địa điểm nhất định, thì các chất thải độc hại vào môi trường nước lan toả đi xa theo dòng chảy và lan rộng trên một diện tích lớn. Các hóa chất độc, dù chỉ với một liều lượng rất thấp thì dư lượng của chúng vẫn có thể tồn đọng, tích luỹ dần vào trong cơ thể sinh vật thủy sinh đến nồng độ gây chết do chúng phải lọc một lượng lớn nước khi ăn. Các loài chim và thú ăn thịt các sinh vật này sẽ là đối tượng tích luỹ các hóa chất độc vào cơ thể của chúng.
Các khoáng chất vi lượng tuy rất cần cho cuộc sống của động vật và thực vật nhưng chúng cũng có thể trở nên gây hại khi xuất hiện ở nồng độ cao. Các chất thải của người, các loại phân bón hóa học, các chất tẩy rửa và các quá trình sản xuất trong công nghiệp thường xuyên thải ra một lượng lớn nitrat, photphat vào hệ sinh thái thủy vực, dẫn đến
hiện tượng phú dưỡng nước. Chỉ một lượng nhỏ các chất dinh dưỡng này có thể kích thích thực vật và động vật phát triển, nhưng với một nồng độ cao hơn sẽ gây ra sự nở hoa của các loài tảo sống trên bề mặt nước. Sự nở hoa của các loài tảo này có thể rất dày đặc đến mức lấn chiếm cả các loài động, thực vật nổi và che khuất những loài sống dưới tầng đáy. Khi lớp tảo bề mặt quá dày, phần dưới của chúng sẽ bị chết và chìm xuống đáy. Số lượng vi khuẩn và nấm phân hủy lớp xác tảo này sẽ tăng lên với cấp số nhân do nguồn dinh dưỡng mới được cung cấp thêm, hậu quả là chúng hấp thụ hầu hết lượng oxy hoà tan trong nước. Thiếu oxy, hầu hết các loài động vật sẽ chết. Kết quả quần xã bị suy giảm, chỉ còn sót lại những loài thích nghi được với điều kiện nước bị ô nhiễm hay nước có lượng oxy hoà tan thấp.
Các trầm tích có nguồn gốc do xói mòn từ các vùng đất trống, đồi núi trọc cũng có thể gây hại cho hệ sinh thái thủy vực. Các chất trầm tích có lẫn mùn lá cây, bùn, các chất rắn lơ lững,... làm tăng độ đục của nước, làm giảm độ chiếu sáng trong nước nên đã cản trở quá trình quang hợp. Sự tăng độ đục của nước có thể làm giảm khả năng nhìn, khả năng săn mồi, làm giảm sức sống của một số loài động vật thủy sinh. Sự gia tăng lớp trầm tích đã gây hại cho nhiều loài san hô, những loài đòi hỏi môi trường sống tuyệt đối trong sạch.
Ô nhiễm không khí: các hoạt động của con người làm thay đổi và làm ô nhiễm bầu không khí của trái đất. Các dạng ô nhiễm không khí như:
• Mưa axit: các nền công nghiệp như luyện thép, các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu là than hay dầu đã thải ra một lượng lớn các khí NOx, SOx vào không khí, các khí này khi gặp hơi nước trong không khí sẽ tạo ra axit nitric và axit sulfuric. Các axit này liên kết với những đám mây và khi tạo thành mưa đã làm giảm độ pH của nước mưa xuống rất thấp. Mưa axit sẽ làm giảm độ pH của đất và của nước trong các hồ, ao, sông suối trên lục địa. Mưa axit đã tiêu diệt nhiều loài động và thực vật. Do độ axit của các hồ ao tăng lên, nhiều cá con của nhiều loài cá và cả những con cá trưởng thành cũng bị chết. Độ axit tăng và nước bị ô nhiễm là nguyên nhân chính làm suy giảm đáng kể các quần thể động vật lưỡng cư trên thế giới. Đối với phần lớn các loài động vật lưỡng cư, ít nhất một phần trong chu kỳ sống của chúng phụ thuộc vào môi trường nước, độ pH của nước giảm làm cho tỷ lệ trứng và ấu trùng bị chết tăng cao.
• Sương mù quang hoá: Xe ô tô, các nhà máy điện và các hoạt động công nghiệp thải ra các khí hydrocacbon, khí NO. Dưới ánh sáng mặt trời, các chất này tác dụng với khí quyển và tạo ra khí ozon và các chất phụ phẩm khác, tất cả khí này được gọi chung là sương mù quang hóa (photo-chemical smog). Nồng độ ozon cao ở tầng khí quyển gần mặt đất sẽ giết chết các mô thực vật, làm cho cây dễ bị tổn thương, làm hại đến các quần xã sinh học, giảm năng suất nông nghiệp. Các quần xã sinh học trên toàn cầu cũng có thể bị phá hủy hay bị thay đổi do các hợp chất chứa nitơ trong không khí theo mưa và bụi lắng đọng tự do và do đó có thể ảnh hưởng đến nguồn sản xuất lương thực và thực phẩm.
• Các kim loại độc hại: xăng có chứa chì, các hoạt động khai mỏ, luyện kim và các hoạt động công nghiệp khác thải ra một lượng lớn chì, thiếc và nhiều loại kim loại độc hại khác vào khí quyển. Các hợp chất này trực tiếp gây độc cho cuộc sống của động và thực vật.
Sự thay đổi khí hậu toàn cầu: khí cacbonic, mêtan và các khí khác trong khí quyển không ngăn cản ánh sáng mặt trời, cho phép năng lượng xuyên qua khí quyển và sưởi ấm bề mặt Trái đất. Tuy vậy, những khí này và hơi nước giữ lại năng lượng do trái đất phát ra, làm chậm lại tốc độ phát tán nhiệt và bức xạ khỏi trái đất. Các khí này được gọi là khí nhà kính do tác dụng của chúng rất giống với nhà kính - cho ánh sáng mặt trời đi qua nhưng giữ lại năng lượng bên trong nhà kính và chuyển thành năng lượng nhiệt.
Hiện tượng khí nhà kính từng đóng vai trò rất quan trọng, tạo nên sự phồn vinh cho cuộc sống trên trái đất. Vấn đề của ngày hôm nay là nồng độ của khí nhà kính tăng cùng với các hoạt động của con người đến mức làm thay đổi khí hậu của trái đất gây nên hiện tượng trái đất nóng dần lên.
Lượng khí nhà kính gia tăng đã làm ảnh hưởng đến khí hậu trái đất và các tác hại này tiếp tục gia tăng trong tương lai. Những nhà khí tượng học ngày càng đồng ý với quan điểm cho rằng ở thế kỷ XXI khí hậu trái đất sẽ còn nóng lên từ khoảng 2-60C nữa vì sự gia tăng của khí CO2 và các khí khác. Các chi tiết về sự thay đổi khí hậu trên trái đất vẫn đang được các nhà khí hậu tranh cãi, nhưng không nghi ngờ gì nữa tác hại của sự thay đổi nhanh chóng này vào các quần thể sinh học là rất
lớn. Ví dụ như các vùng khí hậu ở khu vực ôn đới miền Bắc và miền Nam sẽ chuyển hoàn toàn về phía vùng cực. Các loài sống thích ứng với các khu rừng rụng lá phía Bắc Mỹ sẽ phải di cư từ 55 -1000 km về phía Bắc trong suốt thế kỷ XXI để thích ứng với điều kiện khí hậu thay đổi. Trong khi các loài có vùng phân bố rộng và dễ phát tán có thể thay đổi để thích ứng với sự thay đổi, thì đối với nhiều loài có vùng phân bố hẹp hoặc do khả năng phát tán kém nên việc tuyệt chủng là khó tránh khỏi.
Hiện tượng nhiệt độ tăng dần lên còn làm các khối băng ở vùng cực tan ra. Do việc giải phóng một lượng nước lớn như vậy, trong vòng 50 -100 năm tới mức nước biển có thể tăng từ 0,2 -1,5 m. Mức nước biển dâng cao có thể làm ngập lụt những vùng đất thấp, những khu đất ngập nước ven bờ biển và nhiều thành phố lớn.
Mực nước tăng có khả năng gây hại đến nhiều loài san hô, nhất là những loài chỉ tồn tại trong một độ sâu nhất định, nơi có ánh sáng và dòng chảy của nước phù hợp. Một số loài san hô không phát triển nhanh kịp với tốc độ nâng cao mực nước biển và dần dần chúng sẽ bị chết đuối. Sự hủy hoại còn lớn hơn nếu như nhiệt độ nước cũng tăng. Nhiệt độ cao bất thường tại vùng biển Thái Bình Dương vào năm 1982 và 1983 làm chết loài tảo cộng sinh sống trong các dãi san hô, những dãi san hô này sau đó chết hàng loạt, ước tính 70 đến 95% san hô trong khu vực.
Sự thay đổi khí hậu trái đất và nồng độ khí CO2 trong khí quyển gia tăng có thể làm thay đổi triệt để cấu trúc của các quần xã sinh học và sẽ chỉ còn một số loài có khả năng phát triển thích ứng với điều kiện sống mới.