Giáo trình Sinh thái học - Biện Văn Tranh
+ Một số nguyên nhân sâu xa khác có thể nói như: chính sách kinh tế vĩ
mô, chính sách kinh tế cộng đồng, chính sách sử dụng đất, lâm nghiệp, du canh du
cư cũng đã tác động không nhỏ đến thực trạng suỷ giảm đa dạng sinh học ở Việt
Nam chúng ta.
3.4. Ô nhiễm môi trường
Ô nhiễm môi trường là khái niệm để chỉ sự xuất hiện của một chất lạ trong
môi trường tự nhiên hoặc làm biến đổi thành phần, tỷ lệ về hàm lượng của các yếu
tố có sẵn, gây độc hại cho cơ thể sinh vật và con người nếu như hàm lượng của các
chất đó vượt khỏi giới hạn thích nghi tiềm tàng của cơ thể.
Sự ô nhiễm môi trường có thể là hậu quả của các hoạt động tự nhiên, như
hoạt động núi lửa, thiên tai lũ lụt, bão, hoặc các hoạt động do con người thực
hiện trong công nghiệp, giao thông, chiến tranh và công nghệ quốc phòng, trong
sinh hoạt, trong đó công nghiệp được xem là nguyên nhân lớn nhất.
Chất gây ô nhiễm môi trường rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại, tuy
vậy chúng được phân chia thành 3 nhóm lớn: chất thải rắn, chất thải lỏng và chất
thải khí. Mỗi dạng có thể chứa đựng nhiều chất, từ các hóa chất, các kim loại
nặng, đến chất phóng xạ và vi trùng. Nhiệt cũng là tác nhân trực tiếp hay gián tiếp
gây nên sự ô nhiễm môi trường.
Ô nhiễm môi trường đang trở thành hiểm họa đối với đời sống của sinh giới
và cả đối với con người ở bất kỳ phạm vi nào, từ quốc gia, khu vực đến toàn cầu.
Ô nhiễm môi trường là sản phẩm của quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa diễn
ra trên 200 năm nay. Ô nhiễm hiện nay đã lan tràn vào mọi nơi, từ đất, nước đến
khí quyển, từ bề mặt đất đến các lớp sâu của đất và của đại dương.
Việt Nam chúng ta đang trong quá trình hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất
nước, hơn nữa sự đô thị hóa cũng như giao thông vận tải chưa phát triển vì thế sự
ô nhiễm môi trường nói chung chưa xãy ra trên diện rộng, nhưng ô nhiễm môi
trường đã xãy ra cục bộ, từng lúc, từng nơi. Có thể nêu ra như sau:
3.4.1. Ô nhiễm môi trường nước. Hiện nay tình trạng ô nhiễm và suy thoái nguồn
nước (nước mặt và nước ngầm) đang xãy ra phổ biến ở nhiều nơi, đặc biệt là ở các
khu đô thị và các thành phố công nghiệp. Chẳng hạn như nước ngầm đang được
khai thác ở một số nhà máy nước thành phố Hà Nội cũng đã bị ô nhiễm như Pháp
Vân, Mai ðộng hoặc như ở thành phố Hồ Chí Minh nước ngầm bắt đầu bị nhiễm
mặn và suy giảm khả năng khai thác.
ularis), mun (Diospyros mun) v.v. Những hiện tượng sinh thái tiêu biểu của rừng mưa nhiệt ñới thể hiện rất Giáo trình sinh thái học Biện Văn Tranh 66 rõ ở ñây như sự ña dạng của cây leo thân gỗ (20 loài), nhiều cây sống phụ sinh, khí sinh (các loài cây thuộc họ Lan (Orchidaceae), nhiều cây “bóp cổ” thuộc chi ða (Ficus), chi Chân chim (Schefflera) . . . , nhiều cây ký sinh thuộc họ Tầm gửi (Loranthaceae), nhiều cây có rễ bạnh lớn như sấu cổ thụ (Dracontomelum duperreanum)... Rừng Cúc Phương ñang tồn tại ở trạng thái cân bằng ổn ñịnh, do ñó, cấu trúc về thành phần loài, sự phân hóa trong không gian, cũng như cấu trúc về các mối quan hệ sinh học và những hoạt ñộng chức năng rất ña dạng và phức tạp. . 2. Hồ tự nhiên là một ví dụ ñiển hình cho các hệ sinh thái ở nước: tất nhiên cũng như các hệ sinh thái trên cạn, hồ nhận nguồn vật chất từ bên ngoài do sự bào mòn từ mặt ñất sau các trận mưa... và năng lượng từ bức xạ Mặt Trời. Khí dioxyt cacbon (CO2), muối khoáng và nước là nguyên liệu thiết yếu cho các loài thực vật ở nước hấp thụ ñể tạo nên nguồn thức ăn sơ cấp là tinh bột thông qua quá trình quang hợp. Những loài ñộng vật thủy sinh, chủ yếu là giáp xác thấp (Cladocera, Copepoda)... sử dụng thực vật sống trôi nổi (thực vật phù du: Phytoplankton), cá trắm cỏ ... ăn cỏ nước ñể tạo nên nguồn thức ăn ñộng vật ñầu tiên cho các sinh vật ăn thịt khác và người. Tất cả nhũng chất bài tiết, chất trao ñổi và xác sinh vật bị phân hủy bởi vô số các vi sinh vật yếm khí hay kỵ khí ñến giai ñoạn khoáng hóa cuối cùng. Ở chúng, một phần có thể lắng xuống ñáy, còn phần lớn lại tham gia vào quá trình tổng hợp các chất bởi các loài sinh vật trong hồ. Biển, ñại dương là những hệ sinh thái khổng lồ. Trong thiên nhiên ta còn gặp những hệ sinh thái cực bé (Microecosystem) như trường hợp các detrit ñã ñề cập ñến ở trên. 3. Các hệ sinh thái nhân tạo Các hệ sinh thái nhân tạo tức là những hệ sinh thái do con người tạo ra. Chúng cũng rất ña dạng về kích cỡ , về cấu trúc . . . , lớn như các hồ chứa, ñồng ruộng, nương rẫy canh tác, các thành phố, ñô thị... và nhỏ như những hệ sinh thái thực nghiệm (một bể cá cảnh, một hệ sinh thái trong ống nghiệm...). Nhiều hệ có cấu trúc ña dạng chẳng kém các hệ sinh thái tự nhiên (như thành phố, hồ chứa...) song cũng có những hệ có cấu trúc ñơn giản, trong ñó, quần xã sinh vật với loài ưu thế ñược con người lựa chọn cho mục ñích sử dụng của mình, chẳng hạn như ñồng ruộng, nương rẫy . . . Những hệ như thế thường không ổn ñịnh. Sự tồn tại và phát triển của chúng hoàn toàn dựa vào sự chăm sóc của con người. Nếu không có sự chăm sóc, hệ sẽ suy thoái và nhanh chóng ñược thay thế bằng một hệ tự nhiên khác ổn ñịnh hơn 4. Mối quan hệ giữa quần xã sinh vật và môi trường. Giáo trình sinh thái học Biện Văn Tranh 67 Giữa môi trường và quần xã sinh vật có mối liên quan chặt chẽ trên cơ sở tương tác lẫn nhau thông qua các “mối liên hệ ngược”. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, một trong những ñặc tính quan trọng của mối tương tác ñó là tỷ lệ giữa sinh khối và “giá thể” hay sinh cảnh của quần xã. Tỷ lệ này càng nhỏ, trong ñiều kiện cân bằng ổn ñịnh thì tác ñộng của quần xã lên sinh cảnh càng yếu và tính ổn ñịnh của môi trường hướng ñến việc làm tăng ñộ bền vững của toàn hệ thống càng kém hiệu quả. Theo quy luật, thành phần không sống (hay giá thể) trong thủy quyển lớn hơn nhiều lần so với các hệ sinh thái trên cạn. Sinh vật lượng trung bình của sinh vật trên cạn ñạt ñến 12 - 13 kg/m2, còn ở dưới nước chỉ khoảng 10g/m2 (tính theo khối lượng khô), nghĩa là nhỏ hơn 1000 lần. ðiều khác biệt ở chỗ, trên cạn sinh vật phân bố theo chiều thẳng ñứng chỉ vào khoảng mấy chục mét, còn ở dưới nước chúng lặn xuống sâu ñến hàng trăm thậm chí hàng ngàn mét từ mặt xuống ñáy. Mặc dù theo khối lượng, thành phần sống trong hệ rất nhỏ so với thành phần chung sống, song vai trò hoạt ñộng và tính chủ ñạo của nó lại rất lớn trong các chu trình sinh ñịa hóa. Chẳng hạn thành phần hoá học của biển cũng như trầm tích ñáy của nó chủ yếu ñược quyết ñịnh bởi hoạt ñộng sống của sinh vật (Odum, 1983). Sự hình thành ñất canh tác cũng là minh chứng rõ rệt cho vai trò cải tạo ñất của các nấm, vi khuẩn, những loài ñộng vật nhỏ bé (giun ñất) và thực vật. Khi thích nghi với môi trường, quần xã sinh vật không ngừng phát triển do sự tiến hoá liên tục của các loài. Sinh cảnh rõ ràng có ảnh hưởng lên sự phát triển tiến hoá của sinh vật, nhưng không hoàn toàn là nguyên nhân trực tiếp của quá trình ñó. Ngược lại, sự thay ñổi của sinh cảnh dưới ảnh hưởng của quần xã khó quan sát ñược trong thời gian ngắn, nhưng trong quá trình lịch sử ñịa chất lại rất lớn lao, ví dụ sự tạo thành các ñảo san hô ở Nam Thái Bình Dương, sự biến ñổi của hồ thành rừng... Qua ñó thấy rằng các thành viên cấu tạo nên quần xã càng ở bậc tiến hoá cao, càng ñứng cuối xích thức ăn, càng có ñóng góp nhiều cho quần xã trong việc làm biến ñổi môi trường. 5. Tính bền vững của hệ sinh thái. Một hệ sinh thái ñược xem là bền vững khi hệ duy trì ñược trạng thái của nó không ñổi theo thời gian, hay tính bền vững là “sức ì” của nó trước những huỷ hoại, hay sự mềm dẽo, tức là khả năng quay trở lại trạng thái ban ñầu sau khi bị tác ñộng huỷ hoại của ngoại lực, hay cuối cùng là biên ñộ (ñộ lệch) biến ñộng của hệ ñể phản ứng lại những biến ñổi của môi trường mà trong giới hạn ñó hệ vẫn có thể quay trở lại trạng thái ban ñầu. Dạng ñặc trưng của tính bền vững ñối với một hệ là sự biến ñổi có chu kỳ ổn ñịnh khi những yếu tố giới hạn của môi trường cũng xuất hiện một cách tuần hoàn. Những ví dụ sau ñây chỉ ra tính bền vững khác nhau của các hệ sinh thái trong tự nhiên trước những biến cố của môi trường. Năm 1970 ở biển ðỏ do mực nước ñột nhiên xuống thấp 3 ngày, tại ñỉnh các rạn san hô có ñến 90% các polyp Giáo trình sinh thái học Biện Văn Tranh 68 bị chết. Người ta hy vọng rằng, những rạn này có thể quay về trạng thái ban ñầu phải vào cuối thế kỷ. Hệ sinh thái san hô Great Barrier ở Australia bị sao biển hủy diệt 11% vào trước những năm 1973, nhưng ñến nay vẫn chưa khôi phục lại hoàn toàn. Vào năm 1972, ở bờ biển Thái Bình Dương thuộc Hoa Kỳ, loài nhím Strongilocentrotus sp. sinh sản như vũ bão ñã hủy diệt gần như hoàn toàn một loài tảo thuộc chi Nereocysta, song chỉ 2 năm sau loài tảo này ñã trở lại trạng thái ban ñầu. Nhiều nhà sinh thái học cho rằng, tính ña dạng càng tăng thì sự bền vững của các quần thể riêng biệt cấu trúc nên quần xã càng giảm (do kích thước quần thể nhỏ lại). Song, ñể nâng cao sự bền vững của hệ thống thì cấu trúc dinh dưỡng phải trở nên phức tạp hơn. Ở nơi nào sinh vật tiêu thụ có phổ thức ăn rộng thì chúng có thể nhanh chóng chuyển sang sử dụng loại thức ăn có ñộ phong phú cao nhất. Do ñó, sinh vật tiêu thụ ít chịu tác ñộng ñối với sự biến ñộng số lượng của các nhóm thức ăn riêng biệt. Trong các hệ sinh thái ñơn giản hơn, sự dinh dưỡng của sinh vật tiêu thụ bị giới hạn bởi một số loại con mồi và như vậy, sự dao ñộng về số lượng của con mồi thường gây ra sự biến ñổi mạnh số lượng của sinh vật tiêu thụ. Một trong những hậu quả quan trọng của sự biến ñổi của các hệ sinh thái là sự diệt vong của các loài riêng biệt. Như A.X. Constantinov (1984) ñã nêu vào kỷ Phấn trắng tại các vực nước ở vĩ ñộ 00- 500 N, những loài thuộc trùng lỗ (Foraminifera) sống nổi bị tuyệt diệt nhanh hơn so với các loài sống trong các vực nước ở cao hơn 500 N. Qua 25 triệu năm kể từ sau khi khu hệ ñó ñược hình thành, tại những thuỷ vực trên chúng chỉ còn ñược giữ lại tương ứng là 14% và 28%; qua 45 triệu năm sau nữa 8% và 18%, qua 70 triệu năm 0% và 10% (Riclefs, 1979). Nói một cách khác, trong các hệ sinh thái thuộc vĩ ñộ thấp thành phần loài của Foraminifera kém ổn ñịnh hơn so với các hệ sinh thái ở vĩ ñộ cao. 6. Các chu trình vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh thái 6.1. Các chu trình vật chất 6.1.1 Quá trình tổng hợp và phân huỷ các chất Như một cơ thể hoàn chỉnh, hệ sinh thái cũng thực hiện chức năng sống cơ bản của mình là “ñồng hóa” và “dị hóa” hay nói một cách khác là tổng hợp các chất và phân hủy chúng hoặc quá trình sản xuất và tiêu thụ. Hai quá trình này giúp cho hệ tồn tại phát triển ñể ñạt ñến trạng thái trưởng thành, cân bằng ổn ñịnh trong môi trường. Trên phạm vi toàn cầu, từ khi xuất hiện sự quang hợp và sự phân huỷ, hai quá trình này ñã thúc ñẩy quá trình phân hóa và tiến hóa của thế giới sinh vật, ñồng thời làm giàu cho sinh quyển bằng “của ăn của ñể”, khi mà sức sản xuất ñã vượt lên mức tiêu thụ toàn cầu. 6.1.1.1 Quá trình tổng hợp các chất Quá trình tổng hợp các chất ñược tiến hành bằng 2 phương thức: Quang hợp và hoá tổng hợp. Những cây xanh sống trên Trái ðất có khả năng quang hợp, mỗi năm sản xuất ra khoảng 100 tỷ tấn chất hữu cơ ñể nuôi sống những nhóm sinh vật khác. Giáo trình sinh thái học Biện Văn Tranh 69 Trong quang hợp, diệp lục (chlorophyl) ñóng vai trò rất quan trọng, như một chất xúc tác, giúp cho cây sử dụng ñược năng lượng Mặt Trời ñể biến ñổi cacbon ñioxyt (CO2) và nước thành cacbon hyñrat, ñồng thời thải ra khí oxy (O2) phân tử theo công thức : CO2 + 2H2O Năng lượng Mặt trời (CH2O) + H2O + O2 Như vậy, bất kỳ ở nơi nào có mặt cây xanh, có ánh sáng Mặt Trời, nước, khí cacbonic (CO2) và muối khoáng thì nơi ñó xuất hiện quá trình quang hợp, nơi ñó nguồn thức ăn sơ cấp ñược tạo thành. Ở nơi nào thành phần cây xanh ña dạng, ánh sáng càng nhiều, muối khoáng giàu có, nơi ñó sức sản xuất sơ cấp càng lớn. Rừng ẩm nhiệt ñới, các rạn san hô, các cửa sông... là những bằng chứng hùng hồn cho nhũng nhận ñịnh ở trên. + Quang hợp của vi khuẩn Những vi khuẩn có màu ñều có khả năng tiếp nhận năng lượng từ ánh sáng Mặt Trời ñể thực hiện quá trình quang hợp. Phần lớn chúng ñóng vai trò không ñáng kể trong sản xuất nguồn thức ăn sơ cấp, song chúng lại có khả năng hoạt ñộng ở những ñiều kiện hoàn toàn
File đính kèm:
Giao trinh sinh thai hoc.pdf