SINH THÁI MÔI TRƯỜNG -TS. LÊ QUỐC TUẤN pot

SINH THÁI MÔI TRƯỜNG
TS. LÊ QUỐC TUẤN
Khoa Môi Trường và Tài Nguyên
Trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM
Nghiên cứu môi trường
Khoa học môi trường là ứng dụng các kiến thức khoa
học cho các vấn đề môi trường
 Sinh thái môi
trườ
ng và m
ộ
t l
ĩ
nh v
ự
c trong khoa
h
ọ
c môi
trườ
ng
Các nghiên cứu môi trường là nghiên cứu liên ngành,
liên quan đến các nghiên cứu xã hội cũng như
nghiên cứu khoa học
 T
ấ
t c
ả
ki
ế
n th

ứ
c liên quan
đế
n các v
ấ
n
đề
môi
trườ
ng
Thông tin môi trường liên quan đến mục tiêu, kiến
thức được thông tin, và quan điểm về các vấn đề
môi trường

Đượ
c bi
ế
t và có
ứ
ng x
ử
thích h
ợ
p v
ớ
i các v
ấ
n
đề
liên quan

đế
n môi
trườ
ng
TÍNH CHẤT LIÊN NGÀNH CỦA NGHIÊN
CỨU MÔI TRƯỜNG
SINH THÁI MÔI TRƯỜNG
Sinh thái: nghiên cứu mối tương quan giữa các cá thể
với môi trường sống (bao gồm cả những cá thể
khác)
Sinh thái môi trường: các ảnh hưởng của áp lực môi
trường lên cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái
 STMT được đặt trong bối cảnh nhu cầu tài nguyên
của con người
 nhưng được xem xét dựa vào các giá trị tự nhiên:
 loài bản địa
 hệ thống sinh thái tự nhiên
 STMT liên quan đến các nghiên cứu về ảnh hưởng
hoạt động con người
 các ảnh hưởng quá mức gọi là “các áp lực”
 Các thay đổi sinh thái làm tổn hại đến chất lượng môi
trường (đến sự toàn vẹn của hệ sinh thái)
Sinh thái?!!!
SINH THÁI CŨNG LÀ LĨNH VỰC LIÊN NGÀNH
SINH THÁI ỨNG DỤNG
Sinh thái ứng dụng: ứng dụng các kiến thức về sinh
thái cho các vấn đề môi trường
 đây cũng là một phần của sinh thái môi
trườ
ng

Kiến thức sinh thái có thể áp dụng cho:
1. Quản lý tài nguyên tái tạo được, ví dụ:
 Thủy sản, rừng, sản phẩm nông nghiệp
 Thủy văn: thời gian & năng suất từ lưu vực
2. Ngăn ngừa và sửa chữa các vấn đề sinh thái, ví dụ:
 Khai thác đất suy thoái hoặc nước
 Quản lý khí nhà kính
 Quản lý tài nguyên sinh vật
 Phục hồi sinh thái
3. Quản lý các chức năng sinh thái:
 Thời gian và năng suất nước từ lưu vực
 Kiểm soát xói mòn
 Các dịch vụ làm sạch môi trường và lưu trữ carbon
Xem xét vấn đề: tự nhiên hay nhân tạo
Khía cạnh sinh học và kinh tế:
 Tập trung vào các cá thể
trong hệ sinh thái
 Đo lường các giá trị nội tại
 Sự toàn vẹn sinh thái
 Sức đề kháng và khả năng phụ
hồi
 Duy trì sinh khối và dưỡng chất
 Loài lớn và động vật ăn thịt
 Hệ thống tự duy trì
 Loài bản địa
 Phát triển kinh tế
 Hướng đến một nền kinh tế
nhân văn bền vững
Khía cạnh nhân văn:
 Tập trung vào con

người
 Giá trị công cụ (giá
trị tiện dụng)
 Loài là nguồn tài
nguyên
 Cũng là hệ sinh thái
 Phát triển kinh tế
 Tăng dân số đồng
nghĩa với tăng sử dụng
nguồn tài nguyên
KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
có 3 lĩnh vực chính:
DÂN SỐ
TÀI NGUYÊN
TỔN THƯƠNG MÔI TRƯỜNG
Dân số
Những thay đổi gần đây trong tỉ lệ sinh và tử dẫn đến sự bùng
nổ dân số (>6.8 tỉ người năm 2010)
 Cả kích thước và tốc độ tăng trưởng đều là yếu tố quan trọng.
Sự phát triển dân số dẫn đến các tác động sinh thái nghiêm
trọng, giống như sự đóng băng lục địa và tấn công của thiên
thể.
 Gây tổn thương đến đa dạng sinh học và hệ sinh thái tự nhiên
Sự bùng nổ dân số là nguồn gốc của khủng hoảng môi trường:
 Nó trực tiếp hoặc gián tiếp dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng
như:
 Phá rừng ở quy mô lớn
 Xói mòn
 Sa mạc hóa
 Biến đổi khí hậu toàn cầu

 Tuyệt chủng hàng loạt …
Dân số
Tuy nhiên, cũng phải thừa nhận rằng tác động của con người
lên sinh quyển là một chức năng với 2 yếu tố chính:
1. Kích cỡ của dân số
2. Tác động môi trường trên đầu người, biến động rất lớn giữa
các quốc gia và trong cùng 1 quốc gia, phụ thuộc vào sự giàu
có tương đối và mức độ công nghiệp hóa
Cả 2 yếu tố trên đều quan trọng:
 Hầu hết mọi người mong muốn có một cuộc sống giàu
có:
 Người giàu hơn có ảnh hưởng tương đối lớn hơn đối với
tài nguyên và sự toàn vẹn sinh thái; điều này tăng lên kể
từ cuộc cách mạng công nghiệp.
 Người nghèo hơn có tiềm năng phát triển dựa vào ảnh
hưởng môi trường trên đầu người của họ
 Nếu nguyện vọng “đơn giản” của họ đạt được thông
qua phát triển kinh tế hơn là phát triển bền vững
Tài nguyên – sử dụng nguồn
vốn tự nhiên
(1) Các nguồn tài nguyên không tái tạo được có
trong nguồn cung cấp hữu hạn và trở nên cạn
kiệt do khai thác và sử dụng
 Quặng, nhiên liệu hóa thạch…
 Một vài thứ có thể tái tạo, và nó kéo dài thời gian
sống của nguồn tài nguyên hữu hạn
(2) Tài nguyên tái tạo được có thể tái sinh, và việc
sử dụng chúng có thể bền vững theo thời gian
 Nhưng sự khai thách chúng có thể gặp phải một số
vấn đề :

 Sự suy thoái của năng lực tái tạo
 Gây tổn thương đến sự toàn vẹn sinh thái
 Nếu khai thác quá mức tài nguyên phục hồi có thể bị
suy thoái và trở nên không tái tạo được
Tài nguyên
Một nền kinh tế sinh thái bền vững sẽ có các
thuộc tính sau :
(1) Các nguồn lực được duy trì
 Tài nguyên tái tạo được đặc biệt quan
trọng trong nền kinh tế bền vững
(2) Giá trị sinh thái được duy trì:
 Quần thể của các loài bản địa
 Diện tích của hệ sinh thái tự nhiên
 Sản phẩm và dịch vụ sinh thái
Tất cả là các chỉ tiêu cần thiết cho “sinh thái
bền vững”
Môi trường – ô nhiễm và biến động
Sự ô nhiễm, biến động, áp lực môi trường có thể gây tổn
thương đến khí quyển, đất, nước, sinh vật, và quần xã sinh
thái.
 Cường độ giới hạn của áp lực có thể được chấp nhận bởi
hệ sinh thái mà không có bất kỳ sự tổn thương nào:
 Sức đề kháng: khả năng của một sinh vật, một quần
thể, hoặc quẫn xã tiếp nhận áp lực mà không có sự
thay đổi đáng kể nào
 Khả năng phục hồi: khả năng của một hệ thống tự
phục hồi từ sự biến động
 Nếu có biến thể gene để đề kháng, thì sự tiến hóa sẽ xảy
ra khi hệ thống chịu áp lực và xu hướng này sẽ trở nên
thường xuyên hơn trong quần thể

Sức đề kháng & Khả năng phục hồi
TOÀN VẸN
SINH THÁI
CƯỜNG ĐỘ ÁP LỰC
Ô nhiễm & Nhiễm bẩn
Ô nhiễm là nghiêm trọng – nó liên quan đến các chất độc
hại (hóa chất, năng lượng, loài ngoại lai) ở một nồng
độ lơn hơn chức năng của quần xã, loài bản địa và hệ
sinh thái có thể chịu được
Nhiễm bẩn liên quan đến sự phơi nhiễm cao hơn các chất
độc so với điều kiện môi trường bình thường, nhưng
không đủ cường độ để gây tổn thương
 Có thể bởi vì hệ thống sửa chữa của tế bào, cộng hưởng
các enzyme, hoặc các hệ thống sửa sai khác
 Sự phân tích kỹ lượng cũng có liên quan – nó cho phép
“chất độc tiềm năng” đo được ở nồng độ thấp hơn nồng
độ cần thiết để gây tổn thương sinh lý và sinh thái
“Môi trường" bao gồm ảnh hưởng của ô nhiễm và các áp
lực khác lên sức khỏe con người và môi trường nhân
tạo
 Nhưng đây không phải là vấn đề sinh thái bởi vì nó
không đối phó với các sinh hệ sinh thái tự nhiên hoặc
sinh vật hoang dã
Sinh thái môi trường
Trong sinh thái môi trường, chúng ta xem
xét các yếu tố sau:
 Ảnh hưởng của các áp lực môi trường lên cấu
trúc và chức năng của hệ sinh thái
 Các ảnh hưởng lên sự đa dạng sinh học ở các
mức độ khác nhau

 Các ảnh hưởng lên chức năng như năng suất,
thủy văn, và lưu trữ carbon
 Dân số và vấn đề tài nguyên sẽ được thảo luận
trong các bài giảng và chuyên đề
Các chủ đề trong sinh thái môi trường
 Khung khái niệm
 Dân số
 Ô nhiễm không khí
 Biến đổi khí hậu
 Các chất độc
 Suy thoái rừng
 Dầu tràn
 Phú dưỡng
 Đập và lưu trữ nước
 Thuốc trừ sâu
 Rừng
 Sinh thái Nông nghiệp
 Sinh thái đô thị
 Urban Ecology
 Nguyên nhân và hậu quả của
chiến tranh
 Đa dạng sinh học và tuyệt
chủng
 Sinh thái tài nguyên
 Bền vững tài nguyên
 Bền vững sinh thái
 Các ứng dụng của sinh thái
môi trường
 Đánh giá tác động môi
trường

 Quan trắc môi trường và
quan trắc sinh thái
 Vai trò của nhà sinh thái
học trong “phát triển bền
vững”
 Phát triển bền vững sinh
thái
Áp lực môi trường
Áp lực sinh thái là một phần chính trong
khung lý thuyết và khái niệm của sinh
thái môi trường
 Áp lực có thể được định nghĩa: “ảnh
hưởng của môi trường buộc sinh vật hoặc
giới hạn sự phát triến sinh thái”
 Cường độ có thể tăng hoặc giảm, và điều
này có thể dẫn đến phản ứng sinh học
hoặc phản ứng sinh thái:
Mô hình SER:
stressor (variable exposure)  response
Áp lực (Phơi biến)  Phản ứng
ÁP LỰC
PHẢN ỨNG
PHƠI NHIỄM
MÔ HÌNH KHÁI NIỆM VỀ Ả NH HƯỞNG SINH THÁI
CỦA ÁP LỰC MÔI TRƯỜNG
Cá áp lực môi trường luôn tồn tại ở các cường độ biến
động, liên quan đến “phơi nhiễm”. Các ảnh hưởng lên
cá thể, loài, quần xã, hoặc các đơn vị sinh thái cao
hơn xảy ra trong phản ứng với 1 hoặc nhiều áp lực
môi trường.

Biến đổi sinh thái
Chúng ta thường đánh giá chất lượng của biến đổi
sinh thái
 Là ảnh hưởng của các áp lực “tốt” hoặc “xấu”?
Tiêu chí được sử dụng thường lấy con người làm
trung tâm
 Một nguồn tài nguyên cần thiết bởi áp lực kinh tế
có lẽ bị ảnh hưởng
Nhưng tiêu chí “tự nhiên” có lẽ cũng được sử dụng :
 Có thể liên quan đến các chỉ thị quan trọng của
sinh thái, như là:
 Đa dạng sinh học thấp hoặc dang có nguy cơ suy
giảm
 Loài bản địa trong hệ sinh thái tự nhiên
 Chất lượng môi trường
 Các thành phần vô sinh và hữu sinh thiết yếu
 Tính toàn vẹn sinh thái
T
T
í
í
nh
nh
to
to
à
à
n
n
v

v
ẹ
ẹ
n
n
sinh
sinh
th
th
á
á
i
i
Tính toàn vẹn sinh thái là một khái niệm – chưa có sự đồng thuận
về định nghĩa
 Sự thay đổi do con người sẽ làm tăng một số loài, quần xã và quá
trính, trong khi cũng có thể làm tổn thương đến thành phần khác
 Chỉ thị của toàn vẹn sinh thái xuất phát từ hiểu biết các thay đổi của
hệ sinh thái bị áp lực, điều đó có nghĩa tính toàn vẹn sinh thái lớn
hơn xảy ra trong hệ thống đó, trong 1 nghĩa tương đối:
 là sức đề kháng & sự phục hồi đối với sự thay đổi ở cường độ áp lực cao.
 là phức hợp cấu trúc và chức năng
 có kiểm soát chu kỳ dinh dưỡng – không rò rĩ “vốn”
 có đa dạng sinh học cao
 có hiện diện các loài lớn
 có động vật ăn thịt hiện diện ở mức trật tự cao
 không cần quản lý để duy trì chất lượng cần thiết – chúng “tự duy trì”
 có thành phần tự nhiên hơn nhân tạo
Hầu hết các nhà sinh thái xem xét thuộc tính của các loài bản địa và hệ
sinh thái tự nhiên hiện diện trong sinh thái toàn vẹn lớn hơn, so với các

loài ngoại lai và hệ sinh thái nhân tạo
Các áp lực môi trường
ÁP LỰC VẬT LÝ là sự kiện (hoặc xáo trộn) với cường độ cao trong
thời gian ngắn, ví dụ như bão, núi lửa phun trào, động đất,
sóng thần, nổ
 có thể gây xáo trộn nhỏ hoặc gây nên xáo trộn lớn có tính chất
thay thế
CHÁY RỪNG là một dạng xáo trộn liên quan đến sự cháy sinh
khối của hệ sinh thái và gây chết nhiều loài ưu thế, như cây.
Ô NHIỄM HÓA CHẤT xảy ra khi tiếp xúc với các chất ở nồng độ
cao đủ để gây độc
 khí, kim loại, thuốc trừ sâu, dưỡng chất (có lợi ở liều lượng thấp,
nhưng gây độc ở liều lượng cao)
 Nhiễm bẩn – phơi nhiễm dưới mức phản ứng sinh học/sinh thái
Ô NHIỄM NHIỆT xảy ra khi nhiệt độ (năng lượng nhiệt) thải vào
trong hệ sinh thái
 bởi chất thải từ các nhà máy năng lượng, hoặc trong suối nước
nóng
ÁP LỰC PHÓNG XẠ gây nên bởi năng lượng ion hóa vượt mức an
toàn
 tia cực tím, chất thải nguyên tử hoặc các vụ nổ nguyên tử, tia
gama
Các áp lực
ÁP LỰC KHÍ HẬU gây nên do tiếp xúc thiếu hoặc vượt quá với
nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời
 Đó là thời tiết vượt quá trong thời gian ngắn (nếu nghiêm
trọng, có thể gây xáo trộn) hoặc vượt quá trong thời gian dài
ÁP LỰC SINH THÁI là sự tương tác giữa các cá thể, như sự
cạnh tranh, động vật ăn cỏ, ăn thịt, ký sinh & và mầm bệnh
 Ô NHIỄM SINH HỌC liên quan đến sự tấn công của các loài và

mầm bệnh
 Sự cạnh tranh xảy ra khi khả năng cung cấp tài nguyên của môi
trường thấp hơn so với nhu cầu sinh học tiềm năng, vì thế các
loài cạnh tranh với nhau để tồn tại
 Động vật ăn cỏ, ăn thịt, ký sinh và mầm bệnh đều là dị dưỡng,
nên loài này sẽ ăn loài khác
 Sự khai thác của con người là tiêu thụ sinh vật hoang dã
 Sự khai thác tự nhiên có thể liên quan đến sự chết gây nên
bởi động vật ăn cỏ, ăn thịt hoặc mầm bệnh
Giới hạn thời gian
Áp lực có thể mãn tính hoặc cấp tính
 mãn tính xảy ra trong thời gian dài
 ví dụ, phơi nhiễm SO
2
thường ở mức cao ở vùng
thành thị do nhiên liệu chứa S bị đốt cháy
 cấp tính xảy ra trong thời gian ngắn, nhưng
cường độ cao
 ví dụ khi một nguồn thải có nồng độ SO
2
cao
 xáo trộn là áp lực mãn tính