Bài 2 nhận thức các hệ sinh thái với phương pháp luận hệ thống (bộ môn phân tích hệ thống môi trường)

Bài 2

NHẬN THỨC CÁC
HỆ SINH THÁI VỚI
PHƯƠNG PHÁP LUẬN
HỆ THỐNG


Mục tiêu Bài 2:
1. Giúp người học vận dụng cách tiếp cận hệ thống ở bài
1 vào việc nhận thức các quy luật của các hệ sinh thái
– cơ sở nền tảng của quản lý môi trường
2. Nhận biết sự phát triển của khái niệm hệ sinh thái và
sinh thái học
3. Nhận dạng các đối tượng hệ sinh thái trong thực tế
quản lý môi trường.
4. Cấu trúc hệ sinh thái tự nhiên: Sinh vật và môi trường
tự nhiên
5. Các tiến trình biến đổi trong HST Tự nhiên:vật chất –
năng lượng- chủng lọai
6. Các quy luật thay đổi theo thời gian của thành phần tự
nhiên trong hệ STNV


1. Ý NGHĨA VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC NHẬN THỨC CÁC HỆ
SINH THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN HỆ THỐNG

+ Phân tích hệ thống để xây dựng các mơ hình sinh thái
+ Ứng dụng phân tích hệ sinh thái trong xây dựng các
báo cáo hiện trạng, đánh giá tác động môi trường
+ Xác định phạm vi và qui mô phân tích mơi trường

+ Sự tương tác và thích nghi của sinh vật đối với yếu tố
môi trường


SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHÁI NiỆM HỆ SINH THÁI

Hình 2.1: Sự phát triển của khái niệm hệ sinh thái theo phương
pháp luận hệ thống


2.1) Khái niệm hệ sinh thái tự nhiên
Hình 2.2:
Sự tích
hợp thành
hệ sinh
thái

hệ sinh thái “tự nhiên” (ecosystem), là một khái niệm về một tổ
chức có ý niệm khơng gian trong đó hệ thống bao gồm các thành
phần hữu sinh (sinh) và vơ sinh (thái) trong đó có áp dụng với
nhiều cấp độ khơng gian, từ kích thước của một giọt phân cho đến
cả hành tinh. Ví dụ, tồn thể khu vực sa mạc có thể nghiên cứu
như là một hệ sinh thái. Tương tự như vậy, một làng trên ốc đảo
hay ngay cả các cánh đồng trên ốc đảo của sa mạc có thể phân
biệt như là một hệ sinh thái.


Hình 2.3: Sơ đồ đơn giản của một hệ sinh thái trong tự
nhiên

2.2) Khái niệm hệ sinh thái nhân văn

Hình 2.4 a,b:
Các mơ hình
đơn giản của hệ
sinh thái nhân
văn


2.3) Hệ sinh thái tích hợp (đơ thị cơng nghiệp)
nhấn mạnh vai trị của các hệ thống cơng nghệ- kỹ thuật (các nhà máy,
phương tiện giao thông là các hệ thống chuyển hóa vật chất và năng
lượng do con người tạo ra).
hệ sinh thái đô thị, được cấu thành từ 3 hệ con: hệ thống công nghệ kỹ
thuật – hệ sinh thái tự nhiên – hệ xã hội:

Hình 2.5 : Tiếp cận hệ thống tích hợp : hệ kỹ thuật – hệ xã hội và
hệ tự nhiên


2.3) Hệ sinh thái tích hợp (đơ thị cơng nghiệp)
Thành phần tự nhiên:
Sinh vật + Môi trường vật lý

Thành phần kỹ thuật – Công
nghệ
+ Khu CN. Khu CX
+ Nhà máy
+ Phương tiện giao thơng

Hình 2.6: Mơ hình hệ sinh thái tích hợp

Thành phần xã hội:
+ Gia đình
+ HT tổ chức chính trị
+ Hệ thống sản xuất
+ HT Giáo dục
+ HT Tập quan – lễ hội
+ Hệ thống luật pháp
+...... .


CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI
2.1) Nguyên lý về cấu trúc thành phần tự nhiên
Nhóm các yếu tố vô sinh hay môi trường nội hệ
Môi trường nội hệ hay các yếu tố lý hóa trong tất cả các loại hệ
đều biểu hiện ở 3 mơi giới chính mơi trường chính: đất - nước và
khơng khí. Trong đó bao gồm:
Những chất vô cơ (C, N, CO2, H2O,. . .) tham gia vào các tiến trình
biến đổi, trong sinh thái học cổ điển gọi là các chu trình tuần hồn
vật chất.
Những chất hữu cơ: (protein, gluxit, lipit và các chất mùn hữu cơ.
.) liến kết các thành phần hữu sinh và vơ sinh.
Chế độ khí hậu (nhiệt độ và các yếu tố vật lý khác)


2.1) Nguyên lý về cấu trúc thành phần tự nhiên
Nhóm các yếu tố sinh vật (quần xã sinh vật)
Sinh vật sản xuất: gồm các sinh vật tự dưỡng: chủ yếu là cây
xanh, và các thành phần hấp thu năng lượng ánh sáng, sử dụng

các chất vô cơ đơn giản và tạo nên các hợp chất phức tạp.
Sinh vật tiêu thụ (Thành phần dị dưỡng = ăn thức ăn khác), là
các động vật ăn sinh vật khác, sử dụng, sắp xếp lại và phân hủy
các hợp chất phức tạp. (Con người với tư cách một loại sinh vật
thuộc về nhóm sinh vật tiêu thụ)
Sinh vật hoại sinh: chủ yếu là các vi khuẩn, nấm phân hủy các
hợp chất phức tạp của chất nguyên sinh chết, hấp thụ một số sản
phẩm phân hủy, và giải phóng các chất vơ cơ dinh dưỡng thích hợp
cho sinh vật sản xuất, cũng như giải phóng chất vô cơ là nguồn
năng lượng, là chất ức chế hoặc kích thích đối với thành phần khác
của hệ sinh thái.


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên

Hình 2.7 a: Mơ hình cấu trúc hệ tự nhiên


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên

Hình 2.7b: Mơ hình cấu trúc hệ tự nhiên


2.1) ví dụ về cấu trúc hệ sinh thái tự nhiên
Hệ sinh thái ao –hồ:
- Các hợp chất vô sinh: vô cơ và hữu cơ cơ bản như: nước, axit
carbonic, ôxy, canxi, muối, nitơ, photpho, amino axit, axit humic. .
.hiện diện trong đất bùn đáy ao, nước ao.
- Sinh vật sản xuất: các thực vật bám và thực vật nhỏ trôi nổi như:
tảo (phù du, phiêu thực vật).

- Sinh vật lớn tiêu thụ: gồm ấu trùng, phiêu sinh động vật, các loài
thủy sản ăn thịt hay ăn chất hữu cơ.
- Sinh vật hoại sinh gồm vi khuẩn, trùng roi, nấm. . .


2.1) ví dụ về cấu trúc hệ sinh thái tự nhiên
Hệ sinh thái rừng ngập mặn:
Thành phần bao gồm: Quần thể thực vật (rừng gỗ, cây tiểu mộc,
cây thân thảo. . .),
quần thể động vật rừng (Heo rừng, nai, khỉ, cá sấu. . .);
quần thể động vật dưới nước (tôm, cá, giáp xác. . .) ;
quần thể phiêu sinh động vật; vi khuẩn . . .;
nước thủy triều;
chế độ khí hậu;


2.1) ví dụ về cấu trúc hệ sinh thái tự nhiên
Hệ sinh thái biển:
Các hợp chất vô sinh: vô cơ và hữu cơ cơ bản như: nước, axit
carbonic, ôxy, canxi, muối, nitơ, photpho, amino axit, axit humic. .
.hiện diện trong đất đáy biển và nước biển.
Sinh vật sản xuất: các thực vật bám và thực vật nhỏ trôi nổi trong
nước biển (phù du, phiêu thực vật).
Sinh vật lớn tiêu thụ: gồm ấu trùng, phiêu sinh động vật, các loài hải
sản ăn thịt hay ăn chất hữu cơ.
Sinh vật hoại sinh gồm vi khuẩn, trùng roi, nấm. . .


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp
Một hệ STNV (một khu rừng, một vùng nông nghiệp, một

thị trấn luôn cấu thành bởi hai phân hệ : hệ sinh thái tự
nhiên và hệ thống xã hội. Hai phân hệ này có quan hệ tác
động qua lại và phụ thuộc lẫn nhau.

Hình 2.8a: Mơ hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái nhân văn


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nơng nghiệp
a) Phân hệ tự nhiên
Nhóm các yếu tố vô sinh hay môi
trường vật lý (nội hệ)
đất - nước và khơng khí. Trong đó
bao gồm:
Những chất vơ cơ (C, N, CO2,
H2O,. . .) tham gia vào các tiến
trình biến đổi, trong đó có thêm
các hợp chất trong phân bón và
thuốc trừ sâu.
Những chất hữu cơ: (protein,
gluxit, lipit và các chất mùn hữu
cơ. .) liên kết các thành phần hữu
sinh và vơ sinh.
Chế độ khí hậu (nhiệt độ và các
yếu tố vật lý khác)

Nhóm các yếu tố sinh vật
(quần xã sinh vật)
Sinh vật sản xuất gồm các
cây trồng (ngắn ngày, dài
ngày) sản xuất ra nông

sản.
Sinh vật tiêu thụ chủ yếu
là vật ni (trâu bị, heo,
gà. . .) và con người.
Sinh vật hoại sinh: chủ
yếu là các vi khuẩn, nấm
phân hủy, n6ám nhân
tạo. .


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nơng nghiệp
b) Phân hệ xã hội
Gia đình, tổ chức chính trị, hội địan,
hợp tác xã, doanh nghiệp-cơng ty
gia đình có các biến vào như lượng tiền, thời gian, tài sản sở
hữu hay kiếm được , các biến trung gian như trao đổi tiền để
trả cho các dịch vụ, thực phẩm , đồ dùng, các biến ra như
sinh ra chất thải, chi tiền ra. . . .
Các gia đình là các thành phần cơ bản của hệ thống xã hội.
Bên cạnh gia đình, các tổ chức chính trị xã hội, hội địan, bản
thơn, các doanh nghiệp, cơng ty cũng là các thành phần cơ
bản của hệ xã hội thuộc hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp.


2.2) Khái niệm hệ sinh thái nhân văn

Hình 2.8b: Mơ hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái nhân văn


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái đơ thị tích hợp

Một hệ sinh thái đơ thị là một tổng thể tích hợp bao gồm 3 phân
hệ: tự nhiên và xã hội và kỹ thuật –cơng nghệ, có quan hệ phụ
thuộc lẫn nhau.
Hình
2.9:
Mơ
hình
đơn
giản
cấu
trúc
hệ
sinh
thái
tích
hợp


2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái đơ thị tích hợp

Thành phần
Kỹ thuật
Cơng nghệ

Kỹ thuật – Cơng Kinh tế xã hội
nghệ
Cung cấp dịch vụ,
sản phẩm đáp
ứng nhu cầu xã
hội

–

Kinh tế xã hội

Đưa ra các quyết
định sản xuất, các
chính sách, luật để
đảm bảo phát triển
bền vững

Tự nhiên

Cung
cấp
tài Cung cấp môi
nguyên,
không trường sống, nghĩ
gian sản xuất. . .
ngơi giải trí. . .

Tự nhiên
Thải chất thải gay ơ
nhiễm, làm hệ thống tự
nhiên mất ổn định
Khai thác tài nguyên. . .
.
Đưa ra các quyết định
khai thác tài nguyên, các
chính sách, luật để đảm

bảo phát triển bền vững,
tăng dân số tạo ra áp
lực.


2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – môi trường bên ngồi
Mỗi hệ STNV có một ranh giới địa lý về mặt không gian, chịu tác động
của hai loại môi trường bên ngồi : mơi trường tự nhiên và mơi trường
kinh tế xã hội và có tác động ngược lại.
Tương tác hệ STNV – Môi trường tự nhiên
Các hệ STNV trong thực tế đều có ranh giới địa lý xác định về
mặt hành chánh . Ví dụ một Quận, một Tỉnh, Thành phố. . .
Mơi trường tự nhiên bên ngồi tác động lên hệ ST Đô thị thông
qua các đầu vào là các yếu tố tự nhiên như : mưa, khí hậu, nước
lụt, bão, giơng gió, cung cấp các khóang sản, gỗ, cây trồng. . .
Ngược lại các biến đầu ra từ hệ STĐô thị tác động ngược lại môi
trường tự nhiên như sinh ra chất thải, gây ô nhiễm, gây cạn kiệt
tài nguyên. . .


CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI
2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – mơi trường bên ngồi
Tương tác Hệ STNV – Môi trường Kinh tế Xã hội
Môi trường kinh tế xã hội bên ngoài tác động đến hệ ST Đô thị
thông qua các biến vào là các yếu tố như: tri thức (internet,
sách, bào truyền thông), kỹ thuật cơng nghệ, máy móc thiết bị,
người nhập cư, tỉ giá tiền tệ, giá cả, sản phẩm tiêu dùng, du
nhập văn hóa, luật cơng ước quốc tế. . .
Ngược lại các biến ra từ hệ ST Đô thị tác động ngược lại mơi
trường kinh tế xã hội bên ngịai như : tri thức, công nghệ, xuất

khẩu sản phẩm, xuất khẩu lao động, di cư. . .


CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI
2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – mơi trường bên ngồi
Các tác động vịng lặp phản hồi này thơng qua các tiến trình
biến đổi tạo ra các tác động tích cực lẫn tiêu cực cho hệ ST
Đô thị và mỗi hệ ST Đơ thị phải có sự thích nghi để có thể
phát triển bền vững.
Khơng phải chỉ có sự thay đổi mơi trường bên ngòai mới gây
ra sự biến đổi của hệ ST Đô thị. Một sự thay đổi trong thành
phần của chính hệ STĐơ thị cũng tạo ra hiệu ứng thay đổi
tổng thể.
Ví dụ, một sự thay đổi trong hệ sinh thái tự nhiên như lũ lụt
cũng có thể gây ra thay đổi hệ xã hội (thay đổi cách sống,
cách tổ chức trú ẩn sống chung với lũ. . ) từ đó làm thay đổi
tổng thể hệ STNV.