giáo trình sinh thái học môi trường

Đại học Yersin Đà Lạt
Đại học Yersin Đà Lạt
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC


MÔI TRƯỜNG
MÔI TRƯỜNG
Hoàng Thị Tố Loan
Hoàng Thị Tố Loan
3/2007
3/2007
PHẦN I
PHẦN I
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC

KHÁI NIỆM SINH THÁI HỌC
KHÁI NIỆM SINH THÁI HỌC

CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

QUẦN THỂ
QUẦN THỂ

QUẦN XÃ
QUẦN XÃ

HỆ SINH THÁI
HỆ SINH THÁI

PHẦN II
PHẦN II
MÔI TRƯỜNG
MÔI TRƯỜNG

CON NGƯỜI VÀ MÔI
CON NGƯỜI VÀ MÔI
TRƯỜNG
TRƯỜNG

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ
BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ
TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
PHẦN III
PHẦN III
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Sinh thái môi trường học cơ bản - GSTS Lê Huy Bá và
Sinh thái môi trường học cơ bản - GSTS Lê Huy Bá và
Lâm Minh Triết – 2000
Lâm Minh Triết – 2000

Sinh thái môi trường ứng dụng - GSTS Lê Huy Bá và
Sinh thái môi trường ứng dụng - GSTS Lê Huy Bá và
Lâm Minh Triết – 2000
Lâm Minh Triết – 2000

Sinh thái và môi trường – PTS Nguyễn Văn Tuyên –

Sinh thái và môi trường – PTS Nguyễn Văn Tuyên –
1998
1998

Môi trường và con người - PGSVăn Thái và ctv– 1999
Môi trường và con người - PGSVăn Thái và ctv– 1999

Leture of Basic and Applied Tropical Ecology – Dr.
Leture of Basic and Applied Tropical Ecology – Dr.
Stephen Elliott – 1996
Stephen Elliott – 1996

Fundamental Ecology - E.P.Odum – 1972
Fundamental Ecology - E.P.Odum – 1972

Human development report 2004 – UNDP.
Human development report 2004 – UNDP.

Thông tin trên các websites
Thông tin trên các websites
CHƯƠNG I
CHƯƠNG I
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH THÁI HỌC

Lược sử và khái niệm sinh thái học
Lược sử và khái niệm sinh thái học

Quy luật tác động của các nhân tố sinh
Quy luật tác động của các nhân tố sinh

thái
thái

Ảnh hưởng các nhân tố vô sinh lên cơ
Ảnh hưởng các nhân tố vô sinh lên cơ
thể sinh vật và sự thích nghi của sinh
thể sinh vật và sự thích nghi của sinh
vật
vật
Khái niệm
Khái niệm



SINH THÁI HỌC LÀ GÌ?
oikos + logos = ecology
Sinh thái học là khoa học về các cơ thể sống trong “ngôi nhà
của nó” (Heckel E. ,1869)

Odum (1971): Khoa học về quan hệ qua lại giữa sinh vật/
nhóm sinh vật với môi trường xung quanh
•
Ricklefs (1976) Sinh thái học là bộ môn nghiên cứu cá thể,
quần thể, quần xã trong mối quan hệ tương hỗ với môi
trường xung quanh với các nhân tố lý, hoá và sinh học.
•
Groxzinxki (1980): Sinh thái học là khoa học nghiên cứu
mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi trường xung
quanh.
⇒

Sinh thái học là môn khoa học về cấu trúc và chức năng
của thiên nhiên, nghiên cứu và ứng dụng các quy luật hình
thành và hoạt động của tất cả các hệ sinh học.
⇒
Sinh thái học là khoa học tổng hợp bao gồm nhiều môn
khoa học khác nhau: sinh học, hoá học, vật lý, toán học,
địa lý, xã hội học….
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
Lược
Lược
sử
sử



Thời kỳ xã hội nguyên thuỷ:
Thời kỳ xã hội nguyên thuỷ:
+ kiến thức về động thực vật xung quanh để sinh tồn
+ kiến thức về động thực vật xung quanh để sinh tồn
+ công cụ: biến đổi môi sinh
+ công cụ: biến đổi môi sinh



Aristote, Hipocrat…: các công trình nghiên cứu đều có
Aristote, Hipocrat…: các công trình nghiên cứu đều có
liên quan đến sinh thái
liên quan đến sinh thái


1900: môn
1900: môn
khoa
khoa
học sinh thái học tách ra độc lập.
học sinh thái học tách ra độc lập.



Cuối thế kỷ 18: nghiên cứu các yếu tố ngoại cảnh; mối
Cuối thế kỷ 18: nghiên cứu các yếu tố ngoại cảnh; mối
quan hệ động vật-thực vật
quan hệ động vật-thực vật

Nửa đầu thế kỷ 19: nghiên cứu địa lý thực vật
Nửa đầu thế kỷ 19: nghiên cứu địa lý thực vật



Sau”Nguồn gốc các loài” (Darwin, 1895): nghiên cứu quần
Sau”Nguồn gốc các loài” (Darwin, 1895): nghiên cứu quần
thể và cá thể
thể và cá thể

Hiện nay: là môn khoa học toàn cầu, các nghiên cứu quan
Hiện nay: là môn khoa học toàn cầu, các nghiên cứu quan
hệ giữa điều kiện ngoại cảnh và sinh vật; cải tạo môi
hệ giữa điều kiện ngoại cảnh và sinh vật; cải tạo môi
trường theo hướng có lợi cho con người.
trường theo hướng có lợi cho con người.


Hiện nay sinh thái học gồm: cổ sinh thái học, sinh thái học
Hiện nay sinh thái học gồm: cổ sinh thái học, sinh thái học
ứng dụng, sinh thái học tập tính, thực vật, động vật….do
ứng dụng, sinh thái học tập tính, thực vật, động vật….do
được sự hỗ trợ của các ngành khoa học khác như sinh lý,
được sự hỗ trợ của các ngành khoa học khác như sinh lý,
toán học, địa lý…
toán học, địa lý…
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Tất cả mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi
trường xung quanh (sinh học môi trường) (E.P.Odum,
1983)

Theo thuyết tiến hoá chọn lọc tự nhiên (Darwin): sinh
thái học nghiên cứu lịch sử đời sống của các loai thực
vật, động vật…=> sinh thái học cá thể hay tự sinh thái
(Autoecologia).

Thế kỷ 19, sinh thái học nghiên cứu ở mức độ tổ
chức cao hơn: quần xã, hệ sinh thái => tổng sinh thái
(synecologia) : nghiên cứu các phức hợp động thưc vật
và những đặc trưng cấu trúc, chức năng của phức hệ
được hình thành dưới tác động của môi trường.
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC

SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC
CẤU TRÚC SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành trong
Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành trong
phòng thí nghiệm hay môi trường bán tự nhiên
phòng thí nghiệm hay môi trường bán tự nhiên
nhằm tìm hiểu các chỉ số hoạt động chức năng
nhằm tìm hiểu các chỉ số hoạt động chức năng
của cơ thể hay tập tính của sinh vật dưới tác
của cơ thể hay tập tính của sinh vật dưới tác
động của 1 hay 1 số yếu tố môi trường độc lập
động của 1 hay 1 số yếu tố môi trường độc lập



Nghiên cứu thực địa: quan sát, ghi chép, đo
Nghiên cứu thực địa: quan sát, ghi chép, đo
đạc, thu mẫu…và số liệu được xử lý bằng
đạc, thu mẫu…và số liệu được xử lý bằng
phương pháp thống kê.
phương pháp thống kê.

Kết quả thực nghiệm và thực địa được dùng

Kết quả thực nghiệm và thực địa được dùng
cho phương pháp mô phỏng và mô hình hóa
cho phương pháp mô phỏng và mô hình hóa
trên máy tính dựa trên các tính toán toán học.
trên máy tính dựa trên các tính toán toán học.
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
Ý NGHĨA VÀ VAI TRÒ CỦA SINH THÁI HỌC
Ý NGHĨA VÀ VAI TRÒ CỦA SINH THÁI HỌC

Nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi trên cơ sở
Nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi trên cơ sở
cải tạo môi trường sống của chúng
cải tạo môi trường sống của chúng

Hạn chế và tiêu diệt các địch hại cho đời sồn cây
Hạn chế và tiêu diệt các địch hại cho đời sồn cây
trồng, vật nuôi và con người.
trồng, vật nuôi và con người.

Thuần hoá và di giống các loài sinh vật
Thuần hoá và di giống các loài sinh vật

Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, duy trì đa
Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, duy trì đa
dạng sinh học và phát triển tài nguyên cho khai thác
dạng sinh học và phát triển tài nguyên cho khai thác
bền vững
bền vững


Bảo vệ và cải tạo môi trường sống cho con người
Bảo vệ và cải tạo môi trường sống cho con người
và các loài sinh vật.
và các loài sinh vật.
=> Cơ sở khoa học, phương thức phát triển bền
=> Cơ sở khoa học, phương thức phát triển bền
vững xã hội
vững xã hội
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
CHƯƠNG II: CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
CHƯƠNG II: CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI



Nhân tố vô sinh:
Nhân tố vô sinh:

Khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm
Khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm

Nước
Nước

Không khí
Không khí

Thổ nhưỡng
Thổ nhưỡng


Nhân tố hữu sinh:
Nhân tố hữu sinh:

Tất cả sinh vật: vi sinh vật, nấm, thực vật, động
Tất cả sinh vật: vi sinh vật, nấm, thực vật, động
vật
vật

Con người
Con người

Môi trường: tổng hợp các yếu tố bên ngoài
Môi trường: tổng hợp các yếu tố bên ngoài
có ảnh hưởng đến sinh vật
có ảnh hưởng đến sinh vật
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT TÁC ĐỘNG CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI

Đặc tính tác động của nhân tố sinh thái:

Bản chất của nhân tố tác động

Cường độ tác động

Tần số tác động

Thời gian tác động


Liều lượng tác động: minimum, optimum,
maximum
⇒
Tác động lên sinh vật theo 3 hướng:
•
Loại trừ sinh vật khỏi nơi phân bố
•
ảnh hưởng số lượng quần thể: sinh sản, tử vong, di
cư, nhập cư
•
Hình thành các đặc điểm thích nghi mới








SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC


QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
Định luật lượng tối thiểu (E. Liebig, 1840):

“chất có hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác
định đại lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời
gian”


Mở rộng: sự thể hiện tất cả các quá trình sinh thái học
được chi phối bởi nhân tố hiện diện với liều lượng ít nhất
trong môi trường.

Nguyên tắc bổ trợ:
Nguyên tắc hạn chế: Định luật lượng tối thiểu chỉ
đúng khi các điều kiện trong trạng thái tĩnh
Nguyên tắc bổ sung: các yếu tố có sự tương hỗ.
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
Đinh luật về sự chống chịu (quy luật giới
hạn sinh thái)

Shelford (1913): “năng suất của sinh
vật không chỉ liên hệ với sức chịu
đựng tối thiểu về liều lượng mà còn
liên hệ với liều tối đa của một nhân tố
nào đó từ bên ngoài”

Giới hạn tối thiểu -tối đa : biên độ sinh
thái/ giới hạn sinh thái.
Ví dụ: cá rô phi Tilapia morambica: 5,6-
42
0
C/30
0
C

Đinh luật về sự chống chịu - Nhận xét
Đinh luật về sự chống chịu - Nhận xét



Sinh vật có giới hạn rộng với nhân tố này
nhưng lại có giới hạn hẹp với nhân tố khác

Sịnh vật có giới hạn sinh thái rộng với nhiều
nhân tố sinh thái => phân bố rộng

Giới hạn sinh thái khác nhau với những loài
gần nhau

Khi sinh vật trong điều kiện không thích với
1 nhân tố ST thì giới hạn ST vói các nhân tố
bị thu lại

Các sinh vật ở thời kỳ non, sinh sản có giới
hạn sinh thái hẹp hơn các cá thể khác
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
Quy luật tác động tổng hợp của
Quy luật tác động tổng hợp của
các nhân tố sinh thái
các nhân tố sinh thái


Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái
Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái



Sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này có
Sự biến đổi của một nhân tố sinh thái này có
thể dẫn đến sự thay đổi về lượng và có khi về
thể dẫn đến sự thay đổi về lượng và có khi về
chất của nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu
chất của nhân tố sinh thái khác và sinh vật chịu
ảnh hưởng của các thay đổi đó.
ảnh hưởng của các thay đổi đó.

Các nhân tố sinh thái gắn bó chặt chẽ với nhau
Các nhân tố sinh thái gắn bó chặt chẽ với nhau
thành tổ hợp sinh thái.
thành tổ hợp sinh thái.
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
Quy luật tác động không đồng đều
Quy luật tác động không đồng đều
của các nhân tố sinh thái
của các nhân tố sinh thái
‘
‘
Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng

Các nhân tố sinh thái có ảnh hưởng
khác nhau lên chức phận của cơ thể
khác nhau lên chức phận của cơ thể
sống. Nhân tố cực thuân cho quá
sống. Nhân tố cực thuân cho quá
trình này nhưng có hại hoặc nguy
trình này nhưng có hại hoặc nguy
hiểm cho quá trình khác.’
hiểm cho quá trình khác.’
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA SINH THÁI HỌC
Quy luật tác động qua lại giữa sinh
Quy luật tác động qua lại giữa sinh
vật và môi trường
vật và môi trường
Trong mối quan hệ qua lại giữa sinh
Trong mối quan hệ qua lại giữa sinh
vật và môi trường, không những môi
vật và môi trường, không những môi
trường tác động lên sinh vật mà sinh
trường tác động lên sinh vật mà sinh
vật cũng ảnh hưởng đến các nhân tố
vật cũng ảnh hưởng đến các nhân tố
của môi trường và làm thay đổi tính
của môi trường và làm thay đổi tính
chất của nhân tố đó.
chất của nhân tố đó.
SINH THÁI HỌC

SINH THÁI HỌC
Ảnh hưởng của nhân tố vô sinh lên sinh vật
Ảnh hưởng của nhân tố vô sinh lên sinh vật
và sự thích nghi của chúng:
và sự thích nghi của chúng:
•


Nhiệt độ
Nhiệt độ
•


Nước
Nước
•


Ánh sáng
Ánh sáng
•


Không khí
Không khí
•
Đất
Đất
SINH THÁI HỌC
SINH THÁI HỌC

NHIỆT ĐỘ
NHIỆT ĐỘ

Ý nghĩa: tác động trực tiếp/ gián tiếp đến sinh
Ý nghĩa: tác động trực tiếp/ gián tiếp đến sinh
trưởng, phát triển, phân bố cá thể, quần thể và quần
trưởng, phát triển, phân bố cá thể, quần thể và quần
xã sinh vật
xã sinh vật

Sinh vật thích nghi:
Sinh vật thích nghi:



Trao đổi nhiệt: Biến nhiệt và đẳng nhiệt
Trao đổi nhiệt: Biến nhiệt và đẳng nhiệt
>52
>52
0
0
C: protein biến tính
C: protein biến tính
<-4,5
<-4,5
0
0
C: dung môi đóng băng
C: dung môi đóng băng


Hình thái
Hình thái



Sinh lý: tốc độ tiêu hoá, trao đổi khí
Sinh lý: tốc độ tiêu hoá, trao đổi khí



Phát triển, sinh sản, đình dục, ngủ đông, ngủ hè
Phát triển, sinh sản, đình dục, ngủ đông, ngủ hè
VD: ruồi quả Ceratilis capitata
VD: ruồi quả Ceratilis capitata
t=26oC, độ ẩm = 70%: vòng đời = 20 ngày
t=26oC, độ ẩm = 70%: vòng đời = 20 ngày
t=19,5oC: vòng đời = 41,9 ngày
t=19,5oC: vòng đời = 41,9 ngày



Tập tính: di cư
Tập tính: di cư



Phân bố
Phân bố