Giáo trình khoa học môi trường phần 1

đại học huế
trung tâm đào tạo từ xa
nguyễn khoa lân

giáo trình

khoa học
môI trờng

Huế 2007


Mục lục
lời nói đầu ..................................................................................................................7
Chơng I: Giới thiệu về khoa học môi trờng.......................................................8
I. Khái niệm ..............................................................................................................8
II. Đối tợng và nhiệm vụ......................................................................................8
III. Các chuyên ngành của khoa học môi trờng...........................................10
1. Các phân môn khoa học môi trờng.........................................................10
2. Quan hệ của khoa học môi trờng với các ngành khoa học khác .....10
IV. Phơng pháp nghiên cứu của khoa học môi trờng...............................11
1. Phơng pháp luận ........................................................................................11
2. Phơng pháp nghiên cứu ............................................................................11
V. Khoa học môi trờng trên thế giới và ở Việt Nam ....................................11
Chơng II: Sinh thái học với khoa học môi trờng............................................13
I. Sinh vật trong môi trờng sống .....................................................................13
1. Các yếu tố môi trờng và nhân tố sinh thái............................................13
2. Tác động của các nhân tố sinh thái đến đời sống sinh vật..................15
3. Sự thÝch nghi sinh häc cđa sinh vËt trong m«i tr−êng sống ...............21
4. Đa dạng sinh học...........................................................................................23
II. Quần thể và các đặc trng .............................................................................25

1. Khái niệm........................................................................................................25
2. Các mối quan hệ trong quần thể ...............................................................25
3. Các đặc trng của quần thể........................................................................25
III. quần xà và các đặc trng..............................................................................27
1. Khái niệm........................................................................................................27
2. Những đặc trng cơ bản của quần xÃ.......................................................28
IV. Hệ sinh thái ......................................................................................................29
1. Khái niƯm........................................................................................................29
2. CÊu tróc cđa hƯ sinh th¸i............................................................................29
3. Sù chun hãa vật chất và dòng năng lợng trong hệ sinh thái........30
4. Chu trình sinh địa hóa...........................................................................31
5. Sự cân bằng sinh thái...................................................................................34
V. Con ngời và môi trờng ................................................................................35

2


1. Vai trò của con ngời trong hệ sinh thái.................................................35
2. Tác động của con ngời đến môi trờng .................................................36
Chơng III: Dân số và nhu cầu đời sống ..............................................................38
I. quần thể ngời và sự gia tăng dân số thế giới.............................................38
1. Sự tiến hóa và mở rộng địa bàn c trú của loài ngời..........................38
2. Các cộng đồng ngời ....................................................................................39
3. Dân số và dân c ...........................................................................................40
II. Dân số việt nam ................................................................................................44
III. Nhu cầu lơng thực và thực phẩm .............................................................46
1. Nhu cầu về khối lợng, chất lợng và tác dụng của lơng thực,
thực phẩm ...........................................................................................................46
2. Những lơng thực và thực phẩm chủ yếu ...............................................48
3. Dân số lơng thực và thực phẩm............................................................49

4. Hớng giải quyết lơng thực trong tơng lai .........................................50
IV. Các nền nông nghiệp......................................................................................51
1. Nền nông nghiệp hái lợm, săn bắt và đánh cá .....................................51
2. Nền nông nghiệp trồng trọt và chăn thả trun thèng........................51
3. NỊn n«ng nghiƯp c«ng nghiƯp hãa............................................................52
4. NỊn n«ng nghiệp sinh thái bền vững .......................................................53
V. Nhu cầu nhà ở, công nghiệp hóa và đô thị hóa..........................................54
1. Nhu cầu nhà ở ................................................................................................54
2. Công nghiệp hóa và đô thị hóa ..................................................................57
VI. nhu cầu về đời sống văn hóa, xà hội của con ngời ................................60
1. Sơ lợc lịch sử văn hóa thế giới .................................................................60
2. Sơ lợc lịch sử văn hóa Việt Nam ..............................................................61
3. Các nhu cầu về văn hóa xà hội ...............................................................62
Chơng IV: Tài nguyên thiên nhiên ......................................................................66
I. Phân loại tài nguyên.........................................................................................66
1. Tài nguyên vĩnh viễn :...................................................................................66
2. Tài nguyên có thể phục hồi : ......................................................................66
3. Tài nguyên không thể phục hồi : ...............................................................66
II. Tài nguyên sinh học ........................................................................................67
1. Hiện trạng và tình hình khai thác tài nguyên sinh học.......................67

3


2. Các xu hớng ảnh hởng đến tài nguyên sinh học ...............................68
III. Tài nguyên rừng .............................................................................................69
1. Vai trò của rừng ............................................................................................69
2. Tài nguyên rừng trên thế giới ....................................................................69
3. Tài nguyên rừng ở Việt Nam ......................................................................71
IV. Tài nguyên khoáng sản và năng lợng ......................................................72

1. Tài nguyên khoáng sản và năng lợng trên thế giới ............................72
2. Tài nguyên khoáng sản và năng lợng ở Việt Nam...............................75
V. Tài nguyên đất ..................................................................................................77
1. ý nghĩa của tài nguyên đất đối với đời sống con ngời........................77
2. Thành phần của đất .....................................................................................77
3. Tài nguyên đất trên thế giới.......................................................................78
4. Tài nguyên đất ở Việt Nam .........................................................................81
5. Một số biện pháp chung trong bảo vệ và sử dụng tài nguyên đất .....84
VI. Tài nguyên biển và ven bển..........................................................................86
1. Tài nguyên biển và ven biển trên thế giới ..............................................86
2. Tài nguyên thủy sản biển và ven biển Việt Nam ...................................89
VII. Tài nguyên nớc ............................................................................................90
1. Khối lợng nớc của trái đất......................................................................90
2. Vai trò của nớc đối với thiên nhiên và con ngời ...............................91
3. Chu trình nớc toàn cầu .............................................................................92
4. Tài nguyên nớc ở Việt Nam ......................................................................94
Chơng V: Ô nhiễm môi trờng..............................................................................97
I. Ô nhiễm môi trờng nớc ................................................................................97
1. Định nghĩa và nguyên nhân .......................................................................97
2. Quản lý và chống ô nhiễm các vực nớc................................................101
3. Các loại tiêu chuẩn và chỉ tiêu đánh giá chất lợng nớc hay mức độ
ô nhiễm nớc....................................................................................................101
4. Ô nhiễm nớc và quản lý chất lợng nớc ở Việt Nam ......................103
II. Ô nhiễm môi trờng không khí...................................................................105
1. Định nghĩa và các nguồn gây ô nhiễm không khí ...............................105
2. Sự khuếch tán ô nhiễm trong môi trờng không khí .........................107
3. Hiệu øng nhµ kÝnh ......................................................................................108

4

4. Tác hại của ô nhiễm không khí lên thực bì, hệ sinh thái và các công
trình xây dựng .................................................................................................113
5. Ô nhiễm không khí ở Việt Nam................................................................113
6. Các biện pháp phòng ngừa ô nhiễm không khí ...................................115
III. Ô nhiễm môi trờng đất..............................................................................115
1. Khái niệm chung và nguồn gốc ô nhiễm................................................115
2. Ô nhiễm đất bởi các tác nhân sinh học ..................................................116
3. Ô nhiễm do tác nhân hóa học...................................................................117
4. Ô nhiễm vật lý..............................................................................................117
5. Biện pháp chống ô nhiễm đất ..................................................................118
6. Vấn đề xử lý rác thải ở đô thị Việt Nam .................................................119
IV. Ô nhiễm nhiệt phóng xạ và tiếng ồn .....................................................120
a Ô nhiễm nhiệt.................................................................................................121
1. Nguồn gốc ô nhiễm nhiệt ..........................................................................120
2. Tác động của ô nhiễm nhiệt .....................................................................121
3. Các yếu tố của nóng lên toàn cầu và hủy hoại tầng ôzôn..................121
4. Nguồn và các loại hình của các khí nhà kính quan trọng nhất .......122
5. Các biện pháp làm giảm ô nhiễm nhiệt .................................................123
b - Ô nhiễm tiếng ồn........................................................................................... 124
1. Khái niệm cơ bản về tiếng ồn ...................................................................123
2. Phân loại tiếng ồn.......................................................................................123
3. Nguồn phát sinh tiếng ồn trong đời sống và sản xuất........................124
3. Tác động của ô nhiễm tiếng ồn ................................................................124
4. Các biện pháp chống tiếng ồn..................................................................125
c Ô nhiễm phóng xạ..........................................................................................126
1. Nguồn ô nhiễm phóng xạ ..........................................................................125
2. Đơn vị đo mức phóng xạ ............................................................................126
3. ảnh hởng của các chất phóng xạ ..........................................................127
4. Biện pháp bảo vệ và phòng tránh ...........................................................128

Chơng VI: Bảo vệ môi trờng .............................................................................130
I. Bảo vệ môi trờng chung toàn cầu..............................................................130
1. Dân số ............................................................................................................130
2. Lơng thực và nông nghiÖp ......................................................................130
5


3. Năng lợng ...................................................................................................130
4. Công nghiệp .................................................................................................131
5. Sức khoẻ và ®Þnh c− ...................................................................................131
6. Quan hƯ kinh tÕ qc tÕ ............................................................................131
II. Phát triển bền vững trách nhiệm của mỗi dân tộc và cả nhân loại 132
1. Khái niệm phát triển bền vững................................................................132
2. Các nguyên tắc của một xà hội bền vững ..............................................135
III. Các chơng trình hành động về bảo vệ môi trờng Chung cho toàn
cầu ..........................................................................................................................138
1. Khí quyển......................................................................................................138
2. Nớc ...............................................................................................................138
3. Các hệ sinh thái...........................................................................................138
4. Biển và đại dơng .......................................................................................139
5. Thạch quyển.................................................................................................139
6. Định c và môi trờng ...............................................................................139
7. Sức khỏe và phúc lợi của con ngời .......................................................139
8. Năng lợng, công nghiệp và giao thông.................................................140
9. Hòa bình, an ninh và môi trờng ............................................................140
10. Đánh giá môi trờng ................................................................................140
11. Biện pháp quản lý môi trờng ...............................................................140
12. Nhận thức về môi trờng ........................................................................140
IV. Bảo vệ môi trờng ở Việt Nam ...................................................................141
1. Hiện trạng môi trờng ở Việt Nam .........................................................141

2. Phơng hớng giải quyết các vấn đề môi trờng ở Việt Nam ..........141
3. Chính sách môi trờng của Việt Nam ....................................................142
4. Kế hoạch Quốc gia về môi trờng và phát triển lâu bền đến năm 2000
.............................................................................................................................143
5. Đánh giá tác động môi trờng (EIA : environmental impact
ssessment).........................................................................................................144
V. Các tổ chức có liên quan đến sinh thái, bảo vệ môi trờng và phát
triển bền vững......................................................................................................145
1. Trong nớc ...................................................................................................145
2. Trên thế giới.................................................................................................146
3. Tuyên ngôn Rio de Janeiro về môi trờng và phát triển ..................147
6


lời nói đầu
Trong khoảng vài thập kỷ gần đây nhiều vấn đề về môi trờng đà đặt ra cho con
ngời những thách thức lớn nh : sự bùng nổ dân số, ô nhiễm môi trờng, sự suy
thoái và cạn kiệt một số dạng tài nguyên... Vì vậy, khoa học môi trờng đà đợc
nhiều lĩnh vực, ngành nghề trong xà hội quan tâm nghiên cứu và giải quyết.
Tuy nhiên, việc nhận thức các vấn đề môi trờng trong mối quan hệ của các hệ
thống thống nhất có liên quan đến các yếu tố của tự nhiên, sinh vật, con ngời và
những hệ thống hoạt động kinh tế, văn hóa, xà hội,... cđa chÝnh chóng ta. Nãi chung,
mèi quan hƯ cđa m«i trờng đến sự tồn tại và phát triển bền vững của xà hội loài
ngời mới thực sự đợc quan tâm đầy đủ trong những năm gần đây.
Những thành tựu mới cđa khoa häc m«i tr−êng cho phÐp con ng−êi cã khả năng
nghiên cứu sâu nhiều vấn đề chuyên ngành, phối hợp có hiệu quả trong các lĩnh vực
đa ngành và liên ngành để giải quyết triệt để những vấn đề môi trờng trong phạm
vi rộng lớn, có ảnh hởng sâu sắc đến toàn khu vực nh : sự ô nhiễm của đại dơng,
đẩy lùi các bệnh dịch, giải quyết nhu cầu lơng thực,... Tuy nhiên, càng ngày những
vấn đề của môi trờng đặt ra cũng càng nghiêm trọng hơn, không những đe dọa đến

sự phát triển của xà hội mà còn làm ảnh hởng đến sự sống, khả năng tồn tại của
con ngời nói chung.
Chính vì vậy, ở rất nhiều nớc trên thế giới, khoa học môi trờng đà và đang
đợc đa vào chơng trình giáo dục chính khóa cho các học sinh từ tiểu học cho đến
bậc đại học − vµ viƯc cung cÊp kiÕn thøc cđa khoa häc môi trờng cho cán bộ, giáo
viên trong các hệ thống đào tạo là điều thực sự cần thiết.
Hiện nay, chúng ta đà có khá nhiều t liệu về giáo dục môi trờng. Mỗi tác giả đề
cập đến các vấn đề của môi trờng dựa trên những đặc điểm phục vụ cho mỗi ngành
nghề khác nhau.
Cuốn giáo trình này là tài liệu dành cho đối tợng là học viên ngành Giáo viên
Tiểu học Hệ Đào tạo Từ xa của Đại học Huế. Chúng tôi cố gắng đề cập đến những
vấn đề cơ bản của khoa học môi trờng liên hệ với thực tế và cập nhật hóa các kiến
thức liên quan.
Trong điều kiện và khả năng cho phép cũng nh để phục vụ kịp thời cho việc học
tập của các học viên, giáo trình chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi mong nhận
đợc những ý kiến đóng góp của học viên và những ngời quan tâm.
các tác giả

7


Chơng I

Giới thiệu về khoa học môi trờng

I. Khái niệm
Khái niệm môi trờng bao gồm tất cả các yếu tố sống và không sống ở xung
quanh chúng ta. Nh vậy, môi trờng đợc hiểu nh là gồm : không khí, đại dơng
và lục địa trong đó có cả sinh vật (động vật, thực vật và vi sinh vật) sinh sống.
Trong một giới hạn nào đó thì môi trờng có liên quan đến một điểm dân c, một

cộng đồng, một quốc gia, mét l·nh thỉ hay mét khu vùc,... V× vËy, những vấn đề về
môi trờng gắn liền với cuộc sống của con ngời bắt đầu từ khi xuất hiện loài ngời
cho đến tận ngày nay. Và chính vì thế kiến thức về môi trờng đà có từ lâu, loài
ngời đà quan tâm đến các vấn đề môi trờng để phục vụ cho cuộc sống của chính
bản thân mình nh khai thác tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ nơi sống, xây dựng chỗ
c trú, trồng trọt, chăn nuôi,...
Tuy nhiên, cho đến cách đây vài thập kỷ, khoa học môi trờng mới trở thành một
bộ môn liên ngành đợc sự quan tâm của nhiều ngành nghề, mọi tầng lớp dân c ở
nhiều nớc trong khu vực và trên thế giới.
Khoa học môi trờng là môn học nghiên cứu toàn thể các điều kiện ngoại cảnh,
trong đó có sinh vật đang sống và phát triển. Khoa học môi trờng là ngành khoa
học nghiên cứu tổng thể các yếu tố của môi trờng liên quan đến đời sống và sự phát
triển kinh tế, văn hãa x· héi cđa con ng−êi.
Khoa häc m«i tr−êng cã liên quan đến sinh thái học : là môn học nghiên cứu mối
quan hệ giữa các sinh vật với các yếu tố môi trờng bao quanh nó. Vì vậy, có thể xem
khoa học môi trờng nh là bộ môn sinh thái phát triển bền vững.
II. Đối tợng và nhiệm vụ
Môi trờng tự nhiên là cơ sở cho sự tồn tại và phát triển của loài ngời. Môi trờng
là nơi c trú, nơi cung cấp cho con ngời toàn bộ vật chất để sinh sống và phát triển ;
đồng thời tác động của con ngời ngày càng tăng cũng làm ảnh hởng đến môi trờng.
Đối tợng nghiên cứu của khoa học môi trờng bao gồm các yếu tố tự nhiên, yếu
tố vật chất và xà hội, có ảnh hởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của
con ngời và tự nhiên.
Theo nghĩa rộng môi trờng là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có ảnh hởng
tới một vật thĨ hc mét sù kiƯn. BÊt kĨ mét vËt thĨ, một sự kiện nào cũng tồn tại và
8


diễn biến trong một môi trờng. Khái niệm chung về môi trờng nh vậy đợc cụ thể
hóa đối với từng đối tợng và mục đích nghiên cứu.

Đối với các cơ thể sống, môi trờng sống là tổng hợp những điều kiện bên ngoài
có ảnh hởng tới đời sống và sự phát triển của cơ thể.
Đối với con ngời, môi trờng sống là tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa häc,
kinh tÕ, x· héi bao quanh con ng−êi vµ cã ¶nh h−ëng tíi sù sèng, sù ph¸t triĨn cđa
tõng c¸ nhân và của cả cộng đồng.
Nhiệm vụ của khoa học môi trờng là phải tìm ra các biện pháp giải quyết các
vấn đề về môi trờng ở thời đại ngày nay, thời đại tơng ứng với xà hội công nghiệp
và hậu công nghiệp. Đó là các vấn đề :
Gia tăng dân số hợp lý.
Sản xuất nông, lâm, ng nghiệp bền vững.
Phòng, chống và xử lý ô nhiễm môi trờng.
Khai thác hợp lý và bảo vệ các loại tài nguyên thiên nhiên.
Quản lý tốt môi trờng, phòng tránh các rủi ro về môi trờng.
Nghiên cứu các nguyên lý cơ bản của sinh thái học, quần thể, quần xÃ... ảnh
hởng lên con ngời và ngợc lại.
Từ các nghiên cứu, nhận định trên, ngời ta đề ra những phơng hớng, chơng
trình hành động cụ thể, thiết thực với các vấn đề môi trờng hiện nay.
Cụ thể hóa nhiệm vụ của khoa học môi trờng là :
+ Tìm hiểu thành phần, cấu trúc, đặc điểm của môi trờng nói chung và các hệ
môi trờng nói riêng. Xác định các đặc tính của các mối quan hệ bên trong giữa các
thành phần của hệ, đặc biệt là quá trình trao đổi chất và năng lợng trong hệ.
+ Tìm hiểu quá trình biến động và chiều hớng thay đổi của môi trờng do tác
động của con ngời trong quá khứ để nắm đợc các quy luật biến đổi của môi trờng
do con ngời gây ra, trên cơ sở đó tiến hành dự báo về môi trờng.
+ Điều tra cơ bản về thực trạng môi trờng hiện nay trên phạm vi toàn cầu cũng
nh ở từng khu vực, từng địa phơng để dựa vào đó lập kế hoạch bảo vệ và cải thiện
môi trờng.
+ Nghiên cứu nội dung và quy trình công nghệ cũng nh các biện pháp kỹ thuật
cụ thể của công tác quản lý môi trờng ; bao gồm các khâu giám sát, xử lý, điều
chỉnh, bảo vệ và cải thiện môi trờng nói chung và của từng hệ nói riêng.

+ Nghiên cứu các khía cạnh sinh thái của vấn đề môi trờng, quy trình và biện
pháp bảo vệ các quần xà sinh vật, bảo vệ tính đa dạng sinh học, phòng tránh các
thảm họa sinh thái có thể gây ra bởi hoạt động của con ngời, nhất là vấn đề cân
bằng trong các hệ.
9


Nghiên cứu nội dung và quy trình công nghệ của công tác điều khiển môi trờng,
bao gồm các khâu dự báo, quy hoạch và thiết kế các hệ môi trờng ; đặt ra các
chơng trình hành động cho toàn cầu và khu vực, chỉ đạo sự phối hợp giữa các
ngành, các cấp, các quốc gia, các khu vực trên thế giới ; soạn thảo các văn bản pháp
lý cũng nh chơng trình tuyên truyền, giáo dục về vấn đề môi trờng trong cộng
đồng cũng nh trong nhà trờng từ bậc tiểu học đến đại học.
III. Các chuyên ngành của khoa học môi trờng
1. Các phân môn khoa học môi trờng
Khoa học môi trờng, tuy là ngành học mới mẻ, nhng bớc đầu cũng đà hình
thành đợc một số phân môn nh : Sinh học môi trờng, địa học môi trờng, hóa học
môi trờng, y học môi trờng, lịch sử môi trờng, kinh tế xà hội môi trờng, điều
tra môi trờng, giám sát và quản lý môi trờng, xử lý « nhiƠm m«i tr−êng (n−íc, ®Êt,
kh«ng khÝ, tiÕng ån, phãng xạ, nhiệt,...), sinh thái môi trờng, dự báo môi trờng và
điều khiển môi trờng...
2. Quan hệ của khoa học môi trờng với các ngành khoa học khác
Môi trờng học là một khoa học liên ngành (có sự phối hợp giữa các ngành) và đa
ngành. Vì là một ngành khoa học tổng hợp, cần phải thu thập, xử lý nhiều loại dữ
kiện rất khác nhau, phải sử dụng rất nhiều phơng pháp và biện pháp khác nhau
nên có thể nói khoa học môi trờng có liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành
khoa học tự nhiên, khoa học xà hội và các ngành kỹ thuật công nghệ. Có thể kể đến
những mối liên quan sau :
Liên quan đến sinh học, đa dạng sinh học, động vật học, thực vật học, nhất là
đối với các loài hoang dại.

Liên quan đến sinh thái học và dựa trên những nguyên lý cơ bản của sinh thái
học để nghiên cứu môi trờng.
Liên quan đến khoa học trái đất : Khoa học môi trờng và khoa học trái đất không
thể tách rời nhau vì nhờ khoa học trái đất làm nền tảng, chúng ta có thể biết đợc
những thực trạng, những diễn biến xảy ra trong trái đất ảnh hởng đến môi trờng và
con ngời.
Liên quan đến khoa học tự nhiên : Các môn toán, vật lý, tin học, hóa học... đều
rất cần thiết cho khoa học môi trờng.
Liên quan đến khoa học xà hội : Các yếu tố nh dân số, nhân văn, t tởng,
văn hóa, xà hội cũng cần thiết cho khoa học môi trờng.
Liên quan với khoa học kinh tế : Ngoài các lĩnh vực nêu trên khoa học môi
trờng còn liên quan đến khoa học kinh tế và một số môn học khác, nhất là trong
việc tính toán hiệu quả kinh tế những lợi ích hoặc thiệt hại do con ngời gây ra để có
những phơng hớng hoạt động chính xác.

10


IV. Phơng pháp nghiên cứu của khoa học môi trờng
1. Phơng pháp luận
Ba quan điểm cơ bản làm nền tảng cho mọi nghiên cứu về môi trờng là quan
điểm hệ thống, quan điểm sinh thái và quan điểm lịch sử so sánh.
Đặc điểm quan trọng nhất của môi trờng là có cấu trúc mang tính chất hệ. Vì
vậy, phải đứng trên quan điểm hệ thống mới giải quyết đợc đúng đắn các vấn đề
môi trờng. Mặt khác, cơ sở nền tảng của các hệ môi trờng là các hệ sinh thái. Do
đó, bất kỳ vấn đề môi trờng nào ngoài các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, xà hội bao
giờ cũng phải đợc quan tâm đúng mức trên khía cạnh sinh thái. Về bản chất, suy
cho cùng vấn đề môi trờng là vấn đề sinh thái. Không thể có sự phát triển bền vững
của các quốc gia cũng nh của toàn nhân loại nếu vấn đề môi trờng không đợc giải
quyết trên quan điểm sinh thái học.

Môi trờng không chỉ là vấn đề của ngày hôm nay mà còn là hậu quả, là sự tiếp
nối của ngày hôm qua và là nền tảng cơ sở của môi trờng tơng lai, môi trờng của
ngày mai. Vì vậy, khi nghiên cứu các vấn đề về môi trờng, không thể không sử
dụng quan điểm lịch sử so sánh để phân tích.
2. Phơng pháp nghiên cứu
Khoa học môi trờng có liên quan chặt chẽ đến rất nhiều ngành khoa học khác
nên phải sử dụng rất nhiều phơng pháp nghiên cứu của nhiều ngành khoa học. Có
thể xếp chúng vào 4 nhóm phơng pháp quan trọng nhất gồm :
Nhóm phơng pháp điều tra, quy hoạch và dự báo ;
Nhóm phơng pháp nghiên cứu sinh thái ;
Nhóm phơng pháp các biện pháp kỹ thuật ;
Nhóm các phơng pháp toán học và bản đồ học.
V. Khoa học môi trờng trên thế giới và ở việt nam
Đây là một ngành khoa học còn rất non trẻ, nhng có nhiều tiềm năng và đang
phát triển rất mạnh mẽ.
Kể từ sau Hội nghị Quốc tế về bảo vệ môi trờng ở Stockholm 1972, khoa học môi
trờng ở trên thế giới đang phát triển nhanh.
Nhiều viện nghiên cứu về môi trờng đợc thành lập, nhiều trờng đại học đÃ
xây dựng các khoa và bộ môn chuyên đào tạo cán bộ khoa học quản lý và công nghệ
môi trờng. Nhiều tạp chí, nhiều sách giáo khoa, sách chuyên khảo về khoa học môi
trờng, về quản lý và về công nghệ môi trờng đà đợc xuất bản. Trung bình hàng
năm có khoảng 30 hội nghị khoa học quốc tế liên quan đến môi trờng. Gần đây
nhất, Hội nghị các nguyên thủ Quốc gia về bảo vệ môi tr−êng ë Ri« de Janeiro 1992

11


đà thảo ra bản hiến chơng 21 đề cập đến các hoạt động của các quốc gia về môi
trờng đến ®Çu thÕ kû XXI.
ë ViƯt Nam, nhËn thøc vỊ sù cần thiết phải bảo vệ môi trờng cũng đà có khá

sớm : Giáo trình sinh thái học đợc giảng dạy ở đại học từ các năm 60. Vờn quốc gia
Cúc Phơng đợc thành lập từ năm 1962.
Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trờng ở nớc ta đợc thành lập vào năm 1987,
Luật bảo vệ môi trờng đợc quốc hội thông qua năm 1988, chơng trình nghiên cứu
cấp nhà nớc về bảo vệ môi trờng đợc thực hiện liên tục từ 1980 đến nay.
Về cơ quan chủ quản : Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trờng chính thức chịu
trách nhiệm chỉ đạo và quản lý môi trờng từ năm 1992.
Trong quá trình phát triển khoa học nghiên cứu về môi trờng hiện nay đòi hỏi :
Cần phải có nhận thức đầy đủ về công tác bảo vệ môi trờng và thông tin về
môi trờng phải luôn đợc cập nhật.
Cần có đội ngũ cán bộ khoa học và kỹ thuật giỏi về khoa học môi trờng và
công nghệ môi trờng.
Có đờng lối, chính sách đúng đắn về bảo vệ môi trờng.
Ngoài ra, cần phải đầu t thích đáng về tiền của và nhân vật lực cho công tác
bảo vệ môi trờng ở các địa phơng và khu vùc.

12


Chơng II

SINH THáI HọC VớI KHOA HọC MÔI TRƯờNG

I. Sinh vật trong môi trờng sống
Mối quan hệ giữa sinh vật và môi trờng là mối quan hệ tác động tơng hỗ lẫn
nhau trong quá trình sống và phát triển của sinh vật. Chính vì vậy, khi nói đến môi
trờng cụ thể mà sinh vật sống trong đó, các nhà sinh thái hay dùng thuật ngữ môi
trờng sống.
1. Các yếu tố môi trờng và nhân tố sinh thái
Môi trờng là toàn bộ các điều kiện tự nhiên tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến

đời sống của sinh vật. Vì vậy, những yếu tố cấu trúc nên môi trờng nh ánh sáng,
nhiệt độ, thức ăn, độ ẩm,... đợc gọi là yếu tố môi trờng.
Nói một cách khái quát : Môi trờng là một khái niệm gắn liền với sự sống, bao
gồm những thực thể và hiện tợng của tự nhiên, đảm bảo cho sự phát sinh và phát
triển của sự sống.
Nếu xét tác động của môi trờng lên đời sống một sinh vật cụ thể ta gọi là nhân
tố sinh thái.
Có 3 loại nhân tố sinh thái : Nhân tố vô sinh, nhân tố hữu sinh và con ngời đợc
tách thành một nhóm nhân tố riêng.
Sinh vật phản ứng lại tác động của mỗi nhân tố sinh thái theo 4 đặc điểm sau :
Bản chất của nhân tố tác động ;
Tần số tác động ;
Thời gian tác động ;
Cờng độ tác động.
Các quy luật sinh thái :
a) Quy luật tác động qua lại
Sự tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và sự phản ứng trở lại của
sinh vật là mối quan hệ hai chiều.
Sự phát triển của các yếu tố ngoại cảnh quyết định xu thế phát triển chung của
sinh vật. Sự tác động trở lại của sinh vật đến môi trờng đợc giới hạn trong những
chừng mực nhất định.
13


Cờng độ tác động, thời gian tác động, cách tác động khác nhau dẫn tới những
phản ứng khác nhau của sinh vật.
b) Quy luật tác động đồng thời
Các yếu tố sinh thái tác động đồng thời lên các sinh vật. Sự tác động tổng hợp
trong nhiều trờng hợp không giống nh trong các tác động riêng rẽ.
c) Quy luật tác động về lợng

Trong các quy luật tác động về lợng ta thờng đề cập đến các định luật tối thiểu
của Liebig và định luật về sự chống chịu của Shelford.
Định luật tối thiểu của Liebig 1840 :
Các loài sinh vật cần cho cơ thể của chúng hầu hết các nguyên tố hóa học có trên
trái đất. Có thể chia nguyên tố hóa học làm 3 nhóm tơng quan với sự đòi hỏi của cơ
thể sinh vật : Nhóm các nguyên tố tạo sinh nh C, H, O và N ; nhóm các nguyên tố
đại lợng nh Ca, Na, K, P, S,... và nhóm nguyên tố vi lợng : Cu, Co, Ni, Ti, B, Zn...
Nội dung của định luật : Các nguyên tố vi lợng tuy sinh vật chỉ cần với hàm
lợng rất thấp, nhng chúng phải có mặt trong cơ thể sinh vật với một hàm lợng tối
thiểu thì các sinh vật mới tồn tại đợc, chúng sẽ điều khiển năng suất và tính ổn
định của các quần thể (bên cạnh việc phải đủ các chất dinh dỡng mà sinh vật cần
với hàm lợng lớn nh Nitơ, Phospho, Kali,...).
Định luật về sự chống chịu của Shelford (định luật giới hạn) :
Sự sống của các sinh vật đợc giới hạn bởi các mức tối thiểu và tối đa của các
điều kiện, các yếu tố vật lý của môi trờng nh ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, độ chua,
độ phì, độ mặn... Nghĩa là nếu một yếu tố nào đó của môi trờng có giá trị thấp hơn
mức tối thiểu và cao hơn mức tối đa thì đều dẫn đến sù tư vong cđa sinh vËt.
o
o
VÝ dơ : C¸ chÐp chỉ sống đợc trong giới hạn về nhiệt độ từ 2 C đến 40 C.

Các mức tối thiểu và tối đa này là riêng cho từng yếu tố và có giá trị tuyệt đối
riêng cho từng loài sinh vật.
Biên độ thích hợp giữa hai giá trị chính là giới hạn chịu đựng của một loài sinh
vật đối với yếu tố đó. Có loài sinh vật có thể có biên độ rất rộng đối với yếu tố này,
nhng lại rất hẹp đối với yếu tố khác nh loài rộng nhiệt, hẹp nhiƯt ; loµi réng mi,
hĐp mi,... RÊt dƠ hiĨu khi những loài sinh vật có sự phân bố rộng rÃi trên bề mặt
trái đất là những loài có biên độ rộng đối với hầu hết các yếu tố môi trờng.
Giá trị thích hợp nhất của từng yếu tố môi trờng đối với từng loài đợc gọi là giá
trị tối u (hay cực thuận) của yếu tố đối với loài đó. Ngoài ra, ngay đối với một loài, ở

những giai đoạn phát triển khác nhau sẽ cần những giá trị tối u khác nhau.
Thờng một sinh vật có hai đặc trng : Đó là tổ sinh thái và nơi ở. Tổ sinh thái :
bao gồm những nhu cầu thiết yếu về yếu tố sinh thái mà cá thể đó cần để sinh sống.
Nơi ở : là khu vực mà cá thể chiếm cứ để làm nơi ở.

14


2. Tác động của các nhân tố sinh thái đến đời sống sinh vật
a) Các nhóm nhân tố sinh thái trong môi trờng
Các nhân tố sinh thái trong môi trờng (các nhân tố trực tiếp và nhân tố gián
tiếp) đà tác động đến sự sinh trởng và phát triển của sinh vật. Chúng thúc đẩy hoạt
động sống và sự sinh sản cũng nh kìm hÃm hay có khi gây tác hại đến sinh vật.
Có 3 nhóm nhân tố sinh thái :

Nhóm nhân tố vô sinh : Gồm các nhân tố khí hậu (chủ yếu là nhiệt độ, ánh
sáng, không khí và nớc), đất, địa hình,... Đó là những thành phần không sống của
tự nhiên.

Nhóm nhân tố hữu sinh : Gồm các nhân tố thuộc về thế giới hữu cơ. Đó là các
sinh vật sống nh vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật... mà mỗi sinh vật thờng
chịu ảnh hởng trực tiếp hay gián tiếp trong mối liên hệ cùng loài hay khác loài ở
xung quanh.
Nhóm nhân tố con ngời : Các loài sinh vật đều có tác động đến môi trờng
(qua trao đổi chất). Đáng kể nhất là con ngời có thể làm thay đổi hẳn môi trờng và
sinh giới ở nơi này hoặc nơi khác. Vì vậy, con ngời đợc tách ra thành nhóm nhân tố
riêng.
b) Các nhân tố sinh thái cơ bản tác động đến sinh vật
ánh sáng
Tuỳ theo độ dài sóng, có thể chia ánh sáng thành ba loại :

ánh sáng có thể nhìn thấy đợc : Độ dài của các tia từ 380 780àm. Đó là các
tia : Tím (380 − 430µm), xanh (430 − 490µm), lơc (480 − 570µm), vàng (570
600àm), đỏ (600 780àm).
Tia tử ngoại : Độ dài sóng ngắn (10 380àm), không nhìn thấy đợc. Các tia tử
ngoại có sóng từ 290 380àm có thể tiêu diệt vi khuẩn. Một số tia khác gây tác hại
đến sinh vật đà bị ôzôn của khÝ qun hÊp thu ë ®é cao 25 − 30km trớc khi xuống
mặt đất.
Tia hồng ngoại : Mắt thờng không trông thấy đợc, có độ dài sóng lớn (780
340.000àm). Tia này sinh ra nhiệt nên có ảnh hởng đến trung tâm điều hòa nhiệt
của hệ thần kinh động vật, đến các cơ quan cảm giác và các hoạt động sinh lý của
thực vật.
Mặt trời, mặt trăng, các tia vũ trụ, sao băng cung cấp ánh sáng và năng lợng
cho sự sống trên trái đất, đáng kể nhất là mặt trời.
Các chất trong khí quyển nh ôxy (O2), ôzôn (O3), khí cacbonic (CO2), hơi nớc...
đà hấp thu khoảng 19% toàn bộ bức xạ, 34% phản xạ vào khoảng không vũ trụ và
47% đến bề mặt trái đất.
Đối với cơ thể sống, ánh sáng có vai trò quan trọng :
15


ánh sáng là nguồn cung cấp năng lợng cho cây xanh quang hợp và ngay cả
một số sinh vật dÞ d−ìng nh− vi khn, nÊm cịng sư dơng mét phần ánh sáng trong
quá trình sinh trởng và phát triển.
¸nh s¸ng ®iỊu khiĨn chu kú sèng cđa sinh vËt.
− Cờng độ và thời gian chiếu sáng ảnh hởng đến sự trao đổi chất, năng lợng
và nhiều quá trình sinh lý của cơ thể.
ánh sáng có ảnh hởng lớn ®Õn toµn bé ®êi sèng cđa sinh vËt :
+ NhiỊu cây có tính hớng sáng mạnh nên hình thái của cây cũng thay đổi. Ví
dụ : Cây a sáng thờng có vỏ cây màu nhạt, dày và tán rộng.
+ ánh sáng ảnh hởng đến sự tỉa cành tự nhiên. Ví dụ : Sự phân bố ánh sáng

không đồng đều nên cách sắp xếp lá cũng không giống nhau.
+ Cây sinh trởng trong điều kiện chiếu sáng khác nhau thì lá có đặc điểm hình
thái, giải phẫu khác nhau. Ví dụ : Lá ở ngọn thờng nhỏ, dày, cứng, nhiều gân, màu
nhạt. Lá ở trong tán có phiến lớn, mỏng, mềm.
+ ánh sáng ảnh hởng đến sinh lý của cây. Ví dụ : Cờng độ hô hấp của lá ngoài
sáng cao hơn ở trong bóng mát. Cờng độ quang hợp của lá cây xanh lớn nhất khi
chiếu tia sáng đỏ.
+ Chế độ chiếu sáng thay đổi cũng ảnh hởng đến hoạt ®éng sinh dơc cđa mét sè loµi
®éng vËt. VÝ dơ : Làm thay đổi mùa sinh sản của cá hồi. ở Malaysia, thỏ mang thai vào
những ngày trăng tròn.
Nhiệt độ
Nhiệt độ là nhân tố có ảnh hởng nhiều đến đời sống thực vật. Nhiệt độ có sự
liên hệ mật thiết với bức xạ của mặt trời, cho nên sự phân bố nhiệt ở các khu vực là
khác nhau, và thay ®ỉi theo thêi gian. M.A Humbernman nhËn ®Þnh : NhiƯt độ là
nhân tố khí hậu chủ yếu có ảnh hởng đến sự phân bố của các quần thể thực vật.
Trong những điều kiện nhiệt độ khác nhau đều có ảnh hởng đến sự sinh trởng và
phát triển cũng nh sự tồn tại của thực vật. Nhiệt độ còn làm biến đổi cảnh quan ở các
vùng khí hậu khác nhau.
Nhiệt độ ảnh hởng đến các quá trình sinh hóa của các tổ chức của cơ thể thực
vật. Nhiệt độ còn ảnh hởng đến cấu trúc tế bào, các bào quan và ngay cả đến hệ keo
sinh chất.
Nhiệt độ cũng ảnh hởng đến các nhân tố khác của môi trờng nh : ®é Èm trong
®Êt, sù mÊt n−íc cđa c¬ thĨ sinh vật...
Nhiệt độ tạo ra những nhóm sinh thái có khả năng thích nghi khác nhau.
16


Nhiệt độ trên trái đất phụ thuộc vào năng lợng mặt trời và thay đổi theo các
vùng địa lý, theo chu kỳ trong năm.
Phổ nhiệt độ của tự nhiên rất réng, nh−ng sù sèng chØ tån t¹i trong mét giíi hạn

nhiệt độ rất hẹp (từ 200oC đến 100oC). Phần lớn sinh vật sống trong phạm vi nhiệt
o
o
độ từ 0 C đến 50 C.

Trong giới hạn nhiệt độ thích hợp, nếu nhiệt độ tăng sẽ làm cho quá trình trao
đổi chất tăng lên, tốc độ sinh trởng của sinh vật cũng tăng và tuổi thành thục đến
sớm.
ảnh hởng của nhiệt độ đối với cơ thể thực vật :
+ Về hình thái, giải phẫu :
Nhiệt độ thấp có ảnh hởng đến hình thái của cây. Ví dụ :
Cây Taraxacum có ánh sáng và độ ẩm giống nhau, nếu để cây ở nhiệt độ 6oC thì
o
o
lá xẻ thùy sâu, nếu ở nhiệt độ 15 C 18 C thì lá có răng ca nhỏ ở mép.

Hai cây sồi có hình thái khác nhau, nếu cho tác động nhiệt nh nhau, sau 1 năm
lá lại giống nhau.
+ Về hoạt động sinh lý :
o
Nhìn chung, cây quang hợp tốt trong khoảng nhiệt độ từ 20 30 C. Đối với các

loài thực vật nhiệt đới, khi nhiệt độ lên đến 40oC làm hô hấp ngừng lại, khi nhiệt độ
o
giảm xuống 0 C thì diệp lục bị biến dạng ảnh hởng lớn đến quá trình quang hợp.

ảnh hởng của nhiệt độ đối với cơ thể động vật :
Ngời ta có thể chia động vật thành hai nhóm : động vật đồng nhiệt (nhóm động
vật không xơng sống, cá, ếch nhái, bò sát...), động vật đẳng nhiệt (chim và thú).
+ Động vật đẳng nhiệt (chim, thú) thuộc một loài hay các loài gần nhau ở miền

Bắc có kích thớc lớn hơn ở miền Nam.
+ Động vật biến nhiệt (cá, ếch nhái, bò sát...) ở miền Nam có kích thớc lớn hơn ở
miền Bắc.
Các động vật ở vùng lạnh có bộ lông dày và dài hơn các động vật ở vùng nóng (ví
dụ : hơu, gấu Bắc cực có lông dày hơn hơu, gấu ở nhiệt đới nhiều).
Độ ẩm nớc
Nớc ở ba dạng : dạng hơi nh hơi nớc ở trong không khí độ ẩm không khí ;
dạng lỏng nh nớc ở sông, hồ, biển ; dạng rắn nh băng, tuyết. Sự chuyển đổi của ba
dạng nớc trên giúp cân bằng nớc trên hành tinh của chúng ta và chúng tạo thành
vòng tuần hoàn nớc. Trong cơ thể sinh vật, nớc chiếm 80 90% khối lợng cơ thể.
Nớc cần cho quá trình trao đổi chất, sự quang hợp của cây... Đối với thực vật, nớc là
nhu cầu không thể thiếu đợc đối với đời sống của cây ; để có 1g chất khô, thực vật cần
500g nớc.
17


Đối với nhân tố nớc trong môi trờng, ngời ta chia sinh vật ra làm 4 loại :
Sinh vật thủy sinh
Sinh vật a ẩm
Sinh vật chịu hạn
Sinh vật trung sinh
Mỗi một loại sinh vật đều thể hiện các đặc điểm thích nghi với chế độ nớc trong
môi trờng sống bằng nhiều phơng thức khác nhau. Ví dụ : Thực vật chịu hạn có
những đặc điểm thích nghi để tăng cờng sự hấp thu nớc, giảm sự mất nớc và
hình thành các tổ chức giữ nớc cho cây. Một số động vật có những hình thức thích
nghi tơng ứng, ví dụ : các động vật sống ở nớc có những đặc điểm thích nghi với
nhiệt độ của nớc, sự phân bố của ánh sáng trong nớc và lợng muối hòa tan trong
môi trờng nớc (nhóm động vật chịu muối rộng, nhóm động vật chịu muối hẹp).
Đối với động vật ở trên cạn đợc chia thành ba nhóm liên quan đến chế độ nớc :
Nhóm động vật a ẩm nh : ếch, nhái, giun ít tơ, các ®éng vËt ®Êt.

− Nhãm ®éng vËt −a kh« nh− : các loài ở sa mạc, trên các vùng đất cát nóng nh
châu chấu sa mạc, sâu bọ cánh cứng, các loài bò sát của đất cát...
Nhóm động vật a ẩm vừa phải : là nhóm trung gian của hai nhóm trên, có thể
chịu đựng đợc sự thay đổi của mùa khô và mùa ma. Nhóm này phần lớn gồm các
động vật vùng ôn đới và nhiệt đới gió mùa.
Ma phân bố không đồng đều trong không gian và thời gian (hoang mạc <
250mm/năm, đồng cỏ savan rừng tha : 250 750mm/năm, rừng khô : 750
2000mm/năm và rừng ẩm > 2000mm/năm). Các đới á nhiệt, á xích đạo và các khu
vực gió mùa có một mùa ma và một mùa khô. Nơi có gió Tây thì có ma quanh
năm. Độ ẩm giảm dần từ nội địa ra vùng duyên hải.
Độ ẩm chỉ hàm lợng nớc trong không khí ở dạng hơi có :
3
Độ ẩm tuyệt đối : là lợng hơi nớc bÃo hòa chứa trong 1kg (1m ) không khí ở

một nhiệt độ và áp suất xác định. Đây cũng chính là mật độ hơi nớc (g/kg hay g/m3)
có trong không khí.
Độ ẩm tơng đối : là tỷ lệ lợng hơi nớc thực tế trong không khí so với lợng
hơi nớc lúc bÃo hòa (tính bằng phần trăm).
Sự tơng quan giữa độ ẩm và nhiệt độ : là tỷ lệ giữa độ ẩm và nhiệt độ ở một khu
vực và sẽ quyết định kiểu quần x· thùc vËt ë khu vùc ®ã... VÝ dơ : Vùng nhiệt độ cao
và độ ẩm cao có rừng nhiệt ®íi Èm th−êng xanh, vïng nhiƯt ®é thÊp vµ ®é ẩm khá có
rừng Taiga, vùng nhiệt độ thấp và độ ẩm kém có thảo nguyên, vùng nhiệt độ cao và
độ Èm kÐm cã savan...
Mét sè sè liƯu vỊ ®é Èm ë mét sè vïng :

18


− Vïng nhiƯt ®íi : ®é Èm 90 − 95%.
− Vùng ôn đới : độ ẩm 60 80%.

Vùng ®ång cá : ®é Èm 25 − 30%.
− Vïng sa mạc : độ ẩm 10%.
Có hai loại cây a ẩm : cây a ẩm chịu bóng và cây a ẩm a sáng.
Loại cây a ẩm chịu bóng thờng gặp trong rừng ẩm, chân núi đá vôi, bờ suối...
nh nhiều loài thuộc họ Thài lài (Commelinaceac), họ Ráy (Araceac).
Loại cây a ẩm a sáng thờng mọc ở đồng ruộng hay đồng cỏ ẩm ớt, phần lớn
là những cây thảo nh Lúa, Rau bợ, Cói... Những loài này có đặc điểm của cây a
sáng nh mô dậu phát triển, diệp lục ít và lá hẹp.
Đất
Đất đợc hình thành do quá trình phong hóa các lớp đá dới tác động của quá
trình biến đổi địa chất và khí hậu. Sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình
hình thành đất. Trong đó con ngời và những hoạt động của con ngời đà tác động
làm ảnh hởng lớn đến những biến đổi lớn của môi trờng đất.
Có nhiều hệ sinh thái trong môi trờng đất, các sinh vật đợc phân bố ở các lớp
đất khác nhau, ở các thành phần đất khác nhau, độ thoáng khí, độ ẩm khác nhau...
Có thể chia ra ba tầng đất cơ bản : Tầng tích luỹ mùn bề mặt, tầng chất rửa trôi
và nơi giữ lại các chất từ tầng trên và tầng đất mẹ.
Thành phần của đất gồm các chất vô cơ chiếm trên 95% khối lợng khô tuyệt đối
của đất, chứa 74 nguyên tố khoáng ở dạng hòa tan và liên kết. Chất hữu cơ tuy chỉ
chiếm tỷ lệ nhỏ trong thành phần khối lợng của đất, nhng lại là thành phần có ý
nghÜa rÊt quan träng ®èi víi ®êi sèng cđa thùc vật, chúng biểu thị mức độ màu mỡ
của đất.
Nớc trong đất bao gồm hàm lợng nớc liên kết, nớc mao dẫn là lợng nớc
tự do ở trong các mao quản đất. Cây sử dụng lợng nớc mao dẫn là chủ yếu.
Ngoài ra, trong đất còn có nớc hấp dẫn là lợng nớc chứa trong các khe hổng
lớn và lợng nớc ngầm đọng lại ở trong các tầng đất không ngấm nớc nh đất sét.
Không khí trong đất gồm có lợng O2 thấp và CO2 cao hơn trong không khí.
Khi đất cha bị ngập nớc, nhiều mùn, bà hữu cơ thối rữa tạo thành môi trờng yếm
khí.
Đất là môi trờng sinh thái khá ổn định, có nhiều sinh vật đất. Cấu trúc và

thành phần đất ảnh hởng đến quá trình sinh trởng của thực vật, quá trình nảy
mầm của hạt. Rễ cây là thành phần có sinh khối lớn nhất ở trong đất, rễ ăn sâu, lan
rộng, phát triển đến các lớp đất, có khi đâm sâu đến hơn 20m. Ví dụ : Cây cỏ Lạc có
chiều dài của rễ gấp 20 lần chiều cao của thân.

19


Trong đất có nhiều vi khuẩn và nấm. Vi khuẩn chiếm số lợng lớn nhất tham gia
vào các quá trình phân hủy, các vi khuẩn cố định đạm có khả năng làm giàu dinh
dỡng cho đất.
Động vật đất lại chia thµnh nhiỊu nhãm nhá tïy theo kÝch th−íc cđa chóng. Ví
dụ : các động vật nguyên sinh có kích thớc nhỏ ; các loại ấu trùng, giáp xác, giun
đất có kích thớc lớn hơn. Giun đất có vai trò quan trọng trong việc cải tạo đất, làm
thay đổi cấu trúc đất và giúp đất thêm thoáng khí. Ngoài ra, các thú đào hang nh
chuột, các loài động vật lớn nh thỏ, chồn cũng có những hoạt động làm ảnh hởng
đến môi trờng đất. Trong quá trình phát triển của thời đại khoa học kỹ thuật, con
ngời đà có những tác động rõ nét tích cực và tiêu cực làm ảnh hởng đến tài nguyên
đất nh : cải tạo đất, bón phân, tới nớc,... phá rừng, sử dụng phân hóa học trong
trồng trọt...
Không khí
Không khí là một nhân tố sinh thái có vai trò rất quan trọng đối với đời sống sinh
vật. Không khí là thành phần quan trọng của các hệ sinh thái có trong khí quyển,
trong đất, nớc và các cơ thể sống. Không khí ảnh hởng đến nhiệt độ, độ ẩm, sự
thoát hơi nớc của sinh vật và các quá trình liên quan đến sinh trởng và phát triển
của chúng.
Thành phần của không khí chủ yếu là nitơ (N2 ) : 78,08%, O 2 : 20,49%, CO2 :
0,03%. Khí ôxy đợc sử dụng trong hô hấp tạo ra năng lợng cho các quá trình trao
đổi chất của sinh vật. Sự suy giảm hàm lợng ôxy sẽ gây hậu quả nghiêm trọng đến
đời sống của sinh vật. Những động vËt thÝch nghi víi ®êi sèng ë nói cao cã nhu cầu

ôxy thấp, trái lại một số loài nh chim bồ câu sẽ chết khi ở độ cao 8500m, (còn vịt
nhà vẫn sống đợc ở độ cao 6000m, quạ xám chịu đợc độ cao 8000m).
Khi CO2 là nguyên liệu để xây dựng cơ thể sinh vật, là thành phần quan trọng
trong quá trình quang hợp của cây xanh. Nồng độ CO2 quá cao trong không khí,
trong đất có tác hại đến sinh vật ; một số hoạt động công nghiệp gây nên hiệu ứng
nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên.
Các nguồn cung cấp CO2 gồm có :
Cây xanh và động vật thải ra trong quá trình hô hấp.
Các quá trình đốt cháy chất hữu cơ nh than, củi.
Do hoạt động của núi lửa.
Do sự phân hủy của các chất hữu cơ nhờ vi sinh vËt.
KhÝ N2 tuy cã nhiỊu trong kh«ng khÝ nh−ng đa số thực vật không thể đồng hóa
đợc. Động vật sử dụng nhu cầu nitơ thông qua thức ăn, thực vật hấp thụ nitơ ở các
đạm nitrit, nitrat và amon.
Chỉ cã mét sè sinh vËt thuéc ngµnh vi khuÈn Lam, các vi khuẩn cố định đạm sống
cộng sinh với thực vật nh Rhizobium, Anabaena azoleae là có khả năng cố định nitơ
20


tự do thành các hợp chất đạm nitrit, nitrat thì cây mới sử dụng đợc. ở trong đất, các
chất hữu cơ chứa nitơ đợc vi sinh vật phân hủy chuyển thành những hợp chất đơn
+


giản nh : Nitrosomonas chuyển NH4 thành NO2 và Nitrobacter chuyển NO2 thành


NO3 . NO3 đợc c©y sư dơng tèt.

3. Sù thÝch nghi sinh häc cđa sinh vật trong môi trờng sống

Sự thích nghi là một tiến trình gắn liền với ý nghĩa của di truyền học, có khả
năng giúp cho sinh vật phát triển dài lâu trong một môi trờng nhất định từ thế hệ
này sang thế hệ khác. Giới hạn của sự thích nghi ngụ ý nói đến sự thay đổi có giá trị
thích nghi về mặt di truyền. Chúng ta không chỉ sử dụng giới hạn thích nghi để diễn
tả một tiến trình thay đổi của sinh vật, mà chúng ta thờng gắn nó với kết quả của
tiến trình này.
Sự thích nghi giúp sinh vật tồn tại và phát triển. Ví dụ : ở nơi khô cạn cây hình
thành những tổ chức dự trữ nớc, có nhựa mũ, lá dày, hệ rễ phát triển sâu. Về mùa
khô một số cây rụng lá.
Chỉ một số ít trờng hợp khi điều kiện môi trờng thay đổi đột ngột, thực vật
không thích nghi kịp thì sẽ chết. Nh thời kỳ có gió Lào thổi mạnh ở Bắc khu IV cũ
làm nhiều cây chết khô, hoặc các đợt gió mùa Đông Bắc, có sơng muối nhiều cây
chết rét. Đặc biệt hai ngày 17, 18 tháng 1/1991, nhiệt độ hạ thấp xuống nhiều vì
sơng muối, ở nông trờng Mộc Châu, nhiệt độ ban đêm xuống tới 4,7oC đến
5,9oC khiến chuối rừng, khoai, đu đủ và nhiều cây rừng ở thung lũng bị chết khô nh
cháy.
Tuy nhiên, trong những điều kiện mà môi trờng thay đổi đột ngột nhng
thờng xuyên thì cũng có những loài cây thích nghi đợc.
Ví dụ : ở vùng sa mạc, thay đổi thời tiết giữa ngày và đêm rất lớn, ban ngày chỗ
o
o
o
râm nhiệt độ lên cao tới 52 C, còn ở ngoài nắng thì có thể lên tới 70 C hoặc 80 C,
o
nhng ban đêm trời rất lạnh, nhiệt độ xng thÊp cã khi tíi −7 C. Nãi chung, ®iỊu
kiƯn ở đó không thích hợp cho thực vật nhng vẫn có một số loài tồn tại đợc. Những
nơi đặc biệt này, cây hoặc có rễ sâu để hút nớc nh rễ cây Lạc đà (Algaghy
camelarum) hoặc hệ rễ phát triển rộng trên bề mặt để hút sơng đêm... Một số cây
khác có hạt nằm dới đất 1 2 năm, chờ khi có ma mới mọc lên mặt đất và chỉ trong
một thời gian ngắn ra hoa, kết quả và hoàn thành vòng đời của chúng.

Khả năng thích nghi của sinh vật đối với môi trờng rất khác nhau, do đó, chúng
có nhiều dạng sống khác nhau, có những biến đổi về hình thái bên ngoài và bên
trong phù hợp với môi trờng sống. Tuy nhiên, mỗi một loài vẫn giữ đợc một số khả
năng di truyền nhất định, đặc biệt là các bộ phận sinh sản. Chính vì vậy, khi nghiên
cứu sinh thái, chúng ta không nặng về một mặt thích nghi hoặc di truyền mà phải
tìm đợc mối tơng quan giữa hai mặt đó ở trong cơ thể của một cây hoặc một loài.

21


Thích nghi là thuộc tính của sinh vật, đợc biểu hiện ra bên ngoài bằng những
biến đổi dới những dấu hiệu khác nhau. Những biến đổi thích nghi này trở thành
đặc điểm của loài giúp thực vật sống và phát triển trong môi trờng đó. Các đặc
điểm thích nghi sinh học đợc hình thành trong quá trình tiến hóa thông qua chọn
lọc tự nhiên.
Ví dụ : Những cây a sáng phát triển tốt trong điều kiện ánh sáng dồi dào (lim,
xà cừ...). Nếu ở trong bóng râm thì chúng sinh trởng và phát triển kém.
Thích ứng là những biến đổi của cơ thể dới ảnh hởng của môi trờng mang
tính chất nhất thời và diễn ra trong đời sống cá thể. Ví dụ : Những cây gặp điều kiện
lạnh đột ngột thì không phát triển bình thờng, quá trình sinh trởng chậm lại. Khi
điều kiện môi trờng trở lại bình thờng thì cây sinh trởng tốt. Cây dừa nớc có mô
xốp phát triển. Nếu đem trồng ở môi trờng cạn, dừa nớc vẫn sống đợc nhng mô
xốp không phát triển.
Mối quan hệ giữa thích nghi và thích ứng thể hiện : thích ứng là cơ sở để cơ thể
hình thành các đặc điểm thích nghi. Cả hai đều nhằm giúp cho thực vật tồn tại và
phát triển trong môi trờng, nhng thích ứng mang tính mềm dẻo của cá thể còn
thích nghi sinh học mang tính chất mềm dẻo của loài.
Ngay khi cây sống trong môi trờng thích hợp với nó thì sự tuần hoàn của ngày,
nhất là của mùa có lúc cũng tạo nên sự chênh lệch về nhiệt độ hoặc về độ khô ráo có

thể nguy hiểm cho cây. Cây có nhiều cách đối phó, còn nhiều hơn số các trở ngại mà
nó phải vợt qua. Vì vậy, có thể thích nghi với mọi điều kiện khó khăn bằng rất
nhiều cách.
Một trong những cách thích nghi quan trọng nhất của cây là cách chịu đựng qua
mùa đông. Raunkiaer đà dựa vào cách thích nghi này để sắp xếp các loại sinh dạng.
Mùa đông có nơi nớc bị đóng băng không còn đủ dùng, các bộ phận chứa nớc có
thể bị vỡ tung do sự đông đặc nớc, tuyết có thể đè bẹp cây cỏ khi tích tụ thành đống.
ở miền ôn đới, mùa đông cây rụng hết lá và ở trong tình trạng tiềm sinh. Raunkiaer
đà phân loại cây cỏ theo hình dạng của chúng trong thời gian này.
Khi có một lớp tuyết phủ kín mặt đất, chỉ có các đại mộc và tiểu mộc vơn lên
khỏi tuyết, đó là hiển thực vật (phanerophytes). Vài cây khác vẫn sống bên dới lớp
tuyết với những thân bò hoặc thân mềm không vơn lên đợc và đợc gọi là thực vật
chồi gần mặt đất (chamephytes). Trong số những cây bị khô héo vào mùa đông, có
những cây còn giữ đợc vài chồi non để phát triển trở lại vào mùa xuân kế tiếp, đó là
bán ẩn thực vật (hemicryptophytes). Nhiều cây khác hoàn toàn mất dạng trong
mùa đông bất lợi này và chỉ còn giữ những chồi non ngầm trên các củ ; các căn hành,
hoặc dới dạng những giò, đó là ẩn thực vật (cryptophytes), thờng đợc gọi là địa
thực vật (geophyte). Sau hết, có nhiều cây chỉ còn lại hạt, phân tán trên mặt đất và
sẽ nảy mầm khi gặp điều kiện thuận lợi, đó là nhóm hạ thực vật (theophytes).

22


Ngoài những cây sống trên mặt đất, còn có các cây thủy sinh trôi trên mặt nớc,
hoặc bám vào đất bên dới, chìm hẳn trong nớc hoặc vơn lên trên, chịu nớc ngọt
hoặc nớc mặn, nớc lu thông hay tù hÃm, chúng đợc gọi chung là thực vật thủy
sinh (hygrophytes).
Sự phân phối thực vật theo các sinh dạng kể trên (sinh phổ hoặc biểu đồ sinh
dạng) thay đổi theo môi trờng, theo độ lạnh của mùa đông, độ khô của mùa hè và
lợng tuyết nhiều hay ít... Do đó, ta thấy trên núi cao hay ở vùng bắc cực không có

hiển thực vật. Ngợc lại, chúng có rất nhiều trong các rừng xích đới. Hạ thực vật thì
có nhiều ở vùng khô hạn nh trên bờ Địa Trung Hải, nhất là ở sa mạc...
4. Đa dạng sinh học
a) Khái niệm
Đa dạng sinh học là toàn bộ sự phong phú của cơ thể sống và các tổ hợp sinh thái
mà chúng ta là thành viên, bao gồm sự đa dạng bên trong, giữa các loài và sự đa
dạng của các hệ sinh thái (Theo công ớc của Liên Hiệp Quốc năm 1992 về môi
trờng và phát triển).
Đa dạng sinh học của một quần xà sinh vật thể hiện ở ba dạng :
1. Đa dạng di truyền : là sự đa dạng về gen trong một loài.
2. Đa dạng về loài : là tính đa dạng của các loài trong một vùng.
3. Đa dạng hệ sinh thái : là sự đa dạng về môi trờng sống của các sinh vật trong
việc thích nghi với điều kiện tự nhiên của chúng.
Tính đa dạng sinh học bao trùm toàn bộ các thành phần tạo ra của hệ sinh thái,
đảm bảo sự duy trì một hệ sinh thái đa dạng và phong phú. Đa dạng sinh học luôn
thay đổi cùng với sự tiến hóa của sinh vật trong quá trình hình thành loài mới hay
sự mất đi của một loài, sự thay đổi điều kiện sống của một hệ sinh thái, hoặc sự suy
giảm tính biến dị gen trong một loài. Nguyên nhân gây ra các biến đổi đó là sự biến
đổi bất thờng của tự nhiên hoặc do hoạt động của con ngời.
b) Đa dạng sinh học đối với cuộc sống của con ngời
Đa dạng sinh học có tầm quan trọng rất to lớn đối với sự sống trên trái đất,
không gì có thể thay thế đợc. Tất cả những loài sinh vật nuôi trồng hiện tại đều có
nguồn gốc từ hoang dại, mỗi loài có tính đặc thù và giá trị riêng. Tầm quan trọng là
ở những loài đang còn sống trong điều kiện hoang dại nhng lại có quan hệ họ hàng
với những loài đà đợc thuần dỡng. Chúng có những gen cần thiết cho sự phát
triển, bằng các phơng pháp lai ghép nhân tạo có thể tạo ra những giống mới hoặc
kiểu hình đặc biệt. Những kiểu hình mới này có thể có khả năng kháng đợc bệnh,
có năng suất và chất lợng sử dụng cao và thích nghi đợc với những thay đổi của
môi trờng. Hiện nay, có rất nhiều loài hoang dại đợc nghiên cứu sử dụng làm
lơng thực, dợc liệu, gỗ, sợi, nhiên liệu, làm thức ăn cho gia súc hoặc nhiều tính

năng sử dụng khác.

23


Đa dạng sinh học có vai trò to lớn trong việc giữ cân bằng sinh thái của trái đất,
giữ cho khí hậu đợc ổn định, góp phần bảo vệ các nguồn nớc và đất, thông qua việc
tăng độ phì của đất, điều hòa dòng chảy và tuần hoàn nớc, điều hòa ôxy và khoáng
chất trong khí quyển, trái đất, sông suối, hồ, ao và biển. Một hành tinh xanh và
những hệ sinh thái đại dơng có thể kiểm soát khí hậu và khí quyển trên thế giới.
Cuộc sống của loài ngời chúng ta phụ thuộc vào các loài tự nhiên để tìm ra
những chất hóa học mới có thể dùng làm thuốc và kiểm soát sâu bọ, cải thiện đợc
mùa màng và chăn nuôi. Bảo vệ đa dạng sinh học là bảo vệ an toàn thực phẩm và
môi trờng sống trong lành của con ngời.
Tài nguyên đa dạng sinh học là tài sản chung của nhân loại, điều đó có vai trò
quyết định tới sự phát triển bền vững của mỗi quốc gia.
c) Đa dạng sinh học trên thế giới
Cho ®Õn nay, ng−êi ta vÉn ch−a biÕt chÝnh x¸c sè lợng loài sinh vật có trên trái
đất. Cha đầy 5% số loài vùng nhiệt đới đợc định loại. Hiện nay, có nhiều loài mới
tiếp tục đợc phát hiện (trung bình 1 năm phát hiện 3 loài chim mới).
Những vùng có đa dạng sinh học cao nhất thế giới là rừng ma nhiệt đới ở Đông
Nam á , Trung và Tây Phi và vùng nhiệt đới Nam Mỹ. Hơn một nửa số loài của cả
thế giới tập trung trong các vùng rừng ma nhiệt đới.
Cùng với sự phát triển công nghiệp trên trái đất, tính đa dạng sinh học đang
ngày càng giảm dần. Trớc hết là do sự hủy hoại rừng, nhất là rừng ma nhiệt đới
ngày một tăng, nhiều loài sinh vật đang bị đe dọa và có thể bị tuyệt chủng, có loài
còn bị tuyệt chủng trớc khi đợc phát hiện. Từ năm 1600 đến nay, ngời ta đÃ
thống kê tới hơn 700 loài động vật có xơng sống, không xơng sống và thực vật có
mạch đà bị tuyệt chđng. Mét sè nhµ khoa häc cho r»ng víi tèc độ tuyệt chủng của các
sinh vật nh hiện nay thì đến giữa thế kỷ 21, khoảng 25% số loài sinh vật trên trái

đất sẽ bị mất đi (IUCN, UNEP, WWF, 1991).
Sự nóng lên của khí hậu toàn cầu là nguyên nhân làm thay đổi điều kiện sống tự
nhiên của sinh vật, dẫn đến nạn tuyệt diệt nhiều loài.
Việc buôn bán động vật và sản phẩm động vật trên toàn cầu là nguyên nhân gây
hủy diệt đến một số quần thể hoang d· nh− : hỉ, voi, gÊu...
HiƯn nay, nhiỊu n−íc trên thế giới đà xây dựng đợc nhiều khu vực bảo vệ để
ngăn chặn sự suy giảm đa dạng sinh học nh : khu bảo vệ thiên nhiên, vờn quốc
gia, khu bảo tồn sinh quyển, khu dự trữ thiên nhiên... Tuy nhiên, diện tích khu bảo
vệ mới chỉ chiếm khoảng 5% diện tích trái đất.
ở Việt Nam, một số kế hoạch và chiến lợc đà đợc triển khai nh : Chiến lợc
bảo tồn quốc gia (1985), kế hoạch quốc gia về môi trờng và phát triển bền vững
(1991), kế hoạch hành động đa dạng sinh học Việt Nam (1995).

24


II. Quần thể và các đặc trng
1. Khái niệm
Quần thể là tập hợp những cá thể cùng một loài sinh sống trong một khoảng
không gian nhất định, ở một thời điểm nhất định. Các cá thể trong một quần thể có
khả năng giao phối với nhau. Tính di truyền của quần thể có liên quan đến đặc tính
sinh thái của quần thể (khả năng thích ứng, tính chống chịu, sự thích nghi về sinh
sản...), tạo thành những thế hệ tiếp nối duy trì nòi giống.
Quá trình hình thành quần thể thể hiện mối quan hệ giữa tập hợp các cá thể của
quần thể với điều kiện ngoại cảnh của môi trờng. Những cá thể vì lý do nào đó
không thích nghi đợc với sự biến đổi các điều kiện của môi trờng sẽ bị đào thải
hoặc phải di chuyển đi nơi khác ; ở môi trờng mới, các cá thể của loài đó thích nghi
đợc với các điều kiện sống mới, chúng sẽ tạo thành một quần thể mới.
2. Các mối quan hệ trong quần thể
Mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể thể hiện bằng mối quan hệ hỗ trợ,

quan hệ cạnh tranh và mối quan hệ tiếp xúc.
Quan hệ hỗ trợ : thể hiện bằng hiệu quả nhóm, nảy sinh khi nhiều cá thể của
cùng loµi sèng chung víi nhau trong mét khu vùc cã điều kiện sống đầy đủ và phù
hợp.
Quan hệ cạnh tranh : xảy ra khi số lợng cá thể tăng lên quá cao không tơng
ứng với các điều kiện sống trong môi trờng, gây ảnh hởng xấu đến những cá thĨ
trong qn thĨ.
− Quan hƯ tiÕp xóc : cã ý nghĩa quan trọng để duy trì tổ chức bầy, đàn, chúng rất
đa dạng dới nhiều hình thức khác nhau nh : liên hệ bằng tác nhân hóa học, liên
hệ bằng thị giác, bằng thính giác, xúc giác...
3. Các đặc trng của quần thể
Các đặc trng cơ bản của quần thể gồm :
a) Tỷ lệ đực, cái
Đây là cơ cấu thành phần mang tính thích ứng đảm bảo hiệu quả sinh sản của
quần thể. Tỷ lệ này thờng xấp xỉ 1. ở những cá thể trởng thành, tỷ lệ này kém ổn
định phụ thuộc vào sự tử vong và điều kiện của môi trờng.
b) Thành phần các nhóm tuổi
Tỷ lệ nhóm tuổi trong quần thể có vai trò quan trọng trong việc khai thác nguồn
sống của môi trờng.
Đặc biệt, những nhóm tuổi có sức sinh sản mạnh quyết định khả năng sinh sản
của quần thể ở từng thời điểm và cũng quyết định sự phát triển của quần thể trong
tơng lai.

25