Bài giảng chỉ thị sinh học môi trường tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường GS TS nguyễn thế nhã

07-Jan-15

CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

CHỈ THỊ SINH HỌC
MÔI TRƯỜNG

Tài liệu tham khảo

Đề cương môn học

/>
GS. TS. Nguyễn Thế Nhã
0912.202.305
Văn phòng: Phòng 112 Nhà A1

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường
Quần thể = Tập
?? hợp các cá thể của 1 lồi sống trong một lãnh thổ nhất định

SINH VẬT

MƠI TRƯỜNG

Các đặc trưng của quần thể Yi= ??

H2O , 
ĐẤT, THỨC ĂN ..
 .
0C,

1. Độ lớn/kích thước của quần thể = Số cá thể
2. Mật độ quần thể
3. Khả năng sinh sản của quần thể

Môi trường = Các
?? yếu tố có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp tới sinh vật
PHI SINH VẬT

Yếu tố ST (Xi)

SINH VẬT

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

X10

 X2
 X3

 Tỷ lệ cá thể cái = Chỉ số sinh dục

 X4

 Khả năng đẻ của 1 con cái = Chỉ số sinh sản

 X5

 Tỷ lệ chết hoặc tỷ lệ sống

 X6

4. Cấu trúc tuổi, cấu trúc pha
Khí tượng thủy văn
Đất
Nhiệt độ, Độ ẩm, ánh sáng, Gió Vật lý, Hóa học, Khí hậu Thức ăn, Thiên địch, Người

 X1

5. Phân bố

Y = F(x)  Chỉ thị môi trường ?

 X7
 X8
 X9
 X10

1


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường
• Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống
trong một vùng địa lý hay sinh cảnh nhất định. Các sinh vật
trong quần xã có mối quan hệ hữu cơ với nhau thể hiện qua
các lưới thức ăn, chuỗi thức ăn.

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường
•

Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng địa lý
hay sinh cảnh nhất định. Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ hữu cơ với
nhau thể hiện qua các lưới thức ăn, chuỗi thức ăn.

 Chỉ thị môi trường??

Chỉ thị môi trường?

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường
• Một quần xã sinh vật thường có lịch sử hình thành lâu dài và
hoạt động như một hệ thống mở trong mối quan hệ với các
yếu tố phi sinh vật của Mơi trường.
• Trong hệ sinh thái rừng có dạng quần xã như quần xã thực
vật, quần xã động vật, quần xã cơn trùng…
• Đặc trưng của quần xã là: độ nhiều, độ thường gặp,
tần số, loài ưu thế, cấu trúc, biến động…

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường
• Phần lãnh thổ có điều kiện khí hậu, đất đai tương đối
đồng nhất, trên đó có quần xã thực vật, động vật
hoặc côn trùng tương đối ổn định là sinh cảnh
(biotop).
• Sinh cảnh tự nhiên (sinh cảnh nguyên sinh) và sinh
cảnh do hoạt động của con người tạo ra (sinh cảnh
thứ sinh).
 Chỉ thị môi trường??

 Chỉ thị
môi trường??

2

07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường
• Lồi đồng quần xã (loài chỉ sống trong 1 sinh
cảnh hay quần xã nhất định),

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
• Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản của sinh

• dị quần xã (lồi sống trong nhiều sinh cảnh,  Chỉ thị môi
trường??
nhiều quần xã khác nhau) và

thái học, bao gồm thành phần sống (sinh vật dưới

• lồi phổ biến (ubique – phân bố rất rộng, bắt
gặp trong hầu hết các loại quần xã).

(môi trường vật lý - môi trường vô sinh).

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
• Sự phát triển, tiến hóa của HST được gọi là
diễn thế sinh thái –

dạng quần xã sinh vật) và thành phần vô sinh

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
• Sự phát triển, tiến hóa của HST được gọi là
diễn thế sinh thái –

• Trong q trình diễn thế, các quần xã có thể

• Trong q trình diễn thế, các quần xã có thể

trải qua các giai đoạn như: giai đoạn khởi đầu,

trải qua các giai đoạn như: giai đoạn khởi

giai đoạn kế tiếp, giai đoạn phát triển và giai

đầu, giai đoạn kế tiếp, giai đoạn phát triển và

đoạn ổn định hoặc cao đỉnh (climax).

giai đoạn ổn định hoặc cao đỉnh (climax).

Bảo vệ Hệ sinh thái

Hệ sinh thái mẫn cảm

Hệ sinh thái - Môi trường

3

07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường
Cường độ hoạt động

SINH VẬT

MƠI TRƯỜNG
0C, W%, LUX, BAR
ĐẤT, THỨC ĂN ...

động vật máu nóng

Khơng gian Thời gian Số cá thể tham gia
động vật máu lạnh
Thức ăn
Nơi ở

Tối thiểu

Tối thích

Tối đa

Valency

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường
• Sự lựa chọn điều kiện sống của lồi được gọi là nhu cầu sinh thái
• Các lồi khác nhau có giới hạn nhu cầu sinh thái khác nhau.
• Từng lồi có giới hạn đặc trưng bởi ảnh hưởng ST tối đa và tối thiểu.

•Khoảng giữa hai đại lượng này được gọi là tính dẻo sinh thái = giới
hạn chống chịu

Chỉ thị môi
trường??

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường

Chỉ thị mơi
trường??
• Một số yếu tố sinh thái có tác động vượt ra ngồi khả
năng chịu đựng của lồi được gọi là yếu tố giới hạn.
• Trong tự nhiên điều kiện môi trường ở mỗi nơi mỗi khác
nhau khiến quần thể sinh sống ở đó có những đặc điểm
thích nghi, chủng quần - tập hợp cá thể hẹp hơn, được
hình thành. Chủng quần là dạng tồn tại cụ thể của loài.

Stenopotent (Hẹp sinh thái)
Eurypotent (Rộng sinh thái)

4

07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học

1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
• Ổ SINH THÁI = ECOLOGICAL NICHE: CÁC ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ
SỐNG CẦN THIẾT CHO TỪNG LOÀI SINH VẬT CẤU THÀNH Ổ SINH THÁI.
• TỪNG LỒI SINH VẬT, TỪNG LỨA TUỔI, TỪNG THỜI GIAN PHÁT TRIỂN
CŨNG NHƯ KHÔNG GIAN SINH SỐNG ĐỀU BỊ GIỚI HẠN BỞI MỘT TỔ
HỢP CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG, YẾU TỐ GIỚI HẠN.

Chỉ thị mơi
trường??

Độ ẩm

A

Nhiệt độ

Giới hạn nhiệt độ

• Chủng quần địa lý là tập hợp cá thể của một loài phân
bố trong từng giới hạn địa lý;

• Chủng quần sinh thái là một tập hợp được giới hạn
trong một lãnh thổ có điều kiện mơi trường đồng nhất.
• Một chủng quần địa lý có thể bao gồm nhiều chủng
quần sinh thái.

C

Độ ẩm

Thức ăn

B

Nhiệt độ

Nhiệt độ

Hutchynson: ổ sinh thái siêu không gian n chiều.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
Ổ sinh thái
cơ bản

Độ ẩm

Ổ sinh thái
thực
KHƠNG GIAN LỚN NHẤT MÀ LỒI
PHÂN BỐ TRONG ĐĨ KHI KHƠNG CĨ

CÁC CÁ THỂ CẠNH TRANH CỦA CÁC
LOÀI KHÁC.

Nhiệt độ

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học
•Ổ SINH THÁI = ECOLOGICAL NICHE: Ổ SINH THÁI LÀ MỘT
KHÔNG GIAN MÀ Ở ĐĨ NHỮNG ĐIỀU KIỆN MƠI TRƯỜNG CẦN
THIẾT ĐẢM BẢO SỰ TỒN TẠI LÂU DÀI CỦA CÁC CÁ THỂ
TRONG LỒI VÀ CỦA QUẦN THỂ = Ơ SINH THÁI CƠ BẢN.
•Ổ SINH THÁI THÀNH PHẦN: TỔNG HỢP TẤT CẢ CÁC YẾU TỐ
CẦN THIẾT ĐẢM BẢO CHO HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT CHỨC NĂNG
NÀO ĐĨ CỦA CƠ THỂ. VÍ DỤ Ổ SINH THÁI DINH DƯỠNG.
•TỔ HỢP CÁC Ổ SINH THÁI THÀNH PHẦN  Ổ SINH THÁI CƠ
BẢN.
•Ổ SINH THÁI CƠ BẢN (FUNDAMENTAL NICHE): KHƠNG GIAN
LỚN NHẤT MÀ LỒI PHÂN BỐ TRONG ĐĨ KHI KHƠNG CĨ CÁC
CÁ THỂ CẠNH TRANH CỦA CÁC LỒI KHÁC.
•Ổ SINH THÁI THỰC (REAL NICHE): KHƠNG GIAN MÀ SINH
VẬT PHÂN BỐ TRONG ĐÓ BỊ HẠN CHẾ VỀ MẶT SINH HỌC DO
CĨ MẶT CÁC LỒI CẠNH TRANH.

5


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
Tại sao dùng sinh vật để làm vật chỉ thị MT?
• Mơi trường ảnh hưởng tới sinh vật gây nên sự

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
Tại sao dùng sinh vật để làm vật chỉ thị MT?
•

Một số lồi có nhu cầu riêng biệt với hàm
lượng nhất định các chất dinh dưỡng hoặc oxy
hồ tan…(indicator species – loài chỉ thị)

•

Sinh vật có thể tồn tại được trong môi trường
bị ô nhiễm nhưng bị biến đổi về số lượng, tăng
trưởng, tập tính…(stressor – chịu stress)

•

Sinh vật tích luỹ chất ơ nhiễm và có những
phản ứng khác nhau đối với từng chất ô nhiễm
(biological indicator – chỉ thị sinh vật/học)

quần tụ khác nhau của các quần xã.
• Mơi trường tại một địa điểm quyết định phần
lớn những cá thể nào có khả năng cư trú ở
điểm đó, và những sinh vật ở đó sẽ là những chỉ

thị sinh học cho những thay đổi môi trường
(Warren)

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Chỉ thị (indicator) là một tham số (parameter) hay số
đo (metric) hay một giá trị kết xuất từ tham số, dùng
cung cấp thông tin, chỉ về sự mơ tả tình trạng của mơi
trường/ khu vực, nó là thơng tin khoa học về tình trạng
và chiều hướng của các thơng số liên quan đến mơi
trường.
• Chỉ thị truyền đạt thông tin phức tạp trong một dạng
ngắn gọn, dễ hiểu.
• Chỉ thị là các biến số hệ thống các dữ liệu bằng số, kết
xuất từ các biến số, dữ liệu.

TS. Chế Đình Lý
Viện Mơi trường và Tài nguyên – ĐHQG-HCM

6


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Chỉ số (index) là một tập hợp các tham số hay chỉ thị
được tích hợp hay nhân với trọng số.
• Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng
được tính tốn từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải
thích cho một hiện tượng nào đó.
• Chỉ số chất lượng nước (Verneaux biotic index), chỉ số
phát triển con người (chỉ số HDI của UNDP) và Tổng
sản phẩm quốc gia (Gross National Product (GNP)).

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Ví dụ, chất lượng khơng khí là một chỉ thị môi
trường, lượng phát thải NOx, SOx là các số đo.
• Các chỉ thị là các số đo chỉ ra hiện trạng của một
hệ thống nào đó. Các số đo kết xuất từ 2 hay nhiều
kết quả đo, các số đo này khơng cần nói ra với
chúng ta các ý nghĩa của chúng về hệ thống. (John
Reap)

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Các tham số (parameter) hay số đo (metric) là một đặc
tính được đo hay quan sát. Các chỉ thị khác với số đo.
• Các chỉ thị ở mức cao hơn, chỉ thị chỉ ra sự tiến bộ về
phía mục tiêu, còn số đo (metric) đo tiến bộ về chỉ thị đó.
(Sibel Koyluoglu, Ford Motor Company)

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Chỉ thị mơi trường (Environmental Indicator):
là 1 hoặc tập hợp các thông số mơi trường (hóa,
lý, sinh vật) chỉ ra đặc trưng nào đó của MT.
• Mơi trường chứa vơ số các thơng số hóa, lý,
sinh học. Một hoặc một số thơng số chính có
giá trị chỉ thị.
• Sự biến động, hiện diện một số thông số xác
định được đặc điểm của thành phần mơi trường:
tác nhân đó được gọi là chỉ thị môi trường.

7


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Chỉ thị sinh thái mơi trường (Environmental
Elogical Indicator): Sử dụng sinh vật làm chỉ
thị cho tình trạng, mức độ trong sạch hay ơ
nhiễm, thích hợp hay khơng thích hợp đối với
sinh vật của mơi trường sinh thái
• Chỉ thị sinh học (Bioindicator): nghiên cứu một
loài sinh vật dùng để định mức chất lượng hoặc
sự biến đổi của môi trường.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
Các nhóm lồi sinh vật chỉ thị:
• Tính mẫn cảm cao (Sensitivity): Các lồi mẫn
cảm đặc trưng cho mơi trường khơng thích hợp.
Dùng để giải đốn mơi trường
• Các cơng cụ thăm dị (Detector): Lồi xuất hiện
tự nhiên trong MT dùng để đo sự phản ứng của
loài với sự biến đổi MT (biến động nhóm tuổi,
sinh sản, kích thước quần thể, tập tính…)
• Các cơng cụ khai thác (Exploiter): Lồi chỉ thị
cho sự xáo trộn hay ơ nhiễm môi trường

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Lồi sinh vật chỉ thị (Indicator species): cá
thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích
ứng hoặc rất nhạy cảm với mơi trường nhất
định.
• Sinh vật chỉ thị là các loài SV mà sự hiện diện
và thay đổi số lượng của chúng chỉ thị cho sự
ơ nhiễm hay xáo trộn của mơi trường.
• Các lồi này thường có tính mẫn cảm cao với
các điều kiện sinh lý, sinh hố của mơi trường.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
Các nhóm lồi sinh vật chỉ thị:
• Các cơng cụ tích luỹ sinh học (Accumulator):
Lồi tích luỹ các chất hố học trong mơ.
• Các sinh vật thử nghiệm (Bioassay): Sinh vật
được chọn lọc để xác định sự hiện diện hay nồng
độ các chất ô nhiễm.

8


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Sinh vật cảm ứng (Biosensor): Sinh vật chỉ thị
tiếp tục hiện diện trong môi trường ô nhiễm thích
ứng, song có thể ít nhiều biến đổi như giảm tốc
độ sinh trưởng, giảm khả năng sinh sản, thay đổi
tập tính…

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Tính chỉ thị mơi trường của sinh vật dựa trên
khả năng chống chịu của sinh vật với yếu
tố phi sinh vật của môi trường  cần biết đặc
điểm sinh thái loài và nhu cầu sinh thái của
loài đó.

• Tính chỉ thị thể hiện ở các bậc khác nhau: cá
thể, quần thể, nhóm lồi, quần xã: Cấu trúc
quần xã chỉ thị; cấu trúc quần thể; sinh lý, tập
tính loài.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
• Sinh vật tích tụ (Bioaccumulator): Sinh vật
nước có khả năng tích tụ chất gây ơ nhiễm trong
mơ nên chúng dễ bị phát hiện. Tuy nhiên cần cho
sống định cư để số liệu đủ tin cậy. Ví dụ điển
hình rêu. Ngồi ra có tảo, cá và động vật khơng
xương sống, tuy nhiên chúng khơng định cư nên
khó sử dụng.
• Phân tích mơ có tích lũy chất ơ nhiễm (kim loại
nặng) dễ hơn nhiều phương pháp phân tích hóa
học nước.
•

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Một số tiêu chí chọn lồi sinh vật chỉ thị:
• Đã được định loại rõ ràng
• Dễ thu mẫu ngồi tự nhiên, kích thước vừa
phải
• Có phân bố rộng
• Có nhiều dẫn liệu về sinh thái cá thể
• Có giá trị kịnh tế (hoặc là nguồn dịch bệnh)

• Dễ tích tụ các chất ơ nhiễm
• Dễ nhân ni trong phịng
• Ít biến dị
• Nhạy cảm với điều kiện MT

9


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị

 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị

Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long
• Sự hiện diện của cây Dừa nước (Nipa fruiticans) 
vùng thấp, ngập triều, nước bị nhiễm mặn một khoảng
thời gian trong năm.
.

Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long
• Sự hiện diện cây Bần (Sonneratia spp.)  vùng ven

sông, nhiễm mặn nhẹ;

Sonneratia caseolaris (Keora)

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị

 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị

Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long
• Sự hiện diện cây Đước (Rhyzophora spp.)  vùng bãi
lầy, thấp, nhiễm mặn trung bình đến cao;

Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long
• Sự hiện diện cây Mắm (Avicennia spp.)
•  vùng bãi bồi, độ mặn cao quanh năm;

10


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

• 1.2. Các khái niệm cơ bản
 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị
Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long
• Sự hiện diện cây Chà là nước (Phoenix paludosa) 
vùng đất cao nhưng nhiễm mặn.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị
Hình thức thích nghi:
Thích nghi hình thái, thích nghi di truyền
Trốn chạy khỏi mơi trường

Thích nghi hình thái:
Phản ứng thích nghi nhanh trong một khoảng thời gian khi
có sự biến đổi của môi trường
Biên độ dao động phụ thuộc vào mức độ tác động của mơi
trường và tính chất di truyền của sinh vật

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị
Ví dụ về thích nghi hình thái
• Nhiệt độ cao: cây tích đường và muối, có khả năng
giữ nước để giữ không bị co nguyên sinh chất nước và
thoát hơi nước mạnh; động vật tăng thoát nhiệt, giãn
mạch ngoại vi.

• Nhiệt độ thấp: thực vật rụng lá, động vật co mạch,
lơng, mỡ dày lên, có phản xạ run.
• Động vật biến đổi sắc tố da hoà màu với môi trường
(cá thờn bơn, tắc kè…)

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Đặc điểm của sinh vật chỉ thị
Thích nghi di truyền:
Hình thành các đặc điểm cơ thể không phụ thuộc vào sự
xuất hiện các yếu tố môi trường.
Tăng khả năng chịu đựng của sinh vật bằng các biến đổi
sinh lý, sinh hóa, hình thái… để sẵn sàng đối phó với sự
biến đổi mơi trường.
VD: sự hình thành cơ chế điều hồ nhiệt độ, cơ quan
hô hấp trong, cấu trúc hoa quả
Biến động về số lượng: chủ yếu thông qua mối quan hệ dinh
dưỡng

11


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Dấu hiệu sinh học (Biomarker):
• Thể hiện sự phản ứng sinh học của sinh vật

đối với tác động lý hóa của chất ơ nhiễm mơi
trường:
o Dấu hiệu sinh lý-sinh hóa
o Dấu hiệu sinh thái

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Chỉ số sinh học (Biotic indices):
• Các chỉ số dùng để quan trắc chất lượng
nước trên cơ sở các loài chỉ thị và mức độ
mẫn cảm của các loài chỉ thị đối với sự ơ
nhiễm mơi trường. Ví dụ cân trọng lượng các
lồi mẫn cảm nhất đối với ơ nhiễm hữu cơ
• Số lượng nhóm lồi sinh vật với sự hiện diện
hay vắng mặt của một số loài chỉ thị được
dùng để tính tốn chỉ số.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Dấu hiệu sinh học (Biomarker):
• Dấu hiệu sinh lý-sinh hóa: Chỉ số liên quan
đến khả năng sống sót, sinh trưởng của cá
thể như: chỉ số ăn mồi; tiêu hóa; hơ hấp hoặc
liên quan đến sinh sản của quần thể (sinh
trưởng, tỷ lệ sống của ấu trùng)
• Dấu hiệu sinh thái: thể hiện sự biến đổi cấu
trúc quần thể/quần xã do tác động của chất ơ
nhiễm: Chỉ số thiếu hụt số lồi; chỉ số đa dạng

sinh học; Chỉ số loài ưu thế.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity
indices):
• Chỉ số đa dạng biểu thị độ phong phú lồi
trong mơi trường đã chọn ở dạng giá trị đơn
loài. Dùng để đánh giá 3 khía cạnh của cấu
trúc quần thể:
• Số lượng lồi hoặc độ phong phú loài
(species abundance pattern)

12


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản

 Một số chỉ số đa dạng sinh học:

 Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity
indices):
• Tổng lượng sinh vật của mỗi lồi có mặt hoặc
độ phong phú
• Tính đồng nhất phân bố các cá thể giữa các

lồi khác nhau hoặc tính đồng đều.

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
 Một số chỉ số tương đồng
• Chỉ số Sorensen (C):

C

2W
x 100
AB

W
J
A  B W

•

Hệ số Jaccard (J):

•

Chỉ số tương đồng quần xã của Pinkham và Pearson
(P):

P

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

x 100

min( X ia  X ib )
1

k
max( X ia  X ib )

W = Số loài thường gặp đối với 2 mẫu thu
A Số loài trong mẫu 1; B = Số loài trong mẫu 2
k = Tổng lượng các so sánh hoặc các đơn vị phân loại khác trong
trong 2 mẫu thu so sánh với nhau
Xia và Xib = Độ phong phú của loài thứ i trong mẫu a và b tương
ứng

s

•

Chỉ số Shannon và Weiner H’

D

H' 
i 1

ni
n
log 2 i
n
n

1  N i ( N i  1)
N( N  1)

•

Chỉ số Simpson (D):

•

Chỉ số Margalef (Dmg):
log e
Ni = Số cá thể của loài i trong mẫu
N = Số cá thể của tất cả các lồi trong mẫu
S = Số lồi có trong mẫu thu

D mg 

S 1
N

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Chỉ thị hình thái và mơ (morphological and
histological Indicators)
• Sức ép mơi trường tạo ra những thay đổi mơ
hoặc hình thái của sinh vật.
• Thực vật có thể bị hư hại như lá bị vàng, bị
đốm hoặc hoại sinh (ví dụ do mưa axit)

• Xem bảng sau

13


07-Jan-15

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT
 Tác động của mưa axit đến thực vật
Loài cây
Cây lá kim

Cây lá rộng

Tác động
Lá kim có màu vàng
Rụng lá kim
Tuổi thọ lá giảm
Cành cây biến dạng
Đỉnh tán cây héo và chết
Hư hại vỏ cây
Hư hại rễ
Phai màu lá
Lá biến dạng
Lá già chết sớm
Đỉnh tán cây héo dần và chết
Hư hại vỏ cây

TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT

1.2. Các khái niệm cơ bản
 Sinh vật thăm dò và cảnh báo (Detector and
sentinel organisms)
• Thực vật mẫn cảm được sử dụng để phát
hiện một số chất gây ơ nhiễm khơng khí. Ví dụ
cây thuốc lá Nicotiana tabaccum rất mẫn
cảm với ozon.
• Động vật dễ mắc bệnh lở loét, bướu, viêm tấy,
hoại tử… do chất ô nhiễm.

14