Bài Giảng Môi Trường Trong Xây Dựng

PGS.TS TRẦN CÁT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG

BÀI GIẢNG

MÔI TRƯỜNG
TRONG XÂY DỰNG

ĐÀ NẴNG, 2008


CHƯƠNG 1. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
1.1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ MÔI TRƯỜNG (MT)

Định nghĩa khái quát và phổ biến trên thế giới: “MT của một vật thể hoặc một
sự kiện là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có liên quan đến vật thể và sự kiện
đó”. Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng đều tồn tại và diễn biến trong một
MT nhất định.
Khi nghiên cứu về các cơ thể sống người ta đưa ra định nghĩa về MT sống của
các cơ trhể sống. Đó là : “Tổng hợp các điều kiện bên ngoài có liên quan đến sự
sống và sự phát triển của các cơ thể sống đó”.
Về môi trường sống của con người, có nhiều định nghĩa. Dưới đây sẽ nêu lên
hai định nghĩa được sử dụng nhiều ở nước ta:
1) Của UNESCO (1981): “MT là toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ
thống nhân tạo, những cái hữu hình dưới dạng vật thể hoặc phi vật thể (phong
tục, tập quán, niềm tin …), trong đó con người sinh sống và bằng lao động của
minh khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn nhu cầu
của con người”.
2) Luật BVMT của CHXHCN Việt Nam (29/11/2005): “MT bao gồm các yếu
tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời
sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”.

Các định nghĩa trên đã khẳng định MT sống của con người không chỉ là nơi
tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho một thực thể sống là con người (trong phạm vi
môi trường tự nhiên - MTTN) mà còn là "khung cảnh của cuộc sống, của lao động
và sự vui chơi giải trí cùng những nhân tố phát triển trí tuệ của con người, do chính
mối quan hệ giữa con người với con người tạo ra (môi trường xã hội - MTXH).
1.2. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC MT

MT được phân loại theo các thành phần cơ bản, theo mục đích và nội dung
nghiên cứu hoặc theo nghĩa rộng hay hẹp.
1) Theo các thành phần cơ bản, cấu trúc MT được phân thành ba thành phân
vật lý (vô sinh) và một thành phần sinh học (hữu sinh):
a) Thạch quyển (Lithosphere:) chỉ lớp vỏ trái đất dày 60-70 km trên phần
lục địa và 2-8km dưới đáy đại dương. Thành phần hoá học, tính chất lý học của
thạch quyển ảnh hưởng rất cơ bản đến cuộc sống con người, đến sự phát triển sản
xuất nông, lâm, ngư nghiệp và duy trì cuộc sống hoang dã. Tuy nhiên do tính chất
tương đối ổn định của nó so với các thành phần khác nên trong nhiều chương trình
giám sát MT ở quy mô toàn cầu (GEMS) cũng như quy mô từng quốc gia việc quy
định các tiêu chuẩn chất lượng liên quan đến thạch quyển là không thống nhất và
không bắt buộc giám sát với tất cả mọi nơi.
b) Thuỷ quyển (Hydrosphere): là phần nước của trái đất, bao gồm đại
dương, sông suối, hồ ao, nước ngầm, băng tuyết, hơi nước trong đất và trong không
khí. Thủy quyển đóng vai trò không thể thiếu được trong việc duy trì cuộc sống con
người, các loài động thực vật và trong việc cân bằng khí hậu toàn cầu.


c) Khí quyển (Atmosphere): là lớp không khí bao bọc xung quanh trái đất.
Khí quyển đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì sự sống nói chung và
quyết định đến tính chất khí hậu thời tiêt của quả đất.
Do không khí và nước là các thành phần linh động, dễ biến đổi, luân chuyển,
lan truyền, tác động trong khu vực rộng lớn nên việc giám sát mức độ ô nhiễm của

chúng là bắt buộc trong hệ thống GEMS của LHQ. Hầu hết các quốc gia đều có
mạng lưới quan trắc, giám sát các loại MT này.
Ba quyển trên là các thành phần vật lý vô sinh, được cấu thành từ các nguyên tố
vật chất và chứa đựng năng lượng dưới các dạng khác nhau như thế năng, cơ năng,
quang năng, hoá năng, điện năng v.v…
d) Sinh quyển (Biosphere): là các thành phần có tồn tại sự sống. Sinh quyển
bao gồm các cơ thể sống và những bộ phận của thạch quyển, thuỷ quyển và khí
quyển. Có thể viết: Sinh quyển = các cơ thể sống + thạch, thuỷ và khí quyển.
Sinh quyển bao phủ từ vùng núi cao đến đáy đại dương, cả lớp dưới của khí
quyển và lớp trên của thạch quyển. Sinh quyển bao gồm các thành phần vô sinh và
hữu sinh, quan hệ chặt chẽ và tương tác phức tạp với nhau. Sinh quyển không thể
tách rời khỏi các thành phần khác mà luôn chịu tác động của việc thay đổi tính chất
lý, hoá học của các thành phần đó.
Khác với các thành phần vật chất vô sinh, trong sinh quyển ngoài vật chất và
năng lượng còn có thông tin sinh học với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại
và phát triển của các vật sống. Dạng thông tin phức tạp nhất và phát triển cao nhất
là trí tuệ con người, nó đang tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát
triển của Trái đất. Những biến đổi to lớn trên hành tinh chúng ta hiện nay cũng như
những hoạt động của con người trong vũ trụ đều do trí tuệ con người tạo ra. Vì vậy,
ngày nay người ta thừa nhận có sự tồn tại một quyển mới là “Trí quyển”
(Noosphere), bao gồm các bộ phận trong trái đất và trong vũ trụ, tại đấy có tác động
của trí tuệ con người. Trí quyển chính là nơi đang xảy ra những biến động to lớn về
MT mà khoa học MT đang đi sâu nghiên cứu.
Trong thế kỷ 21, dự đoán sẽ xuất hiện một nền kinh tế mới có tên là "Kinh tế trí thức" và
nhiều tên gọi khác. Nền kinh tế mới được phát triển dựa trên trí thức khoa học cho nên tốc độ tăng
trưởng của nó tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng của khối lượng trí thức khoa học mà loài người
tích luỹ được. Người ta cho rằng, số lượng trí thức mà loài người sáng tạo ra trong thế kỷ 20 bằng
tổng lượng tri thức khoa học mà loài người đã tích luỹ trong suốt lịch sử hơn 500 ngàn năm tồn tại
của mình. Trong thế kỷ 21, khối lượng tri thức đó lại được nhân lên gấp bội. Do đó cần phải khôn
khéo và tìm mọi cơ hội để năm lấy ngay kẻo muộn. Nếu không sẽ phải trả giá đắt cho sự phát triển

của mình.

2) Theo mục đích và nội dung nghiên cứu:
Khái niệm chung về MT sống của con người còn được phân thành MT thiên
nhiên, MT nhân tạo và MT xã hội.
a) MT thiên nhiên (Natural Environment): bao gồm các nhân tố tự nhiên như
vật lý, hóa học và sinh học. MT này tồn tại khách quan ngoài ý muốn của con người
hoặc ít chịu sự chi phối của con người.
b) MT xã hội (Social Environment): là tổng thể các mối quan hệ giữa con người
với con người, giữa cá thể con người với cộng đồng xã hội. MTXH được chia ra
nhiều phân hệ: như môi trường văn hoá, kinh tế, giáo dục, luật pháp, chính trị, đô
thị v.v… MT này sẽ tạo ra thuận lợi hoặc trở ngại cho sự tồn tại và phát triển của cá


nhân và cộng đồng xã hội: hoà bình hay chiến tranh, hợp tác hữu nghị hay đối
kháng v.v...
c) MT nhân tạo (Artificial Environment): bao gồm những nhân tố vật lý, hoá
học, sinh học và xã hội học do con người tạo ra và chịu sự chi phối của con người.
Trong thực tế, 3 loại MT này cùng tồn tại, xen kẻ vào nhau và tương tác chặt
chẽ với nhau.
3) Theo nghĩa rộng hay hẹp:
Rộng: MT bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội cộng với các loại tài nguyên
cần thiết phục vụ cho sự sống và phát triển con người, kể cả các nhân tố về chất
lượng MT đối với sức khoẻ và tiện nghi sinh sống của con người.
Hẹp: MT chỉ gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội như không khí, đất, nước,
quan hệ chính trị xã hội tại nơi sinh sống và làm việc của con người nhưng không
xét đến yếu tố tài nguyên.
1.3. CÁC CHỨC NĂNG CỦA MT

ĐỐi với con người, MT sống có chất lượng cao là môi trường thoả mãn được

các chức năng cơ bản sau đây:
1. MT là không gian sống của con người và thế giới sinh vật
Trong cuộc sống của mình, con người cần một khoảng không gian sống với một
độ lớn và một chất lượng nhất định. Trái đất, thành phần môi trường cơ bản và gần
gũi nhất của loài người có tổng diện tích khoảng 15 tỷ hecta và diện tích đó hầu như
không thay đổi trong hàng trăm triệu năm qua. Trong lúc đó, dân số loài người trên
Trái đất đã và đang tăng lên theo cấp số nhân. Diện tích đất bình quân đầu người
theo đó giảm xuống nhanh chóng. Quá trình tăng dân số và thu hẹp diện tích đất
bình quân tính theo đầu người trên thế giới theo thời gian được đưa ra như sau:
Bảng 1.1
Năm
Dân số (triệu
Diện tích đất bình quân đầu người (ha)
người)
0 công lịch
200
75
1650
545 (hơn 1/2 tỷ)
27,5
1840
1000 (1 tỷ)
15
1930
2000 (2 tỷ)
7,5
1960
3000 (3 tỷ)
5
1975

4000 (4 tỷ)
3,75
12.10.1999
6000 (6 tỷ)
2,5 (thời điểm 1 em bé Kosovo ra đời thứ 6 tỷ)
dự kiến 2010
7000 (7 tỷ)
1,88
Theo bảng trên thì vào năm 0 công lịch dân số thế giới (DSTG) chỉ có 200 triệu
người, diện tích đất bình quân cho một đầu người là 75 ha, đến nay sau 2000 năm
DSTG đã gần 7 tỷ, diện tích đất bình quân cho một đầu người chỉ còn 1,88 ha. Từ
thuở sơ khai, phải mất khoảng 1500 năm DSTG mới tăng gấp đôi, càng về sau tốc
độ tăng càng nhanh, chỉ trong vòng 39 năm từ 1960 đến 1999 đã tăng gấp đôi từ 3
tỷ lên 6 tỷ.


Ở Việt Nam: chúng ta có khoảng 31.168.800 ha đất, đầu thế kỷ 18 có khoảng 4
triệu người, đến nay đã trên 85 triệu người, diện tích đất bình quân chỉ có 0,38
ha/đầu người. Quá trình tăng dân số và thu hẹp diện tích đất bình quân đầu người
của Việt Nam như bảng 1.2 dưới đây.
Bảng 1.2
Năm
Dân số (triệu
Diện tích đất bình quân đầu người (ha)
người)
0 công lịch
1,0
chưa xác định
Đầu thế kỷ 18
4

7,79 (thời kỳ vua Quang Trung)
1882
7,1
4,38 (thời kỳ vua Tự Đức)
1940
20,2
1,54
1955
25,1
1,24 (mặc dù bị nạn đói năm 1945 và chiến
tranh chống thực dân Pháp)
1975
47,6
0,65 (thời kỳ chiến tranh chống Mỹ)
1985
59,7
0,52
1995
74
0,42
2003
>80
0,38
Như vậy, dân số tăng lên làm cho không gian sống bị thu hẹp lai, dẫn tới sự
tranh chấp lẫn nhau. Mỗi một khoảng không gian sống trong sinh quyển chỉ có một
sức chịu tải nhất định (carring capacity) cho một quần chủng, nếu quá giới hạn đó,
hệ thống sẽ mất cân bằng.
Gần đây, để cân nhắc tải lượng mà môi trường phải gánh chịu đã xuất hiện
những chỉ tiêu đánh giá cho tính bền vững liên quan đến không gian sống con
người:

- Khoảng sử dụng môi trường (environmental use space) là tổng các ngùon
tài nguyên thiên nhiên có thể được sử dụng hoặc những ô nhiễm có thể phát sinh để
đảm bảo một môi trường lành mạnh cho thế hệ hôm nay và mai sau.
- Dấu chân sinh thái (ecological footprint) được phân tích dựa trên định lượng
tỷ lệ giữa tải lượng của con người lên một vùng nhất định và khả năng của vùng để
duy trì tải lượng đó mà không làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên (đơn vị tính là
hecta). Nước Mỹ năm 1993 cần sản xuất 1 dấu chân sinh thái để đảm bảo mức sống
trung bình của người dân là 8,49 ha, nó chiếm gấp hơn 5 lần so với mức trung bình
của một người dân trên thế giới (1,7 ha). Chỉ những nước có dấu chân sinh thái cao
hơn 1,7 ha mới có thể tồn tại bền vững mà không làm cạn kiệt vốn tài nguyên thiên
nhiên.
2. MT là nơi cung cấp các nguồn tài nguyên cần thiết cho con người
Trong lịch sử phát triển của mình, loài người đã trải qua nhiều giai đoạn với
nhiều nền sản xuất khác nhau từ săn bắt, hái lượm đến nông nghiệp, công nghiệp và
hậu công nghiệp. Xét về bản chất thì mọi hoạt động đó đều nhằm vào việc khai thác
các tài nguyên thiên nhiên thông qua lao động cơ bắp, công cụ, vật tư và trí tuệ. Con
người đã lấy từ tự nhiên những nguồn tài nguyên sản xuất ra của cải vật chất nhằm
đáp ứng nhu cầu của mình. Nhu cầu của con người về các nguồn tài nguyên không


ngừng tăng lên cả về số lượng, chất lượng và mức độ phức tạp theo trình độ phát
triển của nó. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên mà con người có thể sử dụng sản
xuất ra của cải vật chất cho mình rất đa dang, phong phú, bao gồm: rừng tự nhiên,
các thuỷ vực, không khí, năng lượng (mặt trời, gió, nước…), các lòai dầu mỏ, quặng
đá, các lòai động thực vật v.v… Dân số càng tăng lên, kỹ thuật sản xuất càng tiến
bộ, văn minh loài người càng nâng cao bao nhiêu thì tài nguyên thiên nhiên càng bị
khai thác cạn kiệt bấy nhiêu.
Để khắc phục điều đó, con người phải tiến hành thăm dò, khai thác các vùng
đất mới, các dạng tài nguyên mới như các nước Trung Quốc, Ấn Độ đã tiến hành
trong thời kỳ Trung Cổ, các nước công nghiệp châu Âu đã làm đối với châu Mỹ,

châu Phi, châu Á và châu Đại Dương trong thời kỳ cận đại và hiện đại. Con người
phải thăm dò để phát hiện và khai thác các tài nguyên tiềm tàng trong lòng đất,
trong biển cả để có thêm nguồn tài nguyên mới. Con người cũng đã sử dụng khoa
học và công nghệ để chế tạo ra các loại vật liệu nhân tạo thay thế vật liệu tự nhiên
như nhựa tổng hợp, vật liệu compôsit … Nhưng đồng thời với việc sáng tạo ra
những loại vật liệu mới, tạo ra những tiến bộ quan trọng trong cuộc sống của mình,
con người cũng đã tạo ra những vấn đề gay cấn về MT cần phải lưu ý giải quyết
như nhựa tổng hợp không thể phân huỷ tự nhiên được, thuốc BVTV có chu kỳ phân
huỷ lâu, gây bệnh cho người v.v…
3. MT là nơi chứa đựng và xử lý các loại phế thải do con người tạo ra
Trong việc khai thác, sản xuất và sử dụng tài nguyên thiên nhiên vào cuộc sống
của mình, con người chưa bao giờ và cũng sẽ không bao giờ đạt được hiệu suất
100%, tức là không bao giờ sử dụng được hết mà luôn tạo ra các loại phế thải như
phế thải trong sinh hoạt, trong sản xuất v.v…. MT chính là nơi phải chứa đựng các
loại phế thải đó.
Các chất thải sẽ được các loài vi sinh vật và các yếu tố môi trường khác phân
huỷ. Trong thời kỳ sơ khai, khi dân số loài người còn ít, phương thức sản xuất còn
đơn giản, thủ công, các chất thải sẽ được phân huỷ tự nhiên sau một thời gian nhất
định hoặc được sử dụng lại để lại trở thành nguyên liệu của tự nhiên như các chất
bài tiết của sinh vật được làm phân bón, các phế thải từ sản xuất nông nghiệp, lâm
nghiệp được làm thức ăn cho gia súc, làm nhiên liệu đốt v.v… Sự tăng dân số thế
giới cùng với quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá diễn ra một cách nhanh chóng
làm cho số lượng chất thải tăng lên không ngừng, nhiều nơi, nhiều chỗ trở nên quá
tải, làm ô nhiễm môi trường. Vấn đề chứa đựng và xử lý phế thải trở thành vấn đề
bức xúc về môi trường tại nhiều nơi trên thế giới. Khả năng tiếp nhận và phân huỷ
chất thải trong một khu vực nhất định được gọi là khả năng đệm (buffer capacity)
của khu vực đó. Khi lượng chất thải lớn hơn khả năng đệm hoặc thành phần chất
thải có nhiều chất độc hại, vi sinh vật phân huỷ khó khăn thì chất lượng môi trường
sẽ giảm và có thể bị ô nhiễm. Các nước công nghiệp phát triển đã tạo ra một lượng
chất thải quá lớn hoặc rất độc hại, phải chôn lấp tại các vùng xa xôi hẻo lánh trong

lãnh thổ của mình hoặc ở các nước nghèo sau khi mua quyền sử dụng đất. Còn tại
các nước nghèo, điều kiện vệ sinh kém, phế thải không được thu dọn, không được
xử lý, người phải sống chung với phế thải, với nguồn độc hại và dịch bệnh. Vì vậy,
phế thải đã trở thành vấn đề môi trường mà mức độ gay cấn càng tăng lên không
những đối với các nước giàu mà cả đối với các nước nghèo kém phát triển.


4. Môi trường còn là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người
Có thể nói môi trường là một thư viện bao la, là nơi lưu trữ và cung cấp thông
tin cho con người, vì :
- Trái đất là nơi "ghi chép" và lưu trữ lịch sử địa chất, lịch sử tiến hoá của vật
chất và sinh vật, lịch sử xuất hiện và phát triển văn hoá của loài người.
- Trái đất là nơi biểu hiện các chỉ thị về không gian, thời gian và những hiện
tượng mang tính tín hiệu cảnh báo sớm các hiểm hoạ đối với con người và sinh vật
sống trên Trái đất như: phản ứng sinh lý của các cơ thể sống trước khi xảy ra các tai
biến tự nhiên như bão, động đất, núi lửa v.v…
- Trái đất là nơi lưu trữ và cung cấp cho con người sự đa dạng các nguồn gen,
các loài động thực vật, các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo, các vẽ đẹp cảnh quan
có giá trị thẩm mỹ, tôn giáo, đa dạng văn hoá v.v…
Môi trường được xem là suy thoái nếu không có đủ các chức năng trên hoặc
thiếu một trong các chức năng trên. Thiếu không gian sống hoặc không gian sống
không có chất lượng, thiếu tài nguyên để duy trì cuộc sống, thiếu hoặc không chứa
và xử lý nổi chất thải hoặc làm mất đi những nguồn gen quý hiếm … đều làm cho
môi trường bị suy thoái.
1.4. TÀI NGUYÊN
1. Khái niệm
Tài nguyên có thể hiểu theo nghĩa rộng và hẹp.
Theo nghĩa rộng thì Tài nguyên (TN - Resources) bao gồm tất cả các nguồn
nguyên vật liệu (Materials), năng lượng (Energy) và thông tin (Information) có
trên trái đất và trong vũ trụ mà con người có thể sử dụng phục vụ cho sự tồn tại

và phát triển của mình.
Có thể biểu diễn khái niệm đó thành đẳng thức: R = M + E + I (R- Resources,
M-Materials, E-Energy và I-Information).
Còn theo nghĩa hẹp thì khi nói đến Tài nguyên người ta chỉ xét đến những tài
nguyên gắn liền với các nhân tố tự nhiên, không xét đến các nhân tố xã hội. Theo đó
thì "Tài nguyên thiên nhiên là tất cả những loại vật chất có ích cho sự sống và
phát triển của con người".
Trong bất cứ chế độ xã hội nào thì hoạt động của con người cũng đều là quá
trình dùng năng lượng để biến đổi vật chất từ dạng tự nhiên có trong môi trường
(các loại tài nguyên) thành các dạng có ích cho cuộc sống của mình. Mọi hoạt động
của con người đều chỉ là qúa trình biến đổi vật chất từ dạng này sang dạng khác chứ
không làm biến mất vật chất.
2. Các điều kiện để con người có tài nguyên
Tài nguyên là thuộc tính của môi trường, được con người đánh giá là có số
lượng và chất lượng qua thời gian và không gian. Nó không chỉ là thuộc tính hữu
hình mà bao gồm các mối quan hệ chức năng được ràng buộc bởi nhu cầu của con
người, bởi khả năng và quan niệm của con người về đánh giá và sử dụng TN. Vì
vậy, con người muốn có TN cần các điều kiện sau:


- Khi con người có nhu cầu, có khả năng hiểu biết đúng về môi trường sống
của mình, về một vật hoặc loài nào đó của môi trường thì vật, loài đó mới có thể trở
thành TN. Đó là điều kiện cần.
- Khi trình độ khoa học kỹ thuật phát triển đến một mức độ nào đó để con
người có thể chế biến, sử dụng vật, loài đó thì chúng mới có thể trở thành TN. Đó là
điều kiện đủ.
Thí dụ: Vàng hiện nay là kim loại rất đắt nhưng trước đây chỉ là một loại khoáng sản không có
giá trị vì con người không biết được tính chất của nó là có thể sử dụng làm đồ trang sức rất quý,
không bị ăn mòn,không bị hoen rỉ và đặc biệt là không biết dùng nó để dự trữ thanh toán thay tiền.
Hoặc trong thiên nhiên có đến trên 30 triệu loài sinh vật nhưng con người chỉ mới biết được khoảng

dưới 3 triệu loài (<10%); trong thiên nhiên có đến 75.000 loài thực vật có thể làm lương thực thực
phẩm, thuốc chửa bệnh cho con người nhưng hiện nay con người mới chi biết được khoảng 150 loài
v.v…

Trình độ khoa học và công nghệ càng phát triển, càng tiến bộ thì con người càng sử
dụng được nhiều TN hơn, việc chế biến TN thành sản phẩm tiêu dùng càng đa dạng,
càng phức tạp hơn. Con người cũng phối hợp được nhiều loại TN hơn trong việc chế
tạo sản phẩm của mình. Con người càng đi sâu hoàn thiện bản thân mình thì nhu cầu
đối với TN ngày càng tăng, nên ngày càng có nhiều vật, loài trở thành TN. Cuộc cách
mạng khoa học - công nghệ chính là những mốc đánh giá trình độ nhận thức của con
người đối với việc khai thác và sử dụng TN.
3. Phân loại tài nguyên
Tài nguyên là nguồn lực của mọi quốc gia, là đầu vào của mọi quá trình sản xuất.
Vì vậy, TN có thể phân loại như sau:
a) Tài nguyên thiên nhiên (TNTN - natural Resources): là những tài nguyên gắn
liền với các nhân tố thiên nhiên như đất, nước, không khí, rừng, biển v.v…; nó tồn tại
khách quan, ngoài ý muốn chủ quan của con người.
TNTN được chỉa làm hai loại: TN tái tạo được và không tái tạo được.
TN tái tạo được (renewable Resources) là loại TN có thể tự duy trì, tự bổ sung
một cách liên tục khi được quản lý một cách khôn ngoan và hợp lý. Đó là những loại
TN được cung cấp hầu như liên tục và vô tận từ vũ trụ như năng lượng mặt trời, nước,
gió, thuỷ triều … hoặc là những TN tồn tại và phát triển trong chu trình tiến hoá tự
nhiên như TN sinh học, nếu không bị chính con người phá hoại. Các loại tài nguyên
này có đặc điểm là có thể trở lại trạng thái ban đầu sau một chu trình sử dụng. Cũng
phải thừa nhận rằng, nếu sử dụng không hợp lý, tuy là TN tái tạo được nhưng chúng vẫn có thể bị suy
thoái không thể tái tạo được, thí dụ: TN nước là lọai TN tái tạo, nhưng do quản lý và sử dụng không
tốt, dẫn đến bị ô nhiễm nặng nề, gây nguy hại cho cuộc sống đến mức phải xử lý mới có thể sử dụng
được. Hoặc như năng lượng mặt trời cũng vậy, nó không bị mất đi, nhưng con người trong một thời
gian dài đã không kiểm soát được các loại khí gây hiệu ứng nhà kính, hậu quả là nhiệt độ bề mặt trái
đất nóng lên, phá vỡ sự cân bằng nhiệt của trái đất, khí hậu bị biến đổi, băng tan nhanh chóng ở các

cực … Hoặc như sinh vật là loại TN tái tạo được nhưng con người đã đánh bắt quá mức hay gây ô
nhiễm môi trường sống của một số loài sinh vật, làm cho nhiều loài bị tiệt chủng v.v…

TN không tái tạo được (unrenewable Resources) là những TN tồn tại một cách
hữu hạn, nó sẽ biến mất hoặc biến đổi không còn giữ được tính chất ban đầu sau quá
trình sử dụng (các loại khoáng sản, nhiên liệu, dầu mỏ, các thông tin di truyền của các
loài sinh vật quý hiếm bị mai một không còn giữ được cho các thế hệ sau…). Về thực
chất, TN không tái tạo được có thể lại được hình thành sau hàng triệu triệu năm nữa,
nhưng điều ấy sẽ không còn ý nghĩa gì cho cuộc sống và nhân loại ngày hôm nay.


Trong quá trình sử dụng, TNTN còn được chia ra theo dạng vật chất cụ thể như
TN đất, TN nước, TN rừng, TN biển, TN sinh học v.v…
Khi xét về trữ lượng người ta còn có thể phân ra là : TN hữu hạn, TN vô hạn.
Các nguồn TNTN mà hiện nay con người phải đặc biệt quan tâm là đất, rừng,
nước, khoáng sản, năng lượng, sinh vật, biển và khí hậu cảnh quan.
b) Tài nguyên nhân văn: (Human Resources) là những TN gắn liền với các nhân
tố con người và xã hội, tồn tại cùng với sự tồn tại của con người và là sản phẩm của
con người. Có thể phân biệt hai loại TN nhân văn:
- Di sản tinh thần (cơ sở chính trị, xã hội, văn hoá, khoa học, công nghệ, quan hệ
giữa con người với nhau …)
- Cộng đồng dân cư: nguồn lao động, dân số …
Trong TN nhân văn cũng có thể phân thành hai loại: tái tạo được và không tái tạo
được. Con người cần nguồn TN để đảm bảo cuộc sống và phát triển. Vì vậy, xét về mặt
BVMT trên quan điểm sử dụng TN là biết khai thác, sử dụng hợp lý và có hiệu quả
(khôn ngoan) mọi nguồn TN đảm bảo cho MT có thể tự phục hồi được.
4. Khai thác TN
a) Khai thác TN đất
Đất là dạng TN vật chất của con người. Đất có hai nghĩa: nghĩa thứ nhất là thổ
nhưỡng (soil) - là mặt bằng để sản xuất nông lâm nghiệp, nghĩa thứ hai là đất đai (land)

- là nơi ở và xây dựng cơ sở hạ tầng của con người.
- Giá trị thổ nhưỡng của đất được tính bằng số lượng diện tích (ha hay km 2) và
độ phì (độ mầu mỡ) thích hợp cho trong cây lương thực và công nghiệp.
- Giá trị đất đai được thể hiện qua diện tích và các thông số kỹ thuật của công
trình hạ tầng kỹ thuật như nhà ở, đường giao thông, khu công nghiệp và đô thị.
Theo số liệu thống kê năm 1980, tổng diện tích TN đất của thế giới là 14.777
triệu ha, trong đó có 526triệu ha đất đóng băng. Đất canh tác chiếm 12%, rừng 32%,
đồng cỏ 24%, còn lại 32% là đất cư trú và đầm lầy.
Thực trạng TN đất của thế giới đang bị suy thoái nghiêm trọng do nhiều nguyên
nhân: xói mòn, rửa trôi, bạc màu, nhiễm phèn, ô nhiễm, biến đổi khí hậu. Hiện có tới
10% đất có tiềm năng canh tác nông nghiệp đang bị sa mạc hoá.
TN đất của Việt Nam so với thế giới là rất hạn hẹp, có khoảng 33 triệu ha, trong
đó đất lâm nghiệp 11,8 triệu ha, chiếm 35,7%, đất nông nghiệp 7 triệu ha, chiếm 21%,
đất chuyên dùng 1,4 triệu ha, chiếm 4,2%, đất chưa sử dụng là 13 triệu ha, chiếm 39%.
Diện tích đất bình quân đầu người của nước ta hiện nay là 0,45ha/người, bằng 17%
mức trung bình của thế giới (2,37 ha/người), trong đó đất nông nghiệp chỉ có
0,095ha/người, băng 10% mức trung bình của thế giới. Diện tích đó đang bị thu hẹp
dần do quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá. Đáng lo ngại nhất là trong tổng 33
triệu ha đất thì đã có 11 triệu ha đất đồi núi đang bị xói mòn thành đồi trọc. Lượng đất
nhiễm mặn lên tới 175.000 ha, nhiễm phèn là 602.190 ha, đất có nguy cơ bị sụt lở vùng
ven biển, ven sông khoảng 1 triệu ha…
Trong các nguồn TN thì tài nguyên đất có giá trị hơn cả vì nó bao hàm mọi sự
sống trên phần lục địa (trên cạn) và hàm chứa các nguồn tài nguyên khác như tài
nguyên rừng, tài nguyên khí hậu v.v… Vì vây, việc bảo vệ tài nguyên đất được đặt ra
hàng đầu cùng với phong trào chống đói nghèo và nạn thiếu lương thực trên thế giới.
b) Khai thác TN rừng:


Rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt trái đất, giữ vai trò to
lớn đối với con người:

- cung cấp gỗ
- điều hoà khí hậu (nhiệt độ không khí trong rừng nhỏ hơn nhiệt độ vùng đất
trống 3 - 50C)
- giữ ẩm, bảo vệ nguồn nước sông hồ (hệ số dòng chảy trên mặt đất do nưa tạo
ra tỷ lệ nghịch với độ che phủ thực vật, đất có độ che phủ 75% thì hệ số dòng chảy chỉ
bằng 1/2 hệ số dòng chảy của đất có độ che phủ 35%).
- duy trì nồng độ ô-xy và thu nhận khí CO2 trong khí quyển (một hecta rừng hàng
năm tạo ra 16 - 30 tấn ô-xy và hấp thụ hàng chục tấn khí CO2.
- ngăn chặn gió bão, lũ quét, chống xói mòn (lượng xói mòn của đất rừng chỉ
bằng 10% so với lượng xói mòn của vùng đất trống)
- là nơi cư trú của các loài động vật hoang dã
- là nơi tàng trữ các nguồn gen quý hiếm, v.v…
Giá trị của TN rừng là giá trị tổng hợp chứ không phải chỉ là giá trị kinh tế đơn
thuần là khai thác gỗ ; giá trị về môi trường của nó còn lớn hơn rất nhiều so với giá trị
kinh tế. Có
thể nói bảo vệ rừng là đồng nghĩa với việc bảo vệ các nguồn TN khác. Vì vậy, tỷ
lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia được xem là chỉ tiêu an sinh môi trường quan
trọng. Tỷ lệ này phải >45% diện tích lãnh thổ quốc gia (gần 1/2 diện tích quốc gia là
rừng) sẽ là tỷ lệ an toàn tối ưu về môi trường.
Để khai thác, bảo vệ và phát triển rừng, người ta phân loại rừng như sau:
- Rừng phòng hộ: là rừng được sử dụng với mục đích môi trường như bảo vệ
nguồn nước, bảo vệ đất chống xói mòn, hạn chế thiên tai, điều hoà khí hậu, làm
sạch khí quyển … Tuỳ thuộc mục đích phòng hộ nó còn được phân thành: rừng
phòng hộ đầu nguồn, rừng chắn gió, chắn cát, chắn sóng, rừng lấn biển …
- Rừng đặc dụng: là rừng được sử dụng với mục đích bảo tồn thiên nhiên,
danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử, văn hoá …Khả năng phục vụ của nó rất rộng
như nghiên cứu khoa học (đa dạng sinh học, nguồn gen quý hiếm…), nghỉ ngơi, du
lịch sinh thái … Chúng được phân thành các loại: rừng quốc gia, rừng bảo tồn thiên
nhiên, rừng nghiên cứu thí nghiệm…
- Rừng sản xuất: là rừng được dùng để sản xuất, khai thác gỗ, các loại lâm

sản khác cũng như động vật rừng.
Rừng trên trái đất ngày càng bị thu hẹp về diện tích và trữ lượng. Đầu thế kỷ
XX rừng thế giới là 6 tỷ ha, năm 1958 còn 4,4 tỷ ha, hiện nay còn khoảng hơn 2,0
tỷ ha. Tốc độ mất rừng trung bình hàng năm là 20 triệu ha/năm.
Ở Việt Nam năm 1943 có 13,3 triệu ha rừng, chiếm 43,8% diện tích quốc gia,
hiện nay còn khoảng 8,7 triệu ha, chiếm 28,3%. Tốc độ mất rừng của ta khoảng
180.000 - 200.000 ha/năm.
Rừng đang là vấn đề sống còn của con người trước những biến đổi môi trường
và thiên tai. Vì vậy, từ năm 1991 Chình phủ đã ban hành Luật bảo vệ và phát triển
rừng: đóng của rừng tự nhiên, chấm dứt du canh, khai thác hợp lý, hạn chế khai
hoang chuyển rừng thành đất nông nghiệp, trồng rừng mới, bảo vệ rừng phòng hộ,
phủ xanh đất trống đồi trọc v.v…
c) Khai thác TN nước


Nước là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý, là cơ sở của sự sống và là
phương tiện để giữ gìn sự cân bằng sinh thái trên hành tinh chúng ta. Tổng khối
lượng của thuỷ quyển khoảng 14.1018 tấn (xấp xỉ bằng 7% khối lượng thạch quyển),
trong đó đại dương có khối lượng 97,4%, khoảng 361 triệu km2 với 1,338.1036 m3
nước. TN nước mà chúng ta có thể sử dụng trực tiếp là nước ngọt lục địa gồm hệ
thống sông hồ (nước mặt) và nước ngầm có trữ lượng rất bé so với thuỷ quyển, chỉ
khoảng 4,3%, trong đó nước ngầm khoảng 4,12% và nước mặt là 0,02%.
Nước được khai thác để sử dụng cho sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và
các mục đích khác. Con người khai thác sử dụng khoảng 35.000km3/năm, trong đó
khoảng 8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp, 63% cho nông nghiệp và khoảng
6% cho các mục đích khác.
Việc sử dụng TN nước trên thế giới hiện nay đang có những vấn đề sau:
- Nước phân bố không đều trên bề mặt trái đất: có nơi lượng mưa trung
bình hàng năm rất ít (vùng sa mạc: < 100mm/năm) nhưng có nơi lại rất lớn (Ấn Độ,
VN… >5000mm/năm). Như vậy hạn hán, nước không đủ dùng có thể xảy ra ở vùng

này nhưng vùng khác lại thừa nước, gây ngập lụt. Những biến đổi khí hậu, nguyên
nhân là do con người gây ra hiện nay, đang làm trầm trọng thêm sự phân bố không
đều TN nước trên trái đất.
- Nhu cầu sử dụng nước của con người ngày càng tăng lên theo sự phát
triển các mặt của con người. Ngày nay con người khai thác và sử dụng nhiều TN
nước hơn (lượng nước ngầm khai thác trên thế giới vào năm 1990 tăng 30 lần lượng
khai thác năm 1960). Mức tăng bình quân hàng năm của nhu cầu sử dụng nước lên
đến 6%. Điều này làm cho nguồn nước ngọt có nguy cơ cạn kiệt về trữ lượng, gây
ra những biến động mạnh trong sự cân bằng nước tự nhiên.
- Nguồn nước đang bị ô nhiễm do các hoạt động của con người gây ra: con
người đã thải ra môi trường nước các chất hữu cơ, các hoá chất và thuốc trừ sâu, các
loại kim loại năng, độc hại …
Việt Nam có TN nước vào loại phong phú của thế giới, lượng mưa trung
bình/năm cao khoảng 2.000mm/năm, gấp 2,6 lần lượng mưa trung binh của vùng
lục địa trên thế giới. Tổng lượng mưa trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam là
650km3/năm, tạo ra dòng chảy mặt trong vùng nội địa là 325km3/năm. Tuy nhiên do
mật độ dân số vào loại cao nên bình quân lượng nước phân bố theo đầu ngườì vào
loại trung bình thấp của thế giới. Việc khai thác, sử dụng TN nước ở Việt Nam cũng
có những tồn tại tương tự như của thế giới:
- Hiện tượng thiếu nước vào mùa khô và lũ lụt vào mùa mưa xảy ra hầu như ở
khắp cả nước. Kết quả tính toán cân bằng nước năm 2000 và 2010 cho thấy, nhu
cầu dùng nước trong mùa khô của ta đều vượt quá 30% tổng lượng nước đến, đặc
biệt vùng Nam Trung bộ có nhu cầu vượt đến 80 - 90%. Theo tiêu chuẩn của FAO,
lượng nước sử dụng không được vượt quá 30% tổng lượng nước đến, thì Việt Nam
sẽ thiếu nước trong mùa khô.
- Tình trạng ô nhiễm nguồn nước kể cả nước mặt và nước ngầm. Có thể nói
hầu hết các sông rạch ở Việt Nam đã và đang bị ô nhiễm, nhiều nơi rất nặng nề như
sông Thị Vải, sông Đồng Nai (Đồng Nai), sông Phú Lộc (Đà Nẵng), sông Cầu (Bắc
Giang), sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu (Hà Nội) … do các nguồn thải sinh hoạt,
công nghiệp, nông nghiệp ngày càng gia tăng. Việc sử dụng nước ngầm một cách

bừa bãi, thiếu quy hoạch đã làm thay đổi cân bằng áp suất gây nên sụt lún, mặn hoá
… ở nhiều nơi.
Vì vậy, Việt Nam cần có kế hoạch nghiên cứu tổng thể quy hoạch và sử dụng
TN nước một cách hợp lý để có thể phát triển bền vững.
d) Khai thác TN khoáng sản
TN khoáng sản là dạng TN tích tụ dưới dạng hợp chất hay đơn chất ở một khu
vực nào đó trong thạch quyển và được gọi là mỏ khoáng sản như mỏ than, mỏ bôxit, mỏ đồng, chì, kẽm v.v…
TN khoáng sản thường được phân loại như sau:
- Theo trạng thái tồn tại: rắn (khoáng), khí (khí đốt, Argon, Heli…) hoặc lỏng
(dầu, Hg…).
- Theo nguồn gốc : khoáng sản nội sinh (trong lòng đất), ngoại sinh (lộ thiên
trên bề mặt trái đất).
- Theo thành phần hoá học: kim loại (đen, màu, quý hiếm), phi kim loại (vật
liệu khoáng, đá quý, vật liệu xây dựng), nhiên liệu (than, dầu, khí đốt …)
TN khoáng sản của Việt Nam rất đa dạng về loại hình (có khoảng 80 loại hinh
với 3.500 mỏ lớn nhỏ).
Việc khai thác sử dụng TN khoáng sản có tác động mạnh mẽ tới môi trường
sống. Một mặt TN khoáng sản là nguồn nguyên vật liệu để tạo ra các dạng vật chất
có ích cho con người. Mặt khác các vấn đề môi trường phát sinh trong khai thác,
vận chuyển, chế biến và sử dụng khoáng sản sẽ rất lớn như mất đất, mất rừng, ô
nhiễm nước, bụi, kim loại nặng, các hoá chất độc hại … tác động trực tiếp đến con
người ở nhiều thế hệ. Vì vậy cần phải được nghiên cứu tính toán kỹ lưỡng trước khi
đầu tư khai thác.
Hiện nay, dư luận đang rất quan tâm đến vấn đề khai thác bô-xit ở Tây Nguyên. TCT
Than và Khoáng sản Việt Nam (TKV) đang triển khai hai dự án là Nhân Cơ (Đắc Nông) và Tân
Rai (Lâm Đồng). Các nhà khoa học và môi trường của Việt Nam cả trong và ngoài nước đã và
đang có ý kiến, phân tích lợi và bất lợi, nên hay không nên của các dự án này. Trước tình hình
dư luận có nhiều ý kiến lo lắng và phản đối, Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng đã quyết định tổ

chức cuộc hội thảo để tập hợp ý kiến rồi xem xét và quyết định. Những ý kiến của các nhà khoa
học xung quanh các vấn đề:
Một là: Hiện nay nước ta chưa hội đủ các điều kiện cho phép khai thác bô-xit ở Tây
Nguyên có lợi cho sự phát triển bền vững của đất nước. Thế giới đã đúc kết và đưa ra kết luận
chỉ nên khai thác bô-xít để luyện nhôm khi có những điều kiện xếp theo thứ tự như:
- có nguồn điện dồi dào,
- có nguồn nước dồi dào,
- nơi khai thác có vị trí hoang vắng (xa khu dân cư hay vùng kinh tế) và địa thế thích hợp
(thấp, trong thung lũng, không phải vùng đầu nguồn các sông), thuận lợi cho việc tổ chức bảo
vệ môi trường (xử lý nước thải và bùn đỏ nhiễm hoá chất…).
- có khả năng giảm xuống mức thấp nhất chi phí vận tải
- có trữ lượng bô-xit dồi dào với hàm lượng cho phép đạt chuẩn 4/2/1 (4 tấn quặng làm
ra 2 tấn alumina để có 1 tấn nhôm)
- có nguồn lao động rẻ hoặc được cơ giới hoá cao độ khâu khai thác.
Ta chỉ có 2 điều kiện cuối cùng và là 2 điều kiện thấp nhất trong 6 điều kiện cần phải có,
đó là nguồn TN dồi dào và giá lao động rẻ.
Ngoài ra còn có hai vấn đề cực kỳ quan trọng khác trong khai thác bô-xit ở Tây Nguyên
không thể bỏ qua là: a) vấn đề an ninh quốc gia và b) tác động đối với quê hương sinh tồn của
đồng bào các dân tộc ít người.
Vì vậy họ đang kiến nghị là nên đình chỉ các dự án này trước khi còn chưa muộn.


đ) Khai thác TN năng lượng
Năng lượng là dạng TN vật chất, xuất phát từ hai nguồn: năng lượng Mặt trời
và năng lượng Lòng đất.
Năng lượng Mặt trời tồn tại dưới các dạng: bức xạ mặt trời, năng lượng sinh
học dưới dạng sinh khối động thực vật, năng lượng chuyển động của khí quyển, huỷ
quyển (gió, sóng, thuỷ triều, hải lưu, dòng chảy …)
Năng lượng Lòng đất gồm: năng lượng dưới dạng nhiệt độ cao của lòng đất
biểu hiện như nguồn nước nóng, núi lửa, phóng xạ của các mỏ Uran, Th, Po, mỏ

nhiên liệu hoá thạch …
Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày một cao (giữa thế kỷ XX là
70.000kcal/người-ngày, hiện nay là 200.000kcal/người-ngày). Tiềm lực năng lượng
mỗi quốc gia khác nhau: Nhật, Pháp chủ yếu là năng lượng hạt nhân, Trung Quốc,
Đức, Anh là than, Mỹ, Nga là dầu khí …
Việc khai thác than đá, dầu khí thường gây ô nhiễm môi trường: ô nhiễm bụi,
ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm biển, mất thảm thực vật, gây sụt lún mặt đất và vùng
thềm lục địa v.v…
Thuỷ năng được coi là năng lượng sạch (VN có trữ lượng thuỷ điện 30.970
MW = 1,4% tổng trữ lượng thế giới) nhưng việc xây dựng hàng loạt các nhà máy
thuỷ điện cũng sẽ gây tổn hại đến môi trường như có thể gây ra động đất cưỡng
bức, làm thay đổi khí hậu, thời tiết, mất đất canh tác nông lâm nghiệp, làm biến đổi
chế độ thuỷ văn vùng hạ lưu các sông…
Năng lượng hạt nhân là năng lượng nhận được từ quá trình phân rả hạt nhân
các nguyên tố phóng xạ U, Th… hoặc tổng hợp nhiệt hạch. Một gr U235 có năng
lượng giải phóng bằng đốt 2 tấn than đá. Nguồn năng lượng này không tạo ra khí ô
nhiễm, bụi nhưng lại có nguy cơ rủi ro dò rỉ phóng xạ lớn dưới dạng khí, rắn hoặc
lỏng.
Các nguồn năng lượng khác như gió, thuỷ triều, bức xạ mặt trời, địa nhiệt nếu
được sử dụng thì đẩm bảo hoàn toàn là năng lượng sạch. Tuy nhiên với điều kiện
hiện nay thì chưa thể khai thác được với khối lượng lớn để có thể phục vụ cho con
người mà có thể chỉ đủ phục vụ cho nhu cầu dân sinh vùng xa, cao …
Việt Nam có nhiều nguồn TN năng lượng lớn: than Quảng Ninh, dầu Vũng
Tàu, Côn Đảo, khí ở Thái Bình, Vũng Tàu, Nam Côn Sơn, thuỷ điện ở nhiều nơi …
Việc khai thác các nguồn năng lượng này đã mang lại hiệu quả to lớn, tuy nhiên cần
có các phương án bảo vệ môi trường để không gây thảm hoạ cho đất nước.
e) Khai thác TN biển:
Biển và đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất, sâu trung bình
3.710m, dung lượng nước 1,37 tỷ km3. TN biển rất đa dạng, bao gồm nhiều nguồn
lợi: (1) hoá chất và khoáng chất trong nước và trầm tích đáy, (2) nhiên liệu (dầu,

khí), năng lượng sạch khai thác từ gió biển, nhiệt độ nước biển, các dòng hải lưu và
thuỷ triều, (4) sinh vật biển bao gồm các nhóm động, thực vật và vi sinh vật với
khối lượng khổng lồ (550 tỷ tấn), là nguồn lợi có giá trị rất quan trọng đối với con
người. Ngoài ra TN biển còn thể hiện ở hệ thống giao thông thuỷ tiện lợi, cảnh quan
du lịch, nghỉ dưỡng …


Do biển có giá trị như vậy nên việc khai thác biển ngày càng gia tăng. Theo
đánh giá của FAO, khai thác thuỷ sản biển không được vượt quá ngưỡng tái tạo là
100 triệu tấn/năm, nhưng hiện nay đã đạt ngưỡng và có xu hướng vượt quá. Hiện
tượng chôn chất phóng xạ và đổ chất thải độc hại ra biển vẫn chưa được kiểm soát
triệt để. Các sự cố tràn dầu trên biển do tai nạn khi vận chuyển vẫn liên tiếp xảy ra.
Vì vậy, vấn đề ô nhiễm biển cũng đã xuất hiện ngày một nhiều trên các vùng biển
thế giới.
5. Luật bảo tồn TN
a) Khái niệm
Dưới mọi hình thái xã hội, quá trình sống của con người bao gồm hai quá
trình cơ bản là sản xuất và tiêu dùng. Sản xuất là quá trình dùng năng lượng để biến
đổi TNTN thành sản phẩm có ích, thoả mãn được nhu cầu và nguyện vọng của con
người. Còn tiêu dùng là quá trình sử dụng sản phẩm tức là quá trình biến đổi TN từ
dạng phù hợp với nhu cầu và nguyện vọng con người thành dạng không còn phù
hợp và bị thải bỏ lại môi trường. Mọi hoạt động của con người đều chỉ là quá trình
biến đổi vật chất từ dạng này sang dạng khác chứ không làm biến mẩt vật chất.
Con người muốn đưa toàn bộ TN khai thác được vào hệ thống hoạt động của
mình (tức là vào hai quá trình sản xuất và tiêu dùng) và TN ấy tồn tại dưới dạng
hoặc là sản xuất hay tiêu dùng, còn tổng lượng vật chất của TN vẫn luôn được bảo
tồn. Có thể diễn đạt quan niệm đó dưới dạng một đồng nhất thức:
Rtn = Rhc + Rkt = Rsd + Rmt
trong đó: Rtn- tổng lượng TNTN của một quốc gia; Rhc- tổng lượng TNTN hiện có
dưới mọi hình thức (kể cả trong sản phẩm đang tiêu dùng tại thời điểm xét); R kttổng lượng TNTN khai thác được trong thời gian xét; Rsd- tổng lượng TN được sử

dụng và Rmt- tổng lượng TN hoàn trả lại môi trường.
b) Những vấn đề cần chú ý khi xem xét đồng nhất thức trên:
- MT ở đây bao gồm những nơi chốn có khai thác TN và tất cả những nơi TN
được thải bỏ lại, nghĩa là bao gồm cả thạch, thuỷ và khí quyển. Nhưng thực tế, TN
khai thác được phần lớn là từ thạch quyển, một số ít từ thuỷ quyển và khí quyển,
song phần thải bỏ lại MT của hoạt động con người trước hết là vào khí quyển (các
loại khí thải), sau đó là thuỷ quyền và bề mặt thạch quyển. Quy trình khai thác và
thải bỏ ngược nhau đó là nguyên nhân gây ra sự mất cân bằng trong MT, tức là tạo
ra sự biến đổi về MT.
- MT trong đồng nhất thức trên không đề cập đến chủ sở hữu của nó. Người ta
coi MT như là tài sản chung của con người. Việc không xác định chủ sở hữu của
MT là một trong những nguyên nhân làm cho việc khai thác và sử dụng TNTN trở
nên lãng phí, kém hiệu quả. Đó là nguyên nhân trực tiếp gây biến đổi MT.
- Trong đồng nhất thức trên, chúng ta chỉ mới xét đến khối lượng vật chất của
Rmt tức là khối lượng TN bị thải bỏ lại MT, còn chất lượng của Rmt như thế nào thì
chưa xét đến, mà Rmt có chất lượng ra sao lại do chính hành vi của con người quyết
định, trong khi đó Rkt lại do thiên nhiên quyết định. Thải bỏ như thế nào cho hợp lý
để MT có thể tự phục hồi được là tuỳ thuộc vào con người, tức là chính con người
quyết định chất lượng MT sống của chính mình.
- Giá trị sử dụng TN của Rsd phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo thành.
Trong đồng nhất thức trên, công nghệ chế tạo TNTN cũng chưa được xét đến. Khi


xét Rsd cũng không tính đến lượng TN bị hao hụt không sử dụng được mà phảỉ hoàn
trả lại MT ngay, tức là chỉ xét đến cái thu được cụ thể mà không tính đến sự tổn hại
của MT. Mọi quá trình tiêu dùng đều không làm biến đổi vật chất, song khối lượng
tiêu dùng hay giá trị sử dụng của Rsd phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ chế tạo
thành và hành vi sử dụng của con người. Đó là hai mặt của vấn đề con người quyết
định chất lượng MT sống của mình mà trong đồng nhất thức trên chưa được xét
đến.

- Khi xét đến Rmt chúng ta thường chú ý đến quá trình sản xuất năng lượng
bằng việc đốt cháy dầu, than đá, khí đốt … để cung cấp cho các quá trình sản xuất
khác. Nhưng năng lượng lại không tham gia cấu thành sản phẩm, không có mặt
trong sản phẩm, trong khi đó quá trình sản xuất năng lượng lại là nguyên nhân lớn
gây ô nhiễm MT, làm biến đổi MT. Xã hội càng văn minh, sản xuất càng phát triển,
loài người càng cần nhiều năng lượng, do đó các nguồn TN để tạo ra MT càng được
khai thác đến cạn kiệt và ô nhiễm MT ngày càng nặng nề hơn. Loài người sẽ phải
tìm các nguồn năng lượng sạch khác để thay thế cho than, dầu như năng lượng mặt
trời, gió, địa nhiệt …
c) Phương hướng nâng cao chất lượng MT sống con người xét về mặt TN:
Từ đồng nhất thức trên, theo quan điểm kinh tế TN & MT có thể nhận thấy
phương hướng nâng cao chất lượng MT sống trong sử dụng TN như sau:
Rtn = Rsd + Rmt , từ đó có thể viết: Rmt = Rtn - Rsd
Như vậy, để có thể nâng cao chất lượng MT sống của mình thì cần phải giảm
thiểu lượng TN thải bỏ lại MT, tức là giảm Rmt. Việc này có thể thực hiện được
bằng hai cách: hoặc là giảm bớt lượng tài nguyên chung Rtn hoặc là tăng lượng TN
sử dụng Rsd. Nhưng:
- Nếu giảm bớt Rtn tức là phải hạn chế khai thác TNTN lần đầu từ MT. Điều
này đồng nghĩa với việc hạn chế sản xuất, giảm tiêu dùng xã hội, tức là làm cho
mức sống của xã hội bị suy giảm. Đó là điều không thể chấp nhận được trong xã hội
văn minh ngày nay. Một xã hội nghèo đói, trình độ văn minh thấp chỉ có thể dẫn
đến sự lãng phí TNTN nhiều hơn và nghèo đói lại là nguyên nhân gây ô nhiễm MT
trầm trọng của các nước kém phát triển hiện nay.
- Nếu tăng lượng TN sử dụng Rsd ,tức là phải tăng cường sản xuất, tạo ra
nhiều sản phẩm, nhiều hàng hoá có chất lượng hơn, phù hợp với quy luật thị trường.
Nhưng nếu tăng sản xuất quá mức sẽ lại là hành động gây ô nhiễm MT vì sẽ nhanh
chóng làm cạn kiệt TNTN đặc biệt là các loại TN quý hiếm và TN không tái tạo
được.
Vì vậy, không thể chỉ thực hiện một trong hai giải pháp trên mà phải kết hợp
cả hai giải pháp đó một cách hợp lý, đồng thời phải xem xét lại hành vi sử dụng của

con người, tức là:
+ Phải triệt để sử dụng lại các chất thải, giảm đến mức tối thiểu lượng Rmt để
hạn chế việc khai thác TN lần đầu từ MT. Đó là một trong những nội dung cơ bản
của công tác BVMT trong thời đại hiện nay.
+ Phải tìm giải pháp công nghệ tối ưu để nâng cao hiệu quả sử dụng TNTN,
nâng cao số lượng sản phẩm thu được từ một đơn vị TN hoặc kết hợp nhiều chủng
loại TN trên một sản phẩm, đồng thời phải làm cho sản phẩm đó có thể sử dụng lại
được (tái tạo được). Mặt khác, cần nâng cao chất lượng sản phẩm, làm cho sản


phẩm có giá trị sử dụng càng cao, càng bền thì càng ít bị thải bỏ lại MT. Đó cũng là
biện pháp kinh tế nhất, hữu hiệu nhất để BVMT.
+ Cần xem xét lại hành vi sử dụng của người tiêu dùng, giáo dục cho người
tiêu dùng biết tiết kiệm, biết giữ gìn hàng hoá, không tiêu dùng xa hoa, lãng phí …
vì một MT lành mạnh, trong sạch và phát triển bền vững.
d) Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa TN và MT
Resources (R)

Production (P)

r

Consumption (C)

r

r (reuse)

Waste (W)
W>A

W
EE+

Assimilate of Environment
A (E)
Resources (R ) - Tài nguyên
Production (P) - Sản xuất
Consumption (C) - Tiêu dùng
Environment (E) - Môi trường

Waste (W) - Thải bỏ
reuse (r ) - dùng lại
Assimiliate - Đồng hoá

CHƯƠNG 2. SINH THÁI HỌC VÀ CÁC HỆ SINH THÁI
2.1 SINH THÁI HỌC

2.1.1 Khái niệm về sinh thái học (STH), đối tượng nghiên cứu và bản chất
của (STH).
a) Khái niệm về STH
STH (Ecology) là khoa học tổng hợp nghiên cứu những điều kiện tồn tại
của các sinh vật và những mối quan hệ tương hổ giữa các sinh vật với nhau và
với các nhân tố của môi trường. STH là khoa học cơ sở trong việc bảo vệ tài
nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường.
Thuật ngữ STH bắt nguồn từ chữ Hy Lạp là Oikos, có nghĩa là nhà (nơi) ở,
được nhà khoa học người Đức là Ernst Heckel đề xướng vào năm 1866 và dùng nó
như là một khoa học để xác định mối quan hệ tương hổ giữa các sinh vật với nhau
và với các nhân tố môi trường. Có thể nói, STH là khoa học nghiên cứu mối quan

hệ tổng hợp phức tạp mà Đac-Uyn gọi là các điều kiện đấu tranh để sinh tồn. Học
thuyết tiến hoá của Đac-Uyn được hình thành trên cơ sở nhận thức về mối quan hệ
chặt chẽ giữa sinh vật với môi trường.
Những năm gần đây, STH đã trở thành khoa học toàn cầu. Con người cũng
như các sinh vật khác không thể sống tách rời khỏi môi trường cụ thể của mình.
Nhưng con người khác các sinh vật khác là có khả năng thay đổi, cải tạo các điều
kiện môi trường cho phù hợp với mục đích riêng của mình. Mặc dù vậy, thiên tai,
hạn hán, lũ lụt, dịch bệnh, ô nhiễm môi trường … luôn luôn xảy ra. Điều đó nhắc
nhở chúng ta rằng, sức mạnh của loài người không phải là vô địch mà không có sai
lầm. Lịch sử nhân loại đã từng chứng kiến những cuộc khủng hoảng sinh thái do sai
lầm của con người gây ra, ví dụ: từ thời cổ xưa, vùng thung lủng sông Tigres và
Eufrates phồn vinh bổng biến thành hoang mạc vì bị xói mòn và khô cằn do hệ
thống tưới tiêu bố trí không hợp lý; nguyên nhân sụp đổ của nền văn minh
Mozopotami vĩ đại cũng do một tai hoạ sinh thái; một trong những nguyên nhân
làm tan vỡ nền văn minh Maya ở Trung Mỹ và sự diệt vong của triều đại Khơme
trên lãnh thổ Campuchia là do khai thác rừng nhiệt đới quá mức; biển Aral, biển lớn
thứ tư thế giới nằm trong lục địa các nước Trung Á đang bị cạn dần (từ năm 1965
đến nay đã mất đi hơn 3/4 thể tích nước và 1/2 diện tích bề mặt) do các nguồn nước
bổ cập cho biển của hai sông Amua và Syra bị cắt bớt để chuyển về tưới cho các
cánh đồng bông rộng lớn của các nước Trung Á v.v… Như vậy, khủng hoảng sinh
thái không phải là vấn đề mới phát hiện ở thế kỷ XX khi ngành STH ra đời mà là
những bải học trong quá khứ đã bị lãng quên. Nêu lên những điều đó để thấy rằng,
con người nếu muốn đạt được một sự thoả mãn nào đó cho nhu cầu phát triển của
mình thì trong phần lớn các trường hợp phải chấp nhận những điều kiện của tự
nhiên, những điều kiện đó được phản ảnh thông qua những quy luật sinh thái cơ bản
mà các sinh vật phải phục tùng.
Trong các loài sinh vật trên hành tinh chúng ta thì con người là sinh vật xuất
hiện muộn nhất, cách đây khoảng 1,5 triệu năm, nhưng với sự xuất hiện của con
người, thế giới sinh vật đã đạt tới tột đỉnh của sự tiến hoá hữu cơ. Cũng từ đó hình

thành môi trường sống của con người với những nét đặc thù riêng. Cùng với con
người, nhân tố văn hoá, xã hội trong môi trường sống của nó cũng xuất hiện. Con
người đã tạo ra môi trường sống riêng của mình và thích nghi với chúng một cách
chủ động.
b) Đối tượng nghiên cứu của STH
Sự sống có thể là từ các nguồn gen, các tế bào (đơn, đa bào), các bộ phận (cơ
quan) trong cơ thể sống đến các cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái. Đối tượng
nghiên cứu của STH là toàn bộ các mối quan hệ từ các cá thể sống cho đến các hệ
sinh thái. Còn từ nguồn gen cho đến các bộ phận của cơ thể sống là thuộc đối tượng
nghiên cứu của các ngành khác như sinh học, y học v.v…
STH có mối quan hệ chặt chẽ với các ngành khoa học khác. Trước hết là với
ngành sinh học như sinh lý học, tiến hoá học, tập tính học, di truyền học v.v… vì
chúng có chung một đối tượng nghiên cứu là các sinh vật. Sau đó là các ngành khoa
học nghiên cứu về môi trường như khoa học về ttrái đất, về vũ trụ, về không khí,
nước … vì nó là cơ sở để bảo vệ môi trường. Có thể nói STH là khoa học tiền bối
của khoa học môi trường vì khoa học môi truờng lấy mối quan hệ giữa con người và


các hoạt động của nó với môi trường làm đối tượng nghiên cứu. STH lại có quan hệ
chặt chẽ với các khoa học về phát triển sản xuất như nông, lâm, ngư nghiệp vì STH
là cơ sở để tăng sản lượng, nâng cao năng suất cây trồng, vật nuôi … sử dụng hợp
lý và bảo vệ các nguồn tài nguyên để phát triển bền vững.
c) Bản chất của STH
STH nghiên cứu 2 vấn đề chính:
- Nghiên cứu các yếu tố của môi trường và các nhân tố sinh thái có liên quan
đến sự sông của các sinh vật để điều chỉnh các hệ sinh thái thích nghi với môi
trường và các nhân tố sinh thái đó.
- Nghiên cứu các quy luật cơ bản của hệ sinh thái như quy lụât tác động tổng
hợp các NTST, quy luật giới hạn sinh thái, quy luật tác động không đều của các
NTST lên cơ thể sống của các sinh vật, quy luật tác động qua lại giữa sinh vật với

môi trường.
2.1.2 Phân loại STH
a) Theo số lượng và loài
- STH cá thể: nghiên cứu một cá thể sinh vật riêng lẽ với môi trường, tìm ra
các giới hạn thích hợp và điều kiện cực thuận của các NTSTMT đối với sinh vật.
Nó cũng nghiên cứu ảnh hưởng của các NTSTMT lên hình thái cấu tạo, sinh lý, tập
tính của sinh vật.
- STH quần thể: Quần thể là tập hợp các cá thể của cùng một loài, khác nhau
về kích thước, lứa tuổi và giới tính… được phân bố trong một không gian nhất định
và ở vào một thời điểm nhất định. Quần thể là tổ chức sinh vật cao hơn mức cá thể.
STH quần thể nghiên cứu các đặc điểm của các quần thể về chất cũng như về lượng,
nghiên cứu sự biến động số lượng cá thể và nguyên nhân gây ra sự biến động đó.
- STH quần xã: Quần xã là tổ hợp các quần thể của ít nhất là hai loài khác
nhau cùng sống trong một không gian nhất định và ở vào một thời điểm nhất định.
Ví dụ: quần xã ếch - nhái - cá trong một hồ nước; gà - vịt - ngan - ngỗng trong một
vườn nuôi; các quần xã rừng (rừng già, rừng trẻ, rừng ôn đới, nhiệt đới …). Quần xã
là một tổ chức cao hơn quần thể. STH quần xã nghiên cứu mối quan hệ giữa các
loài sinh vật với nhau và với các nhân tố môi trường trong quần xã.
- Hệ sinh thái: là đơn vị cơ sở của tự nhiên được mô tả như một thực thể, xác
định chính xác trong không gian và thời gian. Nó bao gồm không chỉ các sinh vật
sống trong đó mà còn có cả các điều kiện tự nhiên của môi trường như đất, nước,
không khí cũng như tất cả các mối tương tác giữa các sinh vật với nhau và giữa các
sinh vật với môi trường. Ví dụ một hồ nước, một khu rừng, một thành phố… trong
đó có các sinh vật với môi trường sống của nó được gọi là hệ sinh thái hồ, hệ sinh
thái rừng, hệ sinh thái đô thị v.v… Các hệ sinh thái trên trái đất tập hợp lại thành
sinh quyển.
b) Theo đối tượng nghiên cứu: STH phân ra: STH động vật, STH thực vật,
vi sinh vật, thú, người v.v… tức là lấy đối tượng là động vật, thực vật, vi sinh vật …
để nghiên cứu.
c) Theo cách ứng dụng: STH phân ra: STH nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư

nghiệp, môi trường …, tức là lấy việc nghiên cứu ứng dụng trong nông, lâm, ngư
nghiệp hoặc bảo vệ môi trường làm mục đích.


2.1.3 Nhân tố sinh thái môi trường (NTSTMT)
a) Khái niệm:
Các nhân tố tác động cùng một lúc lên môi trường sống của các sinh vật
được gọi là các NTST môi trường. Các nhân tố này có thể thúc đẩy hoặc kìm hãm
sự phát triển của các sinh vật như sinh sản, trưởng thành, di cư, nhập cư … và sự
phân bố vùng địa lý của các sinh vật. Các sinh vật muốn tồn tại và phát triển đều
phải thường xuyên tìm cách thích nghi với môi trường và điều chỉnh hoạt động sống
của mình cho phù hợp với sự biến đổi của môi trường tức là phù hợp với sự tác
động của các NTSTMT.
Các NTST sẽ làm cho các sinh vật thích nghi về tập tính, về sinh lý và về hình
thái cấu tạo thông qua hoạt động phối hợp của hệ thần kinh và hệ nội tiết. Sự thích
nghi về sinh lý được gọi là sự thuần hoá. Môi trường luôn thay đổi đã làm tiền đề
cho các sinh vật phải thay đổi theo để thích nghi. Đó chính là quá trình hình thành
và tiến hoá của các loài sinh vật.
b) Phân loại: Các NTSTMT được phân thành các nhóm sau:
- Nhóm nhân tố vô sinh như khí hậu, thời tiết, địa hình, nguồn nước, đất …
- Nhóm nhân tố hữu sinh như các quần thể sống của các loài động vật, thực
vật, vi sinh vật… Đó là thế giới hữu cơ, một thành phần rất quan trọng của môi
trường. Các nhân tố này có thể cạnh tranh, ký sinh, thù địch …
- Nhóm nhân tố con người: là nhân tố ngày càng tác động mạnh mẽ lên môi
trường. Khác với nhóm nhân tố hữu sinh, con người tác động vào môi trường bởi
các nhân tố về xã hội (như chế độ chính trị), tác động có ý thức (còn động vật thì
không có ý thức), và tác động của con người ngày càng lớn v.v…
- Nhóm nhân tố độc lập hay phụ thuộc vào mật độ. NTST độc lập mật độ là
nhân tố không thay đổi hiệu quả nếu mật độ cá thể của quần thể thay đổi (thời tiết,
khí hậu …), còn NTST phụ thuộc mật độ thì ngược lại sẽ thay đổi hiệu quả nếu mật

độ cá thể quần thể thay đổi (thức ăn, không gian sống, sự cạnh tranh …).
- Nhóm nhân tố có chu kỳ sơ cấp (nhiệt độ, ánh sáng …), chu kỳ thứ cấp (độ
ẩm không khí) hay nhóm nhân tố không có chu kỳ (bão… lũ …).
2.1.4 Nhân tố sinh thái giới hạn - Luật giới hạn sinh thái
NTST giới hạn: là nhân tố mà khi tác động lên các sinh vật được giới hạn
từ điểm cực hại thấp đến điểm cực hại cao thông qua điểm cực thuận. Dưới điểm
cực hại thấp và trên điểm cực hại cao sinh vật không thể tồn tại được. Ví dụ: nhiệt
độ, độ mặn là NTST giới hạn đối với các sinh vật; ánh sáng là NTST giới hạn đối
với thực vật nhưng không phải là NTSHGH đối với động vật.
Luật nói về các NTSTGH được gọi là luật giới hạn sinh thái, còn được gọi
là luật Shelford. Shelford (1913) đã phát hiện thấy yếu tố giới hạn có thể không chỉ
là sự thiếu thốn mà còn có cả sự dư thừa. Các sinh vật được giới hạn đặc trưng bởi
tối thiểu và tối đa sinh thái, khoảng giữa hai đại lượng này tạo ra giới hạn của sự
chống chịu. Do đó, Shelford đã phát biểu về định luật này như sau: "Tất cả các
sinh vật đều chịu sự tác động của các NTSTMT trong một giới hạn nhất định.


Tùy thuộc vào từng NTST, tuỳ thuộc vào khả năng chịu đựng của từng loài sinh
vật mà chúng có sự phân loại rộng, hẹp, cao, thấp, nhiều, ít … khác nhau."
Ví dụ: đối với nhân tố là nhiệt độ, tuỳ theo loài sinh vật, ta có thể phân loại
chúng thành loài chịu nhiệt rộng như hổ, báo; loài nhiệt hẹp như cây chuối, phong
lan, san hô, gấu trắng, hải cẩu …; loài nhiệt nhiều (cây dương xỉ, xương rồng…),
loài nhiệt ít (ếch, nhái …) v.v…
Sơ đồ đường cong Shelford biểu diễn giới hạn sinh thái là nhiệt độ như sau:
Y
Sự sinh trưởng
Vùng tác động có lợi nhất

T0
Giới hạn sinh thái

Trong giới hạn sinh thái đó có vùng tác động có lợi nhất (opt.). Còn điểm tác
động có lợi nhất của nhân tố đó đối với cơ thể sinh vật được gọi là điểm cực thuận.
Càng lệch xa vùng tác động có lợi nhất thì càng bất lợi cho cơ thể sinh vật.
Có 4 quy luật giới hạn sinh thái như sau:
- Những sinh vật khác nhau thì có giới hạn sinh thái và điểm cực thuận khác
nhau. Các sinh vật có thể có giới hạn sinh thái rộng đối với NTST này nhưng lại có
phạm vi chịu đựng hẹp với NTST khác.
- Các sinh vật có giới hạn sinh thái rộng đối với tất cả các NTST thì thường
được phân bố rộng hơn đối với các sinh vật khác (hổ, báo …).
- Khi một NTST nào đó không thích hợp với loài thì giới hạn sinh thái đối với
những NTST khác có thể bị thu hẹp.
- Giới hạn sinh thái đối với cá thể đang ở giai đoạn sinh sản thường hẹp hơn
so với giai đoạn trưởng thành không sinh sản.
2.1.5. Nhân tố nhiệt độ
Nhìn chung các sinh vật chỉ có thể sống trong một phạm vi nhiệt độ khá hẹp
(0 - 500C). Giới hạn này là giới hạn nhiệt độ của quá trình trao đổi chất trong cơ thể
các loài sinh vật. Đối với mỗi loài ta có thể xác định các loại nhiệt độ như nhiệt độ
gây chết thấp (cực hại thấp), nhiệt độ chịu đựng thấp, nhiệt độ cực thuận (tối ưu),
nhiệt độ chịu đựng cao và nhiệt độ gây chết cao (cực hại cao). Ta có thể biểu diễn
sơ đồ minh hoạ luật Shelford về quan hệ của cơ thể sinh vật và gradien nhiệt độ
NTSTGH như sau:

Y
Sự sinh trưởng


Vùng T0 cực thuận
0

Vùng T0 chịu đựng
cao

vùng T chịu dựng
thấp
Vùng T0 cực hại thấp

Vùng nhiệt độ cực hại cao

gradien T0
Giới hạn sinh thái về nhiệt độ

Mỗi một loài sinh vật đều có vùng nhiệt độ cực thuận. Ở nhiệt độ này mọi
hoạt động của cơ thể được thực hiện một cách tốt nhất. Giới hạn nhiệt độ thích hợp
và nhiệt độ cực thuận đối với các sinh vật thay đổi theo giai đoạn phát triển, theo
trạng thái sinh lý của cơ thể và theo giới tính v.v…
Ta sẽ xét ảnh hưởng của NTST là nhiệt độ lên cơ thể sinh vật:
Khi nhiệt độ thay đổi:
- Làm thay đổi toàn bộ các chức năng của cơ thể sinh vật. Với động vật, đó là
sự hô hấp, tuần hoàn, tiêu hoá, bài tiết, trao đổi chất, vận động, sinh sản, sinh
trưởng, ngủ đông, ngủ hè v.v…. Với thực vật đó là sự quang hợp, hô hấp, thoát hơi
nước, thụ phấn, ra hoa, kết quả v.v…
- Làm thay đổi sự phân bố địa lý của các sinh vật trong các hệ sinh thái. Do
ảnh hưởng của nhiệt độ lên chức năng của cơ thể sinh vật nên buộc chúng phải tìm
nơi có nhiệt độ thích hợp để sinh sống.
- Các sinh vật phải có cấu tạo thích nghi phù hợp. Các sinh vật sống trong môi
trường nóng, nhiệt độ cao (ở các sa mạc) có khoang cánh rỗng để chống nóng, có
thân sáp chống mất nước, chịu khát cao…; ngược lại các sinh vật sống ở nơi có
nhiệt độ thấp (vùng cực) có tai, đuôi, chân (các phần phụ thò ra ngoài) ngắn lại,
lông dày hơn, mỡ nhiều hơn … để chống rét v.v…

- Làm thay đổi thời gian (T) và tốc độ phát triển (Z) của các loài sinh vật.
Nhiều loài sinh vật, nhất là các loài biến nhiệt thì sự phát triển phụ thuộc rất nhiều
vào nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng lên thì thời gian phát triển sẽ giảm đi, tức là tốc độ
phát triển sẽ nhanh hơn. Tốc độ phát triển là số nghịch đảo của thời gian phát
triển. Điều này có thể biểu diễn bằng toán học như sau:
Gọi k là nhiệt độ mà ở đó sinh vật bắt đầu phát triển, x là nhiệt độ của môi
trường, nhiệt độ phát triển tốt nhất của sinh vật đó sẽ là (x - k).
Gọi Y là thời gian phát triển, Z là tốc độ phát triển đủ để hình thành một thế
hệ, thì
Y(x-k) = S
S là một hằng số và được gọi là tổng nhiệt của sự phát triển cho thế hệ sinh
vật đó, đơn vị tính là 0C/ngày, ta có phương trình biểu diễn thời gian và tốc độ phát
triển của loài sinh vật đó phụ thuộc vào nhiệt độ như sau:
Y = S/(x-k) và
Z = 1/Y = (x-k)/S.
2.1.6 Nhân tố sinh học- Sự cân bằng sinh thái qua các chuỗi và lưới thức
ăn.
a) Nhân tố sinh học - quan hệ giữa các loài sinh vật:


Các sinh vật đều có quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau. Quan hệ trực
tiếp là quan hệ thông qua nơi ở (habitat) và tổ sinh thái (ecological niche), vì mỗi
sinh vật đều có một nơi ở và một tổ sinh thái nhất định. Nơi ở là không gian mà loaì
đó chiếm cứ, còn tổ sinh thái là nơi cung cấp thức ăn và các nhu cầu khác cho đời
sống của loài đó tồn tại và phát triển. Còn quan hệ gián tiếp là quan hệ thông qua
các NTST khác của MT.
Mối quan hệ giữa hai cá thể sinh vật sống trong tự nhiên rất phức tạp, có thể
là giữa động vật với động vật hoặc động vật với thực vật. Người ta có thể tổng kết
một vài mối liên hệ giữa chúng như sau:
- Bàng quan (neutralisme): khi cả hai loài không có ảnh hưởng gì với nhau

như cây rừng, cây cỏ và con hổ;
- Cạnh tranh (compatition): khi cả hai loài đều bị hại vì cạnh tranh nhau về
thức ăn như cá quả - cá vược chẳng hạn. Sự cạnh tranh này có thể cùng loài hoặc
khác loài, có thể chiếm cứ lãnh thổ (nơi ở và tổ sinh thái) của nhau, sát hại lẫn nhau,
thậm chí ăn thịt lẫn nhau. Cạnh tranh là một trong những nguyên nhân dẫn tới sự
tiến hóa của các loài sinh vật;
- Cộng sinh (symbiose): khi cả hai loài đều có lợi và cầnn thiết phải sống với
nhau như con kiến - cành cam;
- Hợp sinh (cooperation): khi cả hai loài đều có lợi nhưng không nhất thiết
phải sống với nhau (cá nước lợ - cây đước);
- Hội sinh (commonolisme): khi một loài có lợi còn loài kia không chịu ảnh
hưởng gì (cây họ đậu (lợi) - vi khuẩn cố định đạm).
- Hãm sinh (amenoalisme): khi một loài không bị ảnh hưởng gì còn loài kia
bị hại (nấm - vi khuẩn);
- Ký sinh (parasitisme): khi một loài có lợi còn loài kia bị hại trong mối quan
hệ sống bắt buộc (giun sán (vật ký sinh) và lợn (vật chủ));
- Vật dữ - con mồi (predation): khi một loài là đối tượng thực phẩm của loài
kia (chim sáo - giun đất, linh miêu - thỏ …).
Trong các mối quan hệ giữa các sinh vật với nhau thì quan hệ về thức ăn là rất
quan trọng. Chất và lượng thức ăn đã ảnh hưởng đến các chức năng sinh lý cơ thể
sinh vật. Mà thức ăn của động vật có thể là thực vật hoặc động vật. Và vì cả động
vật và thực vật đều chịu ảnh hưởng của các NTSTMT nên mối quan hệ của các sinh
vật trong tự nhiên về mặt thức ăn rất phức tạp. Trong quá trình hình thành loài, các
loài động vật đều đã có những cấu tạo cơ thể thích nghi với thức ăn của mình (mỏ
của các loài chim ăn các loại thức ăn khác nhau rất khác nhau: chim ăn thịt có mỏ
diều hâu, chim ăn cá có mỏ nhọn dài, chim ăn hạt có mỏ ngắn phần dưới rộng hơn
phần trên, chim ăn sâu bọ thì ngược lại v.v…).
b) Sự cân bằng sinh thái qua các chuỗi và lưới thức ăn:
- Xét quan hệ giữa hai loài :
A (con mồi) B (vật dữ ăn mồi)

Nếu số lượng con mồi A giảm đi sẽ gây ra khan hiếm thức ăn cho vật dữ B và
làm cho số lượng B giảm đi. Và vì B giảm đi nên A lại có xu thế tăng lên, và vì A
tăng lên nên B lại cũng có xu hướng tăng lên. Vì vậy trong thiên nhiên luôn tạo
được sự cân bằng sinh thái.
- Xét tiếp quan hệ giữa ba cá thể (3 loài), trong đó hai loài A và B là con mồi
còn C là vật dữ.


A
con mồi

C (vật dữ)
B

Nếu dân cư loài A giảm đi thì C sẽ có thể tập trung vào thói quen ăn con mồi
B và do đó sẽ tạo điều kiện cho A phục hồi mà không gây ảnh hưởng gì tới hệ sinhh
thái. Đến lúc nào đó dân số B giảm đi thì C lại phải tập trung ăn A làm cho B có
điều kiện phục hồi. Cứ như vậy sẽ tạo ra sự cân bằng sinh thái qua các chuỗi và lưới
thức ăn.
Một chuỗi thức ăn đơn giản có 4 mức dinh dưỡng là:
- cây xanh (vật sản xuất P),
- côn trùng ăn cây xanh - vật tiêu thụ cấp 1 (C1) như châu chấu chẳng hạn,
- chim thú ăn côn trùng - vật tiêu thụ cấp 2 (C2) và
- các loài sinh vật và vi sinh vật phân huỷ (D).
2.1.7 Sự tăng trưởng, biến động số lượng cá thể, chiến lược tăng trưởng :
a) Sự tăng trưởng - đường cong tăng trưởng:
Sự tăng trưởng được biểu hiện bằng sự thay đổi số lượng cá thể của quần thể
trong tự nhiên theo chiều hướng tăng lên. Đường cong biểu diễn sự thay đổi đó gọi
là đường cong tăng trưởng. Ta có thể xét đường cong tăng trưởng ở điều kiện lý
tưởng và diều kiện thực tế.

Gọi N là số lượng cá thể, t là thời gian tăng trưởng. Giả sử là quần thể tồn tại
trong điều kiện lý tưởng, tức là khi chỗ ở, thức ăn ổn định, không có kẻ thù, dịch
bệnh …, ta có: dN/dt = rN , với r - chỉ số sinh trưởng nội tại tự nhiên của quần thể
và đồ thị là một đường cong theo hàm luỹ thừa (hàm mủ).
Nhưng trong thực tế thì không thể có cự sinh trưởng theo hàm luỹ thừa một
cách lý tưởng như vậy mà luôn có sự giới hạn của các điều kiện môi trường. Các
điều kiện đó có thể biểu thị bàng k và k chính là số lượng tối đa cá thể của quần
thể cho phép đạt được trong một môi trường nhất định (mỗi một môi trường chỉ
cho phép quần thể gia tăng đến một số lượng tối đa N max. nhất định mà thôi). Trong
điều kiện đó, phương trình đường cong tăng trưởng thực tế sẽ là:
dN/dt = rN (k-N)/k
và đó là đường cong của hàm logarit với điểm uốn ứng với k/2 và tiệm cận ở Nmax.
N
k
Nmax.
dN/dt = rN (k-N)/k
dN
= rN
dt

. k/2

t
0
b) Sự biến động số lượng
Các quần thể trong tự nhiên luôn biến động về số lượng. Có thể phân ra ba
loại biến động:


- Biến động có chu kỳ (nhiều năm, theo mùa …). Sự biến động nhiều năm

thường thấy ở các quần thể chim và thú vùng cực; theo mùa thường thấy ở quần thể
côn trùng, động vật thuỷ sinh, một số loài chim, ruồi, muỗi …
- Biến động không có chu kỳ, thường gặp ở loài cò xám, chúng chết về mùa
đông rét đậm, một vài năm mới phục hồi.
- Biến động bất thường: có thể thấy ở các quần thể mới nhập vào một môi
trường lạ, chúng sinh trưởng đặc biệt nhanh như cừu, thỏ nhập vào Úc, ốc bươu
vàng nhập vào một số nước châu Á; hoặc do các tai biến bất thường như động đất,
núi lửa … giết chết một số quần thể nào đó.
Sự biến động số lượng cá thể phụ thuộc vào 4 yếu tố: sinh, tử, nhập cư, di cư .
Ta có thể biểu diễn số lượng cá thể của quần thể bằng biểu thức:
Nt = N0 + B - D + I - E
trong đó: Nt - (Number on the time t), số lượng cá thể ở thời điểm t; N0 - số
lượng cá thể ở thời điểm gốc (t=0); B - (Birth), số lượng cá thể được sinh ra trong
thời gian từ 0 đến t; D - (Death), số lượng cá thể chết đi; I - (Immỉgration) - số
lượng cá thể nhập cư từ các quần thể khác vào; E - (Emỉgration), số lượng cá thể di
cư đi nơi khác. Thông thường để tính toán sự biến động số lượng cá thể, người ta
chỉ tính tỷ lệ sinh và tử còn bỏ qua tỷ lệ nhập và di cư.
c) Chiến lược tăng trưởng
Người ta nghiên cứu hai thông số có liên quan đến chiến lược tăng trưởng của
quần thể, đó là chỉ số sinh trưởng tự nhiên nội tại của quần thể r và khả năng giới
hạn của môi trường k.
Nếu gọi b là tỷ lệ sinh (bỉrth rate) và d là tỷ lệ chết (death rate) của các cá thể
trong quần thể thì hiệu số (b - d) = r được gọi là tỷ lệ tăng trưởng các cá thể trong
quần thể đó hay còn gọi là chỉ số sinh trưởng nội tại tự nhiên của quần thể đó. Ví
dụ: con mọt lúa có r = 6,2; chuột cống r = 5,4; chuột đồng r = 4,5; người r = 0,0055
v.v…
Khả năng giơí hạn của môi trường k rất phức tạp và phụ thuộc vào các điều
kiện cụ thể của môi trường.
Nhận xét: Các quần thể trong tự nhiên có hai kiểu chọn lọc tự nhiên thích
nghi là chọn lọc theo kiểu r hoặc chọn lọc theo k (tăng r hay tăng k). Các quần

thể sống trong môi trường ổn định, ít biến động thường chọn lọc theo kiểu k và các
quần thể sống trong môi trường hay biến động (trên các vũng nước tạm thời hay
trên xác chết các sinh vật) thường có kiểu chọn lọc theo r. Áp lực chọn lọc tự nhiên
lên các cá thể của quần thể sẽ khác nhau và kết quả là phát triển được các gen có
đặc trưng thich nghi cao nhất.
2.1.8 Mô hình toán về sự cạnh tranh của hai quần thể
Mô hình này được suy ra từ phương trình đường cong sinh trưởng thực tế:
dN/dt =rN(k-N)/k, trong đó k - số lượng tối đa các cá thể của quần thể có thể
đạt được trong một môi trường nhất định và đó chính là khả năng giới hạn của môi
trường.
Gọi N1, N2 là số lượng cá thể của quần thể 1 và quần thể 2 cạnh tranh nhau về
cùng một nguồn thức ăn; r1, r2 là chỉ số sinh trưởng mội tại tự nhiên của quần thể 1


và quần thể 2 và k1 và k2 là khả năng giới hạn của môi trường đối với quần thể 1 và
quần thể 2, ta có:
dN 1 r1 N1 (k1 − N1 − N 2 )
=
⇒ α1
dt
k1
dN 2 r2 N 2 (k 2 − N 2 − N1 )
=
⇒ α2
dt
k2

và

với α1 , α2 là hệ số cạnh tranh của quần thể này với quần thể kia.

Giải

2.2. CÁC HỆ SINH THÁI

2.2.1. Định nghĩa, cấu trúc, chức năng và đặc điểm của hệ sinh thái
Định nghĩa: Hệ sinh thái (HST) (Ecological system - ES) là một hệ thống bao
gồm sinh vật và môi trường tác động lẫn nhau thông qua các vòng tuần hoàn vật
chất và dòng năng lượng. Hay nói cách khác, HST là hệ thống bao gồm các quần xã
và sinh cảnh của nó. HST có thể là tự nhiên hay nhân tạo. Ví dụ: một cái hồ, một
lưu vực sông, một khu rừng, một thành phố, một bể nuôi cá cảnh, một con tàu vũ trụ
… bao gồm các sinh vật và môi trường của nó được gọi là các HST hồ, sông, rừng
(các HST tự nhiên), HST đô thị, cá cảnh, tàu vũ trụ … (các HST nhân tạo)…. HST
là đơn vị cơ sở của tự nhiên, được mô tả như một thực thể xác định chính xác trong
không gian và thời gian. HST được coi như một tổ chức sinh học, một cộng đồng cơ
thể chiếm lĩnh không gian và tác động tương hỗ theo thời gian trong môi trường vật
lý.
Cấu trúc: Một HST (ES) gồm có 4 thành phần: Môi trường (E). vật sản xuất
(Producer), vật tiêu thụ (Consumer) và vật phân huỷ (Decomposer). Có thể viết:
ES = E + P + C + D
- Môi trường (E) bao gồm tất cả các nhân tố sinh thái của sinh cảnh như chất
vô cơ, hữu cơ, các yếu tố vật chất như đất, nước, nhiệt độ, ánh sáng … Môi trường
đáp ứng tất cả các yêu cầu của sinh vật sống trong HST.
- Vật sản xuất (P) bao gồm các vi khuẩn hoá tổng hợp và cây xanh, tức là các
sinh vật có khả năng tổng hợp được chất hữu cơ nhờ năng lượng mặt trời để tự nuôi
cơ thể mình. Vật sản xuất còn được gọi là sinh vật tự dưỡng.
- Vật tiêu thụ (C) bao gồm cả động vật và thực vật. Chúng sử dụng chất hữu
cơ lấy trực tiếp hoặc gián tiếp từ vật sàn xuất. Vật tiêu thụ là sinh vật dị dưỡng.
Người ta chia vật tiêu thụ ra các cấp: cấp 1 (C1) là động vật ắn thực vật, cấp 2 (C2)
là động vật ăn động vật và có thể là C3 (động vật ăn cả thực vật và động vật).
- Vật phân huỷ (D) là vi khuẩn và nấm. Chúng phân huỷ chất thải và xác chết

của cả sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ.