CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG 1.
Môi trường và thành phần môi trường theo Luật BVMT VN 2005:
- Môi trường 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.
- Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường như đất, nước, không khí, âm
thanh, ánh sáng, sinh vật, hệ sinh thái và các hình thái vật chất khác. 2.
Chức năng của môi trường tự nhiên:
- Cung cấp không gian sống cho con người và các sinh vật.
- Chứa đựng và cung cấp tài nguyên thiên nhiên.
- Tiếp nhận, chứa đựng và phân hủy chất thải.
- Bảo vệ và làm giảm nhẹ các tác động của thiên tai đối với con người và sinh vật (cung cấp vùng
đệm, tín hiệu báo động, lá chắn ozon).
- Lưu giữ và cung cấp thông tin. 3.
Hoạt động bảo vệ môi trường:
- Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác động xấu đến
môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi
trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành. 4.
Phát triển bền vững:
- Phát triển bền vững là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến
khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa
tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường. 5.
Tiêu chuẩn môi trường:
- Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh,
hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các
cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường. 6.
Suy thoái môi trường:
- Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của thành phần môi trường, gây
ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. 7.
Sự cố môi trường:
- Sự cố môi trường là sự cố xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi của tự
nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái hoặc biến đổi môi trường nghiêm trọng. 8.
Khủng hoảng môi trường:
- Khủng hoảng môi trường là những suy thoái chất lượng moi trường sống quy mô toàn cầu, đe
dọa cuộc sống của toàn bộ hay một bộ phận lớn loài người. 9. Chất gây ô nhiễm:
- Chất gây ô nhiễm là các chất hóa học, các yếu tố vật lý và sinh học khi xuất hiện trong môi
trường cao hơn ngưỡng cho phép làm cho môi trường bị ô nhiễm. 10.
Chất thải nguy hại:
- Chất thải nguy hại là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, lây nhiễm, dễ cháy, dễ nổ, gây ăn
mòn, gây ngộ độc hoặc có đặc tính nguy hại khác. 11.
Quản lý chất thải:
- Quản lý chất thải là quá trình phòng ngừa, giảm thiểu, giám sát, phân loại, thu gom, vận chuyển,
tái sử dụng, tái chế và xử lý chất thải. 12.
Sức chịu tải của môi trường:
- Sức chịu tải của môi trường là giới hạn chịu đựng của môi trường đối với các nhân tố tác động
để môi trường có thể tự phục hồi. 13.
Quan trắc môi trường:
- Quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác
động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi
trường và các tác động xấu đối với môi trường. 14.
Đánh giá tác động môi trường:
- Đánh giá tác động môi trường là việc phân tích, dự báo tác động đến môi trường của dự án đầu
tư cụ thể để đưa ra biện pháp bảo vệ môi trường khi triển khai dự án đó. 15.
Hạn ngạch phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính:
- Hạn ngạch phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính là khối
lượng khí gây hiệu ứng nhà kính của mỗi quốc gia được
phép thải vào bầu khí quyển theo quy định của các điều ước quốc tế liên quan. 16.
Ô nhiễm môi trường, sơ đồ khái niệm ô nhiễm môi trường:
- Ô nhiễm môi trường được hiểu là sự thay đổi tính chất
của môi trường (về mặt lý, hóa học, sinh học), vi phạm
tiêu chuẩn môi trường cho phép. Sự thay đổi tính chất môi trường gây nên bởi những thay đổi
thành phần môi trường, như xuất hiện các chất mới có tính độc hại, hoặc sự gia tăng một chất nào
đó trong môi trường tới ngưỡng độc hại.
- Ô nhiễm môi trường xảy ra khi dòng chất gây ô nhiễm đi vào môi trường lớn hơn dòng ra, đồng
thời khả năng của môi trường chứa và biến đổi làm sạch chất gây ô nhiễm hạn chế, dẫn đến sự
tích lũy chất gây ô nhiễm trong môi trường nhanh chóng vượt qua ngưỡng cho phép. 17.
Phân loại ô nhiễm môi trường:
- Theo đặc điểm nguồn gây ô nhiễm: có ô nhiễm sơ cấp (trong đó chất gây ô nhiễm trực tiếp gây
nên tác động bất lợi) và ô nhiễm thứ cấp (là dạng ô nhiễm trong đó chất thải ban đầu bị biến đổi
trong môi trường, trở thành các chất độc hại khác, hoặc do sự có mặt của các chất thải tạo ra sự
thay đổi các quá trình tự nhiên trong môi trường, từ đó tạo ra những bất lợi cho cuộc sống).
- Theo các thành phần môi trường bị ô nhiễm: có ô nhiễm đất, ô nhiễm nước, ô nhiễm không khí.
- Theo tính chất ô nhiễm: có ô nhiễm lý học, ô nhiễm hóa học, ô nhiễm sinh học.
- Theo yếu tố gây ô nhiễm: có ô nhiễm phóng xạ, ô nhiễm nhiệt, ô nhiễm đồng, chì, coban, ô nhiễm chất hữu cơ,… 18.
Phân loại tài nguyên thiên nhiên:
- Theo dạng tồn tại của vật chất: tài nguyên vật liệu, tài nguyên năng lượng và tài nguyên thông tin.
- Theo đặc trưng về bản chất: tài nguyên đất, nước, sinh vật, khoáng sản, năng lượng.
- Theo khả năng phục hồi: tài nguyên vô tận (năng lượng mặt trời, thủy triều, gió,…), tài nguyên
tái tạo (sinh vật, nước, đất) và tài nguyên không tái tạo (khoáng sản). Đối với tài nguyên có khả
năng tái tạo, con người sẽ có cơ hội sử dụng lâu bến nếu biết khai thác trong phạm vi khả năng
phục hồi và không làm tổn thương các điều kiện cần cho quá trình tái tạo tài nguyên. 19.
Khái niệm và nhiệm vụ của KH môi trường:
- Khoa học môi trường là khoa học liên ngành, nghiên cứu tổng thể các vấn đề môi trường liên
quan đến đời sống cá nhân và sựu phát triển kinh tế xã hội của loài người. Nói cách khác, khoa
học môi trường nghiên cứu về sự tồn tại, biến đổi và sự tương tác qua lại giữa con người và môi trường xung quanh.
- Nhiệm vụ khoa học môi trường là nghiên cứu tìm ra các giải pháp bảo vệ môi trường trong quá
trình phát triển (phát triển bền vững) và giải quyết các vấn đề môi trường gay cấn hiện nay. 20.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu của KHMT:
Nội dung nghiên cứu: chia thành 4 loại chủ yếu:
- Nghiên cứu đặc điểm của các thành phần và sự biến động môi trường, đặc biệt là mối quan hệ
và tác động qua lại giữa môi trường và con người.
- Nghiên cứu kỹ thuật, công nghệ xử lý ô nhiễm.
- Nghiên cứu tổng hợp các biện pháp quản lý khoa học, kinh tế, luật pháp, xã hội nhằm bảo vệ
môi trường, sử dụng hợp lý tài nguyên, phát triển bền vững.
- Nghiên cứu các phương pháp như mô hình hóa, phân tích hóa lý, sinh học, kinh tế, xã hội,…
phục vụ cho các nội dung trên.
Phương pháp nghiên cứu đa ngành: để nghiên cứu và giải quyết các vấn đề về môi trường như:
Sinh học, địa lý, địa chất, lý học, hóa học, toán học,..
Các phương pháp cụ thể thường được áp dụng như:
- Thu thập và phân tích thông tin thực địa
- Đánh giá nhanh môi trường
- Phân tích thành phần môi trường
- Phân tích, đánh giá kinh tế- xã hội
- Phan tích hệ thống, phân tich sinh thái nhân văn
- Phân tích vòng đời sản phẩm
- Giải pháp kỹ thuật, công nghệ,… ------ ------
CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÍ SINH THÁI ÁP DỤNG TRONG KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
2.1. YẾU TỐ SINH THÁI VÀ QUY LUẬT SINH THÁI:
2.1.1. Yếu tố sinh thái:
- Yếu tố sinh thái: Những yếu tố cấu trúc nên môi trường tự nhiên, được xem xét trong mối
quan hệ với một sinh vật cụ thể. Yếu tố sinh thái chia thành hai loại: vô sinh và hữu sinh.
- Tổ sinh thái: Tổ hợp các yếu tố sinh thái tạo ra điều kiện cần cho sự tồn tại và phát triển của
sinh vật. Sinh vật sống phụ thuộc vào hàm lượng, trạng thái của từng yếu tố sinh thái và phạm
vi chống chịu của chúng đối với tổ hợp các yếu tố sinh thái.
- Mức độ tác động của yếu tố sinh thái lên sinh vật: Mức độ tác động của từng yếu tố sinh thái
lên sinh vật phụ thuộc bản chất, cường độ, tần số và thời gian tác động.
Tác động của yếu tố sinh thái lên sinh vật gây ra hệ quả ở những mức độ khác nhau như làm
thay đổi tập tính, thay đổi sức sinh sản, mức độ tử vong của quần thể, thay đổi số lượng quần
thể, cấu trúc quần xã, loại trừ loài ra khỏi vùng phân bố, hủy diệt sự sống.
2.1.2. Định luật sinh thái:
- Định luật tác động đồng thời: Nhiều yếu tố sinh thái có thể tác động đồng thời lên một hoạt
động sống của sinh vật, và ngược lại một yếu tố sinh thái cũng có thể tác động lên nhiều hoạt
động sống của khác nhau của sinh vật. Sự tác động đồng thời của nhiều yếu tố sinh thái, trong
nhiều trường hợp, gây nên những hậu quả không giống như khi tác động riêng lẻ.
- Định luật tác động qua lại: Tác động của các yếu tố sinh thái lên sinh vật và phản ứng của
sinh vật là một quá trình qua lại. Cường độ tác động, thời gian tác động, phương thức tác động
khác nhau sẽ dẫn tớinhững hệ quả và phản ứng khác nhau. Xu thế chủ đạo là sự biến động của
ngoại cảnh quyết định xu thế chung của sinh vật, còn tác động trở lại của sinh vật đến môi trường chỉ là phụ.
- Định luật tối thiểu (Liebig,1840): Một số yếu tố sinh thái cần phải có mặt ở mức tối thiểu để
sinh vật có thể tồn tại trong đó. Ví dụ, cây trồng muốn sống cần một lượng tối thiểu chất B
trong đất. Chất có hàm lượng tối thiểu sẽ điều khiển năng suất, xác định sản lượng và tính ổn
định của mùa màng theo thời gian. Ví như những tấm thảm được dệt từ những từ sợi có độ dài
khác nhau, kích thước của tấm thảm sẽ phụ thuộc vào chiều dài sợ ngắn nhất. Tác động của các
yếu tố khác không phải là tối thiểu có thể làm thay đổi nhu cầu chất tối thiểu. Ví dụ: nhu cầu
kẽm của cây trồng ở nơi ít ánh sáng thấp hơn ở nơi nhiều ánh sáng.
- Định luật giới hạn sinh thái (Shelford, 1913): Năng suất của sinh vật không chỉ phụ thuộc
vào sức chịu đựng tối thiểu mà còn phụ thuộc vào sức chịu đựng tối đa hàm lượng của một
nhân tố sinh thái nào đó. Nghĩa là, một số yếu tố sinh thái cần phải có mặt với một giới hạn
nhất định để sinh vật có thể tồn tại trong đó. Ví dụ: cá chép chỉ sống trong giới hạn về nhiệt độ
từ 2oC đến 40oC. Định luật giới hạn sinh thái còn được gọi là định luật về sự chống chịu.
- Miền giới hạn sinh thái (phạm vi chấp nhận): Phạm vi biến động của một nhân tố mà cơ thể
chịu đựng được. Vượt qua miền giới hạn này (thiếu hay thừa) sinh vật sẽ chết.
- Phân bố của loài được quyết định bởi nhân tố sinh thái: Nếu loài có miền giới hạn sinh thái
rộng đối với nhân tố sinh thái này, nhưng lại có miền sinh thái hẹp đối với một nhân tố sinh
thái khác, thì vùng phân bố của loài được quyết định bởi nhân tố sinh thái có miền giới hạn
hẹp nhất. Loài có miền giới hạn sinh thái rộng đối với nhân tố sinh thái sẽ có vùng phân bố rộng.
- Nhân tố hạn chế: Trong mỗi hệ sinh thái thường có một hoặc vài nhân tố vô sinh hạn chế sự
phát triển của một loài nào đó, gọi là nhân tố hạn chế.
Ví dụ P và N là nhân tố hạn chế sự phát triển của cây trồng. Đối với các hệ sinh thái ở nước thì
nhiệt độ, ánh sáng và độ muối thường là yếu tố hạn chế.
2.1.3. Yếu tố sinh thái vô sinh và tác động của nó tới sinh vật: 2.1.3.1. Nhiệt độ:
- Đa số các loài trên trái đất tồn tại được trong khoảng nhiệt độ 0 – 50oC. Điểm cực hại nhiệt cao
gây nguy kịch cho sinh vật hơn điểm cực hại nhiệt thấp.
- Theo khả năng chống chịu về nhiệt độ: Sinh vật được chia thành nhóm rộng nhiệt và nhóm hẹp
nhiệt, trong nhóm hẹp nhiệt có thể phân nhóm ưa lạnh và ưa nóng. Theo nhiệt độ cơ thể, sinh
vật được chia thành nhóm đồng nhiệt và nhóm đẳng nhiệt.
- Nhiệt độ là yếu tố chi phối sự phân bố địa lý, ảnh hưởng đến quá trình sinh lý, sinh hoá, tập tính của sinh vật.
- Trong miền giới hạn sinh thái về nhiệt, sự thay đổi về nhiệt độ ảnh hưởng đến toàn bộ các chức
năng của cơ thể sinh vật như hô hấp, tuần hoàn, tiêu hóa,…
- Đối với động vật biến nhiệt, nếu nhiệt độ tăng, quá trình trao đổi chất sẽ tăng, làm tốc độ sinh
trưởng và tuổi thuần thục sẽ đến sớm hơn.
- Nhiệt độ cao ảnh hưởng mạnh đến sinh sản của côn trùng. Nhiệt độ lạnh kích thích nẩy chồi ra
lông tơ trắng gọi là tuyết. Nhiệt độ tăng thì hô hấp tăng theo đến nhiệt độ tối thích rồi sau đó
giảm xuống tới giới hạn nhiệt độ tối đa. Ví dụ: + Thực vật:
- Ở vùng nhiệt đới, bề mặt lá có tầng cutin dày để hạn chế thoát hơi nước khi nhiệt độ môi trường cao.
- Ở vùng ôn đới, vào mùa đông nhiệt độ thấp cây thường rụng lá để giảm diện tích tiếp xúc
với không khí lạnh, thân cây có các lớp bần cách nhiệt, có vảy mỏng bao bọc chồi lá. + Động vật:
- Sống ở vùng lạnh: có lông dày dài, kích thước cơ thể lớn hơn.
- Sống ở vùng nóng: có lông thưa và ngắn, kích thước cơ thể nhỏ.
- Khi nhiệt độ môi trường quá cao: có tập tính ngủ hè, chui vào hang chống nóng.
- Khi nhiệt độ môi trường quá thấp: có tập tính ngủ đông, chui vào hang để chống lạnh. 2.1.3.2. Ánh sáng:
- Tia tử ngoại giàu năng lượng, có tần số cao, gây chết hoặc đột biến gen ở sinh vật.
- Năng lượng đến mặt đất lúc trưa hè khoảng gần 2 cal/cm /phút? Cây trồng có khả năng tích lũy 2
được trung bình vào khoảng 1% tổng năng lượng mặt trời.
- Cường độ ánh sáng cao làm các men bị oxi hóa, quá trình tổng hợp giảm, dẫn đến tăng hình
thành đường và giảm protein.
- Tia tím có thể xuyên qua lớp nước trong tới 1500m, xuống sâu đến 18-50m ở nước đục.
- Cường độ ánh sáng trong nước giảm theo cấp số nhân 2, 4, 8 khi độ sâu tăng 1, 2, 3 lần, tạo ra sự phân tầng thủy sinh.
- Ánh sáng cung cấp năng lượng cho quang hợp của thực vật và nhiều quá trình tự nhiên khác
như phong hóa vật lý, tạo nhiệt độ, khí hậu, tuần hoàn nước,…
Khi cây sống trong bóng Những đặc điểm
Khi cây sống nơi quang đãng
râm, dưới tán của những cây khác
Đặc điểm hình thái: + Lá (phiến lá, màu
+ Phiến lá nhỏ, hẹp, lá có màu xanh
+ Phiến lá lớn, màu xanh sắc của của lá) nhạt. thẫm + Thân (chiều cao, số
+ Chiều cao bị hạn chế bởi
+ Thân thấp, số cành nhiều cành trên thân) những tán cây phía trên
Đặc điểm sinh lí: + Quang hợp (cường + Có khả năng quang hợp
+ Cường độ quang hợp cao trong độ quang hợp với
khi ánh sáng yếu, cường độ
điều kiện ánh sáng mạnh, cường độ điều kiện ánh sáng
quang hợp yếu khi ánh sáng
quang hợp yếu khi ánh sáng yếu khác nhau) mạnh + Thoát hơi nước
+ Cây điều tiết nước: linh hoạt
+ Cây điều tiết nước: kém
- Năng lượng mặt trời được thực vật hấp thụ có chọn lọc. Thực vật có diệp lục hấp thụ mạnh với
các tia tím, xanh, vàng cam, đỏ và yếu với tia lục.
- Ánh sáng có vai trò quyết định đối với sinh vật trong việc hình thành tập tính, điều khiển nhịp
điệu sinh học theo mùa, tuần trăng, ngày đêm và tạo ra phân bố của thực vật theo phương
thẳng đứng thành loài ưa sáng, chịu sáng, vừa, ưa bóng.
- Chu kỳ chiếu sáng ảnh hưởng tới vòng đời của thực vật, kiểm soát sự nảy mầm, sinh chồi, sinh
trưởng, rụng lá, ra hoa, kết trái, chuyển trạng thái sống tạo ra sự phân hóa thành cây ngày dài
và cây ngày ngắn. Ví dụ:
Một số tảo đỏ và tảo lam khi chiếu ánh sáng màu lam sẽ có màu đỏ, khi chiếu ánh sáng đỏ có màu lục.
Tảo mắt thay đổi màu trong ngày, buổi sáng có màu lục, buổi chiều có màu đỏ.
Một số tảo silic, tảo lam có tính hướng dương, có thể di chuyển về phía có ánh sáng.
2.1.3.3 Nước và độ ẩm:
- Nước là yếu tố sinh thái sống còn, chi phối sự hình thành và phân bố của các hệ sinh thái.
- Nước hòa tan được nhiều vật chất, giúp cung cấp chất dinh dưỡng, chuyển vận vật chất trong cơ
thể và đào thải chất dư thừa độc hại cho sinh vật. Trung bình cơ thể sinh vật có 2/3 khối lượng là nước.
- Độ ẩm không khí và đất ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng và phát triển của sinh vật. Nước trong
đất có vai trò giúp hình thành đất và duy trì sự sống của sinh vật.Ví dụ: Các loài giun đất cần độ
ẩm cao, khi gặp khô hạn, chúng có thể bị chết hoặc phải chui sâu xuống đất hoặc phải ngủ hè trong các kén hình tròn. 2.1.3.4. Các chất khí:
- Thành phần các chất khí trong khí quyển: 78% N , 21% O 2 , 0.03% CO 2 2 và một số chất khác.
- Vai trò của khí quyển:
+ Cung cấp CO2, O cho sinh vật. 2
+ Bảo vệ sinh vật khỏi các tác động của các tia vũ trụ có hại.
+ Xử lý một phần các chất khí ô nhiễm làm sạch môi trường.
- Chất khí hòa tan trong nước: Khả năng hòa tan các chất khí trong nước phụ thuộc vào đặc
điểm của nó, nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ muối và thành phần các chất khí khác. Mức độ
đồng đều của các chất khí hòa tan trong nước phụ thuộc đặc điểm hình thái thủy vực, khả năng
xáo trộn của nước và đặc điểm nguồn cấp chất khí đó cho nước.
2.1.3.5. Các muối dinh dưỡng:
- Các khoáng có vai trò quan trọng trong đời sống sinh vật, giúp điều hòa các quá trình sinh hóa,
áp suất thẩm thấu của dịch mô và các hoạt động chức năng khác, nhất là của hệ tim mạch, tạo ra
môi trường cho các quá trình sinh hóa nội bào.
- Cơ thể sinh vật có chứa khoảng 74 nguyên tố hóa học khác nhau.
- Các nguyên tố đa lượng là C, H, O, N, P, S có mặt trong thực vật với hàm lượng chiếm khoảng
95% sinh khối. Các nguyên tốc vi lượng như Mn, Fe, Cl, Zn cần cho quang hợp; Mo, B, Co, Fe,
Mn, Cu cần cho các quá trình trao đổi khác.
2.1.4. Yếu tố sinh thái hữu sinh và ảnh hưởng của nó tới sinh vật:
2.1.4.1. Các kiểu quan hệ trực tiếp giữa hai cá thể sinh vật:
- Bàng quan hay trung lập (o o): thực tế là hai sinh vật không có mối quan hệ trực tiếp với
nhau, chúng không có chịu ảnh hưởng gì của nhau, Ví dụ: Cây rừng và con hổ.
- Hợp sinh (+ +): hai sinh vật cùng có lợi nhưng không nhất thiết phải sống cùng nhau. Ví dụ:
Hợp tác giữa chim sác và trâu rừng; chim mỏ đỏ và linh dương; lươn biển và cá nhỏ.
- Cộng sinh (+ +): hai bên điều có lợi nhưng sống trong mối cộng sinh bắt buộc. Ví dụ: Vi
khuẩn lam cộng sinh trong nốt sần của rễ cây họ Đậu; nấm, vi khuẩn và tảo đơn bào cộng sinh
trong địa y; hải quỳ và cua.
- Hội sinh (+ o): một bên có lợi còn bên kia không chịu ảnh hưởng gì. Ví dụ: Vi khuẩn cố định
nitơ sống tự do trong đất vùng rễ và cây trồng; hội sinh giữa cây phong lan bám trên thân cây
gỗ; cá ép sống bám trên cá lớn.
- Ký sinh (+ -): một bên có lợi còn một bên bị hại. Ví dụ: Giun, sán ký sinh trong ruột động vật;
cây tầm gửi kí sinh trên thân cây gỗ
- Vật dữ và con mồi (+ -): sinh vật này lấy sinh vật kia làm thức ăn cho mình. Ví dụ: Con chim
và con châu chấu. Trong đó con chim là vật dữ, châu chấu là con mồi.
- Hãm sinh (- o): một bên bị hại còn bên kia không bị ảnh hưởng gì. Ví dụ: nấm bám trên da
động vật; tảo giáp nở hoa gây độc cho cá, tôm và chim ăn cá; cây tỏi tiết chất gây ức chế hoạt
động của vi sinh vật ở xung quanh.
- Cạnh tranh (- -): cả hai bên đều chịu thiệt hại. Ví dụ: Cạnh tranh giành ánh sáng, nước và
muối khoáng ở thực vật; cạnh tranh giữa cú và chồn ở trong rừng, chúng hoạt động vào ban
đêm và bắt chuột làm thức ăn.
2.1.4.2. Ảnh hưởng tương hỗ giữa động thực vật:
- Mối quan hệ giữa động vật và thực vật có hai mặt, vừa có lợi và vừa có hại:
+ Thực vật là nguồn thức ăn và cơ sở tạo nơi ở của động vật. Một vài loài thực vật cũng ăn
động vật, hoặc gây bệnh cho chúng.
+ Động vật là tác nhân giúp thực vật thụ phấn, phát tán hạt giống, có vai trò kép kín chu trình
sinh địa hóa, duy trì và phát triển hệ sinh thái. Động vật ăn thức ăn có chọn lọc có thể trở
thành tác nhân mới cho sự cạnh tranh.
- Quan hệ động vật ăn thịt - con mồi là một cơ chế chọn lọc tự nhiên, cần thiết cho sự tiến hóa của cả hai loài. 2.2. QUẦN THỂ:
2.2.1. Khái niệm và đặc trưng cơ bản của quần thể:
- Khái niệm của quần thể: Quần thể là một tập hợp gồm các cá thể cùng loài, phân bố trong
sinh cảnh xác định thuộc vùng phân bố của loài, chúng khác nhau về kích thước, lứa tuổi, cấu
trúc, sự phân bố không gian, khả năng sinh sản và sự tăng trưởng của quần thể. Mỗi quần thể
đều có khả năng tự trao đổi thông tin di truyền duy trì cấu trúc của quần thể.
- Quần thể sinh vật có 3 cách phân bố trong không gian: - Phân bố theo nhóm - Phân bố đồng đều - Phân bố ngẫu nhiên.
- Có 7 đặc trưng cơ bản của quần thể: tỉ lệ giới tính, nhóm tuổi, sự phân bố cá thể, mật độ cá
thể, kích thước quần thể, tăng trưởng của quần thể sinh vật, tăng trưởng của quần thể người.
- Các quần thể khác nhau có cấu trúc khác nhau về thành phần các nhóm tuổi, tỷ lệ giới tính.
Cấu trúc tuổi và giới tính có ảnh hưởng quan trọng đến tỷ lệ sinh tử và biến động số lượng cá thể trong quần thể.
- Quần thể có đặc tính đa dạng di truyền. Trong một quần thể không thể có hai cá thể giống hệt
nhau, làm cơ sở cho chọn lọc tự nhiên, lai tạo giống và cơ hội cho cạnh tranh sinh tồn.
- Mỗi quần thể có các đặc trưng kích thước (số lượng, mật độ,…), tốc độ tăng trưởng, mức độ biến động riêng.
2.2.2. Biến động quần thể:
- Số lượng cá thể của quần thể ở một thời gian nào đó có thể được xác định theo công thức sau:
Nt = No + B – D + I – E
- Nt: Số cá thể ở thời điểm tính.
- N : Số cá thể ban đầu. o - B: Số cá thể sinh ra.
- D: Số cá thể chết đi. - I: Số nhập cư. - E: Số xuất cư
- Tăng trưởng theo hàm mũ được tính theo công thức: Nt = No.ert
Trong đó: t: Thời gian tính
r: Hệ số tăng trưởng riêng của cá thể (r = b - d).
- Tăng trưởng theo hàm logic được tính theo công thức: Nt = N . exp[rt(1 - N 0 0/K)]
- Các nhân tố có ảnh hưởng đến quần thể gồm: nhóm có khả năng làm tăng quy mô và nhóm
làm giảm quy mô quần thể.
+ Nhóm làm tăng quy mô như: thay đổi các nhân tố vô sinh tạo thuận lợi cho tăng trưởng quần
thể; tăng sinh, giảm tử, tăng nhập, giảm xuất cư, tăng khả năng cạnh tranh, trốn tránh, tự bảo
vệ, tìm thức ăn, tăng nguồn thức ăn.
+ Nhóm làm giảm quy mô quần thể như tăng tử, giảm sinh, tăng xuất cư, giảm nhập cư, các
nhân tố vô sinh, hữu sinh bất lợi, tăng bệnh tật, thiếu thức ăn, nơi ở, điều kiện khí hậu khắc
nghiệt, môi trường ô nhiễm,…
- Khi các điều kiện môi trường thay đổi, nhưng vẫn nằm trong giới hạn khả năng thích nghi của
quần thể thì chúng sẽ vẫn tồn tại và phát triển. Quần thể tự nhiên có hai kiểu chọn lọc tự nhiên
và để thích nghi là thay đổi r hoặc thay đổi K. Nếu các thay đổi môi trường vượt ra ngoài khả
năng thích nghi của quần thể thì chúng sẽ bị tiêu diệt.
2.2.3. Nhịp điệu sinh học:
- Quang chu kì: tức độ dài ngày. Quang chu kỳ là role thời gian điều khiển sự phát triển và ra
hoa của cây trồng, điều khiển sự thay long, tích mỡ, di cư, sinh sản ở chim và động vật có vú,
sự sinh sản của côn trùng.
- Đồng hồ sinh học: Một số hoạt động của cơ thể có nhịp điệu nhất định, được xem là bị chi
phối bởi một đồng hồ sinh học nào đó. Có hai giả thuyết: Đồng hồ đo thời gian nội sinh – là
cấu trúc bên trong có khả năng đo thời gian và không cần bất kỳ tín hiệu nào từ bên ngoài.
Đồng hồ bên trong hoạt động theo tín hiệu từ bên ngoài.
- Dao động kích thước quần thể: Nguyên nhân gây biến động quần thể là do biến động yếu tố
sinh thái vô sinh hoặc hữu sinh. Biến động số lượng cá thể có thể có quy luật theo chu kỳ mua
hoặc nhiều năm, hoặc không có chu kỳ, biến động bất thường. 2.3. QUẦN XÃ:
2.3.1. Quần xã và các đặc trưng cơ bản của quần xã:
- Khái niệm: Quần xã là một tập hợp các sinh vật của nhiều loài khác nhau (ít nhất là 2 loài)
cùng sống trong một sinh cảnh nhất định, giữa chúng có những mối quan hệ trao đổi vật chất
và năng lượng với nhau thông qua chuỗi thức ăn và mạng lưới thức ăn.
- Tên gọi của quần xã được lấy theo đặc trưng ổn định nhất trong các yếu tố như tên của loài
chiếm ưu thế, tên môi trường vô sinh
- Các đặc trưng cơ bản của quần xã:
+ Là một tổ hợp nhiều quần thể, nhưng chỉ có một số ít loài chiếm ưu thế, có số lượng nhiều có
vai trò quyết định bản chất, năng suất của nó. Mỗi quần xã đều có tính đa dạng loài.
+ Sự phân bố quần xã trong không gian theo diện hoặc theo phương thẳng đứng hình thành các
tầng khác nhau như trong rừng, trong vực nước.
+ Có tổ chức chặt chẽ về dinh dưỡng: sinh vật được phân thành tự dưỡng, dị dưỡng và phân
hủy. Tập hợp các sinh vật kế tiếp nhau, trong đó loài đứng trước là thức ăn cho loài đứng sau,
tạo thành chuỗi thức ăn.
2.3.2. Diễn thế quân xã:
- Diễn thế là quá trình phát triển theo thứ bậc của quần xã liên quan tới biến đổi cấu trúc loài và
các quá trình khác nhau của điều kiện môi trường do ngoại cảnh hoặc chính các quần xã đó tạo nên.
- Diễn thế dẫn tới làm cho các quần xã biến đổi phù hợp với các điều kiện môi trường mới.
- Diễn thế quần xã bao gồm các diễn thế nguyên sinh và các diễn thế thứ sinh:
+ Diễn thế nguyên sinh xảy ra ở những nơi trước đó chưa có quần xã nào tồn tại, ví dụ như
vùng đất mới hình thành, bãi bồi,...
+ Diễn thế thứ sinh xảy ra tại những nơi đã từng có quần xã tồn tại. 2.4. HỆ SINH THÁI: 2.4.1. Khái niệm:
- Hệ sinh thái là một hệ thống thống nhất bao gồm quần xã sinh vật và các yếu tố môi trường,
trong đó giữa chúng có sự tương tác lẫn nhau thông qua quá trình trao đổi vật chất và năng
lượng trong một sinh cảnh nhất định. Nói cách khác, hệ sinh thái là một hệ thống thống nhất
giữa các sinh vật và môi trường.
- Cấu trúc một hệ sinh thái bao gồm 4 hợp phần cơ bản là vật sản xuất, vật tiêu thụ, vật phân
hủy và môi trường vô sinh:
+ Vật sản xuất chủ yếu là các loài thực vật có khả năng quang hợp và tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ
+ Vật tiêu thụ bao gồm các động vật
+ Vật phân hủy là các vi sinh vật.
- Năng suất của hệ sinh thái là đại lượng biểu thị khả năng chuyển hóa vật chất hoặc năng
lượng mặt trời thông qua quang hợp (năng suất sơ cấp), hoặc năng lượng chứa trong thức ăn
ban đầu thành sinh khối (năng suất thứ cấp).
- Năng suất thứ cấp của hệ sinh thái là khối lượng chất hữu cơ được tồn trữ ở vật tiêu thụ và
phân hủy. Tuy nhiên trên thực tế, thường chỉ được tính cho vật tiêu thụ. Hiệu suất chuyển đổi
năng lượng khác nhau khá lớn tùy theo bậc dinh dưỡng.
- Sinh khối là khối lượng sinh vật có trên một đơn vị diện tích tại thời điểm xét, đơn vị là tấn/ha.
Trên cạn, sinh khối động vật thường bằng 1% sinh khối thực vật, sinh khối động vật không
xương sống chiếm 90 – 95% tổng sinh tổng sinh khối động vật.
2.4.2. Vòng tuần hoàn vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh thái:
- Sự trao đổi vật chất trong hệ sinh thái thực chất là quá trình tổng hợp, sử dụng và phân hủy
các chất hữu cơ. Các quá trình này xảy ra kế tiếp nhau liên tục tạo ra vòng tuần hoàn khép kín
vật chất. Sự nhiễu loạn một giai đoạn nào đó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến giai đoạn kia.
- Một loại vật chất bất kì đều có 2 giai đoạn: tồn tại ngoài môi trường và ở trong cơ thể sinh vật.
- Chu trình cacbon (khép kín):
- Chu trình Nitơ: