Bài giảng Chỉ thị sinh học môi trường - Chương 1: Tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường - Nguyễn Thế Nhã

Nội dung text: Bài giảng Chỉ thị sinh học môi trường - Chương 1: Tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường - Nguyễn Thế Nhã

1. 07-Jan-15 CHỈ THỊ SINH HỌC CHỈ THỊ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG Tài liệu tham khảo Đề cương môn học MÔI TRƯỜNG GS. TS. Nguyễn Thế Nhã 0912.202.305 nhanguyenthe@gmail.com Văn phòng: Phòng 112 Nhà A1 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường Quần thể = T??ậ p hợp các cá thể của 1 loài sống trong một lãnh thổ nhất định SINH VẬT MÔI TRƯỜNG 0 C, H2O  ,  Các đặc trưng của quần thể Yi= ?? Yếu tố ST (Xi) ĐẤT, THỨC ĂN  X1 1. Độ lớn/kích thước của quần thể = Số cá thể   .  X2 2. Mật độ quần thể X 3. Khả năng sinh sản của quần thể  3  Tỷ lệ cá thể cái = Chỉ số sinh dục  X4 Môi trường = Các?? yếu tố có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp tới sinh vật  Khả năng đẻ của 1 con cái = Chỉ số sinh sản  X5  X PHI SINH VẬT SINH VẬT  Tỷ lệ chết hoặc tỷ lệ sống 6  X 4. Cấu trúc tuổi, cấu trúc pha 7 Khí tượng thủy văn Đất  X8 Nhiệt độ, Độ ẩm, ánh sáng, Gió Vật lý, Hóa học, Khí hậu Thức ăn, Thiên địch, Người 5. Phân bố  X9 Y = F(x) Chỉ thị môi trường ?  X10 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 1
2. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường • Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống • Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng địa lý hay sinh cảnh nhất định. Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ hữu cơ với trong một vùng địa lý hay sinh cảnh nhất định. Các sinh vật nhau thể hiện qua các lưới thức ăn, chuỗi thức ăn. trong quần xã có mối quan hệ hữu cơ với nhau thể hiện qua các lưới thức ăn, chuỗi thức ăn. Chỉ thị môi trường?? Chỉ thị môi trường? TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường • Một quần xã sinh vật thường có lịch sử hình thành lâu dài và • Phần lãnh thổ có điều kiện khí hậu, đất đai tương đối hoạt động như một hệ thống mở trong mối quan hệ với các đồng nhất, trên đó có quần xã thực vật, động vật yếu tố phi sinh vật của Môi trường. hoặc côn trùng tương đối ổn định là sinh cảnh • Trong hệ sinh thái rừng có dạng quần xã như quần xã thực (biotop). vật, quần xã động vật, quần xã côn trùng • Sinh cảnh tự nhiên (sinh cảnh nguyên sinh) và sinh • Đặc trưng của quần xã là: độ nhiều, độ thường gặp, cảnh do hoạt động của con người tạo ra (sinh cảnh tần số, loài ưu thế, cấu trúc, biến động thứ sinh). Chỉ thị môi trường?? Chỉ thị môi trường?? 2
3. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học • Loài đồng quần xã (loài chỉ sống trong 1 sinh cảnh hay quần xã nhất định), • Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản của sinh • dị quần xã (loài sống trong nhiều sinh cảnh, Chỉ thị môi thái học, bao gồm thành phần sống (sinh vật dưới trường?? nhiều quần xã khác nhau) và dạng quần xã sinh vật) và thành phần vô sinh • loài phổ biến (ubique – phân bố rất rộng, bắt (môi trường vật lý - môi trường vô sinh). gặp trong hầu hết các loại quần xã). TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học • Sự phát triển, tiến hóa của HST được gọi là • Sự phát triển, tiến hóa của HST được gọi là diễn thế sinh thái – diễn thế sinh thái – • Trong quá trình diễn thế, các quần xã có thể • Trong quá trình diễn thế, các quần xã có thể trải qua các giai đoạn như: giai đoạn khởi đầu, trải qua các giai đoạn như: giai đoạn khởi giai đoạn kế tiếp, giai đoạn phát triển và giai đầu, giai đoạn kế tiếp, giai đoạn phát triển và đoạn ổn định hoặc cao đỉnh (climax). giai đoạn ổn định hoặc cao đỉnh (climax). Bảo vệ Hệ sinh thái Hệ sinh thái mẫn cảm Hệ sinh thái - Môi trường 3
4. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường Cường độ hoạt động SINH VẬT MÔI TRƯỜNG 0C, W%, LUX, BAR ĐẤT, THỨC ĂN động vật máu nóng Không gian Thời gian Số cá thể tham gia động vật máu lạnh Thức ăn Nơi ở Tối thiểu Tối thích Tối đa Valency TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường •Sự lựa chọn điều kiện sống của loài được gọi là nhu cầu sinh thái •Các loài khác nhau có giới hạn nhu cầu sinh thái khác nhau. Chỉ thị môi •Từng loài có giới hạn đặc trưng bởi ảnh hưởng ST tối đa và tối thiểu. trường?? •Khoảng giữa hai đại lượng này được gọi là tính dẻo sinh thái = giới hạn chống chịu • Một số yếu tố sinh thái có tác động vượt ra ngoài khả năng chịu đựng của loài được gọi là yếu tố giới hạn. Chỉ thị môi trường?? • Trong tự nhiên điều kiện môi trường ở mỗi nơi mỗi khác nhau khiến quần thể sinh sống ở đó có những đặc điểm thích nghi, chủng quần - tập hợp cá thể hẹp hơn, được hình thành. Chủng quần là dạng tồn tại cụ thể của loài. Stenopotent (Hẹp sinh thái) Eurypotent (Rộng sinh thái) 4
5. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học • Ổ SINH THÁI = ECOLOGICAL NICHE: CÁC ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ SỐNG CẦN THIẾT CHO TỪNG LOÀI SINH VẬT CẤU THÀNH Ổ SINH THÁI. Chỉ thị môi • TỪNG LOÀI SINH VẬT, TỪNG LỨA TUỔI, TỪNG THỜI GIAN PHÁT TRIỂN trường?? CŨNG NHƯ KHÔNG GIAN SINH SỐNG ĐỀU BỊ GIỚI HẠN BỞI MỘT TỔ HỢP CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG, YẾU TỐ GIỚI HẠN. A Độ ẩm Giới hạn nhiệt độ Nhiệt độ • Chủng quần địa lý là tập hợp cá thể của một loài phân C Độ ẩm Thức ăn bố trong từng giới hạn địa lý; • Chủng quần sinh thái là một tập hợp được giới hạn B trong một lãnh thổ có điều kiện môi trường đồng nhất. • Một chủng quần địa lý có thể bao gồm nhiều chủng quần sinh thái. Nhiệt độ Nhiệt độ Hutchynson: ổ sinh thái siêu không gian n chiều. TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học 1.1. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học Ổ sinh thái •Ổ SINH THÁI = ECOLOGICAL NICHE: Ổ SINH THÁI LÀ MỘT cơ bản KHÔNG GIAN MÀ Ở ĐÓ NHỮNG ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG CẦN THIẾT ĐẢM BẢO SỰ TỒN TẠI LÂU DÀI CỦA CÁC CÁ THỂ TRONG LOÀI VÀ CỦA QUẦN THỂ = Ô SINH THÁI CƠ BẢN. Ổ sinh thái •Ổ SINH THÁI THÀNH PHẦN: TỔNG HỢP TẤT CẢ CÁC YẾU TỐ thực Độ ẩm CẦN THIẾT ĐẢM BẢO CHO HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT CHỨC NĂNG NÀO ĐÓ CỦA CƠ THỂ. VÍ DỤ Ổ SINH THÁI DINH DƯỠNG. KHÔNG GIAN LỚN NHẤT MÀ LOÀI •TỔ HỢP CÁC Ổ SINH THÁI THÀNH PHẦN Ổ SINH THÁI CƠ PHÂN BỐ TRONG ĐÓ KHI KHÔNG CÓ BẢN. CÁC CÁ THỂ CẠNH TRANH CỦA CÁC LOÀI KHÁC. •Ổ SINH THÁI CƠ BẢN (FUNDAMENTAL NICHE): KHÔNG GIAN LỚN NHẤT MÀ LOÀI PHÂN BỐ TRONG ĐÓ KHI KHÔNG CÓ CÁC CÁ THỂ CẠNH TRANH CỦA CÁC LOÀI KHÁC. Nhiệt độ •Ổ SINH THÁI THỰC (REAL NICHE): KHÔNG GIAN MÀ SINH VẬT PHÂN BỐ TRONG ĐÓ BỊ HẠN CHẾ VỀ MẶT SINH HỌC DO CÓ MẶT CÁC LOÀI CẠNH TRANH. 5
6. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản Tại sao dùng sinh vật để làm vật chỉ thị MT? Tại sao dùng sinh vật để làm vật chỉ thị MT? • Một số loài có nhu cầu riêng biệt với hàm • Môi trường ảnh hưởng tới sinh vật gây nên sự lượng nhất định các chất dinh dưỡng hoặc oxy quần tụ khác nhau của các quần xã. hoà tan (indicator species – loài chỉ thị) • Sinh vật có thể tồn tại được trong môi trường • Môi trường tại một địa điểm quyết định phần bị ô nhiễm nhưng bị biến đổi về số lượng, tăng lớn những cá thể nào có khả năng cư trú ở trưởng, tập tính (stressor – chịu stress) điểm đó, và những sinh vật ở đó sẽ là những chỉ • Sinh vật tích luỹ chất ô nhiễm và có những phản ứng khác nhau đối với từng chất ô nhiễm thị sinh học cho những thay đổi môi trường (biological indicator – chỉ thị sinh vật/học) (Warren) TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản • Chỉ thị (indicator) là một tham số (parameter) hay số đo (metric) hay một giá trị kết xuất từ tham số, dùng cung cấp thông tin, chỉ về sự mô tả tình trạng của môi trường/ khu vực, nó là thông tin khoa học về tình trạng và chiều hướng của các thông số liên quan đến môi trường. • Chỉ thị truyền đạt thông tin phức tạp trong một dạng ngắn gọn, dễ hiểu. • Chỉ thị là các biến số hệ thống các dữ liệu bằng số, kết xuất từ các biến số, dữ liệu. TS. Chế Đình Lý Viện Môi trường và Tài nguyên – ĐHQG-HCM 6
7. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản • Chỉ số (index) là một tập hợp các tham số hay chỉ thị • Các tham số (parameter) hay số đo (metric) là một đặc tính được đo hay quan sát. Các chỉ thị khác với số đo. được tích hợp hay nhân với trọng số. • Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng • Các chỉ thị ở mức cao hơn, chỉ thị chỉ ra sự tiến bộ về phía mục tiêu, còn số đo (metric) đo tiến bộ về chỉ thị đó. được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải (Sibel Koyluoglu, Ford Motor Company) thích cho một hiện tượng nào đó. • Chỉ số chất lượng nước (Verneaux biotic index), chỉ số phát triển con người (chỉ số HDI của UNDP) và Tổng sản phẩm quốc gia (Gross National Product (GNP)). TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản • Ví dụ, chất lượng không khí là một chỉ thị môi • Chỉ thị môi trường (Environmental Indicator): trường, lượng phát thải NOx, SOx là các số đo. • Các chỉ thị là các số đo chỉ ra hiện trạng của một là 1 hoặc tập hợp các thông số môi trường (hóa, hệ thống nào đó. Các số đo kết xuất từ 2 hay nhiều lý, sinh vật) chỉ ra đặc trưng nào đó của MT. kết quả đo, các số đo này không cần nói ra với • Môi trường chứa vô số các thông số hóa, lý, chúng ta các ý nghĩa của chúng về hệ thống. (John sinh học. Một hoặc một số thông số chính có Reap) giá trị chỉ thị. • Sự biến động, hiện diện một số thông số xác định được đặc điểm của thành phần môi trường: tác nhân đó được gọi là chỉ thị môi trường. 7
8. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản • Chỉ thị sinh thái môi trường (Environmental • Loài sinh vật chỉ thị (Indicator species): cá Elogical Indicator): Sử dụng sinh vật làm chỉ thể, quần thể hay quần xã có khả năng thích thị cho tình trạng, mức độ trong sạch hay ô ứng hoặc rất nhạy cảm với môi trường nhất nhiễm, thích hợp hay không thích hợp đối với định. sinh vật của môi trường sinh thái • Sinh vật chỉ thị là các loài SV mà sự hiện diện và thay đổi số lượng của chúng chỉ thị cho sự • Chỉ thị sinh học (Bioindicator): nghiên cứu một ô nhiễm hay xáo trộn của môi trường. loài sinh vật dùng để định mức chất lượng hoặc • Các loài này thường có tính mẫn cảm cao với sự biến đổi của môi trường. các điều kiện sinh lý, sinh hoá của môi trường. TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản Các nhóm loài sinh vật chỉ thị: Các nhóm loài sinh vật chỉ thị: • Tính mẫn cảm cao (Sensitivity): Các loài mẫn • Các công cụ tích luỹ sinh học (Accumulator): cảm đặc trưng cho môi trường không thích hợp. Loài tích luỹ các chất hoá học trong mô. Dùng để giải đoán môi trường • Các sinh vật thử nghiệm (Bioassay): Sinh vật • Các công cụ thăm dò (Detector): Loài xuất hiện được chọn lọc để xác định sự hiện diện hay nồng tự nhiên trong MT dùng để đo sự phản ứng của độ các chất ô nhiễm. loài với sự biến đổi MT (biến động nhóm tuổi, sinh sản, kích thước quần thể, tập tính ) • Các công cụ khai thác (Exploiter): Loài chỉ thị cho sự xáo trộn hay ô nhiễm môi trường 8
9. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản • Sinh vật cảm ứng (Biosensor): Sinh vật chỉ thị • Sinh vật tích tụ (Bioaccumulator): Sinh vật tiếp tục hiện diện trong môi trường ô nhiễm thích nước có khả năng tích tụ chất gây ô nhiễm trong ứng, song có thể ít nhiều biến đổi như giảm tốc mô nên chúng dễ bị phát hiện. Tuy nhiên cần cho độ sinh trưởng, giảm khả năng sinh sản, thay đổi sống định cư để số liệu đủ tin cậy. Ví dụ điển tập tính hình rêu. Ngoài ra có tảo, cá và động vật không xương sống, tuy nhiên chúng không định cư nên khó sử dụng. • Phân tích mô có tích lũy chất ô nhiễm (kim loại nặng) dễ hơn nhiều phương pháp phân tích hóa học nước. • TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Một số tiêu chí chọn loài sinh vật chỉ thị: • Tính chỉ thị môi trường của sinh vật dựa trên • Đã được định loại rõ ràng khả năng chống chịu của sinh vật với yếu tố phi sinh vật của môi trường cần biết đặc • Dễ thu mẫu ngoài tự nhiên, kích thước vừa điểm sinh thái loài và nhu cầu sinh thái của phải loài đó. • Có phân bố rộng • Tính chỉ thị thể hiện ở các bậc khác nhau: cá • Có nhiều dẫn liệu về sinh thái cá thể thể, quần thể, nhóm loài, quần xã: Cấu trúc • Có giá trị kịnh tế (hoặc là nguồn dịch bệnh) quần xã chỉ thị; cấu trúc quần thể; sinh lý, tập • Dễ tích tụ các chất ô nhiễm tính loài. • Dễ nhân nuôi trong phòng • Ít biến dị • Nhạy cảm với điều kiện MT 9
10. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị Ví dụ: Đồng bằng Sông Cửu Long Ví dụ: Đồng bằng Sông Cửu Long • Sự hiện diện của cây Dừa nước (Nipa fruiticans) • Sự hiện diện cây Bần (Sonneratia spp.) vùng ven vùng thấp, ngập triều, nước bị nhiễm mặn một khoảng sông, nhiễm mặn nhẹ; thời gian trong năm. . Sonneratia caseolaris (Keora) TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị Ví dụ: Đồng bằng Sông Cửu Long Ví dụ: Đồng bằng Sông Cửu Long • Sự hiện diện cây Đước (Rhyzophora spp.) vùng bãi • Sự hiện diện cây Mắm (Avicennia spp.) lầy, thấp, nhiễm mặn trung bình đến cao; • vùng bãi bồi, độ mặn cao quanh năm; 10
11. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT • 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị Ví dụ: Đồng bằng Sông Cửu Long Hình thức thích nghi: • Sự hiện diện cây Chà là nước (Phoenix paludosa) Thích nghi hình thái, thích nghi di truyền vùng đất cao nhưng nhiễm mặn. Trốn chạy khỏi môi trường Thích nghi hình thái: Phản ứng thích nghi nhanh trong một khoảng thời gian khi có sự biến đổi của môi trường Biên độ dao động phụ thuộc vào mức độ tác động của môi trường và tính chất di truyền của sinh vật TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị  Đặc điểm của sinh vật chỉ thị Thích nghi di truyền: Ví dụ về thích nghi hình thái Hình thành các đặc điểm cơ thể không phụ thuộc vào sự • Nhiệt độ cao: cây tích đường và muối, có khả năng xuất hiện các yếu tố môi trường. giữ nước để giữ không bị co nguyên sinh chất nước và Tăng khả năng chịu đựng của sinh vật bằng các biến đổi thoát hơi nước mạnh; động vật tăng thoát nhiệt, giãn sinh lý, sinh hóa, hình thái để sẵn sàng đối phó với sự mạch ngoại vi. biến đổi môi trường. • Nhiệt độ thấp: thực vật rụng lá, động vật co mạch, VD: sự hình thành cơ chế điều hoà nhiệt độ, cơ quan lông, mỡ dày lên, có phản xạ run. hô hấp trong, cấu trúc hoa quả • Động vật biến đổi sắc tố da hoà màu với môi trường Biến động về số lượng: chủ yếu thông qua mối quan hệ dinh (cá thờn bơn, tắc kè ) dưỡng 11
12. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Dấu hiệu sinh học (Biomarker):  Dấu hiệu sinh học (Biomarker): • Thể hiện sự phản ứng sinh học của sinh vật • Dấu hiệu sinh lý-sinh hóa: Chỉ số liên quan đối với tác động lý hóa của chất ô nhiễm môi đến khả năng sống sót, sinh trưởng của cá trường: thể như: chỉ số ăn mồi; tiêu hóa; hô hấp hoặc o Dấu hiệu sinh lý-sinh hóa liên quan đến sinh sản của quần thể (sinh o Dấu hiệu sinh thái trưởng, tỷ lệ sống của ấu trùng) • Dấu hiệu sinh thái: thể hiện sự biến đổi cấu trúc quần thể/quần xã do tác động của chất ô nhiễm: Chỉ số thiếu hụt số loài; chỉ số đa dạng sinh học; Chỉ số loài ưu thế. TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản 1.2. Các khái niệm cơ bản  Chỉ số sinh học (Biotic indices):  Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity • Các chỉ số dùng để quan trắc chất lượng indices): nước trên cơ sở các loài chỉ thị và mức độ • Chỉ số đa dạng biểu thị độ phong phú loài mẫn cảm của các loài chỉ thị đối với sự ô trong môi trường đã chọn ở dạng giá trị đơn nhiễm môi trường. Ví dụ cân trọng lượng các loài. Dùng để đánh giá 3 khía cạnh của cấu loài mẫn cảm nhất đối với ô nhiễm hữu cơ trúc quần thể: • Số lượng nhóm loài sinh vật với sự hiện diện • Số lượng loài hoặc độ phong phú loài hay vắng mặt của một số loài chỉ thị được (species abundance pattern) dùng để tính toán chỉ số. 12
13. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT 1.2. Các khái niệm cơ bản  Một số chỉ số đa dạng sinh học: s n n  Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity H' i log i • Chỉ số Shannon và Weiner H’  2 indices): i 1 n n • Tổng lượng sinh vật của mỗi loài có mặt hoặc 1 Ni (Ni 1) độ phong phú D • Tính đồng nhất phân bố các cá thể giữa các • Chỉ số Simpson (D): N(N 1) loài khác nhau hoặc tính đồng đều. S 1 D • Chỉ số Margalef (D ): mg mg loge N Ni = Số cá thể của loài i trong mẫu N = Số cá thể của tất cả các loài trong mẫu S = Số loài có trong mẫu thu TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT  Một số chỉ số tương đồng 2W 1.2. Các khái niệm cơ bản • Chỉ số Sorensen (C): C x100 A B  Chỉ thị hình thái và mô (morphological and W histological Indicators) • Hệ số Jaccard (J): J x100 A B W • Sức ép môi trường tạo ra những thay đổi mô • Chỉ số tương đồng quần xã của Pinkham và Pearson hoặc hình thái của sinh vật. (P): 1 min(X X ) • Thực vật có thể bị hư hại như lá bị vàng, bị P ia ib đốm hoặc hoại sinh (ví dụ do mưa axit) k  max( X X ) ia ib • Xem bảng sau W = Số loài thường gặp đối với 2 mẫu thu A Số loài trong mẫu 1; B = Số loài trong mẫu 2 k = Tổng lượng các so sánh hoặc các đơn vị phân loại khác trong trong 2 mẫu thu so sánh với nhau Xia và Xib = Độ phong phú của loài thứ i trong mẫu a và b tương ứng 13
14. 07-Jan-15 TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MT  Tác động của mưa axit đến thực vật 1.2. Các khái niệm cơ bản Loài cây Tác động  Sinh vật thăm dò và cảnh báo (Detector and Cây lá kim Lá kim có màu vàng sentinel organisms) Rụng lá kim • Thực vật mẫn cảm được sử dụng để phát Tuổi thọ lá giảm Cành cây biến dạng hiện một số chất gây ô nhiễm không khí. Ví dụ Đỉnh tán cây héo và chết cây thuốc lá Nicotiana tabaccum rất mẫn Hư hại vỏ cây cảm với ozon. Hư hại rễ • Động vật dễ mắc bệnh lở loét, bướu, viêm tấy, Cây lá rộng Phai màu lá hoại tử do chất ô nhiễm. Lá biến dạng Lá già chết sớm Đỉnh tán cây héo dần và chết Hư hại vỏ cây 14