Bài giảng Phân tích hệ thống môi trường - Bài 2: Nhận thức các hệ sinh thái với phương pháp luận hệ thống

Nội dung text: Bài giảng Phân tích hệ thống môi trường - Bài 2: Nhận thức các hệ sinh thái với phương pháp luận hệ thống

1. Bài 2 NHẬN THỨC CÁC HỆ SINH THÁI VỚI PHƯƠNG PHÁP LUẬN HỆ THỐNG
2. Mục tiêu Bài 2: 1.Giúp người học vận dụng cách tiếp cận hệ thống ở bài 1 vào việc nhận thức các quy luật của các hệ sinh thái – cơ sở nền tảng của quản lý môi trường 2.Nhận biết sự phát triển của khái niệm hệ sinh thái và sinh thái học 3.Nhận dạng các đối tượng hệ sinh thái trong thực tế quản lý môi trường. 4.Cấu trúc hệ sinh thái tự nhiên: Sinh vật và môi trường tự nhiên 5.Các tiến trình biến đổi trong HST Tự nhiên:vật chất – năng lượng-chủng lọai 6.Các quy luật thay đổi theo thời gian của thành phần tự nhiên trong hệ STNV
3. 1. Ý NGHĨA VÀSỰCẦN THIẾT CỦA VIỆC NHẬN THỨC CÁC HỆ SINH THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN HỆ THỐNG + Phân tích hệ thống để xây dựng các mô hình sinh thái + Ứng dụng phân tích hệ sinh thái trong xây dựng các báo cáo hiện trạng, đánh giátác động môi trường + Xác định phạm vi vàqui mô phân tích môi trường + Sự tương tác vàthích nghi của sinh vật đối với yếu tố môi trường
4. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHÁI NiỆM HỆ SINH THÁI Hình 2.1: Sự phát triển của khái niệm hệ sinh thái theo phương pháp luận hệ thống
5. 2.1) Khái niệm hệ sinh thái tự nhiên Hình 2.2: Sự tích hợp thành hệ sinh thái hệ sinh thái “tự nhiên”(ecosystem), làmột khái niệm về một tổ chức cóý niệm không gian trong đóhệthống bao gồm các thành phần hữu sinh (sinh) vàvô sinh (thái) trong đócóáp dụng với nhiều cấp độ không gian, từ kích thước của một giọt phân cho đến cả hành tinh. Vídụ, toàn thể khu vực sa mạc cóthể nghiên cứu như làmột hệ sinh thái. Tương tự như vậy, một làng trên ốc đảo hay ngay cả các cánh đồng trên ốc đảo của sa mạc cóthể phân biệt như làmột hệ sinh thái.
6. Hình 2.3: Sơ đồ đơn giản của một hệ sinh thái trong tự nhiên
7. 2.2) Khái niệm hệ sinh thái nhân văn Hình 2.4 a,b: Các mô hình đơn giản của hệ sinh thái nhân văn
8. 2.3) Hệ sinh thái tích hợp (đô thị công nghiệp) nhấn mạnh vai trò của các hệ thống công nghệ-kỹthuật (các nhàmáy, phương tiện giao thông làcác hệ thống chuyển hóa vật chất và năng lượng do con người tạo ra). hệ sinh thái đô thị, được cấu thành từ 3 hệ con: hệ thống công nghệ kỹ thuật –hệsinh thái tự nhiên –hệxã hội: Hình 2.5 : Tiếp cận hệ thống tích hợp : hệ kỹ thuật –hệxã hội và hệ tự nhiên
9. 2.3) Hệ sinh thái tích hợp (đô thị công nghiệp) Thành phần tự nhiên: Sinh vật + Môi trường vật lý Thành phần xã hội: Thành phần kỹ thuật –Công + Gia đình nghệ + HT tổ chức chính trị + Khu CN. Khu CX + Hệ thống sản xuất + Nhàmáy + HT Giáo dục + Phương tiện giao thông + HT Tập quan –lễhội + Hệ thống luật pháp Hình 2.6: Mô hình hệ sinh thái tích hợp + . . . . . . .
10. CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI 2.1) Nguyên lý về cấu trúc thành phần tự nhiên Nhóm các yếu tố vô sinh hay môi trường nội hệ Môi trường nội hệ hay các yếu tố lý hóa trong tất cả các loại hệ đều biểu hiện ở 3 môi giới chính môi trường chính: đất - nước và không khí. Trong đóbao gồm: Những chất vô cơ (C, N, CO2, H2O,. . .) tham gia vào các tiến trình biến đổi, trong sinh thái học cổ điển gọi làcác chu trình tuần hoàn vật chất. Những chất hữu cơ: (protein, gluxit, lipit vàcác chất mùn hữu cơ. .) liến kết các thành phần hữu sinh vàvô sinh. Chế độ khíhậu (nhiệt độ vàcác yếu tố vật lý khác)
11. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc thành phần tự nhiên Nhóm các yếu tố sinh vật (quần xã sinh vật) Sinh vật sản xuất: gồm các sinh vật tự dưỡng: chủ yếu làcây xanh, vàcác thành phần hấp thu năng lượng ánh sáng, sử dụng các chất vô cơ đơn giản vàtạo nên các hợp chất phức tạp. Sinh vật tiêu thụ (Thành phần dị dưỡng = ăn thức ăn khác), là các động vật ăn sinh vật khác, sử dụng, sắp xếp lại vàphân hủy các hợp chất phức tạp. (Con người với tư cách một loại sinh vật thuộc về nhóm sinh vật tiêu thụ) Sinh vật hoại sinh: chủ yếu làcác vi khuẩn, nấm phân hủy các hợp chất phức tạp của chất nguyên sinh chết, hấp thụ một số sản phẩm phân hủy, vàgiải phóng các chất vô cơ dinh dưỡng thích hợp cho sinh vật sản xuất, cũng như giải phóng chất vô cơ lànguồn năng lượng, làchất ức chế hoặc kích thích đối với thành phần khác của hệ sinh thái.
12. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên Hình 2.7 a: Mô hình cấu trúc hệ tự nhiên
13. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên Hình 2.7b: Mô hình cấu trúc hệ tự nhiên
14. 2.1) vídụvềcấu trúc hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái ao –hồ: -Các hợp chất vô sinh: vô cơ vàhữu cơ cơ bản như: nước, axit carbonic, ôxy, canxi, muối, nitơ, photpho, amino axit, axit humic. . .hiện diện trong đất bùn đáy ao, nước ao. -Sinh vật sản xuất: các thực vật bám vàthực vật nhỏ trôi nổi như: tảo (phùdu, phiêu thực vật). -Sinh vật lớn tiêu thụ: gồm ấu trùng, phiêu sinh động vật, các loài thủy sản ăn thịt hay ăn chất hữu cơ. -Sinh vật hoại sinh gồm vi khuẩn, trùng roi, nấm. . .
15. 2.1) vídụvềcấu trúc hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái rừng ngập mặn: Thành phần bao gồm: Quần thể thực vật (rừng gỗ, cây tiểu mộc, cây thân thảo. . .), quần thể động vật rừng (Heo rừng, nai, khỉ, cásấu. . .); quần thể động vật dưới nước (tôm, cá, giáp xác. . .) ; quần thể phiêu sinh động vật; vi khuẩn . . .; nước thủy triều; chế độ khíhậu;
16. 2.1) vídụvềcấu trúc hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái biển: Các hợp chất vô sinh: vô cơ vàhữu cơ cơ bản như: nước, axit carbonic, ôxy, canxi, muối, nitơ, photpho, amino axit, axit humic. . .hiện diện trong đất đáy biển và nước biển. Sinh vật sản xuất: các thực vật bám vàthực vật nhỏ trôi nổi trong nước biển (phùdu, phiêu thực vật). Sinh vật lớn tiêu thụ: gồm ấu trùng, phiêu sinh động vật, các loài hải sản ăn thịt hay ăn chất hữu cơ. Sinh vật hoại sinh gồm vi khuẩn, trùng roi, nấm. . .
17. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp Một hệ STNV (một khu rừng, một vùng nông nghiệp, một thị trấn luôn cấu thành bởi hai phân hệ : hệ sinh thái tự nhiên vàhệthống xã hội. Hai phân hệ này cóquan hệ tác động qua lại vàphụ thuộc lẫn nhau. Hình 2.8a: Mô hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái nhân văn
18. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp a) Phân hệ tự nhiên Nhóm các yếu tố vô sinh hay môi Nhóm các yếu tố sinh vật trường vật lý (nội hệ) (quần xã sinh vật) đất - nước vàkhông khí. Trong đó Sinh vật sản xuất gồm các bao gồm: cây trồng (ngắn ngày, dài Những chất vô cơ (C, N, CO2, ngày) sản xuất ra nông H2O,. . .) tham gia vào các tiến sản. trình biến đổi, trong đócóthêm Sinh vật tiêu thụ chủ yếu các hợp chất trong phân bón và làvật nuôi (trâu bò, heo, thuốc trừ sâu. gà. . .) và con người. Những chất hữu cơ: (protein, Sinh vật hoại sinh: chủ gluxit, lipit vàcác chất mùn hữu yếu làcác vi khuẩn, nấm cơ. .) liên kết các thành phần hữu phân hủy, n6ám nhân sinh vàvô sinh. tạo. . Chế độ khíhậu (nhiệt độ vàcác yếu tố vật lý khác)
19. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp b) Phân hệ xã hội Gia đình, tổ chức chính trị, hội đòan, hợp tác xã, doanh nghiệp-công ty gia đình cócác biến vào như lượng tiền, thời gian, tài sản sở hữu hay kiếm được , các biến trung gian như trao đổi tiền để trả cho các dịch vụ, thực phẩm , đồ dùng, các biến ra như sinh ra chất thải, chi tiền ra. . . . Các gia đình làcác thành phần cơ bản của hệ thống xã hội. Bên cạnh gia đình, các tổ chức chính trị xã hội, hội đòan, bản thôn, các doanh nghiệp, công ty cũng làcác thành phần cơ bản của hệ xã hội thuộc hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp.
20. 2.2) Khái niệm hệ sinh thái nhân văn Hình 2.8b: Mô hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái nhân văn
21. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái đô thị tích hợp Một hệ sinh thái đô thị làmột tổng thể tích hợp bao gồm 3 phân hệ: tự nhiên vàxã hội vàkỹthuật –công nghệ, cóquan hệ phụ thuộc lẫn nhau. Hình 2.9: Mô hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái tích hợp
22. 2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái đô thị tích hợp Thành phần Kỹ thuật –Công Kinh tế xã hội Tự nhiên nghệ Kỹ thuật – Cung cấp dịch vụ, Thải chất thải gay ô Công nghệ sản phẩm đáp nhiễm, làm hệ thống tự ứng nhu cầu xã nhiên mất ổn định hội Khai thác tài nguyên. . . . Kinh tế xã hội Đưa ra các quyết Đưa ra các quyết định định sản xuất, các khai thác tài nguyên, các chính sách, luật để chính sách, luật để đảm đảm bảo phát triển bảo phát triển bền vững, bền vững tăng dân số tạo ra áp lực. Tự nhiên Cung cấp tài Cung cấp môi nguyên, không trường sống, nghĩ gian sản xuất. . . ngơi giải trí. . .
23. 2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – môi trường bên ngoài Mỗi hệ STNV cómột ranh giới địa lý về mặt không gian, chịu tác động của hai loại môi trường bên ngoài: môi trường tự nhiên và môi trường kinh tế xã hội vàcótác động ngược lại. Tương tác hệ STNV – Môi trường tự nhiên Các hệ STNV trong thực tế đều córanh giới địa lý xác định về mặt hành chánh . Vídụmột Quận, một Tỉnh, Thành phố. . . Môi trường tự nhiên bên ngoài tác động lên hệ ST Đô thị thông qua các đầu vào làcác yếu tố tự nhiên như : mưa, khíhậu, nước lụt, bão, giông gió, cung cấp các khóang sản, gỗ, cây trồng. . . Ngược lại các biến đầu ra từ hệ STĐô thị tác động ngược lại môi trường tự nhiên như sinh ra chất thải, gây ô nhiễm, gây cạn kiệt tài nguyên. . .
24. CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI 2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – môi trường bên ngoài Tương tác Hệ STNV – Môi trường Kinh tế Xã hội Môi trường kinh tế xã hội bên ngoài tác động đến hệ ST Đô thị thông qua các biến vào làcác yếu tố như: tri thức (internet, sách, bào truyền thông), kỹ thuật công nghệ, máy móc thiết bị, người nhập cư, tỉ giátiền tệ, giácả, sản phẩm tiêu dùng, du nhập văn hóa, luật công ước quốc tế. . . Ngược lại các biến ra từ hệ ST Đô thị tác động ngược lại môi trường kinh tế xã hội bên ngòai như : tri thức, công nghệ, xuất khẩu sản phẩm, xuất khẩu lao động, di cư. . .
25. CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI 2.2)Nguyên lý về ranh giới hệ thống – môi trường bên ngoài Các tác động vòng lặp phản hồi này thông qua các tiến trình biến đổi tạo ra các tác động tích cực lẫn tiêu cực cho hệ ST Đô thị vàmỗi hệ ST Đô thị phải cósựthích nghi để cóthể phát triển bền vững. Không phải chỉ cósự thay đổi môi trường bên ngòai mới gây ra sự biến đổi của hệ ST Đô thị. Một sự thay đổi trong thành phần của chính hệ STĐô thị cũng tạo ra hiệu ứng thay đổi tổng thể. Vídụ, một sự thay đổi trong hệ sinh thái tự nhiên như lũ lụt cũng cóthể gây ra thay đổi hệ xã hội (thay đổi cách sống, cách tổ chức trú ẩn sống chung với lũ. . ) từ đólàm thay đổi tổng thể hệ STNV.
26. CÁC NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ HỆ SINH THÁI 2.3) Nguyên lý về tiến trình biến đổi trong các HST Cónhiều tiến trình biến đổi phức tạp diễn ra trong các hệ STNV, các tiến trình biến đổi này diễn ra theo dạng vòng lặp phản hồi. Có5 nhóm tiến trình biến đổi chính trong các hệ sinh thái : + Tiến trình biến đổi vật chất (tự nhiên –nhân tạo) + Tiến trình biến đổi năng lượng (tự nhiên –nhân tạo) + Tiến trình biến đổi chủng loài + Tiến trình biến đổi thông tin + Tiến trình biến đổi tài chính (dòng tiền)
27. + Tiến trình biến đổi vật chất (tự nhiên –nhân tạo)
28. Biến đổi vật chất tự nhiên Sự vận chuyển các nguyên tố cần thiết cho sự sống vàcác hợp chất vô cơ thường được khái quát trong các chu trình các chất dinh dưỡng khoáng:Nước, Nitơ, Oxy, Dioxid Carbon (CO2), Phosphat (PO4), Lưu huỳnh (SO4). Trong các hệ ST đô thị, phân tích luồng vật chất còn tính đến các chất gây ô nhiễm cóhại cho sức khõe con người như: (SOx như SO2, SO3 .); (NOx như NO2, NO3 .); các kim loại nặng như Arsen, Chì, thủy ngân. . . Ở nông thôn, cần chú ý đến luồng phân bón và thuộc trừ sâu. Việc nghiên cứu chu trình các chất dinh dưỡng rất cóý nghĩa trong việc bảo đảm sự cân bằng của hệ sinh thái. Việc nghiên cứu các độc tố vàchu trình chuyển hóa của chúng qua các thành phần trong HST cóý nghĩa rất lớn trong việc bảo vệ môi trường, ngăn ngừa nguy cơ suy thoái môi trường, bảo đảm phát triển bền vững.
29. Hình 2.10: Tiến trình chu chuyển nước trong sinh quyển
30. Hình 2.11: Tiến trình chu chuyển các bontrong sinh quyển
31. Hình 2.12: Tiến trình chu chuyển ni tơ trong sinh quyển
32. Hình 2.13: Tiến trình chu chuyển phốt pho trong sinh quyển
33. biến đổi vật chất nhân tạo Đầu vào: các yếu tố vật chất đi vào hệ sinh thái như: sự du nhập sản phẩm, nguyên liệu từ các hệ sinh thái khác, sự phát thải các chất gây ô nhiễm từ bên ngoài hệ sinh thái (vídụô nhiễm từ các nơi khác phát tán đến), nước chảy theo sông suối cónguồn gốc từ HST khác, nước thủy triều từ HST biển. . . Đầu ra: các yếu tố vật chất đi ra khỏi hệ sinh thái như: sự xuất khầu sản phẩm, nguyên liệu đến các hệ sinh thái khác bên ngòai, sự phát thải các chất gây ô nhiễm từ bên trong hệ sinh thái ra các hệ khác bean ngòai, nước chảy theo sông suối cónguồn gốc từ HST chảy ra bên ngòai, nước ra biển. . . Biến đổi vật chất trung gian: làsựbiến đổi trong nội bộ HST. Trong biến đổi này, cần quan tâm đặc biệt đến biến đổi vàlan truyền các chất gây ô nhiễm.
34. + Tiến trình biến đổi vật chất (tự nhiên –nhân tạo) biến đổi vật chất nhân tạo Hình 2.14: Tiến trình biến đổi vật chất nhân tạo trong HST đô thị
35. + Tiến trình biến đổi năng lượng (tự nhiên – nhân tạo)
36. + Biến đổi năng lượng tự nhiên Đầu vào là năng lượng bức xạ do ánh sáng mặt trời mang lại thông qua sinh vật sản xuất tạo ra chất hữu cơ. Sự vận chuyển năng lượng dinh dưỡng từ nguồn thực vật, đi qua hàng loạt sinh vật trong chuỗi dinh dưỡng, được tiếp diễn bằng cách một số sinh vật này dùng sinh vật khác làm thức ăn gọi làchuỗi thức ăn. Trong sinh thái học cổ điển, phân tích luồng năng lượng của hệ thông qua các khái niệm: chuỗi thức ăn, lưới thức ăn vàbậc dinh dưỡng, cấu trúc dinh dưỡng, vàcác hình tháp sinh thái. Lưu ý: quan tâm đến các định luật vật lý như bảo toàn năng lượng, biến đổi các dạng năng lượng. Đối với các HST nhân tạo, khi phân tích luồng năng lượng cần chú ý đến sự tham gia luồng năng lượng của số năng lượng hóa thạch (dầu hỏa, than đá, khí thiên nhiên) đi vào hệ thống.
37. + Tiến trình biến đổi năng lượng (tự nhiên –nhân tạo) + Biến đổi năng lượng nhân tạo trong hệ sinh thái xảy ra chủ yếu trong thành phần hệ”kỹ thuật công nghệ”. Nhận biết các tiến trình biến đổi trong các thành phần kỹ thuật công nghệ rất cần thiết cho các giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm, sản xuất sạch hơn . . (xem hình 2.14)
38. 2.15: Tiến trình biến đổi năng lượng mặt trời Phản chiếu bởi mây và 23 khíquyển Sự 100 phản Phản chiếu bởi chiếu 8 bề mặt Hấp thụ bởi khí 57 quyển vàmây 20 2 47 Hấp thụ bởi quang hợp Hấp thụ nhiệt
39. Sức tải môi trường (Carrying Capacity) • Đối với một hệ sinh thái bền vững, qui mô quần thể vàkhả năng cung cấp thức ăn phải cân bằng lâu dài dùcóthể dao động trong thời gian ngắn nào đó •Sức tải môi trường làsốcáthể của một lòai nào đócân bằng bền với hệ sinh thái trong thời gian dài nếu không cósựsuy thoái của môi trường.
40. Hình 2.16:Sức tải môi trường (Carrying Capacity) Sức tải môi trường của một quần thể nào đócóthể được hỗ trợ về một nguồn tài nguyên nào đó, một cách lâu dài. Quần thểổn định khi qui mô ở dưới sức tải môi trường , Nếu vượt quá, quần thể cóthể bị hủy diệt vàtửvong cóthể xảy ra
41. • Tiềm năng sinh học (Biotic potential) làtốc độ tăng trưởng tối đa của quần thể do các cáthể cái trong quần thể cóthể sinh sản vàtất cả các cáthể cóthể sống qua thời kỳ tái sinh sản. • Sự đề kháng môi trường (Environmental resistance): Các yếu tố như cung cấp thức ăn, thời tiết, dịch bệnh vàthúdữcóthể làm cho một quần thể phát triển dưới tiềm năng sinh học của nó.
42. Hình 2.17: Tháp năng lượng trong hệ sinh thái
43. Hình 2.18: Năng lượng thực phẩm cho lòai người ở các bậc dinh dưỡng khác nhau
44. Hình 2.19: Luồng năng lượng đi qua các hệ sinh thái •Một cách đơn giản: Nhiệt SV Sản xuất SV tiêu thụ SV phân hủy Nhiệt
45. Hình 2.29: Mạng thức ăn (Food Web) Một mạng thức ăn bao gồm các đường dẫnPr imary qua đó năPrngodu cer lượng và dưỡng chất đi qua một hệ sinh thái
46. Hình 2.30: Mạng thức ăn trên cạn/dưới nước (Terrestrial/aquatic food web) Quan hệ giữa các sinh vật trên cạn. Mũi tên chỉ mối quan hệ giữa thú ăn thịt vàcon mồi . Các chấm màu chỉ rõ loại sinh vật trên tháp dinh dưỡng
47. Hình 2.31: Mạng thức ăn trên cạn
48. Hình 2.32: Tháp số lượng (Pyramid of Numbers) ĐỘNG VẬT ĂN THỊT 10 100 ĐỘNG VẬT ĂN CỎ 10,000 SINH VẬT SẢN XUẤT 100,000
49. Hình 2.33a :Tháp sinh khối (Pyramid of Biomass) 2o Động vật ăn thịt 24 kg 495 kg Động vật ăn cỏ 11,810 kg Sinh vật sản xuất 280,000 kg
50. Hình 2.34: Tháp năng lượng (Pyramid of Energy) Năng lượng hữu dụng cho mỗi bậc dinh dưỡng 10 SV tiêu thụ sau cùng 90% mất nhiệt 100 SV tiêu thụ thứ cấp 90% mất nhiệt 1000 SV tiêu thụ sơ cấp 90% mất nhiệt 10,000 Sinh vật sản xuất sơ cấp
51. Hình 2.35: Sự tích tụ khuếch đại sinh học (Biological Magnification)
52. Biến đổi năng lượng trong hệ sinh thái •Quang hợp (Photosynthesis) •CO2 + H2O + năng lượng C6H12O6 + O2 709 kcal •Hiệu quả quang hợp < 2%, •Tiến trình quang hợp bị giới hạn bởi sự khả dụng của CO2
53. Biến đổi năng lượng trong hệ sinh thái •Hô hấp (Respiration) (Đốt cháy -combustion) •Biến đổi năng lượng trữ trong các hợp chất hóa học được sử dụng bởi các tế bào cho tăng trưởng , vận động , tư duy . . . •C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + năng lượng 674 kcal 35 kcal
54. + Tiến trình biến đổi chủng loài + Sự nhập cư (nhân tạo hay tự nhiên) của các loài đi vào hệ sinh thái + Sự di cư (nhân tạo hay tự nhiên) của các loài đi ra khỏi hệ sinh thái
55. + Tiến trình biến đổi chủng loài cósựdịch chuyển của các loài động thực vật giữa các HST 1.Giómang hạt giống, bào tử, nhiều côn trùng nhỏ vànhện. 2.Nước ngầm hoặc trên mặt đất mang hạt giống, côn trùng. 3.Các loài biết bay (chim, dơi, ong) mang hạt giống, bào tử, côn trùng trong cánh hoặc cắp ở chân, vàcũng mang hạt giống trong ruột. 4.Các loài vật sống trên mặt đất (động vật cóvúvàloài bò sát) mang các loài vật khác như trái cây nhỏ bên ngoài vàhạt giống bên trong ruột vàthải ra ở dạng phân. 5.Cuối cùng con người mang rất nhiều loại-không những chỉ bám vào quần áo, bên trong ruột màcòn trong các vật chứa hoặc phương tiện chuyên chở nhiều loại (cơ giới, bán cơ giới).
56. + Tiến trình biến đổi thông tin Tất cả các lĩnh vực hay các hệ thống thành phần của hệ sinh thái đều cóquátrình biến đổi thông tin: •Hệkỹthuật công nghệ: thông tin thị trường, vốn, công nghệ, tài nguyên sản xuất. •Hệkinh tế xã hội: thông tin KHCN, thông tin thị trường, thông tin văn hóa giáo dục. . •Hệtựnhiên: thông tin truyền theo mã di truyền của các lòai để thích nghi vàtiến hóa từ đời này sang đời khác.
57. + Tiến trình biến đổi tài chính (dòng tiền) Biến đổi kinh tế –tài chính chỉ xảy ro trong phạm vi hệ kinh tế xã hội. Trong phạm vi nghiên cứu quản lý môi trường, đặc biệt là nghiên cứu liên quan đến lập các dự án đánh giátác động môi trường, dự án sản xuất sạch hơn, ngăn ngừa, kiểm sóat ô nhiễm, nhàquản lý cần phải quan tâm đến dòng tài chính của dự án, nhận biết chi phílợi ích để có căn cứ cho các nhà lãnh đạo ra quyết định.
58. 2.3.6. Các cơ chế của sự tương tác giữa các hệ sinh thái nhân văn cận kề: 2.3.6.1) Cơ chế vận chuyển (vectors): Giómang nhiều thứ bao gồm: năng lượng, nhiệt,nước, bụi, khí sương vàcác chất gây ô nhiểm, tuyết, âm thanh, hạt giống, bào tử, nhiều côn trùng nhỏ vànhện. Nước ngầm hoặc trên mặt đất mang các chất khoáng dinh dưỡng, hạt giống, côn trùng, rác cống, phân bón vànhiều chất độc. Các loài biết bay (chim, dơi, ong) mang hạt giống, bào tử, côn trùng trong cánh hoặc cắp ở chân, vàcũng mang hạt giống trong ruột. Các loài vật sống trên mặt đất (động vật cóvúvàloài bò sát) mang các loài vật khác như trái cây nhỏ bên ngoài vàhạt giống bên trong ruột vàthải ra ở dạng phân. con người mang rất nhiều loại-không những chỉ bám vào quần áo, bên trong ruột màcòn trong các vật chứa hoặc phương tiện chuyên chở nhiều loại (cơ giới, bán cơ giới).
59. 2.3.6. Các cơ chế của sự tương tác giữa các hệ sinh thái nhân văn cận kề [2] 2.3.6.2) Các lực (Forces): a) Sự khuếch tán làlực chuyển dịch vật chất ở trạng thái hòa tan hoặc trạng thái dung dịch từ nơi cónồng độ cao sang nơi cónồng độ thấp. Ví dụ, một nhàmáy xã khói với mật độ cao sẽ lan tỏa đến khu dân cư kế cận hoặc sử dụng Arsenic trong các bải khai thai vàng sẽ khuyếch tác độc chất vào các suối, sông. b) Luồng vận chuyển (Mass flow hay transport, transfer) làsựdi chuyển vật chất theo sự phân bậc năng lượng. b.1) Luồng vận chuyển do nước: b.2) Luồng vận chuyển do gió c) Lực vận động (Locomotion) Làlực di chuyển một vật từ nơi này sang nơi khác bằng sự tiêu hao năng lượng.
60. •ĐỘNG THÁI CỦA CÁC HỆ SINH THÁI
61. 2.4) Nguyên lý về động thái của hệ sinh thái nhân văn Các hệ sinh thái nhân văn đều biến đổi theo thời gian. Một sự thay đổi môi trường bên ngoài hay sự thay đổi của các phân hệ đều tác động đến sự biến đổi của toàn hệ thống. Động thái của hệ sinh thái cóthể được biểu thị bằng đồ thị BOTG của các yếu tố đặc trưng cho các luồng thông tin tín hiệu như: Năng lượng, vật chất (các yếu tố lý hóa sinh), chủng loại (số lượng cáthể, số lượng loài. . .) theo thời gian. Các đồ thị này làcác kết quả quan trắc qua nhiều năm. Những đường cong diễn biến động thái của các hệ sinh thái cóthể xác định bằng ba thông số độc lập: Chiều hướng tổng quát của sự biến đổi (tăng, giảm hoặc mức độ) Độ dao động tương đối quanh xu thế tổng quát (lớn hay nhỏ) Nhịp độ dao động (thường xuyên/không thường xuyên)
62. Hình 2.36: Sự diễn thế (succession)
63. 2.4) Nguyên lý về động thái của hệ sinh thái nhân văn 2.4.1.1) Sựổn định của các hệ sinh thái Hình 2.37: Mô hình "đồi Nga" về sựổn định và ổn định tạm thời của một hệ thống vật lý. Một hòn bi di chuyển từ chỗ lỏm này đến chỗ lỏm khác, tùy thuộc vào cường độ (mức năng lượng) của một sự thay đổi môi trường như làsựrung (shake)
64. 2.4) Nguyên lý về động thái của hệ sinh thái nhân văn 2.4.1.1) Sựổn định của các hệ sinh thái Hình 2.38: Một mô hình ổn định tạm thời cho một hệ sinh thái. Sinh khối tích lũy thông qua diễn thế, vàcác nhiễu loạn làm giảm sinh khối. Tăng tính ổ định tạm thời chỉ rằng những thay đổi môi trường lớn hơn làcần thiết để làm nhiễu hệ thống. Vài nhiễu loạn làm thay đổi môi trường làm cho nócócác đặc trưng hoàn toàn khác khi tích lũy sinh khối liên tục. Các điểm A, B vàD biểu thị 3 kiểu ổn định cơ bản.
65. 2.4) Nguyên lý về động thái của hệ sinh thái nhân văn Hình 2:39) Mức độ tác động vàgiới hạn chịu đựng của các hệ sinh thái
66. 2.4) Nguyên lý về động thái của hệ sinh thái nhân văn Hình 2.40: Vídụvềnhững khả năng sự biến đổi tình trạng của HST RỪNG
67. 2.5) Nguyên lý về cơ cấu cấp bậc và tương tác cận kề Hình 2.41: Cơ cấu cấp bậc của các hệ sinh thái
68. 2.5) Nguyên lý về cơ cấu cấp bậc và tương tác cận kề [2] Các hệ sinh thái đô thị có cơ cấu cấp bậc (hierarchy structure), trong đó, các hệ lân cận về mặt địa lý luôn cósựtác động lẫn nhau. Hướng gió: giócóthể đưa khíô nhiễm của các HST bên ngòai vào đô thị. Cao độ trên lưu vực: Đô thịởhạnguồn chịu tác động của các HST ở thượng nguồn về ô nhiễm nước, ô nhiễm độ đục trong nguồn nước mặt. Kết cấu địa chất của tầng nước ngầm: việc khai thác nước ngầm quá độ của một khu vực bên ngòai cóthể gây sụt lún đất vàsuy giảm mục nước ngầm của một Hệ St khác. Tác động tương tác của thủy triều với HST Đô thị ven biển cóthể gây ra vấn đề xâm nhập mặn
69. Hình 2.42: Cơ cấu cấp bậc sinh thái • Cáthể (bậc thấp nhất) • Quần thể (Population) • Quần xã (Community) • Hệ sinh thái (Ecosystem) • Sinh đới (Biome) • Sinh quyển • (Biosphere) (bậc cao nhất)
70. Hình 2.42: Tổ chức không gian của sự sống Các lòai Nhóm các sinh vật nuôi dưỡng lẫn nhau Quần thể Các cáthể của cùng lòai trong một khu vực hay vùng Quần xã (Community) Tất ảa các quần thể trong một khu vực hay vùng Hệ sinh thái Các quần xã + Các yếu tố phi sinh vật của một khu vực hay vùng
71. Câu hỏi thảo luận nhóm 1.Lập một bảng ma trận trình bày mối liên hệ tương tác giữa các thành phần trong: + Hệ sinh thái rừng ngập mặn + Một khu công nghiệp 2. Vẽ sơ đồ đường dẫn trong môi trường tự nhiên của Chì(Pb) trong hệ sinh thái đô thị TpHCM? 3. Vẽ sơ đồ đường dẫn trong môi trường tự nhiên của Thuốc trừ sâu trong hệ sinh thái đô thị TpHCM? 4. Vẽ sơ đồ khối thiết kế một hệ thống sinh thái công nghiệp gồm các nhàmáy: chế biến gỗ, nhàmấy giấy, nhàmáy đường, nhá máy sản xuất sút, nhàmáy sản xuất phân bón. Cần thêm những thành phần nào khác để khu công nghiệp sinh thái phát triển bền vững vàthân thiện môi trường.