Tài liệu tham khảo Môi trường trong xây dựng

Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 1 - Chương 1 Tổng quan về Môi trường 1.1. Khái niệm chung về Môi trường 1.1.1 Định nghĩa Luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005, định nghĩa môi trường như sau: “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.” Ngoài ra còn có những định nghĩa khác về môi trường: Môi trường theo nghĩa rộng nhất là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới một vật thể hoặc một sự kiện. Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng tồn tại và diễn biến trong một môi trường. Khái niệm chung về môi trường như vậy được cụ thể hoá đối với từng đối tượng và từng mục đích nghiên cứu. Đối với cơ thể sống thì “Môi trường sống” là tổng hợp những điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới đời sống và sự phát triển của cơ thể (Lê Văn Khoa, 1995). Môi trường bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất cả các yếu tố vô sinh và hữu sinh có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sản của sinh vật (Hoàng Đức Nhuận, 2000). Môi trường là một phần của ngoại cảnh, bao gồm các hiện tượng và các thực thể của tự nhiên,… mà ở đó, cá thể, quần thể, loài,… có quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp bằng các phản ứng thích nghi của mình (Vũ Trung Tạng, 2000). Môi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái vô hình (tập quán, niềm tin,…), trong đó con người sống và lao động, họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình (UNESCO, 1981). Môi trường sống của con người là tổng hợp các điều kiện vật lý, hoá học, sinh học, kinh tế, xã hội bao quanh con người và có ảnh hưởng tới sự sống, hoạt động và sự phát triển của từng cá nhân, từng cộng đồng và toàn bộ loài người trên hành tinh. 1.1.2 Các thành phần cơ bản của môi trường a) Thạch quyển Thạch quyển hay vỏ Trái Đất là lớp vỏ cứng rất mỏng so với kích thước của Trái Đất, độ dày khoảng từ 5÷40km, có cấu tạo hình thái phức tạp, có độ dày thay đổi theo vị trí địa lý khác nhau. Thạch quyển có ảnh hưởng lớn đến sự sống trên Trái Đất; Con người hiện đang sống trong một phần rất mỏng manh, có thành phần phức tạp và rất linh động của Trái Đất là vỏ Trái Đất. Bảng 1.1. Thành phần các nguyên tố hoá học phổ biến trong vỏ Trái Đất STT Nguyên tố % trọng lượng toàn vỏ % thể tích toàn vỏ 1. O 46,60 93,77 2. Si 27,72 0,86 3. Al 8,13 0,47 4. Fe 5,0 0,43 5. Mg 2,09 0,29 6. Ca 3,63 1,03 7. Na 2,83 1,32 8. K 2,59 1,83 N−íc 35% Kh«ng khÝ 20% ChÊt h÷u c¬ 5% C¸c chÊt kho¸ng 40% Hình 1.2. Các thành phần trong đất b) Thuỷ quyển Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 2 - Nước tồn tại trên Trái Đất ở cả 3 dạng: rắn, lỏng, khí. Toàn bộ nước trên Trái Đất tạo thành thuỷ quyển. Thuỷ quyển hay môi trường nước là lớp vỏ lỏng không liên tục bao quanh Trái Đất, bao gồm các đại dương, sông, suối, hồ, ao, nước ngầm, băng tuyết và hơi nước. Tổng lượng nước vào khoảng 1,4 tỷ km3, bao phủ 71% bề mặt Trái Đất. Trong đó, biển và đại dương chiếm 97,5% toàn bộ thuỷ quyển, 2,5% lượng nước còn lại với 2/3 là băng trên núi cao và hai cực, nước ngọt sử dụng được chỉ chiếm khoảng 0,77%. Hình 1.3. Thành phần nước trên Trái Đất c) Khí quyển Khí quyển hay môi trường không khí là lớp vỏ khí bao bọc vỏ Trái Đất. Khí quyển được hình thành từ hơi nước, từ các chất khí thoát ra từ thuỷ quyển và thạch quyển. Khí quyển Trái Đất đóng vai trò không thể thiếu được trong việc duy trì cuộc sống của con người, sinh vật và cân bằng khí hậu toàn cầu. Thành phần khí quyển hiện nay của Trái Đất khá ổn định theo phương nằm ngang và có cấu trúc phân lớp theo phương thẳng đứng. Các tầng được phân tách từ dưới lên trên như sau: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt và tầng điện ly. - Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, với ranh giới trên vào khoảng 16km ở xích đạo và 8km ở hai cực, là tầng có mật độ không khí cao nhất, tập trung nhiều nhất hơi nước, bụi và là tầng xảy ra các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, bão, tuyết,... Nhiệt độ trong tầng đối lưu giảm dần theo độ cao, từ +40oC tới -50oC. Bảng 1.2 trình bày thành phần các nguyên tố hoá học phổ biến trong tầng đối lưu. - Tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu, ở độ cao từ 17÷50km, có mật độ không khí loãng hơn, ít bụi hơn. Tầng bình lưu ngăn cách với tầng đối lưu qua một lớp tạm dừng (dày khoảng 1km). Nhiệt độ không khí của tầng bình lưu có xu hướng tăng dần theo độ cao, từ -56oC đến -2oC. ở độ cao khoảng 25÷40km trong tầng bình lưu tồn tại một lớp không khí giàu ôzôn (O3) thường được gọi là tầng ôzôn với chức năng như một lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của bức xạ tử ngoại đến từ mặt trời. d) Sinh quyển Sinh quyển là lớp vỏ sống của Trái Đất, bao gồm tất cả các cơ thể sống tồn tại trong thạch quyển, thuỷ quyển và khí quyển. Các sinh vật trong sinh quyển có quan hệ chặt chẽ với nhau và tương tác phức tạp với thành phần vô sinh (yếu tố môi trường). Khác với các quyển vật chất vô sinh, trong sinh quyển ngoài vật chất, năng lượng, còn có thông tin với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại - phát triển của các vật sống. Dạng thông tin phức tạp và phát triển cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của Trái Đất. Các thành phần của môi trường không tồn tại ở trạng thái tĩnh mà luôn có sự chuyển hoá trong tự nhiên, diễn ra theo chu trình và thông thường ở dạng cân bằng. Chính sự cân bằng này đảm bảo cho sự sống trên Trái Đất phát triển ổn định. Các chu trình phổ biến nhất trong tự nhiên là chu trình sinh địa hoá, như chu trình cácbon, chu trình nitơ, chu trình lưu huỳnh, chu trình phốtpho... Khi các chu trình này không giữ ở trạng thái cân bằng thì các sự cố về môi trường sẽ xảy ra, tác động đến sự tồn tại của con người và sinh vật trong một khu vực hoặc ở quy mô toàn cầu. e) Sinh quyển - Là môI trường chính thức của con người do con người tạo ra và tác động trực tiếp đến đời sống, các hoạt động kinh tế, xã hội của con người. trÝ quyÓn th ¹c h q uy Ónthuy quyÓn KhÝ quyÓn Hình:1.4.Mối quan hệ giữa các quyển trên tráI đất 1.1.2 Phân loại môi trường Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 3 - Có nhiều cách phân loại môi trường: a) Theo nguồn gốc: ƒ Môi trường tự nhiên: bao gồm các yếu tố tự nhiên: vật lý, hoá học, sinh học tồn tại khách quan bao quanh con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người. Ví dụ: ánh sáng mặt trời, núi, sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước. Như vậy, môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cây, chăn nuôi; cung cấp cho con người các loại tài nguyên, khoảng sản cần cho sản xuất tiêu thụ; cung cấp cảnh đẹp để vui chơi giải trí. Ngoài ra, môi trường tự nhiên còn là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải. ƒ Môi trường nhân tạo: gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống và chịu sự chi phối của con người. Ví dụ: ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo. ƒ Môi trường xã hội: là tổng thể các quan hệ giữa con người với con người đó là các luật lệ, thể chế, cam kết, quy định,...ở các cấp độ khác nhau như quốc gia, khu vực,... Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sự thuận lợi hoặc trở ngại cho sự phát triển của các cá nhân hoặc từng cộng đồng dân cư làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác... b) Theo vùng địa lý: ƒ Môi trường thành thị ƒ Môi trường nông thôn c) Theo định nghĩa: ƒ Môi trường vật lý: bao gồm các yếu tố là thành phần thiết yếu của sự sống: không khí, đất, nước…, mọi thay đổi của các yếu tố này sẽ tác động đến các cơ thể sống. ƒ Môi trường sinh học: gồm tập hợp các vật thể sống, không tính đến con người (động vật, thực vật, vi sinh vật…) ƒ Môi trường nhân văn: con người và các quan hệ giữa người và người d) Theo thành phần: ƒ Môi trường không khí ƒ Môi trường đất ƒ Môi trường nước 1.1.3. Các chức năng của môi trường Có 5 chức năng cơ bản sau: a) Môi trường là không gian sống của con người Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường. Mỗi người một ngày cần 4m3 không khí sạch để thở, 2,5 lít nước để uống, một lượng thực phẩm và lương thực tương ứng với 2000 - 2500 calo. Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất và nước mới. Phân loại chức năng không gian sống của con người thành các dạng cụ thể: ƒ Chức năng xây dựng: cung cấp mặt bằng và nền móng cho các đô thị, khu công nghiệp, kiến trúc hạ tầng và nông thôin. ƒ Chức năng vận tải: cung cấp mặt bằng, khoảng không gian và nền móng cho giao thông đường thuỷ, đường bộ, đường sắet và đường không. ƒ Chức năng sản xuất: cung cấp mặt bằng và phông tự nhiên cho sản xuất nông – lâm – ngư – nghiệp. ƒ Chức năng cung cấp năng lượng, thông tin. ƒ Chức năng giải trí của con người: cung cấp mặt bằng, nền móng và phông tự nhiên cho việc giải trí ngoài trời của con người (trượt tuyết, trượt băng, đu xe,đu ngựa,…). b) MT là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người Môi trường là nơi con người khai thác nguồn vật liệu và năng lượng cần thiết cho hoạt động sản xuất và cuộc sống như: đất, nước, không khí, khoáng sản và các dạng năng lượng như: gỗ, củi, Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 4 - nắng gió. Mọi sản phẩm công nghiệp, nông, lâm, ngư nghiệp, văn hoá, du lịch của con người đều bắt nguồn từ các dạng vật chất tồn tại trên trái đất và không gian bao quanh trái đất. Các nguồn năng lượng, vật liệu, thông tin sau mỗi lần sử dụng được tuần hoàn quay trở lại dạng ban đầu thường được gọi là tài nguyên tái tạo. Trái lại, nếu bị mất mát, biến đổi hoặc suy thoái không trở lại dạng ban đầu thì được gọi là tài nguyên không tái tạo . Việc khai thác nguồn tài nguyên của con người đang có xu hướng làm tài nguyên không tái tạo bị cạn kiệt, tài nguyên tái tạo không phục hồi, dẫn đến cạn kiệt tài nguyên và suy thoái môi trường. Với sự phát triển khoa học kỹ thuật, con người ngày càng tăng cường khai thác các dạng tài nguyên mới và gia tăng số lượng khai thác, tạo ra các sản phẩm mới có tác động mạnh mẽ tới chất lượng môi trường sống c) Môi trường là nơi chứa đựng phế thải Phế thải do con người tạo ra trong quá trình sản xuất và tiêu dùng, thường được đưa trở lại môi trường. Tại đây, nhờ hoạt động của vi sinh vật và các thành phần môi trường khác, phế thải sẽ biến đổi trở thành các dạng ban đầu trong một chu trình sinh địa hoá phức tạp. Khả năng tiếp nhận và phân huỷ chất thải của môi trường (trong điều kiện chất lượng môi trường khu vực tiếp nhận không thay đôỉ) được gọi là khả năng nền của môi trường. Khi lượng chất thải lớn hơn khả năng nền, hoặc thành phần của chất thải khó phân huỷ và xa lạ với sinh vật, thì chất lượng môi trường sẽ bị suy giảm và môi trường có thể bị ô nhiễm. Hình….- Sơ đồ lượng chất thải vào môi trường Từ hình vẽ, ta có: Tổng lượng chất thải thải vào môi trường là: W = Wp + WC + WR Khả năng tự làm sạch của môi trường thể hiện ở ngưỡng E Nếu W > E thì môi trường trở nên ô nhiễm, không có khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu. Phân loại chi tiết chức năng này thành các loại sau: ƒ Chức năng biến đổi lý – hoá học: pha loãng, phân huỷ hoá hoá học nhờ ánh sáng; hấp thụ; sự tách chiết các vật thải và độc tố. ƒ Chức năng biến đổi sinh hoá: sự hấp thụ các chất dư thừa; chu trình nitơ và cacbon; khử các chất độc bằng con đường sinh hoá,… ƒ Chức năng biến đổi sinh học: khoáng hoá các chất thải hữu cơ, mùn hoá, amon hoá, nitrat hoá và phản nitrat hoá… d) Giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất Trái đất trở thành nơi sinh sống của con người và các sinh vật nhờ một số các điều kiện môi trường đặc biệt: nhiệt độ không khí không quá cao, nồng độ oxy và các khí khác tương đối ổn định, cân bằng nước ở các đại dương và trong đất liền. Tất cả các điều kiện đó, cho đến nay, chưa tìm thấy trên một hành tinh nào khác trong và ngoài hệ mặt trời. Sự phát sinh và phát triển sự sống xảy ra trên trái đất nhờ hoạt động của hệ thống các thành phần của môi trường trái đất như: thuỷ quyển, thạch quyển, sinh quyển, khí quyển. Khí quyển giữ cho nhiệt độ trái đất tránh được các bức xạ qua cao, chênh lệch nhiệt độ lớn, ổn định nhiệt độ trong khả năng chịu đựng của con người... Tµi nguyªn Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Qu¸ tr×nh tiªu thô T¸i sö dông M«i tr−êng (E) WP WC WR Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 5 - Thuỷ quyển thực hiện chu trình tuần hoàn nước, giữ cân bằng nhiệt độ, các chất khí, giảm nhẹ tác động có hại của thiên nhiên đến con người và các sinh vật. Thạch quyển liên tục cung cấp năng lượng, vật chất cho các quyển khác của trái đất, giảm tác động tiêu cực của thiên tai tới con người và sinh vật. e) Chức năng lưu trữ và cung cấp thông tin của trái đất Môi trường trái đất là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người + 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. + Cung cấp các chỉ thị không gian và tạm thời mang tính chất báo động sớm các nguy hiểm đối với con người và sinh vật sống trên trái đất như: các phản ứng sinh lý của cơ thể sống trước khi xảy ra các tai biến thiên nhiên và hiện tượng thiên nhiên đặc biệt như bão, động đất... + Lưu trữ và cung cấp cho con người sự đa dạng các nguồn gen, các loài động thực vật, các hình thái tự nhiên và nhân tạo, các vẻ đẹp và cảnh quan có giá trị thẩm mỹ, tôn giáo và văn hoá khác. 1.2. Hệ sinh thái(HST): 1.2.1. KháI niệm HST: Luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005, định nghĩa HST như sau: “Hệ sinh thái là hệ quần thể sinh vật trong một khu vực địa lý tự nhiên nhất định cùng tồn tại và phát triển, có tác động qua lại với nhau” - Hay có thể định nghĩa: HST là tập hợp của các quần xã và môi trường sống của chúng. HST= Quần xã sinh vật + Môi trường xung quan Ví dụ: Một cái hồ, một khúc sông, khu rừng, khu đô thị... gồm các sinh vật và môi trường sống của chúng được coi là hệ sinh thái. - Sinh quyển: tập hợp tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt Trái Đất → hệ sinh thái khổng lồ là sinh thái quyển (sinh quyển) - Sinh thái học: là khoa học nghiên cứu giữa các thành phần sinh thái với môi trường tồn tại của chúng. 1.2.2. Phân loại HST: Hệ sinh thái bao gồm: hệ tự nhiên và hệ nhân tạo a) Hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái tự nhiên bao gồm HST nguyên sinh như rừng nguyên sinh, sông, hồ...hay HST tự nhiên đã được cải tạo. Ví dụ: Một cái hồ cũng có HST môi trường hồ: nó gồm các quần xã sinh vật của các loài cá,...với môi trường sống của nó là nước hồ, với không khí hoà tan trong nước, với ánh sáng mặt trời và thức ăn, với các chất khoáng cùng các hoạt động sống của tất cả các quần xã trong HST đó. b) Hệ sinh thái nhân tạo: Hệ sinh thái nhân tạo là HST do con người tạo ra mới hoàn toàn Ví dụ: Một HST đô thị bao gồm nhà cửa, công xưởng, nhà máy... cũng như hoạt động sản xuất, dịch vụ, du lịch nghỉ ngơi cùng sự phát triển hoặc suy thoái cuả đô thị đó. Ngoài ra, theo địa lý hệ sinh thái có thể chia thành: ƒ Hệ sinh thái trên cạn ƒ Hệ sinh ở nước 1.2.3. Cấu trúc HST: Cấu trúc của một hệ sinh thái điển hình bao gồm các thành phần sau: - Sinh vật sản xuất; - Sinh vật tiêu thụ; - Sinh vật phân huỷ; - Yếu tố môi trường gồm các chất hữu cơ, vô cơ và các yếu tố khí hậu khác,... Cấu trúc của một HST có thể biểu diễn theo sơ đồ: Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 6 - + M«i truêng vËt lýQuÇn x· SV - C¸c chÊt v« c¬: c02, 02... - C¸c chÊt h÷u c¬: P,l,G, chÊt mïn..... - yÕu tè khÝ hËu : ¸nh s¸ng, nhiÖt ®é..... Sinh vËt ph©n huy Sinh vËt tiªu thu Sinh vËt s¶n xuÊt Hình 1.5-Cấu trúc HST điển hình − Sinh vât sản xuất (producer): Là những sinh vật tự dưỡng (autotrophy) bao gồm các loài thực vật có màu và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hoá tổng hợp. Chúng là thành phần không thể thiếu được trong bất kỳ hệ sinh thái nào vì nó là nguồn thức ăn ban đầu được tạo thành để nuôi sống chính những sinh vật sản xuất sau đó nuôi sống cả thế giới sinh vật còn lại kể cả con người . Sinh vật sản xuất thông qua năng lượng mặt trời hoặc từ các phản ứng hoá học để chuyển hoá CO2 thành chất hữu cơ. Phần lớn các sinh vật sản xuất là cây xanh, chúng sử dụng năng lượng ánh sáng vào quá trình quang hợp chuyển hoá CO2 và nước (H2O) thành đường glucoza và giải phóng ra ôxy (O2). Các thực vật này có khả năng tự sử dụng chất dinh dưỡng thu được từ quá trình quang hợp kết hợp với một số khoáng vô cơ (đạm, lân, kali) để sinh trưởng. − Sinh vật tiêu thụ (consumer): là những sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) bao gồm các động vật và vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ lấy trực tiếp hay gián tiếp từ vật sản xuất. Các sinh vật tiêu thụ lại được chia làm hai phân nhóm: các sinh vật ăn cỏ, và các sinh vật ăn thịt. - Sinh vật phân huỷ (reducer):là những vi khuẩn và nấm, thức ăn của chúng là chất hữu cơ từ xác động thực vật, chất thải của động vật. Sinh vật phân huỷ thu lấy năng lượng từ phản ứng phân huỷ các đại phân tử hữu cơ và đưa trở lại môi trường các hợp chất vô cơ đơn giản. ph©n bãn xãi mßn chÊt th¶i sau xñ lý Táa nhiÖt Trao ®æi chÊt hÖ VSV (D) nguån dinh duìng Táa nhiÖt (C) §V ¨n thÞt§V ¨n cá (C)(P) C©y xanh Hình….. Sơ đồ một HST trong tự nhiên Ví dụ: Xét một hệ sinh thái ao, ta thấy Hình..... Hệ sinh thái ao + Chất vô sinh bao gồm các chất vô cơ và hữu cơ: nước, CO2, O2, Ca, muối, N2, acid amin, acid humic... Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 7 - + Sinh vật sản xuất: thực vật lớn thủy sinh và phiêu sinh thực vật phân bố nơi tầng mặt nơi có nhiều ánh sáng + Sinh vât tiêu thụ: gồm các động vật (ấu trùng côn trùng, tôm, cua, cá,...) ăn trực tiếp thực vật hoặc xác bã thực vật và ăn thịt lẫn nhau, được chia làm 3 nhóm: phiêu sinh động vật, bơi lội và trầm sinh. Sinh vật tiêu thụ bậc nhất I như phiêu sinh động vật, bậc II như côn trùng ăn thịt, cá ăn thịt; bậc III như cá lớn ăn các loài tiêu thụ bậc II. + Sinh vật phân hủy: như vi khuẩn nước, trùn chỉ, nấm,... phân bố đều trong ao, nơi tích lũy xác động vật và thực vật. ⇒ Gi÷a c¸c thµnh phÇn lu«n lu«n diÔn ra c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt, n¨ng l-îng vµ th«ng tin. Trong hệ sinh thái liên tục xảy ra quá trình tổng hợp và phân huỷ vật chất hữu cơ và năng lượng. Vòng tuần hoàn vật chất trong hệ sinh thái là vòng kín, còn vòng tuần hoàn năng lượng là vòng hở. Như vậy, năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất tiếp nhận sẽ di chuyển tới sinh vật tiêu thụ các bậc cao hơn. Trong quá trình đó, năng lượng bị phát tán và thu nhỏ về kích thước. Trái lại, các nguyên tố hoá học tham gia vào quá trình tổng hợp chất hữu cơ sau một chu trình tuần hoàn sẽ trở lại trạng thái ban đầu trong môi trường. 1.2.4.Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn: − Chuỗi thức ăn: được hình thành bởi mối quan hệ về mặt dinh dưỡng của một loạt sinh vật. Trong đó sinh vật này ăn sinh vật cuả bậc trước, trước khi chúng bị ăn bởi những sinh vật khác ở bậc kế tiếp sau. Như vậy, trong HST, năng lượng được chuyển vận qua nhiều nhóm sinh vật. Một sinh vật vừa là sinh vật ăn mồi đồng thời cũng có thể là sinh vật mồi. Sự phân chia nhóm sinh vật không phải theo loài mà theo cách thức chúng sử dụng thức ăn. Các sinh vật có cùng nhu cầu thực phẩm thì xếp vào cùng một mức dinh dưỡng . − Lưới thức ăn: là một đặc điểm cuả một hệ sinh thái nhất định. Lưới thức ăn có thể có ít hoặc nhiều nhánh thức ăn khác nhau, do các chuỗi thức ăn kết hợp với nhau thông qua một số mắt xích trung gian. VD: Mạng lưới thức ăn ở hệ sinh thái rừng Tính chất phức tạp của lưới thức ăn gây ra do sự tham gia của các loài nhất là những loài có khả năng tham gia vào nhiều bậc dinh dưỡng hay có phổ thức ăn rộng Con måi VËt sö dông 1 VËt sö dông 2 Õch Thá Sãc Chuét Chim (¨n h¹t) Chim ¨n c«n trïng C«n trïng(¨n thÞt) C«n trïng (¨n h¹t) Thùc vËt Chã sãi Chim −ng R¾n Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 8 - Con người có thể coi là SV tiêu thụ nằm cuối cùng của chuỗi thức ăn, song con người có thể sử dụng nhiều loại thức ăn khác, bắt đầu từ thực vật đến các nhóm sinh vật tiêu thụ khác nhau (như bò,cầy rắn...) 1.2.5.TÝnh c©n b»ng cña HST: §Þnh nghÜa: Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện sống Trong một hệ sinh thái, vật chất luân chuyển từ thành phần này sang thành phần khác. Ðây là một chu trình tương đối khép kín. Trong điều kiện bình thường, tương quan giữa các thành phần của hệ sinh thái tự nhiên là cân bằng. Ví dụ: Trong một hệ sinh thái rừng, thực vật lấy dinh dưỡng từ đất tổng hợp thành chất hữu cơ. Chất hữu cơ này đủ để một phần nuôi dưỡng phát triển cây, một phần nuôi động vật ăn thực vật trong rừng, một phần rơi rụng, trả lại màu cho đất. Ðộng vật ăn thực vật phát triển vừa đủ để tiêu thụ hết phần thức ăn thiên nhiên dành cho nó. Phân, xác động vật và lá rụng, cành rơi trên mặt đất được vi sinh vật phân huỷ hết để trả lại cho đất chất dinh dưỡng nuôi cây. Do vậy đất rừng luôn màu mỡ, giàu chất hữu cơ, nhiều vi sinh vật và côn trùng, cây rừng đa dạng và tươi tốt, động vật phong phú. Ðó chính là cân bằng sinh thái. Hệ sinh thái tự nhiên có đặc trưng khả năng tự lập cân bằng có nghĩa là mõi khi bị ảnh hưởng vì một nguyên nhân nào đó thì lại có thể phục hồi để trở về trạng thái ban đầu. Đặc trưng này được coi là khả năng thích nghi của hệ sinh thái. Khả năng tự cân bằng này phụ thuộc vào cơ chế cấu trúc-chức năng của hệ, thể chế này biểu hiện chức năng của hệ trong mỗi giai đoạn phát triển. Những hệ sinh thái trẻ nói chung là ít ổn định hơn một hệ sinh thái đã trưởng thành. Cấu trúc của một hệ sinh thái trẻ bao giờ cũng giản đơn, số lượng các thể loại ít và số lượng cá thể trong mỗi loài cũng không nhiều lắm. Tuy nhiên, cân bằng sinh thái không phải là một trạng thái tĩnh của hệ. Khi có một nhân tố nào đó của môi trường bên ngoài tác động tới bất kỳ môt thành phần nào đó của hệ, nó sẽ biến đổi. Sự biến đổi của một thành phần trong hệ sẽ kéo theo sự biến đổi của các thành phần kế tiếp, dẫn đến sự biến đổi của cả hệ. Sau một thời gian ,hệ sẽ thiết lập được một cân bằng mới, khác với tình trạng cân bằng trước khi bị tác động . Bằng cách đó hệ biến đổi nhưng vẫn cân bằng. Cần nhấn mạnh rằng, khả năng tự thiết lập cân bằng mới của hệ là có hạn. Nếu một thành phần nào đó của hệ bị tác động quá mạnh, nó sẽ không khôi phục lại được, kéo theo sự suy thoái của các thành phần kế tiếp , làm cho toàn hệ mất cân bằng, suy thoái. Những HST, đặc biệt là các HST tự nhiên thường phức tạp về thành phần loài, tính ĐDSH cao, có nhiều mức tiêu thụ trong chuỗi thức ăn, nên nếu có một sự tắc nghẽn ở một khâu nào đó sẽ dẫn đến làm mất cân bằng sinh thái thì nó sẽ dế dàng tự điều chỉnh, giữ cho hệ ổn định không bị đe doạ. Ví dụ : trên các cánh đồng cỏ, chuột thường xuyên bị rắn, chó sói, cáo, chim ưng, cú mèo... săn bắt. Bình thường số lượng chim, trăn, thú, chuột cân bằng với nhau. Khi con người tìm cách bắt rắn và chim thì là cơ hội tốt cho chuột phát triển. Điều này con người chúng ta cần phải hiểu rõ các HST và cân nhắc kỹ trước khi tác động lên một thành phần nào đó của hệ, để không gây suy thoái, mất cân bằng cho hệ sinh thái. 1.2.6. Tác động của con người đến HST: Khi có một nhân tố nào đó của môi trường bên ngoài tác động tới bất kỳ môt thành phần nào đó của hệ, nó sẽ biến đổi. Sự biến đổi của một thành phần trong hệ sẽ kéo theo sự biến đổi của các thành phần kế tiếp, dẫn đến sự biến đổi của cả hệ. Sau một thời gian ,hệ sẽ thiết lập được một cân bằng mới, khác với tình trạng cân bằng trước khi bị tác động . Bằng cách đó hệ biến đổi nhưng vẫn cân bằng. Cân bằng sinh thái chỉ tồn tại khi các điều kiện tồn tại và phát triển của từng thành phần trong hệ được đảm bảo và ổn định. Con người là một sinh vật của hệ sinh thái có số lượng lớn và khả năng hoạt động được nâng cao nhờ khoa học kỹ thuật. Tác động của con người đối với hệ sinh thái rất lớn, có thể phân ra các loại tác động chính sau đây: a) Tác động vào cơ chế tự ổn định, tự cân bằng của hệ sinh thái Tài liệu tham khảo Môn Môi trường trong XD - 9 - Cơ chế này không có lợi cho con người, vì con người cần tạo ra năng lượng cần thiết cho mình . Do vậy, con người thường tạo ra các hệ sinh thái nhân