Bài 2
NHẬN THỨC CÁC
HỆ SINH THÁI VỚI
PHƯƠNG PHÁP LUẬN
HỆ THỐNG
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
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
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
2.1) Khái niệm hệ sinh thái tự nhiên
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.
Hình 2.2:
Sự tích
hợp thành
hệ sinh
thái
Hình 2.3: S
ơ
đồ
đơ
n gi
ả
n c
ủ
a m
ộ
t h
ệ
sinh thái trong t
ự
nhiên
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
2.3) Hệ sinh thái tích hợp (đô thị công nghiệp)
nh
ấ
n m
ạ
nh vai trò c
ủ
a các h
ệ
th
ố
ng công ngh
ệ
-k
ỹ
thu
ậ
t (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
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:
+ Gia đình
+ HT tổ chức chính trị
+ Hệ thống sản xuất
+ HT Giáo dục
+ HT Tập quan –lễhội
+ Hệ thống luật pháp
+ . . . . . . .
Thành phần kỹ thuật –Công
nghệ
+ Khu CN. Khu CX
+ Nhàmáy
+ Phương tiện giao thông
Hình 2.6: Mô hình hệ sinh thái tích hợp
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)
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.
2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên
Hình 2.7 a: Mô hình cấu trúc hệ tự nhiên
2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái tự nhiên
Hình 2.7b: Mô hình cấu trúc hệ tự nhiên
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. . .
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;
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. . .
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
2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái nhân văn nông nghiệp
Nhóm các yếu tố vô sinh hay môi
trường vật lý (nội hệ)
đất - nước vàkhông khí. Trong đó
bao gồm:
Những chất vô cơ (C, N, CO2,
H2O,. . .) tham gia vào các tiến
trình biến đổi, trong đócóthêm
các hợp chất trong phân bón và
thuốc trừ sâu.
Những chất hữu cơ: (protein,
gluxit, lipit vàcác chất mùn hữu
cơ. .) liên kết các thành phần hữu
sinh vàvô sinh.
Chế độ khíhậu (nhiệt độ vàcác
yếu tố vật lý khác)
Nhóm các yếu tố sinh vật
(quần xã sinh vật)
Sinh v
ậ
t s
ả
n xu
ấ
t gồm các
cây trồng (ngắn ngày, dài
ngày) sản xuất ra nông
sản.
Sinh v
ậ
t tiêu th
ụ
chủ yếu
làvật nuôi (trâu bò, heo,
gà. . .) và con người.
Sinh v
ậ
t ho
ạ
i sinh: chủ
yếu làcác vi khuẩn, nấm
phân hủy, n6ám nhân
tạo. .
a) Phân hệ tự nhiên
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.
2.2) Khái niệm hệ sinh thái nhân văn
Hình 2.8b: Mô hình đơn giản cấu trúc hệ sinh thái nhân văn
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
2.1) Nguyên lý về cấu trúc các hệ sinh thái đô thị tích hợp
Cung cấp môi
trường sống, nghĩ
ngơi giải trí. . .
Cung cấp tài
nguyên, không
gian sản xuất. . .
Tự nhiên
Đưa ra các quyết định
khai thác tài nguyên, các
chính sách, luật để đảm
bảo phát triển bền vững,
tăng dân số tạo ra áp
lực.
Đưa ra các quyết
định sản xuất, các
chính sách, luật để
đảm bảo phát triển
bền vững
Kinh tế xã hội
Thải chất thải gay ô
nhiễm, làm hệ thống tự
nhiên mất ổn định
Khai thác tài nguyên. . .
.
Cung cấp dịch vụ,
sản phẩm đáp
ứng nhu cầu xã
hội
Kỹ thuật –
Công nghệ
Tự nhiênKinh tế xã hộiKỹ thuật –Công
nghệ
Thành phần
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. . .
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. . .
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.