Đang tải... (xem toàn văn)
Mời các bạn cùng tìm hiểu cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học môi trường; các khái niệm cơ bản được trình bày cụ thể trong Bài thuyết trình: Tổng quan về chỉ thị sinh học môi trường. Cùng tìm hiểu để nắm bắt nội dung thông tin tài liệu.
Trường Đại Học Lâm Nghiệp Cơ Sở 2 Ban Quản Lý Tài Ngun Rừng và Mơi Trường Lớp K58GKHMT TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG Nhóm: Đào Thị Ngọc Kim Tuyền Nguyễn Thị Trang Tuyền Lương Thị Ngọc Tuyết Trần Thị Mai Vân Hồng Quốc Viêt GVHD: Cơ Trần Thị Hương TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường SINH VẬT MƠI TRƯỜNG (nhiệt độ, ánh sáng, đất, nước ) Mơi trường là các yếu tố tự nhiên và nhân tạo có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp tới sinh vật TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường SINH VẬT PHI SINH VẬT Khí tượng thủy văn Nhiệt độ Độ ẩm Ánh sáng Đất Gió Vật lý Hóa học Khí hậu Thức ăn Thiên địch Người Quần thể là tập hợp các cá thể trong cùng một lồi, cùng sinh sống trong một khoảng khơng gian xác định, vào một thời gian nhất định, có khả năng sinh sản và tạo thành những thế hệ mới Ví dụ: quần thể chim cánh cụt, quần thể ngựa vằn TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường Ví dụ về quần thể TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.1. Tỉ lệ giới tính Là tỉ số giữa số lượng cá thể đực / số lượng cá thể cái trong quần thể. Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên trong q trình sống tỉ lệ này có thể thay đổi tuỳ từng lồi, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa sinh sản, sinh lí và tập tính của sinh vật TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.1. Tỉ lệ giới tính Các nhân tố ảnh hưởng đến giới tính Ngỗng và vịt có tỉ lệ giới tính là 40/60 Do tỉ lệ tử vong khác nhau giữa các cá thể đực và Trước mùa sinh sản, nhiều lồi thằn lằn, rắn có cái, cá thể cái trong mùa sinh sản chết nhiều hơn cá số lượng cá thể cái nhiều hơn cá thể đực. Sau thể đực mùa đẻ trứng, số lượng cá thể đực và cái gần bằng nhau Ở cây thiên nam tinh (Arisaema japonica) thuộc Tỉ lệ giới tính phụ thuộc vào lượng chất dinh dưỡng họ Ráy, củ rễ loại lớn có nhiều chất dinh dưỡng tích lũy trong cơ thể khi nảy chồi sẽ cho ra cây có hoa cái, cịn loại rễ nhỏ nảy chồi cho ra cây có hoa đực TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG Với lồi kiến nâu (Formica rufa), nếu đẻ Tỉ lệ giới tính thay đổi tùy theo điều kiện mơi trứng ở nhiệt độ thấp hơn 20oC thì trứng nở trường sống (nhiệt độ) ra tồn cá thể cái, nếu đẻ trứng ở nhiệt độ trên 20oC thì trứng nở ra hầu hết là cá thể Gà, đực.hươu, nai có số lượng cá thể cái nhiều Do đặc điểm sinh sản và tập tính đa thê ở động hơn cá thể đực gấp 2 hoặc 3 lần, đơi khi tới vật 10 lần Muỗi đực tập trung ở một nơi riêng với số Do sự khác nhau về đặc điểm sinh lí và tập tính lượng nhiều hơn muỗi cái của con đực và con cái – muỗi đực không hút máu như muỗi cái. Muỗi đực tập trung ở một chỗ cịn muỗi cái bay khắp nơi tìm động vật hút máu TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.2. Nhóm tuổi: Tuổi sinh lí Tuổi sinh thái Tuổi quần thể TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa học của chỉ thị sinh học mơi trường 1. Khái qt về mơi trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể 1.1.2. Nhóm tuổi: Thành phần nhóm tuổi phụ thuộc vào lồi và điều kiện sống của mơi trường. Khi nguồn sống suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hay xảy ra dịch bệnh… thì các cá thể già và non chết nhiều hơn các cá thể thuộc nhóm tuổi trung bình Mục đích theo dõi nhóm tuổi: bảo vệ và khai thác tài ngun sinh vật có hiệu quả hơn. Ví dụ: khi đánh cá, nếu các mẻ lưới đều thu được số lượng cá lớn chiếm ưu thế về nghề đánh cá chưa khai thác hết tiềm năng; nếu chỉ thu được cá nhỏ về nghề cá đã khai thác q mức TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 4. Chỉ thị sinh hoc (Bioindicator) ̣ 4.3. Sinh vât tích t ̣ ụ (Bioaccumulator) Sinh vật nước có khả năng tích tụ chất gây ơ nhiễm trong mơ nên chúng dễ bị phát hiện. Tuy nhiên cần cho sống định cư để số liệu đủ tin cậy. VD: điển hình rêu. Ngồi ra có tảo, cá và động vật khơng xương sống, tuy nhiên chúng khơng định cư nên khó sử dụng. Phân tích mơ có tích lũy chất ơ nhiễm (kim loại nặng) dễ hơn nhiều phương pháp phân tích hóa học nước Tính chỉ thị mơi trường của sinh vật dựa trên khả năng chống chịu của sinh vật với yếu tố phi sinh vật của mơi trường c ần bi ết đặc điểm sinh thái lồi và nhu cầu sinh thái của lồi đó Tính chỉ thị thể hiện ở các bậc khác nhau: cá thể, quần thể, nhóm lồi, quần xã: Cấu TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 5. Một số tiêu chí chon lồi sinh vât ch ̣ ̣ ỉ thị TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị • • • • • Ví dụ: Đồng bằng Sơng Cửu Long Sự hiện diện của cây Dừa nước (Nipa fruiticans) v ùng thấp, ngập triều, nước bị nhiễm mặn một khoảng thời gian trong năm. Sự hiện diện cây Bần (Sonneratia spp.) v ùng ven sơng, nhiễm mặn nhẹ Sự hiện diện cây Đước (Rhyzophora spp.) v ùng bãi lầy, thấp, nhiễm mặn trung bình đến cao Sự hiện diện cây Mắm (Avicennia spp.) v ùng bãi bồi, độ mặn cao quanh năm; Sự hiện diện cây Chà là nước (Phoenix paludosa) v ùng đấư t cao nh? ng nhiễm mặn TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.1. Hình thức thích nghi Thích nghi hình thái, thích nghi di truyền Trốn chạy khỏi mơi trường TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.2. Thích nghi hình thái Phản ứng thích nghi nhanh trong một khoảng thời gian khi có sự biến đổi của mơi trường Biên độ dao động phụ thuộc vào mức độ tác động của mơi trường và tính chất di truyền của sinh vật Ví dụ về thích nghi hình thái: + Nhiệt độ cao: cây tích đường và muối, có khả năng giữ nước để giữ khơng bị co ngun sinh chất nước và thốt hơi nước mạnh; động vật tăng thốt nhiệt, giãn mạch ngoại vi + Nhiệt độ thấp: thực vật rụng lá, động vật co mạch, lơng, mỡ dày lên, có phản TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 6. Đặc điểm của sinh vât ch ̣ ỉ thị 6.3. Thích nghi di truyền Hình thành các đặc điểm cơ thể khơng phụ thuộc vào sự xuất hiện các yếu tố mơi trường Tăng khả năng chịu đựng của sinh vật bằng các biến đổi sinh lý, sinh hóa, hình thái… để sẵn sàng đối phó với sự biến đổi mơi trường VD: sự hình thành cơ chế điều hồ nhiệt độ, cơ quan hơ hấp trong, cấu trúc hoa quả.Biến động về số lượng: chủ yếu thơng qua mối quan hệ dinh dưỡng TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 7. Dấu hiệu sinh học (Biomarker) Thể hiện sự phản ứng sinh học của sinh vật đối với tác động lý hóa của chất ơ nhiễm mơi trường 7.1.Dấu hiệu sinh lýsinh hóa: Chỉ số liên quan đến khả năng sống sót, sinh trưởng của cá thể như: chỉ số ăn mồi; tiêu hóa; hơ hấp hoặc liên quan đến sinh sản của quần thể (sinh trưởng, tỷ lệ sống của ấu trùng) 7.2.Dấu hiệu sinh thái Thể hiện sự biến đổi cấu trúc quần thể/quần xã do tác động của chất ơ nhiễm: Chỉ số thiếu hụt số lồi; chỉ số đa dạng sinh học; Chỉ số lồi ưu thế TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 8.Chỉ số sinh hoc (Biotic indices) ̣ q Các chỉ số dùng để quan trắc chất lượng nước trên cơ sở các lồi chỉ thị và mức độ mẫn cảm của các lồi chỉ thị đối với sự ơ nhiễm mơi trường. Ví dụ cân trọng lượng các lồi mẫn cảm nhất đối với ơ nhiễm hữu cơ q Số lượng nhóm lồi sinh vật với sự hiện diện hay vắng mặt của một số lồi chỉ thị được dùng để tính tốn chỉ số TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 9.Chỉ số đa dạng sinh hoc (Biodiversity indices) ̣ q Chỉ số đa dạng biểu thị độ phong phú lồi trong mơi trường đã chọn ở dạng giá trị đơn lồi. q Dùng để đánh giá 3 khía cạnh của cấu trúc quần thể: • Số lượng lồi hoặc độ phong phú lồi (species abundance pattern) • Tổng lượng sinh vật của mỗi lồi có mặt hoặc độ phong phú • Tính đồng nhất phân bố các cá thể giữa các lồi khác nhau hoặc tính đồng đều TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 10. Chỉ thị hình thái và mơ Sức ép mơi trường tạo ra những thay đổi mơ hoặc hình thái cảu sinh vật Thực vật có thể bị hư hại như lá bị vàng, bị đốm hoặc hoại sinh Tác động của mưa acid lên thực vật: TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 10. Chỉ thị hình thái và mơ Tác động Lồi cây Cây lá kim Lá kim có màu vàng Rụng lá kim Tuổi thọ lá giảm Cành cây biến dạng Đỉnh tán cây héo và chết Hư hại vỏ cây Cây lá rộng Hư hại rễ Phai màu lá Lá biến dạng Lá già chết sớm Đỉnh tán cây héo dần và chết Hư hại vỏ cây TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 11. Sinh vật thăm dị và cảnh báo (Detector and sentinel organisms) Thực vật mẫn cảm được sử dụng để phát hiện một số chất gây ơ nhiễm khơng khí. Ví dụ cây thuốc lá Nicotiana tabaccum rất mẫn cảm với ozon Động vật dễ mắc bệnh lở lt, bướu, viêm tấy, hoại tử,… do nhiễm các chất ơ nhiễm TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 12. Vai trị của chỉ thị sinh học trong đánh giá mơi trường Sự thiếu hoặc thừa dinh dưỡng, có chất ơ nhiễm trong mơi trường, gây ảnh hưởng lớn đến tình trạng sinh trưởng và sức sản xuất của thực vật làm trên lá thực vật xuất hiện những dấu hiệu bất thường: cây cịi cọc, vàng lá, màu tía, mất màu, hoại tử … Dựa vào những dấu hiệu nêu trên ở thực vật cho phép đánh giá nhanh, rẻ tiền và hiệu quả hơn về những chất gây ơ nhiễm ở các nồng độ khác nhau so với các phương pháp hiện đại khác.Trong những trường hợp cần thiết, bổ sung phương pháp phân tích đất, nước và thực vật. Cịn đối với những chun gia chỉ thị sinh học mơi trường khơng nhất thiết phải tiến hành phân tích thêm. Trong nhiều trường hợp dung chỉ thị sinh học mơi trường cịn là bước khởi đầu cho việc sử dụng hiệu quả các phương pháp nghiên cứu và đánh giá mơi trường khác.Đặc biệt khai thác khả năng tích tụ các chất ơ nhiễm và tác động tổng hợp của các yếu tố mơi trường lên các sinh vật tích tụ làm cho chỉ thị sinh học mơi trường là chỉ dẫn quan trọng cho việc thực hiện các phương pháp lý – hóa học TỔNG QUAN VỀ CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG II. Các khái niệm cơ bản 13. Vai trị của chỉ thị sinh học trong xử lý ơ nhiễm mơi trường Xử lý mơi trường bị ơ nhiễm là một q trình phức tạp ( cơng nghệ, hiểu biết sâu về cơ chế hấp phụ, chun hóa …chi phí rất cao ).Trong khi đó khả năng làm sạch mơi trường đất và nước bị ơ nhiễm ( bởi kim loại, chất hữu cơ, thuốc sung và các chất phóng xạ ) bằng thực vật đang được coi như một loại cơng nghệ mới, đơn giản và rất hiệu quả.Hiện nay vấn đề ơ nhiễm KLN và các hóa chất nguy hại khác đối với mơi trường đất, nước đang phổ biến.Có nhiều phương pháp xử lý ơ nhiễm KLN trong đất ( đào đất ơ nhiễm đi chon lấp chỗ khác, rửa đất, cố định các chất ơ nhiễm, xử lý nhiệt … ) nhưng các phương pháp trên đều rất tốn kém kinh phí, giới hạn về kĩ thuật và hạn chế về diện tích.Do đó, phương pháp sử dụng thực vật để xử lý ơ nhiễm KLN trong đất, nước được quan tâm đặc biệt bởi kĩ thuật đơn giản, chi phí đầu tư rất thấp, an tồn và thân thiện với mơi trường vực: vĩ độ, kinh độ, độ dốc, độ cao, khoảng cách từ nguồn, chiều rộng và độ sâu trung bình, nền đáy và độ kiềm có thể ảnh hưởng lên quần xã sinh vật đáy làm cho kết quả ... TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 1. Khái qt? ?về? ?mơi? ?trường Ví dụ? ?về? ?quần thể TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường. .. TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 2. Quần xã TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 2. Quần xã Đặc trưng của quần xã... thay đổi tuỳ từng lồi, từng thời gian, tuỳ điều kiện sống, mùa? ?sinh? ?sản,? ?sinh? ? lí và tập tính của? ?sinh? ?vật TỔNG? ?QUAN? ?VỀ CHỈ THỊ? ?SINH? ?HỌC MƠI TRƯỜNG I. Cơ sở khoa? ?học? ?của? ?chỉ? ?thị? ?sinh? ?học? ?mơi? ?trường 1. Khái qt? ?về? ?mơi? ?trường 1.1. Các đặc trưng của quần thể