zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường - TS Dương Thanh Hà

Chia sẻ: Đặng Ngọc Cường | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Báo xấu

131
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học của TS Dương Thanh Hà giúp sinh viên nắm được các khái niệm về sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học.Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của cuộc sống trái đất, là hàng triệu loài động vật, thực vật và vi sinh vật cùng tồn tại trong một môi trường sống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường - TS Dương Thanh Hà

Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Phần 1. SINH HỌC BẢO TỒN VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC • Khái niệm về đa dạng sinh học Theo định nghĩa của Quỹ Quốc tế về Bảo tồn Thiên nhiên (World Wildlife Fund) thì đa dạng sinh học là “sự phồn thịnh của cuộc sống trên trái đất, là hàng tri ệu loài đ ộng vật, thực vật và vi sinh vật, là những nguồn gen của chúng và là các h ệ sinh thái ph ức t ạp cùng tồn tại trong môi trường sống”. Như thế, đa dạng sinh học cần phải được xem xét ở ba mức độ. Đa d ạng sinh h ọc ở mức độ loài bao gồm tất cả sinh vật trên trái đất từ vi khuẩn đến các loài động vật, thực vật và nấm. Ở mức nhỏ hơn, đa dạng sinh học bao gồm sự khác biệt v ề gen gi ữa các loài, khác biệt về gen giữa các quần thể cách ly nhau về địa lý cũng như khác bi ệt gi ữa các cá thể cùng chung sống trong một quần thể. Đa dạng sinh học cũng bao gồm s ự khác bi ệt trong các quần xã sinh học nơi các loài đang sinh sống, các h ệ sinh thái trong đó các qu ần xã tồn tại và cả sự khác biệt của các mối tương tác giữa chúng với nhau. 1. Đa dạng loài. Đa dạng loài bao gồm tất cả loài trên trái đất. Mỗi loài th ường đ ược xác đ ịnh theo m ột trong hai cách. Thứ nhất, một loài được xác định là một nhóm các cá thể có những đặc tính hình thái, sinh lý, sinh hoá đặc trưng khác bi ệt với những nhóm cá th ể khác (đ ịnh nghĩa v ề hình thái của loài). Thứ hai là một loài có thể được phân biệt nh ư là m ột nhóm cá th ể có thể giao phối giữa chúng với nhau để sinh sản thế hệ con cái h ữu th ụ và không th ể giao phối sinh sản với các cá thể của các nhóm khác (định nghĩa về sinh học của loài). 2. Đa dạng di truyền Thể hiện sự sai khác về di truyền giữa các cá thể trong m ột quần thể và gi ữa các quần thể với nhau. Đa dạng di truyền trong nội bộ loài thường là kết quả của tập tính sinh sản c ủa các cá thể trong quần thể. Một quần thể là một nhóm các cá thể giao phối v ới nhau và sản sinh ra con cái hữu thụ. Một loài có thể có m ột hay vài qu ần th ể khác nhau. M ột qu ần thể có thể chỉ gồm một số ít cá thể hay có thể có hàng triệu cá thể. Các cá thể trong một quần thể thường rất khác nhau về m ặt di truyền. S ự đa d ạng về bộ gen có được do các cá thể có các gen khác nhau, gen là m ột đ ơn v ị di truy ền cùng với những chromosome được đặc trưng bởi những protein đ ặc bi ệt. Các d ạng khác nhau của gen được gọi là allen và những sự khác biệt nảy sinh qua đ ột bi ến, là nh ững s ự thay đổi xảy ra trong DNA, đơn vị cấu thành nhiễm sắc th ể c ủa cá th ể. S ự khác bi ệt c ủa các allen trong gen có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh lý của các cá thể một cách khác nhau. Tổng số các sắp xếp của gen và allen trong quần thể được coi là qu ỹ gen (gene pool), trong khi một tổ hợp nào đấy của gen và allen trong bất kỳ cá th ể nào thì đ ược g ọi là kiểu di truyền (genotype). Kiểu hình (phenotype) của m ột cá thể nói lên các đặc đi ểm về hình thái, sinh lý, sinh hoá là kết quả c ủa biểu hiện ki ểu gen trong m ột môi tr ường nhất định. Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Sai khác di truyền cho phép các cá thể thích ứng với những thay đ ổi c ủa môi trường. Nhìn chung, các loài quí hiếm ít có sự đa dạng di truyền h ơn các loài có phân b ố rộng và kết quả là chúng dễ bị tuyệt chủng hơn khi điều kiện môi trường thay đổi 3. Đa dạng quần xã và hệ sinh thái Đa dạng về hệ sinh thái là thước đo sự phong phú về sinh cảnh, nơi ở, tổ sinh thái và các hệ sinh thái ở các cấp độ khác nhau. Sự đa dạng này được phản ảnh quan tr ọng nhất bởi sự đa dạng về sinh cảnh (biotops), các quần xã sinh vật và các quá trình sinh thái trong sinh quyển. Môi trường vật lý, đặc biệt là vòng tuần hoàn năm của nhiệt đ ộ và l ượng m ưa, ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc điểm của quần xã sinh học, quyết định địa đi ểm đó sẽ là rừng, đồng cỏ, sa mạc hay đất ngập n ước. Quần xã sinh vật cũng có th ể bi ến đ ổi tính chất vật lý của hệ sinh thái. Trong một quần xã sinh học, mỗi loài sử dụng m ột nhóm tài nguyên nh ất đ ịnh, t ạo thành tổ sinh thái của loài đó. Tổ sinh thái cho m ột loài th ực vật có th ể bao g ồm lo ại đ ất mà loài đó sống, lượng ánh sáng mặt trời và độ ẩm mà loài đó c ần, ki ểu h ệ th ống th ụ phấn và cơ chế phát tán của hạt,... Tổ sinh thái của m ột loài đ ộng v ật có th ể bao g ồm kiểu nơi sinh sống của loài, biên độ nhiệt độ mà loài đó có th ể s ống đ ược, các lo ại th ực phẩm và lượng nước mà chúng cần,... Bất cứ thành phần nào c ủa t ổ sinh thái đ ều là nguồn tài nguyên có giới hạn và do đó có ảnh hưởng đến giới hạn kích thước c ủa qu ần thể • Những giá trị của đa dạng sinh học 1. Những giá trị kinh tế trực tiếp 1.1. Giá trị cho tiêu thụ: 1.2. Giá trị sử dụng cho sản xuất: 2. Những giá trị kinh tế gián tiếp 2.1. Giá trị sử dụng không cho tiêu thụ: Khả năng sản xuất của hệ sinh thái, Bảo vệ tài nguyên đất và nước, Đi ều hoà khí hậu, Phân huỷ các chất thải, Những mối quan hệ gi ữa các loài, Ngh ỉ ngơi và du l ịch sinh thái, Giá trị giáo dục và khoa học, Quan trắc môi trường: 2.2. Giá trị lựa chọn 2.3. Giá trị tồn tại 2.4. Những khía cạnh mang tính đạo đức Mỗi một loài đều có quyền tồn tại, Tất c ả các loài đ ều quan h ệ v ới nha, Con người phải sống trong một giới hạn sinh thái như các loài khác, Con ng ười ph ải ch ịu trách nhiệm như những người quản lý trái đất, Sự tôn trọng cuộc sống con người và sự đa dạng văn hoá phải được đặt ngang tầm với sự tôn trong đa dạng sinh học, Thiên nhiên có nh ững giá trị tinh thần và thẩm mỹ vượt xa giá trị kinh tế của nó, Đa d ạng sinh h ọc là c ốt lõi đ ế xác định nguồn gốc sự sống: • Tóm tắt nội dung: Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Sinh học bảo tồn là tổng hợp tri thức của nhiều ngành khoa h ọc, nghiên c ứu các khía cạnh của khủng hoảng, xáo trộn về đa dạng sinh học. M ục tiêu là h ạn ch ế s ự mát mát đa dạng sinh học, đặc biệt là sự tuyệt chủng của các loài, s ự m ất mát các ngu ồn gen và hạn chế sự suy thoái các hệ sinh thái. Sự đa dạng sinh học trên trái đ ất bao gồm t ất c ả các loài sinh vật trên trái đất từ vi khuẩn đến các loài động vật, thực vật và n ấm, sự đa dạng về di truyền tồn tại giữa các cá thể của loài, các qu ần xã trong đó các loài t ồn t ại và những sự tương tác của các quần xã trong hệ sinh thái với môi tr ường v ật lý và hóa h ọc xung quanh. Lượng tính đa dạng sinh học cũng được sử dụng như là một phương th ức đ ể so sánh sự đa dạng tổng thể của các quần xã khác nhau. Số lượng loài trong m ột quần xã hay hệ sinh thái thường được mô tả là đa dạng. Khái niệm đa d ạng đ ề c ập đ ến m ức đ ộ dao động thành phần loài khi các điều kiện môi trường thay đổi như thế nào. Đa dạng áp dụng đối với một vùng địa lý rộng lớn gồm nhiều sinh cảnh. Có nhiều phương th ức khác nhau để định lượng đa dạng sinh học, tuy vậy, độ phong phú về loài (đa dạng )là chỉ số thông dụng nhất để diễn tả đa dạng sinh học. Vùng nhiệt đới có tính đa dạng sinh học cao nhất với rất nhiều loài sinh s ống trong các rừng nhiệt đới, các dãi san hô, các sông hồ và đáy biển sâu. Phần l ớn số loài hi ện nay trên thế giới còn chưa được biết đến, chưa được đặt tên. Các thành phần của đa dạng sinh học có thể cho những sản phẩm có giá tr ị kinh t ế trực tiếp phục vụ lợi ích của loài người hay những giá trị kinh tế gián ti ếp mà không ph ải khai thác hay hủy hoại nguồn tài nguyên đa dạng sinh học. Giá trị trực tiếp có thể chia thành hai loại: giá tr ị tiêu th ụ và giá tr ị s ản xu ất. Giá tr ị tiêu thụ bao gồm các sản phẩm tiêu dùng cho cuộc sống hàng ngày như c ủi đ ốt và các lo ại sản phẩm khác và không xuất hiện ở thị trường trong nước và quốc tế. Giá tr ị sản xu ất là giá bán cho các sản phẩm thu lượm được từ thiên nhiên trên thị tr ường nh ư gỗ, m ột s ố sản phẩm ngoài gỗ, các loài hoang dã cung cấp dược phẩm. Giá trị gián tiếp của đa dạng sinh học bao gồm những giá trị không cho tiêu thụ như năng suất của hệ sinh thái, chức năng bảo vệ nguồn tài nguyên đất và n ước, m ối t ương tác qua lại giữa các loài hoang dã, cây trồng và điều hòa khí hậu. Đa dạng sinh h ọc là m ột phần của cơ sở xây dựng ngành du lịch sinh thái và ngh ỉ ngơi. Đa d ạng sinh h ọc cũng có tiềm năng cung cấp những giá trị khác chưa phát hi ện nh ưng có th ể mang l ại l ợi ích cho tương lai của xã hội loài người. Đa dạng sinh học cong có giá trị c ủa ự tồn tại thê rhi ện trên kho ản ti ền mà con người sẵn sàng trả để có thể bảo tồn đa dạng sinh học. Bảo tồn đa dạng sinh h ọc cũng có thể dựa trên các nền tảng về đạo đức cũng như kinh tế. Một trong nh ững quan ni ệm đ ạo đức lớn là mỗi loài đều có quyền tồn tại. Con người không có quyền tiêu di ệt các loài mà ngược lại phải nỗ lực hành động nhằm bảo vệ các loài. Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Phần 2. NHỮNG MỐI ĐE DỌA ĐỐI VỚI ĐA DẠNG SINH HỌC • Sự tuyệt chủng 1. Khái niệm về tuyệt chủng Khái niệm tuyệt chủng có rất nhiều ý nghĩa và khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh cụ thể. Một loài bị coi là tuyệt chủng (extinct) khi không còn m ột cá th ể nào c ủa loài đó còn sống sót tại bất kỳ nơi nào trên thế giới. Nếu như một số cá thể của loài còn sót lại chỉ nhờ vào sự kiểm soát, chăm sóc, nuôi dưỡng của con người, thì loài này đ ược coi là đã bị tuyệt chủng trong thiên nhiên hoang dã (extinct in the wild). Trong hai tr ường h ợp trên, các loài có thể coi như bị tuyệt chủng trên phạm vi toàn cầu (globally extinct). Một loài bị coi là tuyệt chủng cục bộ (locally extinct) n ếu nh ư chúng không còn sống sót tại nơi chúng đã từng sinh sống, nhưng người ta v ẫn còn tìm th ấy chúng t ại những nơi khác trong thiên nhiên. Một số nhà sinh học sử dụng cụm từ loài bị tuyệt chủng về phương di ện sinh thái học (ecologically extinct), điều đó có nghĩa là số lượng cá thể loài còn lại ít đ ến n ổi tác dụng của nó không có chút ý nghĩa nào đến những loài khác trong quần xã. 1.1. Tuyệt chủng là một quá trình tự nhiên Sự tuyệt chủng loài xảy ra thậm chí không bắt nguồn từ những xáo động to lớn. Lý thuyết tiến hóa nói rõ rằng một loài có thể bị dồn vào tuyệt chủng do không c ạnh tranh nổi với một loài khác hay do bị ăn thịt. Một loài có thể tiến hóa t ừ m ột loài khác đ ể đáp ứng với những thay đổi của môi trường hay là do sự thay đ ổi ngẫu nhiên c ủa qu ỹ gen. Hiện tại chúng ta cũng không biết đầy đủ những nhân tố xác đ ịnh s ự ph ồn th ịnh hay suy thoái của một loài, nhưng ít nhất chúng ta có th ể khẳng đ ịnh r ằng s ự tuy ệt ch ủng là m ột hiện tượng nằm trong chu trình vận động của tự nhiên tương tự như sự hình thành loài. Nếu tuyệt chủng là một phần trong các quá trình tự nhiên, thì t ại sao l ại ph ải suy nghĩ và quan tâm nhiều đến chuyện mất mát các loài. Câu tr ả lời n ằm trong m ối t ương quan về sự tuyệt chủng và hình thành loài. Sự hình thành loài là m ột quá trình di ễn ra r ất chậm, qua sự tích luỹ dần các đột biến và những sự chuyển đ ổi các allen qua c ả hàng chục ngàn năm thậm chí cả hàng triệu năm. Theo Kirchner và c ộng s ự (2001), trung bình trái đất cần khoảng 10 triệu năm để hồi phục sự đa dạng từ những tuyệt ch ủng mang tính toàn cầu. Nếu tốc độ của việc hình thành loài tương đ ương hay v ượt quá t ốc đ ộ tuy ệt chủng, sự đa dạng sinh học được duy trì hay tăng lên. Trong lịch sử các thời kỳ địa chất, đa dạng sinh học tương đối ổn định nhờ sự cân bằng gi ữa sự hình thành loài m ới và s ự tuy ệt diệt loài cũ. Tuy nhiên trong những khoảng thời gian ngắn h ơn, t ốc đ ộ đa d ạng hóa kém hơn nhiều so với tốc độ tuyệt chủng. Điều đó có nghĩa là sự ti ến hóa c ủa sinh gi ới s ẽ không theo kịp với những sự tuyệt chủng nhanh chóng. 1.2. Tuyệt chủng do con người gây ra Tác động dễ nhận thấy đầu tiên về hoạt động của con người vào t ỷ l ệ tuyệt chủng có thể thấy vào sự sa sút các loài thú lớn ở Australia và Nam, B ắc M ỹ vào th ời gian mà con người bắt đầu thống trị hai lục địa này từ hàng ngàn năm trước. Ch ỉ một th ời gian ngắn sau khi con người đặt chân đến, 74% đến 86% các loài thú l ớn, có tr ọng l ượng h ơn Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường 40 kg, trong các vùng này bị tuyệt chủng. Nguyên nhân trực tiếp của sự tuyệt chủng này có thể là do săn bắn, và nguyên nhân gián tiếp là do đốt rừng và khai hoang. 2. Nguyên nhân của tuyệt chủng Mối nguy hại chính ảnh hưởng đến đa dạng sinh h ọc có liên quan đ ến các ho ạt động của con người là: phá hủy, chia cách, làm suy thoái (k ể c ả ô nhi ễm) n ơi sinh s ống; khai thác quá mức các loài phục vụ cho các m ục đích sử d ụng c ủa loài ng ười; du nh ập các loài ngoại lai và gia tăng các dịch bệnh. Hầu hết các loài b ị đe d ọa ch ịu ảnh h ưởng c ủa ít nhất là hai trong số các yếu tố nói trên, những yếu tố này làm cho s ự tuy ệt ch ủng s ẽ ti ếp diễn nhanh hơn, bất chấp mọi cố gắng nhằm bảo vệ loài. Các m ối hi ểm ho ạ đe d ọa đa dạng sinh học nêu ở trên gây ra do việc sử dụng, khai thác tài nguyên ngày càng tăng và mức tăng dân số quá nhanh của loài người. 2.1. Sự phá hủy những nơi cư trú Các rừng mưa bị đe dọa, Sa mạc hóa 2.2. Các nơi cư trú bị chia cắt manh mún và cách ly 2.3. Nơi cư trú bị phá hủy và ô nhiễm Cho dù nơi sinh sống không bị ảnh hưởng m ột cách trực tiếp do vi ệc phá h ủy hay chia cắt, nhưng các quần xã và các sinh vật sống trong đó có th ể b ị ảnh h ưởng sâu s ắc do các hoạt động khác của con người. Dạng nguy hi ểm nhất c ủa phá h ủy môi tr ường là s ự ô nhiễm. Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng này là do thuốc tr ừ sâu, hóa ch ất và các ch ất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt của con người và các ô nhiễm gây ra bởi các nhà máy ô tô, cũng như các trầm tích lắng đọng do sự xói mòn đất từ các vùng cao, sườn núi. - Ô nhiễm do thuốc trừ sâu - Ô nhiễm nước: - Ô nhiễm không khí: các hoạt động của con người làm thay đ ổi và làm ô nhi ễm bầu không khí của trái đất. Các dạng ô nhiễm không khí như: Mưa axit: các nền công nghiệp như luyện thép, các nhà máy nhiệt đi ện sử d ụng nhiên liệu là than hay dầu đã thải ra một lượng lớn các khí NOx, SOx vào không khí, các khí này khi gặp hơi nước trong không khí sẽ tạo ra axit nitric và axit sulfuric. Các axit này liên kết với những đám mây và khi tạo thành mưa đã làm giảm độ pH của n ước m ưa xuống rất thấp. Mưa axit sẽ làm giảm độ pH của đất và của nước trong các h ồ, ao, sông suối trên lục địa. Mưa axit đã tiêu diệt nhiều loài động và thực vật. Do độ axit c ủa các h ồ ao tăng lên, nhiều cá con của nhiều loài cá và c ả những con cá tr ưởng thành cũng b ị ch ết. Độ axit tăng và nước bị ô nhiễm là nguyên nhân chính làm suy gi ảm đáng kể các quần th ể động vật lưỡng cư trên thế giới. Đối với phần lớn các loài động vật lưỡng c ư, ít nhất m ột phần trong chu kỳ sống của chúng phụ thuộc vào môi trường n ước, đ ộ pH c ủa n ước gi ảm làm cho tỷ lệ trứng và ấu trùng bị chết tăng cao. Sương mù quang hoá: Xe ô tô, các nhà máy điện và các ho ạt đ ộng công nghi ệp th ải ra các khí hydrocacbon, khí NO. Dưới ánh sáng m ặt tr ời, các ch ất này tác d ụng v ới khí quyển và tạo ra khí ozon và các chất phụ phẩm khác, tất c ả khí này đ ược gọi chung là sương mù quang hóa (photo-chemical smog). Nồng độ ozon cao ở t ầng khí quy ển g ần m ặt đất sẽ giết chết các mô thực vật, làm cho cây dễ bị tổn thương, làm hại đến các quần xã sinh học, giảm năng suất nông nghiệp. Các quần xã sinh học trên toàn c ầu cũng có th ể b ị Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường phá hủy hay bị thay đổi do các hợp chất chứa nitơ trong không khí theo m ưa và b ụi l ắng đọng tự do và do đó có thể ảnh hưởng đến nguồn sản xuất lương thực và thực phẩm. Các kim loại độc hại: xăng có chứa chì, các hoạt động khai m ỏ, luyện kim và các hoạt động công nghiệp khác thải ra một lượng lớn chì, thi ếc và nhiều lo ại kim lo ại đ ộc hại khác vào khí quyển. Các hợp chất này trực ti ếp gây độc cho cu ộc sống c ủa đ ộng và thực vật. - Sự thay đổi khí hậu toàn cầu: - Sự du nhập các loài ngoại lai - Sự tuyệt chủng hàng loạt (mass extinction) • Các loài dễ bị tuyệt chủng Khi môi trường suy thoái do hoạt động của con người, quần thể c ủa các loài s ẽ b ị giảm về số lượng, một số loài sẽ bị tuyệt chủng. Các nhà sinh thái h ọc đã nghiên c ứu kiểm chứng và thấy rằng không phải tất cả các loài đ ều có m ức đ ộ d ễ tuy ệt ch ủng nh ư nhau; một số nhóm loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng. Các loài này rất cần được theo dõi cẩn thận và phải được quản lý với những nổ lực nhằm bảo tồn chúng. Các loài đặc bi ệt d ễ tuyệt chủng thường nằm trong các nhóm loài sau đây: 1. Các loài có vùng phân bố địa lý hẹp 2. Các loài chỉ tồn tại với một hay vài quần thể 3. Các loài có kích thước quần thể nhỏ 4. Các loài có quần thể đang suy giảm về số lượng 5. Các loài có mật độ quần thể thấp. 6. Các loài cần một vùng cư trú rộng lớn 7. Các loài có kích thước cơ thể lớn 8. Các loài không có khả năng di chuyển tốt 9. Các loài di cư theo mùa 10. Các loài ít có tính biến dị di truyền 11. Các loài với nơi sống đặc trưng 12. Các loài đặc trưng tìm thấy ở môi trường ổn định 13. Các loài sống thành bầy đàn 14. Các loài là đối tượng săn bắn và hái lượm của con người Các đặc điểm trên đây của các loài có xu hướng dễ bị tuyệt chủng không ph ải là những đặc điểm riêng biệt, chúng thường có xu hướng tạo thành từng nhóm đặc đi ểm. Ví dụ, các loài kích thước cơ thể lớn thường có mật độ quần thể thấp và địa bàn rộng - nghĩa là có tất cả các đặc điểm của một loài có xu hướng dễ bị dẫn đến tuyệt chủng. Bằng cách xác định các đặc điểm làm loài dễ bị dẫn đến tuyệt chủng, các nhà sinh h ọc bảo t ồn có thể dự tính được những việc làm cần thiết nhằm quản lý các loài dễ bị tuyệt chủng. • Tóm tắt nội dung: Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Khái niệm tuyệt chủng có rất nhiều ý nghĩa và khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh cụ thể. Sự tuyệt chủng có thể ở phạm vi toàn cầu (globally extinct), c ục b ộ (locally extinct) hay tuyệt chủng về phương diện sinh thái (ecologically extinct). Ho ạt đ ộng c ủa con người đã làm cho nhiều loài tuyệt chủng. Hơn 99% những loài tuyệt ch ủng th ời c ận đại là do con người. Nguy cơ lớn nhất đe dọa đa dạng sinh học là việc m ất n ơi c ư trú. Các n ơi c ư trú đặc biệt đang bị hủy hoại là các khu rừng mưa, rừng khô nhi ệt đ ới, các vùng đ ất ng ập nước, các vùng đồng cỏ ôn đới, rừng ngập mặn và các rạn san hô. Nơi cư trú bị chia cắt là quá trình mà nơi cư trú là khu v ực r ộng l ớn, liên t ục b ị giảm về diện tích hay bị xé lẻ ra làm hai hay nhiều phần nh ỏ. Hậu qu ả là làm cho các loài dễ bị mất mát nhanh chóng do tạo ra những rào chắn ngăn c ản s ự phát tán, đ ịnh c ư và kiếm mồi của động vật. Ô nhiễm môi trường làm cho nhiều loài không thể tồn tại n ơi sinh sống c ủa mình. Ô nhiễm môi trường bao gồm sử dụng quá mức thuốc trừ sâu, các chất thải công nghi ệp, phân bón hóa học; và ô nhiễm không khí gây ra m ưa axit, lắng đ ọng nit ơ, s ương mù quang hóa và khí ozôn. Việc khai thác quá mức là nguyên nhân thứ hai sau nguyên nhân m ất n ơi c ư trú và là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn các loài đến tuyệt chủng. Các hoạt động của con người là nguyên nhân du nhập hàng ngàn loài đ ến nh ững vùng đất mới trên toàn thế giới. Một số loài du nhập nhanh chóng phát triển và có tác động xấu đến các loài bản địa. Dịch bệnh và ký sinh thường gia tăng khi các loài động v ật b ị nuôi nh ốt trong những khu bảo tồn thiên nhiên và không thể di chuyển, đi lại trong m ột đ ịa bàn r ộng l ớn. Các loại bệnh dịch này có thể là nguy cơ đe dọa đối với một số loài quí hiếm. Có 5 thời kỳ tuyệt chủng hàng loạt xảy ra trong quá kh ứ do các nguyên nhân t ừ thiên nhiên như biến động mức nước biển, hoạt động của núi lửa, thiên thạch và thay đ ổi khí hậu. Các thời ký tuyệt chủng này kéo dài trong th ời gian 350 tri ệu năm, gây ra nh ững mất mát nặng nề về số lượng trong các bậc phân loại. Tuyệt chủng hàng loạt trong giai đoạn hiện nay, hay còn gọi là tuyệt ch ủng hàng loạt thứ 6, xảy ra từ hơn 1 triệu năm trước. So với các sự kiện tuyệt ch ủng hàng lo ạt x ảy ra trong quá khứ thì tuyệt chủng hàng loạt trong giai đo ạn hiện nay xảy ra rất nhanh và chủ yếu do con người. Khi môi trường suy thoái do hoạt động của con người, quần thể c ủa các loài s ẽ b ị giảm về số lượng, một số loài sẽ bị tuyệt chủng. Các loài động vật dễ bị tuyệt chủng có những đặc điểm như có vùng phân bố hẹp, có ít quần thể, các loài di c ư theo mùa, các loài có giá trị kinh tế đối với con người,... Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Phần 3. BẢO TỒN Ở CẤP QUẦN THỂ VÀ LOÀI • Những bất cập của quần thể nhỏ Một loài đặc biệt dễ bị tuyệt chủng khi chỉ có một vài quần thể nhỏ. Khi kích thước quần thể giảm dưới mức nào đó do nơi ở bị mất, bị suy thoái, cắt đo ạn hay do b ị con người khai thác quá mức thì quần thể nhanh chóng thu nhỏ lại và đi đến tuyệt ch ủng. Sự tuyệt chủng nhanh chóng của các quần thể có kích thước nhỏ đã d ẫn đ ến khái ni ệm quần thể tối thiểu của một loài có thể sống được (minimum viable population - MVP), nói lên số lượng nhỏ nhất của các cá thể trong quần thể nào đó có khả năng t ồn t ại qua m ột quãng thời gian xác định. Theo Shaffer (1981) “Mỗi quần thể tối thiểu có thể sống được của b ất kỳ m ột loài nào là một quần thể cách ly nhỏ nhất có 99% cơ hội tiếp tục tồn tại trong su ốt 1.000 năm nữa, bất chấp những tác động không lường trước do thiên tai cũng như nh ững bi ến đ ộng về quần thể, môi trường và di truyền”. Điểm mấu chốt của MVP - quần th ể tối thi ểu có thể sống được - là căn cứ theo chỉ số này có thể dự tính số lượng cá th ể c ần thi ết để b ảo tồn một loài. Muốn có được một ước tính tương đối chính xác về quần thể tối thiểu có thể sống được của một loài (MVP) thì cần phải có m ột nghiên cứu c ụ th ể v ề đ ộng thái s ố lượng của quần thể và nghiên cứu phân tích đi ều ki ện môi tr ường n ơi c ư trú c ủa chúng. Một vài nhà khoa học đã khuyến nghị một nguyên tắc chung là c ố gắng b ảo v ệ 500 -1.000 cá thể cho các loài động vật có xương sống bởi vì con số này có v ẻ nh ư đ ủ đ ể b ảo t ồn s ự biến dị di truyền. Đối với những loài có độ dao động kích thước quần thể lớn, ví dụ như đối với một số loài động vật không xương sống và các loài cây hàng năm, thì người ta cho r ằng s ự b ảo tồn một quần thể gồm khoảng 10.000 cá thể sẽ là một chiến lược đem lại hiệu quả. Khi một loài đã có chỉ số quần thể tối thi ểu có thể sống đ ược thì có th ể ước tính được diện tích dao động tối thiểu (minimum dynamic area - MDA) cho loài đó. Ng ười ta đã ước tính được rằng, để bảo tồn những quần thể tối thi ểu của các loài thú c ần b ảo t ồn một diện tích vào khoảng từ 10.000 đến 100.000 ha. Các quần thể nhỏ dễ bị suy giảm nhanh về số lượng và bị tuyệt ch ủng c ục b ộ vì 3 nguyên nhân chính: những vấn đề về mặt di truyền; những dao động về số lượng qu ần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và t ỷ l ệ ch ết; và nh ững nhi ễu đ ộng môi trường do những biến đổi về sự bắt mồi, cạnh tranh, dịch bệnh, ngu ồn th ức ăn cũng như các rủi ro về thiên tai xảy ra bất thường như cháy, lũ lụt hay hạn hán. 1. Mất tính biến dị di truyền Tính biến dị di truyền có tầm quan trọng đặc biệt vì nó cho phép qu ần th ể sinh v ật thích nghi được với những biến đổi của môi trường. Biến dị di truyền xảy ra do các cá thể có những dạng gene khác nhau được gọi là allen. Trong các quần thể nhỏ, tần số xuất hiện của các allen có thể thay đ ổi m ột cách ngẫu nhiên từ thế hệ này sang thế hệ khác mà điều này lại tùy thuộc vào cá thể được giao phối. Quá trình trên gọi là sự phân ly gen (genetic drift). Khi m ột allen có t ần su ất xu ất Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường hiện thấp trong một quần thể nhỏ thì xác suất mất mát ngẫu nhiên trong từng th ế h ệ là đáng kể. Các quần thể nhỏ mà có sự phân ly di truyền thường mẫn cảm hơn với các ảnh hưởng có hại đến gen, ví dụ như sự suy thoái do giao phối n ội dòng, sự m ất tính m ềm dẻo tiến hóa (evolutionary flexibility) và sự suy thoái do giao ph ối xa. Nh ững y ếu t ố nêu trên có thể góp phần làm giảm kích thước quần thể và tăng xác suất loài bị tuyệt chủng. Suy thoái do giao phối nội dòng (inbreeding depression): Trong các qu ần th ể l ớn của hầu hết các loài động vật, các cá thể thường không giao ph ối v ới các cá th ể đ ồng huyết tộc gần mình. Sự giao phối nội dòng, ví dụ gi ữa cha m ẹ và con cái, cháu ch ắt hay sự tự thụ tinh ở các loài lưỡng tính thường sẽ gây nên sự suy thoái c ận dòng đ ược đặc trưng bởi việc ít con cái, hoặc con cái không khoẻ mạnh hay vô sinh. Một cách lý giải hợp lý nhất cho sự suy thoái do giao phối nội dòng là nó cho phép biểu hiện những allen nguy hại được di truyền lại từ cha mẹ. Suy thoái do giao phối xa (outbreeding depression): Khi m ột loài tr ở nên hi ếm hay nơi cư trú của nó bị hủy hoại thì sự giao phối xa - tức là giao ph ối khác loài - có th ể x ảy ra. Những cá thể không có khả năng tìm được những cá th ể cùng loài đ ể giao ph ối thì có thể giao phối với một loài họ hàng. Kết quả là con cái của chúng thường yếu hay b ất th ụ do thiếu sự tương đồng của các nhiễm sắc thể cũng như không có h ệ enzym thích h ợp được di truyền từ những cha mẹ khác loài. Hiện tượng đó được gọi là sự thoái hóa do giao phối xa. Sự suy thoái do giao phối xa cũng có thể là k ết qu ả c ủa s ự giao ph ối gi ữa các loài phụ hay giữa các quần thể của cùng một loài. Mất tính mềm dẻo tiến hóa: những allen hiếm và những tổ hợp allen bất th ường tuy chưa thể hiện ngay những ưu điểm của mình song rất có th ể l ại vô cùng thích h ợp trong những điều kiện môi trường trong tương lai. Sự suy thoái tính biến dị di truyền trong những quần thể cực nhỏ có thể sẽ hạn chế khả năng phản ứng của qu ần th ể v ới nh ững biến đổi dài hạn của môi trường. Một khi không có đủ tính bi ến d ị di truy ền, các loài có thể bị tuyệt diệt. Kích thước quần thể có hiệu quả (effective population size): c ần bao nhiêu cá th ể để có thể duy trì được tính đa dạng sinh học trong một quần thể? Franklin (1980) cho rằng 50 cá thể có thể là số lượng tối thiểu cần thiết để duy trì tính biến dị di truyền. Thông qua việc sử dụng các số liệu về tỷ lệ đột biến ở ruồi giấm Drosophila, Franklin đã gợi ý rằng, trong những quần thể có 500 cá thể, tỷ lệ biến dị di truyền m ới hình thành do đ ột bi ến có thể bằng với tính biến dị di truyền bị mất đi bởi kích thước nhỏ của quần thể. Dãi giá trị này được gọi là nguyên tắc 50/500, tức là các quần thể cách ly c ần ph ải có ít nh ất 50 cá thể và lý tưởng hơn là có 500 cá thể nhằm duy trì tính biến dị di truyền của quần thể đó. Nguyên tắc 50/500 không dễ áp dụng trong thực tế vì với gi ả thi ết rằng m ột quần thể là tập hợp của N cá thể trong đó tất cả các cá thể đều cùng có khả năng giao ph ối và sinh sản. Tuy nhiên, nhiều cá thể trong một quần thể lại không sinh s ản đ ược vì nh ững lý do như tuổi tác, sức khoẻ yếu, vô sinh, suy dinh dưỡng, cơ thể nhỏ bé hoặc do các c ấu trúc xã hội đã cản trở không cho một vài cá thể tìm ra “bạn đời” c ủa mình. Do nh ững yếu tố nêu trên nên kích thước quần thể có hiệu quả (Ne) của những cá thể trong đ ộ tu ổi sinh sản thường là nhỏ hơn kích thước thực của quần thể (actual population size). Vì t ỷ l ệ m ất tính biến dị di truyền là dựa vào kích thước quần thể có hiệu quả nên sự suy thoái tính biến dị có thể rất trầm trọng ngay cả khi kích thước thực tế của quần thể là khá lớn. Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường Một quần thể có kích thước hiệu quả nhỏ hơn kích thước thực tế có thể xuất hiện trong những điều kiện sau: Tỷ lệ giới tính không tương xứng: do ngẫu nhiên mà quần thể có th ể có t ỷ l ệ không tương xứng giữa con đực và con cái. Ví dụ, quần thể c ủa các loài đ ơn giao (monogamous) như loài ngỗng gồm 20 con đực và 6 con cái thì chỉ có 12 cá thể sẽ tham gia vào họat động giao phối. Trong trường hợp này, kích thước quần th ể có hi ệu qu ả là 12 chứ không phải là 26. Sự biến động về sản phẩm sinh sản: ở nhiều loài, số l ượng con non c ủa t ừng cá thể thường có sự khác nhau đáng kể. Điều này càng đúng hơn với thực vật mà trong đó một số cây chỉ có thể sinh ra một vài hạt trong khi đó có nh ững cây khác l ại sinh ra hàng ngàn hạt. Việc sinh ra một số con cái không đồng đều trong qu ần th ể s ẽ d ẫn đ ến s ự suy giảm đáng kể của Ne do một số ít cá thể trong thế hệ hi ện tại đã t ạo nên s ự không cân đối trong quỹ gen của thế hệ tiếp theo. Những dao động bất thường và những cản trở quần thể: đối với một số loài, kích thước quần thể dao động đáng kể từ thế hệ này sang thế hệ khác, làm cho kích th ước quần thể có hiệu quả sẽ dao động trong khoảng từ thấp nhất đến cao nhất. Như vậy chỉ cần một năm có sự suy giảm lớn về số lượng cá thể trong quần thể sẽ kéo theo sự gi ảm sút đáng kể của Ne. Nguyên tắc này kéo theo một hiện tượng gọi là c ản tr ở qu ần th ể (population bottleneck), khi một quần thể bị giảm kích thước nghiêm trọng thì nh ững allen hiếm trong quần thể sẽ bị mất đi nếu không có cá thể nào mang những allen này sống sót và sinh sản. Một loại cản trở đặc biệt thường gọi là hiệu ứng lập đàn (founder effect) sẽ xuất hiện khi một vài cá thể rời bỏ quần thể lớn để thành lập m ột qu ần th ể m ới. Qu ần thể mới này thường có ít tính biến dị di truyền so với quần thể lớn nguyên thủy. 2. Biến đổi về số lượng cá thể trong quần thể Trong điều kiện môi trường ổn định lý tưởng, một quần thể sẽ phát triển cho đến khi đạt mức cao nhất khả năng chịu tải của môi trường. Tới ngưỡng này, tỷ lệ sinh trung bình trên một cá thể là sẽ ngang bằng với tỷ lệ chết trung bình và s ẽ không có s ự thay đ ổi nào về kích thước của quần thể. Tuy nhiên, trong thực tế, các cá th ể c ủa m ột qu ần th ể thường không sinh ra một số lượng con cái trung bình mà ho ặc là không sinh s ản, ho ặc s ố con cái ít hơn bình quân, hoặc là nhiều hơn bình quân. Ch ừng nào kích th ước qu ần th ể còn lớn thì trị số trung bình sẽ cung cấp những chỉ số chính xác về hi ện trạng đang ti ếp di ễn trong quần thể. Tương tự, tỷ lệ chết trung bình trong m ột quần thể có th ể đ ược xác đ ịnh thông qua nghiên cứu một số lượng lớn các cá thể trong quần thể. Khi kích thước quần thể giảm dưới 50 cá thể, sự khác nhau ở m ỗi cá th ể v ề s ức sống được thể hiện bằng tỷ lệ sinh và tỷ lệ chết sẽ gây nên dao động kích th ước qu ần thể một cách ngẫu nhiên. Nếu kích thước quần thể dao động theo chi ều đi xuống trong một năm nào đó do tỷ lệ chết cao hơn và tỷ lệ sinh th ấp h ơn so v ới giá tr ị trung bình thì kết quả là quần thể bị thu nhỏ và sẽ trở nên mẫn cảm hơn so với những yếu tố biến động số lượng trong những năm tiếp theo. Những dao động ngẫu nhiên về kích th ước qu ần th ể theo chiều hướng tăng lên thì cuối cùng sẽ bị giới hạn bởi khả năng ch ịu t ải c ủa môi trường và sau đó quần thể lại dao động theo chiều đi xuống. Do vậy, m ỗi khi qu ần th ể b ị thu nhỏ lại do nơi cư trú bị phá hủy hay bị chia c ắt thì s ự bi ến đ ộng s ố l ượng qu ần th ể s ẽ trở thành một yếu tố quan trọng và quần thể đó rất dễ bị tuyệt chủng. Ở nhiều loài động vật, các quần thể nhỏ thường không ổn định do cấu trúc xã hội bị phá vỡ khi quần thể giảm xuống đến một mức nhất định nào đó. Các đàn đ ộng v ật ăn Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường cỏ hay các đàn chim có thể không có khả năng tìm kiếm thức ăn hay tự bảo vệ mình khi số lượng cá thể trong quần thể của chúng bị giảm xuống đến một mức nhất đ ịnh. Nh ững động vật săn bắt mồi theo bầy như chó hoang hay sư tử có thể c ần phải có m ột s ố l ượng cá thể nhất định nào đó thì mới săn mồi có hiệu quả. Rất nhiều qu ần th ể c ủa loài đ ộng vật sống trong những khu phân bố rộng lớn như gấu hay cá voi có th ể sẽ không tìm đ ược bạn đời cho mình một khi mật độ quần thể ở mức quá thấp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Allee (Allee effect). 3. Sự biến đổi môi trường và các thiên tai Những biến đổi ngẫu nhiên về môi trường sinh học và vật lý có th ể gây nên những biến đổi về cấu trúc quần thể của một loài. Qua các nỗ lực mô hình hoá do Menges (1992) và m ột số người khác th ực hi ện đã cho thấy sự biến đổi ngẫu nhiên về môi trường nói chung có ảnh h ưởng quan tr ọng h ơn so với sự biến động ngẫu nhiên về số lượng quần thể, làm gia tăng t ỷ l ệ tuy ệt ch ủng c ủa các quần thể cở vừa và nhỏ. Menges đã đưa các thông số bi ến đ ổi môi tr ường vào m ột s ố mô hình quần thể cây cọ. Trong trường hợp mô hình ch ỉ xem xét s ự bi ến đ ổi v ề s ố l ượng quần thể thì kết quả đã cho thấy với kích thước nhỏ nhất mà quần thể có th ể tồn t ại trong vòng 100 năm là 140 cá thể. Tuy nhiên, khi đ ưa thêm các y ếu t ố bi ến đ ổi các thông số môi trường vào thì giá trị này đã tăng lên 380 cá thể. 4. Những cơn lốc tuyệt chủng (Extinction vortices) ---------------- • Chiến lược bảo tồn chuyển vị 1. Vườn thú 2. Bể nuôi 3. Vườn thực vật và vườn ươm cây 4. Ngân hàng hạt giống - gen VII. Bảo tồn loài bằng pháp chế 1. Các bộ luật Quốc gia 2. Các thoả thuận Quốc tế • Tóm tắt nội dung: Các quần thể nhỏ có nguy tuyệt chủng hơn các quần thể có kích th ước l ớn. Kích thước quần thể tối thiểu của một loài có thể sống được chính là số lượng cá th ể c ần đ ủ để bảo đảm cho quần thể có khả năng sống sót cao trong tương lai gần. Các quần thể nhỏ dễ bị suy giảm nhanh về số lượng và bị tuyệt ch ủng c ục b ộ vì 3 nguyên nhân chính: những vấn đề về mặt di truyền; những dao động về số lượng qu ần thể do những biến động ngẫu nhiên trong tỷ lệ sinh và t ỷ l ệ ch ết; và nh ững nhi ễu đ ộng môi trường do những biến đổi về sự bắt mồi, cạnh tranh, dịch bệnh, ngu ồn th ức ăn cũng như các rủi ro về thiên tai xảy ra bất thường như cháy, lũ lụt hay hạn hán. Quần thể biến thái là tập hợp các quần thể nhỏ (subpopulations) của một loài sống biệt lập trong mỗi mảnh nhỏ của nơi cư trú trong m ột vùng sinh c ảnh, t ồn t ại đ ược do s ự cân bằng giữa tuyệt chủng cục bộ và phục hồi của các quần thể, nhờ vào sự di nhập các Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1
Chương trình Đào tạo quản lý môi trường - Khóa 7 Chuyên đề: Đa dạng sinh học và môi trường cá thể từ một hoặc một vài quần thể này (quần thể gốc -source- population-) tới các qu ần thể khác (quần thể suy thoái - sink population). Để bảo tồn và quản lý một loài hiếm, đang có nguy c ơ tuyệt chủng là phải hi ểu biết đầy đủ về mối quan hệ sinh học của loài đó với môi trường chung quanh và tình trạng quần thể của loài đó. Những thông tin như thế thường được gọi là Sinh thái h ọc cá thể. Qua quan trắc quần thể của một loài có nguy cơ bị đe dọa, có thể bi ết được hiện trạng của loài đó. Có thể phục hồi các quần thể mới của các loài quý hiếm nhờ vào vi ệc sử dụng các loài nuôi nhốt. Để tái lập quần thể thành công cần lưu tâm đến khía c ạnh t ổ ch ức và t ập tính xã hội của các động vật sau khi chúng được thả ra. Việc tái lập các qu ần xã m ới cho các loài thực vật hiếm và có nguy cơ tuyệt di ệt có sự khác bi ệt v ề c ơ b ản so v ới nh ững nỗ lực tái lập các quần thể động vật. Một số loài có nguy cơ tuyệt chủng ở ngoài thiên nhiên có th ể đ ược duy trì ở các vườn thú, bể nuôi, vườn thực vật, ngân hàng hạt gi ống,... cách th ức này đ ược g ọi là b ảo tồn chuyển vị hay bảo tồn ngoại vi. Nhằm nêu bật tình trạng của một loài quí hiếm cho m ục đích bảo tồn, IUCN đã xây dựng 5 cấp độ bảo tồn là đã tuyệt chủng, đang nguy c ấp, d ễ b ị t ổn th ương, quý hi ếm và chưa có đầy đủ thông tin. Các cấp độ này có vai trò quan tr ọng ở c ấp qu ốc gia và qu ốc tế trong việc hướng sự chú ý vào những loài đang được quan tâm đ ặc bi ệt và trong vi ệc xác định những loài đang bị đe dọa tuyệt chủng cần được bảo vệ. Các công cụ pháp chế hay luật pháp có thể được áp dụng tại các cấp địa ph ương, quốc gia hay quốc tế để bảo vệ tất cả các khía c ạnh c ủa đa d ạng sinh h ọc. Công ước CITES đã được ban hành nhằm kiểm soát và quan trắc vi ệc buôn bán qu ốc t ế các loài có nguy cơ. Thực hiện: ThS. Dương Thanh Hà 1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.