BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HÒA
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG
DÀNH CHO SINH VIÊN HỆ CAO ĐẲNG
TUY HÒA – 2013
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
Nội dung
Chương 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Giới thiệu đối tượng và nhiệm vụ môn học
1.2. Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường
1.3. Các thành phần môi trường
1.4. Các chức năng của môi trường
1.5. Phát triển bền vững
Chương 2
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG
2.1. Thạch quyển
2.2. Thuỷ quyển
2.3. Khí quyển
2.4. Sinh quyển
2.5. Mối quan hệ giữa con người và các thành phần môi trường
Chương 3
CƠ SỞ SINH THÁI HỌC
3.1. Nhân tố sinh thái
3.2. Quần thể sinh vật
3.3. Quần xã sinh vật
3.4. Hệ sinh thái
3.5. Mối quan hệ giữa con người và hệ sinh thái hệ sinh thái
Trang 3
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
Chương 1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Giới thiệu đối tượng và nhiệm vụ môn học
Ðể giải quyết các vấn đề khổng lồ của sự gia tăng dân số quá mức, sự cạn kiệt tài
nguyên và ô nhiễm môi trường, đòi hỏi phải có nhiều kiến thức khoa học: sinh học,
sinh thái học, khoa học trái đất, khoa học xã hội, khoa học kinh tế
Có thể xem môn học Môi trường và Con người là phần ứng dụng của sinh thái
học, nhằm giải quyết các vấn đề nóng bỏng của xã hội. Ðó là các vấn đề dân số
(population); tài nguyên (resources); và ô nhiễm (pollution) đang gây nên cuộc khủng
hoảng môi trường hiện nay.
1.2. Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường
1.2.1. Môi trường
Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho
sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất,
nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội
Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà chỉ bao gồm
các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con người.
Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với thầy giáo, bạn bè, nội quy của
trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm, vườn trường, tổ chức xã hội như Đoàn,
Đội với các điều lệ hay gia đình, họ tộc, làng xóm với những quy định không thành
văn, chỉ truyền miệng nhưng vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính
các cấp với luật pháp, nghị định, thông tư, quy định.
Nói tới môi trường, người ta thường nghĩ ngay tới mối quan hệ của những yếu tố
xung quanh tác động tới đời sống của sinh vật mà trong đó chủ yếu là con người. Quan
điểm về môi trường nhìn từ góc độ sinh học là những quan điểm phổ biến. Một số định
nghĩa như:
Môi trường là tập hợp các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế - xã hội bao
quanh và tác động tới đời sống và sự phát triển của một cá thể hoặc một cộng
tại khách quan ngoài ý muốn của con người như không khí, đất đai, nguồn nước, ánh
sáng mặt trời, động thực vật Môi trường tự nhiên cung cấp các nguồn tài nguyên tự
nhiên cho ta như không khí để thổ, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cây, chăn nuôi, các
loại khoáng
sản cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải, cung cấp cho
ta cảnh đẹp giải trí tăng khả năng sinh lý của con người.
- Môi trường xã hội: Môi trường xã hội là tổng hợp các quan hệ giữa người với
người. Đó là những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định, hương ước ở các
cấp khác nhau
- Môi trường nhân tạo: Môi trường nhân tạo bao gồm các nhân tố do con người
tạo nên, làm thành những tiện nghi cho cuộc sống của con người như ô tô, máy bay,
nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo, các khu vui chơi giải trí v.v
Theo quy mô
Theo quy mô chủ yếu người ta phân loại môi trường theo không gian Địa lý
như môi trường toàn cầu, môi trường khu vực, môi trường quốc gia, môi trường
vùng, môi trường địa phương.
Theo thành phần
- Phân loại theo thành phần của tự nhiên người ta thường chia ra:
+ Môi trường không khí
+ Môi trường đất
+ Môi trường nước
+ Môi trường biển
- Phân loại theo thành phần của dân cư sinh sống người ta chia ra:
Trang 5
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
+ Môi trường thành thị
+ Môi trường nông thôn
Ngoài 4 cách phân loại trên có thể còn có các cách phân loại khác phù hợp với
mục
đích nghiên cứu, sử dụng của con người và sự phát triển của xã hội. Tuy nhiên, dù
khoảng 1,370 tỷ km
3
, trong đó, biển chiếm 97,3%. Khối lượng thủy quyển ước chừng
1,38×10
21
kg=0,03% khối lượng trái đất.
1.3.3. Thạch quyển (Lithosphere)
Trên Trái Đất, thạch quyển bao gồm lớp vỏ và tầng trên cùng nhất của lớp phủ
(lớp phủ trên hoặc thạch quyển dưới). Thạch quyển bị chia nhỏ ra thành các mảng
khác nhau.
Đặc trưng phân biệt của thạch quyển không phải là thành phần của nó mà là các
thuộc tính về sự trôi dạt của nó. Dưới ảnh hưởng của các ứng suất dài hạn và cường độ
thấp gây ra các chuyển động kiến tạo địa tầng. Lớp vỏ được phân biệt với lớp phủ
bằng sự thay đổi trong thành phần hóa học tại khu vực của điểm gián đoạn
Mohorovicic.
1.3.4. Sinh quyển (biosphere)
Sinh quyển là nơi có sự sống tồn tại, bao gồm các phần của thạch quyển có độ dày
2-3km kể từ mặt đất, toàn bộ thủy quyển và khí quyển tới độ cao 20km (đến tầng
ozone). Với chiều dày khoảng 26km. Các thành phần trong sinh quyển luôn tác động
tương hỗ. Sinh quyển có các cộng đồng sinh vật khác nhau từ đơn giản đến phức tạp,
từ dưới nước đến trên cạn, từ vùng xích đạo đến các vùng cực trừ những miền khắc
nghiệt.
1.4. Các chức năng của môi trường
Môi trường có các chức năng cơ bản sau:
Môi trường là không gian sống của con người và các loài sinh vật.
Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động
sản xuất của con người.
Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong
cuộc sống và hoạt động sản xuất của mình.
Môi trường là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người.
Một số khái niệm của Khoa học Môi trường bàn về phát triển bền vững:
- Phát triển bền vững là mục tiêu của tăng trưởng kinh tế làm giảm sự khai thác tài
nguyên cho phát triển kinh tế, sự suy thoái Môi trường trong tương lai và làm giảm sự
đói nghèo.
- Phát triển bền vững bao gồm sự thay đổi Công nghệ hiện đại, Công nghệ sạch,
Công nghệ có hiệu quả hơn nhằm tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên hoặc từ sản phẩm
kinh tế –xã hội.
Muốn vậy, phải giải quyết các mâu thuẫn như sản xuất – nhu cầu – tài nguyên
thiên nhiên và phân phối, vốn đầu tư, cũng như Công nghệ tiên tiến cho sản xuất.
- Các nước trên thế giới đều có điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên; điều
kiện kinh tế –xã hội khác nhau, đưa đến hiện tượng có nước giàu và nước nghèo, nước
công nghiệp phát triển và nước nông nghiệp. Do đó cần xem xét bốn vấn đề: con
Trang 8
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
người, kinh tế, môi trường và công nghệ, qua đó phân tích phát triển bền vững và có
đạt được mục tiêu phát triển bền vững.
- Về kinh tế, phát triển bền vững bao hàm việc cải thiện giáo dục, chăm lo sức
khoẻ cho phụ nữ và trẻ em, chăm lo sức khoẻ cho cộng đồng, tạo ra sự công bằng về
quyền sử dụng ruộng đất, đồng thời xóa dần sự cách biệt về thu nhập cho mọi thành
viên trong cộng đồng xã hội.
- Về con người, để đảm bảo phát triển bền vững cần thiết nâng cao trình độ văn
hoá, khoa học kỹ thuật cho người dân, nhờ vậy người dân sẽ tích cực tham gia bảo vệ
môi trường cho sự phát triển bền vững. Muốn vậy phải đào tạo một đội ngũ các nhà
giáo đủ về số lượng, cũng như các thầy thuốc, các kỹ thuật viên, các chuyên gia, các
nhà khoa học trong mọi lĩnh vực của đời sống.
- Về môi trường, phát triển bền vững đòi hỏi phải sử dụng tài nguyên như đất
trồng, nguồn nước, khoáng sản… Đồng thời, phải chọn lựa kỹ thuật và công nghệ tiên
tiến để nâng cao sản lượng, cũng như mở rộng sản xuất đáp ứng nhu cầu của dân số
tăng nhanh.
Phát triển bền vững đòi hỏi không làm thoái hoá các ao hồ, sông ngòi, uy hiếp đời
Nguyên tắc 1: Tôn trọng và quan tâm đến cuộc sống của cộng đồng
Nguyên tắc 2: Cải thiện chất lượng cuộc sống con người
Nguyên tắc 3: Bảo vệ sự sống và tính đa dạng của trái đất
Nguyên tắc 4: Bảo đảm chắc chắn việc sử dụng các nguồn tài nguyên
Nguyên tắc 5: Giữ vững trong khả năng chịu đựng của Trái đất
Nguyên tắc 6: Thay đổi thái độ và thói quen sống của mọi người
Nguyên tắc 7: Cho phép các cộng đồng tự quản lý lây môi trường của mình
Nguyên tắc 8: Tạo ra một cơ cấu quốc gia thống nhất cho việc phát triển và bảo vệ
Nguyên tắc 9: Kiến tạo một cơ cấu liên minh toàn cầu
Trang 10
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
Chương 2
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG
2.1. Thạch quyển
2.1.1. Sự hình thành trái đất
Các nhà khoa học đã có thể khôi phục lại các thông tin chi tiết về quá khứ của Trái
Đất. Những ngày đầu tiên của hệ Mặt Trời là vào khoảng 4,5672±0,0006 tỷ năm trước,
và vào khoảng 4,54 tỷ năm trước (độ sai lệch nằm trong khoảng 1%). Trái Đất và các
hành tinh khác trong hệ Mặt Trời đã hình thành từ tinh vân Mặt Trời - đám mây bụi và
khí dạng đĩa do Mặt Trời tạo ra. Quá trình hình thành Trái Đất được hoàn thiện trong
vòng 10 đến 20 triệu năm. Lúc đầu ở dạng nóng chảy, lớp vỏ ngoài của Trái Đất nguội
lại thành chất rắn trong khi nước bắt đầu tích tụ trong khí quyển.
Khí thải và các hoạt động của núi lửa tạo ra các yếu tố sơ khai của bầu khí quyển.
Quá trình ngưng tụ hơi nước gia tăng bởi băng và nước ở dạng lỏng được cung cấp bởi
các thiên thạch và các tiền hành tinh lớn hơn, các sao chổi, và các vật thể ở xa hơn sao
Hải Vương tạo ra các đại dương. Hai giả thuyết chính về sự phát triển của các lục địa
được đề xuất là: phát triển từ từ cho đến ngày nay hoặc nhanh chóng phát triển trong
quá khứ. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng phương án thứ hai khả quan hơn, với
tốc độ phát triển ban đầu nhanh của các lớp vỏ lục địa theo sau bởi một quá trình phát
triển diện tích lục địa chậm và dài. Trong niên đại địa chất, khoảng thời gian hàng trăm
sự va chạm với các mảnh thiên thạch lớn cũng làm thay đổi địa hình.
Lớp vỏ lục địa bao gồm các vật chất có độ đặc thấp hơn như đá macma granit và
andesit. Ít phổ biến hơn là bazan, một loại đá núi lửa đặc là thành phần chính của đáy
biển. Đá trầm tích được tạo ra do sự tăng số lượng trầm tích và chúng trở nên gắn kết
với nhau. Đá trầm tích bao phủ gần 75% bề mặt lục địa, mặc dù chúng chỉ chiếm
khoảng 5% lớp vỏ. Loại đá thứ ba được tìm thấy trên Trái Đất là đá biến chất, được tạo
ra do sự biến đổi của các loại đá trước đó dưới tác dụng của áp suất cao, nhiệt độ cao,
hoặc cả hai. Các khoáng vật silicat ở bề mặt Trái Đất bao gồm thạch anh, fenspat,
amphibol, mica, pyroxen, olivin. Các khoáng vật cacbonat bao gồm canxit (tìm thấy
trong đá vôi), aragonit và dolomit.
Thổ quyển là lớp ngoài cùng nhất của Trái Đất, được cấu tạo bởi đất và chịu tác
động của các quá trình hình thành đất. Nó tồn tại cùng thạch quyển, khí quyển, thủy
quyển và sinh quyển. Theo số liệu năm 2009, tổng diện tích đất trồng trọt được chiếm
10.57% tổng diện tích đất bề mặt, với chỉ 1.04% sử dụng được cho việc trồng trọt lâu
dài. Gần 40% diện tích đất bề mặt đang được sử dụng để trồng trọt hoặc làm đồng cỏ
chăn nuôi, ước tính 1.3 ×10
7
km² dùng làm đất trồng và 3,4 ×10
7
km² dùng làm đồng cỏ.
Độ cao so với mực nước biển của mặt đất thay đổi từ -418m ở biển Chết tới 8.848m
trên đỉnh Everest và độ cao trung bình trên mặt nước biển là 840m.
Lớp Manti
Dưới vỏ Trái Đất cho tới độ sâu 2.900 km là lớp Manti (còn được gọi là bao
Manti). Lớp này gồm hai tầng chính. Càng vào sâu, nhiệt độ và áp suất càng lớn nên
trạng thái vật chất của bao Manti có sự thay đổi, quánh dẻo ở tầng trên và rắn ở tầng
dưới.
Vỏ Trái Đất và phần trên cùng của lớp Manti (đến độ sâu khoảng 100km) vật chất
ở trạng thái cứng, người ta thường gộp vào và gọi chung là thạch quyển. Thạch quyển
di chuyển trên một lớp mềm, quánh dẻo - quyển mềm của bao Manti, như các mảng
Oxy (O
2
)
Silic (SiO
2
)
Nhôm (Al)
Sắt (Fe)
Calci (Ca)
Natri (Na)
Kali (K)
Magne (Mg)
Titan (Ti)
Hydrogen (H
2
)
46, 60
27, 72
8, 13
5, 00
3, 63
2, 83
2, 59
2, 09
0, 44
0, 14
Trang 13
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
Các nguyên tố khác 0, 83
2.2. Thuỷ quyển
Trang 14
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
lượng nước toàn cầu. Tổng số nước ngọt toàn Trái Đất khoảng 35x10
6
km
3
chỉ chiếm
có 3% tổng lượng nước Trái Đất. Trong đó nước ngầm chiếm 30,1%, băng tuyết vĩnh
cửu chiếm 68,7%, nước sinh vật 0,003%, nước trong khí quyển 0,04%, nước trong ao
hồ, đầm lầy và trong lòng sông chỉ chiếm chưa đầy 0,3%, (ao hồ 0,26%, đầm lầy
0.03% và trong sông 0,006%).
Nước mặt
Sự bốc hơi nước trong đất, ao, hồ, sông, biển; sự thoát hơi nước ở thực vật và
động vật , hơi nước vào trong không khí sau đó bị ngưng tụ lại trở về thể lỏng rơi
xuống mặt đất hình thành mưa, nước mưa chảy tràn trên mặt đất từ nơi cao đến nơi
thấp tạo nên các dòng chảy hình thành nên thác, ghềnh, suối, sông và được tích tụ lại ở
những nơi thấp trên lục địa hình thành hồ hoặc được đưa thẳng ra biển hình thành nên
lớp nước trên bề mặt của vỏ trái đất.
Trong quá trình chảy tràn, nước hòa tan các muối khoáng trong các nham thạch
nơi nó chảy qua, một số vật liệu nhẹ không hòa tan được cuốn theo dòng chảy và bồi
lắng ở nơi khác thấp hơn, sự tích tụ muối khoáng trong nước biển sau một thời gian
dài của quá trình lịch sử của quả đất dần dần làm cho nước biển càng trở nên mặn.
Có hai loại nước mặt là nước ngọt hiện diện trong sông, ao, hồ trên các lục địa và
nước mặn hiện diện trong biển, các đại dương mênh mông, trong các hồ nước mặn trên
các lục địa.
Nước ngầm
Ðó là loại nước tích tụ trong các lớp đất đá dưới sâu trong lòng đất, nước tích tụ
làm đất ẩm ướt và lấp đầy những tế khổng trong đất. Phần lớn nước trong các tế khổng
của lớp đất mặt bị bốc hơi, được cây hấp thụ và phần còn lại dưới ảnh hưởng của trọng
lực, trực di xuống tới các lớp nham thạch nằm sâu bên dưới làm bảo hòa hoàn toàn các
đã làm cho nồng độ khí N
2
trong khí quyển tăng lên nhanh chóng, để đạt tới thành
phần khí quyển hiện nay.
Khối lượng khí quyển trái đất bằng 5,26.10
18
kg. Trong khi đó khối lượng của địa
quyển là 5,96.10
24
kg. Như vậy khối lượng khí quyển chỉ bằng 1/1.000.000 khối lượng
của địa quyển. Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy: Gần 50% khối lượng khí
quyển phân bố từ mặt đất đến độ cao 5km, 75% ở độ cao 10km và 95% ở độ cao từ
mặt đất đến 20km. Lớp khí quyển trên 80km chỉ chứa 0,5% khối lượng của nó. Cho
đến nay việc xác định độ cao của khí quyển còn gặp nhiều khó khăn vì càng lên cao
không khí càng thưa loãng. Người ta còn quan sát thấy hiện tượng cực quang ở độ cao
1.100 km. Ðiều đó cho ta thấy ở độ cao đó vẫn còn không khí. Những chất khí ở độ
cao 1000 km trở lên hết sức loăng. Các chất khí có tốc độ chuyển động lớn vì gần như
thoát khỏi trường trọng lực của trái đất và tỏa vào không gian vũ trụ.
Trang 16
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
2.3.1. Cấu trúc theo chiều thẳng đứng của khí quyển
Hình 2.4: Cấu trúc khí quyển
Dựa trên những đặc tính vật lý và tính chất hoạt động, khí quyển trái đất được chia
thành 5 tầng mỗi tầng có những đặc trưng vật lý khác nhau
Tầng đối lưu (Troposphere)
Là tầng không khí gần mặt đất nhất, độ cao trung bình của nó vào khoảng 11 km:
ở hai cực trái đất chỉ cao từ 8 - 10 km, còn ở vùng xích đạo là 13-15 km. Ðộ cao của
tầng khí quyển này do độ cao của các dòng đối lưu quyết định, bởi vậy nó thay đổi
theo mùa trong năm và thay đổi theo vĩ độ địa lý, do tính chất nhiệt lực quyết định.
Tầng đối lưu là tầng khí quyền hoạt động nhất. Các hiện tượng thời tiết, mưa,
- Lớp nghịch nhiệt: ở độ cao từ 25 đến trên 50km. Ở tầng này nhiệt độ tăng dần
theo độ cao, nhiệt độ trung bình vào khoảng 0
0
C, tối đa có thể tới trên +2
0
C.
Sư tăng dần nhiệt độ của lớp khí quyển này có thể là do sự có mặt của tầng ôzôn,
chất hấp thu mạnh các tia sóng ngắn của bức xạ mặt trời.
- Phía trên tầng nghịch nhiệt là đỉnh tầng bình lưu (Stratopause), nhiệt độ khá ổn
định, khoảng -2
0
C ở độ cao 50km.
- Tầng Ôzôn đạt nồng độ cực đại từ độ cao 19 – 23km
Tầng Ôzôn - lá chắn bảo vệ
Tác dụng của bức xạ Mặt trời đã duy trì sự sống trên hành tinh của chúng ta. Tác
dụng đó phụ thuộc vào độ dài ban ngày, độ cao Mặt trời, mây, độ ẩm và độ nhiễm bẩn
của không khí. Bức xạ Mặt trời chiếu xuống Trái đất dưới dạng sóng điện từ với phổ
bước sóng rất rộng. Bức xạ Mặt trời chiếu tới giới hạn ngoài của khí quyển Trái đất
(độ cao cách mặt đất khoảng 3000km) gồm các tia gamma, tia rơn ghen, tia tử ngoại,
tia nhìn thấy, tia hồng ngoại và các bước sóng dài (sóng radio, TV). Các tia nhìn thấy
có bước sóng từ 0,36m (ánh sáng tím) đến 0,76m (ánh sáng đỏ). Khí quyển Trái đất
có tác dụng khuếch tán, hấp thụ và lọc một bộ phận lớn các tia bức xạ Mặt trời. Vì vậy,
người ta gọi khí quyển là màn chắn các tia bức xạ, nó chỉ dành lại 2 cửa sổ cho một
phần bức xạ Mặt trời chiếu xuống mặt đất, đó là “cửa sổ” dành cho các tia nhìn thấy,
một số tia tử ngoại đi qua và một "cửa sổ" dành cho các bước sóng dài chiếu xuống
Trái đất.
Trong khí quyển Trái đất, tới độ cao khoảng 80km là tầng điện ly (tầng ion hoá).
Tầng điện ly có tác dụng hấp thụ sóng cực ngắn (bước sóng nhỏ hơn 0,099m). Các
tia tử ngoại có bước sóng ngắn, dao động từ 0,20 - 0,39m. Các tia có bước sóng từ
0,20 - 0,28m gọi là UV-C, từ 0,28-0,32m gọi là UV- B. Các tia còn lại có bước sóng
Như vậy, trong thiên nhiên, khí ôzôn luôn luôn phân huỷ và tái tạo, giữ được sự
tồn tại ổn định cho lớp ôzôn. Khí ôzôn hấp thu tia tử ngoại nên có tác dụng che chắn
cho bề mặt trái đất. Vì thế, lớp ôzôn trong khí quyển được gọi là chiếc "ô bảo vệ" hay
"lá chắn" cho sinh vật trên Trái đất. Ở giới hạn ngoài khí quyển, bức xạ tử ngoại chiếm
7% tổng năng lượng bức xạ mặt trời, khi qua tầng khí quyển bị ôzôn giữ lại, chỉ còn l
% chiếu tới mặt đất. Ở mặt đất hàm lượng bức xạ sóng ngắn không những không gây
độc hại cho cơ thể sống mà còn có tác dụng kích thích, thúc đẩy các quá trình trao đổi
chất, làm tăng cường sinh trưởng, phát triển để cho năng suất cao.
Tầng trung lưu (Mesosphere)
Tầng trung gian nằm trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 - 90 km. Tầng này nhiệt
độ giảm dần theo độ cao và đạt đến giá trị -92
0
C.
Tầng nhiệt lưu (Thermosphere)
Còn gọi là tầng nhiệt quyển là tầng không khí có độ cao từ 80 - 500km. Ở tầng
này không khí rất thưa loãng. Dưới tác dụng của các tia bức xạ, các chất khí đều bị
phân ly và bị ion hoá mạnh. Khí quyển ở đây có độ dẫn điện cao.
Ðộ dẫn điện cao ở tầng điện ly là nguyên nhân làm phản hồi các sóng vô tuyến
phát đi từ mặt đất, nhờ vậy mà mọi thiết bị vô tuyến điện ở mặt đất, ở các vệ tinh nhân
tạo mới có thể hoạt động bình thường được.
Tầng ion có thể nhận thấy hai cực đại ion hóa ở độ cao 100 km và 180 - 200km.
Ðặc điểm quan trọng của tầng khí quyển này là nhiệt độ không khí cao và tăng
nhanh theo độ cao. Ở độ cao 200km có nhiệt độ 600
0
C, còn ở giới hạn trên là 1700
o
C.
Tầng khuyếch tán (Exosphere)
Giới hạn trên của tầng này vào khoảng 2000 đến 3000 km, là tầng chuyển tiếp
giữa khí quyển và không gian vũ trụ (Outer space), không khí tầng này rất thưa loãng
12
5 Neon Ne 18 ppm 64. 10
9
6 Heli He 5,2 ppm 3,7. 10
9
7 Metan CH
4
1,3 ppm 3,7. 10
9
8 Kripton Kr 1,0 ppm 15. 10
9
9 Hydro H
2
0,5 ppm 0,18. 10
9
10 Nitơ ôxit N
2
O 0,25 ppm 1,9. 10
9
11 Cacbon monoxit CO 0,10 ppm 0,5. 10
9
12 Ôzon O
3
0,02 ppm 0,2. 10
9
13 Sulfurdioxit SO
2
0,001 ppm 11. 10
6
14 Nitơ dioxit NO
Trái Đất là nơi sinh sống của hơn 6.740.000.000 người tính đến tháng 11 năm
2008, và các dự án nghiên cứu chỉ ra rằng dân số thế giới sẽ đạt tới 7 tỷ vào năm 2013
và 9,2 tỷ vào năm 2050. Phần lớn sự gia tăng này diễn ra ở các nước đang phát triển.
Mật độ dân số rất đa dạng ở khắp nơi trên thế giới, nhưng phần lớn sống ở Châu Á.
Sinh quyển Trái Đất tạo ra các sản phẩm sinh học có ích cho con người bao gồm
thức ăn, gỗ, dược phẩm, khí ôxy và tái chế nhiều chất thải hữu cơ. Hệ sinh thái lục địa
phụ thuộc vào tầng đất mặt và nước sạch còn hệ sinh thái đại dương dựa vào các chất
dinh dưỡng hòa tan trong nước được rửa trôi từ đất liền ra. Con người cũng sống trên
đất bằng cách sử dụng các vật liệu xây dựng để kiến thiết nhà cửa.
2.5. Mối quan hệ giữa con người và các thành phần môi trường
Trái đất, bằng lực hút của mình đã tập trung xung quanh nó một lớp các chất khí
được gọi là khí quyển. Lớp khí quyển gần mặt đất có vai trò hết sức lớn lao đối với sự
sống trên trái đất, là môi trường quan trọng của nền sản xuất nông nghiệp.
Trong khí quyển liên tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn
nước, các hiện tượng quang học, điện học. Tập hợp các hiện tượng và quá trình vật lý
đó chính là chế độ thời tiết của một vùng. Ở một chừng mực nào đó sự biến đối của
thời tiết đã tạo nên những điều kiện cần thiết cho sự sống nói chung và cho ngành sản
xuất nông nghiệp nói riêng. Sự biến động thái quá của nó có thế dẫn đến những thiên
tai đe dọa cuộc sống và các hoạt động sản xuất của con người.
Giữa khí quyển, sinh quyển, thủy quyển và địa quyển luôn luôn trao đổi tương tác
lẫn nhau trong suốt quá trình lịch sử hình thành trái đất đă tạo nên những cân bằng
động. Những cân bằng này có tác dụng duy trì, tái tạo các pha của cân bằng tư nhiên.
Nếu một điều kiện nào đó trong cân bằng bị phá vỡ sẽ gây ra những tổn thất không
lường trước được. Sự hoạt động thiếu ý thức bảo vệ thiên nhiên của con người ngày
càng xâm phạm cân bằng sinh thái, làm cho nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt.
Cuộc sống của con người cũng chịu những tác động xấu từ các dạng thời tiết chu
kì như bão, áp thấp nhiệt đới hay các biến động bất thường như động đất, lở đất, sóng
thần, phun trào núi lửa, lốc xoáy, sụt đất, bão tuyết, lũ lụt, hạn hán và các thảm họa
thiên tai khác.
Con người cũng là thủ phạm của nhiều xáo trộn tiêu cực cho Trái Đất, nhiều trong
trình tuần hoàn vật chất như CO
2
, N
2
, O
2
, C, H
2
O, các chất hữu cơ riêng biệt (như
protein, lipid, glucid, mùn) và các yếu tố vật lý như các yếu tố khí hậu (ánh sáng, nhiệt
độ, nước, không khí-gió-áp suất), đất (thành phần khoáng vật, thành phần cơ giới đất,
các tính chất lý hóa học của đất), địa hình (độ cao, trũng, dốc, hướng phơi của địa
hình).
Sự phân loại các nhóm sinh thái như trên, chủ yếu cho các sinh vật trên cạn. Đối
với các sinh vật dưới nước cũng chịu tác động tổng hợp của nhiều yếu tố do tính chất
của môi trường nước quyết định.
Yếu tố hữu sinh
Gồm các cá thể sống như: thực vật, động vật, nấm, vi sinh vật… Mỗi sinh vật
thường chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các cơ chế khác nhau trong mối
liên hệ cùng loài hay khác loài ở môi trường xung quanh. Các yếu tố này là thế giới
hữu cơ, một thành phần rất quan trọng của môi trường.
Thực vật: ảnh hưởng trực tiếp và tương hỗ của các thực vật sống cùng (cơ học,
cộng sinh, kỵ khí), ảnh hưởng gián tiếp làm thay đổi môi trường sống qua các sinh vật
khác (qua động vật và vi sinh vật), qua môi trường vô sinh (cạnh tranh, cảm nhiễm qua
lại).
Động vật: Tác động trực tiếp (ăn, dẫm, đạp, làm tổ, truyền phấn, phát tán hạt) và
gián tiếp qua môi trường sống.
Yếu tố sinh thái giới hạn là yếu tố mà khi tác động đến sinh vật được giới hạn từ
điểm cực hại thấp đến điểm cực hại cao qua điểm cực thuận. Dưới điểm cực hại thấp
và trên điểm cực hại cao, sinh vật không tồn tại được. Nhiệt độ, nồng độ muối, pH,
định đại lượng và tính ổn định của mùa màng theo thời gian”.
Quy luật Shelfords (1913): Sự tác động của các nhân tố sinh thái lên cơ thể không
chỉ phụ thuộc vào tính chất của nhân tố mà còn phụ thuộc vào cường độ (lượng) của
nhân tố đó. Sự giảm hay tăng cường độ tác động của nhân tố vượt ra ngoài giới hạn
thích hợp của cơ thể thì làm giảm khả năng sống của cơ thể. Khi cường độ lên đến
ngưỡng cao nhất hoặc xuống tới ngưỡng thấp nhất đối với khả năng chịu đựng của cơ
thể thì sinh vật sẽ không thể tồn tại. Những vùng tác động của các nhân tố sinh thái
Nhân tố giới hạn: Bất kể ở mức độ tổ chức nào (cá thể, quần thể, hay quần xã sinh
vật) người ta cũng phải khảo cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái riêng biệt của
mỗi môi trường. Các thông số này là những thông số lý, hóa hay sinh học có tác động
trực tiếp lên sinh vật.
Thực nghiệm cho thấy rằng tất cả các nhân tố sinh thái vào lúc này hay lúc khác
trong những điều kiện địa phương đều có thể tác động như là các nhân tố hạn chế. Nếu
xem xét một nhân tố nào đó, tùy theo điều kiện không gian và thời gian, nhân tố đó có
thể xuống dưới một trị số tối thiểu không thể đáp ứng được yêu cầu của một loài hay
một quần xã. Ðể phát triển trong một sinh cảnh, tất cả các sinh vật đều cần có những
Trang 24
Bài giảng HP: Con người và Môi trường
điều kiện về nhiệt độ, thức ăn, muối khoáng Nhân tố nào ở gần mức tối thiểu nhất sẽ
là nhân tố giới hạn.
Ðịnh luật tối thiểu
Ðịnh luật này liên quan đến ảnh hưởng của các chất khoáng cần thiết cho cây
trồng. Sự tăng trưởng của cây chỉ có thể có trong điều kiện các chất cần thiết phải có
đủ liều lượng trong đất. Chính những chất bị thiếu chi phối sản lượng mùa màng. Do
đó năng suất của mùa màng tùy thuộc duy nhất vào chất dinh dưỡng hiện diện trong
môi trường với liều lượng ít nhất (so với lượng tối ưu).
Ðịnh luật tối thiểu có thể mở rộng sự áp dụng cho các nhân tố sinh thái dưới dạng
các định luật của các nhân tố hạn chế, có thể được phát biểu như sau: sự thể hiện (tốc
độ và qui mô ) của tất cả quá trình sinh thái học được chi phối bởi các nhân tố hiện
diện với liều lượng ít nhất trong môi trường.