7
SINH VẬT VÀ MÔI TRƯỜNG

I. Những khái niệm và nguyên lý
1. Nguyên lý cơ bản
Nguyên lý cơ bản của sinh thái học hiện đại chính là những khái niệm về sự thống nhất
và đối lập một cách biện chứng giữa cơ thể và môi trường.
- Mỗi cơ thể, quần thể, loài sinh vật bất kỳ (bao gồm cả con người) đều sống dựa vào môi trường
đặc trưng của mình, ngoài mối tương tác đó ra sinh vật không thể tồn tại được.
- Môi trường ổn định, sinh vật sống ổn định và phát triển hưng thịnh.
- Môi trường suy thoái, sinh vật cũng bị suy giảm cả về chất lượng và số lượng.
- Môi trường bị hủy hoại thì sinh vật cũng chịu chung số phận.
Trong trường hợp, môi trường bị phá hủy nếu được phục hồi thì những quần thể, loài
trước đó đã từng sinh sống dù có cư trú trở lại cũng giảm tính đa dạng và khó có thể phát triển
hưng thịnh như trước đó.
Trong mối tương tác giữa cơ thể và môi trường, sinh vật đều phản ứng với sự biến đổi
của các yếu tố môi trường bằng những phản ứng thích nghi về sinh lý, sinh thái và tập tính
thông qua hoạt động của hệ thần kinh - thể dịch, đồng thời chủ động làm cho môi trường biến
đổi nhằm giảm thấp hậu quả tác động bất lợi của các yếu tố và đồng hóa, cải tạo chúng theo
hướng có lợi cho sự tồn tại của chính mình. Sinh vật sống trong các tổ chức càng cao (quần
thể, quần xã, ) thì sự thích nghi và sức cải tạo đối với môi trường càng có hiệu quả. Sự thích
nghi này của sinh vật được hình thành trong quá trình tiến hóa và mang tính chất tương đối.
Nếu tác động của các yếu tố môi trường vượt khỏi ngưỡng thích nghi của sinh vật, buộc sinh
vật phải rơi vào tình trạng diệt vong nếu như chúng không tìm được những điều kiện tồn tại
thích ứng ở một môi trường sống khác hoặc buộc phải biến đổi về mặt hình thái, đặc tính sinh
lý, sinh thái và tập tính để đi vào con đường chuyển hóa, tiến hóa của các loài và phải trải qua
một chặng đường dài và được kiểm soát bởi quy luật chọn lọc tự nhiên.
2. Những khái niệm cơ bản
2.1. Ngoại cảnh
Đó là những thực thể của tự nhiên, con người và những kết quả của con người. Ngoại

bố rộng.
- Nếu điều kiện không cực thuận theo một yếu tố sinh thái đối với loài thì sức chịu đựng
của loài đối với một yếu tố khác cũng giảm.
- Trong thiên nhiên cũng gặp sinh vật thường hay rơi vào hoàn cảnh không phù hợp với
điều kiện cực thuận đối với một yếu tố nào đó thì trong trường hợp như thế một yếu tố
khác trở nên quan trọng.
- Để biểu diễn mức độ tương đối của sức chịu đựng trong sinh thái học người ta dùng các
thuật ngữ như cury (rộng), steno (hẹp), oligo (ít), poly (nhiều), meso (vừa) làm tiếp đầu
ngữ cho các từ chỉ các yếu tố. Ví dụ đối với nhiệt: eurytherm (rộng nhiệt), stenotherm
(hẹp nhiệt)
- Trong điều kiện tự nhiên tác động của các yếu tố môi trường thường làm sinh vật bị lệch
khỏi vùng cực thuận. Do vậy sinh vật luôn phải thích nghi, tự điều chỉnh để duy trì tính
toàn vẹn về cấu trúc và sự ổn định trong các chức năng của mình.

2.5. Nơi sống
Đó là không gian mà ở đó sinh vật sống hoặc thường gặp chúng.
2.6. Ổ sinh thái
Sinh vật, ngoài nơi sống của mình, còn có ổ sinh thái (ecological), tức là một không gian
sinh thái nào đó mà ở đấy những điều kiện môi trường quy định sự tồn tại lâu dài, không hạn
định của các cá thể sinh vật. Theo E.P.Odum (1975) thì nơi sống chỉ ra “địa chỉ” sinh vật. Còn
ổ sinh thái chỉ ra “nghề nghiệp” của nó. Với quan niệm này, theo ông ổ sinh thái chung là
tổng hợp tất cả các điều kiện cần thiết đối với sự bảo tồn lâu dài của loài trong không gian và
theo thời gian. ổ sinh thái thành phần là tổng hợp tất cả các nguồn cần thiết, đảm bảo cho hoạt
động của một chức năng sống nào đó của cơ thể, ví dụ như các điều kiện đảm bảo cho quá
trình dinh dưỡng.
2.7. Dạng sinh thái (Eco type)
Những loài có vùng phân bố địa lý rộng hầu như đều hình thành những quần thể thích
ứng với các điều kiện địa phương. Đó là các dạng sinh thái. Khả năng thích nghi và cải tạo
môi trường của chúng trong những phần khác nhau của vùng phân bố đối với gradien nhiệt
độ, độ chiếu sáng, và những yếu tố khác nữa có thể làm xuất hiện những chủng di truyền hoặc

chịu đựng, nếu tăng nhiệt thì quá trình tăng trưởng của sinh vật tăng do quá trình trao đổi chất
được đẩy mạnh. Mặc dù vậy, trong giới hạn nhiệt độ tồn tại của sinh vật, sự thay đổi nhiệt độ
quá đột ngột sẽ gây hại cho đời sống. Ngoài ranh giới chịu đựng, nhiệt độ quá thấp hoặc quá
cao thường gây chết cho sinh vật liên quan đến hiện tượng đông đặc nguyên sinh chất (khi
nhiệt độ quá thấp) hoặc do sự rối loạn các chức năng sinh lý (nếu nhiệt độ quá cao).
- Liên quan với nhiệt độ, động vật giới được chia thành 2 nhóm: Nhóm động vật đồng nhiệt
và nhóm động vật biến nhiệt.
+ Nhóm thứ nhất là những loài có thân nhiệt ổn định, không phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường và có cơ chế điều hòa thân nhiệt (có lông dày, lớp mỡ dưới da, tiết mồ hôi, ).
+ Còn nhóm thứ 2 gồm những loài có thân nhiệt biến đổi phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường. Đối với loài động vật biến nhiệt, thời gian phát triển và số thế hệ mới được sinh
ra hàng năm phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ môi trường.
2. Nước và độ ẩm
- Nước chiếm 80-90% cơ thể sinh vật, do vậy nước rất cần cho cơ thể trong trao đổi chất,
đồng thời còn là môi trường sống cho thủy sinh vật.
- Trên hành tinh, nước tồn tại dưới 3 dạng: rắn (băng), lỏng và hơi nước. Nhờ sự chuyển đổi
giữa 3 dạng trên mà có sự cân bằng nước trên hành tinh, tuy nhiên nước ở dạng lỏng chiếm tỷ
trọng lớn nhất và chứa chủ yếu ở biển và đại dương. Mưa và độ ẩm có vai trò quan trọng nhất
đối với sinh vật trên cạn.
- Mưa: Mưa phân bố không đều theo không gian (địa hình, vĩ độ) và theo thời gian (mùa khí
hậu).
Do lượng mưa như trên mà trên bề mặt hành tinh hình thành nên các kiểu khu sinh học
(biom) khác nhau, tuy nhiên chúng không chỉ được xác định đơn thuần theo lượng mưa mà bằng
cả sự cân bằng giữa lượng mưa và lượng nước bốc hơi thế năng trong vùng.
- Độ ẩm: là thông số đặc trưng cho hàm lượng nước trong không khí.
+ Độ ẩm tuyệt đối: là lượng nước bão hòa (tính bằng gam) chứa trong 1kg không khí ở điều
kiện nhiệt độ và áp suất xác định.
+ Độ ẩm tương đối: tính bằng phần trăm của lượng hơi nước thực tế chứa trong không khí so
với lượng hơi nước bão hòa của không khí ở cùng điều kiện và áp suất.
Khoa học Moi truong

+ Đặc tính của ánh sáng (độ dài bước sóng hay màu sắc của các tia đơn sắc)
+ Cường độ chiếu sáng (hay năng lượng được tính bằng calo hay lux)
+ Thời gian tác động (hay độ dài ngày)
- Ánh sáng là yếu tố bắt buộc đối với hoạt động quang hợp của cây xanh. Nhờ có hệ sắc tố
(chlorophil a, b, c ) mà thực vật đã tiếp nhận ánh sáng và năng lượng mặt trời để tổng hợp
các chất hữu cơ đầu tiên từ nước, CO
2
và muối khoáng.
6 CO
2
+ 6 H
2
O > C
6
H
12
O
6
+ 6 O
2
Liên quan với chế độ chiếu sáng người ta chia thực vật thành các nhóm: Cây ưa sáng và
cây chịu bóng, nhóm cây dài ngày hay ngắn ngày.
- Động vật tiếp nhận ánh sáng nhờ các cơ quan cảm quan (động vật bậc thấp) và thị giác
(động vật bậc cao). Trong chúng cũng gồm nhóm động vật ưa hoạt động ban đêm và nhóm ưa
hoạt động ban ngày.
- Ánh sáng có tác động trực tiếp tới quá trình trao đổi chất và quá trình sinh sản của sinh vật.
Đối với thực vật, cường độ chiếu sáng cao thì sự oxy hóa của men đã làm giảm quá trình
tổng hợp chất hữu cơ, còn cường độ hô hấp lớn lại làm tiêu hao nhiều năng lượng. Do vậy, ở
các nước nhiệt đới, cây trồng khó đạt năng suất cao và sản phẩm không giàu protein như ở
vùng ôn đới.

- Khí CO
2
: Cần cho quá trình quang hợp của thực vật và là sản phẩm của sự hô hấp của sinh
vật và của quá trình phân giải các chất chứa cacbon. Hàm lượng CO
2
cũng tương đối ổn định,
trừ sự biến động lớn mang tính chất cục bộ (trong 1 thành phố). Song hàm lượng CO
2
chung
trong khí quyển đã tăng lên do sự hoạt động của con người chặt phá rừng, đốt nhiên liệu
Trước thời kỳ công nghiệp hóa, hàm lượng CO
2
ổn định ở mức 0,029%, đến 1970 lên đến
0,0321% với tốc độ trung bình 0,7% trên năm. CO
2
cùng với bụi ngày một tăng sẽ đưa đến
hiện tượng “hiệu ứng nhà kính”, bất lợi cho điều kiện khí hậu và đời sống của sinh vật.
- Khí N2: Chiếm tỷ lệ lớn trong khí quyển và rất ổn định. Dưới tác động của các phản ứng
điện hóa và quang hóa trên 1 ha diện tích mặt đất nhận được 4-10 tấn nitơ liên kết, cùng với
150-400 kg nitơ khác do vi khuẩn. Đó là nguồn muối dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng.
Trong môi trường nước, nhất là các vực nước ngọt, khí trở thành yếu tố giới hạn thực sự
với đời sống sinh vật, đặc biệt là oxy. Hàm lượng khí trong nước giảm từ mặt đến đáy, thay
đổi phụ thuộc vào nhiệt độ và độ muối, vào áp suất khí quyển và hệ số hòa tan của từng loại
khí. ở nhiều nơi giàu chất hữu cơ còn xuất hiện khí độc (CH
4
, H
2
S, ) có hại cho đời sống và
làm suy giảm năng suất sinh học của vực nước.
6. Muối dinh dưỡng

nhất là gió mùa chi phối hoạt động của đời sống sinh vật trong vùng.
Đối với các vực nước, dòng và áp suất của nước là tác nhân quan trọng trong sự phân bố
của thủy sinh vật: sinh vật nước tĩnh và sinh vật nước chảy Hoạt động của các dòng (dòng
triều, hải lưu, đối lưu ) còn làm cho điều kiện môi trường thay đổi, trực tiếp hay gián tiếp
tác động lên đời sống của các loài.
8. Đất và điều kiện sống trong đất
Đất không chỉ là yếu tố quan trọng của môi trường mà còn là sản phẩm hoạt động sống
và là môi trường sống của các loài sinh vật đất.
Mỗi loại đất được đặc trưng bởi nguồn gốc, cấu trúc (sự sắp xếp và tỷ lệ các cấp hạt, )
các đặc tính vật lý (kích thước cấp hạt, độ ngấm nước, sức nén, độ xốp ) và hóa học của
chúng.
Mỗi loại đất có tỷ lệ pha trộn các loại hạt khác nhau. Theo thiết diện đứng, đất gồm các
lớp sau:
- Tầng A (mùn): gồm xác động thực vật đang biến đổi thành các vật liệu hữu cơ do sự mùn
hóa.
- Tầng B: gồm đất khoáng, các chất hữu cơ trong đó đang xảy ra quá trình khoáng hóa, trộn
lẫn với vật liệu gốc bị nghiền vụn. Những chất hòa tan của tầng B được tạo thành từ tầng
A rồi lại từ đó bị rửa trôi bởi nước xuống tầng sâu hơn.
- Tầng C: nơi vật liệu gốc chưa bị biến đổi. Đó là đá mẹ thành hòn hay tảng được tạo thành do
nhiều nguyên nhân. Đất là môi trường sống của nhiều loại sinh vật mà ở đó tồn tại hàng loạt
các yếu tố vừa giới hạn vừa điều chỉnh hoạt động sống của các loài.
- Độ xốp tạo điều kiện cho nước di chuyển và tạo nên độ thoáng khí cho đất, quy định nơi
cư trú và vận động của sinh vật.
- Nước và độ ẩm: do sự hút ẩm mà các cấu tượng đất được bọc bởi màng nước mỏng. Nước
này thực vật không sử dụng được. Nước chứa trong các khe hở của các hạt đất tạo thành
nước mao dẫn. Đây cũng là nơi sinh sống của động vật nguyên sinh. Tuy nhiên, thực vật
chỉ có thể sử dụng được nước mao dẫn ở những khe có đường kính thích hợp (>2-8(m).
Bên cạnh chúng còn có nước trọng lực, từ bề mặt thấm xuống qua các khe lớn, mang tính
chất tạm thời.
Khoa học Moi truong

rơi vào trạng thái suy vong.
Mật độ là lượng cá thể tính trên một đơn vị thể tích hay diện tích của nơi sống (con/m
3
,
con/m
2
).
Quần thể có số lượng đông, trường di truyền cũng lớn và thích ứng với điều kiện sống
càng rộng. ở những nơi điều kiện môi trường ổn định, số lượng quần thể thường nhỏ hơn so
với những nơi mà điều kiện môi trường kém ổn định. Nhiều đặc tính sinh lý (hô hấp, dinh
dưỡng ) của cá thể phụ thuộc vào mật độ quần thể.
2. Sự phân bố các cá thể trong không gian
Có 3 kiểu phân bố của các cá thể trong không gian, liên quan đến điều kiện môi trường,
trước hết là nguồn dinh dưỡng và tập tính “lãnh thổ” của cá thể: Phân bố đều, phân bố ngẫu
nhiên, và phân bố điểm. Trường hợp cuối cùng là hiện tượng phổ biến trong thiên nhiên.
3. Cấu trúc tuổi
Trong quần thể gồm nhiều lứa tuổi khác nhau. Những loài có tuổi thọ cao thì cấu trúc
tuổi phức tạp hơn so với những loài có tuổi thọ thấp.
Mỗi quần thể đều được đặc trưng bởi sự phân bố tuổi “trung bình” hay “ổn định” mà sự
thay đổi của các nhóm tuổi thực tế đều hướng đến sự ổn định đó bằng cách thay đổi mức tử
vong hoặc mức sinh sản.
Quần thể gồm 3 nhóm tuổi sinh thái chính: tuổi trước khi sinh sản, đang sinh sản và sau
khi sinh sản. Tỷ lệ giữa các nhóm tuổi trong tình trạng ổn định là dấu hiệu đặc trưng cho loài.
Khoa học Moi truong 14
Hơn nữa, độ dài của các nhóm tuổi so với tuổi thọ trung bình cũng rất thay đổi giữa các loài,
thậm chí ngay trong một loài sống trong những điều kiện khác nhau. Ví dụ ở người hiện nay,
độ dài của 3 nhóm tuổi gần bằng nhau, nhưng ở những thế kỷ trước, tuổi sau sinh sản rất

việc đảm bảo mức tái sản xuất của mình, ở sinh vật tồn tại các dạng sinh sản như sinh sản vô
tính, đơn tính, hữu tính, Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, sinh sản ở sinh vật thường diễn ra
theo quy luật mùa, tuần trăng, ngày đêm
6.2. Mức tử vong và mức sống sót
Mức tử vong là nhịp điệu chết của cá thể trong quần thể. Nguyên nhân chết là do tuổi già,
vì các điều kiện bất lợi của môi trường, bao gồm cả bị ăn bởi vật dữ.
Mức tử vong thực tế (hay mức chết sinh thái) là nhịp điệu chết của cá thể trong quần thể
gây ra do điều kiện cụ thể của môi trường. Tuổi mà ở đó các cá thể đạt được rồi mới chết vì
già trong điều kiện không do giới hạn của điều kiện sống được gọi là tuổi thọ sinh lý, tuổi thọ
này cao hơn tuổi thọ sinh thái.
Nếu gọi M là mức tử vong thì mức sống sót sẽ là 1-M. Mức tử vong thường thay đổi ở
các giai đoạn sống và theo lứa.
Mức sống sót của quần thể phụ thuộc và sự chăm sóc của bố mẹ đối với con cái, vào mật
độ của quần thể và vào trạng thái thực tế của môi trường.
Khoa học Moi truong 15
6.3. Sự tăng trưởng của quần thể
Đó là sự gia tăng về số lượng và sinh vật của quần thể trong một khoảng thời gian, đồng
thời cũng là hệ quả của 2 quá trình sinh sản và tử vong, trong đó mức sinh sản chiếm ưu thế.
6.4. Sự biến động số lượng của quần thể
Khi quần thể hoàn thành sự tăng trưởng, tức là khi ΔN/Δt trung bình tiến đến 0 thì số
lượng quần thể có khuynh hướng dao động quanh mức ổn định tương đối của mình và mối
liên hệ ngược của một loài nào đó phát huy tác dụng.
Sự biến động số lượng được xem như là một tiêu điểm sinh thái mà ở đó phản ánh tất cả
các đặc trưng sinh học của quần thể, trong đó quan trọng phải kể đến sự tăng trưởng, mức
sinh sản và tử vong, thông qua nguồn năng lượng được lấy vào chủ yếu là thức ăn.
Ở những loài có chu kỳ sống ngắn trong môi trường kém ổn định thì sự dao động số
lượng mạnh hơn so với những loài có tuổi thọ cao, cấu trúc quần thể phức tạp.