Chương 2 - Con người và môi trường (MTTN) PDF

Chương 2 MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN 2.1. Môi trường 2.2. Sinh thái 2.3. Tài nguyên thiên nhiên 1  2.1 MÔI TRƯỜNG 2.1.1 Khái niệm ◼ Môi trường bao gồm các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con n...

Chương 2 MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN 2.1. Môi trường 2.2. Sinh thái 2.3. Tài nguyên thiên nhiên 1  2.1 MÔI TRƯỜNG 2.1.1 Khái niệm ◼ Môi trường bao gồm các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, kinh tế, xã hội, sự tồn tại, phát triển của con người, sinh vật và tự nhiên (Luật BVMT Việt Nam, 2020). 2  2.1.2 Chức năng chủ yếu của môi trường Không gian sống Nơi chứa đựng các của con người và nguồn tài nguyên các loài sinh vật MÔI TRƯỜNG Nơi chứa đựng các Nơi lưu trữ và cung phế thải do con cấp các nguồn người tạo ra trong thông tin cuộc sống 3  2.1.3 Thành phần môi trường ◼ Môi trường tự nhiên: bao gồm các thành phần thiên nhiên có tính chất vật lý, hoá học, sinh học nhất định, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng chịu tác động của con người. ◼ Môi trường xã hội: là tổng thể các quan hệ giữa cá thể (người). Môi trường xã hội loài người định hướng hoạt động của các cá thể theo một khuôn khổ nhất định, thuận lợi cho sự phát triển và giúp cho loài người trở nên khác biệt với các sinh vật khác. ◼ Môi trường nhân tạo: bao gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống 4 2.1.4 Tổng quan về môi trường tự nhiên ◼ Thành phần môi trường tự nhiên bao gồm yếu tố vật chất như đất, nước, không khí, sinh vật, âm thanh, ánh sáng và các hình thái vật chất khác. ◼ Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động phòng ngừa, hạn chế tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái môi trường, cải thiện chất lượng môi trường; sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, đa dạng sinh học và ứng phó với biến đổi khí hậu. 5 Các quyển trên Trái đất - Khí quyển (Atmosphere) - Sinh quyển (Biosphere) - Thạch quyển (Lithosphere)- Thủy quyển (Hydrosphere) 6  (1) Khí quyển (Atmosphere) Tầng ngoại quyển (Exosphere): > 500 km, thành phần không khí loãng phân hủy thành các ion dẫn điện, các điện tử tự do, nhiệt độ cao và thay đổi theo thời gian trong ngày Tầng nhiệt lưu (Thermosphere): 90 – 500 km, nhiệt độ tăng dần theo độ cao, từ -92oC đến +1200oC Nhiệt độ thay đổi theo thời gian, ban ngày thường rất cao và ban đêm thấp Tầng trung lưu (Mesosphere): 50-90 km. Nhiệt độ giảm dần theo độ cao Tầng bình lưu (Stratosphere): 10-50 km, ở độ cao 25km tồn tại lớp kk giàu ozôn-tầng ozôn Tầng đối lưu (Troposphere): 0-10km, không khí lưu thông , liên tục phân bố lại nhiệt độ và độ ẩm; 7 nhiệt độ và áp suất giảm theo chiều cao  Thành phần khí quyển ◼ Thành phần không khí của khí quyển thay đổi theo thời gian địa chất. Bầu khí quyển đầu tiên của Trái đất chủ yếu bao gồm hydro (H2) và heli (He) nhẹ. Trong hàng tỷ năm, phần lớn H2 và He khuếch tán vào không gian. Khí thải núi lửa đã thêm cacbon (C), nitơ (N), oxy (O), lưu huỳnh (S) và các nguyên tố khác vào bầu khí quyển. Hầu như tất cả oxy phân tử (O2) mà chúng ta hít vào được tạo ra từ quá trình quang hợp của vi khuẩn lam, tảo và thực vật xanh. ◼ Thành phần không khí của khí quyển ngày nay khá ổn định bao gồm chủ yếu là nitơ (N2), oxi (O2) và một số loại khí trơ. 8 Thành phần khí quyển (tt) ◼ Phần lớn khối lượng 5.1015 tấn của toàn bộ khí quyển tập trung ở các tầng thấp: tầng đối lưu và tầng bình lưu. ◼ Vì trọng lực giữ hầu hết các phân tử không khí gần bề mặt trái đất, nên tầng đối lưu đặc hơn nhiều so với các tầng khác của khí quyển, chứa khoảng 75% tổng khối lượng của khí quyển. ◼ Theo chiều cao, mật độ của không khí thay đổi mạnh, trong khi tỷ lệ các thành phần chính của không khí không thay đổi. 9  Bảng 1: Hàm lượng trung bình của thành phần không khí Chất khí %thể tích %khối lượng Khối lượng (n.1010 tấn) N2 78,08 75,51 386.480 O2 20,91 23,15 118.410 Ar 0,93 1,28 6.550 CO2 0,035 0,005 233 Ne 0,0018 0,00012 6,36 He 0,0005 0,000007 0,37 CH4 0,00017 0,000009 0,43 Kr 0,00014 0,000029 1,46 N2O 0,00005 0,000008 0,4 H2 0,00005 0,0000035 0,02 O3 0,00006 0,000008 0,35 10 Xe 0,000009 0,00000036 0,18  Vai trò của khí quyển ◼ Cung cấp O2 (cần thiết cho sự sống trên trái đất) ◼ Cung cấp CO2 (cần thiết cho quá trình quang hợp của thực vật) ◼ Cung cấp N2 cho vi khuẩn cố định N và hoạt động sản xuất các hợp chất chứa N (phân bón). ◼ Khí quyển là môi trường vận chuyển và tuần hoàn nước quan trọng giữa đại dương và đất liền như một phần của chu trình tuần hoàn nước. 11 Vai trò của khí quyển (tt) ◼ Khí quyển có nhiệm vụ duy trì và bảo vệ sự sống trên Trái Đất thông qua khả năng hấp thu các tia bức xạ vũ trụ, hạn chế phần lớn bức xạ tới mặt đất. 12  Tầng ozôn bình lưu ◼ Tầng ôzôn có chức năng như một phần lá chắn của khí quyển, bảo vệ trái đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống ◼ Dãy bước sóng của tia tử ngọại: UVA: 315 – 400 nm UVB: 280 – 315 nm UVC: 100 – 280 nm ◼ Ôzôn hấp thu tia tử ngọại (UVB và UVC) thông qua các phản ứng liên tục. Tham khảo: http://www.atmo.arizona.edu/students/courselink s/spring11/nats101s13/lecture_notes/jan26.html 13 Tầng ôzôn bình lưu Tham khảo: http://www.atmo.arizona.edu/students/courselinks/spring11/nats101s13/lecture_notes/jan26.html 14 Tác động của con người đến tầng ôzôn ❑ Các hoạt động của con người bổ sung vật chất vào khí quyển, có khả năng làm suy giảm tầng ôzôn. Tham khảo: http://www.atmo.arizona.edu/students/courselinks/s pring11/nats101s13/lecture_notes/jan26.html 15  Hiệu ứng nhà kính ❑ Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng nhiệt bức xạ bị giữ lại gần bề mặt Trái Đất bởi các chất được gọi là “khí nhà kính”. ❑ Khí nhà kính chính bao gồm carbon dioxide (CO2), metan (CH4), ozone (O3), oxit nitơ (N2O), chlorofluorocarbons (CFC) và hơi nước. ❑ Khả năng gây hiệu ứng nhà kính (GWP100 – 100-year Global ❑ Hệ số phát thải CO2 (CO2 Warming Potential): equivalent – CO2e)! CO2 (x1) < CH4 (x25) < N2O (x298) Tham khảo: 16 AR4, Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC Hiệu ứng nhà kính (tt) ❑ Ghi nhận từ năm 1750, năm loại khí có thời gian tồn tại dài trong khí quyển (CO2, CH4, N2O, CFC-12, CFC-11) chiếm khoảng 96% cường độ bức xạ trực tiếp. Phần còn lại (4% ) do các khí chứa halogen bao gồm HCFC-22 và HFC-134a. Tham khảo: 17 https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Khí nhà kính: CO2 ❑ Nguồn giải phóng ❑ Xu hướng thay đổi ❑ Tác động Trung bình năm Trung bình tháng Tham khảo: https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ 18  (2) Thủy quyển (Hydrosphere) ◼ Bao phủ 71% (361 triệu km2) bề mặt Trái Đất. ◼ Thủy quyển: nước ở đại dương, biển, các sông, hồ, băng tuyết, nước dưới đất, hơi nước. Trong đó: - 97% là nước mặn, có hàm lượng muối cao, không thích hợp cho sự sống của con người; - 3% nước ngọt (2% băng đá ở hai cực; 1% nước ngầm và nước mặt) 19  Nước là nguồn tài nguyên cần cho sự sống ◼ Nước là tài nguyên quan trọng nhất trên Trái Đất: cần thiết cho sự sống, mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, và tác nhân điều hoà khí hậu. 20  Nhu cầu sử dụng nước (Dấu chân nước - Water Footprint) ◼ WF được tính toán để là thước đo mức độ sử dụng tài nguyên nước ngọt của con người (lượng tiêu thụ - lượng bốc hơi hoặc tích hợp vào sản phẩm; lượng nước bị ô nhiễm trong một đơn vị thời gian). ◼ Các loại WF: (The water footprint of humanity. Arjen Y. Hoekstra1 and Mesfin M. Mekonnen, Department of Water Engineering and Management, University of Twente, 2012) ◼ Blue WF: nước mặt và nước ngầm (lượng tiêu thụ < lượng nước khai thác vì một phần lượng nước khai thác sẽ quay trở lại lưu vực). ◼ WF xanh: nước mưa (đặc biệt liên quan đến sản xuất cây trồng). ◼ WF xám: lượng nước ngọt cần thiết để hấp thụ lượng chất ô nhiễm dựa trên các tiêu chuẩn chất lượng nước hiện có. 21  Dấu chân nước (Water Footprint) Tham khảo: The water footprint of humanity. Arjen Y. Hoekstra1 and Mesfin M. Mekonnen, Department of Water Engineering and Management, University of Twente, 2012 22  Dấu chân nước (Water Footprint) Tham khảo: The water footprint of humanity. Arjen Y. Hoekstra1 and Mesfin M. Mekonnen, Department of Water Engineering and Management, University of Twente, 2012 23 Chu trình tuần hoàn nước (Water Cycle) Tham khảo: https://www.youtube.com/watch?v=koI_3eLfidQ 24  Chu trình tuần hoàn nước toàn cầu đang thay đổi? ❑ Tính toán cân bằng nước: Tham khảo: 25 Demetris Koutsoyiannis, 2020. Revisiting the global hydrological cycle: is it intensifying?  Chu trình tuần hoàn nước toàn cầu đang thay đổi? ◼ Lượng mưa thay đổi theo mùa và qua các năm không có quy luật xác định (Nét đậm: số liệu trung bình năm; Nét mảnh: số liệu trung bình tháng) Tham khảo: Demetris Koutsoyiannis, 2020. Revisiting the global hydrological cycle: is it intensifying? 26 (3) Thạch quyển (Lithosphere) ◼ Thạch quyển là phần cứng ngoài cùng của Trái Đất, gồm lớp vỏ Trái Đất và phần trên lớp man-ti, có độ dày khoảng 60-70 km trên bề mặt lục địa và 2-8 km dưới đáy biển. ◼ Thành phần vật lý và tính chất hóa học của thạch quyển nhìn chung là tương đối ổn định và quyết định sự phân bố sự sống trên Trái Đất. Là nơi ở của con người và các loài sinh vật. Là nơi cung cấp nguồn tài nguyên thiên nhiên. Là nơi duy trì được các hoạt động sản xuất của con người Là nơi cung cấp tất cả các cơ sở hạ tầng phục vụ nhu cầu sống của con người. 27  Cấu trúc Trái Đất ❑ Trái Đất có cấu trúc bao gồm nhiều lớp khác nhau tùy thuộc vào độ sâu và đặc điểm địa chất: ▪ Nhân (core): đường kính khoảng 7000 km và ở tâm Trái Đất. ▪ Manti (mantle): bao phủ xung quanh nhân và có độ dày khoảng 2900 km. ▪ Vỏ trái đất: có cấu tạo thành phần phức tạp, không đồng nhất. Tham khảo: https://www.youtube.com/watch?v=hmgR4PiGp1E 28  Cấu trúc Trái Đất (tt) ◼ Vỏ Trái Đất chia làm 3 loại: ▪ Vỏ lục địa: có cả 3 lớp gồm trầm tích, granit và bazan; phân bố ở lục địa và một số đảo ven rìa đại dương ▪ Vỏ đại dương: phân bố trong phạm vi của các đáy đại dương và được cấu tạo bởi hai lớp gồm trầm tích và bazan. ▪ Vỏ chuyển tiếp: là vỏ trái đất ở thềm lục địa, có đặc điểm tương tự như vỏ lục địa. 29  Mảng kiến tạo (Tectonic plates) ◼ Hoạt động kiến ​tạo bề mặt Trái Đất mô tả sự tương tác của các mảng thạch quyển khổng lồ được gọi là mảng kiến ​tạo. ◼ Hầu hết hoạt động kiến ​tạo diễn ra ở ranh giới của các mảng thạch quyển, nơi chúng có thể va chạm, chia cắt hoặc trượt vào nhau. ◼ Hoạt động kiến ​tạo có thể tự định hình thạch quyển và là nguyên nhân gây ra một số sự kiện địa chất lớn trên Trái đất: động đất, núi lửa, hình thành núi và rãnh đại dương sâu. 30 Hoạt động kiến tạo 31 Địa quyển là một phần của Thạch quyển ◼ Thạch quyển chứa đá, khoáng chất và đất… ◼ Thạch quyển tương tác với khí quyển, thủy quyển và sinh quyển và tạo ra địa quyển (với các thành phần sinh học và phi sinh học). Sự hình thành đất là một quá trình phong hóa. Đất là hỗn hợp phức tạp của chất rắn (vô cơ và hữu cơ), không khí, và nước. Đất là nguồn tài nguyên quan trọng đối với đời sống con người. Tham khảo: Osman, K.T. (2013). Soil as a Part of the Lithosphere. In: Soils. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5663-2_2 32 (4) Sinh quyển (Biosphere) ◼ Sinh quyển bao gồm các phần của Trái Đất có tồn tại sự sống. ◼ Bao gồm: ▪ Một phần thạch quyển có độ dày 2-3 km kể từ bề mặt đất (lớp vỏ phong hóa) ▪ Toàn bộ thủy quyển ▪ Một phần khí quyển, từ mặt đất đến nơi tiếp giáp tầng ôzôn. 33  Sinh quyển ◼ Sinh quyển là nơi sống của 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, ngọại trừ những vùng khắc nghiệt. ◼ Sinh quyển không có giới hạn địa lý rõ rệt, phân bố rải rác trong các quyển vật lý và không liên tục, vì chỉ tồn tại và phát triển trong những điều kiện môi trường nhất định và thay đổi liên tục. ◼ Ngoài vật chất, sinh quyển chứa năng lượng và thông tin giúp duy trì cấu trúc và sự tồn tại, phát triển của các sinh vật sống. Dạng thông tin phức tạp và cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của sự sống trên Trái Đất. 34 Các yếu tố tác động lên sinh quyển ◼ Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh quyển: độ nghiêng của Trái đất, thiên tai, biến đổi khí hậu, sự thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa và xói mòn làm thay đổi môi trường sống xung quanh các sinh vật. Độ nghiêng của Trái đất góp phần tạo nên sự biến đổi khí hậu theo mùa, quyết định loài sinh vật nào sẽ phát triển thịnh vượng ở một khu vực cụ thể. Biến đổi khí hậu dẫn đến khan hiếm lương thực, di cư không đúng thời điểm, điều kiện khắc nghiệt để con non sinh tồn Thiên tai: núi lửa phun trào, động đất, lũ lụt 35 Vai trò của sinh quyển ◼ Sinh quyển giữ vai trò quan trọng trong vòng tuần hoàn nguyên tố (C, N, P, S…) rất quan trọng với sự sống. ◼ Đối với khí quyển, sự có mặt của sinh quyển đã làm thay đổi thành phần hóa học của nó. Các thành phần của khí quyển hiện nay có nguồn gốc từ sinh vật. ◼ Sinh vật trong sinh quyển đóng vai trò quyết định chính trong quá trình hình thành đất. ◼ Đối với thạch quyển, sinh vật tham gia vào quá trình bổ sung thành phần chất hữu cơ và khoáng sản như đá vôi, đá phấn, than bùn, than đá, dầu mỏ… ◼ Sinh quyển cũng tác động đến thủy quyển thông qua sự trao đổi vật chất và năng lượng. 36  Tổ chức sinh học của sự sống trong sinh quyển ◼ Các cấu trúc và hệ thống sinh học trong sinh quyển được phân cấp, hình thành nên hệ thống tổ chức sinh học của sự sống (biological organization of life). Tham khảo: https://www.worldatlas.com/geography/what-is-the-biosphere.html 37 Phân bố quần xã sinh thái đất liền trong sinh quyển ◼ Các quần xã sinh thái đất liền (terrestrial biomes): 38 Phân bố quần xã sinh thái đất liền trong sinh quyển 39 Phân bố quần xã sinh thái đất liền trong sinh quyển ◼ Các yếu tố quyết đinh: ▪ Nhiệt độ ▪ Lượng mưa 40 Phân bố quần xã sinh thái đất liền trong sinh quyển ◼ Các yếu tố ảnh hưởng khác: 1. Hiệu ứng Coriolis (thay đổi hướng đối lưu không khí) 41 Phân bố quần xã sinh thái đất liền trong sinh quyển 2. Vi khí hậu: hiệu ứng bóng mưa (rain shadow effect) 42  2.1.5 Các khái niệm liên quan 1. Ô nhiễm môi trường (environmental pollution) là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học, sinh học của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường, tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, sinh vật và tự nhiên. 2. Tiêu chuẩn môi trường là những chuẩn mức, giới hạn cho phép, được quy định dùng làm căn cứ để quản lý môi trường. 3. Chất ô nhiễm (pollutant) là chất hóa học hoặc tác nhân vật lý, sinh học mà khi xuất hiện trong môi trường vượt mức cho phép sẽ gây ô nhiễm môi trường. 4. Chất thải (waste) là vật chất ở thể rắn, lỏng, khí hoặc ở dạng khác được thải ra từ hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác. (Luật BVMT 2020) 43  Các khái niệm liên quan (tt) 5. Suy thoái môi trường (environmental degradation) là sự suy giảm về chất lượng, số lượng của thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, sinh vật và tự nhiên. 6. Khủng hoảng môi trường (environmental crisis)là các suy thoái về chất lượng môi trường sống trên quy mô toàn cầu, đe dọa cuộc sống của loài người trên trái đất. 7. Sự cố môi trường (environmental incident) là sự cố xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi của tự nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái hoặc biến đổi môi trường nghiêm trọng. 8. Tai biến môi trường (environmental disaster) là quá trình gây mất ổn định trong hệ thống môi trường. (Luật BVMT 2020) 44  Các khái niệm liên quan (tt) 9. Sức chứa (sức chịu tải) của môi trường (carrying capacity) là kích thước quần thể tối đa của một loài sinh vật có thể được duy trì trong môi trường với thức ăn, môi trường sống và các tài nguyên sẵn có. 10. Khả năng chịu đựng của môi trường (assimilative capacity) là giới hạn chịu đựng của môi trường đối với các nhân tố tác động để môi trường có thể tự phục hồi. 11. Đạo đức môi trường là quan niệm và cách thức ứng xử của con người và xã hội loài người đối với giới tự nhiên, bảo đảm sự cùng tồn tại và phát triển của tự nhiên và xã hội. (Luật BVMT 2020) 45  a. Ô nhiễm môi trường Ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất hoặc năng lượng thải vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. 46 Ô nhiễm môi trường (tt) ◼ Tác nhân ô nhiễm chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học gây ảnh hưởng sức khỏe và suy thoái môi trường. ◼ Chất thải ở dạng khí (khí thải) ◼ Chất thải ở dạng lỏng (nước thải) ◼ Chất thải ở dạng rắn (chất thải rắn) ◼ Các dạng năng lượng gây hại như nhiệt độ, bức xạ 47 b. Nguyên nhân dẫn đến sự cố môi trường ◼ Bão, lũ lụt, hạn hán, động đất, trượt đất, sụt lở đất, núi lửa phun, mưa axit, mưa đá, biến động khí hậu và thiên tai khác; ◼ Hoả hoạn, cháy rừng, sự cố kỹ thuật gây nguy hại về môi trường của cơ sở sản xuất, kinh doanh, công trình kinh tế, khoa học, kỹ thuật, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng; ◼ Sự cố trong tìm kiếm, thăm đò, khai thác và vận chuyển khoáng sản, dầu khí, sập hầm lò, phụt dầu, tràn dầu, vỡ đường ống dẫn dầu, dẫn khí, đắm tàu, sự cố tại cơ sở lọc hoá dầu và các cơ sở công nghiệp khác; ◼ Sự cố trong lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử, nhà máy sản xuất, tái chế nhiên liệu hạt nhân, kho chứa chất phóng xạ. 48  c. Suy thoái môi trường ❑ Các thành phần môi trường có thể bị suy thoái bao gồm không khí, nước, đất, âm thanh, ánh sáng, đất, núi, rừng, sông, hồ biển, sinh vật, các hệ sinh thái, các khu dân cư, khu sản xuất, khu bảo tồn thiên nhiên, cảnh quan thiên nhiên, danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử và các hình thái vật chất khác. 49 d. Biểu hiện của khủng hoảng môi trường ◼ Ô nhiễm không khí (bụi, SO2, CO2 v.v...) vượt tiêu chuẩn cho phép tại các đô thị, khu công nghiệp ◼ Biến đổi khí hậu toàn cầu ◼ Thủng tầng ôzôn ◼ Sa mạc hoá đất đai ◼ Ô nhiễm nguồn nước ngọt ◼ Ô nhiễm biển ◼ Suy thoái rừng (số lượng và chất lượng) ◼ Tuyệt chủng động thực vật ◼ Gia tăng lượng rác thải, chất thải độc hại 50  e. Tai biến môi trường ◼ Tai biến môi trường có thể do nguyên nhân tự nhiên (thiên tai) hoặc hoạt động của con người. ◼ Tiến triển bao gồm 3 giai đoạn: 1) Giai đoạn nguy cơ (hay hiểm hoạ): Các yếu tố gây tai biến chưa phát triển gây mất ổn định hệ thống môi trường. 2) Giai đoạn phát triển: Các yếu tố tai biến tập trung, gia tăng, tạo trạng thái mất ổn định nhưng chưa vượt qua ngưỡng an toàn của hệ thống. 3) Giai đoạn sự cố môi trường: tác động vượt qua ngưỡng an toàn, gây ảnh hưởng về sức khoẻ, tính mạng, tài sản,... Nếu gây thiệt hại lớn được gọi là tai hoạ, lớn hơn nữa được gọi là thảm hoạ môi trường. 51  f. Khả năng chịu đựng của môi trường ❑ Giúp xác định giới hạn xả thải tối ưu: Tham khảo: Advances in Green Economy and Sustainability: Introduction, Halkos, 2016 52 g. Sức chứa của môi trường 1. Sức chứa sinh học của môi trường (biological carrying capacity) là số người mà môi trường có thể chứa đựng nếu các nguồn tài nguyên đều được dành cho cuộc sống của con người; Tham khảo: 53 https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=Tik_jtLqbzA  Sức chứa của môi trường (tt) 2. Sức chứa văn hóa (cultural carrying capacity) là số lượng cá thể tối đa của một loài sinh vật mà loài người có thể chấp nhận được (có thể bằng hoặc không bằng sức chứa sinh học của loài sinh vật đó). Tham khảo: 54 https://wildlifehelp.org/white-tailed-deer-carrying-capacity  h. Đạo đức môi trường ◼ Đạo đức môi trường là quan niệm và cách thức ứng xử của con người và xã hội loài người đối với thế giới tự nhiên, bảo đảm sự cùng tồn tại và phát triển của tự nhiên và xã hội. ◼ Đạo đức môi trường là một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tìm hiểu nghĩa vụ đạo đức của con người trong việc bảo vệ và giữ gìn môi trường. Là một nhánh của triết học công nhận giá trị nội tại của tự nhiên, sự kết nối của mọi sinh vật và trách nhiệm của con người trong hành động phù hợp với các nguyên tắc đạo đức Tham khảo: https://www.geeksforgeeks.org/environmental-ethics/ 55 Đạo đức môi trường (tt) Trả lời các câu hỏi quan trọng như: 1. Phương pháp thích hợp để hiểu về mối quan hệ giữa con người và môi trường tự nhiên là gì? 2. Đặc điểm và ý nghĩa của mối quan hệ giữa con người và môi trường tự nhiên là gì? 3. Những nguyên tắc hành động có liên quan đến mối quan hệ đó? 4. Những hành động phù hợp đảm bảo sự phát triển bền vững của mối quan hệ giữa con người với môi trường tự nhiên? 56  Đạo đức môi trường (tt) ◼ Các nguyên tắc thực thi đạo đức môi trường: 1. Sử dụng kiến thức và kỹ năng để nâng cao chất lượng và bảo vệ môi trường; 2. Xem sức khỏe, sự an toàn và chất lượng môi trường là quan trọng nhất; 3. Hành động theo hướng dẫn của giới chuyên môn; 4. Thành thật và minh bạch; 5. Đưa ra các báo cáo một cách khách quan và trung thực. 57 k. Phát triển bền vững ◼ Phát triển bền vững là "sự phát triển có thể đáp ứng được những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng hoặc gây tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tương lai" (1987, Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới – WCED, nay là Ủy ban Brundtland) 1. Nhu cầu của con người 2. Khả năng đáp ứng của môi trường 58  Mục tiêu phát triển bền vững (LHQ, 2015) 1) Chấm dứt nghèo đói dưới mọi hình thức ở mọi nơi (KHÔNG NGHÈO); 2) Chấm dứt nạn đói, đạt được an ninh lương thực và cải thiện dinh dưỡng cũng như thúc đẩy nông nghiệp bền vững (KHÔNG ĐÓI); 3) Đảm bảo cuộc sống khỏe mạnh và nâng cao phúc lợi cho mọi lứa tuổi (SỨC KHỎE TỐT VÀ SỨC KHỎE); 4) Đảm bảo giáo dục có chất lượng, toàn diện và công bằng, đồng thời thúc đẩy cơ hội học tập suốt đời cho tất cả mọi người (GIÁO DỤC CHẤT LƯỢNG); 5) Đạt được bình đẳng giới và trao quyền cho tất cả phụ nữ và trẻ em gái (BÌNH ĐẲNG GIỚI); 6) Đảm bảo sẵn có và quản lý bền vững nước và vệ sinh cho tất cả mọi người (NƯỚC SẠCH VÀ VỆ SINH); 7) Đảm bảo khả năng tiếp cận năng lượng giá cả phải chăng, đáng tin cậy, bền vững và hiện đại cho tất cả mọi người (NĂNG LƯỢNG SẠCH VÀ GIÁ RẺ); 59  Mục tiêu phát triển bền vững (LHQ, 2015) 8) Thúc đẩy tăng trưởng kinh tế bền vững, toàn diện và bền vững, việc làm đầy đủ và năng suất cũng như việc làm tử tế cho tất cả mọi người (VIỆC LÀM VÀ TĂNG TRƯỞNG KINH TẾ); 9) Xây dựng cơ sở hạ tầng có khả năng phục hồi, thúc đẩy công nghiệp hóa toàn diện và bền vững cũng như thúc đẩy đổi mới (CÔNG NGHIỆP, ĐỔI MỚI & CƠ SỞ HẠ TẦNG); 10) Giảm sự bình đẳng trong và giữa các quốc gia (GIẢM BẤT BÌNH ĐẲNG); 11) Làm cho các thành phố và khu định cư của con người trở nên toàn diện, an toàn, kiên cường và bền vững (ĐÔ THỊ BỀN VỮNG); 12) Đảm bảo mô hình sản xuất và tiêu dùng bền vững (TIÊU THỤ & SẢN XUẤT CÓ TRÁCH NHIỆM); 13) Thực hiện hành động khẩn cấp để chống lại biến đổi khí hậu và các tác động của nó (GIẢM THIỂU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU); 60  Mục tiêu phát triển bền vững (LHQ, 2015) 14) Bảo tồn và sử dụng bền vững đại dương, biển và tài nguyên biển để phát triển bền vững (QUẦN XÃ SINH THÁI DƯỚI NƯỚC); 15) Bảo vệ, khôi phục và thúc đẩy việc sử dụng bền vững các hệ sinh thái trên cạn, quản lý rừng bền vững, chống sa mạc hóa, ngăn chặn và đảo ngược tình trạng suy thoái đất và mất đa dạng sinh học (QUẦN XÃ SINH THÁI TRÊN CẠN); 16) Thúc đẩy các xã hội hòa bình và hòa nhập để phát triển bền vững, mang lại khả năng tiếp cận công lý cho tất cả mọi người và xây dựng các thể chế hiệu quả, có trách nhiệm và toàn diện ở mọi cấp độ (HÒA BÌNH, CÔNG LÝ & THỂ CHẾ MẠNH MẼ); 17) Tăng cường các phương tiện thực hiện và khôi phục quan hệ đối tác toàn cầu vì sự phát triển bền vững (HỢP TÁC VÌ MỤC TIÊU CHUNG) 61 Mục tiêu phát triển bền vững của Việt Nam đến 2030 62 Thước đo phát triển bền vững Tham khảo: https://www.tapchicongsan.org.vn/kinh-te/-/2018/821618/ung-dung-cong-nghe-trong-phat- trien-ben-vung%C2%A0.aspx 63 Thước đo phát triển bền vững 1. Bền vững kinh tế: ◼ Yếu tố kinh tế đóng một vai trò không thể thiếu trong PTBV. ◼ Đòi hỏi sự phát triển của hệ thống kinh tế trong đó cơ hội tiếp cận và quyền sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên cho các hoạt động kinh tế được chia sẻ bình đẳng. Tham khảo: https://congnghiepmoitruong.vn/buoc-dau-kinh-te-tuan-hoan-o-viet-nam-3304.html 64 Thước đo phát triển bền vững ◼ Các chỉ số đo lường kinh tế: 1. GDP; 2. Đầu tư vào tài sản công, doanh nghiệp và tư nhân quan trọng; 3. Đầu tư xã hội; 4. Tỷ lệ lạm phát; 5. Nợ vay chính phủ; 6. Năng lực cạnh tranh/năng suất; 7. Thương mại/xuất khẩu/nhập khẩu. 65  Thước đo phát triển bền vững ❑ Thực hành phát triển bền vững kinh tế: − Tạo ra nhiều thị trường mới để phát triển; − Giảm chi phí bằng cách nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao năng lượng và nguyên liệu đầu vào; − Tạo ra giá trị thặng dư cho sản phẩm; − Phải tính đến sự hạn chế tối đa nhu cầu tiêu thụ tài nguyên và tăng cường khả năng tái sinh chất thải; − Cần quan tâm tới sự thay đổi các giá trị GDP ở các tầng lớp dân cư khác nhau nhằm hạn chế sự chênh lệch thu nhập. 66 Thước đo phát triển bền vững 2. Bền vững môi trường: ❑ PTBV đòi hỏi duy trì sự cân bằng giữa bảo vệ môi trường tự nhiên với sự khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên. ❑ Bền vững môi trường là một khái niệm có ý nghĩa bảo tồn môi trường tự nhiên, đảm bảo đáp ứng các dịch vụ và tài nguyên của các thế hệ hiện tại và tương lai mà không ảnh hưởng đến sức khỏe của các hệ sinh thái. 67 Thước đo phát triển bền vững ❑ Nguyên tắc thực hành phát triển bền vững môi trường: ▪ Bảo tồn đa dạng sinh học ▪ Điều tiết nhu cầu xã hội ▪ Tăng cường khả năng tái tạo ▪ Tăng cường tái sử dụng, tái chế ▪ Hạn chế khai thác tài nguyên không thể tái tạo và phát sinh chất thải 68 Thước đo phát triển bền vững ❑ Thực hành phát triển bền vững môi trường: ▪ Giảm lượng chất thải vào môi trường; ▪ Sử dụng các nguyên liệu thân thiện với môi trường; ▪ Ứng dụng các công nghệ thân thiện với môi trường; ▪ Khai thác các nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo. 69 Thước đo phát triển bền vững VD: Sự quan tâm đến các khía cạnh môi trường trong một dự án phát triển kinh tế 70 Thước đo phát triển bền vững 3. Bền vững xã hội: ◼ Tính bền vững xã hội là khía cạnh liên quan đến con người. ◼ Tính bền vững và hòa nhập xã hội tập trung vào yêu cầu “đặt con người lên hàng đầu” trong các quá trình phát triển, thúc đẩy sự hòa nhập xã hội của người nghèo và người dễ bị tổn thương bằng cách trao quyền cho người dân, xây dựng xã hội gắn kết và vững chắc, và đề ra các quy định pháp lý mà người dân có thể tiếp cận và nắm rõ (Nguồn: World Bank). 71  Thước đo phát triển bền vững ❑ Chỉ số quyết định bền vững xã hội: ▪ Đảm bảo sự công bằng, mọi người có cơ hội phát triển tiềm năng bản thân và có điều kiện sống chấp nhận được. ▪ Cải thiện sức khỏe cộng đồng ▪ Nâng cao chất lượng cuộc sống ▪ Chú trọng tới các lợi ích của người khuyết tật 72  Chương 2 MÔI TRƯỜNG, SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN 2.1. Môi trường 2.2. Sinh thái 2.3. Tài nguyên thiên nhiên 73 2.2.1 Giới thiệu chung ◼ Sinh thái học là lĩnh vực nghiên cứu về sự phân bố và sự phong phú của các sinh vật và các mối tương tác quyết định sự phân bố và sự phong phú sinh vật. ◼ Sinh thái học đề cập đến ba cấp độ: cá thể sinh vật, quần thể (tập hợp các cá thể cùng loài) và quần xã (tập hợp nhiều quần thể loài). ◼ Sinh thái học tập trung nghiên cứu các quá trình chuyển hóa năng lượng và vật chất thông qua các thành phần của hệ sinh thái, bao gồm các quần xã và môi trường xung quanh chúng. 74 Hệ sinh thái ◼ Tập hợp các sinh vật cùng với các mối quan hệ giữa các sinh vật và các tác động tương hỗ giữa chúng với môi trường, với các yếu tố vô sinh, tạo thành một hệ thống sinh thái (ecosystem), gọi tắt là hệ sinh thái. ◼ Các dòng chuyển hóa năng lượng và vật chất giữa các thành phần của hệ sinh thái biểu thị chức năng quan trọng của hệ sinh thái. Quần xã Môi trường Dòng năng Hệ sinh thái sinh vật xung quanh lượng 75 2.2.2 Thành phần của hệ sinh thái ❑ Hệ sinh thái bao gồm các thành phần chủ yếu sau: ▪ Các yếu tố vật lý: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, dòng chảy … ▪ Các thành phần vô cơ: gồm những nguyên tố và hợp chất hóa học cần thiết cho sự sống. ▪ Các thành phần hữu cơ: các chất mùn, acid amin, protein, lipid, glucid… 76  Chuỗi thức ăn (food-chain) ◼ Chuỗi thức ăn là một dãy mắt xích liên tục mô tả mối liên quan của nhiều loại sinh vật dựa trên nhu cầu tiêu thụ thức ăn; ◼ Mỗi loài là một “mắt xích” thức ăn; mắt xích thức ăn phía sau tiêu thụ mắt xích thức ăn phía trước trong khi nó lại bị mắt xích thức ăn phía sau tiêu thụ. 77 Bậc dinh dưỡng (trophic level) trong chuỗi thức ăn ◼ Sinh vật sản xuất (hay tự dưỡng) - Chủ yếu là thực vật, rong, tảo; - Có khả năng chuyển hóa quang năng thành hóa năng nhờ quá trình quang hợp; - Năng lượng hóa học hình thành dưới dạng các hợp chất hữu cơ như glucid, protid, lipid, các chất khoáng vô cơ trong môi trường. 78 Bậc dinh dưỡng (trophic level) trong chuỗi thức ăn Quang hợp thực vật - Chu trình Calvin: (Melvin Calvin ,1957) ◼ Chu trình quang hợp khác! Thực vật C3, C4, CAM! 79  Bậc dinh dưỡng (trophic level) trong chuỗi thức ăn ◼ Sinh vật tiêu thụ (bậc 1, 2, 3): chủ yếu là động vật, tiêu thụ các hợp chất hữu cơ phức tạp trong môi trường. - Sinh vật tiêu thụ bậc 1: tiêu thụ trực tiếp các sinh vật sản xuất. Chủ yếu là động vật ăn thực vật (cỏ, cây, hoa, trái …). Các động vật, thực vật sống ký sinh trên cây xanh cũng thuộc loại này. - Sinh vật tiêu thụ bậc 2: ăn các sinh vật tiêu thụ bậc 1. Gồm các động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thực vật. - Sinh vật tiêu thụ bậc 3: thức ăn chủ yếu là các sinh vật tiêu thụ bậc 2. Đó là động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thịt khác. 80 Bậc dinh dưỡng (trophic level) trong chuỗi thức ăn ◼ Sinh vật phân hủy − Sinh vật phân hủy (decomposer) là vi sinh vật, động vật nhỏ hoặc các sinh vật hoại sinh có khả năng phân hủy chất thải hữu cơ, chẳng hạn như thực vật thối rữa, thành vật chất vô cơ − Một số sinh vật phân hủy chuyên biệt và chỉ phân hủy một loại vật chất chết nhất định như mảnh vụn tế bào chết (detritivore). − Ngoài ra còn có những nhóm sinh vật chuyển hóa chất vô cơ từ dạng này sang dạng khác (như nhóm vi khuẩn nitrat hóa chuyển NH4+ thành NO3-). 81 Bậc dinh dưỡng & dòng năng lượng chuyển hóa trong hệ sinh thái ◼ Sinh vật trong hệ sinh thái đóng vai trò sản xuất sinh khối (chất hữu cơ) và chuyển hóa năng lượng. Dòng năng lượng chuyển hóa qua các bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái Sinh vật sản xuất hấp thu NL mặt trời và chuyền hóa thành NL sinh khối thực vật Sinh vật tiêu thụ ăn thực vật, chuyển hóa thành NL sinh khối động vật Sinh vật phân hủy ăn xác động vật chết, chuyển hóa thành NL sinh khối vi sinh 82 Lưới thức ăn (food-web) ◼ Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành một lưới thức ăn. 83  Dòng năng lượng (Energy Flow) Nhiệt năng Nhiệt (RA) năng Nhiệt, cơ cơ Nhiệt, năng năng (RH) Hô hấp Hô hấp hấp Sinh vật tự dưỡng Sinh vật dị dưỡng Sinh vật tự dưỡng (Sinh vật sản xuất) Năng suất sơ cấp Sinh vật dị dưỡng (Sinh vật tiêu thụ) (Sinh vật sản xuất) (Sinh vật tiêu thụ) (GPP) (NPP) (GSP) NPP = GPP - RA NSP = GSP - RH Thuật ngữ: 1. Sức sản xuất sơ cấp tổng số (GPP – gross promary productivity)/ Sức sản xuất thứ cấp tổng số (GSP) 2. Sức sản xuất sơ cấp thuần (NPP - net primary productivity) / Sức sản xuất thứ cấp thuần (NSP) 3. Hô hấp tự dưỡng (RA – autotrophic respiration) 4. Hô hấp dị dưỡng (RH – heterotrophic respiration) 84 Năng suất sơ cấp ◼ Năng suất sơ cấp thô (GPP): là phần năng lượng mà sinh vật sản xuất (ví dụ như cây xanh) giữ lại được ở dạng sinh khối sau quá trình quang hợp. ◼ Chỉ một phần nguồn năng lượng sơ cấp (năng suất sơ cấp thuần NPP) này được chuyển cho sinh vật tiêu thụ. ◼ Năng suất sơ cấp trong hệ sinh thái được chuyển hóa từ nguồn năng lượng của ánh sáng mặt trời, chất dinh dưỡng và nước. 85  Năng suất sơ cấp của hệ sinh thái RE = RA + RH NEP > 0: tích lũy carbon NEP = GPP - RE NEP < 0: giải phóng carbon Thuật ngữ: 1. Sức sản xuất sơ cấp thuần của hệ sinh thái (NEP - net ecosystem productivity) 2. Hô hấp hệ sinh thái (RE – total ecosystem respiration) 86 Năng suất sơ cấp của hệ sinh thái 87  Tháp sinh thái SV tiêu thụ Mỗi hệ sinh thái có một cấu cuối cùng trúc dinh dưỡng khác nhau, Bậc 4 đặc trưng cho nó, trong đó SV tiêu thụ bao gồm các cấp dinh dưỡng bậc 2 Bậc 3 nối tiếp nhau SV tiêu thụ Các loại tháp sinh thái: sơ cấp 1. Tháp số lượng SV sản Bậc 2 2. Tháp sinh khối xuất Bậc 1 3. Tháp năng lượng Cấu trúc sinh vật, năng lượng và bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thái 88  Tháp số lượng ◼ Tháp số lượng: biểu diễn số lượng các sinh vật của mỗi bậc dinh dưỡng trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích tại một thời điểm nhất định. ◼ Ví dụ: Hệ sinh thái đồng cỏ với số lượng cá thể/0,1 ha. C3 : SVTT3 : 1 C2: SVTT2 : 90.000 C1: SVTT1 : 200.000 P: SVSX: 1.500.000 89  Tháp sinh khối ◼ Tháp sinh khối: biểu diễn tổng sinh khối (tổng trọng lượng khô) trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích ở mỗi bậc dinh dưỡng trong quần xã, tại một thời điểm nhất định. ◼ Ví dụ: Tháp sinh khối của đất bỏ hoang (g/m2). C2 : SVTT2 : 0,01 C1 : SVTT1 : 1 P : SVSX : 500 90  Tháp năng lượng ◼ Tháp năng lượng: biểu diễn lượng năng lượng đi qua mỗi bậc dinh dưỡng trong một khoảng thời gian nhất định (% hoặc kcal/m2/năm) ◼ Ví dụ: Tháp năng lượng trong hệ sinh thái Silver Springs, Florida C3 : SVTT3 : 21 C2 : SVTT2 : 383 SVPH: 5060 C1 : SVTT1 : 3368 P : 20.810 SVSX 91 Tháp năng lượng Hình dạng tháp? 92 Tháp năng lượng Nên ăn thực phẩm chay? 93 Tháp năng lượng Sự khác biệt trong chuyển hóa NL giữa các loài sinh vật? ĐV ăn cỏ – ĐV ăn thịt ĐV biến nhiệt – ĐV đẳng nhiệt Thú nhỏ (small mammal) – Thú lớn ĐV ăn cỏ ĐV ăn thịt 94 2.2.3 Các chu trình sinh – địa – hóa ◼ Hóa địa sinh học là lĩnh vực nghiên cứu về dòng luân chuyển các nguyên tố hóa học (cacbon, nitơ, hydro, oxy, phốt pho và lưu huỳnh), các thành phần sống, và môi trường của chúng và các yếu tố ảnh hưởng. ◼ Một chu trình sinh địa hóa mô tả tốc độ chuyển hóa một nguyên tố giữa các thành phần khác nhau của hệ sinh thái hoặc giữa các thành phần tự nhiên của Trái đất (khí quyển, sinh quyển trên cạn, đại dương và địa quyển (đất, trầm tích và đá). Nguồn vật chất Môi trường Cơ thể sống 95  Phân loại chu trình ◼ Các chu trình sinh địa hóa rất quan trọng đối với sự tồn tại của sự sống, mô tả các phản ứng biến đổi năng lượng và vật chất thành các dạng có thể sử dụng được để hỗ trợ hoạt động của các hệ sinh thái. ◼ Dựa trên thời gian thay thế/luân chuyển của nguyên tố, một chu trình được gọi là chu trình hoàn hảo hoặc không hoàn hảo. 1. Chu trình hoàn hảo (chu trình C, N): các yếu tố được thay thế nhanh như chúng được sử dụng. Hầu hết các chu trình khí thường được coi là hoàn hảo. Khí quyển hoặc thủy quyển là hồ chứa chính của các yếu tố này. 2. Chu trình không hoàn hảo (chu trình P, S): các chu kỳ trầm tích được coi là tương đối không hoàn hảo, vì một số nguyên tố bị mất khỏi chu trình và bị khóa trong trầm tích (địa quyển) và do đó không có sẵn để quay vòng ngay lập tức 96 Chu trình tuần hoàn Cacbon (C) ◼ Chu trình C bắt đầu từ sự trao đổi C trong khí quyển (CO2) với sinh vật. ◼ Quá trình quang hợp vận chuyển C từ khí quyển đến cây xanh và cuối cùng là sinh vật. C quay trở lại khí quyển thông qua các quá trình hô hấp và phân hủy các chất hữu cơ chết. Chu trình C là một chu trình hoàn hảo. ◼ Sự trao đổi CO2 giữa khí quyển, thủy quyển và thạch quyển tóm tắt như sau: 97  Chu trình tuần hoàn Cácbon (C) ◼ Sinh quyển: sinh khối SV. Nơi tồn tại Khối lượng (tỷ tấn) ◼ Khí quyển: CO2, CH4, CFC. 578 (năm 1700) - 766 ◼ Thạch quyển: các chất hữu Khí quyển (năm 1999) cơ trong đất, nhiên liệu hóa thạch và quặng đá vôi, Chất hữu cơ 1500 - 1600 trong đất dolomit. Đại dương 38,000 - 40,000 ◼ Thủy quyển: CO2 hòa tan và CaCO3 trong vỏ của các Trầm tích biển 66,000,000 - loài sinh vật biển. và đá trầm tích 100,000,000 Thực vật trên 540 - 610 cạn Nhiên liệu hóa 4000 thạch 98 Chu trình tuần hoàn Cácbon (C) 99  Con người và chu trình tuần hoàn Cácbon ◼ 10% C tuần hoàn trong chu trình có nguồn gốc do các hoạt động của con người. Trong đó, nguồn C chính là từ quá trình khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch làm năng lượng và nguyên liệu. ◼ Hàng năm, con người thải vào khí quyển 2500 triệu tấn CO2/năm, chiếm 0,3% tổng lượng CO2 trong khí quyển: Khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch (nguồn C được xem là “cố định” và tách ra khỏi chu trình carbon tự nhiên); Phá rừng; Chuyển đổi đất tự nhiên sang đất nông nghiệp, đô thị; Chất thải sinh hoạt của con người; nước thải sinh hoạt, công nghiệp. 100 Con người và chu trình tuần hoàn Cácbon  Hậu quả? Hiện tượng nóng toàn cầu (Global warming) 101  Con người và chu trình tuần hoàn C  Giải pháp giảm nhẹ hiện tượng nóng toàn cầu: 102 Chu trình tuần hoàn nitơ (N) 103 Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ ◼ Cố định nitơ (sinh học): các vi khuẩn cố định nitơ (Planosarcina urea, Micrococcus urea, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris), thường sống trên nốt sần rễ cây họ đậu, chuyển khí N2 sang dạng NO3-. N2 + 8e− + 8 H+ + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16 ADP + 16Pi (Hoffman et al., 2014) N2 → NOx → NO3 104 Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ ◼ Nitrat hóa: các vi khuẩn hóa tổng hợp sẽ oxy hóa NH4OH để tạo thành nitrat và nitrit. Quá trình nitrat hoá (Nitrosomonas, Nitrobacter) 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O 2NO2- + O2 → 2NO3- ◼ Khử nitrat hóa: các vi khuẩn kỵ khí chuyển hóa nitrat, giải phóng nitơ trở lại vào khí quyển. Quá trình khử Nitrate: 5CH2O + 4 NO3− + 4 H+ → 2N2 + 5CO2 + 7 H2O 105 Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ ◼ Khoáng hóa: các vi khuẩn phân hủy sẽ phân hủy các acid amin từ xác chết động vật và thực vật để giải phóng NH4+ R-NH2 + 2H2O→ OH- + R-OH + NH4+ 106  Con người và chu trình tuần hoàn nitơ  Hậu quả? Ô nhiễm nước, đất, không khí 107 Con người và chu trình tuần hoàn nitơ 108 Con người và chu trình tuần hoàn nitơ ◼ Sử dụng phân bón đạm → Lượng nitơ tăng trong hệ thống nước ngầm, chảy ra sông, suối, hồ, và cửa sông → hiện tượng phú dưỡng hóa ◼ Cháy rừng và đốt cháy nhiên liệu → Làm tăng sự lắng đọng nitơ không khí ◼ Chăn nuôi gia súc → thải vào môi trường ammoniac (NH3) qua chất thải của chúng → thấm dần vào đất, nước ngầm và lan truyền sang các khu vực khác do nước chảy tràn ◼ Chất thải và nước thải từ các quá trình sản xuất. 109 Chu trình nước Chu trình tuần hoàn nước 110  Con người và chu trình tuần hoàn nước Nước luân chuyển theo vòng tuần hoàn: ◼ Nước mưa chảy trên mặt đất một phần ngấm xuống mạch nước ngầm, phần lớn tích lũy trong đại dương sông hồ ◼ Nước trở lại khí quyển dưới dạng hơi nước do lá cậy thoát hơi nước và bốc hơi nước trên mặt đất Lợi ích: ◼ Cơ thể rất cần nước để sống và phát triển thông qua quá trình trao đổi nước không ngừng giữa cơ thể với môi trường ◼ Chu trình nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều 111 hòa khí hậu hành tinh  Con người và chu trình tuần hoàn nước ◼ Nguồn nước tự nhiên ngày nay đã bị ảnh hưởng thế nào? Nguyên nhân? ◼ Khắc phục những ảnh hưởng nguồn nước bằng cách nào? Con người đã thải nhiều chất gây ô nhiễm vào nguồn nước, và sử dụng lãng phí nguồn nước Phá rừng dẫn đến xói mòn, lụt.. Giảm lượng nước ngấm xuống mạch nước ngầm Khắc phục: trồng rừng, bảo vệ rừng đầu nguồn, chống ô nhiễm nguồn nước 112 Chu trình tuần hoàn phốt-pho (Annemieke Kooijman et al., 2010) 113  Chu trình tuần hoàn photpho ◼ Trong tự nhiên, phôtpho là một trong những chất tham gia vào chu trình các chất lắng đọng có khối lượng lớn dưới dạng quặng. Lớp này lộ ra ngoài và bị phong hóa, chuyển thành dạng phôtphat hòa tan. Nhờ đó, thực vật có thể sử dụng được ◼ Phôtpho tham gia vào thành phần cấu trúc của các chất sống quan trọng như axit nucleic ◼ Sau khi đi vào chu trình, phôtpho thường thất thoát và theo các dòng sông ra biển, lắng đọng xuống đáy sâu. Sinh vật biển, nhất là những loài động vật cỡ lớn tích tụ phôtpho trong xương, răng. Khi chết, xương và răng chìm xuống đáy, ít có cơ hội quay lại chu trình ◼ Lượng phôtpho ở biển thu hồi lại chủ yếu nhờ vào sản lượng cá khai thác và một lượng nhỏ từ phân chim thải ra trên các bờ biển và hải đảo. Bởi vậy, hằng năm con người vẫn phải sản xuất hàng triệu tấn phân lân để cung cấp cho đồng ruộng 114  Phốt-pho và chất lượng nước ◼ Thí nghiệm tại hồ 226, Experimental Lakes Area (ELA), Ontario, Canada 115 Phốt-pho và chất lượng nước ◼ Phốt pho là chất dinh dưỡng quan trọng giới hạn sức sản xuất sơ cấp ở hầu hết các vùng nước ngọt. ◼ Phốt pho là chất dinh dưỡng kiểm soát hiện tượng phú dưỡng thông thường: ◼ Tảo nở hoa trong thí nghiệm tại hồ 226 tiếp nhận lượng lớn phốt pho gây suy giảm oxy, tăng độ pH, gây nguy hiểm cho sức khỏe do độc tố do tảo tiết ra. ◼ Hiện tượng phú dưỡng gây ra những thay đổi rõ rệt về thành phần loài, mức độ phong phú tương đối và sinh khối của thực vật phù du (sinh vật sản xuất chính). ◼ Những thay đổi trong thực vật phù du dẫn đến tác động lên các sinh vật ở cấp độ cao hơn trong lưới thức ăn, chẳng hạn như động vật phù du và cá. 116  Con người và chu trình tuần hoàn photpho phosphateag ◼ Khai khoáng để sản xuất và sử dụng phân bón → cạn kiệt khoáng sản, ô nhiễm nguồn nước do hiện tượng phú dưỡng hóa ◼ Phá rừng làm nông nghiệp → giảm lượng P sẵn có cho các quá trình sinh học ◼ Chất thải chứa hàm lượng P cao gây ô nhiễm 117  Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh ◼ Liên quan đến các quá trình trong khí quyển và dưới đất. ◼ Bể chứa lưu huỳnh chính là đá (pyrite) và trầm tích đại dương. ◼ Các chu kỳ phun trào núi lửa và bão bụi, góp phần vào chu trình sinh địa hóa toàn cầu của S. 118  Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh ◼ Dimethyl sulfide (DMS), được các loài sinh vật phù du thải vào khí quyển, cũng có thể là tác nhân tạo ra mưa axit. 119 (Jan-Hendrik Hehemann et al., 2014) Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh (Annemieke Kooijman et al., 2010) 120  Con người và chu trình lưu huỳnh ◼ Hoạt động của con người, chủ yếu là các hoạt động công nghiệp, tạo ra một lượng lớn khí lưu huỳnh điôxit (SO2) và hydro sunfua (H2S) thải vào khí quyển. SO2 + OH· → HOSO2· HOSO2· + O2 → HO2· + SO3 SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (aq) 121  Chu trình tuần hoàn Oxy (O2) ◼ Oxy được thải vào không khí từ các sinh vật tự dưỡng bằng quá trình quang hợp. ◼ Sinh vật tự dưỡng (autotroph) và dị dưỡng (heterotroph) 122 đều hấp thu oxy thông qua quá trình hô hấp. 2.1. Tổng quan về môi trường 2.2. Tổng quan về sinh thái 2.3. Tổng quan về tài nguyên thiên nhiên 123  2.3 TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ◼ Tài nguyên thiên nhiên là những vật chất của môi trường tự nhiên có giá trị hữu ích, có thể thỏa mãn các nhu cầu khác nhau của con người bằng sự tham gia trực tiếp của chúng vào các quá trình kinh tế và đời sống nhân loại. (LHQ 1972) ◼ Sự khác biệt giữa tài nguyên và môi trường là có mang lại lợi ích cho con người và sản sinh giá trị kinh tế hay không 124  2.3.1 Vai trò của tài nguyên và môi trường cho quá trình phát triển ◼ Mối quan hệ giữa con người, tài nguyên và môi trường: Nhu cầu tiêu dùng và phát triển Công cụ và Con Sinh thái và môi PT sản xuất trường người Tài nguyên thiên nhiên 125  Vai trò của TNTN cho phát triển kinh tế-xã hội ◼ Nguồn lực cơ bản để phát triển kinh tế. ◼ Yếu tố thúc đẩy sản xuất phát triển ◼ Yếu tố quan trọng cho tích lũy để phát triển 126  TN thiên nhiên 2.3.2 Phân loại Tài nguyên TN không vĩnh viễn Tái tạo Các kiểu chính Năng Gió, thủy Nhiên Khoáng Khoángsản của tài lượng triều, liệu dưới sản kim không kim mặt trời dòng đất Loại: sắt, loại: cát, nguyên trực tiếp chảy đồng, phosphat, thiên nhôm... đất sét.... nhiên TN có thể Tái tạo Không khí trong lành Nước ngọt Đất phì nhiêu Sinh vật 127 (1) Tài nguyên khoáng sản ◼ Luật Khoáng sản 20.3.1996 định nghĩa: Khoáng sản là tài nguyên trong lòng đất và trên mặt đất dưới dạng những khoáng vật/khoáng chất tích tụ tự nhiên, ở thể rắn, thể lỏng, thể khí, có thể được khai thác và sử dụng. Khoáng vật, khoáng chất ở bãi thải của mỏ khoáng mà sau này có thể được khai thác lại, cũng là khoáng sản. ◼ Phân loại: ▪ Phân loại theo trạng thái: KS rắn, KS lỏng, KS khí ▪ Phân loại theo tính chất sử dụng khoáng sản: Khoáng sản không kim loại: thạch anh, mica, graphit... Khoáng sản kim loại: hợp kim (Ti, Ni, Co...), kim loại đen (Fe, Mn, Cr...), kim loại màu (Cu, Pb, Zn,...) Khoáng sản nhiên liệu: dầu mỏ, khí đốt và than đá, uranium 128  (2) Tài nguyên khí hậu ✓ Bức xạ mặt trời ✓ Nhiệt độ ✓ Bốc hơi và độ ẩm không khí ✓ Mây ✓ Nước mưa ✓ Áp suất khí quyển ✓ Tốc độ gió và hướng gió ✓ Hiện tượng thời tiết 129 (2) Tài nguyên khí hậu 130 (2) Tài nguyên khí hậu ◼ Các thành phần của hệ thống khí hậu có vai trò to lớn trong đời sống và sự phát triển của sinh vật và con người. o Khí hậu tác động đến sự sống thông qua: chu kỳ ngày đêm, chu kỳ mùa trong năm, chu kỳ tháng và tuần trăng. o Cường độ và đặc điểm của bức xạ mặt trời có tác động mạnh mẽ tới sự phát triển của sinh vật và tăng trưởng sinh khối. o Khí hậu, thời tiết thích hợp tạo ra các vùng thuận lợi cho du lịch, nuôi trồng một số loài động thực vật có giá trị kinh tế cao (hoa, cây thuốc, các nguồn gen quý hiếm khác.) 131 (3) Tài nguyên rừng Rừng là một loại tài nguyên có khả năng tái tạo, là một thành phần quan trọng của môi trường sinh thái. Là nguồn tài nguyên có giá trị: 1. Kinh tế: cung cấp sản phẩm có giá trị kinh tế như gỗ làm chất đốt, đồ nội thất; cao su, dừa cau v.v... có giá trị xuất khẩu tốt. 2. Xã hội: cung cấp lương thực cho con người để đảm bảo an ninh sinh kế cũng như an ninh lương thực. 3. Sinh thái: giúp cố định cacbon và giảm nhẹ biến đổi khí hậu, làm giảm ô nhiễm và lọc không khí. 4. Dược liệu chữa bệnh: bạch đàn (eucalyptus), cây canh-ki-na (cinchona),... được dùng làm nguyên liệu làm thuốc. 132  Phân loại rừng (theo giá trị sử dụng) 1) Rừng đặc dụng: bảo tồn hệ sinh thái Được bảo tồn với mục đích chủ yếu để bảo tồn thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ sinh thái rừng của quốc gia, nguồn gen sinh vật rừng, nghiên cứu khoa học, bảo vệ di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh phục vụ nghỉ ngơi du lịch kết hợp với phòng hộ bảo vệ môi trường sinh thái. 2) Rừng phòng hộ: bảo vệ môi trường Được sử dụng chủ yếu cho mục đích bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống sa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu, bảo vệ môi trường 3) Rừng sản xuất: phục vụ sản xuất Được sử dụng chủ yếu cho mục đích cung cấp gỗ, lâm sản, đặc sản. 133  Tầm quan trọng của rừng ◼ Rừng giữ đất, hạn chế xói mòn, điều hòa nhiệt độ, độ ẩm và giữ nước, cản bớt nước chảy bề mặt. ◼ Rừng là nơi cư trú cho khoảng 70% các loài động vật và thực vật, bảo vệ và làm giàu cho đất, điều chỉnh tự nhiên chu trình thủy học, ảnh hưởng đến khí hậu địa phương và khu vực nhờ sự bay hơi, chi phối các dòng chảy mặt và ngầm. ◼ Rừng bổ sung khí cho không khí (nhờ cây xanh có khả năng hấp thu khí CO2 để thực hiện quang hợp…) và ổn định khí hậu toàn cầu bằng cách đồng hóa cacbon và thải khí oxy, lọc sự ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước, chống lũ lụt, xói mòn. ◼ Rừng còn là nơi cung cấp gỗ, dược phẩm, lương thực và tạo việc làm cho con người. 134  (3) Đa dạng sinh học ◼ Đa dạng sinh học, bao gồm các loài, hệ sinh thái và đa dạng di truyền, cung cấp các dịch vụ sinh thái có giá trị lớn (bao gồm cả nguyên liệu thô cho phát triển kinh tế) và đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì sự sống và chất lượng cuộc sống. ◼ Đa dạng sinh học và các dịch vụ hệ sinh thái là những thành phần không thể thiếu của nguồn vốn tự nhiên (natural capital). 135 Đa dạng sinh học ◼ Sự mất đa dạng sinh học là mối quan tâm chính ở cấp quốc gia và toàn cầu, làm giảm khả năng phục hồi của hệ sinh thái và tăng tính dễ bị tổn thương trước các mối đe dọa như tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu. ◼ Các yếu tố tác động lên đa dạng sinh học: ◼ Vật lý: thay đổi và phân tách môi trường sống thông qua những thay đổi trong sử dụng đất và biển, thay đổi độ che phủ đất, khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên). ◼ Hóa học: chất ô nhiễm độc hại, axit hóa, tràn dầu, ô nhiễm khác từ hoạt động của con người. ◼ Sinh học: thay đổi quy luật phát triển quần thể và cấu trúc loài do ảnh hưởng của các loài ngoại lai, xâm lấn hoặc săn bắt động vật hoang dã. ◼ Các yếu tố khác làm thay đổi điều kiện khí hậu và thời tiết. 136  (4) Tài nguyên nước ◼ Tài nguyên nước gồm tất cả các dạng nước tồn tại trên Trái Đất : hơi nước (khí quyển), nước mặt, nước dưới đất, nước biển và đại dương. ◼ Nước là tài nguyên có thể tái tạo. ◼ Lượng nước ngọt cho phép con người sử dụng chỉ chiếm một phần rất nhỏ bé (