Bài giảng Môi trường đô thị - Bài 2: Sinh thái - Đặng Nguyễn Thiên Hương

Nội dung text: Bài giảng Môi trường đô thị - Bài 2: Sinh thái - Đặng Nguyễn Thiên Hương

1. 1. Môi trường là gì ? • Khi con người là đối tượng nghiên cứu: Vật thể Hoàn cảnh Con người Môi trường sống = tự nhiên + nhân tạo Ảnh hưởng 1 Bài 1: Môi trường đô thị
2. 1. Môi trường là gì ? • Môi trường sống của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên do con người tạo ra, những cái hữu hình dưới dạng vật thể hoặc phi vật thể (phong tục, tập quán, niềm tin ), trong đó con người sống và lao động, khai thác các tài nguyên và nhân tạo nhằm thỏa mãn những nhu cầu của mình. (UNESCO, 1981) • Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên (bao gồm thạch quyển, thủy quyển và khí quyển) và yếu tố vật chất nhân tạo (như đồng ruộng, vườn tược, công viên, thành phố, các công trình văn hóa, các nhà máy sản xuất công nghiệp ), quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên. (Luật Bảo vệ Môi trường, Việt Nam, 2005). 2 Bài 1: Môi trường đô thị
3. 2. Chức năng của môi trường ? 1. Là không gian sống cho con người và thế giới sinh vật: phục vụ cho các hoạt động sống hàng ngày và thay đổi theo trình độ kỹ thuật công nghệ. Phân loại không gian sống: – Chức năng xây dựng – Chức năng vận tải – Chức năng sản xuất – Chức năng cung cấp năng lượng, thông tin – Chức năng giải trí 3 Bài 1: Môi trường đô thị
4. 2. Chức năng của môi trường ? 2. Là nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người; 3. Là nơi chứa đựng các phế thải do con người tạo ra; 4. Là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người. 4 Bài 1: Môi trường đô thị
5. 3. Môi trường đô thị là gì ? Thành phần tự nhiên: Thành phần nhân tạo Địa hình, đất, nước, không khí, khí hậu, hệ sinh thái Thành phần vật chất: Thành phần phi vật chất: Công trình xây dựng Kinh tế - xã hội, trình độ theo chức năng đô thị khoa học kỹ thuật phục vụ cho nhu cầu sống, làm việc và nghỉ ngơi giải trí của con người Ranh giới đô thị 5 Bài 1: Môi trường đô thị
6. HỆ SINH THÁI ĐÔ THỊ 6
7. NỘI DUNG Phần 1: Hệ sinh thái • Hệ sinh thái là gì? • Thành phần trong hệ sinh thái • Đặc trưng của hệ sinh thái Phần 2: Hệ sinh thái đô thị • Định nghĩa hệ sinh thái đô thị • Thành phần trong hệ sinh thái đô thị • Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 7 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị
8. 1. Hệ sinh thái là gì? 9 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
9. 1. Hệ sinh thái là gì? Thuật ngữ hệ sinh thái có thể áp dụng cho những quy mô khác nhau như hệ sinh thái nhỏ (gốc một cây gỗ), hệ sinh thái tương đối nhỏ (một cái ao), hệ sinh thái vừa (một khu rừng), hệ sinh thái lớn (đại dương), hệ sinh thái khổng lồ (trái đất). Hệ sinh thái không nhất thiết phải là một khu vực rộng lớn, nhưng phải có quần xã sinh sống. Để khảo sát một hệ sinh thái cần xem hai mặt: Cấu trúc của hệ sinh thái (các vấn đề về số loài, số lượng các nhóm sinh vật và các đặc tính của môi trường); Chức năng của hệ sinh thái (các vấn đề liên quan đến tốc độ của quá trình chuyển hóa năng lượng và trao đổi chất). 10 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
10. 2. Thành phần trong hệ sinh thái Temperature, Moisture - Thành phần vật lý Temperature, Moisture (tạo năng lượng) - Thành phần vô cơ (tạo chất sống) - Thành phần hữu cơ (tạo liên kết giữa thành phần hữu sinh và vô sinh) Minerals Minerals Minerals Minerals - Quần thể sinh vật (sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật NutrientsNutrients NutrientsNutrients phân hủy) 11 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
11. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 1) Ranh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh thái 2) Cấu trúc của hệ sinh thái 3) Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái 4) Động thái của hệ sinh thái 12 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
12. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.1. Ranh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh thái 13 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
13. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.2. Cấu trúc của hệ sinh thái 14 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
14. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái a. Chu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: 15 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
15. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái a. Chu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Cacbon 16 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
16. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái a. Chu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Nitơ 17 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
17. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái a. Chu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Photpho 18 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
18. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái b. Chu trình biến đổi năng lượng: chuỗi thức ăn, lưới thức ăn, tháp dinh dưỡng 19 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
19. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái c. Chu trình biến đổi chủng loài: sự di cư 20 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
20. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái d. Tác nhân thúc đẩy tiến trình biến đổi vật chất, năng lượng trong tự nhiên Gió Năng lượng, vật chất và hầu hết các loài đều di chuyển từ thành phần này đến thành phần khác trong một vùng hệ sinh thái (Miller, 1978a; Van Leeuwen, 1982) hoặc giữa các hệ sinh thái với nhau. 21 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
21. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.4 Động thái của hệ sinh thái Động thái của hệ sinh thái là quá trình biến đổi của hệ sinh thái khi có sự xuất hiện của các tác nhân (bên trong và bên ngoài) làm thay đổi đặc trưng vốn có của hệ sinh thái. Hai khái niệm cần xem xét khi nghiên cứu động thái của hệ sinh thái: cân bằng sinh thái và khả năng tự lập cân bằng. 22 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
22. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.4 Động thái của hệ sinh thái a. Cân bằng sinh thái: Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện sống. Trạng thái cực điểm trong cân bằng sinh thái – climax – là trạng thái mà tại đó sinh vật thích nghi với nhau, thích nghi với môi trường xung quanh và tại đó tồn tại sự cân bằng giữa các yếu tố hữu sinh và vô sinh. Cân bằng sinh thái được tạo ra bởi chính bản thân hệ và chỉ tồn tại được khi các điều kiện tồn tại và phát triển của từng thành phần trong hệ được đảm bảo và tương đối ổn định. Cân bằng sinh thái không phải là một trạng thái tĩnh của hệ. Hệ sinh thái càng đa dạng, nhiều thành phần thì trạng thái cân bằng của hệ càng ổn định. 23 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
23. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.4 Động thái của hệ sinh thái a. Cân bằng sinh thái: Mô hình đồi Nga Mô hình cân bằng hệ sinh thái 24 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
24. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 25 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
25. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 26 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
26. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.4 Động thái của hệ sinh thái b. Khả năng tự lập cân bằng: 27 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
27. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái 3.4 Động thái của hệ sinh thái c. Những tác động của con người lên hệ sinh thái: - Tác động vào cơ chế tự ổn định, tự cân bằng của hệ sinh thái - Tác động trực tiếp hoặc gián tiếp vào trạng thái cân bằng của hệ sinh thái - Tác động vào các chu trình sinh địa hóa - Tác động vào yếu tố môi trường của hệ sinh thái 28 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái
28. NỘI DUNG Phần 1: Hệ sinh thái • Hệ sinh thái là gì? • Thành phần trong hệ sinh thái • Đặc trưng của hệ sinh thái Phần 2: Hệ sinh thái đô thị • Định nghĩa hệ sinh thái đô thị • Thành phần trong hệ sinh thái đô thị • Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 29 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
29. Tiến trình phát triển quan điểm nghiên cứu sinh thái đô thị Quan điểm Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu nghiên cứu Dựa trên lịch Thành phần hữu sinh Mô tả và xác định nơi cư trú Chú trọng vào lịch sử phát sử tự nhiên (từ ngoài con người, đặc triển của khoa học tự thế kỷ 16) biệt là các loài động nhiên, mô tả tự nhiên, cải thực vật thiện giá trị sử dụng của tự nhiên Sinh thái nhân Con người và cộng Mô tả và đánh giá các điều Phát triển và cải thiện các văn và xã hội đồng xã hội, mối quan kiện sống của con người và yếu tố về xã hội và sinh (Khoảng 1920) hệ giữa con người với cộng đồng xã hội dựa trên thái nhân văn ảnh hưởng môi trường xây dựng, quan điểm sinh thái đến sức khỏe con người môi trường xã hội và môi trường vật lý Sinh thái sinh Thành phần hữu sinh Đặt đối tượng nghiên cứu Phát triển giới hạn cần phải học (khoảng ngoài con người, đặc trong hệ sinh thái cụ thể và bảo vệ thiên nhiên, phục vụ 1965) biệt quan tâm đến các phức tạp, thỉnh thoảng sử cho khả năng tái tạo và hồi giống loài động thực dụng các khái niệm đa ngành phục sức khỏe cho con vật; đất đô thị, lưu vực – đa lĩnh vực để nghiên cứu người và khí hậu 30 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
30. Tiến trình phát triển quan điểm nghiên cứu sinh thái đô thị Quan điểm Đối tượng nghiên Phương pháp nghiên Mục tiêu nghiên cứu nghiên cứu cứu cứu Hệ sinh thái Hệ sinh thái đô thị, Tiếp cận hệ thống, phân Bảo tồn hệ sinh thái cho (khoảng 1970) dòng luân chuyển vật tích các yếu tố ảnh con người và các sinh chất và năng lượng, hưởng có tính chất phức vật khác các thành phần hữu tạp sinh ngoài con người Sinh thái đô Dòng luân chuyển của Phân tích liên ngành – Bảo tồn môi trường thị ứng dụng vật chất và năng đa lĩnh vực đối với các sống của con người cho vì sự phát lượng, tất cả các thành nhân tố ảnh hưởng ở các thế hệ hiện tại và triển bền vững phần hữu sinh (đa mức độ phức tạp hơn, tương lai, bảo tồn đa của đô thị dạng sinh học), khía chú trọng tính khác biệt dạng sinh học và các (khoảng 1990) cạnh xã hội và khía giữa các ngành – các nguồn tài nguyên không cạnh quản lý lĩnh vực tái tạo Nguồn: SAM BENVIE, A case for using adaptive platforms in the development and implementation of urban-centred adaptive management plans, 2005 31 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
31. Không khí Ý tưởng Nước Thương mại Năng lượng nhiệt Lương thực quốc tế, Đô thị thải Nhiên liệu Giao tiếp Hàng hóa Vật liệu thô Con người Nước thải Chất thải rắn Khí thải Tái sử dụng Chất thải rắn Nước Nước thải 32
32. 1. Định nghĩa hệ sinh thái đô thị Hệ sinh thái đô thị là một phức hợp thống nhất các loài động vật (kể cả con người), thực vật và vi sinh vật với các yếu tố môi trường vật lý của một vùng đô thị xác định, trong đó chú trọng nhiều đến sự tương tác của con người với các loài sinh vật khác và với môi trường xung quanh thông qua các dòng luân chuyển vật chất và năng lượng đặc trưng trong đô thị. Hệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái được hình thành dưới tác động của quá trình đô thị hóa, trong đó thông qua sự gia tăng dân số, môi trường và cấu trúc hệ sinh thái tại các vùng nông thôn và các khu vực lân cận khác bị biến đổi. Hệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái dị dưỡng, phụ thuộc phần lớn vào các yếu tố đầu vào (input) từ bên ngoài hệ thống (năng lượng và vật chất) và phải hấp thụ một lượng lớn chất thải các loại (rắn, lỏng, khí) (Odum 1963, Collins et al. 2000). 33 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
33. 2. Thành phần trong hệ sinh thái đô thị Một hệ sinh thái đô thị bao gồm con người và các hoạt động của con người trong mối quan hệ với các thành phần hữu sinh và các kiến trúc (môi trường xây dựng) mà họ xây dựng nằm trong các thành phần vô sinh. Trong hệ sinh thái đô thị, con người tác động lên các yếu tố sinh thái (thực vật, không khí, nước, đất, động vật), và những quyết định của con người (lựa chọn nơi nào và bằng cách nào để xây nhà, công viên, đường giao thông, trường học) cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sinh thái. 34 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
34. 2. Thành phần trong hệ sinh thái đô thị Thành phần Thành phần vô sinh hữu sinh Môi trường xây dựng 35 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
35. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 1) Ranh giới bên trong và bên ngoài 2) Cấu trúc của hệ sinh thái đô thị 3) Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị 4) Động thái của hệ sinh thái đô thị 36 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
36. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 3.1 Ranh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh thái đô thị - Là ranh giới hành chính, thay vì ranh giới tự nhiên - Thay đổi theo những thay đổi của chế độ chính trị - xã hội - Có ý nghĩa trong khía cạnh quản lý kinh tế - xã hội và hành chính - Ít có ý nghĩa trong lĩnh vực quản lý tài nguyên – môi trường và quản lý chất thải 37 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
37. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 3.2 Cấu trúc của hệ sinh thái đô thị Môi trường nhân văn Thành phần hữu sinh Con người Các hoạt động của Quần thể động vật con người Quần thể thực vật Thành phần vô sinh Môi trường xây dựng Đất, nước, không khí Công trình Chất dinh dưỡng, chất Hạ tầng kỹ thuật khoáng Hạ tầng môi trường HỆ SINH THÁI ĐÔ THỊ 38 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
38. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị Tín hiệu biến đổi trong hệ sinh thái đô thị bao gồm: thông tin, kiến thức, lao động, văn hóa, tài chính – vốn, hàng hóa, lương thực, nước, chất thải – chất ô nhiễm, công nghệ, năng lượng 39 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
39. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị 40 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
40. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị 3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị 41 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
41. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị - Hệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái mở. Điều này được thấy rõ khi xem xét các dòng chuyển động, những sự biến đổi và tác động qua lại của hệ sinh thái đô thị, đặc biệt là quan hệ của hệ sinh thái đô thị với các hệ sinh thái khác mà nó phụ thuộc; - Từ quan điểm xã hội và dân số, hệ sinh thái đô thị sản sinh ra một lượng rất lớn về thông tin, kiến thức, sự sáng tạo, nền văn hóa, công nghệ và công nghiệp tất cả các sản phẩm này sẽ truyền sang, tác động đến các hệ sinh thái khác; - Từ quan điểm sinh học, hệ sinh thái đô thị là hệ sinh thái không tự sinh, nên nó phụ thuộc rất nhiều vào các vùng xung quanh. Hệ sinh thái đô thị tiêu thụ năng lượng và vật chất rất lớn, phục vụ cho mọi sinh hoạt của đô thị dẫn đến cạn kiệt năng lượng và tài nguyên thiên nhiên; 42 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
42. 3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thị - Từ quan điểm kinh tế - xã hội và môi trường, các hệ sinh thái đô thị, đặc biệt là các đô thị lớn, trở thành không ổn định, dễ mất cân bằng và dễ bị tổn thương; - Từ sự tiêu thụ lượng lớn năng lượng và vật chất, hệ sinh thái đô thị là một hệ thống sản sinh ra rất nhiều loại chất thải gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng, đến thiên nhiên cũng như các hệ sinh thái khác; - Sự phát triển của hệ sinh thái đô thị liên quan đến sự biến đổi sâu xa của sự chiếm đất và sử dụng đất; - Các vấn đề phát sinh trong hệ sinh thái đô thị là rất rộng, liên quan đến nhiều khía cạnh, luôn biến đổi, khó xác định hoặc đánh giá định lượng. 43 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
43. 4. Động thái của hệ sinh thái đô thị 44 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
44. 4. Động thái của hệ sinh thái đô thị - “Diễn thế” trong hệ sinh thái đô thị do con người quyết định và phụ thuộc vào nhu cầu sống của con người. - Trạng thái cân bằng của hệ sinh thái đô thị ? - Khả năng tự lập cân bằng của hệ sinh thái đô thị ? 45 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
45. Tài liệu tham khảo 1. TS Lê Thị Thanh Mai, Giáo trình Con người và môi trường, www.ebook.edu.vn 2. TS Chế Đình Lý, Giáo trình Phân tích hệ thống môi trường, www.ebook.edu.vn 3. Decker et al., Material and energy flow through urban ecosystem, 2000. 4. Urban metabolism, MITPortugual (public lecture) 5. M. Alberti, Modelling the urban ecosystem: A conceptual framework, 2008 6. Sam Benvie, A case for using adaptive platforms in the development and implementation of urban-centred adaptive management plans, 2005 46 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị
46. Gợi ý ứng dụng Theo em, hệ sinh thái nào phù hợp để phát triển trong đô thị lớn tại Việt Nam, tại sao? Thành phố sinh thái là gì? Tiêu chí đánh giá thành phố sinh thái? Mỗi gia đình, mỗi cá nhân có thể làm gì để tạo nên thành phố sinh thái? 47 Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị