Tiểu luận Hệ sinh thái suối

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CHUYÊN ĐỀ SINH THÁI HỌC HỆ SINH THÁI TIỂU LUẬN: HỆ SINH THÁI SUỐI Học viên: Đỗ Văn Mười Lớp K22 – Sinh học Chuyên ngành: Sinh thái học HÀ NỘI – THÁNG 2/2015 I. ĐỊNH NGHĨA - Hệ sinh thái (Ecosystem) là một hệ thống tác động tương hỗ giữa các sinh vật với nhau và với môi trường vô sinh; là một hệ chức năng, được mô tả như một thực thể khách quan, xác định chính xác trong không gian và thời gian. Hệ sinh thái là một khái niệm rộng và linh hoạt, vì thế có thể áp dụng cho tất cả các trường hợp có mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi trường, có sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin giữa chúng với nhau, thậm chí trong các trường hợp chỉ xảy ra trong một thời gian ngắn. Trong thành phần của hệ sinh thái, khí quyển, đất, nước, ánh sáng và các nguyên tố dinh dưỡng là những nguyên liệu sơ cấp (E), còn động vật, thực vật và vi sinh vật là những tác nhân vận chuyển và là những bộ máy trao đổi chất và năng lượng của hệ sinh thái. Chúng được đặc trưng bằng mối quan hệ có lợi và có hại, mối quan hệ sinh dưỡng giữa sinh vật tự dưỡng (P) và sinh vật dị dưỡng (C), sinh vật phân hủy (D). Như vậy, xét về cấu trúc, một hệ sinh thái sẽ gồm 4 thành phần : - Môi trường vô sinh (E). - Vật sản xuất (P). - Vật tiêu thụ (C). - Vật phân hủy (D). Tất cả các hệ sinh thái có những đặc điểm cơ bản xác định về cấu trúc và chức năng. Quan trọng nhất là tất cả các hệ sinh thái có các thành phần vô sinh (abiotic) và sinh vật (biotic) và giữa chúng có sự trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin. Các hệ sinh thái có thể được chia thành hệ sinh thái trên cạn và hệ sinh thái dưới nước. Các hệ sinh thái dưới nước gồm hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh thái nước mặn; các hệ sinh thái nước ngọt gồm hệ sinh thái nước đứng (ao, hồ,) và hệ sinh thái nước chảy (sông, suối). Suối là một hệ sinh thái nước chảy điển hình được định nghĩa là dòng nước thiên nhiên ở miền đồi núi, chảy thường xuyên hoặc theo mùa, do nước mưa hoặc nước ngầm chảy ra ngoài mặt đất tạo nên. - Phân loại: + Suối nước nóng thực chất là mạch nước ngầm được đun nóng bởi địa nhiệt của lớp vỏ Trái Đất. Có rất nhiều mạch nước nóng ở nhiều nơi trên lớp vỏ Trái Đất. + Suối nước khoáng: là mạch nước ngầm thanh lọc trong lòng đất. Suối nước khoáng có thể được khai thác để sản xuất nước khoáng (do chứa các chất khoáng có lợi) hoặc sử dụng để khai thác du lịch. + Ngoài hai loại suối trên, suối được bắt nguồn từ nước ngầm, băng tuyết tan chảy hoặc từ nước chảy ở đồi núi, tạo ra dòng chảy với sự thay đổi độ cao và thành phần vô sinh, hữu sinh lớn. Các dòng suối này chính là khởi nguồn của các con sông, tạo ra dòng chảy bề mặt trên Trái Đất. Hình 1. Suối Mơ – huyện Đại Lộc, Quảng Nam (Nguồn: Website Giáo dục Việt Nam) Suối nước khoáng và suối nước nóng có ý nghĩa về mặt kinh tế (du lịch nghỉ dưỡng, tắm hơi, sản xuất nước khoáng thiên nhiên,...). 2. THÀNH PHẦN Đặc trưng bởi sự thay đổi theo đới độ cao với hàm lượng DO cao, nhiệt độ thấp, nước chảy, nền đáy (đá tảng, sỏi, cát) Thành phần hệ sinh thái suối gồm: thực vật thủy sinh, ấu trùng, các loại ốc kích thước nhỏ, cá kích thước nhỏ. Do độ trong lớn nên các loại tảo bám đá nhiều và cơ sở thức ăn cho cá và động vật không xương sống. Khu hệ thủy sinh vật hệ sinh thái suối có tỷ lệ các loài đặc hữu cao. Thành phần của hệ sinh thái có thể chia ra như sau: Các thành phần vô sinh (sinh cảnh) Dòng chảy của suối bắt nguồn từ các khe rãnh, vách núi, các nghiên cứu chỉ ra rằng phần lớn sông, suối chảy trên mặt đất đều tự tạo thung lũng riêng cho mình, khi khối lượng nước lớn, chúng tìm nơi thuận lợi để dồn nước vào chỗ trũng. Nói chung, các dòng chảy đều bắt nguồn từ nơi cao, đổ nước xuống nơi thấp bằng con đường ngắn nhất có thể được. Đặc điểm quan trọng của suối là chế độ nước chảy, do đó mà chế độ nhiệt, muối khoáng nhìn chung đồng đều nhưng thay đổi theo mùa. Đặc điểm nổi bật là dòng chảy thường hẹp, nước chảy xiết, nền đáy là đá, sỏi và cát. Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào độ rộng và dốc của dòng suối. Các dòng chảy được nuôi dưỡng bởi 2 nguồn chính: nước bề mặt và nước ngầm. Nước bề mặt là nước mưa hay do băng tuyết tan ra, hầu hết các dòng chảy nhận nước bề mặt của lưu vực gom nước, từ các suối nhỏ, suối lớn. Nước ngầm là nước chứa trong các túi nước trong lòng đất. Sự phân bố của nước ngầm phụ thuộc vào địa hình, khí hậu địa phương, độ xốp và khả năng thấm nước của lớp đất đá nằm phía dưới. Mặt bàn nước ngầm thường nằm tương ứng với địa hình, thấp dần từ nơi cao đến nơi thung lũng. Do đó, mực nước ngầm có thể được kiểm tra bởi nước mặt hồ, mặt giếng. Sự xâm nhập của nước ngầm vào các mạch ngầm, sỏi, cát xốp, là tiền đề cung cấp nguồn nước để duy trì dòng chảy trong mùa khô. Các yếu tố hữu sinh (quần xã sinh vật) Dòng chảy là một yếu tố giới hạn vật lí. Sinh vật sống ở trong đó có những đặc điểm riêng về thành phần và thích nghi với môi trường. Quần xã sinh vật cũng được chia ra các thành phần cơ bản: + Sinh vật sản xuất (producer): thực vật, tảo có màu xanh, một số vi khuẩn quang hợp hay hóa tổng hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp nuôi sống các sinh vật dị dưỡng. + Sinh vật tiêu thụ (consumer): chủ yếu là các loài động vật sống nhờ vào các chất hữu cơ có sẵn trong môi trường (thực vật, động vật và các sản phẩm của chúng). + Sinh vật phân giải (reducer): gồm phần lớn các vi sinh vật hoại sinh, chúng phân giải các chất, giải phóng năng lượng để sử dụng trong các hoạt động sống của mình đồng thời trả lại cho môi trường các chất vô cơ ban đầu (các nguyên tố, muối khoáng). Quần xã sinh vật ở suối nhìn chung nghèo về sinh vật tự dưỡng. Chỉ có các bèo trôi nổi, rong rêu, Tảo lục, tảo sống bám vào giá thể, Tảo silic và các sinh vật tự dưỡng khác sống gần mặt nước. Do sinh vật sản xuất ít nên sinh vật ăn cỏ, sinh vật ăn thịt, sinh vật ăn mùn bã cũng ít. Vì vậy, năng suất sinh học ở các dòng suối thường rất thấp. Những sinh vật nổi ở nước chảy xiết thường có các thích nghi hình thái đạc biệt như: (1) Cơ thể của ấu trùng và cá có dạng hình thoi và dẹt để chống lại sức cản của dòng chảy; (2) Các nhóm và các họ động vật khác nhau có nếp gấp ở da thân để bám vào giá thể như chức năng bám của ấu trùng bộ Hai cánh; (3) Hầu hết động vật sống trong nước chảy đều có hướng đi ngược dòng chảy. Ở nền sỏi đá, cát có các cây bụi mọc ở kẽ đá, ví dụ câu rù rì (ở thượng nguồn nhiều suối của sông Hồng) và Tảo lục Cladophora. Các động vật có nhiều đặc điểm hình thái, cấu tạo thích nghi với môi trường nước chảy xiết. Các quần xã thủy sinh vật ở đây có thành phần không đồng nhất, thay đổi theo vị trí của dòng chảy. Thành phần loài mang tính pha tạp cao do nhiều loài ngoại lai từ các thủy vực khác du nhập vào. Ở những nơi có dòng chảy mạnh, nhiệt độ nước thấp, nồng độ ôxi cao, số loài thực vật ít, động vật nổi không phát triển, nhưng có những loài cá bơi giỏi; sinh vật đáy phát triển, hệ rễ bám chặt vào đáy như rong mái chèo, hoặc phát triển mạnh cơ quan bám. Điển hình như thủy tức nước ngọt Hydra, bọ nước có giác bám ở cuối thân hoặc động vật vừa có giác bám, vừa có các sợi tơ buộc thân vào giá thể (như ấu trùng của muỗi Simulium). Bọ nước suối Hydrospyche có móc và lưỡi bám. Mặt dưới của cơ thể giun dẹp và nhuyễn thể có tiết ra các chất dính. Ở những vực sâu có các sinh vật đa dạng và phong phú như sinh vật phù du, sinh vật sống vùi (2 mảnh vỏ), ấu trùng chuồn chuồn, một số sinh vật nổi. Ở vực sâu của dòng chảy chậm có cá và các sinh vật khác tập trung. Sinh vật nổi ở đây có điều kiện phát triển mạnh. Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong dòng nước. Sự phân bố của chúng hoàn toàn không đồng nhất mà rất khác nhau tuỳ thuộc vào đặc trưng của từng loại môi trường. Các yếu tố môi trường quan trọng quyết định sự phân bố của vi sinh vật là hàm lượng muối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và ánh sáng. Vì nước suối khá sạch và các chất hòa tan thường ít nên vi sinh vật nước có mật độ rất thấp. Trong các suối có hàm lượng sắt cao thường chứa các vi khuẩn sắt như Leptothrix ochracea. Ở các suối chứa lưu huỳnh thường có mặt nhóm vi khuẩn lưu huỳnh màu lục hoặc màu tía. Những nhóm này đều thuộc loại từ dưỡng hoá năng và quang năng. Ở những suối nước nóng thường chỉ tồn tại các nhóm vi khuẩn ưa nhiệt như Leptothrix thermalis. Sự phát tán sinh vật trong dòng suối. Một trong những đặc điểm khác biệt nhất của môi trường suối là dòng chảy. Dòng chảy có tác động gì đến sự sống của các sinh vật trong dòng chảy? Các ảnh hưởng của dòng chảy là rất lớn và ảnh hưởng đến mọi thứ từ lượng oxy trong nước đến kích thước, hình dạng, và tập tính của các sinh vật trong dòng chảy. Tại sao không phải là dòng chảy của suối rửa sạch tất cả các sinh vật trong dòng chảy, bao gồm cá, côn trùng, ốc, vi khuẩn, tảo và nấm, ra biển? Tất cả các sinh vật suối có những đặc điểm khác nhau giúp chúng duy trì vị trí của mình trong dòng suối. Một số loài cá như cá hồi được sắp xếp hợp lý và có thể dễ dàng bơi ngược dòng nhanh chóng, trong khi các loài cá khác như cá bống và các cá nhỏ cũng được cấu tạo để tránh sức mạnh của dòng chảy bằng cách sống phía dưới và tìm kiếm nơi trú ẩn trong hoặc phía dưới đá. Vi sinh vật chống lại việc bị cuốn trôi bằng cách bám chặt các bề mặt của các loại đá, gỗ, và các vật khác. Nhiều loài côn trùng dòng chảy có cấu tạo dẹt và để ở lại và thoát khỏi áp lực mạnh của dòng chảy, trong khi những sinh vật khác có dáng thuôn nhỏ và bơi nhanh. Ngoài ra cần kể đến hệ thực vật, động vật ven bờ suối gồm các cây gỗ lớn, nhỏ khác nhau, cây bụi và cỏ đóng vai trò quan trọng trong điều hòa khí hậu, ngăn chặn lũ lụt, Ở những suối có nguồn nước thải công nghiệp đổ vào hoặc các tác động khác của con người thì thành phần vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng theo các hướng khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất của nước thải. Những nguồn nước thải có chứa nhiều axit thường làm tiêu diệt các nhóm vi sinh vật ưa trung tính có trong thuỷ vực. 3. THỰC TRẠNG - Suối đóng vai trò quan trọng, là nơi khởi đầu của các dòng chảy bề mặt trên Trái Đất, trong nó chứa đựng các hệ sinh thái quan trọng. Nhiều hệ sinh thái suối đang đứng trước nguy cơ bị ô nhiễm nặng và khó phục hồi được bởi các tác động vô ý thức của con người. - Hiện nay, các dòng suối, nhất là suối trong các khu du lịch, đang đứng trước nguy cơ bị ô nhiễm môi trường rất cao do ý thức không tốt của người dân và khách du lịch. Việc vứt xả rác bừa bãi xuống các dòng suối gây nên tình trạng mất mĩ quan cũng như ảnh hưởng đến hệ sinh vật suối. “Suối rác” ở thị trấn Nà Phặc, huyện Ngân Sơn – Bắc Kạn (Nguồn: Đài phát thanh – truyền hình tỉnh Bắc Kạn) - Việc xây dựng các thủy điện nhỏ thông qua sử dụng dòng chảy của suối cũng như việc chặn các dòng chảy từ thượng nguồn làm thủy điện lớn đã ảnh hưởng vô cùng nghiêm trọng đến môi trường và hệ sinh vật của suối. - Do tình trạng chặt phá rừng đầu nguồn dẫn tới dòng chảy của suối trở thành nguồn “chuyên chở” lũ lụt gây ảnh hưởng đến mùa màng và đời sống con người. Bên cạnh đó là sự ô nhiễm môi trường do lũ lụt gây ra. - Hoạt động công nghiệp, chế biến nông sản đã thải vào các dòng suối một lượng không nhỏ các chất thải, hóa chất gây nên tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngọt, ảnh hưởng đến nguồn nước sạch cung cấp cho nông nghiệp và sử dụng trong sinh hoạt ở nhiều nơi. - Hoạt động khai thác khoáng sản đã thải ra môi trường một lượng lớn rác thải, hóa chất độc hại, chúng ảnh hưởng đến lớn đến môi trường, đặc biệt ảnh hưởng đến các hệ sinh thái suối gây suy thoái môi trường, suy hoại tài nguyên sinh vật và nguồn nước sạch cho các vùng trung và hạ lưu. Bùn đỏ ở Veszprem (Bungari), hậu quả của công nghiệp luyện nhôm. (Nguồn: Báo điện tử Dân trí) 4. BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ BẢO TỒN - Điều tra, thống kê, lập và thực hiện dự án cải tạo, nạo vét, khơi thông dòng chảy tại các suối trong các đô thị, khu dân cư đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Kiểm soát các hoạt động đổ thải, san lấp mặt bằng lấn chiếm dòng chảy của các suối. - Đánh giá khả năng tiếp nhận nguồn thải của các dòng suối trên các lưu vực sông, phân vùng chất lượng môi trường nước các dòng suối để phục vụ công tác quản lý và cấp phép xả thải. - Chủ trì, phối hợp biên tập tài liệu và tuyên truyên trong các cấp học nhằm giáo dục nâng cao nhận thức, ý thức bảo vệ môi trường. - Tập trung tuyên truyền nâng cao ý thức của người dân, cổ vũ, động viên các tổ chức, cá nhân làm tốt công tác bảo vệ môi trường, phê phán các tổ chức, cá nhân vi phạm pháp luật về môi trường. - Ngăn chặn tình trạng xả thải trực tiếp các chất thải, hóa chất độc hại xuống các dòng suối, thực hiện xử phạt nghiêm minh với các hành vi cố tình vi phạm pháp luật về môi trường. - Phát triển du lịch phải đi đôi với công tác quản lí và bảo tồn các dòng suối, giữ được vẻ tự nhiên và trong sạch của suối.