Bài giảng Sinh thái học và môi trường - Lê Thị Thính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG
KHOA SƯ PHẠM TỰ NHIÊN
LÊ THỊ THÍNH
BÀI GIẢNG
SINH THÁI HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
(Dùng cho bậc Cao đẳng ngành Sư phạm Sinh học)
Quảng Ngãi, tháng 12 năm 2014
MỤC LỤC
Trang
PHẦN A. LÝ THUYẾT 1
CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH THÁI HỌC 1
1.1. Khái niệm về Sinh thái học 1
1.2. Phương pháp nghiên cứu Sinh thái học 1
1.3. Những nội dung chủ yếu của sinh thái học 1
1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của Sinh thái học 3
CHƯƠNG 2. SINH THÁI HỌC CÁ THỂ 5
2.1. Môi trường và các nhân tố sinh thái 5
2.2. Một số quy luật về tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật 7
2.3. Tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật và sự thích
nghi của sinh vật 10
2.4. Nhịp sinh học 20
CHƯƠNG 3. QUẦN THỂ SINH VẬT 21
3.1. Khái niệm quần thể sinh vật 21
3.2. Mối quan hệ sinh thái giữa các cá thể trong một quần thể 21
3.3. Mối quan hệ giữa những quần thể trong cùng một loài 24
3.4. Những đặc trưng cơ bản của quần thể 24
CHƯƠNG 4. QUẦN XÃ SINH VẬT 33
4.1. Khái niệm về quần xã sinh vật 33
4.2. Phân loại quần xã 33
4.3. Các mối quan hệ sinh thái giữa các loài trong nội bộ quần xã 34
4.4. Những tính chất cơ bản của quần xã 36
4.5. Sự diễn thế sinh thái 40
CHƯƠNG 5. HỆ SINH THÁI 43
5.1. Khái niệm hệ sinh thái 43
5.2. Sự chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái 44
5.3. Sự chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái và năng suất sinh học 50
5.4. Những nhận xét rút ra trong nghiên cứu hệ sinh thái 54
5.5. Sinh thái học và việc quản lí nguồn lợi thiên nhiên 54
CHƯƠNG 6. SINH QUYỂN VÀ NHỮNG HỆ SINH THÁI CHÍNH 56
6.1. Khái niệm sinh quyển, sinh thái quyển 56
6.2. Các hệ sinh thái 57
CHƯƠNG 7. BẢO VỆ VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN
THIÊN NHIÊN VÀ MÔI TRƯỜNG 63
7.1. Tài nguyên đất 66
7.2. Tài nguyên rừng 66
7.3. Tài nguyên nước 68
7.4. Tài nguyên khoáng sản 70
7.5. Tài nguyên năng lượng 72
7.6. Tài nguyên biển 75
7.7. Tài nguyên đa dạng sinh học 79
7.8. Đấu tranh chống các sinh vật gây hại 82
CHƯƠNG 8. TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG 84
8.1. Lịch sử tác động của con người đối với môi trường 84
8.2. Sự tăng trưởng dân số 85
8.3. Hoạt động của con người gây ô nhiễm môi trường 86
8.4. Hoạt động của con người phá hủy môi trường tự nhiên 92
CHƯƠNG 9. GIÁO DỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 94
9.1. Thực trạng môi trường, nguyên nhân và những quan điểm chỉ
đạo công tác bảo vệ môi trường ở Việt Nam 94
9.2. Giáo dục bảo vệ và phát triển bền vững môi trường 95
9.3. Định hướng cơ bản, nhiệm vụ và nội dung về giáo dục bảo vệ
môi trường 97
9.4. Luật môi trường 99
PHẦN B. THỰC HÀNH 101
Bài 1. SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT ĐỐI VỚI CÁC ĐIỀU
KIỆN ÁNH SÁNG CỦA MÔI TRƯỜNG 101
Bài 2. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ ƯA THÍCH CỦA MỘT SỐ LOÀI
ĐỘNG VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG TRONG ĐIỀU KIỆN
PHÒNG THÍ NGHIỆM 103
Bài 3. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ ƯA THÍCH ĐỘ ẨM Ở ĐỘNG VẬT
TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM 106
Bài 4. SO SÁNH HÌNH THÁI GIẢI PHẪU CÂY THỦY SINH
THÍCH NGHI VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNG Ở NƯỚC 108
Bài 5. SỰ CẠNH TRANH CÙNG LOÀI VÀ KHÁC LOÀI Ở
THỰC VẬT 110
Bài 6. ĐIỀU TRA RÁC THẢI SINH HOẠT VÀ PHÂN TÍCH
THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO 114
LỜI NÓI ĐẦU
Bài giảng Sinh thái học và Môi trường được biên soạn để phục vụ giảng dạy
cho sinh viên bậc cao đẳng ngành sư phạm Sinh học. Nội dung bài giảng nhằm cung
cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về Sinh thái học làm cơ sở khoa học cho
bảo vệ môi trường.
Bài giảng Sinh thái học và Môi trường được cấu trúc thành 9 chương với các
nội dung chính:
Chương 1: giới thiệu chung về Sinh thái học; vai trò của Sinh thái học trong
sản xuất và đời sống.
Chương 2, 3, 4: lần lượt trình bày về Sinh thái học ở các cấp độ cá thể, quần
thể, quần xã; các đặc trưng của chúng; mối quan hệ tương hỗ giữa chúng và môi
trường.
Chương 5: trình bày sự chuyển hóa vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái;
trên cơ sở đó để xuất các giải pháp khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên hiệu
quả nhất.
Chương 6: giới thiệu một số hệ sinh thái chính trong sinh quyển
Chương 7: trình bày thực trạng tài nguyên thiên nhiên; các nguyên nhân làm
cạn kiệt nguồn tài nguyên và các giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên.
Chương 8: phân tích tác động của con người đối với môi trường và hậu quả
của sự tác động đó; một số vấn đề môi trường toàn cầu; tầm quan trọng của việc bao
tồn đa dạng sinh học.
Chương 9: trình bày thực trạng môi trường nước ta; các định hướng, nhiệm vụ
và nội dung giáo dục bảo vệ môi trường ở nước ta.
Bài giảng kế thừa những kiến thức sinh thái học và môi trường được công bố
trong những tài liệu tham khảo đáng tin cậy.
Trong quá trình biên soạn, chắc chắn bài giảng không thể tránh khỏi những
thiếu sót, tác giả mong nhận được các ý kiến đóng góp để sửa chữa và bổ sung.
Trân trọng cảm ơn.
Tác giả
1PHẦN A. LÝ THUYẾT
Chương 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH THÁI HỌC
Mục tiêu
- Hiểu được Sinh thái học là môn học nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật với môi
trường ở ba cấp độ: cá thể, quần thể và quần xã.
- Hiểu được tính thống nhất và hoàn thiện của thiên nhiên.
- Hiểu được vai trò của Sinh thái học đối với đời sống và sản xuất
1.1. Khái niệm về Sinh thái học
Thuật ngữ Sinh thái học do nhà sinh vật học người Đức Ernst Haeckel đưa ra
năm 1869. Sinh thái học là môn học nghiên cứu các mối quan hệ tương hỗ giữa sinh
vật và môi trường bao quanh chúng và những điều kiện tồn tại của sinh vật.
Sinh thái học có thể phân chia thành Sinh thái học cá thể và Sinh thái học quần
thể. Sinh thái học cá thể nghiên cứu từng cá thể sinh vật, hoặc từng loài (như chu kỳ
sống, tập tính, khả năng thích nghi với môi trường của chúng). Sinh thái học quần
thể nghiên cứu các nhóm cá thể tạo thành thể thống nhất xác định (quần thể, quần
xã) và hệ sinh thái
Ngoài ra cũng có thể dựa vào đặc điểm môi trường sống để phân chia thành:
Sinh thái học nước ngọt, Sinh thái học nước mặn, Sinh thái học trên cạn...
1.2. Phương pháp nghiên cứu Sinh thái học
Bộ môn Sinh thái học là môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu quan hệ của
sinh vật với môi trường. Do đó, Sinh thái học sử dụng những phương pháp nghiên
cứu và những thiết bị của những bộ môn Sinh học và những bộ môn Môi trường mà
nó có quan hệ. Mặt khác, bộ môn Sinh thái học còn có những phương pháp nghiên
cứu đặc trưng để nghiên cứu những nội dung đặc trưng của nó, có liên quan đến
quần thể và quần xã (phương pháp nghiên cứu mật độ, những đặc trưng của quần
thể, quần xã...).
1.3. Những nội dung chủ yếu của Sinh thái học
Sinh thái học gồm 3 phân môn. Các phân môn tương ứng với ba mức độ tổ
chức sống: Sinh thái học cá thể (Autoecology), Sinh thái học quần thể (Population)
và Sinh thái học quần xã (Biocenology).
21.3.1. Sinh thái học cá thể
Nghiên cứu mối quan hệ giữa cá thể riêng lẻ các loài sinh vật với môi trường.
Các loài sinh vật thường có giới hạn sinh thái đối với những tác động của các
nhân tố sinh thái của môi trường.
Tác động của các nhân tố sinh thái lên sinh vật thường ảnh hưởng đến hình
thái, sinh lý, tập tính của chúng, dẫn đến những thích nghi thích ứng giữa cá thể với
môi trường.
Những tác động của môi trường diễn ra theo chu kì như ánh sáng, nhiệt độ,
thủy triều... tác động lên sinh vật tạo ra các loại nhịp sinh học ở sinh vật như nhịp
sinh học ngày đêm hoặc theo mùa thích ứng với nhịp chi kì của những nhân tố tác
động.
1.3.2. Sinh thái học quần thể
Quần thể là tập hợp các cá thể của cùng một loài, sống chung trong một vùng
lãnh thổ, có khả năng sản sinh ra các thế hệ mới.
Sinh thái học quần thể nghiên cứu những đặc trưng của quần thể và sự biến
động số lượng của quần thể.
Quần thể có những đặc trưng liên quan đến cấu trúc (tỉ lệ đực/cái), nhóm tuổi,
sự phân bố cá thể và những đặc trưng có liên quan đến sự biến động số lượng (sức
sinh sản, mức tử vong...), sự thích ứng với những điều kiện của môi trường, sinh
cảnh...
Những ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sức sinh sản, mức tử vong của
quần thể làm biến động số lượng cá thể của quần thể; đồng thời, kéo theo sự phát
tán ra ngoài hoặc du nhập các cá thể vào quần thể. Sự phát tán ra ngoài hoặc di nhập
vào quần thể sao cho có sự thích ứng của quần thể với nguồn sống hiện tại. Nếu
không thích ứng với điều kiện sống mới, quần thể sẽ bị suy thoái về số lượng dẫn
đến sự diệt vong.
1.3.3. Sinh thái học quần xã
Quần xã sinh vật là tập hợp của các quần thể cùng sống trong một không gian
nhất định (sinh cảnh), ở đó có xảy ra sự tương tác giữa các sinh vật với nhau.
3Nội dung Sinh thái học quần xã chủ yếu bao gồm: cấu trúc của quần xã trên cơ
sở mối quan hệ khác loài và quan hệ giữa quần xã và môi trường của nó được thể
hiện bằng sự diễn thế.
Nghiên cứu sự ổn định tương đối do các quá trình điều hòa sự cân bằng trong
một đơn vị hoàn chỉnh gồm quần xã và môi trường của nó.
1.4. Ý nghĩa, nhiệm vụ của Sinh thái học
Về ý nghĩa, Sinh thái học nghiên cứu một cách tổng hợp và toàn diện mối quan
hệ của các sinh vật với môi trường. Trong đó, xem các đơn vị sinh thái như là một
tổ hợp các yếu tố có quan hệ theo một chức năng thống nhất. Sinh thái học giúp ta
xem xét ngăn ngừa các ảnh hưởng xấu của các hoạt động con người tới môi trường.
Sinh thái học giúp chúng ta biết cách sử dụng hợp lý và hiệu quả các nguồn tài
nguyên tự nhiên.
Nhiệm vụ của Sinh thái học được đặt ra tuỳ theo từng lĩnh vực hoạt động. Ví
dụ như trong lĩnh vực nông lâm nghiệp và chăn nuôi, nhiệm vụ đặt ra cho các nhà
sinh thái học là: (i) đấu tranh triệt để để phòng trừ dịch bệnh và cỏ dại, (ii) tạo các
giống mới có năng suất sinh học và kinh tế cao thích hợp với môi trường. Trong
phát triển nghề cá, săn bắn đòi hỏi phải tăng cường nghiên cứu chu trình sống, tập
tính, di truyền, sinh sản của các loài, quan hệ dinh dưỡng của chúng, bảo vệ và khôi
phục các loài quý hiếm. Trong bảo vệ sức khoẻ, vấn đề sinh thái tập trung vào
nghiên cứu các ổ dịch tự nhiên đối với con người, gia súc và tìm phương pháp vệ
sinh phòng bệnh.
Sinh thái học là cơ sở cho việc nghiên cứu các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm
môi trường. Cần phải nghiên cứu các nguyên tắc và phương pháp sinh thái học đảm
bảo thiết lập mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên, làm sao cho thiên nhiên
ngày càng phong phú và phát triển, đảm bảo chế độ vệ sinh cần thiết cho môi
trường.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Đối tượng nghiên cứu của Sinh thái học là gì?
2. Anh/chị hãy trình bày các phương pháp nghiên cứu Sinh thái học.
3. Nội dung cơ bản của Sinh thái học là gì?
44. Nghiên cứu Sinh thái học có ý nghĩa như thế nào?
5. Anh/chị hãy nêu các ứng dụng của nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật
với môi trường.
5Chương 2. SINH THÁI HỌC CÁ THỂ
Mục tiêu
- Hiểu được khái niệm môi trường sống của sinh vật.
- Hiểu được khái niệm nhân tố sinh thái và phân biệt được nhân tố sinh thái vô sinh,
hữu sinh và nhân tố con người.
- Phân tích được cơ chế tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật.
- Hiểu được mối quan hệ tương tác giữa sinh vật với môi trường.
- Vận dụng được các kiến thức đã học của chương này để giải thích một số hiện
tượng thực tế có liên quan.
2.1. Môi trường và các nhân tố sinh thái
2.1.1. Khái niệm về môi trường
2.1.1.1. Khái niệm
Theo Luật Bảo vệ Môi trường (2014): môi trường là hệ thống các yếu tố vật
chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người
và sinh vật.
2.1.1.2. Các loại môi trường sống của sinh vật
- Môi trường đất: các lớp đất có độ sâu khác nhau có sinh vật sống
- Môi trường trên cạn: gồm mặt đất và lớp khí quyển
- Môi trường nước: gồm các vùng nước ngọt, nước lợ, nước mặn
- Môi trường sinh vật: gồm toàn bộ sinh vật như thực vật, động vật, con
người
Môi trường gắn với con người có thể là:
+ Môi trường tự nhiên: bao gồm các yếu tố tự nhiên (không khí, đất, nước,
động vật, thực vật,...) tồn tại khách quan ngoài ý muốn của con người.
+ Môi trường xã hội: là tổng thể các mối quan hệ giữa người và người như
luật lệ, thể chế, cam kết, quy định... ở các cấp khác nhau.
+ Môi trường nhân tạo: gồm các yếu tố vật chất do con người tạo nên và làm
thành những phương tiện cho cuộc sống của con người (ô tô, nhà ở, đô thị...).
2.1.2. Các nhân tố sinh thái
2.1.2.1. Khái niệm
6Các yếu tố môi trường bao gồm các nhân tố vô sinh và hữu sinh. Những yếu tố
môi trường khi chúng tác động lên đời sống sinh vật mà sinh vật phản ứng lại một
cách thích nghi thì chúng được gọi là các nhân tố sinh thái.
2.1.2.2. Các hướng tác động chủ yếu của các nhân tố sinh thái lên sinh vật
- Nhân tố sinh thái tác động lên sinh vật theo 3 hướng:
+ Loại trừ sinh vật khỏi nơi phân bố
+ Ảnh hưởng số lượng quần thể: sinh sản, tử vong, di cư, nhập cư
+ Hình thành các đặc điểm thích nghi mới
- Mức độ tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật tùy thuộc
vào nhiều khía cạnh như:
+ Bản chất của nhân tố tác động
+ Cường độ hay liều lượng của nhân tố tác động
+ Tần số tác động
+ Thời gian tác động
2.1.2.3. Phân loại các nhân tố sinh thái
Các nhân tố sinh thái
Nhân tố sinh thái
hữu sinh
Nhân tố sinh thái
vô sinh
- Vi sinh vật
- Nấm
- Thực vật
- Động vật
- Con người
- Khí hậu
- Thổ nhưỡng
- Nước
- Địa hình
72.1.3. Tương đồng sinh thái và dạng sống
Những loài mang nhiều đặc điểm sinh thái giống nhau, mặc dù chúng sống ở
những vùng địa lý cách xa nhau được gọi là những loài tương đồng sinh thái
(ecologicalequivalence).
Các loài tương đồng sinh thái có thể rất xa nhau về nguồn gốc tiến hóa, nhưng
do ở các môi trường có điều kiện sống gần giống nhau nên giữa chúng có các đặc
điểm sinh thái tương đồng nhau.
Các sinh vật tương đồng về mặt sinh thái hình thành từng nhóm riêng nên còn
được gọi là nhóm sinh thái.
Sự giống nhau về hình thái cơ thể cũng như hình thức hoạt động sống của các
sinh vật trong từng nhóm sinh thái hình thành nên những dạng sống (life form).
Hình 2.1. Các động vật lớn ở nước có sự tương đồng về hình thái cơ thể.
2.2. Một số quy luật về tác động của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật
2.2.1. Định luật lượng tối thiểu của Liebig
Quy luật này được nhà hoá học người Đức Justus Von Liebig đề xuất năm
1840. Khi nghiên cứu trên các loài cây hòa thảo, ông đã đưa ra nguyên tắc “chất có
hàm lượng tối thiểu điều khiển năng suất, xác định đại lượng và tính ổn định của
Cá mập (cá) Cá heo (thú)
Thằn lằn cá (bò sát) Chim cánh cụt (chim)
8mùa màng theo thời gian”. Nguyên tắc này đã trở thành “định luật tối thiểu” của
Liebig.
Tuy nhiên để ứng dụng có kết quả định luật này trong thực tiễn cần thêm hai
nguyên tắc hỗ trợ:
+ Nguyên tắc hạn chế: định luật của Liebig chỉ đúng khi ứng dụng trong các
điều kiện của trạng thái hoàn toàn tĩnh, nghĩa là dòng năng lượng và vật chất đi vào
cân bằng với dòng đi ra.
+ Nguyên tắc bổ sung: nói về tác động tương hỗ của các yếu tố. Sinh vật có
thể thay thế một phần các yếu tố lượng tối thiểu bằng các yếu tố khác có tính chất
tương đương.
2.2.2. Quy luật giới hạn sinh thái
Đối với mỗi nhân tố, sinh vật chỉ thích ứng với một giới hạn tác động nhất
định, đặc biệt là các nhân tố sinh thái vô sinh. Sự tăng hay giảm cường độ tác động
của yếu tố ra ngoài giới hạn thích hợp của cơ thể sẽ tác động đến khả năng sống của
sinh vật. Khi cường độ tác động tới ngưỡng cao nhất hoặc thấp nhất so với khả năng
chịu đựng của cơ thể thì sinh vật không tồn tại được.
Hình 2.2. Đị ... ội xanh - sạch - đẹp ;
- Tìm hiểu và hành động vì môi trường địa phương;
- Xây dựng các mô hình “bảo vệ môi trường”;
- Hoạt động thi về môi trường với những chủ đề khác nhau.
9.4. Luật Môi trường
9.4.1. Định nghĩa
Luật Môi trường là tổng hợp các quy phạm pháp luật, các nguyên tắc pháp lý
điều chỉnh các quan hệ phát sinh giữa các chủ thể trong quá trình các chủ thể sử
dụng hoặc tác động đến các yếu tố môi trường nhằm bảo vệ một cách có hiệu quả
môi trường sống của con người.
9.4.2. Cơ sở luật pháp của quản lý môi trường
Cơ sở luật pháp của quản lý môi trường là các văn bản về luật pháp quốc tế và
luật quốc gia về môi trường.
+ Luật quốc tế về môi trường: là tổng thể các nguyên tắc, quy phạm quốc tế
điều chỉnh mối quan hệ giữa các quốc gia, giữa quốc gia và tổ chức quốc tế trong
việc ngăn chặn, loại trừ thiệt hại gây ra cho môi trường của từng quốc gia và môi
trường nằm ngoài phạm vi quốc gia như: luật biển quốc tế, công ước bảo vệ tầng
Ozone, công ước về vận chuyển các chất độc hại qua biên giới.
+ Luật Bảo vệ Môi trường của một quốc gia: thường gồm luật chung (luật bảo
vệ môi trường) và luật về sử dụng hợp lý các thành phần môi trường hoặc bảo vệ
môi trường cụ thể ở từng địa phương (luật biển, rừng, đất đai, khoáng sản, ).
9.4.3. Luật Môi trường Việt Nam
Luật Môi trường Việt Nam xuất hiện rất chậm so với các nước phát triển, là
lĩnh vực mới nhất trong hệ thống pháp luật Việt Nam. Quốc hội nước CHXHCN
Việt Nam thông qua Luật Bảo vệ Môi trường ngày 27/12/1993; được sửa đổi, bổ
sung theo nghị quyết số 52/2005/QH11 ngày 29/11/2005. Ngày 23/6/2014, Quốc
hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua Luật Bảo vệ Môi trường 2014 thay thế cho
Luật Bảo vệ Môi trường 2005. Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2014 gồm 20
chương với các nội dung chính:
100
+ Chính thức hóa một số khái niệm về môi trường;
+ Quy định những hành vi bị nghiêm cấm vì không đúng quy trình kỹ thuật về
bảo vệ môi trường;
+ Quy định cụ thể về nội dung, nguyên tắc và trách nhiệm thực hiện quy
hoạch bảo vệ môi trường;
+ Quy định đối tượng, nội dung, trình tự lập kế hoạch bảo vệ môi trường;
+ Quy định cụ thể việc bảo vệ môi trường trong khai thác, sử dụng tài nguyên
thiên nhiên;
+ Xác định nội dung và các phương thức quản lý nhà nước về bảo vệ môi
trường;
+ Xác định quyền và nghĩa vụ phòng chống, khắc phục suy thoái môi trường,
ô nhiễm môi trường, sự cố môi trường;
+ Quy định những nguyên tắc và nội dung cơ bản trong lĩnh vực hợp tác quốc
tế về bảo vệ môi trường;
+ Xác định các biện pháp khen thưởng và xử lý vi phạm.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Phân tích thực trạng suy thoái môi trường ở Việt Nam và những nguyên
nhân cơ bản gây ra tình trạng suy thoái môi trường.
2. Thế nào là môi trường phát triển bền vững? Các thước đo phát triển bền
vững.
3. Trình bày nội dung và nhiệm vụ của giáo dục bảo vệ môi trường.
4. Nêu những định hướng cơ bản về giáo dục bảo vệ môi trường.
5. Trình bày những hoạt động giáo dục bảo vệ môi trường.
101
PHẦN B. THỰC HÀNH
Bài 1. SỰ THÍCH NGHI CỦA SINH VẬT ĐỐI VỚI CÁC ĐIỀU KIỆN
ÁNH SÁNG CỦA MÔI TRƯỜNG
I. Mục đích
- Dựa vào sự lựa chọn những vị trí có cường độ ánh sáng thích hợp mà xác
định mức độ ưa thích ánh sáng của động vật thí nghiệm.
- Nêu được mức độ ưa thích ánh sáng thay đổi phụ thuộc vào từng loài động
vật.
II. Đối tượng và dụng cụ thí nghiệm
II.1. Đối tượng thí nghiệm
- Động vật: gián nhà, châu chấu, mọt thóc, mọt khuẩn đen, mọt răng cưa...
II.2. Dụng cụ thí nghiệm
- Hộp bằng kim loại hay bằng gỗ có chiều rộng 15 cm, chiều cao 6 cm và
chiều dài 60 cm. Đặt một vách ngăn bằng gỗ ở vị trí ¾ của hộp. Vách ngăn có khe
thông để động vật thí nghiệm có thể bò qua lại. Nắp hộp là một tấm thủy tinh. Trên
nắp hộp có đặt một tấm giấy đen chiếm 2/3 chiều dài của nắp hộp. Ngăn không
được che bằng giấy đen được chiếu bằng bóng đèn có công suất 45 W.
Vách ngăn Bìa cứng màu đen
Đèn
Tối Ánh sáng mờ Sáng
Hình 1. Mô hình dụng cụ dùng để xác định mức độ ưa thích ánh sáng của động
vật
102
III. Tiến hành thí nghiệm
Cho các động vật thí nghiệm cần được xác định mức độ ưa thích với ánh sáng
vào dụng cụ thí nghiệm. Để 15 phút cho động vật thí nghiệm ổn định vị trí. Sau đó,
cứ 5 phút một lần ghi số lượng cá trong từng ngăn theo mẫu:
STT
Các lần quan sát sau
từng thời gian 5 phút
Số lượng cá thể trong từng ngăn
Ngăn tối (O) Ngăn ánh sáng mờ (P) Ngăn sáng (C)
Quan sát thí nghiệm và ghi kết quả trong một giờ.
IV. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Từ kết quả thí nghiệm thu được hãy nhận xét và rút ra kết luận. Viết bài thu
hoạch.
103
Bài 2. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ ƯA THÍCH CỦA MỘT SỐ LOÀI ĐỘNG
VẬT KHÔNG XƯƠNG SỐNG TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ
NGHIỆM
I. Mục đích
- Dựa vào sự lựa chọn những vị trí có nhiệt độ thích hợp mà xác đinh nhiệt độ
ưa thích của động vật thí nghiệm.
- Thấy được nhiệt độ ưa thích thay đổi phụ thuộc vào từng loài động vật và
các giai đoạn phát triển.
II. Đối tượng và dụng cụ thí nghiệm
II.1. Đối tượng thí nghiệm
- Động vật không xương sống ở cạn: gián nhà, châu chấu, nhện nhà...
- Động vật không xương sống ở nước: rận nước, thủy trần...
II.2. Dụng cụ thí nghiệm
- Hộp kim loại có chiều rộng 8 cm, chiều cao 6 cm và chiều dài 1m; bên trong
hộp đặt một vách ngăn bằng gỗ có khe thông để ngăn hộp thành 2 ngăn. Ở 2 bên
vách hộp có đục lỗ và lắp nhiệt kế xen kẽ, cứ cách nhau 20 cm thì đặt một cái nhiệt
kế. Hộp được đậy bằng nắp thủy tinh để dễ quan sát và nắp hộp có những lỗ nhỏ để
thông hơi. Hộp có nhiệt độ được chi phối bằng 2 nguồn nhiệt đối lập nhau: biến
trở/bàn là và đá lạnh.
- Bể kính có chiều rộng khoảng 4 cm, chiều dài khoảng 1 m. Trên nắp đậy
bằng thủy tinh có cắm ổ nhiệt kế ở những khoảng cách bằng nhau. Bể này được đặt
trên 2 nguồn nhiệt: biến trở/bàn là và đá lạnh. Dùng ống đong bằng thủy tinh có
ngấn xác định chiều cao bằng milimet. Bên trong ống có treo những nhiệt kế ở
những khoảng cách khác nhau. Một nguồn nhiệt nữa là mayso điện/bóng đèn bọc
giấy đen được đặt trong một bình kín đặt trong ống đong.
104
Hình 2. Mô hình dụng cụ thí nghiệm để xác định nhiệt độ ưa thích của
động vật không xương sống ở cạn.
Hình 3. Mô hình dụng cụ thí nghiệm để xác định nhiệt độ ưa thích của
động vật không xương sống ở nước.
105
III. Tiến hành thí nghiệm
Lắp thiết bị.
Rải đều loài động vật thí nghiệm trong thiết bị. Để 15 phút cho động vật thí
nghiệm ổn định vị trí.
Cứ sau mỗi 5 phút, ghi số lượng động vật thí nghiệm ứng với nhiệt độ ở nhiệt
kế gần nhất theo mẫu sau:
Quan sát thí nghiệm trong một giờ.
IV. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Từ kết quả thí nghiệm hãy nhận xét và rút ra kết luận. Viết bài thu hoạch.
Các lần quan sát
(sau 5 phút) Số lượng cá thể ứng với thang nhiệt độ
t1 t2 t3 t4 t5 t6
106
Bài 3. XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ ƯA THÍCH ĐỘ ẨM Ở ĐỘNG VẬT (SÂU
BỌ, GIUN ĐẤT) TRONG ĐIỀU KIỆN PHÒNG THÍ NGHIỆM
I. Mục đích
Dựa vào sự lựa chọn môi trường khô hay ẩm mà xác định động vật thí nghiệm
là động vật ưa khô hay ưa ẩm.
II. Đối tượng và dụng cụ thí nghiệm
II.1. Đối tượng thí nghiệm
Gián nhà, châu chấu, mọt thóc, mọt khuẩn đen, mọt răng cưa...
II.2. Dụng cụ thí nghiệm
- Hai lọ thủy tinh miệng rộng có đường kính khoảng 10 cm, chiều cao khoảng
10 cm (hoặc hai bể nuôi cá cảnh). Đặt một vách ngăn bằng gỗ hoặc bằng bìa cứng
có khe thông hai lọ thủy tinh (hoặc hai bể nuôi cá) với nhau.
- Một giá gỗ có vít để vít hai lọ thủy tinh (hoặc có dây cao su để buộc hai bể
thủy tinh) áp sát nhau.
- Một đĩa thủy tinh chứa acid H2SO4 (để hút hơi nước trong lọ thủy tinh hoặc
bể thủy tinh); đậy đĩa acid bằng một lưới thép để động vật thí nghiệm không bị rơi
vào.
Hình 4. Mô hình dụng cụ xác định động vật thí nghiệm ưa ẩm hay ưa khô.
A: hai lọ thủy tinh ghép với nhau; B: hai bể thủy tinh ghép với nhau
107
III. Tiến hành thí nghiệm
- Lắp các dụng cụ như hình vẽ.
- Cho từng loại động vật thí nghiệm vào hai lọ (hoặc hai bể) thủy tinh với số
lượng bằng nhau.
- Để 15 phút cho động vật thí nghiệm ổn định vị trí; sau đó cứ mỗi 5 phút một
lần ghi số lượng cá thể có trong từng lọ (hay từng bể) thủy tinh theo mẫu sau:
STT Các lần quan sát sau mỗi 5 phút Số lượng cá thể có trong lọ (hay bể) thủy tinh
1 Lọ/bể ẩm Lọ/bể khô
2
- Mỗi thí nghiệm tiến hành trong một giờ.
IV. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Từ kết quả thí nghiệm thu được hãy nhận xét và rút ra kết luận. Viết bài thu
hoạch.
108
Bài 4. SO SÁNH HÌNH THÁI GIẢI PHẪU CÂY THỦY SINH THÍCH
NGHI VỚI MÔI TRƯỜNG SỐNG Ở NƯỚC
I. Mục đích
Nêu được những đặc điểm chung của môi trường nghiên cứu (ao, hồ, ruộng,
sông...).
Xác định được tên và nêu được đặc điểm của những cây thủy sinh sống nổi
trên mặt nước, chìm trong nước và mọc ở đáy nước.
II. Đối tượng và dụng cụ thí nghiệm
II.1. Đối tượng thí nghiệm
Thực vật thủy sinh sống ở ao, hồ, các vực nước ngọt, sông như: bèo Nhật Bản
(bèo tây), bèo tấm, bèo cái, bèo vảy ốc, rong đuôi chó, rong mái chèo, rong đuôi
chồn...
II.2. Dụng cụ thí nghiệm
Kính hiển vi, kính lúp cầm tay, lam kính, lamen, dao lam...
III. Tiến hành thí nghiệm
- Quan sát hình thái bên ngoài của một số loài thực vật thủy sinh (sống nổi
trên mặt nước và sống chìm trong nước);
- Quan sát lát cắt ngang, lát cắt dọc qua lá và cuống lá một số cây thủy sinh;
- Xác định những đặc điểm thích nghi của thực vật thủy sinh ở môi trường
nước tĩnh và nước chảy:
+ Đối với thực vật thủy sinh ở môi trường nước tĩnh (ao, hồ, vực nước ngọt):
quan sát, so sánh hình thái - cấu tạo giải phẫu của các lá và cuống lá của 3 loài thực
vật thủy sinh đại diện cho thực vật nổi trên mặt nước, chìm trong nước và mọc ở
đáy nước rồi điền vào mẫu sau:
109
Đặc điểm Lá chìm trong
nước
Lá nổi trên mặt
nước
Lá mọc ở đáy
nước
Hình dạng
Kích thước
Đặc điểm của
phiến lá và
cuống lá
Biểu bì trên
- Tầng cutin
Mô khí
Mô cơ hoặc thể
cứng
- Lỗ khí
Biểu bì dưới
- Tầng cutin
Mô khí
Mô cơ hoặc thể
cứng
- Lỗ khí
+ Đối với thực vật thủy sinh ở môi trường nước chảy (sông): quan sát, so sánh
hình thái giải phẫu ba loài rong mái chèo, rong đuôi chó và rong đuôi chồn rồi điền
vào mẫu sau:
Các đặc điểm Cây đáy nước Cây sống chìm trong nướcRong mái chèo Rong đuôi chó Rong đuôi chồn
Rễ
Thân
- Tư thế trong nước
- Chiều dài
- Đường kính
Lá
- Cách phân bố
trên thân
- Số lượng
IV. Đánh giá kết giá thí nghiệm
Từ kết quả thí nghiệm thu được hãy nhận xét và rút ra kết luận. Viết bài thu
hoạch.
110
Bài 5. SỰ CẠNH TRANH CÙNG LOÀI VÀ KHÁC LOÀI Ở THỰC VẬT
I. Mục đích
- Thấy được việc trồng dày trên một đơn vị diện tích sẽ gây ra sự cạnh tranh
cùng loài ở thực vật. Sự trồng dày có lợi về số lượng cá thể, song khối lượng cá thể
lại giảm.
- Thấy được các cây thuộc các loài khác nhau cùng sống trong một môi trường
thì cạnh tranh với nhau, nên cho năng suất thấp.
II. Đối tượng và dụng cụ thí nghiệm
II.1. Đối tượng thí nghiệm
- Hạt lúa với số lượng đủ gieo trên 15 chậu cây. Cứ 3 chậu cây có cùng mật độ
gieo như sau: 25 hạt, 50 hạt, 75 hạt, 100 hạt, 250 hạt.
- Hạt lúa và hạt ngô (hoặc có thể thay thế bằng những hạt cây khác) với số
lượng đủ gieo trồng cho 9 chậu cây.
II.2. Dụng cụ thí nghiệm
- Cân.
- Tủ sấy.
- 15 chậu cây với số lượng và chất đất như nhau.
- 9 chậu cây với số lượng và chất đất như nhau.
III. Tiến hành thí nghiệm
III.1. Sự trạnh canh cùng loài ở thực vật
- Gieo hạt trên 15 chậu cây có cùng điều kiện như nhau với số lượng hạt gieo
như sau: 25 hạt, 50 hạt, 75 hạt, 100 hạt, 250 hạt. Cứ 3 chậu cây có cùng mật độ
gieo.
- Sau 3 tuần, đếm số cây mạ trong mỗi chậu cây. Nhỗ hết mạ trong mỗi chậu,
bỏ rễ, làm sạch đất (không rửa bằng nước). Để chúng vào trong túi nilon sạch, ghi
rõ số hạt gieo và số cây mạ thu được.
- Mở miệng túi nilon và sấy khô ở nhiệt độ 1000C trong 24 giờ.
- Sau khi sấy, tính khối lượng chất khô của cây mạ ở mỗi chậu và tính khối
lượng chất khô trung bình ở mỗi mật độ gieo trồng. Vẽ sơ đồ minh họa sự biến đổi
khối lượng chất khô của cây mạ theo từng mật độ gieo trồng.
111
III.2. Sự trạnh canh khác loài ở thực vật
- Bố trí thí nghiệm như sau:
+ Ba chậu gieo hạt lúa;
+ Ba chậu gieo xen lúa và ngô;
+ Ba chậu gieo hạt ngô
Điều kiện thí nghiệm ở mỗi 3 công thức là như nhau.
- Sau 3 tuần, đếm số cây mạ trong mỗi chậu cây. Nhỗ hết mạ trong mỗi chậu,
bỏ rễ, làm sạch đất (không rửa bằng nước). Để chúng vào trong túi nilon sạch, ghi
rõ số hạt gieo và số cây mạ thu được.
- Mở miệng túi nilon và sấy khô ở nhiệt độ 1000C trong 24 giờ.
- Sau khi sấy, tính khối lượng chất khô của cây mạ ở mỗi chậu và tính khối
lượng chất khô trung bình ở mỗi mật độ gieo trồng.
- So sánh kết quả thu được để thấy sự khác nhau giữa việc trồng một loài với
sự trồng xen loài khác.
IV. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Từ kết quả thí nghiệm thu được hãy nhận xét và rút ra kết luận. Viết bài thu
hoạch.
112
Bài 6. ĐIỀU TRA RÁC THẢI SINH HOẠT VÀ PHÂN TÍCH THÀNH
PHẦN GÂY Ô NHIỄM
I. Mục đích và yêu cầu
- Vận dụng và làm rõ một số kiến thức cơ bản về rác thải và ô nhiễm vào bài
thực hành.
- Biết cách điều tra và phân tích sản phẩm đơn giản về rác thải.
- Biết cách đánh giá về tình trạng rác thải sinh hoạt trong trường học và xác
định thành phần gây ô nhiễm.
II. Phương tiện điều tra
- Các dụng cụ: cân, thước đo, panh to, túi đựng rác, khẩu trang, găng tay...
- Các thùng đựng rác được xác định thể tích bằng mét khối.
- Các phiếu điều tra.
III. Cách thực hiện
Sinh viên chia nhóm (5-7 sinh viên/nhóm). Mỗi nhóm tiến hành điều tra tại
một điểm thu gom rác của trường. Mỗi nhóm thực hiện những công việc sau:
+ Xác định vị trí thu gom rác (khu A, khu B, khu C...) của trường, số lớp, số
sinh viên.
+ Liệt kê những loại rác thải có ở vị trí thu gom rác.
+ Tính khối lượng trung bình của từng loại rác thải trong một ngày đêm tại 3
thời điểm sáng, trưa và tối. Thực hiện trong 8 ngày liền, rồi điền kết quả điều tra
trung bình một ngày đêm vào phiếu sau:
Loại rác thải
Khối lượng
rác thải (kg/ngày)
Giấy Thủytinh Nhựa
Kim
loại Gỗ Vải
Vật liệu
hữu cơ
khác
Chất
khác
+ Tính tỷ trọng của rác được xác định bằng phương pháp cân trọng lượng theo
đơn vị là kg/m3, thống kê rác thải trong một ngày đêm rồi tính tỷ trọng bình quân
kg/m3, điền kết quả vào phiếu sau:
113
Loại rác thải
Tỷ trọng rác
thải (kg/m3/ngày)
Giấy Thủytinh Nhựa
Kim
loại Gỗ Vải
Vật liệu
hữu cơ
khác
Chất
khác
IV. Kết quả điều tra và nhận xét
- Nêu đặc trưng về rác thải của trường và những thành phần gây ô nhiễm.
- Nếu tỷ trọng thành phần các loại rác thải trong trường và giải thích về khối
lượng và tỷ lệ thành phần các loại rác thải và những thành phần gây ô nhiễm.
- Nêu tác hại của rác thải đối với nhà trường.
114
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Kiên (chủ biên), Mai Sỹ Tuấn (2007), Giáo trình Sinh thái học và Môi
trường, Nhà xuất bản Đại học sư phạm.
[2] Hứa Thị Phượng Liên (2005), Giáo trình Thủy sinh đại cương, Trường Đại học
An Giang.
[3] Phạm Nghi (chủ biên), Phạm Thanh Hùng, Trương Thị Mỹ Anh, Phan Ý Nhi,
Nguyễn Minh Cần (2013), Bài giảng Môi trường và Con người, Trường Đại
học Phạm Văn Đồng.
[4] Vũ Trung Tạng (2003), Cơ sở Sinh thái học, Nhà xuất bản Giáo dục.
[5] Trần Nam Tiến (2011), Hoàng Sa - Trường Sa: hỏi và đáp, Nhà xuất bản Trẻ.
[6] Trần Đức Viên (chủ biên), Phạm Văn Phê, Ngô Thế Ân (2004), Sinh thái học
nông nghiệp, Nhà xuất bản Đại học sư phạm.
[7] Luật Môi trường Việt Nam 2014.