Từ xa xưa, trong xã hội nguyên thủy, con người đã có những hiểu biết nhất định về môi trường tự nhiên, về thế giới động thực vật quanh mình, sức mạnh thiên nhiên,... Chính vì vậy mà việc tìm hiểu về sinh thái học trở nên cần thiết hơn bao giờ hết.
Mục lục bài viết
1. Sinh thái học là gì?
Sinh thái theo gốc tiếng La tinh là Oikos có nghĩa là nhà ở, nơi cư trú, nơi sinh sống của các cơ thể sống (từ đơn bào, đa bào, quần thể, quần xã sinh vật, hệ sinh thái đến con người và xã hội loài người), ngày nay nó được gọi là môi trường sống, môi trường xung quanh hay môi trường sinh thái.
Sinh thái học là môn khoa học tổng hợp, nghiên cứu về mối quan hệ của một hay nhiều nhóm sinh vật với môi trường xung quanh. Đây được xem là môn học về cấu trúc của thiên nhiên. Nói một cách khái quát và chính xác hơn đó là mối quan hệ qua lại và sự tác động lẫn nhau giữa các hệ thống vật chất sống ở cấp độ cơ thể và trên cơ thể (loài, quần thể, quần xã, hệ sinh thái) với những điều kiện của môi trường sống xung quanh. Con người và xã hội loài người là những hệ thống vật chất sống, tồn tại trong tự nhiên (sinh quyển) với tư cách là những cơ thể hoàn chỉnh.
– Nghiên cứu thực địa (hay ngoài trời) là những quan sát, ghi chép, đo đạc, thu tài liệu của những khảo sát này được chính xác hóa bằng phương pháp thống kê.
– Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm hay bán tự nhiên, nhằm tìm hiểu những khía cạnh về các chỉ tiêu hoạt động chức năng của cơ thể hay tập tính của sinh vật dưới tác động của một hay một số yếu tố môi trường một cách tương đối biệt lập.
Sinh thái học trong tiếng Anh là “Ecology”.
2. Cấu trúc của sinh thái học:
Cấu trúc của sinh thái học được tổ chức theo các mức độ khác nhau:
– Cá thể
– Quần thể: là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời gian nhất định, có khả năng sinh sản và tạo ra thế hệ mới
– Quần xã: là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một không gian (sinh cảnh) và thời gian nhất định. Các quần thể sinh vật trong quần xã có quan hệ, tác động qua lại lẫn nhau và với môi trường để tồn tại (hay nói cách khác, sinh vật trong quần xã thích nghi với môi trường) và phát triển ổn định qua thời gian, do đó quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.
Ví dụ: các loài động vật, thực vật, nấm, vi khuẩn, các loài cỏ sống ven hồ, các loài động thực vật, vi sinh vật ở đáy hồ…là những quần xã sinh vật. Rừng ngập mặn với nhiều loài sinh vật cùng chung sống. Rừng trên núi đá vôi với nhiều loài thực vật, động vật là quần xã sinh vật.
– Hệ sinh thái: là một hệ thống bao gồm sinh vật và môi trường tác động lẫn nhau mà ở đó thực hiện vòng tuần hoàn vật chất và dòng năng lượng. Hệ sinh thái bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của nó. Xét về cấu trúc, hệ sinh thái bao gồm 4 thành phần:
+ Môi trường: bao gồm các yếu tố vô sinh tồn tại trong tự nhiên tổ hợp lại thành môi trường sống như khí hậu, thủy văn, đất đai,…
+ Sinh vật sản xuất: là những sinh vật tự dưỡng, gồm các loài thực vật có màu xanh và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp.
+ Sinh vật tiêu thụ: là những sinh vật dị dưỡng bao gồm tất cả các loài động vật và những vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói một cách khác, chúng tồn tại được là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra, bao gồm các loại:
Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (những loài động vật ăn thực vật);
Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (những sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 1 làm thức ăn)
Sinh vật tiêu thụ bậc 3 và 4 (sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ vậc 2 làm thức ăn; cũng có thể là ký sinh trùng sống ký sinh trên sinh vật tiêu thụ bậc 1 hoặc bậc 2 hoặc động vật ăn xác chết).
+ Vật phân hủy: là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh
Mặt khác, cấu trúc sinh học cũng có thể chia thành 5 nhóm:
– Nhóm hình thái: Nội dung cơ bản của nhóm nói lên số lượng và mật độ tương đối của các loài.
– Nhóm chức năng: Nói lên mối quan hệ giữa các quần thể thú dữ – con mồi và sự cạnh tranh khác loài
– Nhóm phát triển: Nói lên quá trình diễn thế của các loài trong quần xã.
Sự diễn thế là sự biến động của quần xã trong quá trình phát triển của nó. Diễn thế là sự biến đổi tuần tự của quần xã qua các giai đoạn khác nhau cùng với quá trình biến đổi khí hậu, thổ nhưỡng và địa chất.
Tính chất của diễn thế:
+ Diễn biến theo một xu hướng xác định nên có thể dự đoán
+ Sự thay đổi môi trường vật lý quyết định đặc điểm của diễn thế
Các loại diễn thế: Diễn thế nguyên sinh; Diễn thế thứ sinh; Diễn thế phân hủy
Nguyên nhân:
+ Sự tác động của ngoại cảnh, đào thải các sinh vật kém thích nghi
+ Tác động của quần xã lên ngoại cảnh là quần xã biến đổi môi trường thành sinh cảnh mới
– Nhóm điều hòa: Nói lên sự tự điều chỉnh của các loài để tiến tới sự cân bằng.
– Nhóm thích nghi: Nói lên quá trình tiến hóa, khả năng chọn lọc sinh thái, chống kẻ thù.
3. Vai trò, ý nghĩa của sinh thái học:
Hơn nữa, sinh thái học còn tạo nên những nguyên tắc và định hướng cho hoạt động của con người đối với tự nhiên để phát triển nền văn minh ngày một cao theo đúng nghĩa hiện đại của nó, tức là không làm huỷ hoại đến đời sống sinh giới và chất lượng của môi trường.
Trong cuộc sống, sinh thái học đã có những thành tựu to lớn được con người ứng dụng vào những lĩnh vực như:
– Sinh thái học giúp nâng cao năng suất vật nuôi và cây trồng trên cơ sở cải tạo các điều kiện sống của chúng.
– Sinh thái học giúp hạn chế và tiêu diệt các dịch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, cây trồng và đời sống của cả con người.
– Thuần hóa và di giống các loài sinh vật.
– Sinh thái học là cơ sở khoa học cho việc bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là duy trì và nâng cao tính đa dạng sinh học, bảo vệ và khôi phục các loài động thực vật quý hiếm.
– Sinh thái học giúp ngăn ngừa ô nhiễm môi trường. Hiện nay, cùng với sự phát triển của mình, con người không ngừng tác động vào thế giới tự nhiên và làm biến đổi chúng, gây ra những khủng hoảng sinh thái nghiêm trọng như: tình trạng khan hiếm và cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên và nạn ô nhiễm nặng nề môi trường sống đã lên đến mức báo động, đặc biệt là cạn kiệt rừng, đất đai, nước ngọt và sạch, tài nguyên khoáng sản, đa dạng sinh học; nạn ô nhiễm (ô nhiễm môi trường nước là nguy hiểm và nghiêm trọng nhất, ô nhiễm không khí và chất thải rắn từ quá trình chế biến tài nguyên khoáng sản, từ sản xuất và tiêu dùng). Có thể nói sinh thái học là cơ sở cho việc nghiên cứu các biện pháp bảo vệ môi trường khỏi những tác nhân như trên.
– Sinh thái học làm chậm quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu thì biến đổi khí hậu là những ảnh hưởng có hại của sự thay đổi khí hậu, là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây nên những hậu quả tiêu cực đáng kể đến thành phần, chất lượng, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và đến hoạt động của các hệ thống kinh tế – xã hội, đến sức khỏe và hạnh phúc của con người. Báo cáo lần thứ tư của Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu năm 2007 đã đánh giá cho thấy hơn 90% tác nhân gây ra biến đổi khí hậu ngày nay là do hoạt động của con người; 3/4 lượng CO2 phát thải vào khí quyển là do con người đã sử dụng quá nhiều nhiên liệu hóa thạch, phần còn lại là do chặt phá rừng bừa bãi, do cháy rừng…
– Sinh thái học là cơ sở khoa học cho việc xây dựng quan hệ giữa con người với tự nhiên. Mọi hoạt động của con người đều có quan hệ tác động qua lại với môi trường tự nhiên. Mối quan hệ này được xem là gắn bó thân thiết và cả hai đều chịu ảnh hưởng của nhau. Chính vì vậy, bảo vệ môi trường tự nhiên cũng là bảo vệ cuộc sống con người. Điều này đồng nghĩa với việc con người cần làm sao cho thiên nhiên ngày càng phong phú và phát triển đảm bảo vệ sinh cần thiết cho môi trường. Từ đó, con người cũng sẽ có cuộc sống tươi đẹp.
Sinh thái học giờ đây là cơ sở khoa học, là phương thức cho chiến lược phát triển bền vững của xã hội con người đang sống trên hành tinh kỳ vĩ này của hệ thái dương.
