CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Định nghĩa sức khỏe hệ sinh thái Sức khỏe HST là một đại lượng phức hợp. Khái niệm này không chỉ xoay quanh các yếu tố môi trường, mà còn bao gồm đa dạng sinh học, các quá trình sinh thái, mối quan hệ giữa các loài cũng như giữa loài và môi trường, và cả các yếu tố xã hội, kinh tế có ảnh hưởng đến việc sử dụng và bảo tồn tài nguyên.
Để đo lường và đánh giá sức khỏe HST (hệ sinh thái), các chuyên gia tiếp cận qua một loạt các chỉ số và phương pháp đa ngành, kết hợp giữa địa chất học, sinh học, hóa học và xã hội học. Mục tiêu là không chỉ hiểu rõ trạng thái hiện tại của HST, mà còn dự báo được sự thay đổi trong tương lai, từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện và bảo tồn hiệu quả. Theo EPA, sức khỏe HST có thể được quy định thông qua phản ứng của HST trước các ảnh hưởng của con người và tự nhiên. Costanza và cộng sự (Costanza & cs., 1998) đã chỉ ra rằng một HST sẽ được coi là có sức khỏe khi có các đặc tính như ổn định, đa dạng, và có khả năng phục hồi sau các tác động.
Sutie Xu, Jason Rowntree và các cộng sự (Xu & cs., 2019) đã nhận xét rằng khái niệm sức khỏe hệ sinh thái liên quan đến khả năng của hệ sinh thái duy trì cấu trúc (tổ chức) và chức năng (sức mạnh) theo thời gian dưới áp lực bên ngoài (khả năng phục hồi). Các nguyên tắc và lý thuyết sinh thái như homeostasis, đa dạng, phức tạp, các tính chất nổi lên, hoặc nguyên tắc phân cấp được liên kết chặt chẽ hoặc bao gồm trong khái niệm sức khỏe hệ sinh thái, vì nó đề cập đến các hệ thống thích nghi phức tạp. Các hệ thống này được đặc trưng bởi động lực nhất định bao gồm việc tái cấu trúc đột ngột từ trạng thái tổ chức này sang trạng thái tổ chức khác. Sức khỏe hệ sinh thái đại diện cho sự bền vững của hệ sinh thái như một tổng thể cần sự hỗ trợ tối thiểu từ các biện pháp quản lý.
Nó bao gồm các khía cạnh sinh vật lý, xã hội kinh tế, văn hóa và con người của môi trường. Cuối cùng, giống như sức khỏe con người, sức khỏe HST là một khái niệm khó định rõ và đánh giá một cách toàn diện, nhưng việc có các chỉ tiêu và phương pháp khoa học đánh giá giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan và chính xác hơn về tình trạng của nó. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam Tại Việt Nam, đánh giá sức khoẻ hệ sinh thái là một lĩnh vực còn khá mới. Nghiên cứu tại thành phố Đà Nẵng của tác giả PGS.TS Võ Văn Minh và TS.
Đoạn Chí (Võ & Đoạn, 2014) nhằm đánh giá sức khỏe hệ sinh thái (HST) của các cửa sông Hàn, Phú Lộc, và Cu Đê thông qua chỉ số Ecosystem Health Index (EHI) đã chỉ ra sự khác biệt đáng kể về mức độ sức khỏe của hệ sinh thái giữa các khu vực. Cửa sông Hàn và Cu Đê cho thấy điều kiện môi trường tốt, phù hợp với sức khỏe HST (xếp hạng B), trong khi cửa sông Phú Lộc lại gặp nhiều điều kiện bất lợi, dẫn đến sức khỏe HST yếu (xếp hạng D). Vào năm 2014 và 2016 có thêm 2 nghiên cứu đã ứng dụng chỉ số sức khỏe hệ sinh thái (EHI) để đánh giá sức khỏe của các hệ sinh thái, đó là các nghiên cứu do Nguyễn Thị Diệu Châu vào năm 2014 và Phan Nhật Trường (Phan, 2016) thực hiện. Nguyễn Thị Diệu Châu đã tập trung vào việc đánh giá sức khỏe của cửa sông Hàn và cửa sông Cu Đê ở thành phố Đà Nẵng, Việt Nam.
Nghiên cứu này đã phát triển một thang điểm mới cho chỉ số EHI để phù hợp hơn với điều kiện đặc thù của Việt Nam và đã sử dụng dữ liệu để xây dựng bản đồ sức khỏe hệ sinh thái cho hai khu vực này. Kết quả từ nghiên cứu cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong sức khỏe hệ sinh thái của cả hai cửa sông, với điểm EHI nâng từ loại C trong giai đoạn 2005 – 2007 lên loại B và sau đó là B+ từ năm 2008 đến 2013. Mặt khác, Phan Nhật Trường đã sử dụng chỉ số EHI để đánh giá sức khỏe hệ sinh thái của hồ Đồng Nghệ. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy hồ Đồng Nghệ đang có tình trạng tốt, nhưng cũng chỉ ra rằng vẫn còn một số vấn đề cần được giải quyết để cải thiện và bảo vệ sức khỏe hệ sinh thái của hồ.
Ngoài ra cũng đã có các nghiên cứu của Nguyễn Vũ Như Hoàng (Nguyễn, 2023), Lê Thị Hồng Nhung (Lê, 2023) sử dụng chỉ số EHI để đánh giá sức khoẻ hệ sinh thái thuỷ vực hồ công viên 29/3 và hồ Hoà Trung và đã cho ra kết quả với độ chính xác cao. Trong nghiên cứu của Lê Thị Hồng Nhung đã cho thấy chỉ số chất lượng nước (WQI) và sức khỏe hệ sinh thái (EHI) của Hồ Hoà Trung trong các mùa mưa (tháng 11-12/2023) và mùa khô (tháng 02-03/2023) đều rất tốt, đủ điều kiện để sử dụng làm nước sinh hoạt. Các chỉ tiêu môi trường được sử dụng để đánh giá sức khỏe hệ sinh thái của Hồ Hoà Trung đều ở trong tình trạng rất tốt, tuy nhiên tại khu vực HHT4, sub-EHI của thông số Crom (Cr6+) chỉ đạt 050, tức là loại D, cho thấy nồng độ Crom trong nước hồ tại khu 4 vực này vượt quá mức cho phép. Nghiên cứu cũng phát hiện sự khác biệt về chất lượng nước hồ theo không gian và thời gian.
Trong mùa mưa, chất lượng nước bị ô nhiễm bởi kim loại nặng (Cr), nhưng chất lượng nước trong mùa mưa tốt hơn so với mùa khô do quá trình pha loãng chất ô nhiễm. Chất lượng nước hồ cũng thay đổi tùy theo vị trí, với sự biến động chủ yếu xảy ra ở các khu vực thu mẫu tại vị trí thượng nguồn do dòng chảy của nước cuốn theo các chất kim loại nặng xuống hồ. Tương tự, nghiên cứu của Nguyễn Vũ Như Hoàng cũng sử dụng chỉ số EHI để đánh giá sức khoẻ và cho ra được kết quả cho thấy tình trạng môi trường ở Hồ Công viên 29/3 đang đối mặt với những vấn đề nghiêm trọng về ô nhiễm. Phần lớn các chỉ tiêu lý hóa vượt ngưỡng cho phép theo cột B1 QCVN 08-2015/BTNMT (Tổng Cục Môi trường, 2015) , đặc biệt trong hai tháng mùa khô, khi chất lượng nước ở mức kém và ô nhiễm nặng.
Về sinh khối, sinh khối thực vật phù du và sinh khối động vật phù du trung bình của hồ đều ở mức cao, với giá trị lần lượt là 0. Các giá trị exergy và structural exergy trong các mẫu thu thập cũng cho thấy sự dao động đáng kể. Giá trị EHI thành phần trên ngưỡng khu vực trung bình cũng chỉ ra dấu hiệu ô nhiễm nhẹ ở hồ, với chỉ số EHI(BP) cao hơn EHI(BZ). Từ những phát hiện này, tác giả nhấn mạnh rằng Hồ Công viên 29/3 đang có dấu hiệu ô nhiễm và cần sự quan tâm, giám sát từ các cơ quan quản lý.
Nhìn chung, việc sử dụng chỉ số EHI để đánh giá sức khoẻ hệ sinh thái của các thuỷ vực là rất cần thiết. Kết quả của các nghiên cứu này giúp cho các nhà quản lí có các chính sách phù hợp và cần thiết để bảo vệ và phục hồi sức khoẻ hệ sinh thái ở Việt Nam. Hiện trạng nghiên cứu trên thế giới Giữa thế kỷ 20, với sự gia tăng ý thức về tác động của con người lên môi trường và cần thiết phải đánh giá và bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên. Các nghiên cứu về đánh giá sức khỏe hệ sinh thái thường tập trung vào việc phát triển các chỉ số sinh thái và phương pháp tiếp cận tổng hợp để đánh giá tác động của các hoạt động như ô nhiễm, khai thác tài nguyên, và thay đổi sử dụng đất.
Zhu và cộng sự (2020) đã có một nghiên cứu tại khu vực cửa sông Qiantang và vịnh Hangzhou (Zhu & cs. Kết quả cho thấy khu vực này bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi hiện tượng nước giàu dinh dưỡng suốt cả năm, đặc biệt là gần cửa sông Qiantang và phía bắc. Sự giàu dinh dưỡng 5 do dòng chảy sông mang lại ảnh hưởng đến cộng đồng sinh vật phù du hơn là ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Mặc dù các chất ô nhiễm kim loại hòa tan không gây vấn đề cho chất lượng nước vì chúng nằm trong giới hạn tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế về chất lượng nước.
Tuy nhiên, tình hình khác biệt trong bùn cặn, nơi mà nồng độ Cu và As cao hơn các giá trị hướng dẫn. Đánh giá rủi ro sinh thái tiềm năng của bùn cặn cho thấy khu vực phía bắc nằm trong tình trạng rủi ro vừa phải với sự ô nhiễm cao của Cd và Hg. Nồng độ kim loại độc hại cao và các giá trị THQ (Targeted Hazard Quotient) trong hải sản và giáp xác làm cho chúng trở nên nguy hiểm cho tiêu thụ của con người. Hơn nữa, việc đánh giá kết hợp các chỉ số rủi ro cho thấy nguồn tài nguyên biển ở khu vực phía bắc dễ bị tổn thương hơn do ô nhiễm do con người gây ra.
Yanhui Zhang và cộng sự (2021) đã sử dụng phương pháp đánh giá mở rộng để đánh giá sức khỏe hệ sinh thái nước của Hồ Poyang (Zhang & cs. Phương pháp này tích hợp các chỉ số từ nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm yếu tố sinh học, vật lý và hóa học. Các chỉ số sinh học bao gồm sự phong phú của các loài và đa dạng sinh học, trong khi các yếu tố vật lý và hóa học bao gồm chất lượng nước và các thuộc tính môi trường khác. Phương pháp đánh giá mở rộng cho phép một cái nhìn toàn diện về tình trạng sức khỏe hệ sinh thái, cung cấp thông tin quý giá cho việc quản lý và bảo tồn hệ sinh thái.
Kết quả đánh giá cho thấy tình trạng sức khỏe tổng thể của hệ sinh thái nước ở Hồ Poyang thay đổi theo mùa và khu vực. Nghiên cứu cung cấp cái nhìn sâu rộng về tình trạng hệ sinh thái nước và là cơ sở quan trọng cho việc quản lý và bảo tồn hệ sinh thái Hồ Poyang. Vai trò của xây dựng mô hình biểu thị sức khoẻ HST trên nền tảng webiste Việc xây dựng mô hình biểu thị sức khỏe HST thông qua công cụ quản lí trực tuyến có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và quản lý HST. Mô hình này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tình trạng sức khỏe của HST, từ đó có những biện pháp bảo vệ hiệu quả.