Chương I, II, III, V, và IV(phần 5). Hoàng Duy Chúc: Biên soạn Chương IV (Phần 1. VŨ QUANG MẠNH 10 Chưong 1 CÁC KHAI n iệ m Cơ Bản TRONG SINH THẮl HỌC 1. KHOA HỌC SINH THÁI HỌC ỉ.
Khái niệm chung 'rhuật ngữ Sinh thái học (Ecoỉogy) có nguồn gốc lừ chữ Hy Lạp, bao gồm hai phần, là "Oỉkos" chỉ nơi sinh sống, và "Logos" là học thuyết. Như vậy Sinh thái học ià học thuyết về nơi sinh sống của sinh vật, là môn học về quan hệ tương hỗ sinh vật và môi sinh. Vào những nãm cuối thế kì XX, các nhà nghiên cúu đã chỉ ra đối tượng của Sinh thái học là tất cả các mối tưong tác giữa cơ thể sinh vật sống với môi trường. Rồi từ đó có cách tiếp cận khác, như Sinh thái học là khoa học về môi sinh (Environmental Biology).
Như vậy, hiểu theo nghĩa hẹp thì Sinh thái học là khoa học về nơi ở. Phát triển rộng hơn thì thấy dây là khoa học nghiên cứu môi quan hệ giữa sinh vật, có thể là một nhóm hay nhiều nhóm sinh vật với mổi trường xung quanh.Đối tượng và vai trò của Sinh thái học 1. Đối tượng của Sinh thái học Bộ môn Sinh thái học là một khoa học trẻ. mới chi có nền móng từ hơn 100 năm nay.
Ban đầu mới chỉ là một sô' nghiẻn cứu cơ bản về các cá thể sinh vật hoặc là quần thể và quần xã tự nhiên. Từ những năm 50 của thế kỉ XX đến nay, nó trở thành một lực lượng sản xuất và góp phần đáng kể đưa năng suất, chất lượng, sản lượng cây trồng và vật nuôi lên ngày càng cao. Khoa học Sinh thái học di sâu nghiên cứu những vấn đẻ gấn liền với thực tế sản xuất, nghiên cứu các hệ sinh thái sản xuâì, nuôi trổng và hệ sinh thái cùa xã hội nhân vân, trong hoàn cảnh tự nhiên và trong cuộc sống mỗi ngày hoặc ià trong môi trường vũ trụ. Sinh thái học còn nghiên cứu các hệ sinh thái bị ô nhiễm, suy kiệt và tìm ra các phương pháp bảo vệ môi trường, môi sinh trong phạm vi một nước, một vùng hay toàn sinh quyển và cả vũ trụ.
II Sinh thái học nghiên cứu mối quan hệ của sinh \'ật với môi trường sống xung quanh, hay cụ thể hơn, nghiên cứu sinh học của nhóm cá thể và các quá trình chức năng thực hiện ở bên trong môi trưèmg của nó. Nội dung nghiên cứu của Sinh thái học hiện đại là các cấu trúc và chức năng của thiên nhiên. Odum (1983) đã nói trong những năm cuối cùng của thế kỉ XX về nhiệm vụ của Sinh thái học như sau: đối tượng của Sinh thái học, đó là tất cả các mối liên hệ giữa cơ thể sinh vật với môi trường. Bộ môn Sinh thái học đổng thời nghiên cứu các hệ sinh thái nhân lác mà trong đó con người là tác nhân phá hoại thiên nhiên, cũng là người kiến tạo và thiết kế lại các hệ sinh thái theo nhu cầu mới.
Bằng kiến thức khoa học tiiộn đại, con người có thể khống chế và điều khiển sự phát triển của hệ sinh thái theo hướng có lợi cho nhu cầu cuộc sống của sinh vật \ à loài người. Định nghTâ trên của Sinh thái học đặt ý thức trách nhiệm của con người trong việc quản lí, phát triển các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo trong sinh quyển, trong việc bào vệ và sử dụng hợp lí dự trữ tài nguyên thiên nhiên và tạo ra những nguồn tài nguyên và nguồn gen sinh vật mới để đưa vào sản xuất phục vụ con người. Cần chú ý là, Sinh thái học nghiên cứu mối quan hệ giữa cơ thể và ngoại cảnh trong quá trình biến động số lượng các quần thể của những loài khác nhau trong sự phát triển mối quan hệ tương tác giữa các nhóm loài khác nhau trong quần xã. Đây là các mối quan hệ động.
Quần xã sinh vật và cơ thể sinh vật có những nét tương đồng về cấu trúc. Chẳng hạn cơ thể thực vật có lá, thân, rễ, hoa, quả, hoặc có thân, chi, nội quan như dộng vật, còn quần xã gồm các loại dộng vật, thực vật v. Cơ thể dược sinh ra, trưỏng thành rồi chết, và quần xã cũng trải qua các quá trình tương tự như thế. Tuy nhiên, sự phát triển và tiêu hoá của cá thê' nằm trong khuôn khổ và chịu sự chi phối của quần xã.
Oìo dù là cơ thể hay quần xã thi trong quá trình tiến hoá dều liên hệ chặt chẽ với môi trưòng và thích ứng một cách linh hoạt vói những biến động của môi trường, để tồn tại. Đến những năm 40 của thế kỉ XX, các nhà Sinh thái đã đi đến nhận thức răng, quần xã sinh vật và môi trường xung quanh của nó có thể xem như một quần hợp bền vững, tạo nên một dơn vị cấu trúc của tự nhiên. Đó là hệ sinh thái (Ecosystem) mà trong giới hạn cùa nó, các chất cần thiết cho sự sống thực hiện một chu trình trao dổi liên tục giữa dất, nước và khí quyển. Bằng cách này, giữã thực vật, động vật và vi sinh vật, nguồn năng lượng dược tích tụ và chuyển hoá.
Hê sinh thái lớn và đồng nhất của hành tinh chính là sinh quyển (Biosphere), nơi mà con người là một thành viên, Đến giữa thế kỉ XX, Sinh thái học dần trở thành khoa học chính xác do sự xâm nhập của nhiều lĩnh vực khoa học như Di truyền học, Sinh lí học, Thiên văn học, 12 Hoá học, Vật lí, Toán học v.; cũng như các công nghệ tiên tiến giúp cho Sinh íhái học có những công cụ nghiên cứu hiện đại. Đỏi tượng của Sinh thái học hướng vào các cấp độ tổ chức của cơ thể sống có quan hệ với mòi trường, từ cá thể đến quần thể, tức là một nhóm cá thể của một loài sinh vật, trên nữa là quần xã gồm tất cả các quần thể (và cá thể) trong từng khu vực. Cao hcfn là hệ sinh thái tức là quần xã sinh vật và môi trường vô sinh của nó. Vai trò của Sinh thái học Những kiến thức của Sinh thái học đã và đang đóng góp to lớti cho nền văn minh của nhân loại trên cả hai khía cạnh, lí luận và thực tiễn.
Sinh thái học giúp chũng ta ngày càng hiểu biết sâu về bản chất của sự sống trong mối tương tác với các yếu tô' của môi trường, cả hiện tại và quá khứ, trong đó bao gồm cuộc sống và sự tiến hoá cua con người. Sinh thái học còn lạo nên những nguyên tắc và định hướng cho hoạt động của con người đối với tự nhiên để phát triển nền vân minh ngày một hiện đại, không iàm huỷ hoại đến đời sống của sinh giới và chất lượng của môi trường. Con người là thành viên tích cực hay tiêu cực của mỗi hệ sinh thái nhất định. Sự phồn vinh của loài người gắn liền với sự phồn vinh của các hệ sinh thái dó.
Con người cũng không thể tránh khỏi tai hoạ khi môi trường bị tàn phá và suy kiệt, vì thế cần phải đấu tranh chống ô nhiễm môi trường và bảo vệ sinh quyển. Vì lí do này mà Sinh thái học trở thành hệ thống quan điểm hơn là trở thành quy luật cá biệt (Duvigneaud và Tanghe, 1967). Sinh quyển ià một kho dự trữ nguồn gen quý giá. Sinh thái học cho chúng ta phương hướng lựu chọn hay tạo ra môi trường khí hậu, đất dai nào dể nhập nội, lai tạo ra những sinh vật có phẩm chất mới và giá trị cao, iàm giàu cho hệ sinh thái cùa nước nhà.
Sinh quyển còn cảnh eáo chúng ta rằng, những loài độmg thực vật đã, đang và sẽ bị tiêu diệt là những thiệt hại vô giá cho kho gen của Trái Đất. Nhưng với sự bùng nổ về mặt di truyền, về công nghệ sinh học và đặc biệt là nhân bản vô tính ngày nay, tạo cơ hội có thể cứu vãn được các thực vật: sÌp tắt bằng nuôi cấy tế bào thành hàng nghìn, hàng triệu cây con để trổng tromg môi trường Sinh thái thích hợp với sự tiến hoá của chúng. Sinh thái học còn góp phần định hướng, cung cấp khả năng giải quyết, làm giấm tai hoạ nói trên bằng cách cải thiện môi trường đồng loạt của toàn bô sinh quyểa như đắp đập giữ nước, lấp chỗ trống hoang hoá bầng trổng rừng, bảo vệ và icải tạo đất trồng cây lương thực, thâm canh, tăng vụ ở nơi nào có điều kiện và cho phép cải tạo. Sinh thái học môi trường thuỷ sinh và nuôi trổng tạo ra 13 nguồn protein thực phẩm, chế biến từ các đại dương, các thuỷ vực nưóc ngọt, lừ quá trình sinh tổng hợp của các vi sinh vật như protein có chất lượng cao của các loại nấm men, các loại vi khuấn và tảo biển.
Trong thực tiễn cuộc sống, Sinh thái học đã có những thành tựu to lớn được con người ứng dụng vào nhiều lĩnh vực hoạt động của mình. Đó là những đóng góp làm: 1. Nâng cao năng suất vật nuôi và cây trồng, trên cơ sở cải tạo các diều kiện sông của chúng, kết hợp với thuần hoá và di nhập các giông và loài sinh vật. Hạn chế và tiêu diệt các dịch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, cảy trồng và đời sống của cả con người.
Khai thác hợp lí tài nguyên thiên nhiên, duy trì da dạng sinh học và phút triển tài nguyên cho sự khai thác bền vững, đồng thời bảo vệ và cải tạo môi trưòng sống cho con người và các loài sống tốt hơn. Sinh thái học hiện đại không chỉ là cơ sở khoa học mà còn là phương thức liếp cận chiến lược phát triển bền vững của xã hội con người và của hệ thái dương bao la. Sinh thái và môi trường còn là phương tiện giúp ta tối ưu hoá việc sử dụng các nguồn tài nguyên quy hoạch lãnh thổ tổng thể phát triển lâu bền. Nó giúp ta dự đoán những biến đổi môi trường trong tưcmg lai, nhìn nhận lại những khả năng thực sự của con người, thấy được những tác động bất lợi của con người lên môi trường.
Từ đó tìm mọi biện pháp hữu hiệu ngăn chặn cuộc khủng hoảng môi trường, cứu lấy hành tinh của chúng ta. Như vậy, bộ môn Sinh thái học đã mở ra những khá năng dường như khổng có giới hạn của loài người văn minh, đối với sinh vật của sinh quyển rộng lớn. Lịch sử phát triển Trong xâ hội nguyên thuỷ của loài người cổ đại, để tồn tại con người đã cần có kiến thức sơ đẳng về nơi ở, thời tiết và các sinh vật quanh mình. Khi biết sử dụng lửa và các công cụ khác, con người đã có thể làm thay đổi môi trưỡng xung quanh.