2024 Hệ sinh thái là gì? Vai trò và ý nghĩa của hệ sinh thái

1. Hệ sinh thái là gì?

Theo khoản 9 Điều 3 Luật Đa dạng sinh học năm 2008, khái niệm hệ sinh thái được làm rõ như sau:

Hệ sinh thái là quần xã sinh vật và các yếu tố phi sinh vật của một khu vực địa lý nhất định, có tác động qua lại và trao đổi vật chất với nhau.

Có thể hiểu, hệ sinh thái là hệ thống cộng đồng sinh vật trong một khu vực nhất định. Tại đây, các sinh vật tương tác và trao đổi đồng thời với các yếu tố phi sinh vật trong môi trường sống để tồn tại và phát triển.

2. Các thành phần cấu tạo nên hệ sinh thái trong tự nhiên

Những yếu tố tác động vào một hệ sinh thái là gì trong tự nhiên? Sơ lược qua có thể tóm tắt trong hai thành phần chính sau:

2.1 Thành phần phi sinh học (sinh cảnh)

Đó là những điều kiện hỗ trợ sinh vật sống phát triển bên ngoài môi trường nhưng không có sự sống riêng bao gồm:

• Các yếu tố vật lý như ánh sáng, nhiệt độ, nước, gió, địa hình, khí quyển, thổ dưỡng…

• Các thành phần hoá học (hợp chất hữu cơ như đường, muối, protein, lipid… và các nguyên tố hoá học trong các quá trình trao đổi vật chất).

Những đồng vị sinh học trên không dựa vào sinh vật để tồn tại mà ngược lại, chúng tác động mạnh mẽ vào tầng phân hoá sinh học của quần xã trong hệ sinh thái.

2.2 Thành phần sinh học 

Là thành phần chính bao gồm nhiều nhóm sinh vật tự dưỡng, dị dưỡng và sinh vật trung gian tạo thành hệ thống đa dạng có liên kết chặt chẽ với nhau.

Nhóm sinh vật tự dưỡng sử dụng chính nguồn phi sinh học để tự sản xuất dinh dưỡng cung cấp cho cơ thể phát triển. Đại diện phổ biến có thể kể đến là nhóm thực vật, một số nhóm vi khuẩn (khuẩn lam, khuẩn lưu huỳnh), tảo đơn bào…

Quá trình quang hợp chiếm phần lớn trong quá trình phát triển của nhóm sinh vật sản xuất này.

Nhóm thứ hai là sinh vật dị dưỡng hay còn gọi là nhóm sinh vật tiêu thụ. Chúng thông qua việc tìm kiếm chủ động (săn bắt, hái lượm..) theo bản năng để cung cấp năng lượng cho cơ thể. Các loài động vật là điển hình cho nhóm dị dưỡng và còn có một số vi sinh vật, nấm với khả năng tương tự. Vai trò của nhóm này cực kỳ quan trọng cho vòng tuần hoàn sinh thái trong khu vực.

Cuối cùng là nhóm sinh vật phân giải trung gian có nhiệm vụ phân huỷ và tái tạo dinh dưỡng, giúp cân bằng hoạt động sống trong hệ sinh thái. Chúng hoạt động âm thầm và không có thiên địch như hai nhóm trên. Vậy những nhóm sinh vật này tạo thành những quy luật trao đổi trong một hệ sinh thái là gì và như thế nào? Phần tiếp theo sẽ nói rõ hơn về các quá trình này.

3. Những quá trình cơ bản trong hệ sinh thái

Mạng lưới trao đổi vật chất và năng lượng trong tự nhiên được tạo nên từ ba chu trình cơ bản sau:

3.1 Chu trình trao đổi dòng năng lượng

Cấu tạo nên hệ thống quần xã sinh vật không thể thiếu chu trình tự nhiên này. Mọi nguồn sống đều bắt nguồn từ ánh sáng mặt trời. Các hoạt động trao đổi bắt đầu diễn ra và đi theo một vòng tuần hoàn khép kín. Nguồn năng lượng cũng theo đó mà biến đổi theo từng giai đoạn.

Thông qua quá trình quang hợp, thực vật nhờ sự hỗ trợ của năng lượng mặt trời chuyển hóa các chất vô cơ thành chất hữu cơ và năng lượng. Động vật không có khả năng tự sản xuất thức ăn nuôi cơ thể.

Vì vậy chúng sử dụng sinh vật tự dưỡng hay các sinh vật dị dưỡng khác để làm thức ăn. Trong quá trình tiêu thụ, động vật sử dụng năng lượng từ các chất hữu cơ để duy trì các hoạt động sinh lý và sản xuất năng lượng mới.

Song song, quá trình hô hấp trao đổi giữa các cấp độ sinh vật cũng diễn ra. Quá trình hô hấp phân giải các chất hữu cơ cung cấp năng lượng cho các đối tượng mới. Các sinh vật tiêu thụ oxy và các chất hữu cơ để sản xuất năng lượng cho sự sống. Đồng thời, chúng cũng tạo ra các sản phẩm phụ như CO2 và H2O vào môi trường xung quanh.

Sinh vật phân hủy là nhóm cuối cùng mà dòng năng lượng đi qua. Chúng phân hủy các chất hữu cơ tàn dư (phân, xác động vật…) vào môi trường.  Các chất dinh dưỡng được tái tạo cần thiết cho các sinh vật khác trong hệ sinh thái. Đảm bảo vòng lặp tiếp theo trong chu trình chuyển hoá được diễn ra ổn định.

3.2 Chu trình dinh dưỡng (chuỗi thức ăn) 

​​Chu trình dinh dưỡng (còn gọi là chu trình sinh địa hóa của chất dinh dưỡng) là quá trình mà các chất dinh dưỡng được tuần hoàn qua các sinh vật sống. Nó giúp tái tạo và sử dụng lại các chất dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển và tồn tại của các sinh vật.

Một chu kỳ dinh dưỡng tối ưu phụ thuộc vào sự đa dạng thực vật trong hệ sinh thái đó. Các chất dinh dưỡng tồn tại trong đất, nước hay khí quyển được hấp thụ phần lớn từ nhóm sinh vật quang dưỡng (thực vật và vi sinh vật). Nhóm sinh vật này tiếp tục trở thành thức ăn dinh dưỡng cho nhóm động vật tiêu thụ. Cuối cùng nguồn dinh dưỡng kết thúc ở nhóm sinh vật phân giải.

Một chu trình dinh dưỡng điển hình trong hệ sinh thái (Ảnh minh họa)

Chu trình dinh dưỡng bao hàm nhiều chu trình nhỏ khác là chu trình cacbon, chu trình nitơ, chu trình nước… Những quá trình này tham gia tổng hợp và phân giải trên các sinh vật và lắng đọng vào môi trường. Những chuỗi mắt xích đan xen và bổ trợ đảm bảo duy trì vật chất trong sinh quyển, ổn định khí hậu toàn cầu.

3.3 Chu trình biến động trong cộng đồng

Chu trình này đề cập đến những thay đổi về thành phần loài, đa dạng sinh học trong cộng đồng theo thời gian. Sự ảnh hưởng có thể đến từ nhiều nguyên nhân khác nhau từ nội cảnh đến ngoại cảnh hệ sinh thái như biến đổi khí hậu, thiên tai,...

Diễn thể sinh thái là quá trình biến đổi đặc trưng của chu trình này. Cơ cấu quần xã sinh vật thay đổi từ cấu trúc, thành phần loài đến mối quan hệ sinh học trong hệ. Việc biến đổi bắt buộc xảy ra với môi trường tương ứng. Nhờ vậy, sự sống sinh vật mới có sự thích nghi và phát triển đặc thù trong từng giai đoạn.

Hai diễn thể chính tồn tại trong hệ sinh thái là diễn thể khởi sinh và diễn thể thứ sinh. Diễn thể khởi sinh bắt nguồn từ nền móng môi trường sơ khai. Quần xã tiên phong trong khu vực đó thường là các vi sinh vật, nấm. Chúng góp phần tạo tiền đề cho quần xã sinh vật tiên tiến phát triển.

Diễn thể thứ sinh phức tạp hơn diễn thể khởi sinh. Quá trình này phát sinh từ những biến động môi trường xảy ra trong hệ sinh thái trước. Giúp tái sinh khu vực tự nhiên với sự phát triển của các thành phần mới phù hợp với ngoại cảnh. Hoạt động kinh tế của loài người cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự tồn tại của diễn thể này.

Ngoài ra, còn có diễn thể phân huỷ nhưng không có quần xã đạt đỉnh nhất định như hai diễn thể trên. Nhưng vai trò của diễn thể này khá quan trọng. Có thể nói quá trình này là chất xúc tác cần thiết để chuỗi sự sống tiếp diễn. Quá trình nghiên cứu diễn thể cũng được chú trọng để hạn chế tối thiểu những nguy cơ tác động vào quy luật sinh thái.

4. Phân loại hệ sinh thái

Trong môi trường sống, có bốn thành phần hệ sinh thái cơ bản hiện nay:

4.1 Hệ sinh thái trên cạn

Là hệ sinh thái đất liền với sự đa dạng sinh học về chủng loài và điều kiện môi trường. Ở trong hệ sinh thái này, hệ thống sinh vật được sắp xếp phần tầng cực kỳ phức tạp. Chúng còn chịu tác động bởi rất nhiều yếu tố phi sinh học mà không hệ sinh thái nào có được. Thảm thực vật được hình thành đặc trưng cho nhiều vùng khí hậu với thành phần loài đặc trưng cho nơi đó.

Thảm thực vật phong phú nhất có thể kể đến là hệ sinh thái rừng. Là nơi có môi trường sống thuận lợi cho mọi loài sinh vật trên cạn. Mỗi nơi trên Trái đất đều có kiểu hình rừng khác nhau trải dài từ xích đạo đến điểm cực. Từ rừng mưa nhiệt đới đến rừng lá rộng ôn đới, rừng lá kim và đài nguyên.

Hệ sinh thái trên cạn còn bao gồm nhiều hệ sinh thái khác nhau, phân bố trên các môi trường sống đặc biệt như xavan, sa mạc, thảo nguyên, hoang mạc, đồng cỏ…

4.2 Hệ sinh thái biển

Là hệ sinh thái thuỷ sinh chiếm diện tích lớn nhất trên Trái Đất. Với đặc trưng về độ mặn và hệ thống lưu thông khắp nơi trên toàn cầu, môi trường sinh thái vùng biển nổi bật bao gồm:

• Hệ sinh thái gần bờ: rừng ngập mặn, bãi bồi, vùng ven biển, bãi triều,...

• Hệ sinh thái xa bờ (vùng đại dương): Rạn san hô, vùng nước sâu, đáy biển,...

Các sinh vật sống trong hệ sinh thái biển cũng rất phong phú.  Sự đa dạng này là quá trình thích nghi với điều kiện môi trường khắc nghiệt của vùng biển. Các loài sinh vật đã điều chỉnh cấu trúc và chức năng cơ thể hoặc hình thành các tập tính để thích ứng với sự thay đổi liên tục trong môi trường này.

4.3 Hệ sinh thái nước ngọt

Các điều kiện trong môi trường nước ngọt khác với vùng biển. Ở đây, hàm lượng muối thấp hơn và có các hợp chất phân huỷ từ sinh vật và vi sinh vật, các hợp chất vô cơ... Môi trường nước trở thành nơi lý tưởng cho nhiều loài sinh vật phát triển. Một số hệ sinh thái tiêu biểu như ao hồ, sông suối,..

Hệ sinh thái nước ngọt là trung gian của nhiều mối quan hệ phức tạp giữa các loài. Tuy nhiên, tính đa dạng của nhóm sinh vật trong hệ sinh thái này đang đối mặt với nguy cơ suy giảm mạnh. Các tác động ô nhiễm môi trường nước và thay đổi khí hậu đang ảnh hưởng tiêu cực tới số lượng và thành phần loài.

4.4 Hệ sinh thái nhân tạo

Hệ sinh thái này dưới tác động của yếu tố con người mà được hình thành để phục vụ cho mục tiêu nào đó. Cấu trúc sinh thái vẫn chứa các yếu tố tự nhiên và các thành phần loài tồn tại và ảnh hưởng lẫn nhau. Từ đó, chúng được duy trì và phát triển dưới sự quản lý và kiểm soát của con người.

Sở thú North Carolina là một trong những khu bảo tồn động vật hoang dã được bảo vệ nghiêm ngặt (Ảnh minh họa)

5. Chức năng của hệ sinh thái

Môi trường sinh thái ổn định và phong phú góp phần duy trì sự sống của tất cả sinh vật. Các quá trình và chức năng của hệ sinh thái mô tả các mối quan hệ sinh lý và tương tác ảnh hưởng trong các yếu tố sau:

5.1 Điều hoà môi trường

Hệ sinh thái có chức năng điều tiết bằng cách duy trì sự cân bằng và tương tác giữa các thành phần của môi trường sống. Các chu trình trao đổi vật chất và quá trình sinh tồn của các loài sinh vật đóng vai trò cần thiết cho cơ sở phát triển chung.

Chức năng điều tiết này là quá trình tất yếu trong hệ sinh thái. Khi sự cố xảy ra sẽ gây gián đoạn và ảnh hưởng đến quy luật tuần hoàn tự nhiên. Trạng thái ổn định của hệ sinh thái mất cân bằng nghiêm trọng. Nguy cơ tuyệt chủng một số loài sinh vật là điều khó tránh khỏi.

5.2 Chức năng sản xuất

Mối quan hệ sản xuất giữa các thành phần sinh học và các chu trình chuyển hoá là nền móng cho vai trò gia tăng sinh khối trong hệ sinh thái. Có hai thành phần năng suất cơ bản là năng suất sơ cấp do nhóm tự dưỡng sản xuất. Và năng suất thứ cấp do nhóm dị dưỡng đảm nhận.

Việc sản xuất nguyên liệu cho quá trình tồn tại và phát triển trong hệ sinh thái phụ thuộc vào hai thành phần năng suất trên. Chúng giúp gia tăng mật độ sinh vật và đa dạng sinh học của hệ sinh thái. Nhờ đó, nguồn tài nguyên thiên nhiên qua quá trình sản xuất trở nên dồi dào và có giá trị.

5.3 Tạo môi trường sống 

Hệ sinh thái là ngôi nhà chung của tất cả loài sinh vật. Có vai trò cung cấp nguồn thức ăn, nước uống, các điều kiện sống và không gian phát triển đặc trưng cho mỗi loài. Việc bảo vệ và duy trì hệ sinh thái là rất quan trọng để đảm bảo sự sống của các loài động thực vật. Nhất là việc giảm thiểu nguy cơ biến đổi khí hậu và tác động tiêu cực của con người lên môi trường sống.

5.4 Chức năng thông tin

Là vai trò khá đặc biệt diễn ra dựa trên các phản ứng trạng thái của các nhóm sinh vật và các thành phần phi sinh học khác. Một số loài có thể dựa vào những thông tin nguy hiểm từ ngoại cảnh để hình thành những cơ chế tự bảo vệ. Các loài động vật thông qua các tín hiệu như mùi hương, âm thanh và tín hiệu hình ảnh trong môi trường để sinh tồn…

Như vậy, quá trình trao đổi thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các hoạt động sinh thái giữa các thành phần loài khác nhau. Hệ sinh thái được duy trì và cân bằng tự nhiên bền vững.

6. Vai trò của hệ sinh thái đối với đời sống con người

Hệ sinh thái có vai trò quan trọng không chỉ là giới sinh vật mà còn liên quan trực tiếp đến cuộc sống con người. Vai trò của hệ sinh thái được thể hiện ở các yếu tố sau:

6.1 Cung cấp nguồn tài nguyên 

Câu “Rừng vàng biển bạc” thể hiện rõ nét cho sự trù phú nguồn tài nguyên thiên nhiên. Con người sử dụng đất đai có sẵn từ hệ sinh thái cũng như nguồn thức ăn, nước uống để sinh sống. Khi xã hội loài người tiến bộ, nền kinh tế cũng nhờ vào việc khai thác nguyên liệu tài nguyên từ các hệ sinh thái khác nhau để thúc đẩy tăng gia sản xuất.

Tuy nhiên, do ồ ạt khai thác và sử dụng không hiệu quả đã dẫn đến việc cạn kiệt tài nguyên. Các loài sinh vật cũng dần mất đi sự đa dạng sinh học vì tác động của con người. Do vậy, các chính sách bảo vệ tài nguyên và bảo vệ sinh vật cần được thực thi và tuyên truyền mạnh mẽ.

6.2  Lợi ích về mặt điều tiết chức năng tự nhiên

Chức năng quan trọng nhất của hệ sinh thái là gì? Chính là chức năng điều tiết tự nhiên đảm bảo mặt ổn định đối với môi trường sống. Khí hậu được điều hoà, giảm thiểu được những vấn đề về hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ được kiểm soát tối đa. Nguy cơ biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến môi trường chung của toàn cầu được giảm thiểu tốt nhất.

Ngoài ra, nguồn nước sạch cung cấp cho mọi hoạt động sống của con người và sinh vật đều xuất phát từ các khu rừng sinh thái. Nơi đây trở thành một cỗ máy lọc tự nhiên đảm bảo cho chất lượng nguồn nước luôn tinh khiết. Việc bảo vệ và duy trì sức khỏe của hệ sinh thái là rất quan trọng, đảm bảo các chức năng tự nhiên được diễn ra cân bằng.

6.3  Văn hoá kết hợp hệ sinh thái

Bên cạnh những lợi ích về mặt tài nguyên và môi trường, hệ sinh thái đem đến những giá trị tinh thần quan trọng trong cuộc sống con người. Các khu du lịch sinh thái thu hút hàng ngàn du khách tham quan. Các quốc gia cũng có những vẻ đẹp đặc trưng nhờ vào hệ sinh thái riêng biệt.

Khu du lịch sinh thái Ba Vì thu hút du khách ghé thăm hằng năm (Ảnh minh họa)

Văn hoá kết hợp hệ sinh thái trở thành một phương pháp mang tính toàn diện, bao gồm các yếu tố văn hóa, xã hội và kinh tế. Nó đề cao tính kết hợp giữa con người và môi trường sống. Nơi mà con người không chỉ là một phần của hệ sinh thái mà còn là một phần của văn hóa và xã hội địa phương.

6.4  Hỗ trợ phòng chống thiên tai

Chúng ta ý thức rõ về những thiệt hại do thiên tai gây ra và hệ sinh thái chính là biện pháp duy nhất ngăn chặn điều này. Các hệ sinh thái tự nhiên có khả năng giữ đất chống xói mòn, hấp thụ nước giảm thiểu tác động của lũ lụt. Ngoài ra, hệ sinh thái giúp điều hoà khí hậu ngăn chặn hạn hán và cháy rừng.

Hệ sinh thái dưới biển như rạn san hô, bãi đá còn có tác dụng hạn chế các đợt sóng thần. Các khu rừng tạo ra tấm chắn giúp cản bớt tốc độ gió và giữ lại đất, giúp giảm thiểu sự xâm nhập của cát. Đây cũng là nguy cơ tiềm tàng rác động tiêu cực đến địa hình khu vực cũng như cuộc sống con người và sinh vật.

Trong thời đại công nghiệp hóa và hiện đại hóa, sự phá hủy và sụt giảm mạnh  hệ sinh thái đang diễn ra ngày càng nhanh chóng. Vì vậy, trách nhiệm của con người trong việc bảo vệ hệ sinh thái là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Tăng cường nhận thức về tầm quan trọng của hệ sinh thái và hành động. Cũng như việc giảm thiểu tác động của các hoạt động sản xuất và tiêu thụ đến môi trường, cùng nhau tìm kiếm các giải pháp mới để bảo vệ hệ sinh thái chung.

Không phải ai cũng có thể thấy được những lợi ích quan trọng của hệ sinh thái là gì. Sự thờ ơ và chủ quan đã khiến con người ngày nay đã và đang chịu rất nhiều ảnh hưởng tiêu cực từ môi trường. Bảo vệ hệ sinh thái chính là bảo vệ cuộc sống của chúng ta và cả cho thế hệ sau này. Mọi vấn đề còn vướng mắc vui lòng liên hệ 19006192 để được LuatVietnam hỗ trợ, giải đáp.