Bài giảng Môi trường đô thị

*Vật thểHoàn cảnhẢnh hưởngKhi con người là đối tượng nghiên cứu:1. Môi trường là gì ?Bài 1: Môi trường đô thịCon ngườiMôi trường sống = tự nhiên + nhân tạo*Môi trường sống của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên do con người tạo ra, những cái hữu hình dưới dạng vật thể hoặc phi vật thể (phong tục, tập quán, niềm tin), trong đó con người sống và lao động, khai thác các tài nguyên và nhân tạo nhằm thỏa mãn những nhu cầu của mình. (UNESCO, 1981)Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên (bao gồm thạch quyển, thủy quyển và khí quyển) và yếu tố vật chất nhân tạo (như đồng ruộng, vườn tược, công viên, thành phố, các công trình văn hóa, các nhà máy sản xuất công nghiệp), quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên. (Luật Bảo vệ Môi trường, Việt Nam, 2005).1. Môi trường là gì ?Bài 1: Môi trường đô thị*Là không gian sống cho con người và thế giới sinh vật: phục vụ cho các hoạt động sống hàng ngày và thay đổi theo trình độ kỹ thuật công nghệ. Phân loại không gian sống:Chức năng xây dựngChức năng vận tảiChức năng sản xuấtChức năng cung cấp năng lượng, thông tinChức năng giải trí2. Chức năng của môi trường ?Bài 1: Môi trường đô thị*Là nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người;Là nơi chứa đựng các phế thải do con người tạo ra;Là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người.2. Chức năng của môi trường ?Bài 1: Môi trường đô thị*3. Môi trường đô thị là gì ?Bài 1: Môi trường đô thịThành phần tự nhiên: Địa hình, đất, nước, không khí, khí hậu, hệ sinh tháiThành phần nhân tạoThành phần vật chất:Công trình xây dựng theo chức năng đô thị phục vụ cho nhu cầu sống, làm việc và nghỉ ngơi giải trí của con ngườiThành phần phi vật chất: Kinh tế - xã hội, trình độ khoa học kỹ thuậtRanh giới đô thị* HỆ SINH THÁI ĐÔ THỊ*Phần 1: Hệ sinh tháiHệ sinh thái là gì?Thành phần trong hệ sinh tháiĐặc trưng của hệ sinh tháiPhần 2: Hệ sinh thái đô thịĐịnh nghĩa hệ sinh thái đô thịThành phần trong hệ sinh thái đô thịĐặc trưng của hệ sinh thái đô thịNỘI DUNGBài 2: Hệ sinh thái đô thị**1. Hệ sinh thái là gì?Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái*1. Hệ sinh thái là gì?Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái Thuật ngữ hệ sinh thái có thể áp dụng cho những quy mô khác nhau như hệ sinh thái nhỏ (gốc một cây gỗ), hệ sinh thái tương đối nhỏ (một cái ao), hệ sinh thái vừa (một khu rừng), hệ sinh thái lớn (đại dương), hệ sinh thái khổng lồ (trái đất). Hệ sinh thái không nhất thiết phải là một khu vực rộng lớn, nhưng phải có quần xã sinh sống. Để khảo sát một hệ sinh thái cần xem hai mặt: Cấu trúc của hệ sinh thái (các vấn đề về số loài, số lượng các nhóm sinh vật và các đặc tính của môi trường); Chức năng của hệ sinh thái (các vấn đề liên quan đến tốc độ của quá trình chuyển hóa năng lượng và trao đổi chất).*2. Thành phần trong hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh tháiMineralsMineralsNutrientsNutrients Thành phần vật lý (tạo năng lượng) Thành phần vô cơ (tạo chất sống) Thành phần hữu cơ (tạo liên kết giữa thành phần hữu sinh và vô sinh) Quần thể sinh vật (sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ, sinh vật phân hủy)Temperature, MoistureMineralsMineralsNutrientsNutrientsTemperature, Moisture*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh tháiRanh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh tháiCấu trúc của hệ sinh tháiCác chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiĐộng thái của hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.1. Ranh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.2. Cấu trúc của hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa:*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Cacbon*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Nitơ*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi vật chất – Chu trình sinh địa hóa: Chu trình Photpho*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi năng lượng: chuỗi thức ăn, lưới thức ăn, tháp dinh dưỡng*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiChu trình biến đổi chủng loài: sự di cư*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.3. Các chu trình biến đổi trong hệ sinh tháiTác nhân thúc đẩy tiến trình biến đổi vật chất, năng lượng trong tự nhiênNăng lượng, vật chất và hầu hết các loài đều di chuyển từ thành phần này đến thành phần khác trong một vùng hệ sinh thái (Miller, 1978a; Van Leeuwen, 1982) hoặc giữa các hệ sinh thái với nhau.Gió*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.4 Động thái của hệ sinh thái Động thái của hệ sinh thái là quá trình biến đổi của hệ sinh thái khi có sự xuất hiện của các tác nhân (bên trong và bên ngoài) làm thay đổi đặc trưng vốn có của hệ sinh thái. Hai khái niệm cần xem xét khi nghiên cứu động thái của hệ sinh thái: cân bằng sinh thái và khả năng tự lập cân bằng.*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.4 Động thái của hệ sinh tháiCân bằng sinh thái:Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện sống.  Trạng thái cực điểm trong cân bằng sinh thái – climax – là trạng thái mà tại đó sinh vật thích nghi với nhau, thích nghi với môi trường xung quanh và tại đó tồn tại sự cân bằng giữa các yếu tố hữu sinh và vô sinh.Cân bằng sinh thái được tạo ra bởi chính bản thân hệ và chỉ tồn tại được khi các điều kiện tồn tại và phát triển của từng thành phần trong hệ được đảm bảo và tương đối ổn định. Cân bằng sinh thái không phải là một trạng thái tĩnh của hệ. Hệ sinh thái càng đa dạng, nhiều thành phần thì trạng thái cân bằng của hệ càng ổn định. *Mô hình đồi Nga3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.4 Động thái của hệ sinh tháiCân bằng sinh thái:Mô hình cân bằng hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.4 Động thái của hệ sinh tháiKhả năng tự lập cân bằng:*3. Đặc trưng của hệ sinh tháiBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 1: Hệ sinh thái3.4 Động thái của hệ sinh tháiNhững tác động của con người lên hệ sinh thái:Tác động vào cơ chế tự ổn định, tự cân bằng của hệ sinh tháiTác động trực tiếp hoặc gián tiếp vào trạng thái cân bằng của hệ sinh tháiTác động vào các chu trình sinh địa hóaTác động vào yếu tố môi trường của hệ sinh thái*Phần 1: Hệ sinh tháiHệ sinh thái là gì?Thành phần trong hệ sinh tháiĐặc trưng của hệ sinh tháiPhần 2: Hệ sinh thái đô thịĐịnh nghĩa hệ sinh thái đô thịThành phần trong hệ sinh thái đô thịĐặc trưng của hệ sinh thái đô thịNỘI DUNGBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị*Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịQuan điểm nghiên cứuĐối tượng nghiên cứuPhương pháp nghiên cứuMục tiêu nghiên cứuDựa trên lịch sử tự nhiên (từ thế kỷ 16)Thành phần hữu sinh ngoài con người, đặc biệt là các loài động thực vậtMô tả và xác định nơi cư trúChú trọng vào lịch sử phát triển của khoa học tự nhiên, mô tả tự nhiên, cải thiện giá trị sử dụng của tự nhiênSinh thái nhân văn và xã hội (Khoảng 1920)Con người và cộng đồng xã hội, mối quan hệ giữa con người với môi trường xây dựng, môi trường xã hội và môi trường vật lýMô tả và đánh giá các điều kiện sống của con người và cộng đồng xã hội dựa trên quan điểm sinh tháiPhát triển và cải thiện các yếu tố về xã hội và sinh thái nhân văn ảnh hưởng đến sức khỏe con ngườiSinh thái sinh học (khoảng 1965)Thành phần hữu sinh ngoài con người, đặc biệt quan tâm đến các giống loài động thực vật; đất đô thị, lưu vực và khí hậuĐặt đối tượng nghiên cứu trong hệ sinh thái cụ thể và phức tạp, thỉnh thoảng sử dụng các khái niệm đa ngành – đa lĩnh vực để nghiên cứuPhát triển giới hạn cần phải bảo vệ thiên nhiên, phục vụ cho khả năng tái tạo và hồi phục sức khỏe cho con ngườiTiến trình phát triển quan điểm nghiên cứu sinh thái đô thị*Bài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịTiến trình phát triển quan điểm nghiên cứu sinh thái đô thịQuan điểm nghiên cứuĐối tượng nghiên cứuPhương pháp nghiên cứuMục tiêu nghiên cứuHệ sinh thái (khoảng 1970)Hệ sinh thái đô thị, dòng luân chuyển vật chất và năng lượng, các thành phần hữu sinh ngoài con ngườiTiếp cận hệ thống, phân tích các yếu tố ảnh hưởng có tính chất phức tạpBảo tồn hệ sinh thái cho con người và các sinh vật khácSinh thái đô thị ứng dụng vì sự phát triển bền vững của đô thị (khoảng 1990)Dòng luân chuyển của vật chất và năng lượng, tất cả các thành phần hữu sinh (đa dạng sinh học), khía cạnh xã hội và khía cạnh quản lýPhân tích liên ngành – đa lĩnh vực đối với các nhân tố ảnh hưởng ở mức độ phức tạp hơn, chú trọng tính khác biệt giữa các ngành – các lĩnh vựcBảo tồn môi trường sống của con người cho các thế hệ hiện tại và tương lai, bảo tồn đa dạng sinh học và các nguồn tài nguyên không tái tạoNguồn: SAM BENVIE, A case for using adaptive platforms in the development and implementation of urban-centred adaptive management plans, 2005*The Urban EcosystemNướcNước thảiChất thải rắnKhông khíNướcLương thựcNhiên liệuVật liệu thôCon ngườiÝ tưởngNăng lượng nhiệt thảiHàng hóaNước thảiChất thải rắnKhí thảiTái sử dụngĐô thịThương mại quốc tế,Giao tiếp*1. Định nghĩa hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịHệ sinh thái đô thị là một phức hợp thống nhất các loài động vật (kể cả con người), thực vật và vi sinh vật với các yếu tố môi trường vật lý của một vùng đô thị xác định, trong đó chú trọng nhiều đến sự tương tác của con người với các loài sinh vật khác và với môi trường xung quanh thông qua các dòng luân chuyển vật chất và năng lượng đặc trưng trong đô thị.Hệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái được hình thành dưới tác động của quá trình đô thị hóa, trong đó thông qua sự gia tăng dân số, môi trường và cấu trúc hệ sinh thái tại các vùng nông thôn và các khu vực lân cận khác bị biến đổi.Hệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái dị dưỡng, phụ thuộc phần lớn vào các yếu tố đầu vào (input) từ bên ngoài hệ thống (năng lượng và vật chất) và phải hấp thụ một lượng lớn chất thải các loại (rắn, lỏng, khí) (Odum 1963, Collins et al. 2000).*2. Thành phần trong hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịMột hệ sinh thái đô thị bao gồm con người và các hoạt động của con người trong mối quan hệ với các thành phần hữu sinh và các kiến trúc (môi trường xây dựng) mà họ xây dựng nằm trong các thành phần vô sinh. Trong hệ sinh thái đô thị, con người tác động lên các yếu tố sinh thái (thực vật, không khí, nước, đất, động vật), và những quyết định của con người (lựa chọn nơi nào và bằng cách nào để xây nhà, công viên, đường giao thông, trường học) cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sinh thái.*2. Thành phần trong hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịThành phần vô sinhThành phần hữu sinhMôi trường xây dựng*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịRanh giới bên trong và bên ngoàiCấu trúc của hệ sinh thái đô thịCác chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thịĐộng thái của hệ sinh thái đô thị*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị3.1 Ranh giới bên trong và bên ngoài hệ sinh thái đô thịLà ranh giới hành chính, thay vì ranh giới tự nhiênThay đổi theo những thay đổi của chế độ chính trị - xã hội- Có ý nghĩa trong khía cạnh quản lý kinh tế - xã hội và hành chính- Ít có ý nghĩa trong lĩnh vực quản lý tài nguyên – môi trường và quản lý chất thải*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị3.2 Cấu trúc của hệ sinh thái đô thịThành phần hữu sinhQuần thể động vậtQuần thể thực vậtThành phần vô sinhĐất, nước, không khíChất dinh dưỡng, chất khoángMôi trường xây dựngCông trìnhHạ tầng kỹ thuậtHạ tầng môi trườngMôi trường nhân vănCon ngườiCác hoạt động của con ngườiHỆ SINH THÁI ĐÔ THỊ*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thịTín hiệu biến đổi trong hệ sinh thái đô thị bao gồm: thông tin, kiến thức, lao động, văn hóa, tài chính – vốn, hàng hóa, lương thực, nước, chất thải – chất ô nhiễm, công nghệ, năng lượng*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị3.2 Các chu trình biến đổi trong hệ sinh thái đô thị*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịHệ sinh thái đô thị là một hệ sinh thái mở. Điều này được thấy rõ khi xem xét các dòng chuyển động, những sự biến đổi và tác động qua lại của hệ sinh thái đô thị, đặc biệt là quan hệ của hệ sinh thái đô thị với các hệ sinh thái khác mà nó phụ thuộc;Từ quan điểm xã hội và dân số, hệ sinh thái đô thị sản sinh ra một lượng rất lớn về thông tin, kiến thức, sự sáng tạo, nền văn hóa, công nghệ và công nghiệp tất cả các sản phẩm này sẽ truyền sang, tác động đến các hệ sinh thái khác;Từ quan điểm sinh học, hệ sinh thái đô thị là hệ sinh thái không tự sinh, nên nó phụ thuộc rất nhiều vào các vùng xung quanh. Hệ sinh thái đô thị tiêu thụ năng lượng và vật chất rất lớn, phục vụ cho mọi sinh hoạt của đô thị dẫn đến cạn kiệt năng lượng và tài nguyên thiên nhiên;*3. Đặc trưng của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịTừ quan điểm kinh tế - xã hội và môi trường, các hệ sinh thái đô thị, đặc biệt là các đô thị lớn, trở thành không ổn định, dễ mất cân bằng và dễ bị tổn thương;Từ sự tiêu thụ lượng lớn năng lượng và vật chất, hệ sinh thái đô thị là một hệ thống sản sinh ra rất nhiều loại chất thải gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe cộng đồng, đến thiên nhiên cũng như các hệ sinh thái khác;Sự phát triển của hệ sinh thái đô thị liên quan đến sự biến đổi sâu xa của sự chiếm đất và sử dụng đất;Các vấn đề phát sinh trong hệ sinh thái đô thị là rất rộng, liên quan đến nhiều khía cạnh, luôn biến đổi, khó xác định hoặc đánh giá định lượng.*4. Động thái của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị*4. Động thái của hệ sinh thái đô thịBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thị“Diễn thế” trong hệ sinh thái đô thị do con người quyết định và phụ thuộc vào nhu cầu sống của con người.Trạng thái cân bằng của hệ sinh thái đô thị ?Khả năng tự lập cân bằng của hệ sinh thái đô thị ?*Tài liệu tham khảoBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịTS Lê Thị Thanh Mai, Giáo trình Con người và môi trường, www.ebook.edu.vnTS Chế Đình Lý, Giáo trình Phân tích hệ thống môi trường, www.ebook.edu.vnDecker et al., Material and energy flow through urban ecosystem, 2000.Urban metabolism, MITPortugual (public lecture)M. Alberti, Modelling the urban ecosystem: A conceptual framework, 2008Sam Benvie, A case for using adaptive platforms in the development and implementation of urban-centred adaptive management plans, 2005*Gợi ý ứng dụngBài 2: Hệ sinh thái đô thị - Phần 2: Hệ sinh thái đô thịTheo em, hệ sinh thái nào phù hợp để phát triển trong đô thị lớn tại Việt Nam, tại sao?Thành phố sinh thái là gì? Tiêu chí đánh giá thành phố sinh thái?Mỗi gia đình, mỗi cá nhân có thể làm gì để tạo nên thành phố sinh thái?