1. Sinh thái học phục hồi
Sinh thái học phục hồi là ngành khoa học nghiên cứu các nguyên tắc, phương pháp nhằm khôi phục cấu trúc, chức năng và tính đa dạng của các hệ sinh thái bị suy thoái.
Mục tiêu là đưa hệ sinh thái trở về trạng thái gần với điều kiện tự nhiên ban đầu hoặc ít nhất là cải thiện đáng kể so với trạng thái suy thoái.
Có hai hướng tiếp cận chính:
- 1.Phục hồi tự nhiên (phục hồi thụ động): ngừng hoặc giảm các tác nhân gây suy thoái (chặt phá, khai thác quá mức, ô nhiễm) để hệ sinh thái tự phục hồi theo quy luật diễn thế tự nhiên.
- 2.Phục hồi nhân tạo (phục hồi chủ động): can thiệp chủ động bằng các biện pháp sinh học và kĩ thuật, ví dụ trồng rừng, gây nuôi, cải tạo đất, xử lí môi trường bị ô nhiễm, tái thiết các hệ sinh thái đặc trưng.
Một số biện pháp sinh học thường dùng: cải tạo sinh học (dùng sinh vật như vi khuẩn, nấm, thực vật để hấp thụ, phân giải chất ô nhiễm trong đất, nước) và tăng cường sinh học (bổ sung sinh vật hoặc chất dinh dưỡng giúp khôi phục chức năng của hệ sinh thái).
Lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào mức độ suy thoái và khả năng tự phục hồi của hệ sinh thái. Phục hồi tự nhiên ít tốn kém nhưng cần thời gian dài; phục hồi nhân tạo nhanh hơn nhưng đòi hỏi nhiều nguồn lực.
2. Đa dạng sinh vật
Đa dạng sinh vật (hay đa dạng sinh học, biodiversity) là sự đa dạng của sinh giới ở ba cấp độ: cấp độ gene, cấp độ loài và cấp độ hệ sinh thái.
- Cấp độ gene: sự biến dị di truyền trong nội bộ một loài, thể hiện qua các allele, kiểu gene, dòng thuần, giống khác nhau.
- Cấp độ loài: sự phong phú về số lượng loài và độ đa dạng của các loài sinh vật trong một hệ sinh thái hoặc trên một lãnh thổ.
- Cấp độ hệ sinh thái: sự đa dạng của các kiểu hệ sinh thái (rừng mưa nhiệt đới, rừng ngập mặn, đồng cỏ, sa mạc...) trong sinh quyển.
Nguyên nhân suy giảm đa dạng sinh vật: phá rừng, khai thác tài nguyên quá mức, ô nhiễm môi trường, xâm lấn của loài ngoại lai, biến đổi khí hậu...
Hậu quả: mất cân bằng hệ sinh thái, giảm giá trị kinh tế, y học, đe doạ an ninh lương thực và sức khoẻ con người.
3. Bảo tồn đa dạng sinh vật
Bảo tồn đa dạng sinh vật là việc sử dụng, bảo vệ và quản lí các thành phần sinh vật một cách hợp lí nhằm duy trì sự đa dạng về gene, loài và hệ sinh thái, đảm bảo phát triển bền vững.
3.1 Các biện pháp bảo tồn
Có hai hình thức chính:
- 1.
Bảo tồn in situ (tại chỗ): bảo vệ sinh vật trong chính môi trường sống tự nhiên của chúng.
- Thành lập các khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia, khu dự trữ sinh quyển.
- Bảo vệ loài và sinh cảnh ngay tại nơi sinh sống tự nhiên.
- 2.
Bảo tồn ex situ (chuyển chỗ): bảo vệ sinh vật ngoài môi trường sống tự nhiên.
- Các phương pháp: vườn bách thảo, vườn thú, trung tâm cứu hộ và phục hồi sinh vật, ngân hàng gene, ngân hàng hạt giống, nuôi cấy mô tế bào, thụ tinh trong ống nghiệm.
- Dùng cho các loài quý hiếm, có nguy cơ tuyệt chủng cao hoặc khi môi trường tự nhiên bị phá huỷ nghiêm trọng.
3.2 Bảng so sánh hai hình thức bảo tồn
| Tiêu chí | Bảo tồn in situ | Bảo tồn ex situ |
| Nơi thực hiện | Trong môi trường sống tự nhiên | Ngoài môi trường sống tự nhiên |
| Đối tượng chính | Hệ sinh thái, loài và môi trường sống | Cá thể, giống, mẫu vật, gene |
| Biện pháp tiêu biểu | Thành lập khu bảo tồn, vườn quốc gia | Vườn bách thảo, ngân hàng gene, thụ tinh trong ống nghiệm |
| Ưu điểm | Duy trì quá trình tiến hoá tự nhiên, bảo vệ toàn bộ hệ sinh thái | Kiểm soát chặt chẽ điều kiện sống, phục hồi nhanh các loài nguy cấp |
| Hạn chế | Phụ thuộc vào tình trạng môi trường tự nhiên, khó kiểm soát hoàn toàn | Chi phí cao, khó tái lập môi trường sống tự nhiên lâu dài |
4. Ý nghĩa và ứng dụng
Bảo tồn đa dạng sinh vật mang lại nhiều ý nghĩa:
- Duy trì cân bằng hệ sinh thái, điều hoà khí hậu, bảo vệ đất và nguồn nước.
- Bảo vệ nguồn gene quý cho chăn nuôi, trồng trọt và y học.
- Phát triển du lịch sinh thái, giáo dục và nghiên cứu khoa học.
- Đảm bảo an ninh lương thực và phát triển bền vững.
Ứng dụng ở Việt Nam:
- Thành lập hệ thống các vườn quốc gia (như Phong Nha – Kẻ Bàng, Cúc Phương) và khu dự trữ sinh quyển thế giới (ví dụ: Cần Giờ, Cát Bà, châu thổ sông Hồng...).
- Phục hồi rừng ngập mặn, rừng đầu nguồn.
- Nuôi cấy mô, ngân hàng gene cho các loài cây trồng và vật nuôi bản địa.
5. Ví dụ minh hoạ
Voọc Cát Bà (Trachypithecus poliocephalus) là loài cực kì nguy cấp, chỉ còn ở quần đảo Cát Bà (Hải Phòng). Có thể kết hợp những biện pháp nào của sinh thái học phục hồi và bảo tồn để bảo vệ loài này?
Lời giải
Có thể kết hợp:
- Bảo tồn in situ: bảo vệ sinh cảnh trong Vườn quốc gia Cát Bà, ngăn săn bắt, kiểm soát khai thác lâm sản và du lịch.
- Phục hồi chủ động: phục hồi rừng trên núi đá vôi, cải thiện sinh cảnh, tạo hành lang để các đàn voọc bị chia cắt có thể giao lưu.
- Bảo tồn ex situ (khi cần): cứu hộ, chăm sóc cá thể bị thương tại trung tâm cứu hộ rồi thả lại tự nhiên.
Một khu vực rừng bị phá trụi sau cháy rừng. Người ta dừng mọi hoạt động khai thác gỗ và để tự nhiên phục hồi. Đây là phương pháp nào?
Lời giải
Đây là phương pháp phục hồi tự nhiên (phục hồi thụ động) trong sinh thái học phục hồi. Khi giảm hoặc loại bỏ tác nhân gây suy thoái (khai thác, cháy rừng lặp lại), hệ sinh thái có khả năng tự phục hồi theo quá trình diễn thế tự nhiên.
6. Câu hỏi vận dụng
Trình bày các cấp độ đa dạng sinh học và giải thích tại sao bảo tồn cần phải thực hiện đồng thời ở cả ba cấp độ này.
Gợi ý trả lời
Cần xác định đúng ba cấp độ: gene, loài, hệ sinh thái. Giải thích:
- Cấp độ gene đảm bảo khả năng thích nghi và tiến hoá của loài.
- Cấp độ loài duy trì vai trò của từng loài trong chuỗi thức ăn và các quá trình sinh thái.
- Cấp độ hệ sinh thái đảm bảo duy trì môi trường sống và các dịch vụ hệ sinh thái.
Bảo tồn chỉ ở một cấp độ sẽ dẫn đến mất cân bằng: bảo vệ loài mà không bảo vệ môi trường sống sẽ làm loài suy giảm; bảo vệ hệ sinh thái mà không quan tâm đến biến dị di truyền sẽ làm loài giảm khả năng chống chịu.
Tại sao bảo tồn ex situ thường được áp dụng cho các loài có nguy cơ tuyệt chủng cao dù chi phí lớn hơn so với in situ?
Gợi ý trả lời
Ex situ cho phép kiểm soát chặt chẽ điều kiện sống, bảo vệ cá thể khỏi loài ngoại lai xâm lấn, săn bắt trộm, biến đổi môi trường. Đối với loài cực kì quý hiếm, việc bảo vệ tại chỗ trong tự nhiên thường không đủ nhanh hoặc không đủ điều kiện, nên ex situ là giải pháp cần thiết để duy trì nguồn gene trước khi có thể phục hồi in situ về sau.