Hệ sinh thái đại dương

Hệ sinh thái đại dương là hệ sinh thái nước mặn lớn nhất trên hành tinh, nổi bật với các vùng nước mặn rộng lớn. Đối lập với hệ sinh thái nước ngọt, nơi có nồng độ muối thấp hơn, đại dương bao phủ hơn 70% bề mặt Trái Đất và chứa hơn 97% lượng nước trên hành tinh. Hệ sinh thái biển bao gồm các vùng gần bờ như ruộng muối, bãi bồi, đồng cỏ biển, rừng ngập mặn, hệ thống bãi triều đá và rạn san hô ngầm, cũng như các vùng biển sâu, biển rộng, miệng phun thủy nhiệt và đáy đại dương. Mỗi loại môi trường trong hệ sinh thái biển đều có các cộng đồng sinh vật và điều kiện vật chất đặc trưng.

Những loại hình

Ruộng muối và các hệ sinh thái ven bờ

Chủ đề chính: Ruộng muối

Ruộng muối là vùng chuyển tiếp giữa đại dương và đất liền, nơi nước ngọt và nước mặn hòa quyện vào nhau. Đất tại đây chủ yếu là bùn lấp đầy bởi lớp than bùn, hình thành từ sự phân hủy của thực vật trong môi trường nước ngập úng và thiếu oxy. Điều kiện này dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn và tạo ra mùi lưu huỳnh đặc trưng của đầm lầy muối.

Ruộng muối hiện diện khắp nơi trên thế giới và đóng vai trò quan trọng cho cả hệ sinh thái và nền kinh tế. Đây là những hệ sinh thái năng suất cao, cung cấp các dịch vụ thiết yếu cho hơn 75% các loài hải sản và bảo vệ bờ biển khỏi hiện tượng xói mòn và lũ lụt. Ruộng muối được phân chia thành các khu vực ruộng thấp, ruộng cao và biên giới vùng cao. Khu vực ruộng thấp thường ngập nước gần như liên tục với sự thay đổi của thủy triều, trong khi khu vực ruộng cao bị ngập ít hơn và biên giới vùng cao chỉ bị ngập trong điều kiện thời tiết cực đoan.

Rừng ngập mặn

Chủ đề chính: Rừng ngập mặn

Rừng ngập mặn là tập hợp các cây gỗ và cây bụi phát triển ở vùng đất nghèo oxy gần bờ biển tại các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Đây là hệ sinh thái phong phú và phức tạp, kết nối giữa đất liền và biển cả. Rừng ngập mặn bao gồm nhiều loài cây khác nhau, không nhất thiết phải cùng họ, nhưng được nhóm lại bởi những đặc điểm chung. Do vị trí gần biển, chúng phát triển những cách thích nghi riêng như bài tiết muối và tạo rễ thở để sống trong môi trường nước mặn, thiếu oxy. Đặc điểm nhận biết của rừng ngập mặn là hệ thống rễ dày đặc, giúp bảo vệ bờ biển khỏi xói mòn do triều cường, sóng và dòng chảy. Hệ sinh thái này cũng cung cấp nguồn thực phẩm quan trọng cho nhiều loài động vật và góp phần cô lập carbon dioxide từ khí quyển. Trữ lượng carbon của rừng ngập mặn toàn cầu ước tính khoảng 34 triệu tấn mỗi năm.

Vùng gian triều

Bài viết chính: Vùng gian triều

Vùng gian triều là khu vực có thể nhìn thấy và tiếp xúc với không khí khi thủy triều rút, và bị ngập nước khi thủy triều lên. Vùng này được chia thành bốn khu vực chính, mỗi khu vực có đặc điểm và hệ động vật riêng. Các khu vực gồm Vùng phun, Vùng triều cao, Vùng triều giữa và Vùng triều thấp. Vùng phun là khu vực ẩm ướt, tiếp xúc với đại dương và chỉ bị ngập khi triều cường hoặc bão. Vùng triều cao ngập dưới triều cường nhưng khô ráo giữa các đợt triều. Nơi đây có các loài động vật có khả năng chịu đựng sự thay đổi môi trường như vẹt đuôi dài, ốc biển, trai và cua ẩn cư. Vùng triều giữa ngập hai lần mỗi ngày và phong phú về động vật hoang dã. Vùng triều thấp ngập gần như mọi lúc, trừ khi triều rút xuống thấp nhất, và có sự sống phong phú nhờ bảo vệ của nước.

Cửa sông

Bài viết chính: Cửa sông

Cửa sông là những khu vực trên các dòng sông nơi có sự thay đổi rõ rệt về độ mặn giữa nước mặn và nước ngọt. Thường thì những vùng này xuất hiện ở nơi sông gặp biển. Động vật sinh sống tại cửa sông là độc đáo, không thể tìm thấy ở nơi khác vì nước tại đây là nước lợ - sự hòa trộn giữa nước ngọt và nước mặn. Ngoài cửa sông nước lợ truyền thống, còn có các loại cửa sông khác có đặc điểm tương tự, như ở Great Lakes, nơi nước sông hòa với nước hồ tạo nên cửa sông nước ngọt. Hệ sinh thái cửa sông rất hữu ích cho nhiều loài động vật và con người. Trong 32 thành phố lớn nhất thế giới, có 22 thành phố nằm ở cửa sông vì lợi ích môi trường và kinh tế, như tạo môi trường sống quan trọng và trở thành trung tâm kinh tế. Cửa sông còn cung cấp dịch vụ hệ sinh thái như lọc nước, bảo vệ môi trường sống, kiểm soát xói mòn, chu trình dinh dưỡng, điều hòa khí hậu và cơ hội giáo dục, giải trí, du lịch.

Đầm phá

Bài viết chính: Đầm phá

Đầm phá là vùng nước được ngăn cách với vùng nước lớn hơn bởi các rào cản tự nhiên như rạn san hô hoặc bãi cát. Có hai loại đầm phá: đầm phá ven biển và đầm phá đại dương/đảo san hô. Đầm phá ven biển là vùng nước bị ngăn cách với đại dương bởi rào cản, trong khi đầm phá đảo san hô được bao quanh bởi rạn san hô hoặc các đảo san hô. Đầm phá san hô thường sâu hơn so với đầm phá ven biển. Hầu hết các đầm phá đều rất nông và chịu ảnh hưởng lớn từ lượng mưa, bốc hơi và gió, dẫn đến sự thay đổi về độ mặn và nhiệt độ, từ nước ngọt đến nước siêu kiềm.

Đầm phá có thể được tìm thấy ở các bờ biển trên toàn cầu, ngoại trừ Nam Cực, và là môi trường sống đa dạng, nơi sinh sống của nhiều loài chim, cá, cua, sinh vật phù du và nhiều loài khác. Đầm phá cũng đóng vai trò quan trọng đối với kinh tế khi cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái, từ nghề cá, chu trình dinh dưỡng, chống lũ lụt, lọc nước, cho đến góp phần vào đời sống văn hóa và tinh thần của nhiều cộng đồng.

Rạn san hô

Bài viết chính: Rạn san hô

Rạn san hô là một trong những hệ sinh thái biển nổi bật nhất trên thế giới, nổi bật nhất là Rạn san hô Great Barrier. Các rạn san hô này gồm nhiều đàn san hô lớn, nơi nhiều loài san hô cùng chung sống và tạo thành mối quan hệ cộng sinh với các sinh vật xung quanh.

Biển sâu và đáy biển

Biển sâu chiếm tới 95% không gian sinh vật sinh sống. Cùng với đáy biển, hai khu vực này vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được khám phá hết và chưa có đầy đủ tài liệu về các loài sinh vật tại đây.

Các dịch vụ hệ sinh thái

Bài viết chính: Dịch vụ hệ sinh thái

Các hệ sinh thái biển không chỉ mang lại lợi ích cho tự nhiên mà còn cung cấp nhiều dịch vụ quan trọng cho xã hội, kinh tế và sinh học con người. Các hệ thống biển Pelagic giúp điều hòa khí hậu, duy trì chu trình nước, bảo tồn đa dạng sinh học, cung cấp thực phẩm và năng lượng, đồng thời mở ra cơ hội giải trí và du lịch. Về kinh tế, chúng đóng góp hàng tỷ đô la qua đánh bắt, nuôi trồng thủy sản, khai thác dầu khí, thương mại và vận tải biển.

Dịch vụ hệ sinh thái được phân thành nhiều loại, bao gồm dịch vụ hỗ trợ, dịch vụ cung cấp, dịch vụ điều tiết và dịch vụ văn hóa.

Các mối đe dọa

Mặc dù hệ sinh thái biển cung cấp nhiều dịch vụ thiết yếu, chúng đang phải đối mặt với rất nhiều mối đe dọa khác nhau.

Sự khai thác và phát triển của con người

Hệ sinh thái biển ven bờ đang chịu áp lực lớn từ dân số ngày càng tăng, với gần 40% dân số thế giới sống cách bờ biển 100 km. Con người thường tập trung gần các sinh cảnh ven biển để hưởng lợi từ các dịch vụ hệ sinh thái. Ví dụ, thủy sản đánh bắt ven biển từ rừng ngập mặn và rạn san hô mang lại ít nhất 34 tỷ đô la lợi nhuận mỗi năm. Tuy nhiên, nhiều sinh cảnh này được bảo vệ rất ít hoặc không được bảo vệ. Diện tích rừng ngập mặn trên toàn cầu đã giảm hơn 1/3 từ năm 1950, và 60% rạn san hô trên thế giới hiện đang bị đe dọa nghiêm trọng. Sự phát triển của con người, nuôi trồng thủy sản và công nghiệp hóa thường dẫn đến phá hủy, thay thế hoặc suy thoái các sinh cảnh ven biển.

Ngoài khơi, hệ thống biển nổi đang bị đe dọa trực tiếp bởi việc đánh bắt quá mức. Đánh bắt thủy sản toàn cầu đạt đỉnh vào cuối những năm 1980, nhưng hiện đang giảm dù nỗ lực đánh bắt tăng lên. Sinh khối cá và mức độ dinh dưỡng của nghề cá đang giảm dần, làm suy giảm đa dạng sinh học biển. Sự tuyệt chủng cục bộ đã dẫn đến giảm số lượng các loài lớn, sống lâu, phát triển chậm và có phạm vi địa lý hẹp. Suy giảm đa dạng sinh học có thể dẫn đến suy giảm dịch vụ hệ sinh thái. Một nghiên cứu dài hạn báo cáo sự giảm 74–92% sản lượng đánh bắt cá mập ở bờ biển Úc từ những năm 1960 đến 2010.

Sự ô nhiễm

Bài viết chi tiết: Ô nhiễm biển

• Chất dinh dưỡng
• Trầm tích
• Vi khuẩn gây bệnh
• Chất độc hại
• Rác thải và vi nhựa

Yếu tố tác động do con người

• Giao thương hàng hải và thủy sản quốc tế
• Chuyển nước dằn tàu
• Nuôi trồng thủy hải sản

Thay đổi khí hậu

• Sự nóng lên toàn cầu
• Bão mạnh hơn và thường xuyên hơn
• Axit hóa đại dương
• Mực nước biển tăng