Sinh thái thủy sinh vật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP – TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN THỦY SẢN BÀI GIẢNG SINH THÁI THỦY SINH VẬT NGÀNH TRUNG CẤP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BIÊN SOẠN: VÕ THANH TÂN NĂM 2010 MỤC LỤC Chương Mở đầu 1.1 Sinh thái học 1.2 Phân loại sinh thái học 1.3 Những khái niệm sinh thái học Chương Các nhóm sinh vật nước môi trường sống chúng 2.1 Các nhóm sinh vật nước 2.2 Nước – môi trường sống thuận lợi cho thủy sinh vật 2.3 Một số yếu tố sinh thái mơi trường nước 2.4 Các loại hình thủy vực 14 2.5 Một số nét đặc trưng khu hệ sinh vật nước 16 Chương Sinh thái học cá thể thủy sinh vật 19 3.1 Di động thủy sinh vật 19 3.2 Dinh dưỡng thủy sinh vật 21 3.3 Trao đổi nước muối thủy sinh vật 23 3.4 Trao đổi khí thủy sinh vật 25 3.5 Sinh trưởng phát triển thủy sinh vật 26 3.6 Sinh sản thủy sinh vật 28 3.7 Di cư thủy sinh vật 29 Chương Đời sống sinh vật quần thể, quần xã hệ sinh thái 31 4.1 Quần thể thủy sinh vật 31 4.2 Quần xã thủy sinh vật 34 4.3 Hệ sinh thái 35 Chương Năng suất sinh học thủy vực 38 5.1 Ý nghĩa nghiên cứu suất sinh học thủy vực 38 5.2 Chu trình vật chất thủy vực 38 5.3 Năng suất sinh học thủy vực 39 5.4 Các biện pháp nâng cao suất sinh học thủy vực 40 Chương Các hệ sinh thái thủy 42 6.1 Hệ sinh thái biển đại dương 42 6.2 Hệ sinh thái nước nội địa 56 Tài liệu tham khảo 61 Chương MỞ ĐẦU 1.1 SINH THÁI HỌC 1.1.1 Khái niệm sinh thái học Sinh thái học khoa học sinh vật học, nghiên cứu mối quan hệ sinh vật với sinh vật sinh vật với môi trường tổ chức, từ cá thể, quần thể đến quần xã sinh vật hệ sinh thái Thuật ngữ sinh thái học (Ecology) Haeckel dùng lần vào năm 1869 Thuật ngữ sinh thái học bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp – Oikos, nghĩa nhà hay nơi ở, cịn logos mơn học, sinh thái học khoa học nghiên cứu “nhà”, “nơi ở” hay rộng hơn, môi trường sống sinh vật, phản ảnh nội dung định nghĩa 1.1.2 Đối tượng nghiên cứu sinh thái học Đối tượng nghiên cứu tất mối quan hệ sinh vật môi trường: - Nghiên cứu đặc điểm nhân tố môi trường ảnh hưởng đến đời sống sinh vật thích nghi chúng với điều kiện ngoại cảnh khác - Nghiên cứu nhịp điệu sống thể liên quan đến chu kỳ ngày đêm chu kỳ địa lý đất thích ứng sinh vật - Nghiên cứu điều kiện hình thành quần thể, đặc điểm mối quan hệ nội quần thể (như phân bố, mật độ, sinh trưởng, sinh sản, tử vong…) quần thể với môi trường thể biến động điều chỉnh số lượng cá thể - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã, mối quan hệ nội quần thể khác nhau, trình biến đổi quần xã theo không gian thời gian qua loại hình diễn - Nghiên cứu chuyển hoá vật chất lượng quần xã, quần xã ngoại cảnh, thể chuỗi lưới thức ăn, bậc dinh dưỡng hình thành hình tháp sinh thái số lượng lượng - Nghiên cứu nhân tố vô cần thiết cho sinh vật, tham gia vào chu trình sinh địa hố thiên nhiên; từ xác định rõ mối tương quan hệ sinh thái để nghiên cứu suất sinh học hệ sinh thái khác - Nghiên cứu cấu trúc sinh gồm hệ sinh thái lớn trái đất, cung cấp hiểu biết tương đối đầy đủ giới 1.1.3 Ý nghĩa vai trò sinh thái học Cũng khoa học khác, kiến thức sinh thai học đóng góp to lớn cho văn minh nhân loại hai khía cạnh: lý luận thực tiến Cùng với lĩnh vực khác sinh học, sinh thái học giúp ngày hiểu biết sâu chất sống mối tương tác với yếu tố môi trường Sinh thái học tạo nên nguyên tắc định hướng cho hoạt động người tự nhiên để không làm hủy hoại đến đời sống sinh giới chất lượng môi trường Trong sống, sinh thái học ứng dụng vào nhiều lĩnh vực hoạt động như: - Nâng cao suất vật nuôi trồng cải tạo điều kiện sống chúng - Hạn chế tiêu diệt địch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, trồng đời sống người - Thuần hóa di giống lồi sinh vật - Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, trì đa dạng sinh học phát triển tài nguyên cho khai thác bền vững - Bảo vệ cải tạo môi trường sống cho người loài sống tốt 1.2 PHÂN LOẠI SINH THÁI HỌC Môn sinh thái học phân thành phân môn sau: 1.2.1 Sinh thái học cá thể (Autoecology) Nghiên cứu yếu tố sinh thái riêng lẻ với mơi trường, tức xác định giới hạn thích ứng điều kiện cực thuận yếu tố sinh thái mơi trường yếu tố 1.2.2 Sinh thái học quần thể (Population ecology) Nghiên cứu đặc điểm quần thể chất, lượng, xác định rõ biến động số lượng cá thể quần thể nguyên nhân dẫn tới biến động 1.2.3 Sinh thái học quần xã (Biocenology) hệ sinh thái (Ecosystem) Nghiên cứu mối quan hệ yếu tố sinh thái, tức sinh vật quần xã với môi trường hệ sinh thái 1.2.4 Sinh thái học thủy vực Sinh thái học thủy vực phận sinh thái học chung, đối tượng nghiên cứu mối quan hệ thủy sinh vật với môi trường nước, nơi diễn hoạt động sống sinh vật mức độ khác nhau, từ cá thể, quần thể đến quần xã sinh vật hệ sinh thái Trong hệ sinh thái, mối tương tác sinh vật với sinh vật với mơi trường tạo nên chu trình vật chất biến đổi lượng, từ hình thành nên nguồn lợi sinh vật mà người khai thác sử dụng Về phía mình, chu trình vật chất dòng lượng hệ sinh thái nước lại đảm bảo cho hoạt động thống chúng với với hệ cạn tạo nên chỉnh thể thiên nhiên lớn – Sinh Tùy theo đối tượng sinh vật thuộc nhóm phân loại nào, người ta phân rõ thành sinh thái học động vật, thực vật, vi sinh vật…hoặc sinh thái học nông nghiệp, sinh thái học lâm nghiệp, sinh thái học môi trường… 1.3 NHỮNG KHÁI NIỆM SINH THÁI HỌC CƠ BẢN 1.3.1 Ngoại cảnh Ngoại cảnh (hay giới bên ngoài) thiên nhiên, người kết hoạt động người Ngoại cảnh tồn cách khách quan trời, mây, sông, suối, hồ, biển… 1.3.2 Môi trường Là phần ngoại cảnh, bao gồm thực thể tượng tự nhiên mà có thể, quần thể, lồi… có liên quan cách trực tiếp gián tiếp phản ứng thích nghi 1.3.3 Sinh cảnh Sinh cảnh phần môi trường vật lý mà có thống yếu tố cao so với môi trường, tác động lên đời sống sinh vật 1.3.4 Hệ đệm hay hệ chuyển tiếp Hệ đệm mức chia nhỏ hệ sinh thái, mang tính chuyển tiếp từ hệ sang hệ khác phụ thuộc vào yếu tố vật lý địa hình, chế độ khí hậu – thủy văn… Chẳng hạn, hệ sinh thái cửa sông, hệ Pleiston Neiston (chuyển tiếp nước – khí), Pelagobenthos (chuyển tiếp đáy – nước)…Do vị trí giáp ranh nên không gian hệ đệm thường nhỏ hệ chính; số lồi sinh vật thấp, đa dạng sinh học lại cao so với hệ tăng khả biến dị nội loài (tức đa dạng di truyền cao) 1.3.5 Các yếu tố môi trường sinh thái Các yếu tố môi trường thực thể hay tượng tự nhiên cấu trúc nên môi trường Khi chúng tác động lên đời sống sinh vật mà sinh vật phản ứng lại cách thích nghi chúng gọi yếu tố sinh thái Theo nguồn gốc, yếu tố môi trường phân chia thành: - Yếu tố vô sinh: muối dinh dưỡng, nước, ánh sáng, nhiệt độ… - Yếu tố hữu sinh: vật dữ, mồi, vật ký sinh, mầm bệnh….Các yếu tố hữu sinh bao gồm người tác động người có người tách người tác động người thành loại yếu tố riêng, song đa số nhà sinh thái cho rằng, người thành viên hệ sinh thái Theo ảnh hưởng tác động yếu tố sinh thái chia thành: yếu tố phụ thuộc không phụ thuộc nhiệt độ - Yếu tố không phụ thuộc nhiệt độ: yếu tố tác động lên sinh vật, ảnh hưởng khơng phụ thuộc vào mật độ quần thể bị tác động Các yếu tố vô sinh (không phải tất cả) thường yếu tố không phụ thuộc mật độ - Yếu tố phụ thuộc mật độ: yếu tố tác động lên sinh vật ảnh hưởng tác động phụ thuộc vào mật độ quần thể chịu tác động, chẳng hạn hiệu suất bắt mồi vật hiệu mật độ mồi thấp đông…Các yếu tố hữu sinh thường yếu tố phụ thuộc mật độ Mỗi yếu tố môi trường tác động lên đời sống sinh vật thể khía cạnh sau: - Bản chất yếu tố tác động - Cường độ hay liều lượng tác động (cao hay thấp, nhiều hay ít) - Độ dài tác động (ngày dài, ngày ngắn…) - Phương thức tác động: liên tục hay đứt đoạn, chu kỳ tác động (mau hay thưa…) 1.3.6 Định luật chống chịu Shelford Năm 1911, Shelford đưa định luật tính chống chịu Khi áp dụng định luật chống chịu phân bố địa lý sinh vật, Shelford rằng, “Các trung tâm phân bố thường vùng mà điều kiện tối ưu (optimum) giành cho số lượng tương đối lớn loài” Theo định luật Shelford, cá thể, quần thể, loài….chỉ tồn khoảng giá trị xác định yếu tố bất kỳ, chẳng hạn cá rô phi sống biên độ nhiệt từ 5,6 đến 41,5 0C, loài thủy sinh vật thường sống giá trị pH từ 6,5 đến 8,5 Khoảng xác định gọi “khoảng chống chịu” hay “giới hạn sinh thái” hay “trị số sinh thái” Trong giá trị có điểm giới hạn: giới hạn (tối thiểu – minimum) giới hạn (tối đa – maximum) khoảng cực thuận (optimum) mà sinh vật sống bình thường mức tiêu phí lượng thấp Hai khoảng phía cực thuận khoảng chống chịu Nếu lồi sinh vật có giới hạn sinh thái rộng yếu tố ta nói sinh vật rộng với yếu tố đó, chẳng hạn “rộng nhiệt”, “rộng muối”, cịn có giới hạn sinh thái hẹp ta nói sinh vật hẹp với yếu tố đó, “hẹp nhiệt”, “hẹp muối” Ví dụ như: cá rơ phi lồi rộng muối, có khả sống mơi trường nước ngọt, nước lợ nước mặn có nồng độ muối – 40 ‰; ốc hương (Babylonia areolata) phân bố vùng biển khơi nên chúng loài hẹp muối, độ mặn thích hợp cho ốc hương phát triển 30 – 35 ‰ Trong sinh thái học người ta thường dùng tiếp đầu ngữ hẹp (Cteno –), rộng (Eury –), (Oligo –), nhiều (Poly –) đặt kèm với tên yếu tố (nhiệt độ, độ muối, độ sâu…) để cách định tính mức thích nghi sinh thái sinh vật với yếu tố mơi trường (hình 1) Sức sống A Điểm Vùng cực thuận (Optimum) Vùng chống chịu Vùng chống chịu B C C Sinh sản Sinh trưởng phát triển Pessimum (Cực tiểu) Hơ hấp Pessimum (Cực đại) Hình Mơ tả giới hạn sinh thái lồi A, B, C yếu tố nhiệt độ Hai loài B, C có giá trị sinh thái hẹp so với lồi A, Nhưng lồi B ưa lạnh (Oligoctenothermal), cịn loài C ưa ấm (Polyctenothermal) (Nguồn: Vũ Trung Tạng, 2007) Trong mối quan hệ thể môi trường, người ta phát số nguyên tắc điều kiện mở rộng hay bổ sung cho định luật Shelford: - Một sinh vật có giới hạn sinh thái rộng nhiều yếu tố thường có vùng phân bố rộng, trở thành loài phân bố toàn cầu - Một sinh vật có giới hạn sinh thái rộng yếu tố này, song lại hẹp yếu tố khác, lồi có vùng phân bố hạn chế - Khi yếu tố trở nên cực thuận cho đời sống giới hạn chống chịu yếu tố khác bị thu hẹp - Trong thiên nhiên, sinh vật rơi vào điều kiện sống không phù hợp với vùng cực thuận yếu tố (hay nhóm yếu tố) khác trở nên quan trọng đóng vai trò thay - Khi thể thay đổi trạng thái sinh lý (mang thai, sinh sản hay bệnh tật…) thể giai đoạn phát triển sớm (trứng, ấu trùng, non…) nhiều yếu tố môi trường trở thành yếu tố giới hạn Ngay thể, hoạt động chức có giới hạn sinh thái xác định Sinh sản thời điểm có sức chống chịu so với hoạt động khác, cịn hơ hấp có giới hạn sinh thái rộng Chương CÁC NHĨM SINH VẬT Ở NƯỚC VÀ MƠI TRƯỜNG SỐNG CỦA CHÚNG 2.1 CÁC NHÓM SINH VẬT Ở NƯỚC 2.1.1 Phân loại theo đặc điểm thích ứng Có thể chia môi trường sống thủy vực thành ba sinh cảnh lớn: vùng triều (hay vùng ven bờ), tầng nước đáy Trong sinh cảnh có nhóm sinh vật đặc trưng thích ứng với điều kiện sống sinh cảnh Theo đặc điểm thích ứng, thủy sinh vật phân thành: - Thủy sinh vật vùng triều: thuộc nhóm lồi rộng oxy, nhiệt độ, độ mặn, có khả hơ hấp cạn nước - Thủy sinh vật tầng nước: nhóm sinh vật sống chủ yếu dựa vào khối nước thủy vực So với vùng triều, điều kiện sống tầng nước tương đối ổn định đồng Vì đặc điểm thích ứng nhóm sinh vật chủ yếu đảm bảo cho vận động mơi trường nước thuận lợi Nhóm thủy sinh vật tầng nước bao gồm: • Sinh vật (Plankton) • Sinh vật tự bơi (Nekton) • Sinh vật màng nước (Neuston) • Sinh vật sống trơi (Pleuston) - Thủy sinh vật đáy: theo vị trí nơi sinh vật sống đáy, chia sinh vật đáy thành hai nhóm: • Nhóm sống bề mặt đáy (Epifauna) • Nhóm sống chui xuống đáy (Infauna) 2.1.2 Phân loại theo dinh dưỡng Theo phương thức dinh dưỡng, thủy sinh vật chia thành: - Sinh vật tự dưỡng ((Producer) - Sinh vật dị dưỡng (Consumer) - Sinh vật hoại dưỡng (Decomposer) 2.2 NƯỚC – MÔI TRƯỜNG SỐNG THUẬN LỢI CHO THỦY SINH VẬT 2.2.1 Nước thiên nhiên giá trị nước Nước cần thiết cho người sinh giới Điều khẳng định thể sinh vật chứa 50 – 99 % nước Nơi có nước nơi có sống ngược lại, nơi thiếu nước, nơi sống trở nên nghèo nàn Nước thành phần sống tế bào Người ta tính rằng, tạo nên tế bào sống cần tới 10 nước Trong thể người, lượng nước 15 % khối lượng, thể ngừng trình trao đổi chất bị diệt vong Nhu cầu nước đời sống người (hoạt động sản xuất nông nghiệp công nghiệp, sinh hoạt…) cao cao nhiều so với nhu cầu sinh lý người Hiện nhiều vùng thừa nước, nhiều vùng thiếu nước, chí có nới số lượng nước thừa nước bị nhiễm bẩn nên nước trở nên khan cách trầm trọng 2.2.2 Một số đặc tính nước thuận lợi cho sống So với chất lỏng khác, nước có nhiều đặc tính lý, hóa, học thuận lợi cho đời sống phát triển sinh vật sống mơi trường đó: - Khối lượng riêng cao độ nhớt thấp Đặc tính giúp cho sinh vật dễ nổi, bơi nhanh tốn sức - Khối nước luôn chuyển động Giúp cho di chuyển thủy sinh vật, cung cấp nhu cầu oxy thức ăn nước, phân tán chất thải, điều hòa nhiệt độ, độ mặn, khí hịa tan nước… - Nhiệt lượng riêng cao độ dẫn nhiệt Làm cho khối nước thủy vực hút nhiều nhiệt, giữ nhiệt, bảo đảm điều kiện nhiệt độ ơn hịa cho đời sống thủy sinh vật - Độ tỏa nhiệt độ thu nhiệt lớn Làm cho nhiệt độ nước thủy vực khơng bị qua nóng hay q lạnh, ảnh hưởng xấu tới đời sống thủy sinh vật - Độ hịa tan lớn Khả làm cho mơi trường nước trở thành môi trường dinh dưỡng cung cấp muối dinh dưỡng chất khí cho thủy sinh vật, đồng thời phân tán dễ dàng chất chúng thải ra, bảo đảm đời sống bình thường thủy vực - Sức căng bề mặt lớn Đặc tính nước tạo điều kiện cho số thủy sinh vật sống quanh bề mặt nước, sống đồng thời hai mơi trường khí nước 2.3 MỘT SỐ YẾU TỐ SINH THÁI CHÍNH TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC 2.3.1 Áp lực nước Do khối lượng riêng cao, có muối hịa tan nên áp lực nước thủy vực lớn Ở biển, xuống sâu 10,3 m thủy vực nước nội địa xuống 9,986 m (ở 0C) áp lực nước tăng lên atm (1,013 kg.cm-2) Mỗi loài thủy sinh vật có khả thích ứng riêng với áp lực nước Trong điều kiện thí nghiệm, đa số thủy sinh vật có khả chịu đựng áp lực nước tới 100 – 200 atm Áp lực nước ảnh hưởng đến phân bố hình thành giới tính số thủy sinh vật 2.3.2 Chuyển động khối nước thủy vực Sóng Do quan hệ tương hỗ khối nước khí Sóng ảnh hưởng đến đời sống, di chuyển phân bố thủy sinh vật, đặc biệt thủy sinh vật ven bờ thủy sinh vật sống trơi Dịng chảy Là chuyển động khối nước theo hướng định thủy vực, dòng chảy sinh nhiều nguyên nhân như: gió, lực hút mặt trăng, mặt trời, chênh lệch áp lực khơng khí, mực nước… Đặc tính chuyển động khối nước thủy vực có ảnh hưởng lớn tới di động, dinh dưỡng, phân bố thủy sinh vật 2.3.3 Ánh sáng Nguồn ánh sáng chủ yếu thủy vực từ mặt trời mặt trăng tỏa xuống Ngồi cịn phải kể nguồn ánh sáng sinh vật từ thủy sinh vật phát Cường độ thành phần quang phổ ánh sáng mặt trời nước phụ thuộc vào lượng xạ mặt trời tỏa xuống mặt nước phân bố lớp nước Ánh sáng từ vào nước phần bị phản xạ mặt nước tán xạ tầng nước, phần lớn hấp thu nước Lượng ánh sáng vào mặt nước tùy thuộc vào góc nghiêng tia sáng mặt trời so với mặt nước tình trạng yên tĩnh mặt nước, từ vài phần trăm tới vài chục phần trăm tổng số lượng ánh sáng chiếu vào mặt nước Như vậy, lượng ánh sáng vào nước nhiều vùng xích đạo nơi có lượng xạ mặt trời vào nước lớn – vào thời gian buổi trưa mặt nước yên tĩnh lúc lượng ánh sáng phản chiếu Các tia sáng vào nước không đồng đều, phụ thuộc vào độ dài sóng độ nước Độ sâu tia sáng vào nước vào khoảng 1.500 – 1.700 m Dưới 1.700 m, coi vùng khơng có ánh sáng mặt trời Do khả xâm nhập tia sáng vào nước khác nhau, nên chia tầng nước từ mặt xuống sâu thành vùng sáng khác nhau: vùng (vùng sáng, từ – 200 m), vùng (vùng mặt sáng, từ 200 – 1.500 m) vùng (vùng tối, từ lớn 1.500 m) Tác dụng ánh sáng thủy vực thủy sinh vật quan trọng Cụ thể ánh sáng ảnh hưởng đến: - Sự di động phân bố thủy sinh vật theo độ sâu, đặc biệt thực vật quang hợp - Sự thay đổi độ chiếu sáng ngày đêm tạo nên tượng di động ngày đêm thủy sinh vật - Giúp thủy sinh vật định hướng di động nhờ đặc tính quang hướng động - Thúc đẩy q trình sinh hóa hoạt động cá thể, đặc biệt trình tạo vitamin - Quá trình thành thục, sinh sản, lối sinh sản chu kỳ sinh sản - Ảnh hưởng đến biến đổi hình thái, màu sắc, quan cảm quang động vật thuộc vùng sáng khác 2.3.4 Nhiệt độ Nguồn nhiệt chủ yếu nước thủy vực từ xạ mặt trời tia có sóng dài: hồng ngoại, đỏ da cam Lớp nước mặt hút nhiều nhiệt sâu tia sáng có lớp nước nơng Chế độ nhiệt nước tương đối ổn định khơng khí, có độ tỏa nhiệt độ thu nhiệt lớn, lớp nước mặt sâu điều hịa nhiệt độ lẫn q trình lạnh hay bốc hơi, làm cho nhiệt độ khối nước tương đối biến đổi cách chống sóng Hầu hết sinh vật vùng triều có quan hơ hấp thích nghi với hấp thụ oxy từ nước Chúng có xu dấu bề mặt hơ hấp khoang kín để chống khơ Một số động vật thân mềm có mang màng áo vỏ bảo vệ Các thân mềm triều cao giảm mang hình thành khoang áo với nhiều mao mạch có chức phổi để hấp thu khí Để bảo tồn oxy nước, hầu hết động vật nằm yên lặng triều rút Cá vùng triều đặc trưng hô hấp qua da tiêu giảm mang nảy nở nhiều mạch máu da Động vật vùng triều đáy cứng kiếm ăn ngập triều Điều với tất nhóm ăn thực vật, ăn lọc, ăn mùn bã ăn thịt Sinh vật sống đáy mềm kiếm ăn triều thấp nhờ đáy có nước Sự thay đổi độ muối lớn sức ép cho sinh vật vùng triều lẽ hầu hết sinh vật vùng triều khả thích nghi tốt sinh vật cửa sơng Chúng khơng có chế kiểm sốt hàm lượng muối dịch thể Do chúng sinh vật có khả thẩm thấu Chính vậy, mưa lớn gây tai biến lớn Do nhiều sinh vật vùng triều sống định cư sống bám, trứng thụ tinh ấu trùng chúng phải trôi tự sinh vật để phát tán Do vậy, chu trình sinh sản hầu hết sinh vật phải đồng với chu kỳ triều để bảo đảm hiệu suất thụ tinh Hình 5.Con cịng (Uca pugilator) Hình Sị huyết (Anadara granosa) Hình Nghêu võ trắng (Meretrix lyrata) Hình Vẹm xanh (Perna viridis) Đặc trưng bãi triều Bãi triều đá So với loại bãi triều, bờ triều đá, đặc biệt vùng ôn đới có nhiều sinh vật có kích thước lớn cư trú đạt tính đa dạng thành phần lồi động thực vật cao Đặc trưng bật tất bãi triều đá phân vùng sinh vật tức hình thành dãi theo chiều ngang rõ rệt 47 Bãi triều cát Yếu tố môi trường quan trọng chi phối đời sống sinh vật bãi triều cát khơng che chắn sóng biển mối liên quan đến độ hạt độ dốc bãi Sóng gây di chuyển bãi, làm đáy không ổn định Sinh vật có hai đường để thích nghi, chúng vùi vào cát độ sâu lớn nơi mà trầm tích khơng cịn bị sóng xơ đẩy Khả quan sát thấy lồi sị Cách thích nghi thứ hai tốc độ vùi nhanh số động vật thuộc nhóm giun, giáp xác Bãi triều bùn Sự phân biệt bãi triều cát bãi triều bùn không rõ ràng Vùng triều che chắn có trầm tích mịn tích lũy nhiều chất hữu Đáy bùn đặc trưng hệ sinh thái cửa sông quần xã sinh vật hai hệ có nét tương đồng Bãi triều bùn xuất vùng che chắn, khơng bị sóng vỗ vịnh kín, đầm đặc biệt cửa sơng Bãi triều bùn tích lũy nhiều chất hữu cơ, tạo nên tiềm thức ăn lớn cho sinh vật Sinh vật sống bãi triều bùn chủ yếu thuộc nhóm sống đáy với ống, hang thông lên bề mặt Kiểu dinh dưỡng ưu môi trường ăn chất lắng đọng chất lơ lững Vai trò hệ sinh thái vùng triều Hệ sinh thái vùng triều có vai trị quan trọng hệ sinh thái nước mặn, bao gồm chức sau: - Là nơi cư trú, sinh sống loài sinh vật biển, loài hai mảnh vỏ, loài rong tảo - Là nơi cung cấp nguồn lợi kinh tế nơi diễn trao đổi vật chất, lượng, tạo nên nguồn sinh khối lớn hệ sinh thái - Là nơi cung cấp suất sơ cấp cho vùng cửa sông, chủ yếu thảm thực vật bao quanh cửa sông, làm tăng đa dạng vùng cửa sông - Hệ sinh thái vùng triều góp phần vào việc điều hịa khí hậu nhờ vào hình thành thảm thực vật, ngồi thảm thực vật cịn góp phân hình thành nên hệ sinh thái rừng ngập mặn; - Chức quan trọng hệ sinh thái vùng triều đóng vai trị quan trọng chu trình dinh dưỡng góp phần hình thành khu du lịch, khu vui chơi giải trí cho người Hệ sinh thái vùng triều có vai trị quan trọng, to lớn việc trì bảo vệ tính đa dạng sinh học Có thể nói rằng, vùng triều nguồn gốc, tảng cho việc hình thành phát triển hệ sinh thái vùng ven bờ Do vậy, cần phải có sách hợp lý việc quản lý khai thác tài nguyên vùng triều, từ có khai thác mức nguồn lực to lớn góp phần thúc đẩy kinh tế vùng biển cách bền vững 6.1.2.3 Hệ sinh thái rừng ngập mặn Phân bố đặc trưng môi trường Rừng ngập mặn thuật ngữ mô tả hệ sinh thái thuộc vùng nhiệt đới cận nhiệt đới hình thành thực vật vùng triều với tổ hợp động, thực vật đặc trưng Trong hệ sinh thái này, động, thực vật, vi sinh vật đất môi trường tự nhiên liên kết với thông qua trình trao đổi đồng hố lượng Các q trình nội cố định lượng, tích lũy sinh khối, phân hủy vật chất hữu 48 chu trình dinh dưỡng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ nhân tố bên gồm cung cấp nước, thủy triều, nhiệt độ lượng mưa Theo lịch sử tiến hố, thực vật ngập mặn có lẽ hình thành từ thực vật sống cạn thích nghi với điều kiện ngập mặn qua đợt biển tiến biển lùi Đất ngập nước quan trọng cho tồn phát triển hệ sinh thái Thành phần học trầm tích ảnh hưởng trực tiếp lên thành phần loài tăng trưởng ngập mặn Các hợp phần sét, bùn, cát với kích thước hạt điều khiển tính thấm nước đất, chi phối độ muối lượng nước đất Để thích nghi, thực vật ngập mặn có cấu tạo rễ đa dạng đặc biệt nhằm giúp chúng bám chặt vào đáy Cấu trúc rễ cịn có tác dụng tăng cường trao đổi khí thúc đẩy trình lắng đọng phù sa Nguồn nước cung cấp cho động, thực vật rừng ngập mặn phụ thuộc vào tần số khối lượng đợt triều nước chảy tới lượng bốc khí Cây ngập mặn có khả thích nghi với mơi trường nước mặn nhờ có cấu tạo nhằm giảm thoát nước dày có lơng che phủ lỗ khí nằm mặt lá, nhiều mơ tích lũy nước nhờ áp suất thẩm thấu tế bào, ln cao dung dịch nước đất Ngồi ra, ngập mặn cịn có chế loại bỏ lượng muối nhiều sau thoát nước Một số lồi có tuyến tiết muối trực tiếp qua bề mặt Các lồi khác phát triển mơ tích nước hạ bì để pha lỗng nồng độ muối Tuy nhiên, điều kiện thiếu nước bổ sung nồng độ muối đất vượt sức chịu đựng sinh lý lồi thực vật Khi đó, thảm thực vật trở nên phát triển Sự phát triển tốt hệ sinh thái rừng ngập mặn đạt nơi mà vùng triều cao cung cấp nước thường xuyên nhờ lượng mưa cao lượng bốc hơi, nhiều nước thấm từ vùng nội địa có nguồn nước đầu nguồn phong phú Rừng ngập mặn phát triển tốt vùng có nồng độ muối thích hợp nằm khoảng 15 – 20 ‰, nhiên, khoảng thích nghi khác lớn loài Cung cấp đủ dinh dưỡng cho quan trọng việc trì hệ sinh thái rừng ngập mặn Nguồn khống vơ từ bên ngồi đưa vào hệ trình trao đổi nước từ sơng biển nhờ gió bờ biển Sự phân huỷ chất hữu vi sinh vật kết hợp với hoạt động động vật lớn (đặc biệt cua) tạo chất dinh dưỡng dạng dung dịch vô Sự chế biến chất dinh dưỡng nội làm cho chất dinh dưỡng bảo tồn hệ Hình Một góc rừng ngập mặn 49 Cấu trúc chức Thành phần ngập mặn phân chia làm hai nhóm gồm ngập mặn chủ yếu tham gia rừng ngập mặn Hệ thực vật rừng ngập mặn Đông Nam Á đa dạng giới với 46 loài chủ yếu thuộc 17 họ 158 loài tham gia rừng ngập mặn thuộc 55 họ Ở Việt Nam ghi nhận 35 loài chủ yếu 40 loài tham gia rừng ngập mặn Ngoài thành phần chủ đạo ngập mặn, tổ hợp động thực vật hệ đa dạng Một số sinh vật sống rừng ngập mặn giai đoạn vòng đời dùng rừng ngập mặn quần cư tạm thời Thành phần sinh vật sống thường xuyên hệ có vai trị sinh thái quan trọng gồm vi khuẩn, nấm, tảo, đài tiên, dương xỉ, địa y, hai mầm, động vật nguyên sinh, ruột khoang, sứa lược, giun, giáp xác, côn trùng, thân mềm, da gai, hải q, cá, bị sát, lưỡng thê, chim thú Hình 10 Ốc len (Cerithidae obtusa) Hình 11 Ba khía (Sesarma mederi) Chức hệ sinh thái rừng ngập mặn liên quan đến dòng lượng chu trình vật chất tóm tắt sau: - Lá ngập mặn sử dụng lượng mặt trời để chuyển hố khí CO2 thành hợp phần hữu nhờ quang hợp Các chất chất dinh dưỡng từ đất cung cấp vật liệu thô cho sinh trưởng Lá rụng thối rữa phóng thích carbon dinh dưỡng cho sinh vật hệ sử dụng Mùn bã từ phân hủy nấm vi khuẩn trở thành thức ăn cho cua nhỏ Động vật thân mềm, cua, tôm, cá ăn vật chất hữu phân hủy đến lượt chúng thức ăn cho động vật lớn Chất dinh dưỡng phóng thích vào nước nguồn vật chất nuôi sống ngập mặn, sinh vật rong Mùn bã hữu cịn đóng góp để nâng cao suất sinh học vùng ven bờ biển khơi - Rừng ngập mặn nhà vô số sinh vật cạn nước Cá sấu rắn biển vào rừng ngập mặn để kiếm ăn Hầu hết loài cá trải qua phần vịng đời rừng ngập mặn Các lồi giáp xác (hà, tơm, cua) thực phong phú Nhiều loài thân mềm thường gặp gốc ngập mặn Nhiều loài chim đến rừng ngập mặn theo mùa để kiềm ăn trú ẩn hình thành đàn lớn Hàng loạt tôm, cá trải qua giai đoạn ấu trùng rừng ngập mặn khơi trưởng thành Một số động vật cua lại sống chủ yếu rừng ngập mặn biển sinh sản Tầm quan trọng Cơng dụng lồi thực vật đa dạng Tỷ lệ loài sử dụng so với tổng số loài lớn Đã từ lâu loài thực vật cung cấp nhu cầu cấp thiết 50 hàng ngày gỗ xây dựng, lợp nhà, thực phẩm, chất đốt, thức ăn gia súc, Ở Việt Nam, số 51 loài thực vật thống kê số lồi giá trị, cịn xếp vào nhóm chủ yếu sau: - 30 loài cho gỗ, than, củi - 14 loài cho tanin - 24 loài làm phân xanh - 21 loài dùng làm thuốc - loài chủ thả cánh kiến đỏ - 21 lồi cho mật ni ong - loài cho nhựa để sản xuất nước giải khát, đường, cồn Ngồi cịn có số lồi sử dụng cho công nghiệp làm nút chai, cốt mũ, cho sợi Cũng cịn số cơng dụng chưa ý làm giấy, ván ép, Lợi ích rừng ngập mặn mang lại không sản phẩm trực tiếp khai thác mà bao gồm nhiều tác dụng gián tiếp Một rừng ngập mặn hình thành, mùn bã phận khác rụng xuống vi sinh vật phân hủy nguồn thức ăn quan trọng cho nhiều động vật nước Mặt khác, rừng với hệ thống rễ chằng chịt giữ phù sa, tạo mơi trường sống thích hợp cho nhiều lồi động vật đáy Rừng ngập mặn đóng vai trị quan trọng chu trình dinh dưỡng, nguồn cung cấp chất hữu để tăng suất vùng ven biển, nơi sinh đẻ, nuôi dưỡng nơi sống lâu dài cho nhiều lồi hải sản có giá trị tơm, cá, cua, sò, Nhiều kết nghiên cứu cho thấy việc đánh bắt thủy sản cho suất cao chủ yếu vùng nước sông, ven bờ, cửa sơng có rừng ngập mặn Có thể giải thích: vùng nơi tập trung chất dinh dưỡng sông mang từ nội địa nước triều mang từ biển vào Điều đáng quan tâm giống tôm, cua, cá rừng ngập mặn phong phú So sánh thành phần lồi cá tơm vùng có rừng ngập mặn vào mùa vụ năm, thấy lượng ấu trùng chúng cao hẳn vùng đất, cát biển vùng có cỏ biển Từ rút nhận xét rừng ngập mặn nơi ni dưỡng cho ấu trùng tơm, cua số lồi sị, cá khác Do kênh rạch rừng ngập mặn nơi cung cấp nguồn giống chủ yếu cho nghề nuôi hải sản Rừng ngập mặn có tác động đến điều hồ khí hậu vùng Các quần xã rừng ngập mặn tác nhân làm cho khí hậu dịu mát hơn, giảm nhiệt độ tối đa biên độ nhiệt Trên giới có nhiều ví dụ điển hình việc rừng ngập mặn kéo theo thay đổi vi khí hậu khu vực Sau thảm thực vật khơng cịn cường độ bốc nước tăng làm cho độ mặn nước đất tăng theo Có nơi, sau rừng ngập mặn bị phá hủy, tốc độ gió khu vực tăng lên đột ngột, gây tượng sa mạc hoá tượng cát di chuyển vùi lấp kênh rạch đồng ruộng Tốc độ gió tăng lên gây sóng lớn làm vỡ đê đập, xói lở bờ biển Mất rừng ngập mặn ảnh hưởng đến lượng mưa tiểu khu vực Sự phát triển rừng ngập mặn mở rộng diện tích đất bồi hai q trình luôn kèm nhau, trừ số trường hợp đặc biệt Nhìn chung, bãi bồi có điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu phù hợp, có nguồn giống bảo vệ có rừng ngập mặn Các dải rừng ngập mặn thấy đất bùn mềm, đất sét pha cát, cát 51 vỉa san hô Ở vùng đất bồi có độ mặn cao thường phân bố thực vật tiên phong thuộc chi mắm, bần ổi Hiện trạng rừng ngập mặn Trên giới có khoảng 16.670.000 rừng ngập mặn với 100 loài cây, Châu Á nhiệt đới Châu Úc 8.487.000 Châu Phi nhiệt đới 3.402.000 Hai nước có diện tích rừng ngập mặn lớn Indonesia Brasil Ở nước Đông Nam Á Malaysia, Philippines, Thái Lan, Việt Nam rừng ngập mặn phát triển nơi có nhiều điều kiện thuận lợi nhiệt độ cao, biến động, lượng mưa dồi dào, bãi lầy rộng, giàu chất bùn phù sa Hiện nay, dân số gia tăng nhanh, nước phát triển, rừng ngập mặn bị khai thác mức để dùng sinh hoạt hay mục đích kinh tế khác, mà diện tích rừng ngập mặn giới bị thu hẹp dần Rừng ngập mặn tự nhiên lại số quốc gia Một số nước thành lập vườn Quốc gia, Khu bảo tồn tài nguyên thiên nhiên, Khu bảo vệ loài động thực vật, nơi nghiên cứu, học tập, du lịch rừng ngập mặn Việt Nam với bờ biển dài 3.200 km với nhiều cửa sông giàu phù sa, nên rừng ngập mặn sinh trưởng tốt, đặc biệt bán đảo Cà Mau Trong thời gian qua, với phát triển vùng ven bờ, diện tích rừng ngập mặn nước bị giảm sút nghiêm trọng, hoạt động chuyển đổi rừng ngập mặn sang sản xuất nông nghiệp nuôi tôm hầu hết tỉnh ven biển ảnh hưởng nhiều Nếu năm 1943, rừng ngập mặn Việt Nam che phủ đến 400.000 ha, năm 1982 khoảng 252.000 năm 2002 cịn lại 155.000 Bên cạnh nguyên nhân lớn bị Mỹ rải chất độc hoá học, việc khai hoang để sản xuất nông nghiệp phá rừng chuyển sang nuôi trồng thủy sản đóng góp khơng nhỏ vào xu hướng suy thối Hiện nay, diện tích rừng ngập mặn Việt Nam ước lượng khoảng 250.000 ha, châu thổ sơng Mekong chiếm tới 191.800 6.1.2.4 Hệ sinh thái thảm cỏ biển Phân bố cấu trúc Hệ sinh thái cỏ biển có số lượng lồi khơng nhiều chúng đóng vai trị quan trọng biển và đại dương Với chức quan trọng điều chỉnh môi trường thủy vực, bảo tồn nguồn gen, cung cấp nơi cho loài, cung cấp nguyên nhiên vật liệu, lượng thông tin nghiên cứu khoa học, du lịch Cỏ biển (Seagrass) nhóm thực vật có hoa sống nước vùng nhiệt đới ôn đới Chúng phát triển mạnh vùng nước nơng có khả thích nghi với mơi trường nước mặn, chịu sóng gió có khả thụ phấn nhờ nước Các thảm cỏ biển bao phủ số vùng rộng lớn dải ven bờ với nhiều chức lý – sinh học tạo nên hệ sinh thái đặc thù Hầu hết thảm cỏ biển xuất vùng nước trũng đến độ sâu km Cỏ biển đặc trưng hệ sinh thái vùng nhiệt đới, có suất ngang với rạn san hô Các thảm cỏ biển tập trung Ấn Độ – Tây Thái Bình Dương, vịnh Caribe vùng bờ Thái Bình Dương thuộc Trung Mỹ Vùng Đơng Á có khu hệ cỏ biển đa dạng giới trung tâm phát tán cỏ biển Chính vậy, chúng phong phú dải ven biển thuộc vùng 52 Sự tồn phát triển loài cỏ biển phụ thuộc chặt chẽ vào nhân tố môi trường mà quan trọng độ muối, nhiệt độ, độ đục, độ sâu hạt trầm tích Sự đa dạng lồi cỏ biển chịu ảnh hưởng nhân tố chỗ Số loài nhiều ghi nhận vùng có đáy bùn cát, che chắn phần tác động mạnh sóng gió Ngược lại, thành phần lồi nghèo vùng đối sóng với đáy cứng khơng ổn định nơi hồn toàn bị che chắn với đáy bùn Như khái niệm hệ sinh thái cỏ biển, thực vật có hoa thành phần quan trọng hệ Chúng bao gồm 58 lồi mơ tả đại dương giới; thuộc vào 12 giống, họ Tuy nhiên, thảm cỏ biển lồi quần xã nhiều lồi, tối đa 12 lồi Từng thảm cỏ biển có tính phân đới từ vùng triều thấp đến vùng triều Mỗi đới có lồi ưu tổ hợp loài kim theo mối quan hệ với dạng sinh trưởng Cấu trúc quần hợp cỏ biển thay đổi theo mùa Tuy nhiên, biến thiên khác loài Tùy theo khả thích nghi với biến động điều kiện mơi trường Sinh vật bám (Periphyton) thành phần quan trọng thảm cỏ biển Thuộc nhóm sinh vật nhỏ tảo, vi khuẩn, nấm, động vật mùn bã vơ hữu Chúng đóng góp phần đáng kể cho dòng carbon tổng số thảm cỏ biển trở nên có ý nghĩa sinh thái vùng ven bờ nhiệt đới Các nghiên cứu Đông Nam Á rong đỏ (Phodophytes) chiếm ưu quần hợp sống bám Tính ưu thấp thuộc rong lục (Chlorophytes) rong nâu (Phaeophytes) vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Tuy vậy, ưu thay đổi phụ thuộc vào điều kiện chỗ Tảo lam xanh (Blue – green algae) thường gặp thảm cỏ biển nước lợ, cịn nhóm khác nhiều vùng biển mở Số lượng loài cá thảm cỏ biển nhiều lần so với đáy biển bùn, xác sinh vật cát Động vật đáy lớn thường gặp thảm cỏ biển gồm tôm, hải sâm, cầu gai, cua, điệp, vẹm ốc Một số chúng đạt số lượng mật độ cao Trong đó, rong biển lớn tương đối phát triển cỏ biển làm thay đổi trầm tích đáy chiếm lĩnh thành cơng Tuy vậy, số lồi rong xuất theo mùa vụ trở nên phong phú Mặt khác, giai đoạn non, nhiều rong bám cỏ biển bám đáy trưởng thành Một số sinh vật quý bò sát thú biển ghi nhận có mối quan hệ với thảm cỏ biển Trong lồi bị sát, rùa xanh Chelonia mydas, rùa Lepidochelys olivacea, Vích Caretta caretta, rùa lưng dẹt Chelonia depressa loài rắn Acrochirdus granulatus thường xuất thảm cỏ dày Thái ran, Malaysia, Indonesia Philippines Đồi mồi ăn cỏ biển, dù khơng phải thức ăn Phân bố bị biển Dugong dugong trùng hợp với vùng có cỏ biển Cỏ biển thức ăn lồi thú quý nhiều huyền thoại Chu trình dinh dưỡng Vai trò sinh thái thảm cỏ biển định tốc độ thành tạo hữu nhanh chóng cỏ biển Tính theo đơn vị diện tích, giá trị cao suất thực vật phù du Các thảm cỏ biển có mật độ động vật vi khuẩn cao độ đa dạng lồi lớn so với thuỷ vực khơng có thực vật lân cận Điều có nhờ suất sinh học cao chúng Vào thời kỳ cao điểm gió mùa cỏ biển phơi vào mùa hè, chúng bứt khỏi Một số bị dòng chảy đem xa, số cịn lại chìm xuống đáy bị phân hủy Sinh vật ăn mùn bã, xé thành mảnh nhỏ 53 sau tiêu thụ vi khuẩn nấm Nhiều động vật không xương sống ăn cỏ biển thối rữa Đến lượt chúng trở thành thức ăn cho bậc dinh dưỡng cao cá cua Do vậy, thảm cỏ biển kiểm sốt tính phức tạp quần cư, tính đa dạng lồi độ phong phú động vật không xương sống liên quan hình thành cấu trúc quần xã Điều cần ý sinh vật ăn tạp (omivorous) phong phú quần xã sinh vật thảm cỏ biển Nhóm gồm nhiều nhóm giáp xác mười chân, ốc số da gai Một lồi ăn cỏ biển rong thối rữa, mùn bã nhỏ đáy động vật cịn sống hay chết Thậm chí số cua bơi lớn ăn thân mềm, giáp xác, giun nhiều tơ phần đáng kể mô thực vật thối rữa tảo sợi Quá trình thối rữa đặc trưng thảm cỏ biển Nhờ mà phận cỏ biển chết giải phóng chất hữu Các hợp phần carbon cấu trúc lại bị vi sinh vật (vi khuẩn nấm) công vật liệu phân hủy chứa nhiều vi khuẩn nấm trở thành thức ăn tiêu hoá động vật đáy Hầu hết động vật đa bào tiêu hoá vi khuẩn mô chết thối rữa thải cho trình phân hủy tiếp tục Sự phá vỡ mùn bã thành mảnh nhỏ làm tăng bề mặt tiếp xúc tăng cường hoạt động vi sinh vật Quá trình liên quan đến biến đổi theo mùa quần xã sinh vật Các động vật ăn mùn bã ăn lọc tăng lên vào mùa cỏ biển thối rữa Ngược lại động vật di chuyển ăn thực vật lại tăng vào mùa phát triển cỏ biển giảm vào thời kỳ thối rữa Hàm lượng oxy thay đổi Hàm lượng thường giảm vào mùa hè (mùa thối rữa), với số lượng lớn vi sinh vật, mùa thuận lợi cho phát triển ấu trùng sinh vật đáy ăn lọc mùa đẻ nhiều lồi Chức Nhờ cố định lượng mặt trời có hiệu sản lượng sinh khối cao, cỏ biển có khả tăng cường trì độ phì nhiêu thủy vực Điều cịn bổ sung trình trao đổi vật chất hữu có hiệu diễn đáy Một chức quan trọng khác thảm cỏ biển cầu nối đường di cư sinh vật quần cư ương giống cho biển Các thảm cỏ biển thường phát triển vùng trung gian rừng ngập mặn rạn san hô vùng đệm hai hệ sinh thái khác Vì vậy, chúng trở thành điểm dừng chân nhiều loài cá, động vật khơng xương sống, thú bị sát Bằng việc cung cấp nơi ẩn náu thông qua tán hình thái, kích thước khác bóng khí nguồn dinh dưỡng giàu có, thảm cỏ biển trở thành bãi ương giống chất lượng cao nhiều sinh vật Nguồn giống sau nuôi dưỡng phát tán đến hệ xung quanh biển khơi Thảm cỏ biển dày với hệ rễ neo chặt vào đáy có tác dụng làm giảm lượng sóng, dịng chảy nhờ chúng có khả chống xói lở, bảo vệ đường bờ Ở vùng chịu nhiều bão tố, cỏ biển có vai trị lưu giữ trầm tích nhờ hệ thống thân, rễ ngầm nhờ tạo nên vùng đệm chống sóng gió Mặt khác, thảm cỏ biển máy có hiệu cao việc hấp thụ chất dinh dưỡng, chất thải từ đất liền có vai trị bẫy trầm tích làm giảm độ đục nước Hiện nay, thảm cỏ biển cung cấp cho loài người sản phẩm trực tiếp vật liệu di truyền, thực phẩm; vật liệu thô cho công nghiệp lượng Ở nước Philippines, Indonesia, loài rong sống thảm cỏ biển Caulerpa, Gracilaria, Coclidiela khai thác làm thực phẩm, chế biến chất dùng cơng nghiệp phân bón cho nơng nghiệp Nhiều lồi sinh vật đáy sống thường xuyên trải qua giai đoạn ấu trùng thảm cỏ biển coi có giá trị thương mại cao Thành phần chúng đa dạng gồm tôm, hải sâm, cầu gai, cua, vẹm ốc 54 Tầm quan trọng thảm cỏ biển nghề cá thường đánh giá mối quan hệ chặt chẽ với rạn san hơ Mặt khác, số lồi cá khai thác thảm cỏ biển mà sản lượng cao thuộc họ bống dìa, Ngồi ra, thảm cỏ biển cịn coi môi trường thuận lợi cho nuôi trồng biển Du lịch biển lấy thảm cỏ biển làm nơi giải trí, câu cá Ở nước ta, cỏ biển thường phát triển vùng triều ven biển, ven đảo, vùng cửa sông, rừng ngập mặn, đầm phá Số liệu thống kê chưa đầy đủ, diện tích phân bố thảm cỏ biển biết khoảng 10.000 Các loài cỏ biển phát triển quanh năm, tốt vào mùa xuân đầu hè, phát triển vào mùa mưa bão Chúng phân bố từ vùng triều đến độ sâu – 15 m, chí 28 m (Đảo Bạch Long Vĩ) Chúng thích nghi với độ muối từ đến 34 ‰, chất đáy bùn bột nhỏ, bùn cát, cát san hơ, cát thơ sỏi Hình 12 Thảm cỏ biển Ở số vùng ven biển đảo (Long Châu, Bạch Long, quần đảo Trường Sa, Côn Đảo, Phú Quốc, Phú Quý) xác định 14 loài cỏ biển cỏ nàn (Halophila beccarii), cỏ Xoan đơn (H decipiens), cỏ xoan (H ovalis), cỏ Xoan nhỏ (H minor), cỏ vích (Thalassia hemprichii), cỏ dừa (Enhalus acoroides), hẹ tròn (Halodule pinifolia), hẹ ba (H uninervis), năn biển (Syringodium isoetifolium), kiệu tròn (Cymodocea rotundata), kiệu cưa (C serrulata), cỏ đốt tre (Thalassodendron ciliatum), cỏ lươn nhật (Zostera japonica) cỏ kim (Ruppia martirima) Hệ sinh thái cỏ biển hệ sinh thái biển quan trọng (Cỏ biển, san hô, rừng ngập mặn), chúng đứng trước nguy tổn thương suy thoái Sự suy thoái hệ sinh thái cỏ biển thể khía cạnh lồi, diện tích phân bố, nhiễm, thối hóa mơi trường sống, giảm đa dạng sinh học nguồn lợi kinh tế loài quý kim theo Hệ sinh thái thảm cỏ biển hệ sinh thái nhạy cảm dễ bị tổn thương môi trường sống thay đổi Theo thống kê chung nước diện tích bãi cỏ biển Việt Nam bị giảm 40 – 60 % Trước năm 1995, cỏ biển Việt Nam chiếm diện tích 10.770 Năm 2003, diện tích 4.000 ha, nghĩa 60 % Diện tích phân bố thảm cỏ biển Khánh Hòa giảm 30 % so với năm trước đây, nghĩa từ 1.235 năm 1997, xuống 795 năm 2002, bình quân năm khoảng 80 Đặc biệt, nhiều nơi bị hẳn Đồng Rui, Tuần Châu (Quảng Ninh), Gia Luận, Sỏi Cỏ (Hải Phòng) gần hẳn Đầm Hà, Hà Cối (Quảng Ninh) Sự suy giảm thảm cỏ biển nước ta 55 có nguy gia tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái biển: suy giảm chất lượng mơi trường nước trầm tích, cân dinh dưỡng, sinh thái đa dạng sinh học, giảm trữ lượng cá nguồn trứng cá, cá hệ sinh thái này, giảm nguồn cung cấp nguyên liệu cho cơng nghiệp nơng nghiệp, diện tích sa bồi vùng cửa sơng gây ảnh hưởng tới q trình bồi tụ mở rộng quỹ đất 6.2 HỆ SINH THÁI NƯỚC NGỌT NỘI ĐỊA 6.2.1 Các hệ sinh thái dòng chảy 6.2.1.1 Các điều kiện sống dòng chảy Các yếu tố có ý nghĩa đến đời sống sinh vật mực nước (chế độ lũ, chế độ nước kiệt), tốc độ dòng chảy, độ nước, chế độ muối dinh dưỡng đặc tính đáy Mực nước dao động mực nước Mực nước sơng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu vùng, trước hết thay đổi nguồn nước bề mặt chế độ nước ngầm Nước mặt khởi nguồn cho hệ dòng chảy biến đổi theo mùa Mặt bàn khối nước ngầm thường nằm tương ứng với địa hình, thấp dần từ nơi cao xuống nới thấp, cân với mực nước biển vùng ven biển Mực nước sông chênh lệch lớn mùa lũ mùa kiệt Mực nước hệ thống sông biến động theo chu kỳ nhiều năm: năm nước lớn năm nước cạn Tốc độ dòng chảy Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào độ dốc dịng sơng lượng nước chứa sơng mùa khác Tốc độ dịng chảy chậm dần từ thượng lưu hạ lưu, từ dịng đến bờ sơng, nơi có độ dốc thay đổi Nước chảy sát đáy chậm nước bề mặt Ở nơi có hố, vực sâu…khi nước chảy thường hình thành xốy, nước ln bị xáo trộn mạnh Nhiệt độ nước độ nước Nhiệt độ nước sông phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ nước cấp cho sông, phụ thuộc vào khí hậu vùng mà dịng nước chảy qua Độ nước sơng phụ thuộc vào hàm lượng chất nước Độ nước sông thay đổi theo mùa Các muối hòa tan Trong nước sơng, muối carbonate có ý nghĩa quan trọng ion khác sunfate, nitrate, clorur, phosphate… Nước sông chia làm nhóm chính: nước carbonate (CO32-), nước sunfate (SO42), nước chloride (Cl-) Ở phần lớn sơng, nước thuộc nhóm 1; nhóm gặp, cịn nhóm thường xuất sơng ven biển có chế độ thủy triều mạnh Chế độ khí hịa tan Chế độ khí dịng chảy nói chung thuận lợi cho đời sống sinh vật Lượng oxy giảm từ thượng nguồn đến hạ lưu Ở sông phủ băng, giàu chất hữu cơ, mùa Đông oxy thường giảm xuống thấp, gây chết hàng loạt loại sinh vật Sông nhiễm bẩn nặng xuất hậu tương tự 56 6.2.1.2 Sự phân bố quần xã sinh vật Những quần xã sinh vật sống dịng chảy, nơi nước ln vận động có nhiều nét đặc trưng: - Thành phần lồi đa dạng đa dạng sinh cảnh Sinh vật hệ thống sơng bao gồm nhiều nhóm lồi địa loài di nhập từ nơi khác đến (từ nước đứng nội địa từ biển) - Những nhóm phát triển phong phú Plankton, Benthos, Nekton, Periphyton, Neuston Pleuston vắng mặt - Từ thượng nguồn đến cửa sơng, tính đa dạng thành phần loài, phát triển số lượng, sinh vật lượng quần xã tăng dần, đồng thời có thay nhóm ưa oxy nhóm ưa oxy hơn, nhóm có khả chống chịu tốc độ dòng chảy lớn loại thích nghi hơn, lồi ăn thịt loài ăn thực vật, mùn bã sinh vật nổi, loài đẻ trứng vùi loài đẻ trứng dính trứng Những thay đổi liên quan chặt chẽ đến thay đổi tốc độ dịng chảy - Theo chiều ngang sơng, thành phần lồi phát triển số lượng, sinh vật lượng giảm từ bờ dòng - Động vật đáy dịng chảy chung chia thành quần xã chính: • Quần xã ưa đáy cát • Quần xã ưa đáy đá • Quần xã ưa sống đất • Quần xã ưa sống thực vật 6.2.1.3 Sự tương tác quần xã môi trường dòng chảy Đặc trưng hệ sinh thái dòng chảy biến động thường xuyên điều kiện môi trường vật lý theo chiều dịng nước Sự hình thành tồn quần xã sinh vật điều kiện biến động khắc nghiệt q trình thích nghi lâu dài Mặc dù mang đặc tính chung, song chu trình sinh địa hóa diễn dịng chảy có nhiều nét khác biệt so với thủy vực nước tĩnh Những sinh vật xuất phần thượng lưu lại khơng tham gia vào chu trình sinh địa hóa nơi mà tiếp nhận nguồn vật chất mang từ nơi khác đến, chất dinh dưỡng từ nơi lại chuyển để cung cấp cho sinh vật nơi khác Cứ thế, vật chất sinh vật tham gia vào tuần hoàn theo phương thức dòng bán dẫn 6.2.2 Các hệ sinh thái hồ tự nhiên hồ chứa 6.2.2.1 Hệ sinh thái hồ tự nhiên Phân chia vùng hồ Cấu tạo hồ không đồng nhiêu mặt: phần đáy khối nước, nước tầng mặt vùng nước sâu, vùng bờ vùng khơi….Do khác đó, người ta chia hồ thành phần khác với khác điều kiện sống, phân bố phát triển quần xã sinh vật - Phần đáy hồ: Đáy hồ chia thành vùng sau: 57 • Vùng ven bờ: vùng nơng, có thực vật lớn nước phát triển, mọc nhô lên mặt nước hay mặt nước • Vùng đáy dốc: vùng tiếp sau Vùng nước tương đối sâu, thực vật lớn nước kéo dài tới giới hạn phân bố cuối thực vật lớn nước hồ • Vùng đáy sâu: nước sâu, khơng có thực vật lớn nước - Phần nước nổi: • Vùng nước ven hồ có giới hạn ngồi ứng với mặt phẳng từ giới hạn vùng ven hồ lên mặt nước • Vùng nước khơi nằm vùng nước ven hồ Theo chiều thẳng đứng, khối nước gồm tầng: tầng mặt, tầng tầng sâu, tương ứng với biến đổi của cường độ chiếu sáng, nhiệt độ hoàn lưu khối nước theo chiều thẳng đứng Các quần xã hồ Phytoplankton (thực vật nổi) Phytoplankton với nhiều đại diện tảo Lục (Chlorophyta), tảo Lam (Cyanophyta), tảo Vàng ánh (Chrysophyta), tảo Silic (Bacillariophyta), tảo mắt (Euglenophyta)….song tùy thuộc vào vùng vĩ độ đặc điểm môi trường hồ mà cấu trúc thành phần lồi có thay đổi Nói chung, hồ vùng nhiệt đới xích đạo, nhóm Cyanophyta phát triển phong phú, đó, nhiều loài thường xuyên gây tượng nở hoa với mật độ cao Ở vùng vĩ độ thấp, Phytoplankton thường tạo nên nhiều đỉnh cao phát triển hay gọi phát triển đa chu kỳ, phát triển theo kiểu đơn chu kỳ gắn liền với chế độ mưa mùa Ở hồ Ôn đới, dự xáo trộn khối nước xảy lần năm nên Phytoplankton có đỉnh cao phát triển số lượng, vào cuối Xuân vào mùa Thu Zooplankton (động vật nổi) Zooplankton nhóm ăn Phytoplankton, cặn vẩn vi khuẩn, đồng thời tạo nguồn thức ăn động vật cho nhóm động vật ăn thịt Zooplankton gồm nhóm chính, khác dạng sống liên quan với giai đoạn phát triển khác tầng nước (i) Nhóm Holoplankton: lồi đời sống tầng nước (ii) Nhóm Meroplankton: lồi giai đoạn đầu đời sống tầng nước, sau biến thái chúng trở dạng trưởng thành, sống nơi mà cha mẹ chúng sống Trong hồ vùng vĩ độ thấp nói chung, nhóm Meroplankton đa dạng thành phần lồi đơng số lượng, đặc biệt ấu trùng côn trùng Zooplankton hồ chủ yếu Rotatoria, Cladocera, Copepoda…cùng với ấu trùng động vật đáy, trứng cá, cá con… Zooplankton phân bố tập trung tầng nước gần mặt, nơi có nguồn thức ăn giàu có độ chiếu sáng vừa phải Sự phát triển sinh khối hay sản lượng Zooplankton phụ thuộc chủ yếu vào nguồn thức ăn Phytoplankton, điều kiện môi trường vô sinh hữu sinh khác 58 Neuston Pleuston (sinh vật màng nước) Neuston (sinh vật màng nước) Pleuston (sinh vật sống trơi) nhóm động vật sống màng nước nhờ sức căng bề mặt nước Thành phần loài sinh vật màng nước hồ giàu so với loại thủy vực nội địa khác Những loại sống mặt nước gọi Epineuston, cịn sống bám màng nước Hyponeuston Có bọn sống thường xuyên màng nước, có bọn sống tạm thời giai đoạn ấu trùng, sau biến thái chúng chuyển dạng sống trưởng thành tầng nước hay chuyển xuống đáy cha mẹ chúng Pleuston bọn sống nước khí Động vật thuộc nhóm nước nghèo, ngược lại thực vật có đời sống Pleuston lại giàu Benthos (sinh vật đáy) Sinh vật đáy bao gồm: Bacteriobenthos (vi sinh vật đáy), Phytobenthos (thực vật đáy) Zoobenthos (động vật đáy) Sinh vật đáy đa dạng thành phần loài giàu số lượng vùng nước ven bờ Thành phần loài số lượng chúng giảm dần xuống sâu Phytobenthos hồ nhiệt đới xích đạo phát triển, phân bố từ mặt xuống đáy sâu Bacteriobenthos giàu bùn, đáy bị nhiễm bẩn Zoobenthos, tương tự thực vật đáy, đa dạng loài giàu số lượng nơi nước nông nghèo đáy hồ Sự phân bố động vật đáy tùy thuộc vào cấu trúc đáy hệ thực vật Periphyton (sinh vật bám quanh rễ nước) Nhóm lồi có khả phát triển giá thể đá, đặc biệt đông đúc thân, thực vật đáy, nơi nước vận động Chúng gồm lồi tảo, động vật nguyên sinh, giáp xác, ấu trùng côn trùng, côn trùng trưởng thành, thân mềm, giun… Nekton (động vật tự bơi) Động vật tự bơi hồ chủ yếu cá nước Họ cá chép (Cyprinidae) nhóm thống trị hồ thuộc vĩ độ thấp, cịn họ cá Hồi (Salmonidae) nhóm ưu hồ thuộc vĩ độ cao Chúng phân chia vùng cư trú lồi sống nổi, sống đáy, sống khơi, sống ven bờ, loài ăn mồi, loài ăn đáy, loài ăn tạp, …Nhờ đa dạng sinh thái, động vật Nekton không chiếm lĩnh khơng gian mà cịn sử dụng nguồn thức ăn hồ hiệu Số lượng loài khu hệ cá hồ biến đổi, tùy thuộc vào vị trí địa lý, nguồn gốc thành tạo độ lớn hồ Động vật có xương sống khác gặp hồ ba ba, rắn, chim nước Những hồ lớn nơi sinh sống thú lớn Hà mã, cá sấu… 6.2.2.2 Hồ chứa Các đặc trưng hình thái cấu tạo hồ chứa Hồ chứa nước xuất sớm, trước hết nhằm tưới nước cho đồng ruộng, chạy máy phát điện, điều tiết dịng chảy nhằm kiểm sốt lũ lụt cải thiện điều kiện giao thông vùng trung thương lưu sông 59 Về tổng thể, hồ chứa, khối nước vận động chậm đó, hồ xem dạng thủy vực trung gian dòng chảy hồ tự nhiên Theo chiều dọc, tốc độ dòng chảy giảm dần từ thượng lưu đến chân đập, nói cách khác, phần thượng lưu hồ, tính chất dòng chảy thể rõ nét, hạ lưu, khối nước mang đặc trưng nước đầm hồ Hình dạng hồ kéo dài theo dạng dịng chảy, đường bờ khúc khuỷu, uốn lượn tạo cho hồ có dạng cành Nền đáy hồ thấp dần từ phía thượng nguồn xuống chân đập, lặp lại diện mạo thung lũng dịng sơng lưu vực xung quanh bị ngập nước Khối nước hồ chia thành phần: phần nước hữu ích phần nước chết Nước hồ chứa, phần hữu ích ln đổi mới, phụ thuộc vào nguồn nước lưu vực dòng chảy cấp cho hồ theo mùa nhu cầu sử dụng nước Quá trình hình thành phát triển quần xã sinh vật hồ chứa Thành phần số lượng sinh vật hồ chứa đứng vị trí trung gian sinh vật dịng chảy hồ tự nhiên Trong giai đoạn đầu ngập nước, thành phần động thực vật giới gần với động thực vật giới thủy vực ban đầu trước ngập nước; sau chúng biến đổi mang nét đặc trưng vùng địa lý thủy vực Quá trình hình thành khu hệ thủy sinh vật hồ chứa trải qua giai đoạn: Giai đoạn đầu hủy diệt khu hệ sinh vật dòng chảy nhóm thủy sinh vật khác thuộc hệ sinh thái tồn lòng hồ trước Giai đoạn xuất nhóm sinh vật hội, tồn tạm thời Giai đoạn 3, hồ bước vào trạng thái ổn định, tức sinh vật hồ chứa hoàn thành phân chia nơi nguồn dinh dưỡng; mối quan hệ số loài số lượng cá thể loài mối quan hệ sinh học khác loài xác lập giai đoạn này, thức hình thành sinh vật đáy với tập trung vỏ đáy hồ khu hệ đơn điệu Plankton gồm chủ yếu Bacteria, Cyanophyta, Bacillariophyta Chlorophyta, Rotatoria, Crustacea….Bacteria phong phú gấp nhiều lần so với sơng Benthos Periphyton nói chung hồ chứa phong phú hồ hình thành từ sơng đồng bằng, sau giảm độ đục đáy ao cao phần tử lắng đọng xuống đáy ngày nhiều Những hồ chứa nhỏ hệ số đổi nước cao, sinh vật đáy nghèo so với hồ lớn, đáy khối nước hồ ổn định Động vật Nekton gặp chủ yếu hồ cá 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Lai – Nguyễn Quốc Khang – Nguyễn Mộng Hùng – Lê Quang Long – Mai Đình Yên 1985 Cơ sở sinh lý sinh thái cá Nhà xuất Nông Nghiệp Cao Liêm – Phạm Văn Phê – Nguyễn Thị Lan 1998 Sinh Thái Học Nông Nghiệp Bảo Vệ Môi Trường Nhà xuất Nông Nghiệp Đặng Ngọc Thanh 1974 Thủy Sinh Học Đại Cương Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp MRC 2005 Phân bố sinh thái số loài cá quan trọng hạ lưu sông Mekong Nhà xuất Nông Nghiệp Nguyễn Văn Thường 2005 Bài giảng môn học Sinh Thái Thủy sinh Vật Khoa Thủy Sản – Trường Đại Học Cần Thơ Nikolski 1964 Sinh thái học cá Nhà xuất Đại học Viện Nghiên cứu & Phổ biến kiến thức bách khoa 2003 Sinh thái học hệ kinh tế - sinh thái Việt Nam Nhà xuất Nghệ An Vũ Trung Tạng 1994 Các Hệ Sinh Thái Cửa Sông Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Vũ Trung Tạng 2007 Cơ sở sinh thái học Nhà xuất giáo dục Vũ Trung Tạng 2007 Sinh thái Học Các Hệ sinh Thái Nhà xuất Giáo Dục Vũ Trung Tạng 2008 Sinh Thái Học Hệ Sinh Thái Nước Nhà xuất Giáo Dục 61 ... Nhóm thủy sinh vật tầng nước bao gồm: • Sinh vật (Plankton) • Sinh vật tự bơi (Nekton) • Sinh vật màng nước (Neuston) • Sinh vật sống trơi (Pleuston) - Thủy sinh vật đáy: theo vị trí nơi sinh vật. .. 25 3.5 Sinh trưởng phát triển thủy sinh vật 26 3.6 Sinh sản thủy sinh vật 28 3.7 Di cư thủy sinh vật 29 Chương Đời sống sinh vật quần thể, quần xã hệ sinh thái ... 1.2.3 Sinh thái học quần xã (Biocenology) hệ sinh thái (Ecosystem) Nghiên cứu mối quan hệ yếu tố sinh thái, tức sinh vật quần xã với môi trường hệ sinh thái 1.2.4 Sinh thái học thủy vực Sinh thái