Hệ sinh thái là tập hợp của các quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà nó tồn tại, ở đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để phát triển ổn định theo thời gian thông qua hoạt động của các chu trình sinh địa hóa và sự biến đổi năng lượng [41] [43]. Hệ sinh thái ven biển đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định, cân bằng lãnh thổ, có tiềm năng sử dụng để phát triển vùng ven biển.
Do tác động tổng hợp và đa dạng của nhiều nhân tố thành tạo (địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu, thủy văn và động lực biển...) khu vực vịnh Vân Phong có sự đa dạng cả về các HST trên cạn và các HST dưới nước. Các HST trên cạn đặc trưng cho vùng bán khô hạn duyên hải Nam Trung Bộ phân bố trên các đảo ven bờ, bán đảo Hòn Gốm và dải đất liền ven bờ phía Tây. Các HST thủy vực với những HST vùng triều, vùng dưới triều của một vịnh ven bờ như: HST rừng ngập mặn, HST rạn san hô, HST thảm cỏ biển và HST vùng dưới triều... Các HST này đang được khai thác sử dụng vào mục đích phát triển kinh tế như: dịch vụ cảng biển, du lịch, đồng muối, đầm nuôi tôm, đất đô thị, dịch vụ.
Sự đa dạng hệ sinh thái và các mô tả sơ bộ về các HST điển hình và có nguy cơ chịu tác động của dầu tràn như sau:
A. Hệ sinh thái rừng thưa và thảm cây bụi trên núi thấp
Hệ sinh thái rừng thưa và thảm cây bụi trên núi thấp phát triển trên giá thể đá phong hóa. Phân bố chủ yếu trên các dãy núi ven bờ phía Tây và các dãy núi trên các đảo nổi trong vịnh. HST rừng thưa ở dải đất liền ven bờ phía Tây đa phần phân bố ở độ cao trên 100 m so với mực nước biển. Trên bán đảo Hòn Gốm, Hòn Lớn và các đảo nhỏ trong vịnh, HST này phân bố ở vùng trên triều. Trong đó, đa phần diện tích Hòn Lớn được che phủ bởi các thảm cây bụi và rừng thưa, từ mép đảo lên tận đỉnh núi cao nhất trên đảo với độ cao 400 m so với mực nước biển.
Hệ động, thực vật hoang dã của HST rừng trên núi còn thiếu thông tin. Thành phần khu hệ động vật đã xác định được có một số loài chim, loài động vật gặm
nhấm, bò sát, ếch nhái với số lượng cá thể ít. Thảm thực vật tự nhiên có dạng sống chủ yếu là cây bụi và ít có giá trị kinh tế.
Nhìn chung, HST rừng thưa và thảm cây bụi trên núi thấp còn giữ được nhiều nét hoang sơ nguyên thủy nhất so với các HST còn lại ở khu vực vịnh Vân Phong. Các tác động của con người gần như không đáng kể, ngoại trừ một số tác động nhỏ như hoạt động kiếm củi đun của cộng đồng địa phương.
Hình 3.6HST rừng thưa và thảm cây bụi trên núi thấp
B. Hệ sinh thái cồn cát và dải cát ven bờ
Các cồn cát ven bờ ở khu vực vịnh Vân Phong hình thành có nguồn gốc tương tác gió biển, có thành phần chủ yếu là cát, các chất hữu cơ có hàm lượng thấp, nghèo dinh dưỡng. Cồn cát được đặt tên theo màu của cát, ở dải ven biển Miền Trung có 4 thế hệ như sau: Cồn cát đỏ (loại cổ nhất và ổn định nhất) - cồn cát vàng nghệ - cồn cát trắng - cồn cát vàng xám (loại trẻ nhất). Khu vực vịnh Vân Phong có hệ cồn cát trắng và cồn cát vàng xám, phân bố cùng các dải cát ven bờ trên bán đảo Hòn Gốm.
Thảm thực vật có các loài cỏ và cây bụi như: Rau muống biển, Gõ biển, Cỏ Sam, Cỏ May hay Xương rồng, Dứa gai mọc thành bụi trên cát thích nghi với điều kiện bán khô hạn, một số loài có khả năng chịu mặn. Ngoài ra, còn có các loại cây trồng như: cây Tràm, Dừa, Phi lao... Hệ động vật chỉ có một số loài gặm nhấm, bò sát ếch nhái và chim với số lượng ít. Nhìn chung, hệ động thực vật tự nhiên ở các HST này có mức độ đa dạng thấp, nghèo về thành phần loài và số lượng cá thể.
Hệ sinh thái cồn cát và dải cát ven bờ rất dễ bị tổn thương do hoạt động của con người cũng như sự thay đổi của chế độ động lực biển và khí hậu. Hiện tại, các
cồn cát trên bán đảo Hòn Gốm đang được khai thác, sử dụng vào mục đích phát triển kinh tế như: phát triển cảng biển, xây dựng khu du lịch, nghỉ dưỡng, bãi tắm và trồng trọt. Một số sinh cảnh thứ sinh điển hình được hình thành trên hệ cồn cát và các dải cát ven bờ như: Trảng cây bụi thứ sinh, trảng cỏ thứ sinh, các khu dân cư ven biển.
Hình 3.7HST trên cồn cát và dải cát ven bờ ở bán đảo Hòn Gốm
C. Hệ sinh thái quần cư ven biển
Ven bờ phía Tây vịnh là nơi cư trú và sinh sống của cộng đồng nhiều dân tộc: Kinh, Hoa, Tày, Kaklay, Mường, Chàm và cả người di cư từ Indônêxia sang với các hoạt động kinh tế truyền thống như nông nghiệp, khai thác và nuôi trồng thủy sản, làm muối, khai thác lâm thổ sản khác. Một số vị trí ven bờ và vùng nước liền kề của vịnh Vân Phong đã có một số hoạt động công nghiệp, cảng biển, dịch vụ du lịch, dịch vụ hậu cần và thương mại ngành dầu khí.
Hệ sinh thái quần cư ven biển có thảm thực vật chủ yếu là các loại cây trồng như: Phi lao, Bạch đàn, Điều, Dừa, Xoài và Đỗ, Lạc, Lúa nước. Hệ thực vật nghèo về cả thành phần loài và sinh khối, giá trị kinh tế thấp, các thảm cây trồng phân tán có mức độ che phủ thấp, tuỳ thuộc vào các cụm dân cư. Các loại động vật nuôi phổ biến là lợn, gà, vịt và các loài thủy sản nuôi trồng ven biển. Trong khu dân cư có một số nhóm động vật thường gặp như: chim, nhông cát, thằn lằn, rắn nước, ếch, nhái, cóc nhà, ngóe và chuột.
Diện tích một số loại cây trồng và phân bố của thảm thực vật ở các HST quần cư ven biển vịnh Vân Phong như sau:
Phi Lao (Casuarina equisetifolia) trồng ở các dải cát ven bờ để chống cát bay, chiếm 20 - 30 % độ che ở các khu dân cư trên dải cát ven bờ Đầm Môn.
Bạch Đàn (Eucalyptus) trồng lấy bóng mát và lấy gỗ, chiếm 3 - 5 % độ che phủ ở các khu dân cư ven bờ phía Tây vịnh.
Dừa (Cocos nuciera) trồng ở quanh nhà, trong vườn và ven bờ biển, chiếm 60 - 70 % độ che phủ ở các khu dân cư trên đảo và ven bờ phía Tây vịnh.
D. Hệ sinh thái bãi cát ven bờ
Khu vực vịnh Vân Phong có 16 bãi cát ven bờ và trên các đảo, có điều kiện để phát triển du lịch. Trong đó nhiều bãi cát và doi cát ven bờ đang được khai thác làm bãi tắm phân bố ở khu vực: bán đảo Hòn Gốm, phía Đông mũi Hòn Khói. Các bãi tắm này đã được các tổ chức du lịch đánh giá là các bãi tắm đẹp và chất lượng nước khá tốt.
Các bãi cát này có đặc điểm chung là phân bố ở vùng triều và không phủ thực vật, bề mặt phủ trầm tích cát mịn. Ngoài ra, còn có các bãi cát thấp dưới mực nước biển trung bình phân bố rất phổ biến ở các khu vực Tuần Lễ, Tân Dân I, Hòn Khói, Mỹ Giang, nơi phân bố trầm tích bùn sét, pha cát. Các bãi cát hẹp phân bố ở khu vực ven biển Vạn Giã.
Các HST bãi cát ven bờ nghèo về thành phần loài thực vật, động vật, chỉ có một số các loài giáp xác và nhuyễn thể sống trong cát, các loài động vật, thực vật phù du, động vật tự du di chuyển theo thủy triều kiếm ăn, sinh sống.
Hình 3.9HST bãi cát ven bờ ở vịnh Vân Phong
E. Hệ sinh thái nuôi trồng thủy sản
Hệ sinh thái nuôi trồng thủy sản là HST nhân tạo điển hình với cấu trúc đơn giản, quần xã sinh vật với loài ưu thế do con người lựa chọn. Quần xã sinh vật đặc trưng trong hệ là các loài ngao, tôm sú, tôm hùm, ốc hương, trai ngọc, cua biển, các mú... Các đầm nuôi ven bờ có thể có quần xã thực vật ngập mặn, rong biển tồn tại trong hệ. Bên cạnh đó có các quần xã sinh vật nổi, sinh vật đáy.
Hình 3.10HST nuôi trồng thủy sản ở vịnh Vân Phong
Trong HST nuôi trồng thủy sản mối quan hệ dinh dưỡng không quá phức tạp, năng suất sơ cấp của hệ được tạo thành do thực vật nổi (phytoplankton) và mùn bã hữu cơ, thức ăn công nghiệp do con người bổ sung. Sinh vật tiêu thụ là động vật nổi (zooplankton), động vật đáy (zoobenthos)... đối tượng nuôi trồng có bậc dinh dưỡng cao nhất trong hệ. Đây là loại HST nhân tạo phục vụ mục đích khai thác và chịu sự tác động, điều khiển của con người, nó có tính ổn định thấp và kém đa dạng.
Hoạt động nuôi trồng thủy sản trong vịnh Vân Phong khá phát triển. Hiện tại các đối tượng nuôi trồng chủ yếu như: Tôm Sú (Penaeus monodon) trên 200 ha; Tôm Hùm (Panulirus spp.) có 500 lồng nuôi nhốt trên biển; Trai Ngọc (Pteria spp.) có khoảng 20 ha nuôi bè lồng ở vùng bãi san hô và Cá Mú (Epinephelus spp.).
F. Hệ sinh thái rạn san hô
Đây là một trong những HST đặc trưng của vùng biển ven bờ nhiệt đới, là một trong các HST có năng suất sinh học cao ở biển, chúng rất nhạy cảm với các tác động biến đổi môi trường và thường được xem như HST chỉ thị cho chất lượng môi trường nước ven biển.
Rạn san hô phân bố khá rộng, không đồng nhất và tập trung ở khu vực dọc ven bờ phía Nam vịnh như: Xuân Tự, Ninh Phước, Ninh Tịnh và quanh các đảo: Hòn Lớn, Hòn Điệp Sơn, Hòn Ông, Hòn Đen, đảo Mỹ Giang và các đảo nhỏ trong vịnh Bến Gỏi, dọc bán đảo Hòn Gốm (Khải Lương và lạch Cổ Cò), hoặc một số rạn độc lập như Rạn Trào, Rạn Mạn. Tổng diện tích phân bố khoảng 1.618 ha, trong đó: Vũng Ké (113 ha), Hòn Bịp (107 ha) và Xuân Tự (240 ha). Độ phủ của san hô sống trung bình 25,1 ± 3,4 %. Các khu vực có độ phủ cao là Lạch Cổ Cò, phía tây Rạn Trào, Hòn Đen, Bãi Tre, phía bắc đảo Mỹ Giang, các khu vực còn lại độ phủ nhỏ hơn 10 % [7] [52] [53].
Rạn có cấu trúc kéo dài từ bờ đảo ra xa 100 m (độ sâu khoảng 6 m) và phân bố trên 5 đới độ sâu với 3 nhóm sinh thái chủ yếu là rạn kín, rạn nửa kín và rạn hở, có đặc điểm như sau [52] [53]:
Nhóm rạn kín
Phân bố chủ yếu ở các đảo phía Tây vịnh (Hòn Cú Mèo, Hòn Vung, Hòn Đước, Hòn Thảo và Hòn Bịp), là các khu vực ít bị tác động thủy của sóng, gió và ít bị tác động từ đất liền. Rạn kín có cả 5 đới độ sâu như sau:
Đới I (rong biển bao quanh) độ che phủ chiếm từ 70 % đến 80 % bề mặt đáy. Trong các thảm rong có các tập đoàn san hô dạng khối (Porites) và cụm đơn độc dạng cành (Acropora) với độ che phủ san hô sống đạt 20 % diện tích đáy.
Đới II và đới III, độ che phủ 50 %, mật độ rong tăng.
Đới IV (vùng sườn dốc rạn có độ dốc đột ngột) san hô dạng cành và khối giảm, gia tăng các tập đoàn dạng tấm phẳng (Montipora).
Đới V (vùng ngoài rìa sườn dốc, đáy khá bằng phẳng được bao phủ bởi cát xen lẫn tàn tích động vật 2 mảnh vỏ) thỉnh thoảng xuất hiện các gò san hô đơn độc.
Nhóm rạn nửa kín
Phân bố chủ yếu dọc theo lạch Cửa Bé, vũng Đầm Môn, ít chịu tác động của sóng, nhưng vẫn lưu thông nước tốt với biển khơi thông qua cửa lạch. San hô dạng khối thường phân bố ở các rãnh sâu, trên bờ rãnh thường là san hô dạng cành. Các giống san hô ưu thế ở đới I là Porites, Acropora với độ che phủ khoảng 20 % bề mặt đáy. Đới II và đới III có mật độ san hô phong phú hơn, độ che phủ khoảng 30 %. Các nhóm chiếm ưu thế thuộc giống Acropora, ngoài ra còn gặp tập đoàn của các giống Porites trong đới. Đới IV và đới V có mật độ san hô giảm nhanh, theo độ sâu, san hô dạng cành được thay bằng dạng tấm hay dạng kết vỏ đơn độc ở các gò đá.
Nhóm rạn hở
Phân bố chủ yếu ở các mũi đảo hứng sóng (Hòn Đen, Hòn Tai, Mũi Khải Lương, mũi Đông Nam Hòn Nưa), rạn kéo dài từ bờ ra đảo khoảng 50 m, nhưng độ sâu đạt tới 15 - 18 m, đáy rạn dốc và bị phân cắt mạnh. Thành phần loài san hô
tương đối nghèo, chủ yếu là dạng tấm phẳng Acropora. Độ che phủ của san hô thấp hơn 50% bề mặt đáy.
Động vật đáy, cá biển sống ở rạn san hô rất phong phú và đa dạng, nhiều loài có ý nghĩa kinh tế được khai thác và sử dụng. Sinh vật lượng của sinh vật đáy ở rạn san hô đạt 25,87 g/m2 (tương ứng 53,97 cá thể/m2), trong đó nhóm nhuyễn thể có khối lượng cao nhất (12,44 g/m2) và nhóm giáp xác có số lượng cá thể cao nhất (29,38 cá thể/m2).
G. Hệ sinh thái rừng ngập mặn
Rừng ngập mặn là HST có tính ĐDSH và năng suất cao ở vùng nhiệt đới. Rừng ngập mặn phân bố ở vùng cửa sông và ven bờ vịnh tạo nên môi trường thuận lợi cho sự duy trì và phát triển nguồn lợi sinh vật không chỉ tại chỗ mà còn cho cả vực nước lân cận. Cây ngập mặn có cả cây gỗ, cây bụi và cây thân cỏ thuộc nhiều họ khác nhau nhưng có điểm giống nhau về mặt sinh thái, sinh lý thích nghi với môi trường lầy, mặn, thiếu ôxy.
Trong vịnh Vân Phong, rừng ngập mặn và các dải cây ngập mặn phân bố ở các dải bãi bồi ven bờ có trầm tích bùn cát nơi có một số nguồn nước ngọt sông suối nhỏ chảy ra dọc dải bờ biển phía Tây vịnh, thuộc huyện Vạn Ninh. Tuy hệ thống sông suối không đáng kể, nhưng nhờ có nguồn nước ngọt, các túi nước, chứa trong các đồi cát ổn định quanh năm cung cấp ra vịnh hình thành khu vực nước lợ sát ven bờ, là môi trường sống ưa thích của các loại cây như: Bần, Mắm, Đước phát triển.
Hiện nay, rừng ngập mặn chỉ còn là những dải cây ven bờ, chủ yếu là Bần và Mắm, Đước phân bố ở Tuần Lễ, Xuân Tự. Từ những năm 1997 trở lại đây, nhà nước có kế hoạch quản lý bảo vệ rừng ngập mặn, bảo vệ các cây Bần còn sót lại. Các cây cổ thụ đã được đánh số, khoanh nuôi, quản lý và phát động phong trào quần chúng bảo vệ và trồng rừng ngập mặn ở Tuần Lễ với những kết quả khả quan. Do đó diện tích rừng đã lên vài chục hecta, phân bố ở khu vực bờ phía Tây là: Tu Bông, Vạn Giã, Xuân Mỹ và Xuân Tự [20].
Rừng ngập mặn ở vịnh Vân Phong được hình thành bởi khoảng 20 loài cây ngập mặn nhưng chiếm ưu thế nhất là các cây Bần trắng (Sonneratia alba), cây Mắm (Avicennia spp.) và cây Đước Vòi (Rhizophora mucronata).
Các sinh vật sống trong HST rừng ngập mặn hình thành nên lưới thức ăn phức tạp, tạo nên nguồn lợi sinh vật giàu có ở vùng ven bờ vịnh Vân Phong. Các loài cây ngập mặn chiếm ưu thế là mắt xích khởi đầu của chuỗi thức ăn mùn bã hữu cơ của hệ. Thành phần các loài thân mềm, tôm, cua, cá con khá phong phú là nguồn thức ăn cho các loài cá lớn, chim nước. Hệ sinh thái rừng ngập mặn còn là bãi đẻ, nơi trú ngụ quan trọng ở giai đoạn còn non của nhiều loài sinh vật biển.
H. Hệ sinh thái thảm cỏ biển
Hệ sinh thái thảm cỏ biển ở vùng ven bờ vịnh Vân Phong được hình thành với sự ưu thế của 7 loài cỏ biển, thuộc họ Cymodocea và họ Hydrocharitacea là các loài: Cỏ Kiệu Tròn, Cỏ Kiệu Răng Cưa, Cỏ Hẹ, Cỏ Lá Dừa, Cỏ Xoan Nhỏ, Cỏ Xoan và Cỏ Vích (xem Bảng 5 - Phụ lục). Trong đó các thảm cỏ biển của hai loài Cỏ Lá Dừa và Cỏ Vích chiếm ưu thế nhất trong các thảm cỏ biển ở vịnh Vân Phong,