III. Các hệ sinh vật thủy sinh
1. Quần xã sinh vật biển
Mơi trường biển là mơi trường rộng lớn và đồng nhất trên trái đất. Hệ sinh thái biển chiếm khoảng 3/4 diện tích trái đất, cũng như sinh vật vùng nước ngọt, sinh vật biển chịu tác động của độ sâu nơi nĩ sinh sống. Những vùng nơng đĩ là nơi đất và nước gặp nhau gọi là vùng triều (intertidal). Cạnh vùng triều là vùng ven bờ (neritic) hay là vùng thềm lục địa. Xa hơn vùng thềm lục địa là là vùng biển khơng đĩng băng gọi là vùng đại dương (oceanic) cĩ thể rất sâu và cịn gọi là vùng khơi (pelagic), nền đáy gọi là đáy biển (benthic). Ở hệ sinh thái nước ngọt chúng ta cĩ thể biết vùng gần bề mặt là vùng phản xạ hay vùng sáng và dưới đĩ là vùng tối khơng cĩ ánh sáng xuyên thấu. Thực vật nổi (phytoplankton), động vật nổi (zooplankton) và hầu hết các lồi cá xuất hiện ở vùng sáng. Ở vùng tối, năng suất sinh học của thực vật là con số khơng, chỉ cĩ một vài lồi động vật khơng xương và cá phát quang tồn tại.
Ở những nơi suối nước ngọt hay sơng hịa trộn với nước biển gọi là vùng cửa sơng (estuary), đĩ là dãi đất rộng của bãi bùn vùng triều hay đầm lầy nước mặn. Thực vật chính ở vùng cửa sơng vùng ơn đới kể cả liên bang Mỹ là cỏ
Aính 5: Sự phân bố của sao biển tím (Pisaster ochraceus) ở vùng triều trong cơng viên quốc gia Olympic.
Spartina ở đầm lầy, vùng nhiệt đới cĩ rừng ngập mặn ở bãi bùn. Hầu hết thực vật ở
đây khơng bị tiêu thụ khi chúng chết đi và rể vẫn ở trong bùn, nĩ được vi sinh vật phân hủy, những mảnh vụn của thực vật là thức ăn của giun, ốc, cua và một vài lồi cá. Sị, hầu, Balanus hay một số lồi ăn lọc khác cũng sống ở vùng triều, đây là vùng quan trọng như là nuơi dưỡng của tơm và cá. Bãi lầy nước mặn cũng giàu dinh dưỡng là nơi kiếm ăn của vịt, ngổng hay chim di cư hoặc chim biển.
Vùng triều là nơi cĩ sự xen kẻ giửa ngập nước và phơi bãi trong ngày theo chu kỳ của thủy triều. Sinh vật ở đây là nhĩm phụ thuộc vào sự biến động lớn của độ mặn và nhiệt độ trong ngày, nĩ cũng bị sĩng giĩ tác động đặc biệt là trong thời kỳ mưa bão. Ở vùng ơn đới cĩ thể chúng chịu đựng với sự đĩng băng vào mùa đơng hay rất nĩng vào mùa hè. Khi triều xuống nĩ cĩ thể là thức ăn của nhiều lồi động vật kể cả chim và thú. Khi triều lên thì địch hại của nĩ là cá ăn thịt. Cĩ sự phân chia theo chiều thẳng đứng, thể hiện rỏ ở vùng biển nền đáy đá, nĩ chia làm 3 vùng rỏ ràng. (1) vùng cao triều (upper littoral) là vùng chỉ ngập nước vào thời kỳ
triều cao nhất, (2) vùng trung triều (midlittoral) là vùng ngập nước khi triều lên trong lúc thủy triều bình thường và phơi bãi lúc triều xuống hàng ngày. Sinh vật ở đây giàu và cĩ nhiều loại tảo lam, cỏ biển, ốc, cua và cá nhỏ sống trong những hố nước và (3) vùng hạ triều (lower littoral) vùng này chỉ phơi bãi khi triều xuống thấp nhất, tính đa dạng sinh học ở đây rất lớn. Ở những bãi bùn hay bãi cát, vài lồi thực vật lớn cĩ thể mọc vì cát hay bùn gia tăng một cách ổn định theo triều, hệ sinh thái này cịn cĩ giun biển sống trong hang, cua và động vật chân đều.
Rạn san hơ tồn tại ven bờ của vùng nước ấm nhiệt đới, đây là một hệ sinh vật thấy rỏ và khác biệt. Dịng chảy, sĩng thường cung cấp thêm dưỡng chất và ánh sáng xâm nhập và nền đáy đại dương thích hợp cho quá trình quang hợp. Rạn
san hơ hình thành do sinh vật sống trong lớp vỏ bằng carbonat calcium, lớp vỏ này rất đa dạng, tạo nên giá thể cho san hơ khác hay tảo phát triển. Khu hệ này rất đa dạng về vinh sinh vật, động vật khơng xương và cá. Cĩ khoảng 30-40% lồi cá trên trái đất được phát hiện ở rạn san hơ (Ehlich, 1975). Lồi động vật ăn thực vật cĩ ốc, cầu gai và cá, những nhĩm này lại là thức ăn của mực tuột, sao biển và cá ăn thịt. Ở vùng khơi, nguồn dinh dưỡng thấp, tuy nhiên nguồn nước cũng cĩ thể giàu lên do nước trồi, nĩ mang nhiều chất khống từ đáy đại dương lên tầng mặt. Nước vùng khơi hầu như lạnh, chỉ ấm ở tầng nước mặt, đĩ là nơi thực vật nổi quang hợp và sinh sản, tính ra nĩ chiếm khoảng 1/2 hoạt động quang hợp trên trái đất. Nhiều nhà khoa học cho rằng nếu sức sản xuất của tảo tăng lên thì hiện tượng gia tăng CO2 do đốt cháy quặng mỏ giảm đi và hiệu ứng nhà kính sẽ chậm lại. Một nhân tố giới hạn cĩ lẽ thích hợp là chất sắt, nếu cho một lượng lớn sắt vào thái bình dương sẽ tăng sinh lượng tảo (Van Scoy và Coale, 1994).
Động vật nổi gồm cĩ giun, copepoda, giáp xác hình tơm, sứa và những ấu trùng của động vật khơng xương và cá ăn nổi. Hệ sinh vật cũng kể luơn nhĩm sinh vật bơi lội tự do gọi là nekton, nĩ cĩ thể lội ngược dịng để kiếm ăn. Tảo và
động vật nổi trơi theo dịng nước, nekton bao gồm mực, cá, rùa biển và động vật cĩ vú ăn phiêu sinh hay các loại khác. Chỉ cĩ một số ít lồi sống ở biển sâu, khi đĩ cá cĩ mắt to để cĩ thể nhìn vào khơng gian đen thẩm, một lồi khác cĩ cơ quan
Aính 6: Rạn san hơ ở biển đỏ (theo Rottman và Peter Arnold).
phát quang để kích thích con mồi. Một số động vật biển cĩ tập tính di cư theo mùa để kiếm ăn hay sinh sản.
Ngày nay cũng đã phát hiện được một số lồi sống ngồi khơi xa gần miệng núi lủa giữa đại dương (Ballard, 1977). Sinh vật sản sinh đầu tiên là giun khổng lồ, nĩ được cung cấp dinh dưỡng bởi sự cộng sinh của vi khuẩn, chúng cĩ thể tạo ATP bằng cách oxy hố lưu huỳnh và phân hủy CO2 thành hợp chất hữu cơ. Hessler, Lonsdale và Hawkins (1988) cho rằng những lồi phổ biến ở miệng núi lửa của Philippines là ốc cĩ lơng, chúng chứa vi khuẩn trong mang cĩ thể oxy hố lưu huỳnh tạo ra năng lượng, và Smith (1985) cho rằng mật độ cao của nhuyển thể Bathymodiolus thermophilus cĩ thể tìm thấy ở khe Galápagos, nước ở đây cĩ
nhiệt độ là 20oC, ấm hơn những vùng chung quanh.