Bài giảng Hệ sinh thái thảm cỏ biển

Nội dung text: Bài giảng Hệ sinh thái thảm cỏ biển

1. HỆ SINH THÁI THẢM CỎ BIỂN
2. NHÓM THỰC HiỆN 1. Mai Xuân Khang 2. Trương Thị Hiền 3. Hồ Thị Thùy Trinh 4. Võ Ngọc Phú
3. THẢM CỎ BIỂN LÀ GÌ? Cỏ biển là thực vật bậc cao di cư xuống nước Cỏ biển (Sea Grass) là một nhóm thực vật sống ở vùng nước trong và lặng sóng ven bờ biển, đặc biệt ưa thích vùng nước ven chân đảo và trong các vũng vịnh. Thảm có biển là các loại thực vật biển có cấu trúc chính tương tự như các loại thực vật trên cạn. Chúng có lá hình oval hoặc hình đai, dài, mầu xanh, mọc thành từng đám như cỏ trên cạn và nở hoa nhỏ xíu.
4. Hệ sinh thái thảm cỏ biển Thảm cỏ biển cùng với rạn san hô và rừng ngập mặn tạo thành bộ 3 hệ sinh thái quan trọng bậc nhất vùng bờ. Thảm cỏ biển được mệnh danh là “rừng mưa nhiệt đới dưới biển” vì tính phức tạp về cấu trúc và tính đa dạng sinh học đi kèm, cũng như năng suất sinh học rất cao. 1 ha cỏ biển mỗi năm tạo ra 25 tấn lá, đủ cung cấp thức ăn cho 40.000 con cá, và 50 triệu động vật không xương sống nhỏ, là nơi sinh cư của rùa, dugong và heo biển.
5. Mặc dù sống chung với cỏ biển có khá nhiều loài rong tảo, nhưng cỏ biển là thực vật có mạch- một kiểu thực vật bậc cao. Chúng tiến hoá từ các nhóm cỏ trước đây sống trên cạn thuộc họ Poaceae, nhưng sau đó thích nghi đầy đủ các kỹ năng sống ngập hoàn toàn dưới nước. Quá trình di cư xuống nước của tổ tiên cỏ biển bắt đầu từ khoảng 100 triệu năm trước trong đại dương Thetis (Địa Trung Hải cổ ) thảm cỏ biển không phải là rong tảo biển! Tảo cũng mọc ở biển, nhưng cỏ biển khác tảo ở một vài điểm: - Cỏ biển nở hoa, kết quả và có hạt - tảo sinh sản bằng bào tử. - Cỏ biển có rễ, lá độc lập và thân ở dưới đất gọi là thân rễ như các loại cỏ trên cạn khác. - Không giống tảo, cỏ biển là các loại thực vật có hệ mạch - chúng có một hệ thống mạch
6. Hệ sinh thái thảm cỏ biển Điều kiện tồn tại và phát triển: cần chất dinh dưỡng và ánh sáng vì vậy chúng thường mọc ở vùng ven biển nhiệt đới và ôn đới tại vùng nước khá nông, sạch, độ chiếu sáng tốt và không có tác động sóng mạnh. Năng suất: là một trong những hệ sinh thái có năng suất cao nhất.Có đa dạng sinh học và sản lượng sinh khối lớn. Đây là nơi ngụ cư của nhiều loại cá, tôm, cua và nhiều loại hải sản khác.
7. 1.CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ Cứ 1m2 cỏ biển sử dụng năng lượng mặt trời quang hợp sản sinh ra 10 lít ôxy hòa tan/ngày cho nên đây là nơi thuận lợi cho sinh sản, ươm nuôi các giống hải sản và là những bãi hải sản quan trọng ven bờ Nếu bảo vệ tốt cỏ biển thì cứ 400m2 sẽ là nơi cung cấp khoảng 2000 tấn hải sản/năm. Tổng số loài cư trú trong cỏ biển thường cao hơn vùng biển bên ngoài 2-8 lần.
8. Vì được ví như rừng mưa nhiệt đới nên quá trình chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái thảm cỏ biển cũng giống như quá trình chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái rừng ở đất liền. Vì có đủ lá, rễ, hoa, quả và hạt, chúng vẫn bảo tồn nguyên vẹn khả năng quang hợp như tổ tiên xa xưa của chúng trên cạn, tức là tạo ra chất hữu cơ từ khí cacbonic và nước dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Có thể nói “thảm cỏ biển là lá phổi của đại dương”.
9. 2. XÍCH THỨC ĂN TRONG HỆ • Trong hệ sinh thái thảm cỏ biển, cỏ biển là sinh vật tự dưỡng, tự tổng hợp chất hữu cơ từ năng lượng mặt trời. • Là sinh vật sản xuất trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái thảm cỏ biển. (Các thảm cỏ biển là hệ sinh thái có năng suất sinh học cao, góp phần quan trọng trong việc cung cấp thức ăn và nguồn giống hải sản cho vùng biển, đặc biệt đối với rùa biển, thú biển và cá biển.) Theo các nghiên cứu, cỏ biển có thể hấp thụ cácbon điôxit tương đương với các cánh rừng nhiệt đới và cũng là một phần quan trọng trong chuỗi thức ăn ở đại dương.
10.  Thảm cỏ biển - môi trường lý tưởng ươm nuôi hải sản  Khoảng 75% diện tích cỏ biển làm thức ăn cho vi khuẩn, đó là một mắt xích trong chuỗi thức ăn ở đại dương, 25% khác là thức ăn trực tiếp của các loài động vật như cá nược, rùa xanh, cá, ốc sên và các loài giáp xác cũng như các loài chim như ngỗng và thiên nga. Các thảm cỏ biển là hệ sinh thái có năng suất sinh học cao, góp phần quan trọng trong việc cung cấp thức ăn và nguồn giống hải sản cho vùng biển, đặc biệt đối với rùa biển, thú biển và cá biển, đặc biệt là loài bò biển- loài thú biển quý hiếm đang có nguy cơ tuyệt chủng.
11. 3.CÁC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TIẾN HÓA. Cỏ biển là thực vật bậc cao di cư xuống nước Cỏ biển (Sea Grass) là một nhóm thực vật sống ở vùng nước trong và lặng sóng ven bờ biển, đặc biệt ưa thích vùng nước ven chân đảo và trong các vũng vịnh. Trên thế giới có khoảng 58 loài thuộc 12 chi.Việt Nam có 15 loài, được coi là có tính đa dạng cao nhất Đông Nam Á về số loài cỏ biển. Mặc dù, thường được tìm thấy ở những vùng nước nông, nhưng chúng có thể mọc ở độ sâu 32m và đã được tìm thấy ở vùng nước sạch có độ sâu 68m
12. Mặc dù một số loài nở hoa vào mùa đông hoặc đầu xuân, đại đa số cỏ biển sinh sôi nhờ phân nhánh. Các loài có hoa thì phải phụ thuộc vào dòng nước vận chuyển phấn hoa từ hoa đực sang hoa cái. Quả được vận chuyển xa cây cha mẹ một khoảng cách nhất định rồi hạt mới được tách ra. Vì cần ánh sáng để quang hợp nên cỏ biển thích vùng nước nông và trong ven bờ nhưng chúng có thể mọc được cả ở độ sâu đến 32m, thậm chí 68m nếu nước đủ trong.
13. Cỏ biển cần chất dinh dưỡng để mọc, thường thu được ở gần các rừng ngập mặn, và độ chiếu sáng tốt, điều này cũng có thể hiểu là nước sạch. Chúng không thể mọc dễ dàng ở những vùng bị khô nước do triều thấp. Vì thế, chúng phát triển mạnh ở những vùng nước nông ven biển, ở đây chúng được che chở khỏi những cơn gió khô, hoạt động của sóng biển và các dòng chảy mạnh có thể gây ra sự xáo trộn bùn đáy trong nước Thảm cỏ biển là các loại thực vật biển có cấu trúc chính tương tự như các loại thực vật trên cạn. Chúng nở hoa nhỏ xíu và có lá hình oval hoặc hình đai. Chúng tạo thành các bãi cỏ ở cửa sông và vùng nước nông có đáy cát hoặc bùn ven biển. Hầu hết có quan hệ họ hàng với các loại huệ và khác các loài rong tảo biển.
14. 4. CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA CÁC CHẤT Chu trình sinh địa hóa trong hệ sinh thái là sự trao đổi liên tục của các nguyên tố hóa học giữa môi trường với quần xã sinh vật . Chu trình carbon:  Có đủ lá, rễ, hoa, quả và hạt, chúng vẫn bảo tồn nguyên vẹn khả năng quang hợp như tổ tiên xa xưa của chúng trên cạn, tức là tạo ra chất hữu cơ từ khí cacbonic và nước dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Nhờ đó mà cỏ biển có khả năng bẫy giữ khí cacbonic góp phần làm giảm loại khí nhà kính gây biến đổi khí hậu nguy hiểm bậc nhất này. Mỗi mét vuông cỏ biển mỗi năm có thể bẫy giữ 1.000g cacbon, gấp từ 3 đến 5 lần khả năng quang hợp của các loài thực vật cạn sống gần biển.  cỏ biển có thể hấp thụ cácbon điôxit tương đương với các cánh rừng nhiệt đới . Góp phần tham gia vào chu trình carbon.
15. Chu trình nitơ: - + Cỏ biển hấp thụ nitơ dưới dạng NO3 và NH4 , mở đầu cho chu trình nitơ. Cỏ biển có bộ rễ rất phát triển, giúp chúng tiêu thụ lượng nitơ (đạm) mà các nhóm vi khuẩn kị khí sống trong đáy bùn đã chuyển hoá thành nitrat. Chu trình lưu huỳnh: Lưu huỳnh ở đất liền bị trôi ra biển, ở đây chúng được cỏ biển hấp thụ ở dạng (NH4)2SO4 để tổng hợp các liên kết và các axit amin có S như Xistrin, Xistein, Ruthionin. Cỏ biển là thức ăn của các loại động vật. Sau khi chết đi, xác thực vật, động vật trả S lại cho đất.Ở đó, S lại được chuyển hóa. Ngoài ra trong hệ sinh thái thảm cỏ biển còn tồn tại các chu trình vật chất khác như chu trình nước, chu trình photpho
16. 5. SỰ PHÂN HÓA TRONG KHÔNG GIAN, VÀ THEO THỜI GIAN Bước đầu các nhà khảo sát đã phát hiện ra 125 loài động vật đáy và 158 loài rong biển sống trong và dưới thảm cỏ biển. Cỏ biển có thể tạo ra cả một thảo nguyên dưới nước chỉ với một vài loài, tuy nhiên các thảm cỏ biển vùng nhiệt đới thường được tạo thành từ rất nhiều loài. Có khoảng 60 loài cỏ biển khác nhau mọc thành những cánh đồng lớn ở cả biển nhiệt đới và ôn đới. Các cánh đồng cỏ này là nhà của nhiều loàicá trong đó có cá ngựa, bò biển, lợn biển, cá nược, rùa xanh và cũng là môi trường sống của nhiều loài thực vật khác.
17. Chúng phát triển mạnh ở một số vùng nước nông gần bờ. 60 loài cỏ biển đa đạng mọc thành bãi lớn ở cả vùng biển nhiệt đới lẫn ôn đới.
18. 6. QUÁ TRÌNH TỰ ĐIỀU CHỈNH Sự cân bằng còn là kết quả của các quá trình điều chỉnh, được diễn đạt bằng ngôn ngữ phân tích hệ thống như chuỗi các "mối liên hệ ngược" trong phạm vi của dòng năng lượng, trong các xích thức ăn, các chu trình sinh địa hóa và tính đa dạng của cấu trúc. Một hệ thống mới trong quá trình phát triển sẽ đạt đến trạng thái cân bằng ổn định, phải sau một thời gian dài tiến hoá thích nghi, trong đó bao gồm sự phát triển tương hỗ của các thành phần cấu trúc.
19. Một hệ sinh thái cân bằng là một hệ trong đó 4 quá trình đầu tiên đạt được trạng thái cân bằng động tương đối với nhau. Sự cân bằng của tự nhiên, nghĩa là mối quan hệ của quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà quần xã đó tồn tại được xác lập và ít thay đổi từ năm này đến năm khác, chính là kết quả cân bằng của 4 chức năng nêu trên trong các hệ sinh thái lớn. Sự cân bằng còn là kết quả của các quá trình điều chỉnh, được diễn đạt bằng ngôn ngữ phân tích hệ thống như chuỗi các "mối liên hệ ngược" trong phạm vi của dòng năng lượng, trong các xích thức ăn, các chu trình sinh địa hóa và tính đa dạng của cấu trúc. Một hệ thống mới trong quá trình phát triển sẽ đạt đến trạng thái cân bằng ổn định, phải sau một thời gian dài tiến hoá thích nghi, trong đó bao gồm sự phát triển tương hỗ của các thành phần cấu trúc.
20. *VAI TRÒ CỦA HỆ SINH THÁI THẢM CỎ BIỂN Các thảm cỏ biển là nơi sinh sống, đẻ trứng và trú ẩn của nhiều loài sinh vật biển khác nhau như động vật đáy, cá biển, bò biển. Trong thảm cỏ biển có nhiều loài có giá trị kinh tế cao sinh sống như ngó đen, ngó đỏ, hến, cua, tôm, hải sâm do có sinh lượng lớn, năng suất sinh học cao, nên các loài cỏ biển tạo ra nguồn vật chất hữu cơ khá lớn cho môi trường biển ven bờ. Rễ của cỏ biển phát triển chằng chịt cắm sâu vào lớp đất bề mặt, làm giảm tốc độ dòng chảy, tạo điều kiện cho bùn cát lắng đọng, làm ổn định đáy, chóng xói mòn, là nơi ngụ cư của nhiều loại sinh vật biển, cung cấp oxy cho nước biển, tốc độ sinh sản sơ cấp của thảm có biển rất cao
21. Thảm cỏ biển cũng có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại của các loài cá sống trong các rạn san hô Về vật lý, các thảm cỏ dưới biển bảo vệ bờ biển khỏi sự xói mòn của sóng biển và thủy triều, về hóa học, nó đóng vai trò quan trọng trong chu trình cung cấp dinh dưỡng cho các loài sinh vật biển, về sinh học, nó là nơi cư trú cho các loài cá, các loài sinh vật biển có vỏ như sò, cua, tôm và các động vật quý hiếm như bò biển, lợn biển, rùa xanh , bảo vệ các rặng san hô biển và làm sạch nước ven biển. Các thảm có dưới biển thực sự là một trong các hệ sinh thái biển nông quan trọng nhất đối với con người.
22. Hệ sinh thái thảm cỏ biển Hệ sinh thái cỏ biển là một trong những hệ sinh thái nhạy cảm và rất dễ bị tổn thương khi môi trường sống thay đổi Nguyên nhân suy thoái: Do phú dưỡng nước biển, bùng nổ của tảo biển, tăng độ đục của nước làm giảm ánh sáng trong biển, các hoạt động phá hoại như nạo vét, khai thác bùn hoặc lấn biển, hoạt động đánh bắt quá mức.
23. * HIỆN TRẠNG CỦA THẢM CỎ BIỂN Mỗi năm toàn cầu mất gần 30% diện tích cỏ biển, với khoảng 110 km2 và tỷ lệ này đang gia tăng, đây là vấn đề hết sức nghiêm trọng. Theo báo cáo điều tra cơ bản về quản lý tài nguyên môi trường biển của Bộ Tài nguyên và Môi trường, Việt Nam hiện có 15 loài cỏ biển sống trong các thảm cỏ có tổng diện tích 5.583 ha. Các loài cỏ biển phát triển hầu như quanh năm, nhưng tốt nhất vào mùa xuân, đầu hè, phát triển kém vào mùa mưa bão. Chúng phân bố từ vùng triều đến độ sâu 3 -15m, thậm chí 28m. Tuy nhiên, cũng như trên thế giới, thảm cỏ biển Việt Nam đang bị suy giảm nghiêm trọng. Theo một số nghiên cứu, diện tích thảm cỏ biển Việt Nam đã bị suy giảm từ 40% tới 60%. Khánh Hòa vốn có các thảm cỏ biển rất phong phú kể cả về phương diện loài (9 loài/15 loài của cả nước), mật độ cỏ khá dày và diện tích phân bố khá rộng. Trong những năm gần đây, cỏ biển bị giảm sút nghiêm trọng. Các bãi cỏ rộng hàng trăm hecta ở vịnh Cam Ranh, vịnh Vân Phong với ưu thế của cỏ lá dừa đến nay đã bị thu hẹp chỉ còn 29-30%, có nơi chỉ còn 10%.
24. * GIẢI PHÁP PHỤC HỒI Các giải pháp bảo vệ cỏ biển là giảm lượng dinh dưỡng thải vào nước biển và mức ô nhiễm, xây dựng các khu bảo tồn biển và trồng lại cỏ biển Các tác giả ở Nhật Bản trình bày công nghệ mới tạo giống cỏ biển và gieo cấy xuống đáy biển để phục hồi thảm cỏ ở đó nhằm bảo toàn đa dạng di truyền các sinh vật biển. Kết quả nghiên cứu được chuyển giao rộng rãi trong cộng đồng và ứng dụng thành công tại Nhật Bản. Để phục hồi san hô và thảm cỏ biển, Viện nghiên cứu biển Nha Trang đã và đang áp dụng công nghệ tiên tiến trồng lại các loại thực vật này. Từ đó, nhiều loài sinh vật biển sống gần vùng san hô đã quay trở lại, nư ốc đụn, tôm, cầu gai, cá mú, huệ biển