BÀI TẬP TIỂU LUẬN CÁ NHÂN MÔN HỌC BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỐI VỚI HỆ SINH THÁI BIỂN

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA </b>

<b>KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG</b>

<b>BÀI TẬP TIỂU LUẬN CÁ NHÂN MÔN HỌC: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU</b>

<b>ĐỀ TÀI: </b>

<b>ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỐI VỚI HỆ SINH THÁI BIỂN</b>

Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS VÕ LÊ PHÚ

Sinh viên thực hiện: NINH NGUYỄN THANH TÙNGMSSV: 1814708

<i>Thành phố Hồ Chí Minh – 2024</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG...5

2.1. Tổng quan về hệ sinh thái biển...5

2.2. Vai trò của hệ sinh thái biển đối với khí hậu...6

2.3. Các ảnh hưởng của của biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển...7

2.3.1. Thay đổi nhiệt độ...7

2.3.2. Giảm lượng oxy trong nước biển...9

2.3.3. Axit hóa đại dương...10

2.3.4. Mực nước biển dâng cao...12

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN...14

TÀI LIỆU THAM KHẢO...15

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>DANH MỤC ẢNH</b>

Ảnh 1: Kim tự tháp sinh thái của các sinh vật biển...5

Ảnh 2: Hệ sinh thái biển đặc trưng...6

Ảnh 3: Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển...7

Ảnh 4: Biểu đồ phân bố của động vật ưa ấm và động vật ưa mát dưới ở vùng biển Châu Âu qua các năm ……….. 8

Ảnh 5:Nồng độ oxy ở độ sâu 300m tính từ mực nước biển...9

Ảnh 6: Q trình acid hóa đại dương do gia tăng nồng độ CO2...10

Ảnh 7: Sự suy giảm pH nước biển qua các năm đo được ở trạm Aloha và thể giới...11

Ảnh 8: Dự báo mực nước biển dâng (SLR) đến năm 2300 dựa trên các kịch bản RCP2.6 Và RCP8.5...12

Ảnh 9: Sự thay đổi của hệ sinh thái ngập nước trước tình hình mực nước biển dâng...13

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU.</b>

<b>1.1 Lý do chọn đề tài.</b>

Hệ sinh thái biển đóng vai trị vô cùng to lớn trong đa dạng sinh học, chỉ tính riêngvùng biển Việt Nam đã có khoảng 11.000 lồi sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinhthái điển hình, thuộc 6 vùng đa dạng sinh học biển khác nhau (IUCN, 2022). Bên cạnhđó, hệ sinh thái biển là một phần quan trọng của hệ sinh thái toàn cầu. Nó cung cấp lượnglớn nguồn lực, đóng vai trị quan trọng trong chu trình dinh dưỡng và điều hịa khí hậu.Sự liên kết của hệ sinh thái biển đổi với đời sống con người là mật thiết vì nó liên quanđến cuộc sống hằng ngày, đặc biệt là các ngư dân kiếm sống và con người tiêu thụ cácloại thủy hải sản cũng như các sản phẩm, chế phẩm từ sinh vật biển nói chung.

Biến đổi khí hậu gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đối với hệ sinh thái biển, bao gồmtăng nhiệt độ biển, biến đổi pH và mức độ khí hậu khơng ổn định. Những thay đổi này cóthể dẫn đến sự suy giảm đáng kể trong đa dạng sinh học và sức kháng cự của các lồi,cũng như ảnh hưởng đến các q trình sinh học quan trọng như quá trình hấp thụ CO2của đại dương. Hiểu rõ hơn về cách biến đổi khí hậu tác động lên hệ sinh thái biển giúpchúng ta dự đốn và đối phó với những thách thức tương lai. Nghiên cứu này cũng cungcấp căn cứ khoa học cho việc phát triển các biện pháp quản lý và bảo vệ hệ sinh thái biển.Bằng cách nắm vững và hiểu rõ đề tài này, sẽ hiểu hơn về tầm quan trọng của việcbảo vệ hệ sinh thái biển và áp đặt biện pháp cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực củabiến đổi khí hậu.

<b>1.2 Nhiệm vụ đề tài.</b>

Mục tiêu chính của đề tài là tổng hợp các thơng tin, hệ thống lại các kiến thức, giảithích các khái niệm để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu lên hệ sinh tháibiển. Từ đó đưa ra các kết luận về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái biển.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>CHƯƠNG 2: NỘI DUNG</b>

<b>2.1. Tổng quan về hệ sinh thái biển.</b>

Đối với tổng quan về hệ sinh thái biển có 5 điểm cần lưu ý như sau:

<b>Đa dạng Sinh Học: Hệ sinh thái biển là một môi trường đa dạng với hàng triệu loài</b>

sinh vật, từ vi khuẩn và tảo nhỏ tới cá voi và cá voi lưng gù khổng lồ. Sự đa dạng này tạonên một mạng lưới phức tạp của các mối quan hệ sinh thái.

<b>Quá trình Sống và Sinh Sản: Hệ sinh thái biển bao gồm các loại môi trường khác</b>

nhau như rạn san hô, cát biển, bãi cỏ biển, và vùng nước sâu. Mỗi loại môi trường này cócác q trình sinh học riêng biệt như q trình hơ hấp, chuyển hóa dinh dưỡng và sinhsản.

<b>Quản lý Nguồn Lực: Hệ sinh thái biển cung cấp nhiều dịch vụ sinh thái quan trọng</b>

cho con người, bao gồm cung cấp thức ăn, điều hịa khí hậu, giảm thiểu sóng biển vàcung cấp nguồn lợi kinh tế như cá, tôm, và du lịch biển.

<b>Tác Động Của Con Người: Hoạt động của con người như khai thác cá, ô nhiễm, và</b>

biến đổi khí hậu đều có ảnh hưởng lớn đến hệ sinh thái biển. Các hoạt động này có thểgây ra sự suy giảm đáng kể trong đa dạng sinh học và gây ra các vấn đề môi trườngnghiêm trọng.

<b>Cần Thiết Bảo Vệ và Quản Lý: Bảo vệ và quản lý hệ sinh thái biển là rất quan trọng</b>

để đảm bảo sự tồn tại của các loài sinh vật và sự cân bằng của môi trường biển. Các biệnpháp bảo vệ cần phải dựa trên kiến thức khoa học vững chắc và sự hợp tác quốc tế.

Hơn nữa có thể nói hệ sinh thái biển là hệ sinh thái dưới nước lớn nhất trên Trái Đấtvà nó tồn tại trong những vùng nước có nồng độ muối cao. Đặc trưng của hệ sinh tháibiển là sự tương tác chặt chẽ giữa các sinh vật sống dưới biển và môi trường sống xungquanh chúng (Ảnh 1). Giống như các hệ sinh thái khác, hệ sinh thái biển bao gồm cácthành phần sinh học như thực vật, động vật, cùng các yếu tố phi sinh học như ánh sáng,nhiệt độ và các đặc điểm môi trường khác. Trong hệ sinh thái biển, các sinh vật đượcphân thành các mức dinh dưỡng khác nhau. Mức độ tự dưỡng gồm các sinh vật sản xuấtchính, và mức độ dị dưỡng bao gồm các sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hệ sinh thái biển có thể được phân loại theo độ sâu nước và các đặc tính của khu vựcbờ biển (Ảnh 2). Trong đó, các vùng đại dương mở là những khu vực rộng lớn của đạidương, nơi cá voi, cá mập, và cá ngừ tìm kiếm thức ăn và sinh sống. Các vùng đáy đạidương là nơi chứa các lớp trầm tích và là nơi cư trú của nhiều loại động vật không xươngsống. Vùng gian triều, hay còn gọi là vùng bãi triều, là khu vực nằm giữa điểm triều caonhất và triều thấp nhất, thường xuyên phải chịu sự thay đổi của mực nước biển. Các khuvực ven biển (neritic) có thể gồm các bãi bồi, đồng cỏ biển, rừng ngập mặn, khu vực đábãi triều, đầm lầy muối, rạn san hô, và đầm phá. Và cuối cùng, các vùng biển sâu baogồm các miệng phun thủy nhiệt đại dương, nơi có sự sống phong phú nhưng kém khámphá của các loài sinh vật biển sâu.

<i>Ảnh 1: Kim tự tháp sinh thái của các sinh vật biển. Nguồn: Freepik</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>2.2. Vai trò của hệ sinh thái biển đối với khí hậu.</b>

Hệ sinh thái biển đóng vai trị hết sức quan trọng đối với khí hậu của Trái Đất. Trongđó có thể kể đến 4 vai trị chính đó là:

<b>Hấp thụ carbon: Các lồi thực vật biển như rong, tảo, và cây san hô hấp thụ carbon</b>

dioxide (CO2) từ khí quyển và biến đổi nó thành chất hữu cơ. Điều này giúp làm giảmlượng CO2 trong khí quyển, giúp làm dịu hiệu ứng nhà kính và giảm nguy cơ biến đổi khíhậu.

<b>Cung cấp oxy: Thực vật biển sản xuất một lượng lớn oxy thơng qua q trình hô hấp</b>

quang hợp. Oxy là một phần quan trọng của khơng khí và cần thiết cho sự sống của nhiềulồi trên trái đất.

<b>Duy trì nhiệt độ: Biển có vai trị quan trọng trong việc điều hịa nhiệt độ tồn cầu.</b>

Chúng hấp thụ một lượng lớn nhiệt năng từ mặt trời và giữ nó trong nước, giúp duy trìnhiệt độ trái đất ổn định.

<b>Cân bằng hóa các chu trình hóa học: Hệ sinh thái biển cũng là nơi diễn ra nhiều</b>

quá trình sinh học và hóa học quan trọng, giúp cân bằng các chu trình hóa học trên tráiđất, bao gồm cả chu trình carbon, nitrogen, phosphorus và chu trình nước. Điều này giúp

<i>Ảnh 2: Hệ sinh thái biển đặc trưng Nguồn: Đại học Walkato</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

duy trì sự ổn định của mơi trường sinh học và cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các hệsinh thái khác.

Thêm vào đó, hệ sinh thái biển đóng vai trị cực kỳ quan trọng trong việc điều hịakhí hậu tồn cầu. Từ các ý trên ta rút ra được, biển lớn hấp thụ lượng lớn carbon dioxidetừ khí quyển, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và ổn định nhiệt độ trái đất. Trong đó tảobiển, đặc biệt là các loại tảo vi khuẩn như phytoplankton, đóng vai trị như lá phổi củahành tinh, thơng qua q trình quang hợp chúng chuyển hóa CO<small>2 thành oxy, cung cấp</small>lượng lớn oxy cho khơng khí mà chúng ta hít thở. Ngồi ra, các dịng hải lưu cũng giúpphân phối nhiệt độ và điều chỉnh môi trường, làm mát các khu vực nhiệt đới và sưởi ấmcác khu vực ôn đới và cực. Sự cân bằng này hỗ trợ đa dạng sinh học và đời sống conngười, chứng tỏ vai trị khơng thể thiếu của hệ sinh thái biển trong việc duy trì hệ thốngkhí hậu trên trái đất.

<b>2.3. Các ảnh hưởng của của biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển2.3.1. Thay đổi nhiệt độ</b>

Các yếu tố chủ chốt của biến đổi khí hậu đang tác động mạnh mẽ lên các vùng biểntrên toàn thế giới, bao gồm việc tăng lượng carbon dioxide trong khí quyển, tăng nhiệt độtoàn cầu, và giảm lượng oxy trong nước. Đến nay, các đại dương đã hấp thụ tới 91% tổnglượng nhiệt phát sinh từ các khí nhà kính được thải vào khí quyển và khoảng 30% tổnglượng khí thải carbon. Sự gia tăng nhiệt độ và sự thay đổi trong thành phần hóa học củanước biển từ sự hấp thụ CO2 này có ảnh hưởng rất lớn tới các hệ sinh thái biển, từ các rạnsan hô cho đến các vùng biển sâu. (IPCC, 2021; UNFCC 2021). Chính vì vậy hệ sinh tháibiển chịu tác động lớn nhất khi nhiệt độ tồn cầu gia tăng do biến đổi khí hậu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Trong tháng 8 năm 2023 và tháng 1 năm 2024, nhiệt độ bề mặt biển đã đạt mức kỷlục trung bình là 21,1°C, vượt xa những ghi nhận trước đây (ảnh 3). Nhiệt độ bề mặt biểnđạt đỉnh sớm trong đầu năm 2024, không cần phải chờ đến tháng 3, thời điểm thường ghinhận nhiệt độ cao nhất trong năm theo dữ liệu các năm trước. Dự kiến, nhiệt độ này sẽtiếp tục phá vỡ các kỷ lục trong năm nay. Việc nước ấm hơn làm thay đổi q trình traođổi chất của sinh vật biển. Ví dụ nước ấm hơn có thể làm tăng nhu cầu oxy, do nhiệt độcao làm giảm nồng độ oxy có trong nước.

Ảnh hưởng đầu tiên của việc nước biển ấm lến đó chính là nó có thể khiến các lồi diđộng di chuyển và thay đổi phạm vi phân bố, dẫn đến những thay đổi trong lưới thức ănvà động lực hệ sinh thái, như đã thấy ở nhiều loài cá (EEA, 2022b). Sự thay đổi phạm viphân bố của các lồi sinh vật biển do biến đổi khí hậu có thể dẫn đến sự gia tăng cạnhtranh giữa các loài, thay đổi động lực trong chuỗi thức ăn biển với sự tương tác mới giữacác loài săn mồi và con mồi, ảnh hưởng tới sản xuất sinh khối và sự ổn định của hệ sinhthái cũng như nguồn cá trên các đại dương. Theo một nghiên cứu của Cơ quan Môitrường Châu Âu (EEA), sự gia tăng nhiệt độ đã ảnh hưởng đáng kể đến hành vi sinh sảncủa các lồi cá. Các phân tích kéo dài 47 năm cho thấy sự gia tăng số lượng của các loàicá tại Đông Bắc Đại Tây Dương, đặc biệt là các loài ưa nhiệt, trong khi số lượng các loàiưa lạnh chỉ tăng ở mức độ thấp hơn.

<i>Ảnh 3: Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển. Nguồn: NOAA</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Một trong những tác động tiếp theo của sự tăng nhiệt độ do biến đổi khí hậu đối vớihệ sinh thái biển là sự gia tăng các hiện tượng sóng nhiệt biển. Đây là những sự kiện cựcđoan có khả năng gây ra tổn thương nghiêm trọng hoặc thậm chí là cái chết cho các loàibản địa, đặc biệt là khi chúng xảy ra vào mùa hè. Một sự kiện như vậy đã được ghi nhậnở Tây Địa Trung Hải trong năm 2003, khi đó các rạn san hơ và các hệ sinh thái thực vậtbiển khác đã bị tổn hại nặng nề và rất khó để có thể phục hồi sau khi bị ảnh hưởng.

<b>2.3.2. Giảm lượng oxy trong nước biển</b>

Biến đổi khí hậu và sự nóng lên tồn cầu đã làm giảm khả năng hòa tan của oxy trongnước biển, ảnh hưởng đáng kể đến các hệ sinh thái biển. Khoảng 15% tổng lượng oxy bịmất trên toàn cầu hiện nay là do giảm khả năng hòa tan này, và hơn 50% của lượng oxynày bị mất ở độ sâu 1000 mét tính từ mặt nước biển, điều này cho thấy tầm quan trọngcủa việc theo dõi và nghiên cứu sự thay đổi này trong các vùng nước sâu.<small> (</small>S. Schmidtko

<i>Ảnh 4: Biểu đồ phân bố của động vật ưa ấm và động vật ưa mát dưới ở vùng biển Châu Âu qua các năm. Nguồn: FAO</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

và cộng sự, 2017). Mọi sinh vật hiếu khí, tức là những sinh vật cần lượng oxy cao để sinhtồn, đều đối mặt với giới hạn về mức độ hoặc thời gian chịu thiếu oxy mà chúng có thểchịu đựng. Sự giảm oxy có thể ảnh hưởng đến khả năng sống sót và phát triển của chúng,cũng như gây ra các thay đổi trong hành vi sinh học của từng loài. (R. J. Diaz và cộng sự,2008)

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Giảm lượng oxy trong mơi trường biển có thể gây ra sự suy giảm khả năng sinh sảncủa các loài sinh vật biển bằng cách giảm sự phân bổ năng lượng cho quá trình sản xuấtgiao tử và ảnh hưởng đến quá trình tạo giao tử, chức năng thần kinh nội tiết và sản xuấthormone. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng và sức sống của các quần thể sinhvật, ảnh hưởng lớn tới ngành công nghiệp cá. Sự tiếp xúc với tình trạng thiếu oxy cũng cóthể gây ra các biểu hiện sinh học ở các thế hệ sau này, ngay cả khi khơng có sự thiếu oxytrực tiếp. Những tiếp xúc ngắn hạn, lặp lại với lượng oxy thấp có thể làm thay đổi phảnứng miễn dịch, làm tăng nguy cơ bị bệnh và giảm sự phát triển của sinh vật.

Việc giảm nồng độ oxy trong nước biển còn gây mất cân bằng sinh thái. Các loài cácần oxy sẽ có xu hướng chuyển dịch sự phân bố lên những nơi có độ sâu thấp hơn bởi vìthiếu hụt oxy, điều này sẽ dẫn đến việc tăng nguy cơ bị đánh bắt và ăn thịt bởi các loàisăn mồi trên mặt biển. (L.A. Eby và cộng sự, 2002)

<b>2.3.3. Axit hóa đại dương</b>

Hiệu ứng axit hóa đại dương là một vấn đề nghiêm trọng đối với môi trường biển vàhệ sinh thái biển toàn cầu. Được gây ra chủ yếu bởi sự hấp thụ khí thải carbon dioxide từhoạt động con người, axit hóa đại dương dẫn đến sự giảm đi đáng kể trong độ pH củanước biển. Khi độ pH giảm, nước biển trở nên axit hơn và dần mất tính bazơ. Hiệu ứngnày ảnh hưởng đến sự hình thành của canxi cacbonat, gây ra sự giảm của các cấu trúcnhư san hơ và vỏ của các lồi sinh vật như ốc, sị, và tảo biển. Acid hóa đại dương cũngcó thể gây ra sự thay đổi trong hành vi sinh học và chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến cả sựphát triển và sinh sản của các loài sinh vật biển. Đối với con người, hiệu ứng này có thể

<i>Ảnh 5:Nồng độ oxy ở độ sâu 300m tính từ mực nước biển. Nguồn: World ocean atlas 2009 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với ngành công nghiệp cá, du lịch biển, và nguồn cungcấp thực phẩm biển. Để giải quyết vấn đề này, các biện pháp giảm khí thải carbondioxide và bảo vệ hệ sinh thái biển cần được thực hiện một cách có hiệu quả và tồn diện.Lý do dẫn đến hiện tượng axit hóa đại dương, chủ yếu do lượng khí thải carbondioxide, đã làm giảm lượng canxi cacbonat có sẵn cho sinh vật biển. Q trình axit hóađại dương đang diễn ra nhanh chóng, với độ pH giảm khoảng 30% kể từ thời kỳ tiền côngnghiệp. (IPCC, 2023).

<i>Ảnh 6: Quá trình acid hóa đại dương do gia tăng nồng độ CO<small>2</small>. Nguồn: NOAA</i>

Ở Bắc Đại Tây Dương, những tác động tiềm ẩn đối với san hô nước lạnh được cho làsẽ nghiêm trọng do q trình axit hóa và mất đi bộ xương cacbonat (Fransner và cộng sự,2022). Khi q trình axit hóa đại dương bắt đầu tác động đến các sinh vật, tác động củanó sẽ lan rộng khắp mạng lưới thức ăn - ảnh hưởng đến các dịch vụ hệ sinh thái như nghềcá.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i>Ảnh 7: Sự suy giảm pH nước biển qua các năm đo được ở trạm Aloha và thể giới.</i>

Nhiều loài thực vật và động vật biển tạo ra vỏ và bộ xương từ hai chất hóa học chínhtrong nước biển: canxi và cacbonat. Bằng cách kết hợp hai chất này, các sinh vật biển tạora các cấu trúc cứng và bền từ khoáng chất canxi cacbonat. Các loài sinh vật sử dụngcanxi cacbonat để xây dựng và bảo vệ chúng, và chúng được gọi là sinh vật vơi hóa. Tuynhiên, việc tăng độ axit trong nước biển làm chậm quá trình phát triển của các cấu trúccanxi cacbonat và trong mơi trường khắc nghiệt, có thể làm tan chúng nhanh chóng hơnso với tốc độ hình thành.

Nhiều lồi cá biển và động vật khơng xương sống có vịng đời phức tạp. Chúng bắtđầu cuộc sống như ấu trùng, trải qua giai đoạn phát triển và phân tán đến các khu vực xaxôi thông qua các dịng hải lưu. Do kích thước nhỏ và cấu trúc yếu đuối, ấu trùng dễ bịtổn thương khi môi trường biển trở nên axit hóa. Ví dụ, nhím biển và ấu trùng hàu khơngthể phát triển bình thường khi độ axit tăng lên. Trong trường hợp khác, ấu trùng cá mấtkhả năng đánh hơi và lẩn tránh kẻ săn mồi. Sự dễ tổn thương của ấu trùng này có thể dẫnđến việc mặc dù sinh sản được thực hiện, nhưng con cái của chúng có thể khơng sống

</div>