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

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 2.2. Vai trò của hệ sinh thái biển đối với khí hậu. Hệ sinh thái biển đóng vai trò hết sức quan trọng đối với khí hậu của Trái Đất. Trong đó có thể kể đến 4 vai trò chính đó là: Hấp thụ carbon: Các loài thực vật biển như rong, tảo, và cây san hô hấp thụ carbon dioxide (CO2) từ khí quyển và biến đổi nó thành chất hữu cơ. Điều này giúp làm giảm lượng CO2 trong khí quyển, giúp làm dịu hiệu ứng nhà kính và giảm nguy cơ biến đổi khí hậu. Cung cấp oxy: Thực vật biển sản xuất một lượng lớn oxy thông qua quá trình hô hấp quang hợp. Oxy là một phần quan trọng của không khí và cần thiết cho sự sống của nhiều loài trên trái đất. Duy trì nhiệt độ: Biển có vai trò quan trọng trong việc điều hòa nhiệt độ toàn cầu. Chúng hấp thụ một lượng lớn nhiệt năng từ mặt trời và giữ nó trong nước, giúp duy trì nhiệt độ trái đất ổn định. Cân bằng hóa các chu trình hóa học: Hệ sinh thái biển cũng là nơi diễn ra nhiều quá trình sinh học và hóa học quan trọng, giúp cân bằng các chu trình hóa học trên trái đất, bao gồm cả chu trình carbon, nitrogen, phosphorus và chu trình nước. Điều này giúp duy trì sự ổn định của môi trường sinh học và cung cấp nguồn dinh dưỡng cho các hệ sinh thái khác. Thêm vào đó, hệ sinh thái biển đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc điều hòa khí hậu toàn cầu. Từ các ý trên ta rút ra được, biển lớn hấp thụ lượng lớn carbon dioxide từ khí quyển, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và ổn định nhiệt độ trái đất. Trong đó tảo biển, đặc biệt là các loại tảo vi khuẩn như phytoplankton, đóng vai trò như lá phổi của hành tinh, thông qua quá trình quang hợp chúng chuyển hóa CO2 thành oxy, cung cấp lượng lớn oxy cho không khí mà chúng ta hít thở. Ngoài ra, các dòng hải lưu cũng giúp phân phối nhiệt độ và điều chỉnh môi trường, làm mát các khu vực nhiệt đới và sưởi ấm các khu vực ôn đới và cực. Sự cân bằng này hỗ trợ đa dạng sinh học và đời sống con người, chứng tỏ vai trò không thể thiếu của hệ sinh thái biển trong việc duy trì hệ thống khí hậu trên trái đất. 2.3. Các ảnh hưởng của của biến đổi khí hậu lên hệ sinh thái biển 2.3.1. Thay đổi nhiệt độ Các yếu tố chủ chốt của biến đổi khí hậu đang tác động mạnh mẽ lên các vùng biển trên toàn thế giới, bao gồm việc tăng lượng carbon dioxide trong khí quyển, tăng nhiệt độ toàn cầu, và giảm lượng oxy trong nước. Đến nay, các đại dương đã hấp thụ tới 91% tổng lượng nhiệt phát sinh từ các khí nhà kính được thải vào khí quyển và khoảng 30% tổng lượng khí thải carbon. Sự gia tăng nhiệt độ và sự thay đổi trong thành phần hóa học của nước biển từ sự hấp thụ CO2 này có ảnh hưởng rất lớn tới các hệ sinh thái biển, từ các rạn san hô cho đến các vùng biển sâu. (IPCC, 2021; UNFCC 2021). Chính vì vậy hệ sinh thái biển chịu tác động lớn nhất khi nhiệt độ toàn cầu gia tăng do biến đổi khí hậu. Trong tháng 8 năm 2023 và tháng 1 năm 2024, nhiệt độ bề mặt biển đã đạt mức kỷ lục trung bình là 21,1°C, vượt xa những ghi nhận trước đây (ảnh 3). Nhiệt độ bề mặt biển đạt đỉnh sớm trong đầu năm 2024, không cần phải chờ đến tháng 3, thời điểm thường ghi nhận nhiệt độ cao nhất trong năm theo dữ liệu các năm trước. Dự kiến, nhiệt độ này sẽ tiếp tục phá vỡ các kỷ lục trong năm nay. Việc nước ấm hơn làm thay đổi quá trình trao đổi chất của sinh vật biển. Ví dụ nước ấm hơn có thể làm tăng nhu cầu oxy, do nhiệt độ cao 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 loài di động di chuyển và thay đổi phạm vi phân bố, dẫn đến những thay đổi trong lưới thức ăn và động lực hệ sinh thái, như đã thấy ở nhiều loài cá (EEA, 2022b). Sự thay đổi phạm vi phân bố của các loài sinh vật biển do biến đổi khí hậu có thể dẫn đến sự gia tăng cạnh tranh giữa các loài, thay đổi động lực trong chuỗi thức ăn biển với sự tương tác mới giữa các loài săn mồi và con mồi, ảnh hưởng tới sản xuất sinh khối và sự ổn định của hệ sinh thái cũng như nguồn cá trên các đại dương. Theo một nghiên cứu của Cơ quan Môi trường Châu Âu (EEA), sự gia tăng nhiệt độ đã ảnh hưởng đáng kể đến hành vi sinh sản của các loài cá. Các phân tích kéo dài 47 năm cho thấy sự gia tăng số lượng của các loài cá tại Đông Bắc Đại Tây Dương, đặc biệt là các loài ưa nhiệt, trong khi số lượng các loài ưa lạnh chỉ tăng ở mức độ thấp hơn. Một trong những tác động tiếp theo của sự tăng nhiệt độ do biến đổi khí hậu đối với hệ sinh thái biển là sự gia tăng các hiện tượng sóng nhiệt biển. Đây là những sự kiện cực đoan có khả năng gây ra tổn thương nghiêm trọng hoặc thậm chí là cái chết cho các loài bản địa, đặc biệt là khi chúng xảy ra vào mùa hè. Một sự kiện như vậy đã được ghi nhận ở Tây Địa Trung Hải trong năm 2003, khi đó các rạn san hô và các hệ sinh thái thực vật biển khác đã bị tổn hại nặng nề và rất khó để có thể phục hồi sau khi bị ảnh hưởng. 2.3.2. Giảm lượng oxy trong nước biển Biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu đã làm giảm khả năng hòa tan của oxy trong nước biển, ảnh hưởng đáng kể đến các hệ sinh thái biển. Khoảng 15% tổng lượng oxy bị mất trên toàn cầu hiện nay là do giảm khả năng hòa tan này, và hơn 50% của lượng oxy này bị mất ở độ sâu 1000 mét tính từ mặt nước biển, điều này cho thấy tầm quan trọng của việc theo dõi và nghiên cứu sự thay đổi này trong các vùng nước sâu. (S. Schmidtko và cộng sự, 2017). Mọi sinh vật hiếu khí, tức là những sinh vật cần lượng oxy cao để sinh tồn, đều đối mặt với giới hạn về mức độ hoặc thời gian chịu thiếu oxy mà chúng có thể chịu 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) Giảm lượng oxy trong môi trường biển có thể gây ra sự suy giảm khả năng sinh sản của các loài sinh vật biển bằng cách giảm sự phân bổ năng lượng cho quá trình sản xuất giao tử và ảnh hưởng đến quá trình tạo giao tử, chức năng thần kinh nội tiết và sản xuất hormone. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng và sức sống của các quần thể sinh vật, ảnh hưởng lớn tới ngành công nghiệp cá. Sự tiếp xúc với tình trạng thiếu oxy cũng có thể gây ra các biểu hiện sinh học ở các thế hệ sau này, ngay cả khi không có sự thiếu oxy trực tiếp. Những tiếp xúc ngắn hạn, lặp lại với lượng oxy thấp có thể làm thay đổi phản ứng 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 cá cần oxy sẽ có xu hướng chuyển dịch sự phân bố lên những nơi có độ sâu thấp hơn bởi vì thiếu hụt oxy, điều này sẽ dẫn đến việc tăng nguy cơ bị đánh bắt và ăn thịt bởi các loài săn mồi trên mặt biển. (L.A. Eby và cộng sự, 2002) 2.3.3. Axit hóa đại dương Hiệu ứng axit hóa đại dương là một vấn đề nghiêm trọng đối với môi trường biển và hệ sinh thái biển toàn cầu. Được gây ra chủ yếu bởi sự hấp thụ khí thải carbon dioxide từ hoạt động con người, axit hóa đại dương dẫn đến sự giảm đi đáng kể trong độ pH của nước biển. Khi độ pH giảm, nước biển trở nên axit hơn và dần mất tính bazơ. Hiệu ứng này ảnh hưởng đến sự hình thành của canxi cacbonat, gây ra sự giảm của các cấu trúc như san hô và vỏ của các loài sinh vật như ốc, sò, và tảo biển. Acid hóa đại dương cũng có thể gây ra sự thay đổi trong hành vi sinh học và chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến cả sự phát triển và sinh sản của các loài sinh vật biển. Đối với con người, hiệu ứng này có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với ngành công nghiệp cá, du lịch biển, và nguồn cung cấp thực phẩm biển. Để giải quyết vấn đề này, các biện pháp giảm khí thải carbon dioxide và bảo vệ hệ sinh thái biển cần được thực hiện một cách có hiệu quả và toàn diện. Lý do dẫn đến hiện tượng axit hóa đại dương, chủ yếu do lượng khí thải carbon dioxide, đã làm giảm lượng canxi cacbonat có sẵn cho sinh vật biển. Quá trình axit hóa đại dương đang diễn ra nhanh chóng, với độ pH giảm khoảng 30% kể từ thời kỳ tiền công nghiệp. (IPCC, 2023).

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

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

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS VÕ LÊ PHÚ

Sinh viên thực hiện: NINH NGUYỄN THANH TÙNGMSSV: 1814708

Thành phố Hồ Chí Minh – 2024

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

DANH MỤC ẢNH

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: Quá 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

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU.1.1 Lý do chọn đề tài.

Hệ sinh thái biển đóng vai trò vô cùng to lớn trong đa dạng sinh học, chỉ tính riêngvùng biển Việt Nam đã có khoảng 11.000 loài 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 trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng và điều hòa 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 không 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 loài,cũng như ảnh hưởng đến các quá 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 đoán 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.

1.2 Nhiệm vụ đề tài.

Mục tiêu chính của đề tài là tổng hợp các thông 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.

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG2.1 Tổng quan về hệ sinh thái biển.

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

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

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.

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

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

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

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

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

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.

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

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.

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.

Ảnh 1: Kim tự tháp sinh thái của các sinh vật biển Nguồn: Freepik

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

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

Hấp thụ carbon: Các loài thực vật biển như rong, tảo, và cây san hô hấp thụ carbon

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.

Cung cấp oxy: Thực vật biển sản xuất một lượng lớn oxy thông qua quá trình hô hấp

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

Duy trì nhiệt độ: Biển có vai trò quan trọng trong việc điều hòa nhiệt độ toàn cầu.

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

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

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

Ảnh 2: Hệ sinh thái biển đặc trưng Nguồn: Đại học Walkato

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

Thêm vào đó, hệ sinh thái biển đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc điều hòakhí hậu toàn 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 trò như lá phổi củahành tinh, thông qua quá trình quang hợp chúng chuyển hóa CO2 thành oxy, cung cấplượng lớn oxy cho không khí mà chúng ta hít thở Ngoài ra, các dòng 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 trò không thể thiếu của hệ sinh thái biển trong việc duy trì hệ thốngkhí hậu trên trái đất.

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

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 toàn cầu gia tăng do biến đổi khí hậu.

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 quá 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 loài 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 loài 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 loài 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

Ảnh 3: Nhiệt độ trung bình bề mặt nước biển Nguồn: NOAA

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 hô 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

2.3.2 Giảm lượng oxy trong nước biển

Biến đổi khí hậu và sự nóng lên toàn 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. (S Schmidtko

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

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)

Giảm lượng oxy trong môi 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 không 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)

2.3.3 Axit hóa đại dương

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 hô và vỏ của các loài sinh vật như ốc, sò, 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

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

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 toàn 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 Quá trình axit hóađại dương đang diễn ra nhanh chóng, với độ pH giảm khoảng 30% kể từ thời kỳ tiền côngnghiệp (IPCC, 2023).

Ảnh 6: Quá trình acid hóa đại dương do gia tăng nồng độ CO2 Nguồn: NOAA

Ở Bắc Đại Tây Dương, những tác động tiềm ẩn đối với san hô nước lạnh được cho làsẽ nghiêm trọng do quá trình axit hóa và mất đi bộ xương cacbonat (Fransner và cộng sự,2022) Khi quá 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.

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

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 vôi hóa Tuynhiên, việc tăng độ axit trong nước biển làm chậm quá trình phát triển của các cấu trúccanxi cacbonat và trong môi trường khắc nghiệt, có thể làm tan chúng nhanh chóng hơnso với tốc độ hình thành

Nhiều loài cá biển và động vật không xương sống có vòng 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 dòng 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 khôngthể 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 không sống