Biến đổi khí hậu tác động lớn tới sinh vật biển nhiệt đới

Nhiệt độ trung bình lớp nước bề mặt biển và đại dương đã tăng lên gần 1°C so với thời kỳ trước cách mạng công nghiệp vào khoảng những năm 1880 và tốc độ ra tăng nhiệt độ trung bình trên lớp nước bề mặt biển và đại dương được dự báo sẽ tăng nhanh hơn trong thế kỷ 21. Vùng biển nhiệt đới, trong đó có Việt Nam, tập trung đa dạng sinh học cao nhất toàn cầu, chiếm tới 2/3 tổng số loài và hầu hết các loại san hô có trên trái đất, có mức độ giàu có về đa dạng sinh học vào bậc nhất. Nhưng hầu hết các sinh vật ở đây đều đang sống trong điều kiện nhiệt độ tiệm cận với điểm giới hạn sinh lý của chúng và chỉ cần một sự gia tăng nhỏ về nhiệt độ ở khu vực này cũng có thể ảnh hưởng đến sự tồn vong của chúng. Dưới đây là những tác động chính của hiện tượng ấm lên toàn cầu với sinh vật biển nhiệt đới.

Hiện tượng ấm lên toàn cầu và axit hóa đại đương đã được cho là nguyên nhân trực tiếp dẫn tới hiện tượng tẩy trắng san hô (coral bleaching) gây chết hàng loạt san hô khắp các vùng ven bờ trên thế giới. Hiện tượng tẩy trắng san hô xảy ra khi mật độ của loài tảo cộng sinh hoặc zooxanthellae (Symbiodinium spp.) sống trong các mô mềm của san hộ giảm dần do stress, để lộ ra bộ xương màu trắng của san hô. Trước cách mạng công nghiệp, hiện tượng tẩy trắng san hô chỉ diễn ra ở qui mô nhỏ, mang tính cục bộ có thể kéo dài vài km nhưng hiện nay, hiện tượng tẩy trắng san hô xảy ra khắp các vùng biển nhiệt đới và trên một diện rộng, có thể kéo dài hàng ngàn km.

Do đặc điểm sinh trưởng của các loài san hô diễn ra rất chậm. Nhiều loài san hô có thể dài ra một vài cm mỗi năm, do đó khả năng hồi phục của các rạn san hô rất chậm. Hơn 450 triệu người từ 109 quốc gia sống gần với các rạn san hô và có kinh tế phụ thuộc vào những giá trị do các rạn san hô mang lại. Hiện tượng tẩy trắng san hô sẽ không chỉ là một trong những thảm họa với đa dạng sinh học biển mà còn có thể ảnh hưởng trực tiếp với cuộc sống con người.

Trong hai thập kỷ qua, các nhà khoa học đã quan sát thấy hàng ngàn các sinh vật biển đang có quá trình dịch chuyển nơi sống lên các vĩ độ cao hơn. Ví dụ, loài giáp xác chân chèo Calanus finmarchicus có nguồn gốc Bắc Đại Tây Dương nhưng đang có xu thế dịch chuyển mạnh vùng phân bố lên vùng Bắc Cực với tốc độ khoảng 8.1 km trong một thập kỷ. Hiện tượng sóng nhiệt xảy ra ở vùng biển ôn đới Tây Úc năm 2012-2013 cũng làm thay đổi cấu trúc thành phần các loài cá nơi này với sự xuất hiện của nhiều loài cá nguồn gốc nhiệt đới (a tropicalization of fish communities). Như vậy, nếu hiện tượng di cư theo hướng hai cực của trái đất tiếp tục xảy ra, mức độ đa dạng sinh học và nguồn lợi sinh vật của các vùng biển nhiệt đới được dự đoán sẽ giảm đi. Nhiều nhà khoa học thậm chí còn cho rằng, các vùng biển và đại dương nhiệt đới có thể trở thành những sa mạc dưới nước. Những tín hiệu quan sát được từ các vùng ôn đới và hàn đới là rõ ràng nhưng các thông tin về xu thế dịch chuyển vùng phân bố các sinh vật biển ở nhiệt đới, đặc biệt là Việt Nam, gần như không có. Nếu không có các nghiên cứu để có thể xây dựng được bản đồ phân bố và dự báo xu thế di cư của các loài vùng biển nhiệt đới, các phương án quản lý, bảo tồn và duy trì đa dạng sinh học và nguồn lợi biển nhiệt đới có thể trở nên không chính xác trong điều kiện ấm lên toàn cầu.

Theo qui luật của Bergmann, các loài sinh vật ở vùng nhiệt đới có xu hướng nhỏ hơn so với các loài họ hàng ở vùng ôn đới và hàn đới. Điều thú vị là, khi nhiệt độ trung bình toàn cầu trở nên ấm hơn, các sinh vật từ tất cả các vùng trên trái đất có xu hướng chung là nhỏ đi. Với hệ sinh thái biển, hiện tượng này xảy ra từ các loài vi tảo, động vật phù du như giáp xác chân chèo, động vật không xương sống ở đáy, và các loài cá biển. Việc suy giảm kích thước trưởng thành của các loài sinh vật biển do ảnh hưởng của hiện tượng ấm lên toàn cầu là do tốc độ phát triển các giai đoạn trong vòng đời (ấu trùng con non và trưởng thành) diễn ra nhanh hơn so với tốc độ sinh trưởng (sự gia tăng về kích thước và khối lượng trong mỗi giai đoạn), dẫn đến các sinh vật đạt kích thước trưởng thành nhỏ hơn bình thường. Khi các loài trở nên nhỏ hơn, ảnh hưởng của chúng tới cấu trúc, chức năng của hệ sinh thái biển như thế nào vẫn còn chưa rõ. Thêm vào đó, ảnh hưởng của việc suy giảm kích thước từng nhóm loài tới nguồn lợi hải sản cũng cần được nghiên cứu.

Ngoài ra hiện tượng ấm lên toàn cầu còn làm thay đổi chu kỳ sống (phenology) của các sinh vật biển (chủ yếu ở các vùng ôn đới và vùng cực) dẫn tới sự không đồng bộ các quá trình sinh học ngoài biển và đại dương. Ví dụ, các loài động vật phù du vùng cực Bắc thường kết thúc ngủ đông và bắt đầu sinh sản vào đúng thời điểm tảo nở hoa, nguồn thức ăn dồi dào cho ấu trùng và con non phát triển. Tuy nhiên, lớp băng trên bề mặt biển vùng Bắc Cực thường tan sớm hơn nên hiện tượng tảo nở hoa diễn ra sớm hơn. Trong khi đó, thời điểm này các loài động vật phù du vẫn còn đang trong quá trình ngủ đông dưới lớp nước biển sâu (200 – 1500 m dưới mặt biển) và không cảm nhận được sự thay đổi trên bề mặt. Điều này dẫn đến việc chúng nổi lên mặt nước cho quá trình sinh sản (theo nhịp sinh học chính xác của chúng) nhưng thời điểm này đã rơi vào kỳ cuối của tảo nở hoa và nguồn thức ăn trở nên thiếu, gây những ảnh hưởng nghiêm trọng tới các loài động vật phù du này và các mắt xích ở bậc dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn.

Trong bối cảnh chung đó, để có đánh giá đầy đủ và cấp thiết tác động của biến đổi khí hậu lên các sinh vật biển Việt Nam, rất cần tiến hành những nghiên cứu thực nghiệm để tìm hiểu cơ chế phản ứng, thích nghi (hay không thích nghi) của các sinh vật kết hợp với các chương trình quan trắc về môi trường và biến động đa dạng sinh học cho toàn bộ vùng biển Việt Nam. Từ đó thiết lập bản đồ phân bố và xu thế dịch chuyển vùng phân bố cho những loài có giá trị bảo tồn, giá trị y học và giá trị kinh tế là cần thiết để có những phương án bảo tồn hợp lý trong điều kiện biến đổi khí hậu. Ảnh hưởng của những hiện tượng bất thường của thời tiết như sóng nhiệt cũng cần có những đánh giá đúng mực.