Một nghiên cứu được xuất bản gần đây bởi một nhóm các nhà nghiên cứu, cựu sinh viên và sinh viên từ Đại học Hawai’i tại Đại học Khoa học và Công nghệ Đại dương và Trái đất Manoa (SOEST) đã chỉ ra rằng tác động của con người – ô nhiễm chất dinh dưỡng từ các hoạt động trên đất đẩy nhanh các tác động tiêu cực của quá trình axit hóa đại dương trên các rặng san hô.
Hình ảnh của một rạn san hô ở Vịnh Kaneohe, Hawaii, nơi thực hiện thí nghiệm.
Nhà cung cấp hình ảnh: Nyssa Silbiger
Rạn san hô cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng bao gồm an ninh lương thực và bảo vệ bờ biển cho các cộng đồng ven biển. Các dịch vụ này chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc ba chiều rất phức tạp của các rạn san hô. Đối với các rạn san hô phát triển mạnh, sinh vật vôi hóa, chẳng hạn như san hô, phải xây dựng các rạn san hô nhanh hơn sinh vật sinh hóa và giải thể tự nhiên phá vỡ các rạn san hô xuống.
“Có một lịch sử lâu dài về kiểm tra tác động của ô nhiễm dinh dưỡng và sự axit hóa đại dương trên các rạn san hô”, tác giả chính Nyssa Silbiger, giáo sư tại Đại học bang California, Northridge và alumna thuộc Viện Sinh học biển UH Manoa Hawai’i (HIMB) ) tại SOEST. “Tuy nhiên, ít được biết về cách hai yếu tố này tác động và ảnh hưởng đến hệ sinh thái rạn san hô.”
Nghiên cứu trước đây cho thấy những căng thẳng liên quan đến khí thải carbon dioxide (CO 2 ) do con người tạo ra , chẳng hạn như axit hóa đại dương, đang chuyển các rạn san hô hướng tới tổn thất ròng, điều này sẽ dẫn đến sự mất mát của khuôn khổ ba chiều trong tương lai. Nghiên cứu mới trong Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia B: Khoa học sinh học cho thấy ô nhiễm chất dinh dưỡng có thể làm cho các rạn san hô dễ bị tổn thương do axit hóa đại dương và đẩy nhanh sự thay đổi dự đoán từ tăng trưởng thuần đến tổn thất tổng thể.
Tại HIMB, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một hệ thống hiện đại, họ liên tục bổ sung chất dinh dưỡng (nitrat và phosphate) vào bể nuôi cá ở các thành viên khác nhau của cộng đồng rạn san hô, bao gồm san hô, rong biển, đống đổ nát chết người hoặc cát. Sau đó, họ so sánh điều này với một thí nghiệm bắt chước các hệ thống tự nhiên với một cộng đồng hỗn hợp chứa tất cả bốn thành phần và đo các “chức năng hệ sinh thái” quan trọng của các cộng đồng rạn san hô: vôi hóa, giải thể, quang hợp và hô hấp.
Silbiger cho biết: “Chúng tôi cho thấy ô nhiễm chất dinh dưỡng làm giảm sự tăng trưởng của rạn san hô và làm gián đoạn động lực hóa học tự nhiên trên các rạn san hô”. “Trong nước biển bị ô nhiễm chất dinh dưỡng, các chất vôi hóa ít có khả năng tận dụng các hợp chất hòa tan tạo thành các khối đá san hô. Ô nhiễm dinh dưỡng giảm tỷ lệ vôi hóa – thước đo tốc độ xây dựng rạn san hô đang tạo ra khung xương – gần gấp mười lần nước mà nếu không sẽ thúc đẩy tăng trưởng rạn san hô, và tăng cường cả giải thể xương và sự phát triển của các đối thủ cạnh tranh rong biển. “
Chất dinh dưỡng từ phân bón thường được coi là tác động đến các rạn san hô gián tiếp, ví dụ bằng cách đưa ra một lợi thế cho rong biển cỏ dại có thể vượt qua các rạn san hô, một quan sát được củng cố bởi nghiên cứu này.
“Những thay đổi giai đoạn” cho các rạn san hô đang diễn ra trên toàn cầu, gây ra một sự thay đổi lớn trong cách thức hoạt động của các rạn san hô, “đồng tác giả Craig Nelson, giảng viên tại UH Manoa trong Hải dương học và biển tài trợ. “Nhưng cho đến bây giờ chúng tôi chưa bao giờ định lượng ô nhiễm dinh dưỡng có thể trực tiếp làm giảm khả năng của san hô để xây dựng cấu trúc rạn san hô.”
Những gì công trình này tiết lộ là các chất dinh dưỡng cũng thay đổi môi trường pH địa phương bằng cách ảnh hưởng đến cách san hô và các sinh vật rạn san hô khác hít vào, ảnh hưởng đến hóa học của rạn san hô.
“Mối quan hệ giữa chất dinh dưỡng và sự trao đổi chất rạn san hô làm trầm trọng thêm sự thay đổi pH, có thể làm cho toàn bộ hệ thống trở nên dễ bị đe dọa toàn cầu hơn như sự axit hóa đại dương”, tác giả Hollie Putnam, phó giáo sư tại Đại học Rhode Island và alumna của HIMB cho biết.
“Ô nhiễm dinh dưỡng tiêu cực ảnh hưởng đến sự phát triển của rạn san hô trực tiếp và gián tiếp, tạo ra một cú đúp cho các rạn san hô đã bị stress bởi sự axit hóa đại dương trên thế giới”, đồng tác giả Megan Donahue, nhà nghiên cứu của HIMB cho biết. “Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng cả hai nỗ lực quản lý địa phương như giảm lượng chất dinh dưỡng và thấm vào nước ngầm, và các hành động toàn cầu, chẳng hạn như giảm lượng phát thải carbon dioxide toàn cầu, được yêu cầu để bảo vệ các rạn san hô khỏi sự suy giảm nhanh chóng.”
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào các thành phần khác như cá tương tác với các quá trình này để tác động đến hệ sinh thái rạn san hô, bởi vì các rạn san hô là các mạng phức tạp và những tương tác này rất quan trọng đối với khả năng phục hồi.
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180606093736.htm
