San hô tẩy trắng: Ý nghĩa, sự xuất hiện và các yếu tố gây ra tẩy trắng san hô

Đọc bài viết này để tìm hiểu về tẩy trắng san hô: ý nghĩa, sự xuất hiện và các yếu tố gây ra tẩy trắng san hô:

San hô tẩy trắng đề cập đến việc mất màu của san hô tạo thành các hệ sinh thái rất mong manh, các rạn san hô. Các rạn san hô nằm trong vùng nước nhiệt đới nông quanh chu vi dọc theo các đảo và lục địa.

Các chất nền rạn san hô bao gồm canxi cacbonat từ san hô sống và chết. Các rạn san hô được gọi là rừng mưa nhiệt đới của đại dương 'bởi vì chúng có năng suất và đa dạng sinh học rất cao.

Điều này là do san hô scleractinian có mối liên hệ chặt chẽ với các động vật không xương sống, động vật có xương sống và thực vật khác ở đây và cùng nhau chúng tham gia vào quá trình ghép và tái chế tài nguyên chặt chẽ. Các san hô scleractinian (Phylum Cnidaria) xây dựng các bộ xương canxi cacbonat được cô lập từ nước. Một khi polyp san hô chết, bộ xương của nó trở thành một phần của rạn san hô.

Các san hô nhận được chất dinh dưỡng và năng lượng của chúng bằng cách bắt các sinh vật phù du nhỏ và thông qua mối quan hệ cộng sinh với tế bào đơn Zooxanthellae, các vi sinh vật tự dưỡng của nhiều loài trong Phylum Dinoflagellata. Những loài tảo hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng. Zooxanthellae giúp san hô sản xuất chất dinh dưỡng thông qua chức năng quang hợp của chúng.

Các hoạt động quang hợp hỗ trợ san hô trong việc lấy các hợp chất carbon cố định để tạo năng lượng, tăng vôi hóa và trung gian thông lượng dinh dưỡng nguyên tố. Zooxanthellae nhận được một môi trường được bảo vệ để phát triển cũng như cung cấp carbon dioxide tốt cho quang hợp. Tuy nhiên, san hô phát triển chậm cạnh tranh với tảo đa bào phát triển nhanh chóng xung quanh vì san hô có thể kiếm ăn vào ban ngày thông qua quá trình quang hợp ở zooxanthellae và qua săn mồi vào ban đêm.

Các san hô thực sự có các mô rõ ràng. Chúng nhận được màu sắc của chúng từ zooxanthellae và xuất hiện rất đẹp. Màu sắc đặc biệt của san hô phụ thuộc vào các nhánh sống trong đó.

Tẩy trắng san hô là một phản ứng căng thẳng phổ biến của san hô đối với các xáo trộn khác nhau xảy ra trong các rạn san hô bao gồm các sự kiện tự nhiên và do con người gây ra. Các rối loạn tự nhiên gây thiệt hại cho các rạn san hô là bão dữ dội, lũ lụt, cực đoan về nhiệt độ, các sự kiện Dao động Nam El Nino (ENSO), phơi nhiễm dưới da, bùng phát săn mồi và động kinh.

Các yếu tố do con người gây ra như khai thác quá mức, đánh bắt quá mức, tăng trầm tích và quá tải chất dinh dưỡng là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm rạn san hô gia tăng được ghi nhận trong thời gian gần đây. Kể từ đầu những năm 1980, tẩy trắng rạn san hô đã chứng kiến ​​sự gia tăng về tần suất cũng như sự phân bố rộng khắp.

Căng thẳng tẩy trắng cũng được thể hiện bằng san hô mềm, nghêu Tridacna khổng lồ và một số bọt biển.

Điều gì xảy ra trong tẩy trắng san hô?

Khi bị căng thẳng, san hô trục xuất zooxanthellae của chúng, chúng có mối quan hệ cộng sinh, dẫn đến vẻ ngoài nhẹ hơn hoặc hoàn toàn trắng của chúng (vì tảo chịu trách nhiệm cho màu sắc đẹp của san hô). Đây là tẩy trắng san hô. Bộ xương vôi thể hiện qua các mô mờ của san hô, hiện không có zooxanthellae.

Mật độ của zooxanthellae có thể làm giảm hoặc nồng độ các sắc tố quang hợp trong tảo có thể giảm đi. San hô xây dựng rạn san hô thường có khoảng 1-5 x 10 ⁶ zooxanthellae cm ^-2 mô bề mặt sống và 2-10 pg diệp lục trên mỗi Zooxanthellae. Do tẩy trắng, khoảng 60-90 phần trăm của zooxanthellae bị mất và mỗi sinh vật này mất 50-80 phần trăm các sắc tố quang hợp của nó.

San hô tẩy trắng ảnh hưởng nghiêm trọng đến san hô. Nếu quá trình tẩy trắng giảm theo thời gian, nghĩa là, nếu các yếu tố gây căng thẳng không quá nghiêm trọng, san hô có thể lấy lại tảo cộng sinh trong vài tuần hoặc vài tháng. Sau đó, chúng có thể được tái tổ hợp bởi cùng một loài zooxanthellae hoặc bởi một loài khác.

Nhưng nếu quá trình tẩy trắng nghiêm trọng, zooxanthellae đã cạn kiệt không phục hồi và san hô sẽ chết. Các rạn san hô sau đó bị mất. Sau khi quá trình tẩy bắt đầu, san hô có thể tiếp tục tẩy ngay cả sau khi chất gây căng thẳng được loại bỏ. Các chuyên gia đã cảnh báo rằng tổng diện tích các rạn san hô đã giảm 30% trong 30 năm qua. Chỉ riêng ở vùng Caribbean, khoảng 90% các rạn san hô đã bị mất.

Khả năng san hô chịu đựng căng thẳng và tẩy trắng và để phục hồi sau một sự kiện tẩy trắng khác nhau giữa các loài. Ví dụ, porites lobata và san hô lớn lớn khác có thể đối mặt thành công với những cú sốc nhiệt độ cực đoan trong khi Acropora spp. và san hô phân nhánh dễ vỡ khác sụp đổ do căng thẳng nhiệt sau các sự kiện tẩy trắng.

Các yếu tố có thể cung cấp bảo vệ chống lại tẩy trắng san hô hàng loạt bao gồm khả năng chống tẩy trắng, khả năng chịu san hô và phục hồi rạn san hô. Nguy cơ tẩy trắng cũng có thể được giảm bớt bởi các điều kiện khí hậu địa phương, chẳng hạn như nhiều bóng râm hoặc dòng nước mát. Sức khỏe và di truyền của san hô và zooxanthellae có thể đóng vai trò chính trong việc ảnh hưởng đến nguy cơ tẩy trắng.

Xảy ra:

Tất cả các tỉnh rạn san hô lớn đã báo cáo tỷ lệ chết san hô hàng loạt trong hệ sinh thái rạn san hô kể từ những năm 1870. Nhưng tần suất và quy mô của các rối loạn tẩy trắng đã tăng lên trong thời gian gần đây. Chỉ riêng từ năm 1979 đến 1990, hơn 60 sự kiện tẩy trắng rạn san hô trong số 105 trường hợp tử vong san hô hàng loạt đã được quan sát. Trong 103 năm trước thời kỳ này, chỉ có ba sự kiện tẩy trắng trong số 63 trường hợp tử vong san hô hàng loạt được ghi nhận.

Người ta cho rằng hầu hết tất cả các khu vực rạn san hô lớn trên thế giới đều có vùng biển Caribbean / Tây Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Trung và Tây Thái Bình Dương, Vịnh Ả Rập và Biển Đỏ đã bị tẩy trắng và tử vong từ những năm 1980.

Trước những năm 1980, các sự kiện tẩy trắng san hô và tử vong san hô đã xảy ra trong thời kỳ nhiệt độ nước biển tăng cao nhưng sự xáo trộn chỉ xảy ra ở một số khu vực nhất định và trong các khu vực rạn san hô cụ thể. Nhưng các sự kiện tẩy trắng san hô từ những năm 1980 đã xảy ra trên một khu vực địa lý rộng lớn và ảnh hưởng đến tất cả các khu vực rạn san hô. Các sự kiện của những năm 1980 xảy ra trong nhiều năm hoạt động ENSO quy mô lớn.

Các yếu tố gây ra tẩy trắng san hô:

San hô có thể trông xương và thậm chí bền, nhưng thực tế là các rạn san hô cực kỳ nhạy cảm với căng thẳng môi trường. Hiện tại họ đang bị đe dọa bởi ô nhiễm nước, xói mòn đất, tiếp xúc khi thủy triều thấp, điều kiện thời tiết, sử dụng phân bón cao, đánh bắt cá bằng cách sử dụng chất nổ và lái xe bất cẩn. Sự nóng lên toàn cầu sẽ có tác động nghiêm trọng đến các rạn san hô. Sự nóng lên toàn cầu có nghĩa là nhiệt độ không khí và nước toàn cầu tăng lên.

Mặc dù nước nhiệt đới ấm áp phù hợp với các rạn san hô, nhiệt độ nước biển rất cao có thể gây hại cho zooxanthellae. Sự nóng lên toàn cầu sẽ dẫn đến sự tan chảy của các khối băng cực và mực nước biển dâng cao.

Nếu ánh sáng mặt trời không thể xuyên qua nước đến san hô, tảo mà chúng phụ thuộc sẽ không thể quang hợp và các rạn san hô sẽ mất một nguồn năng lượng quan trọng. Sự suy giảm tầng ozone sẽ làm tăng bức xạ cực tím trên bề mặt Trái đất và gây ra các sự kiện tẩy trắng san hô. Sau đây là một cuộc thảo luận về các yếu tố gây ra căng thẳng và gây ra tẩy trắng san hô.

Nhiệt độ tăng:

Một yếu tố gây căng thẳng chính là tăng hoặc giảm nhiệt độ nước bắt nguồn từ sự nóng lên toàn cầu do các hoạt động của con người. Tẩy trắng san hô mùa hè được cho là do nhiệt độ mặt nước biển cao kết hợp với bức xạ mặt trời cao.

Các loài san hô phát triển mạnh trong một phạm vi nhiệt độ tương đối hẹp; do đó, cực đoan của nhiệt độ có thể gây ra tẩy trắng. Các sự kiện tẩy trắng được biết là xảy ra khi nhiệt độ giảm đột ngột (- 3 ° C đến -5 ° C trong 5-10 ngày) xảy ra trong các đợt bùng phát không khí lạnh theo mùa. Nó thường xuyên hơn do nhiệt độ nước tăng. Một bất thường dương nhỏ 1-2 ° C trong 5 đến 10 tuần trong mùa hè có thể gây ra tẩy trắng.

Rạn san hô Great Barrier (GBR) đã trải qua tám sự kiện tẩy trắng hàng loạt kể từ năm 1979. GBR dọc theo bờ biển phía bắc Australia đã chứng kiến ​​hai sự kiện tẩy trắng san hô hàng loạt cho đến nay vào năm 1998 và 2002, trong đó mất 42% và 54% đá ngầm tương ứng. GBR miền Nam đã chứng kiến ​​một sự kiện tương tự vào năm 2006.

Hầu hết các rạn san hô đã phục hồi, với mức độ chết san hô thấp, nhưng thiệt hại đã nghiêm trọng tại các địa điểm. Lên đến 90 phần trăm san hô đã chết ở một số khu vực. Đây là một ví dụ về tính nhạy cảm của các rạn san hô đối với nhiệt độ nước tăng lên kết hợp với axit hóa đại dương. Trong khi nhiệt độ tăng làm tăng tần suất và cường độ tẩy trắng, axit hóa đã làm giảm khả năng vôi hóa của san hô.

Nhiệt độ nhỏ tăng trong nhiều tuần hoặc tăng lớn (3-4 ° C) trong vài ngày sẽ dẫn đến rối loạn chức năng san hô. Tẩy trắng san hô đã xảy ra chủ yếu trong mùa hè hoặc gần cuối thời kỳ ấm lên kéo dài. Chúng được báo cáo đã diễn ra trong thời gian vận tốc gió thấp, bầu trời trong xanh, biển lặng và độ đục thấp. Các điều kiện ủng hộ sưởi ấm cục bộ và bức xạ tia cực tím (UV) cao.

Bức xạ UV dễ dàng xâm nhập vào vùng nước biển trong vắt. Các san hô thực sự có chứa các hợp chất hấp thụ tia cực tím có thể ngăn chặn bức xạ UV có khả năng gây hại. Nhưng nhiệt độ tăng đồng nghĩa với việc giảm nồng độ của các hợp chất hấp thụ tia cực tím này trong san hô.

Sau đó, zooxanthellae bị ảnh hưởng trực tiếp bởi bức xạ UV. Không chỉ bức xạ UV trong phạm vi 280-400nm mà cả bức xạ hoạt động quang hợp (400-700nm) cũng có liên quan đến các sự kiện tẩy trắng.

Phơi nhiễm dưới da:

Sự tiếp xúc đột ngột của san hô với khí quyển, khi có thủy triều cực thấp, El Nino Nam dao động (ENSO) giảm mực nước biển hoặc nước dâng kiến ​​tạo, có thể gây ra tẩy trắng. Những điều này kết hợp với nhiệt độ cao hoặc thấp của nước, tăng bức xạ mặt trời và pha loãng nước biển có thể dẫn đến mất Zooxanthellae và tử vong của san hô.

Trầm tích:

Nó đã được tổ chức rằng tải trầm tích có thể làm cho tảo Zooxanthellae có nhiều khả năng tẩy trắng.

Pha loãng nước ngọt do bão tạo ra và dòng chảy làm loãng nước rạn san hô và gây ra tẩy trắng san hô. Nhưng những sự kiện tẩy trắng như vậy được biết là rất hiếm. Ngay cả khi chúng xảy ra, chúng bị giới hạn ở những khu vực nhỏ gần bờ.

Xenobamel:

Khi san hô tiếp xúc với nồng độ cao của các chất ô nhiễm hóa học như đồng, thuốc diệt cỏ và dầu, quá trình tẩy trắng san hô xảy ra.

Động kinh:

Các mầm bệnh có thể gây ra tẩy trắng nhưng điều này khác với các loại tẩy trắng khác. Trong tẩy trắng do mầm bệnh, các bệnh san hô dẫn đến cái chết loang lổ hoặc toàn bộ thuộc địa và làm bong các mô mềm. Ở biển Địa Trung Hải, san hô Oculina patagonica đã trải qua quá trình tẩy trắng. Điều này là do một loại vi khuẩn truyền nhiễm, Vibrio shiloi đã tấn công Zooxanthellae cộng sinh. Các vi khuẩn chỉ lây nhiễm trong thời kỳ ấm áp. Vì vậy, rõ ràng sự nóng lên toàn cầu sẽ dẫn đến các điều kiện ấm áp sẽ thúc đẩy sự lây lan của mầm bệnh và nhiễm trùng san hô.

Mặc dù không dẫn đến tẩy trắng san hô như vậy, sự gia tăng nồng độ dinh dưỡng nguyên tố xung quanh, chẳng hạn như amoniac và nitrat, dẫn đến tăng mật độ zooxanthellae lên đến hai hoặc ba lần. Điều này có thể gây ra các tác động thứ cấp như hạ thấp sức đề kháng của san hô và tăng tính nhạy cảm của san hô với bệnh tật.

Tẩy trắng cũng có thể có lợi:

Nghiên cứu gần đây đã tiết lộ rằng san hô thường xuyên tiếp xúc với mức độ căng thẳng thấp có thể phát triển một số loại kháng thuốc tẩy trắng. Trên thực tế người ta đã phát hiện ra rằng khi san hô bị đe dọa, tẩy trắng có thể giúp san hô sống.

Các thuộc địa san hô, khi bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi môi trường mạnh mẽ, có thể loại bỏ tảo hiện có để tạo không gian cho các loài tảo khác có khả năng phát triển mạnh hơn trong các điều kiện đe dọa. Tẩy trắng, sau đó, là một cách mà san hô lấy lại sức sống.

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng san hô tiếp xúc với sự thay đổi môi trường mạnh mẽ trải qua quá trình tẩy trắng có nhiều khả năng sống sót cuối cùng so với các san hô khác. Nó đã được chứng minh rằng san hô có khả năng phục hồi tuyệt vời. Mặc dù nhiệt độ tăng được coi là một yếu tố gây ra sự tẩy trắng san hô, các rạn san hô đã phát triển mạnh mẽ trong thời kỳ nhiệt độ toàn cầu ấm áp trong quá khứ khi mực nước biển tăng khoảng 18 feet hoặc sáu mét so với mức hiện tại.

Tuy nhiên, không rõ liệu quá trình tẩy trắng thích nghi sẽ có thể cứu các rạn san hô bị tấn công do ô nhiễm hay nhiệt độ nước biển tăng.

Trong nỗ lực cứu các rạn san hô khỏi bị tẩy trắng, các quốc gia đã bắt đầu xem xét việc phát triển các chiến lược quốc gia. Cơ quan Công viên Hàng hải Rạn san hô Great Barrier đã phát triển một "Kế hoạch ứng phó tẩy trắng san hô" để đưa ra một chiến lược toàn diện để phát hiện và ứng phó với các sự kiện tẩy trắng san hô rộng rãi vào mùa hè. Một nỗ lực quốc tế kết hợp, phạm vi rộng, là nhu cầu của giờ.