Tin Khoa học Công nghệ quốc tế

Loại gạch sinh thái giúp tăng cường đa dạng sinh học biển trên các tường chắn sóng

30/12/2020 | 0
Các nhà sinh thái học biển đã phát hiện ra các loại gạch sinh thái có thể giúp làm tăng tính phức tạp của môi trường sống trên các bức tường chắn sóng ở Hồng Kông, từ đó tăng cường hiệu quả đa dạng sinh học biển. Nghiên cứu tại Hồng Kông là một phần phần của dự án nghiên cứu toàn cầu về mối quan hệ giữa sự phức tạp của môi trường sống và đa dạng sinh học biển trên các công trình biển do con người xây dựng.

(Ảnh: Giáo sư Kenneth Leung Mei-yee (trái) và đồng nghiệp cùng gạch sinh thái)

Một nghiên cứu chung do một nhóm các nhà sinh thái học biển từ Đại học Thành phố Hồng Kông (CityU) thực hiện đã phát hiện ra rằng các loại gạch được chế tạo sinh thái có thể làm tăng độ phức tạp của môi trường sống trên các tường chắn sóng ở Hồng Kông, từ đó tăng cường hiệu quả đa dạng sinh học biển. Nghiên cứu tại Hồng Kông là một phần của dự án nghiên cứu toàn cầu về mối quan hệ giữa độ phức tạp của môi trường sống và đa dạng sinh học biển trên các công trình biển do con người xây dựng.

Giáo sư Kenneth Leung Mei-yee, người vừa gia nhập CityU và là Giám đốc mới của Phòng thí nghiệm Trọng điểm Nhà nước về Ô nhiễm Biển (SKLMP), đã dẫn đầu một nhóm gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Hồng Kông (HKU), cũng như các trường đại học ở Vương quốc Anh, Úc và Singapore để tiến hành thử nghiệm tại Hồng Kông. Những phát hiện của họ đã được công bố gần đây trên tạp chí Marine Pollution Bulletin, với tiêu đề “Cung cấp vùng trú ẩn và gieo thả loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ có thể tăng cường đa dạng sinh học trên các bức tường chắn sóng thẳng đứng”.

Sự phát triển và cải tạo vùng ben biển đã gây ra sự gia tăng trên phạm vi toàn cầu các bức tường chắn sóng nhân tạo để bảo vệ bờ biển khỏi tác động của sóng, xói mòn và lũ lụt. Tuy nhiên, những bức tường chắn sóng này không có độ phức tạp tự nhiên của các bờ đá và có thể đạt nhiệt độ cực cao trong thời gian thuỷ triều xuống. Điều này khiến chúng không phù hợp với nhiều loài sinh vật biển, bao gồm cả loài hàu ăn lọc vốn có thể giúp cải thiện chất lượng nước. Kết quả là sự thiếu đa dạng sinh học làm suy yếu hệ sinh thái ven biển.

Là một phần của dự án hợp tác quốc tế World Habour Project do Viện Khoa học biển Sydney khởi xướng nhằm giải quyết vấn đề này, Giáo sư Leung đã dẫn đầu nhóm nghiên cứu để kiểm tra tác động của gạch chế tạo sinh thái đối với đa dạng sinh học ven biển ở Hồng Kông. Được thiết kế cho Dự án, loại gạch thí nghiệm được chế tạo với các đường nứt và bề mặt có rãnh, dựa trên sự kết hợp giữa các nguyên tắc sinh thái và kỹ thuật. Nhóm nghiên cứu đã gắn những viên gạch có đường nứt với độ sâu khác nhau vào các bức tường chắn sóng thẳng đứng ở khu vực Sham Shui Kok trên đảo Lantau và Lok On Pai ở Tuen Mun thuộc vùng biển phía tây Hồng Kông để thử nghiệm.

Môi trường sống có độ phức tạp cao trên các viên gạch sinh thái

Kết quả thử nghiệm cho thấy sau 12 tháng, các loại gạch thiết kế sinh thái có đường nứt chứa đựng nhiều số loài và số lượng động vật hơn loại gạch phẳng thông thường trên tường chắn sóng, thậm chí hơn cả loại gạch sinh thái nhẵn không có đường nứt.

So sánh với loại gạch nhẵn, gạch sinh thái với các đường nứt chứa số loài sinh vật cao hơn từ 19% đến 51%, và chứa số lượng động vật cao hơn từ 59% đến 416%. Điều này cho thấy rằng bằng cách tăng cường độ phức tạp trên bề mặt bằng các đường nứt, loại gạch sinh thái này có thể cung cấp nơi trú ẩn, đồng thời giảm nhiệt độ cho động vật.

Đặc biệt, tại những đường nứt sâu 2,5cm hoặc 5cm, số lượng loài ở phần phía trong đường nứt cao gấp ba lần phần rìa bên ngoài. Các loài sinh vật ưa thích nhiệt độ mát và bóng râm của các đường rãnh, từ đó thúc đẩy sự gia tăng tổng thể về số lượng loài và cá thể động vật trên gạch.

Giáo sự Leung cho biết: “Kết quả đầy hứa hẹn từ thí nghiệm ở Hồng Kông cho thấy rõ ràng rằng chúng ta có thể tăng cường hiệu quả đa dạng sinh học biển trên các tường chắn sóng bằng cách tăng độ phức tạp của môi trường sống thông qua các kỹ thuật sinh thái. Công nghệ này có thể được áp dụng cho tất cả các tường chắn sóng hiện có ở Hồng Kông để thúc đẩy đa dạng sinh học”.

Nhóm nghiên cứu cũng gắn hàu đá sống vào một nửa số gạch để kiểm tra xem liệu hàu có thể tăng cường đa dạng sinh học biển hay không. Họ phát hiện ra rằng gạch có đường rãnh và được gắn hàu cho kết quả tốt nhất, với mức tăng từ 38% đến 76% về số lượng loài và tăng 120% đến 571% về số lượng động vật, so sánh với gạch phẳng và không được gắn hàu. Những con hàu được gắn vào gạch đã tồn tại tốt trong suốt 12 tháng, và một số con hàu cung cấp thức ăn cho những loài săn mồi khác, thúc đẩy một hệ sinh thái lành mạnh. Những viên gạch được gắn hàu đã thu hút sự phát triển của các con hàu mới trong suốt thí nghiệm, và những con hàu non cũng ưa thích các đường rãnh của loại gạch sinh thái hơn là gạch phẳng.

Được hỗ trợ bởi Cục xây dựng và phát triển dân dụng, Giáo sự Leung đang tiến hành một thử nghiệm khác trên các loại thiết bị có thiết kế sinh thái khác nhau (ví dụ: gạch, tấm, các chi tiết bảo vệ...) trên các tường chắn sóng thẳng đứng và tường dốc ở Ma Liu Shui, Sai Kung và Tuen Mun. Ông tin vào tiềm năng to lớn của việc áp dụng công nghệ kỹ thuật sinh thái để giảm thiểu tác động tiêu cực của tường chắn sóng nhân tạo không chỉ ở Hồng Kông mà còn trên phạm vi quốc tế.

Ảnh hưởng của độ phức tạp là khác nhau trên toàn cầu

Ngoài Hồng Kông, loại gạch thiết kế sinh thái trên đã được triển khai ở 13 địa điểm khác trên thế giới, bao gồm London, Sydney và San Francisco, trong 12 tháng theo Dự án World Harbour Project.

Người ta thấy rằng sự phức tạp của môi trường sống tăng lên đã giúp nâng cao đa dạng sinh học của các loài động vật không xương sống trong thử nghiệm ở tất cả các địa điểm, mặc dù có một số khác biệt. Ảnh hưởng của sự phức tạp của môi trường sống đối với sự phong phú của các loài nói chung và động vật thân mềm là lớn nhất ở khu vực có vĩ độ thấp hơn hoặc vĩ độ nhiệt đới, trong khi các loài động vật không di động sống bám trên bề mặt, chẳng hạn như hàu, trai, phản ứng mạnh hơn với sự phức tạp ở vĩ độ cận nhiệt đới hoặc vĩ độ cao hơn.

Họ cũng phát hiện ra rằng mức độ ảnh hưởng của sự phức tạp đối với việc xâm chiếm của các cá thể riêng lẻ thay đổi về mặt không gian tùy theo các yếu tố như độ cao và vĩ độ thủy triểu, từ mức độ mạnh đến không đáng kể, hoặc trong một số trường hợp là tiêu cực. “Điều này cho thấy rằng để tối đa hóa lợi ích của kỹ thuật sinh thái, chúng ta vẫn cần phải hiểu rõ hơn về cách các tác động phức tạp được hình thành bởi các yếu tố sinh học và môi trường tại các địa điểm cụ thể”, Giáo sư Leung nói thêm.

Nguồn dịch và biên tập: https://www.cityu.edu.hk/media/press-release/2020/11/05/seawalls-marine-biodiversity-enhanced-eco-engineered-tiles-cityu-study

VPTC.HTQT