Đầm lầy là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan
Đầm lầy là vùng đất hoặc hệ sinh thái ngập nước tạm thời hoặc liên tục, đất và thực vật thích nghi với ngập úng, giữ nước, lắng đọng chất hữu cơ và nuôi dưỡng quần xã thủy sinh, bán thủy sinh. Theo Công ước Ramsar và EPA, đầm lầy bao gồm rừng ngập mặn, đầm cỏ, đất than bùn và vùng cửa sông, giữ nước, lọc chất ô nhiễm, bảo tồn đa dạng sinh học.
Định nghĩa và khái niệm cơ bản
Đầm lầy (wetland) là vùng đất ngập nước tạm thời hoặc liên tục, nơi đất hoặc nước bề mặt bị ngập úng và nuôi dưỡng các quần xã thực vật thủy sinh, bán thủy sinh hoặc các loài ưa ẩm. Định nghĩa này bao gồm vùng bờ biển nông, cửa sông, vùng ngập lũ và các hệ thống nước ngọt, lợ hoặc mặn (EPA).
Theo Công ước Ramsar, đầm lầy không phân biệt tự nhiên hay nhân tạo, có thể là ao, hồ, rừng ngập mặn, thảm than bùn hoặc vùng đất ngập trong hệ thống sông suối (Ramsar Convention).
Đặc điểm nhận dạng chính của đầm lầy bao gồm:
- Mực nước bề mặt thay đổi theo mùa hoặc triều, có khi ngập thường xuyên.
- Đất chứa nhiều chất hữu cơ, thiếu ôxy và thường xuyên bị bão hòa nước.
- Thực vật đặc thù thích nghi với ngập úng, rễ chịu ngập và rễ khí sinh.
Phân loại đầm lầy
Đầm lầy được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, trong đó phổ biến nhất là nguồn nước và địa hình. Theo nguồn nước, đầm lầy chia thành:
- Đầm lầy ngọt: Ngập nước mưa hoặc nước ngầm, phổ biến ở vùng nội địa.
- Đầm lầy lợ: Nước pha trộn giữa nước ngọt và nước biển, điển hình ở cửa sông.
- Đầm lầy mặn: Chịu tác động của thủy triều biển, thường gặp ở rừng ngập mặn ven biển.
Theo địa hình, người ta chia thành:
- Swamp (rừng ngập): Nhiều cây thân gỗ, nước chậm chảy.
- Marsh (đầm cỏ): Cỏ lau, lau sậy, ít cây thân gỗ.
- Bog/Fen (than bùn): Lớp than bùn dày, nền đất bog nghèo dinh dưỡng, fen giàu dinh dưỡng hơn.
Sự kết hợp giữa nguồn nước và địa hình tạo ra các kiểu đầm lầy đặc trưng với thành phần thực vật, động vật và chu trình thủy văn khác nhau.
Đặc điểm địa hình, thủy văn và đất
Đặc điểm địa hình của đầm lầy thường là vùng trũng hoặc bãi bồi, có độ dốc thấp, dẫn đến tốc độ dòng chảy chậm. Thủy văn đầm lầy chịu ảnh hưởng từ:
- Thủy triều (ở đầm lầy ven biển): điều chỉnh mực nước hàng ngày.
- Chu kỳ lũ lụt sông suối (ở đầm lầy nội địa): ngập khi mưa lớn.
- Nước ngầm và mưa (ở vùng than bùn): ngập ổn định quanh năm.
| Yếu tố | Đầm lầy ngọt | Đầm lầy mặn | Đầm lầy than bùn |
|---|---|---|---|
| Độ pH | 6,5–7,5 | 7,5–8,5 | 3,5–5,5 |
| Chất hữu cơ (%) | 5–10 | 8–15 | 20–60 |
| Độ ẩm (%) | 80–100 | 60–90 | 70–95 |
Đất đầm lầy thường chứa lượng lớn chất hữu cơ chưa phân hủy (peat), tạo môi trường thiếu ôxy, hình thành tầng rễ khí sinh và vi sinh vật kỵ khí.
Thành phần sinh học và đa dạng sinh học
Đầm lầy là ổ sinh thái đa dạng, cung cấp nơi cư trú, nguồn thức ăn và khu sinh sản cho hàng nghìn loài thực vật và động vật. Thực vật đặc trưng bao gồm:
- Cây ngập mặn như đước (Rhizophora spp.), vẹm (Avicennia spp.).
- Cỏ lau, sậy (Phragmites australis), bèo (Eichhornia crassipes).
- Thực vật than bùn như Sphagnum mosses (rêu than bùn).
Động vật đầm lầy đa dạng từ vi sinh vật metanogen sinh khí CH₄ đến cá, lưỡng cư và chim di trú. Một số loài tiêu biểu:
- Điểu: cò, vạc, vịt trời.
- Động vật thủy sinh: cá chép, lươn, tôm.
- Động vật lưỡng cư: ếch nhái, kỳ giông.
Sự phong phú sinh học ở đầm lầy đóng vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng, kiểm soát dịch hại và duy trì cân bằng hệ sinh thái (FAO).
Chức năng sinh thái
Đầm lầy hoạt động như “bể xử lý tự nhiên”, lọc và giữ lại chất dinh dưỡng, kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại từ nước chảy qua. Khi nước lũ hoặc nước mưa tràn vào, tốc độ dòng chảy chậm lại, cho phép các hạt lơ lửng và các chất ô nhiễm lắng xuống tầng đất đầm lầy giàu hữu cơ.
Quần xã vi sinh vật trên nền đất ngập úng chuyển hóa nitrat thành khí nitơ (quá trình khử nitơ), giúp giảm nồng độ N trong nước, đồng thời chuyển một phần cacbon hữu cơ thành khí metan (CH₄) và CO₂. Phản ứng sinh học này đóng vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng và điều tiết chất lượng nguồn nước.
- Giảm tải chất dinh dưỡng (N, P) xuống hệ thống sông ngòi và biển.
- Lưu trữ và chậm giải phóng nước, giảm nguy cơ ngập lụt hạ nguồn.
- Cung cấp môi trường sống cho loài thủy sinh, chim di cư và động vật lưỡng cư.
Vai trò trong chu trình carbon và biến đổi khí hậu
Đầm lầy than bùn là bể chứa cacbon khổng lồ, lưu trữ khoảng 20–30% lượng cacbon mặt đất mặc dù chỉ chiếm 3% diện tích đất liền toàn cầu. Lớp than bùn tích tụ qua hàng nghìn năm, ngăn không cho cacbon hữu cơ bị ôxy hóa nhanh và phát thải ra khí quyển.
Phát thải khí nhà kính từ đầm lầy bao gồm CO₂, CH₄ và N₂O. Trong điều kiện ngập úng kéo dài và kỵ khí, quá trình phân hủy metanogen tạo ra khí CH₄ với tiềm năng gây nóng lên gấp 28 lần CO₂ trên chu kỳ 100 năm. Điều kiện hydrologic quyết định mức cân bằng giữa lưu trữ và phát thải.
| Loại khí | Chu trình | Tiềm năng ấm lên (GWP₁₀₀) |
|---|---|---|
| CO₂ | Lưu trữ trong than bùn | 1 |
| CH₄ | Phát thải từ kỵ khí | 28 |
| N₂O | Quá trình khử nitơ | 265 |
Tác động của con người và biến đổi khí hậu
Hoạt động khai thác than bùn và chuyển đổi đầm lầy thành đất nông nghiệp, đô thị làm suy giảm diện tích và chức năng sinh thái. Khi tầng than bùn bị cạn hoặc phơi khô, lượng cacbon tích trữ nhanh chóng bị ô xy hóa, đẩy mạnh phát thải CO₂.
Biến đổi khí hậu với xu hướng tăng nhiệt độ và thay đổi chế độ mưa dẫn đến dao động mực nước không ổn định. Nhiều đầm lầy ven biển phải chịu áp lực kết hợp giữa xâm nhập mặn do mực nước biển dâng và thiếu ngập lụt do giảm nguồn nước ngọt, ảnh hưởng đến khả năng tự phục hồi.
- Xâm lấn nông nghiệp và chăn thả gia súc gây phá vỡ lớp thực vật bảo vệ đất.
- Việc xây đập và điều tiết dòng chảy làm gián đoạn chu trình thủy văn tự nhiên.
- Ô nhiễm hóa chất nông nghiệp và công nghiệp làm giảm đa dạng sinh học và chức năng lọc nước.
Phương pháp bảo tồn và phục hồi
Bảo vệ đầm lầy tự nhiên thông qua việc công nhận vùng Ramsar và phát triển khu bảo tồn giúp duy trì chức năng sinh thái thiết yếu. Việc ngăn chặn khai thác than bùn và hạn chế chuyển đổi mục đích sử dụng đất là bước cơ bản nhất.
Khôi phục thủy văn tự nhiên bao gồm tái lập mực nước qua các đập nhỏ hoặc cống điều tiết, nhằm phục hồi chu kỳ ngập lụt theo mùa. Tái trồng cây bản địa và phục hồi tầng thực vật ngập nước giúp ổn định nền đất và khôi phục quần xã sinh học đặc thù.
- Giám sát chất lượng nước và phát thải khí nhà kính bằng các hệ thống cảm biến liên tục.
- Ứng dụng GIS và mô hình thủy động lực học để quy hoạch phục hồi phù hợp.
- Tham gia cộng đồng địa phương trong việc quản lý bền vững và giáo dục bảo tồn.
Danh mục tài liệu tham khảo
- U.S. Environmental Protection Agency. “What are Wetlands?” EPA, 2021. Retrieved from https://www.epa.gov/wetlands/what-wetlands
- Ramsar Convention Secretariat. “The Ramsar Convention on Wetlands”. Ramsar, 2019. Retrieved from https://www.ramsar.org
- Food and Agriculture Organization. Global Peatland Resources. FAO, 2020. Retrieved from https://www.fao.org/3/i8661en/I8661EN.pdf
- Mitsch, W. J., & Gosselink, J. G. (2015). Wetlands (5th ed.). John Wiley & Sons.
- Bridgham, S. D., et al. (2006). “The Carbon Balance of North American Wetlands”. Wetlands, 26, 889–916. https://doi.org/10.1007/s13157-006-0064-6
- International Union for Conservation of Nature. “Guidelines for Wetland Restoration”. IUCN, 2013.
- Lehner, B., et al. (2011). “High-resolution mapping of the world’s reservoirs and dams for sustainable development”. Frontiers in Ecology and the Environment, 9(9), 494–502. https://doi.org/10.1890/100125
Các bài báo, nghiên cứu, công bố khoa học về chủ đề đầm lầy:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10