Quản lý tổng hợp vùng bờ Chương 3 Phân hệ hữu sinh: môi trường sinh thái, tài nguyên sống

CHƯƠNG 3 PHÂN HỆ HỮU SINH: MÔI TRƯỜNG SINH THÁI, TÀI NGUYÊN SỐNG 3.1 Giới thiệu Dải ven biển là vùng chuyển tiếp từ ảnh hưởng vùng đất liền sang ảnh hưởng của biển. Thuỷ triều, sóng, nguồn nước ngọt đổ ra biển và vùng nước nông tạo nên một môi trường với các điều kiện thường xuyên thay đổi. Trong một môi trường như vậy sẽ có nhiều trạng thái: từ nước mặn tới nước ngọt, từ đá cứng tới hạt đất mịn, từ sáng tới tối, từ nước đục tới vùng nước trong, từ vùng nước đọng tới vùng chảy nhanh, từ trạng thái chìm tới trạng thái nổi… Phân hệ hữu sinh bao gồm một số hệ sinh thái với các quần xã vô cùng đa dạng, đã thích ứng với điều kiện sống tại vùng chuyển tiếp này. Phân hệ hữu sinh thích ứng với tính đa dạng và năng suất sinh học nổi trội là đặc điểm của dải ven biển. Tính từ biển sâu tới núi cao nhất thì dải ven biển là nơi có năng suất tối ưu. Hệ sinh thái ven biển cũng tạo điều kiện cho các chức năng sinh thái (chức năng tự nhiên) và tạo ra các mặt hàng tự nhiên cho con người. Việc duy trì hệ sinh thái này để có thể phục vụ cho các chức năng sinh thái tự nhiên là điều không thể thiếu để phát triển bền vững hệ sinh thái của trái đất. Chương này sẽ trình bày những quá trình sinh thái chủ chốt được coi là quan trọng nhất trong việc duy trì hệ sinh thái dải ven biển, các hệ sinh thái chính của dải ven biển và các khía cạnh khác như chất lượng nước, điều cũng rất quan trọng đối với quản lý dải ven biển. Dưới đây là các định nghĩa cơ bản: Sinh thái học nghiên cứu mối quan hệ giữa các sinh vật và môi trường xung quanh chúng, nghiên cứu sự tương tác giữa các nhân tố hữu sinh và các nhân tố vô sinh. Nơi cư trú là môi trường trong đó sinh vật sống như đầm lầy, bờ biển, nước, bãi biển, đầm phá và bãi bùn. Quần thể là toàn bộ các cá thể thuộc cùng một loài cùng sống tại một địa điểm nhất định. Quần xã là tập hợp các quần thể sinh vật sống tại một khu vực nhất định có quan hệ tương tác với nhau. Ổ sinh thái là khu vực riêng, trong đó một sinh vật có thức ăn và phản ứng cách sống của một sinh vật. Vai trò hoặc chức năng của một loài trong hệ sinh thái. Nếu nơi cư trú là địa chỉ của sinh vật, thì ổ sinh thái là nghề của nó. Hệ sinh thái là một quần sinh vật tương tác với nhau và với môi trường mà chúng sinh sống ví dụ như hệ sinh thái rạn san hô ngầm, hệ sinh thái rừng ngập mặn, hệ sinh thái hồ nước mặn v.v… Tính đa dạng là thước đo sự giàu có và khả năng phục hồi của một hệ sinh thái dựa trên số lượng loài hoạt động trong hệ sinh thái đó. Nói chung, hệ sinh thái 39 càng đa dạng thì càng có khả năng phục hồi càng cao khi nó phải chịu sự rủi ro từ việc phát triển kinh tế xã hội ở dải ven biển. 3.2 Quá trình sinh thái Sinh thái có hai khía cạnh, cũng như hai mặt của một đồng xu - đó là sinh vật và quá trình sinh thái. Hai khía cạnh này kết nối và lồng ghép môi trường sống ven biển và các sinh vật thành một hệ sinh thái thống nhất. Chúng không loại trừ lẫn nhau mà bổ trợ nhau và việc duy trì quá trình sinh thái cũng quan trọng như việc bảo tồn sinh vật hay môi trường sống của chúng. Trong khi nghiên một môi trường sống của 1 loài hay của 1 hệ sinh thái thì không được quên rằng những hệ thống ấy không phải là những đơn vị độc lập, tách biệt mà nó là một thành phần trong một hệ sinh thái lớn hơn vùng ven biển. Vì vậy, chúng phải được quản lý như một phần của một hệ sinh thái lớn nhằm đảm bảo kết nối các hệ sinh thái khác nhau. Có 3 loại quá trình liên kết các môi trường sống ven bờ và các sinh vật với nhau trong các hệ sinh thái và bất kỳ can thiệp nào hay sự phá vỡ những quá trình này cũng sẽ chắc chắn dẫn đến những thay đổi trong các hệ sinh thái. Các quá trình này gồm: 1. Vòng tuần hoàn dinh dưỡng trong hệ sinh thái. 2. Dòng năng lượng xuyên suốt hệ sinh thái. 3. Cơ chế điều hành hoạt động của hệ sinh thái. 3.2.1 Vòng tuần hoàn dinh dưỡng trong hệ sinh thái Các chất dinh dưỡng là các chất hoá học cần thiết cho sự sinh trưởng của động thực vật. Vì động vật lấy dinh dưỡng từ thực vật, các nhà sinh thái học nghiên cứu về vòng tuần hoàn dinh dưỡng thường chú tâm vào các chất dinh dưỡng thực vật chủ yếu như phốt pho, nitơ, và các chất ít sử dụng hơn như silic. Các nguồn cung cấp dinh dưỡng cho hệ thống sinh thái vùng bờ là đa dạng và phong phú từ nguồn rửa trôi từ đất, từ nước ngầm, sông, chất thải hữu sinh, hoá chất, sự phân huỷ do vi khuẩn của các chất hữu cơ lắng đọng, nước biển theo dòng chảy vào thềm lục địa. Chẳng hạn 1 nguyên tử phốt pho chảy ra từ sông có thể bị thực vật phù du vùng cửa sông hấp thụ. Loài thực vật này lại là nguồn thức ăn cho các loại sò, hến sống ở cửa sông, đầm lầy nước mặn. Các loài này lại bài tiết nguyên tử phốt pho lên mặt nuớc vùng đầm lầy. Sau đó, phốt pho có thể được hấp thụ bởi các loài tảo biển, loài thực vật này khi chết đi sẽ dạt vào ven bờ và chìm xuống đáy biển trở thành mảnh vụn (các xác hữu cơ ở đáy biển). Khoáng hoá là quá trình phân huỷ chất hữu cơ nhờ các sinh vật (hầu hết là các vi khuẩn), giải phóng vào nước nguyên tử phốt pho mà các thực vật phù du khác có thể hấp thụ. Nó lại là thức ăn cho một loài cá di cư xa bờ, đôi khi có thể bị đánh bắt ở vùng xa bờ và cuối cùng nó lại có mặt trong bữa ăn tối của con người. 40 Do vậy việc sử dụng và tái sử dụng nguyên tử phốt pho trong hệ sinh thái bờ biển là một cơ chế kết nối các sinh vật và môi trường sống với nhau. Mối liên kết này có thể bị phá vỡ ở bất kỳ khâu nào, song do có rất nhiều những mối liên kết tồn tại song song với nhau, vì vậy quá trình chung của vòng tuần hoàn dinh dưỡng vẫn tiếp diễn kể cả khi bị nghẽn tại một số khâu nào đó. Do đó những chất dinh dưỡng cung cấp cho hệ sinh thái luôn có sẵn cho dù những thay đổi về chủng loại và số lượng của các chất dinh dưỡng có thể tạo ra những thay đổi trong hệ sinh thái. Những dẫn chứng phổ biến về những thay đổi dạng này trong hệ sinh thaí là nhưng thay dổi bắt nguồn từ sự phú dưỡng. Phú dưỡng là hiện tượng giàu các chất dinh dưỡng vô cơ trong nước tự nhiên ( như amoniăc, nitơrat, phốt phát) từ các nguồn như cống rãnh, chất thải công nghiệp và phân bón bị rửa trôi, kich thích sinh trưởng của thực vật phù du và làm tăng sinh khối. Quá trình phân huỷ tiếp theo đó do vi khuẩn trong trường hợp xấu nhất sẽ gây ra hiện tượng suy giảm oxy và chết hàng loạt cá và các sinh vật khác. Hình 3.1. Sự tồn tại và luân chuyển nguyên tử phốt pho trong hệ sinh thái Khi một khu vực có hiện tượng giàu dinh dưỡng thì không những không làm tăng năng suất của hệ thống mà còn tăng nguy cơ suy giảm hoàn toàn hệ sinh thái. Trong hầu hết các trường hợp, khả năng phát triển của thực vật phù du sẽ dẫn tới sự thay đổi của thành phần tảo - loài thực vật chiếm ưu thế về chủng loại và hấp thụ phần lớn các chất dinh dưỡng một cách nhanh chóng. Hiện tượng giàu phốt phát và 41 nitơ sẽ gây ra sự thay đổi từ tảo silic thành tảo roi (flagellate). Chuỗi thức ăn vì thế sẽ thay đổi và các vùng giàu dinh dưỡng sẽ trở thành môi trường không thích hợp cho nhiều loại sinh vật từng sống ở đây trước đó. Hình3.2: Tháp thức ăn ở biển 3.2.2 Dòng năng lượng qua hệ sinh thái Năng lượng là khả năng hoạt động. Trong các hệ sinh thái, nguồn năng lượng quan trọng nhất là ánh sáng mặt trời và các chất dẫn xuất dẫn xuất từ ánh sáng (các hợp chất hữu cơ được tạo ra từ ánh sáng thông qua quá trình quang hợp). Quang hợp là một quá trình phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời diễn ra trong mô thực vật và một số loài vi khuẩn. Nhờ quá trình này mà cácbonđioxit được đồng hoá thành các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng. Một sản phẩm quan trọng của quá trình quang hợp việc nhả oxy. Đây chính là lý do vì sao thực vật được coi là lá phổi của trái đất. Năng lượng, nó không giống như chất dinh dưỡng, không tạo thành một dòng tuần hoàn từ một thành phần này của hệ sinh thái tới một thành phần khác. Tuy nhiên, dòng năng lượng từ thành phần hệ sinh thái này tới thành phần hệ sinh thái khác dưới dạng các chất hữư cơ và được phân huỷ tại mỗi một quá trình chuyển giao cho tới khi đạt được trạng thái (nhiệt) nghĩa là khi không còn sử dụng được cho các hệ sinh học nữa. Điều này được minh hoạ bằng tháp dinh dưỡng trên hình hình 3.2. Hàng năm các đầm nước mặn sản xuất ra một lượng thực vật khổng lồ như cỏ hay ruộng ngô. Những cây cỏ này được bón bằng nguồn nước sông giầu chất dinh dưỡng và những vật chất còn lại sau khi thu hoạch được hòa lẫn vào dòng chảy của thuỷ triều. Tại nhiều nơi, các đầm nước mặn, cỏ biển hay các rừng ngập mặn là đơn vị quang hợp chính đối với toàn bộ hệ sinh thái bờ biển. Các nhà nghiên cứu ở GEORGIA (Mỹ) đã nhận thấy rằng 100% các chất hữu cơ đều được sản sinh dưới 42 dạng các loài thực vật đầm lầy và được gọi là sản phẩm sơ cấp. Trong một đầm ngập mặn, có khoảng 5% thực vật bị các loài khác ăn trước khi chúng bị chết và vì vậy chúng tham gia vào chuỗi thức ăn của động vật ăn cỏ. Khoảng 95% thực vật chết được các loài vi sinh vật phân huỷ thành mùn và tham gia vào chuỗi thức ăn thối rữa. 50% các loại mùn hữu cơ có trong hệ đầm lầy được chuyển thành các mức dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn. Mặc dù vậy, khoảng 45% lượng mùn hữu cơ này được chuyển từ đầm lầy tới các thuỷ vực xung quanh hệ sinh thái bờ biển (hình 3.3). Chất hữu cơ được mang đi là thành phần chính của chuỗi thức ăn của các cửa sông hay vùng nước ven bờ, do vậy nó cũng là một cơ chế liên kết các môi trường sống với nhau thành hệ sinh thái thống nhất. Hình 3.3: Dòng năng lượng hệ đầm nước mặn. 43 3.2.3. Cơ chế điều hành hoạt động của hệ sinh thái Các cơ chế điều hành hoạt động của hệ sinh thái là một phổ rất rộng bao gồm các hiện tượng sinh, lý, hoá. Trong các hệ sinh thái vùng bờ có thể kể đến một số nhân tố quan trọng nhất. Nhân tố vật lý: Hoạt động của thuỷ triều, nhiệt độ, sóng, dòng chảy, loại chất lắng đọng, gió, địa hình và độ dốc. Nhân tố hoá học: độ mặn, oxy hoà tan, thành phần cát lắng chất dinh dưỡng có sẵn và vi lượng kim loại v.v... Nhân tố sinh học: cạnh tranh, ăn cỏ, ăn mùn, ăn tạp và ăn thịt (động thái dinh dưỡng), xáo trộn sinh học tái sản xuất và cộng sinh. Tất cả các nhân tố này đều tương tác với nhau ở một mức độ nhất định và cấu thành hệ sinh thái tại một khu vực nhất định. Những sinh vật khác nhau chiếm giữ những ổ khác nhau trong hệ sinh thái. Khái niệm ổ hàm ý rằng mỗi sinh vật đều có ưu thế riêng trong một môi trường sống đặc thù với những phạm vi đặc thù về nhân tố vật lý, hoá học và sinh học. Ví dụ như rạn san hô ngầm đòi hỏi nhiệt độ khoảng 18oC, độ sâu dưới mặt nước không quá 50m, độ mặn của nước vào khoảng 30-36 ‰, nồng độ bùn cát thấp và sự góp mặt của một số tảo cộng sinh. Biên độ thuỷ triều, điều chỉnh sự phân bố của các sinh vật trong dải ven biển (sự phân vùng xem hình 3.4). Dòng và biên độ thuỷ triều quy định sự xuất hiện một số kiểu môi trường sống như bãi bùn, bãi cát, đầm lầy…chúng cũng cân bằng sự vào, ra của các loại chất hữu cơ thông qua tác động tới năng lượng sẵn có để thu hoạch các sản phẩm từ đầm lầy. Các nhân tố hoá học quy định các hệ sinh thái cửa sông và ven bờ là độ mặn, nguồn cung cấp oxy hoà tan và nitơ. Độ mặn quy định sự phân bố của các loài sinh vật dựa vào khả năng chịu mặn của chúng. Điều này được thể hiện qua sự phân bố của thực vật cồn cát (một số loài thực vật có khả năng chịu mặn cao hơn so với những loài khác). Số loài xuất hiện tại các điểm dọc theo gradient độ mặn ở cửa sông giảm rõ rệt ở vùng nước lợ vì chỉ có ít sinh vật có khả năng chịu được độ mặn luôn thay đổi ở vùng cửa sông (hình 3.5). Các cơ chế sinh học cấu tạo các hệ sinh thái bờ biển rất phức tạp và thường đã tiến hoá hàng ngàn năm. Một trong những hiện tượng sinh học đáng chú ý nhất là sự cộng sinh. Cộng sinh là mối quan hệ giữa các loài sinh vật khác nhau, cùng chung sống vì lợi của một trong hai hoặc cả hai loài. Dạng cộng sinh giữa san hô và tảo đơn bào là một ví dụ nổi bật. Tảo đơn bào cư trú bên trong các mô của san hô và tiến hành quang hợp. Sản phảm sơ cấp từ đó được chứa trong cơ thể động vật cung cấp nguồn thức ăn quan trọng cho động vật. 44 Hình 3.4: Sự phân vùng ở hệ sinh thái đầm nước mặn Hình 3.5: Số lượng các loài có quan hệ với độ mặn Cạnh tranh là một ví dụ khác về hiện tượng sinh học cấu tạo nên hệ sinh thái. Cạnh tranh là cuộc đấu tranh giành thức ăn, không gian hoặc các nhu cầu sinh thái 45 khác giữa hai sinh vật. Ví dụ, đối với rạn san hô ngầm cuộc cạnh tranh diễn ra rất khốc liệt. Cạnh tranh ánh sáng khiến san hô phát triển tác dụng như những tấm hấp thụ năng lượng mặt trời (hình 3.6). Cạnh tranh về không gian giữa các rạn san hô khác nhau làm tiết ra các độc tố tấn công lẫn nhau, phát triển nhanh và sẵn sàng lấp trống. Hình 3.6: Các dạng phát triển san hô ngầm ở Vịnh ả Rập Có nhiều nhân tố đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc hệ sinh thái, do đó hiểu thấu tất cả các quá trình hoạt động trong hệ sinh thái là rất khó khăn. Trên thực tế, đây là một mạng rắc rối của nhiều tương tác khác nhau mà mới chỉ có một vài điều được làm sáng tỏ. Để minh hoạ sự phức tạp của mối tương tác đa chiều ở vùng ven biển, chúng ta xem xét vòng đời của một số loài động vật không xương sống và cá. Vòng đời của các động vật gồm nhiều giai đoạn mà mỗi loài phải trải qua từ khi sinh ra, trưởng thành cho đến lúc chết đi. Một vài loài tôm (như tôm hùm chẳng hạn) lấy vùng cửa sông và vùng nước lợ như là một phần cuộc sống của chúng. Những loài này sống dựa vào thực vật và các loài giáp xác nhỏ, giun và nhiều loại ấu trùng. Mặc dù hầu hết các loài đều là các sinh vật biển đã trưởng thành, vùng cửa sông vẫn thực hiện hai chức năng cơ bản của nó là (i) cung cấp các thức ăn thích hợp trong suốt quá trình lớn lên của sinh vật và (ii) bảo vệ chúng khỏi các loài săn mồi. Vòng đời của một con tôm được minh hoạ trong hình 3.7. Tôm hồng có nhiều ở vịnh Mêhicô, đẻ trứng ở vùng xa bờ, nơi có độ sâu khoảng 30-50m. Ấu trùng tôm di chuyển theo dòng nước 46 về hướng đất liền trong khoảng từ 3-4 tuần, trong thời gian này ấu trùng cũng trải qua một loạt các giai đoạn phát triển và sẽ dài khoảng 1,5cm. Ấu trùng tôm di chuyển vào lạch và ở vùng cửa sông chúng lớn rất nhanh đạt kich thước thương mại chỉ trong vòng 2-4 tháng, trước khi quay lại biển để hoàn thành vòng đời của mình. Trong thời gian sống ở vùng cửa sông chúng phải tìm nơi trú ẩn, trốn tránh những sinh vật săn mồi trong các bãi tảo biển hay giữa các đám rễ cây đước và tảo lớn ở vùng nước nông. Những vật săn mồi lớn hơn như cá chỉ vàng cũng không thể vào những nơi ở này và không dễ gì phát hiện ra con mồi của chúng trong môi trường nước đục hoặc che phủ dầy đặc. Năng suất cấp một cao từ vùng đầm nước mặn, thực vật phù du cửa sông, tảo biển, tảo lớn rừng ngập mặn tạo ra nguồn cung cấp thức ăn dồi dào. Trong ví dụ này, ta có thể lần lượt xem xét các nhân tố nhự sự săn mồi, nhân tố sinh sản, các nhân tố vật lý của dòng nước, độ sâu và chất dinh dưỡng hiện có tạo ra năng suất cấp một cao. Hình 3.7: Vòng đời khái quát của tôm. Sự tương tác giữa các thành phần ở vùng ven biển không bị hạn chế ở dải ven biển và vùng nội địa. Một số tương tác có thể xảy ra trên diện rộng hơn, phần lớn là do sự di trú của các loài chim biển và rùa biển. Nhiều loài chim biển là loài chim di trú hoàn toàn hoặc một phần, nghĩa là chúng qua đông ở một nơi và đẻ trứng vào mùa hè tại một nơi khác. Khoảng cách di trú của các loài chim này thường rất lớn. Loài hải âu lớn mỗi năm hai lần có thể bay vượt qua Đại Tây Dương từ Nam tới Bắc và ngược lại, với 47 quãng đường dài khoảng 10.000 km. Trong quá trình di trú tới hoặc rời khỏi nơi cư trú đông và đẻ trứng, nhiều loài chim biển buộc phải nghỉ dọc đường. Trên thực tế, hành trình di trú hay đường bay qua các vùng đất ngập nước hay cửa sông. Trên thực tế, hành trình di trú hay đường bay của các loài chim nước đều bám theo các dải bờ biển. Tại các điểm dừng chân, các loài chim nghỉ ngơi sau một chuyến đi dài mệt nhọc và tốn nhiều năng lượng. Chúng cũng cần phục hồi dự trữ năng lượng. Các điểm dừng chân này rất quan trọng đối với sự sống còn của các quần thể chim này. Rùa biển cũng có chặng di cư rất dài từ nơi tìm kiếm thức ăn tới nơi làm tổ. Nếu những điểm dừng chân chính, nơi sinh sản hoặc trú đông bị quấy rầy hoặc thu hẹp do sự phát triển và hoạt động của con người thì chắc chắn sẽ gây ảnh hưởng tới các quần thể chim biển vì chúng phụ thuộc gần như hoàn toàn vào các khu vực này. Công ước Ramsar (tên của một một vùng thuộc Iran nơi ký kết công ước vào năm 1931) cố gắng bảo vệ những địa điểm này, những nơi mà một thời kỳ trong năm là nơi trú chân cho một số lượng rất lớn quần thể chim di trú (1%) thuộc một loài riêng. Những địa điểm này thường là các dải ven biển hoặc các vùng đất ngập nước ngọt. 3.3 Hệ sinh thái ven bờ Dưới đây là phần trình bày về các kiểu hệ sinh thái ven biển, tập trung vào sự phân bố, tính đa dạng, năng suất và vai trò của chúng trong hệ sinh thái ven biển và nguyên nhân suy giảm của chúng. 3.3.1 Rạn san hô ngầm Rạn san hô ngầm là tầng canxicacbonat lớn được hình thành qua nhiều thế kỷ chủ yếu từ san hô, tảo và các sinh vật tiết ra canxicacbonat (đá vôi) khác. Những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của rạn san hô ngầm là nhiệt độ nước trên 180C, độ sâu không quá 50 m, độ mặn ổn định 36-36 (‰), nồng độ bùn cát thấp, đủ lưu thông nước không ô nhiễm và phải có một lớp nền từ trước (hình 3.8). Có thể xác định được 3 loại rạn san hô ngầm (Hình 3.9) 1. Rạn san hô tua, thường ở không xa bờ tạo thành một hồ nước mặn nông giữa rạn và phần đất liền. Rạn san hô gồm cả hồ nước mặn thông thường rộng từ 3-300 m. 2. Đảo san hô vòng có hình móng ngựa hoặc hình tròn có một hồ nước mặn hình bán nguyệt ở giữa, thường gặp ở vùng biển Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương. Đảo san hô vòng đặc trưng cho vùng đại dương, nhô lên từ lòng nước sâu có thể quá hàng ngàn mét. 3. Rạn san hô chắn, giống như rạn san hô tua cũng kết hợp với một dải đất, song thường phát triển ở khoảng cách xa bờ hơn nhiều. Rạn san hô chắn lớn nằm cách xa bờ tới 100 km so với bờ biển Úc. 48 Hình 3.8: Những hạn chế vật lý trong phát triển rạn san hô ngầm (Polip san hô) ( Nybakken,J.W.1982) Hình 3.9 Ba loại rạn san hô chính 49 Năng suất và tính đa dạng của rạn san hô: Rạn san hô là một trong những hệ sinh thái tự nhiên đứng đầu về năng suất sơ cấp (hình 3.10). Một rạn san hô có thể hỗ trợ khoảng 3000 loài. Trong vùng biển nhiệt đới, phía trên rạn san hô lại có năng suất thấp vì không có nguồn cung cấp chất dinh dưỡng như nitơrat và phốt phát. Vì vậy rõ ràng là rạn san hô hỗ trợ cho một cuộc sống no đủ dưới những điều kiện nêu trên. Để khắc phục sự thiếu hụt về dinh dưỡng, rạn san hô phải tạo ra nhiều hình thức tái sử dụng hữu hiệu, để có thể sử dụng lại các chất dinh dưỡng thu nhận được mà không mất. Polip san hô của tảo cộng sinh (rong vàng nâu cộng sinh động vật) trong các mô san hô, chúng xử lý các phế phẩm của Polip trước khi đào thải ra ngoài, vì vậy vẫn giữ lại được các chất dinh dưỡng quan trọng. Rong quang hợp nhờ ánh sáng và san hô hấp thụ các chất dinh dưỡng từ các sản phẩm ngoại tế bào của rong. Quan hệ cộng sinh giữa san hô và rong đảm bảo cho năng suất cao. Tỷ lệ lắng canxi trong san hô cũng phụ thuộc vào việc quang hợp của rong. Sự phức tạp về mặt vật lý của rạn san hô góp phần vào tính đa dạng và năng suất của loài san hô. Một số lượng lớn các lỗ và các khe nứt trong các rạn san hô cung cấp nơi trú ẩn cho nhiều loài cá và các loài động vật không xương sống và còn là khu vực nuôi cá. Rạn san hô cũng cung cấp chất nền rắn cho sự phát triển và cư trú của nhiều loại sinh vật đáy (các loài ngao, sinh vật có bao, san hô dạng quạt, hải quỳ và tảo biển). San hô có tốc độ phát triển chậm và rất khác nhau tuỳ theo dạng san hô và điều kiện môi trường