Ο Υδροβιότοπος του Κόλπου Καλλονής αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους πόρους του οικολογικού κεφαλαίου της Λέσβου. Οι παράλιες περιοχές περιμετρικά του Κόλπου Καλλονής αποτελούν ένα ενιαίο οικολογικό σύστημα, καθώς στην περιοχή υπάρχει ένα μωσαϊκό αλιπέδων αλυκών, εκβολών μικρών ποταμών και χείμαρρων, καλαμιώνων, πευκοδάσους και ελαιώνων. Έτσι οι σχηματιζόμενοι υγρότοποι χρησιμεύουν ως καταφύγιο και τόπος αναπαραγωγής πολυάριθμων σπάνιων και προστατευόμενων ειδών πουλιών.

    Συγκεκριμένα ο υγροβιότοπος περιλαμβάνει όλο τον θαλάσσιο χώρο του Κόλπου και μεγάλο αριθμό χερσαίων υγρότοπων : οι αλυκές Καλλονής και Πολιχνίτου, οι χείμαρροι Τσικνιάς, Βούβαρης, Μυλοπόταμος, Εννιά Καμάρες, Ποταμιά, Λιμνοθάλασσα των Μέσσων, το έλος της Σκάλας Καλλονής, των Παρακοίλων, της Νυφίδας, κ.α. Η περιοχή του Κόλπου, έχει ενταχθεί στο Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα "Ειδικές Περιοχές Διατήρησης της Φύσης" του Δικτύου NATURA 2000. Μέχρι στιγμής έχουν καταγραφεί 134 είδη πουλιών, από τα οποία τα 66 είναι μεταναστευτικά, δίχως να συμπεριληφθούν στην καταλογογράφηση τα επιπλέον είδη των γειτονικών χερσαίων οικοσυστημάτων.

    Τα τελευταία χρόνια η παρατήρηση των πουλιών (bird-watching) στον εν λόγω υδροβιότοπο αποτελεί έναν πόλο έλξης ενδιαφέροντος επισκεπτών επιστημόνων-φυσιολατρών. Είδη όπως φαλαρίδες, πετροτριδίλες, καστανόχηνες, αβοκέτες, κρασοπούλια, μαυροπελαργοί, λευκοπελαργοί, ροζ φλαμίγκος, θαλασσοκόρακες, λευκοτσικνιάς, σταχτιτσικνιάς, κύκνοι, συμπληρώνουν το τοπίο. Η καλύτερη εποχή για την παρατήρησή των πουλιών είναι η άνοιξη και το φθινόπωρο.

    Αποτελεί μια δραστηριότητα αρκετών ατόμων, η οποία προβλέπεται να σημειώσει σημαντική αύξηση στο άμεσο μέλλον με την υποδομή, που  πρόκειται να εγκατασταθεί στην περιοχή, μέσω υλοποίησης σχετικού προγράμματος (εγκατάσταση παρατηρητηρίων, σύσταση και λειτουργία Κέντρου Περιβαλλοντικής Ενημέρωσης, κ.λπ.). Η συγκεκριμένη περιοχή παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς είναι κατάφυτη από πεύκα, ελαιόδεντρα, καλαμιώνες, μια μεγάλη ποικιλία από σπάνια είδη ορχιδέας, και αυτοφυή φυτά, που μαζί με τις εγκαταστάσεις των αλυκών προσφέρουν άφθονη τροφή και φυσικά καταφύγια σ΄ όλους τους έμβιους οργανισμούς, συμβάλλει στην διατήρηση της βιοποικιλότητας, ενώ πέρα της οικολογικής σημασίας έχει οικονομική και αισθητική βαρύνουσα αξία για την Λέσβο.

    Μια από τις ωραιότερες περιοχές της Λέσβου, είναι ο Πολυχνίτος στην νοτιοανατολική πλευρά του Κόλπου Καλλονής, ο οποίος αποτελεί έναν ιδιαίτερο υδροβιότοπο. Πάνω από 100 είδη πουλιών έχουν καταγραφεί στην περιοχή, από τα οποία άλλα είναι αποδημητικά και άλλα όχι.

    Για τους βιολόγους και τους ερασιτέχνες παρατηρητές, αποτελεί ένα ζωντανό μουσείο φυσικής ιστορίας. Η παρατήρηση είναι δυνατή καθ' όλη την διάρκεια του έτους, ιδιαίτερα όμως την άνοιξη που υπάρχει μεγαλύτερη προσέλευση πτηνών.

    Είδη όπως ερωδιοί, αγριόκυκνοι, φαλακροκόρακες, ροζ φλαμίγκος, χαλκόκοτες, τουρλίδες, λευκοπελαργοί, φαλαρίδες, νερόκοτες, είναι μερικά από τα πουλιά που μπορεί να δει κανείς. Αλλά και οι χερσαίοι βιότοποι του Πολυχνίτου, αποτελούν σημαντικά τμήματα της περιοχής.

    Ερπετά, αμφίβια και προπαντός θηλαστικά, βρίσκουν καταφύγιο εκεί. Χελώνες, αλεπούδες, σαύρες, νυχτερίδες κ.α. συμπληρώνουν το  φυσικό αυτό τοπίο. Ξεχωρίζει ανάμεσα στα σπονδυλόζωα το ομορφότερο θηλαστικό του νησιού, ο σκίουρος "Sciurus Anomalus" (όχι ο κοινός), ο οποίος ζει και υπάρχει μόνο εδώ.

    Εκτός από την πανίδα, ξεχωριστή θέση κατέχει και η χλωρίδα στην περιοχή του Πολυχνίτου. Βελανιδιές, άγριες ελιές, αγριοφυστικές, αγριοκουμαριές, καρυδιές, αμυγδαλιές, μηλιές, συκιές, αγριοτριανταφυλλιές, μελισσόχορτα, πεντάνευρα, τριφύλλια, γλυκάνισος, φασκόμηλο, μέντα, σπαράγγια, λάπατα, ραδίκια, μανιτάρια και άλλα συνθέτουν το μαγευτικό αυτό τοπίο.

Mεγάλης οικολογικής σημασίας για την περιοχή Ευεργέτουλα, είναι το υγροτοπικό σύστημα του Nτιπίου (Eυεργέτουλας ποταμός - έλος Nτιπίου). O υγροβιότοπος Nτιπίου στις εκβολές του φιλοξενεί μεγάλο αριθμό φυτών, ερπετών, αμφιβίων, πουλιών, εντόμων και την ακριβοθώρητη πια ενυδρίδα. Oρισμένα είδη από αυτά χαρακτηρίζονται από τη σπανιότητά τους. Τα νερά των παραποτάμων των πηγών, δημιουργούν περιοχές φυσικού κάλλους, δίνοντας την δυνατότητα στην περιοχή να ενταχθεί στο σχέδιο Natura 2000.

Στην περιοχή της Ερεσού, υπάρχει υδροβιότοπος με χελώνες καθώς και μια μεγάλη ποικιλία από σπάνια είδη πτηνών που προσφέρονται για απλή παρατήρηση ή επιστημονική μελέτη καθ' όλη την διάρκεια του χρόνου.