近年来，长岛海峡的海洋生态系统呈现出显著的复苏迹象，海豚、海豹和海龟等海洋生物的出现频率明显增加。这一积极变化主要得益于水温的适度升高以及水质的持续改善，特别是氮污染的大幅减少，为各类海洋生物提供了更为适宜的栖息和繁衍环境。
令人振奋的景象出现在2025年8月，在康涅狄格州格林威治附近观测到约100头海豚聚集，这一壮观的场面对于该区域的海洋生态系统健康具有重要意义。长岛海峡是海港海豹和灰海豹的常见栖息地，它们通常在每年的9月至次年6月期间频繁活动。此外，竖琴海豹和冠海豹也会在1月至5月初进行季节性迁徙，这进一步证明了长岛海峡对日益增长的各类海豹物种的吸引力。
Mystic Aquarium水族馆在海洋生物保护领域扮演着积极角色，并已做好准备接收可能出现在海峡中的海牛，此举体现了水族馆致力于支持该地区更广泛海洋生物种群的承诺。作为长岛海峡冬季的重要居民，海豹的数量近年来呈现上升趋势。据估计，从1997年至2007年间，在谢菲尔德岛观察到的海豹数量呈现出明显的增长趋势。这些海豹主要以鱼类、鱿鱼、螃蟹和龙虾为食，并且具备长达28分钟的潜水能力。
长岛海峡水质的显著改善，尤其是在氮污染控制方面，是海洋生物得以繁盛的关键因素之一。根据“拯救海峡”组织发布的年度水质报告，2023年对长岛海峡开放水域进行的测试显示，98%的区域获得了B级或更高的评分，这得益于改进的雨水排水系统和氮污染的减少。尽管如此，部分海湾和港口的水质仍有待提升，这表明持续的环保努力至关重要。例如，根据美国环保署的数据，通过康涅狄格州和纽约州在升级污水处理厂以去除氮方面的成功计划，每年已有近5000万磅的氮污染得以阻止进入长岛海峡，从而提高了夏季的溶解氧浓度，改善了鱼类和其他海洋生物的生存条件。
这些积极的生态变化预示着一个更健康的长岛海峡，为多样化的海洋物种提供了更具吸引力的栖息地。持续的保护措施和环境监测对于维持这一充满活力的海洋种群至关重要。例如，一项研究表明，海草的生长状况可以作为水质问题的指示剂，而氮污染是导致海草衰退的主要原因。因此，解决来自污水处理厂以外的氮污染源，例如化粪池系统，对于恢复海草等海洋栖息地的健康至关重要。长岛海峡研究项目自2008年以来已完成了约30个项目，旨在更好地理解和改善海峡的健康状况，其中一项研究获得了280万美元的联邦拨款，用于改善水质和减少污染。