Một nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Trường Đại học State Washington (WSU) đã phát hiện ra rằng trong khi các vùng đất khô trên thế giới sẽ mở rộng với tốc độ nhanh do biến đổi khí hậu trong tương lai, năng suất trung bình của chúng có thể sẽ bị suy giảm (their average productivity will likely be reduced).

Vùng Arid chaco. Nguồn ảnh: Valerio Pillar, CC BY-SA 2.0

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 3 tháng 4 năm 2020, là nghiên cứu lần đầu tiên định lượng các tác động của tình trạng lớn rộng nhanh các vùng đất khô dưới sự biến đổi khí hậu trong tương lai lên tổng sản lượng sơ cấp (gross primary production (GPP) = tổng lượng quang hợp của thực vật trên một đơn vị diện tích trong một thời gian nhất định). Các vùng đất khô, chủ yếu bao gồm thảo nguyên, đồng cỏ và cây bụi (shrubland), rất quan trọng để hỗ trợ cho chăn thả động vật và đất canh tác không tưới tiêu trên toàn thế giới. Chúng cũng là một nhân tố quan trọng trong chu trình carbon toàn cầu và chiếm đến 41% diện tích bề mặt trái đất và hỗ trợ cho 38% dân số.

Jingyu Yao, trợ lý nghiên cứu bộ môn kỹ thuật xây dựng và môi trường thuộc WSU, tác giả chính của bài báo cho biết: “Kết quả nghiên cứu của chúng tôi làm nổi bật lên tính dễ bị tổn thương của vùng đất khô với các thái cực khí hậu thường xuyên hơn và khắc nghiệt hơn”.

Sử dụng dữ liệu vệ tinh về năng suất thực vật, các phép đo chu trình carbon từ 13 địa điểm và bộ dữ liệu từ các mô hình toàn cầu về biến đổi khí hậu trong tương lai, các nhà nghiên cứu nhận thấy năng suất của vùng đất khô sẽ tăng tổng thể khoảng 12% vào năm 2100 so với đường cơ sở từ khoảng 10 năm trước. Tuy nhiên, khi các vùng đất khô thế chỗ cho các hệ sinh thái năng suất cao hơn, năng suất toàn cầu có thể không tăng. Hơn nữa, do những thay đổi dự kiến ​​về lượng mưa và nhiệt độ, lượng năng suất của bất kỳ vùng đất khô nào cũng sẽ bị giảm.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng việc ngày càng mở rộng giữa các dạng đất khô khác nhau sẽ dẫn đến những thay đổi lớn trong việc đóng góp của khu vực và phân nhóm đối với năng suất của đất khô toàn cầu.

Vùng đất khô sẽ trải qua sự mở rộng và suy thoái đáng kể trong tương lai do biến đổi khí hậu, cháy rừng và các hoạt động của con người, bao gồm những thay đổi về cấu trúc hệ sinh thái cũng như năng suất của chúng, Heping Liu, giáo sư khoa kỹ thuật xây dựng và môi trường, tác giả của bài báo nói.

Do các khu vực này đã bị áp lực về nước nên chúng đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi lượng mưa hoặc nhiệt độ. Nhiệt độ ấm lên do biến đổi khí hậu và hạn hán thường xuyên và nghiêm trọng hơn sẽ đe dọa đến sự đa dạng sinh học cũng như khả năng thu và giữ carbon của chúng.

Đặc biệt ở các nước đang phát triển, sự xuống cấp của hệ sinh thái đất khô có thể gây tác động kinh tế và xã hội mạnh mẽ, Yao nói.

Những thay đổi này đã bắt đầu xảy ra trong vài thập kỷ qua. Ở phía Tây Nam - Hoa Kỳ, sự ra đời của các loài xâm lấn đã thay đổi các vùng đất khô từ xanh sang nâu. Sự thay đổi lượng mưa ở Úc gây ra những tác động mạnh mẽ và đồng cỏ xanh ở Mông Cổ đã ngày càng xấu đi vì nhiệt độ ấm hơn, lượng mưa ít hơn và do tình trạng chăn thả quá mức.

Trong khi năng suất của vùng đất khô rất quan trọng đối với việc hỗ trợ cho con người, những khu vực này cũng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quy trình carbon hàng năm. Chúng giúp hành tinh thở, hấp thụ carbon dioxide vào mỗi mùa xuân khi các loài thực vật phát triển và sau đó thở ra vào mùa thu khi chúng nghỉ. Do sự phát triển của hệ sinh thái đất khô rất nhạy cảm với những thay đổi về lượng mưa và nhiệt độ, vùng đất khô cho thấy chịu sự tác động lớn nhất của bất kỳ sự biến đổi hệ sinh thái nào hàng năm trong chu trình carbon.

Hiểu được vai trò của chúng trong chu trình carbon trong tương lai có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định cách bảo tồn tốt nhất các khu vực hấp thụ carbon cao.

"Trong xã hội của chúng ta, chúng ta không chú ý nhiều đến những gì đang xảy ra với các vùng đất khô hạn", Liu nói.

“Với tầm quan trọng của chúng trong các hệ sinh thái và chu trình carbon toàn cầu, một kế hoạch hành động toàn cầu liên quan đến quản lý nghiêm ngặt và sử dụng bền vững các vùng đất khô hạn là cần thiết để bảo vệ các hệ sinh thái mỏng manh và ngăn chặn sa mạc hóa diễn ra để giảm thiểu biến đổi khí hậu”.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2020-04-drylands-future-climate.html, 3/4/2020