Các hệ sinh thái đất đang trở nên kém hiệu quả hơn trong việc hấp thụ carbon Dioxide

Thực vật và cây cối càng hấp thụ nhiều carbon dioxide (CO2) trong quá trình quang hợp, quá trình chúng sử dụng để làm thực phẩm, thì càng ít CO2 bị giữ lại trong khí quyển, nơi nó có thể khiến nhiệt độ tăng lên. Nhưng các nhà khoa học đã xác định được một xu hướng đáng lo ngại - khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên, 86% hệ sinh thái đất trên toàn cầu ngày càng trở nên kém hiệu quả hơn trong việc hấp thụ nó. Bởi vì CO2 là "thành phần" chính mà thực vật cần để phát triển, nồng độ cao của nó gây ra sự gia tăng quang hợp, và do đó, sự phát triển của thực vật - một hiện tượng thường được gọi là hiệu ứng bón phân CO2, hoặc CFE. CFE được coi là một yếu tố chính trong phản ứng của thảm thực vật đối với sự gia tăng CO2 trong khí quyển cũng như một cơ chế quan trọng để loại bỏ khí nhà kính mạnh này khỏi bầu khí quyển của chúng ta - nhưng điều đó có thể đang thay đổi.

Đối với một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 10 tháng 12 trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu đã phân tích các bộ dữ liệu dựa trên mô hình, từ vệ tinh và nhiều lĩnh vực để hiểu rõ hơn về tác động của việc tăng mức CO2 đối với CFE. Phát hiện của họ có ý nghĩa quan trọng đối với vai trò của thực vật có thể được mong đợi trong việc chống lại biến đổi khí hậu trong những năm tới. “Trong nghiên cứu này, bằng cách phân tích dữ liệu dài hạn có sẵn tốt nhất từ ​​viễn thám và các mô hình bề mặt đất hiện đại, chúng tôi nhận thấy rằng kể từ năm 1982, CFE trung bình toàn cầu đã giảm đều đặn từ 21% xuống 12%. Ben Poulter, đồng tác giả nghiên cứu và nhà khoa học tại Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA cho biết trên 100 ppm CO2 trong khí quyển. “Nói cách khác, các hệ sinh thái trên cạn đang trở nên kém tin cậy hơn như một công cụ giảm thiểu biến đổi khí hậu tạm thời”.

Hệ sinh thái đất hiện đang đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Nếu không có tương tác này giữa quang hợp và CO2 trong khí quyển tăng cao, Poulter nói rằng chúng ta sẽ thấy biến đổi khí hậu xảy ra với tốc độ nhanh hơn nhiều. Nhưng các nhà khoa học đã lo ngại về việc Hiệu ứng Bón phân CO2 có thể duy trì được bao lâu trước khi các hạn chế khác đối với sự phát triển của cây trồng xuất hiện. Ví dụ: trong khi lượng CO2 dồi dào sẽ không hạn chế sự phát triển, thì việc thiếu nước, chất dinh dưỡng hoặc ánh sáng mặt trời - những thành phần cần thiết khác của quá trình quang hợp - sẽ xảy ra. Để xác định lý do tại sao CFE lại giảm, nhóm nghiên cứu đã tính đến sự sẵn có của các yếu tố khác này. “Theo dữ liệu của chúng tôi, điều dường như đang xảy ra là có cả hạn chế về độ ẩm cũng như hạn chế về chất dinh dưỡng,” Poulter nói. “Ở các vùng nhiệt đới, thường không có đủ nitơ hoặc phốt pho để duy trì quá trình quang hợp, còn ở các vùng ôn đới và vĩ độ cao, độ ẩm của đất hiện hạn chế hơn nhiệt độ không khí do sự ấm lên gần đây”. Nhóm khoa học quốc tế nhận thấy rằng khi các quan sát viễn thám được tính đến - bao gồm dữ liệu chỉ số thực vật từ Máy đo bức xạ có độ phân giải rất cao tiên tiến (AVHRR) của NASA và thiết bị quang phổ hình ảnh có độ phân giải vừa phải (MODIS) - thì sự suy giảm CFE là đáng kể hơn so với hiện tại mô hình bề mặt đất đã được hiển thị. Poulter nói rằng điều này là do các nhà mô hình đã phải vật lộn để giải thích các phản hồi dinh dưỡng và giới hạn độ ẩm của đất - một phần là do thiếu các quan sát toàn cầu về chúng. “Bằng cách kết hợp dữ liệu viễn thám hàng thập kỷ như chúng tôi đã làm ở đây, chúng tôi có thể thấy những hạn chế này đối với sự phát triển của thực vật. Do đó, nghiên cứu cho thấy một hướng đi rõ ràng cho việc phát triển mô hình, đặc biệt là với các quan sát viễn thám mới về các đặc điểm thảm thực vật dự kiến ​​trong những năm tới, ”ông nói. “Những quan sát này sẽ giúp các mô hình tiên tiến để kết hợp các quá trình hệ sinh thái, phản hồi khí hậu và CO2 một cách thực tế hơn.”

Kết quả của nghiên cứu cũng nêu bật tầm quan trọng về vai trò của hệ sinh thái trong chu trình carbon toàn cầu. Theo Poulter, trong tương lai, hiệu suất hấp thụ carbon của các hệ sinh thái đất ngày càng giảm có nghĩa là chúng ta có thể thấy lượng CO2 còn lại trong khí quyển sau khi đốt nhiên liệu hóa thạch và phá rừng bắt đầu tăng lên, làm thu hẹp ngân sách carbon còn lại. Ông nói: “Điều này có nghĩa là để tránh hiện tượng nóng lên 1,5 hoặc 2°C và các tác động liên quan đến khí hậu, chúng ta cần điều chỉnh ngân sách carbon còn lại để giải thích cho sự suy yếu của Hiệu ứng phân bón CO2 của cây trồng. “Và do sự suy yếu này, các hệ sinh thái trên đất liền sẽ không còn đáng tin cậy để giảm thiểu khí hậu trong những thập kỷ tới”. Trên thực tế, biến đổi khí hậu đang làm suy yếu khả năng giảm thiểu biến đổi khí hậu hơn nữa của thực vật trên các khu vực rộng lớn trên hành tinh.

Biên dịch: Thanh Tâm

Link: https://climate.nasa.gov/news/3057/land-ecosystems-are-becoming-less-efficient-at-absorbing-carbon-dioxide/