Các khu vực khô cằn trên trái đất xanh tươi hơn nhờ nồng độ CO2 gia tăng

Từ lâu các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng có một khu vực trở nên xanh tươi hơn nhờ carbon dioxit trong khí quyển tăng, các quan sát đã được thực hiện từ đầu những năm 1980 trong các số liệu vệ tinh. Hiện nay, một nghiên cứu về các khu vực khô hạn trên toàn cầu đã cho thấy một hiệu ứng hấp thụ carbon dioxit gây ra một màu xanh dần dần từ những năm 1982 tới năm 2010.

Tập trung vào các vùng phía Tây Nam Bắc Mỹ, các vùng hẻo lánh của Australia và một số khu vực thuộc Châu Phi, Randall Donohue của Tổ chức CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) tại Canberra, Australia và các đồng nghiệp của ông đã phát triển và ứng dụng một mô hình toán học để dự đoán quy mô ảnh hưởng của nồng độ carbon dioxit tăng.

Sau đó họ đã thử nghiệm dự đoán này bằng các hình ảnh nghiên cứu bằng vệ tinh, và đưa ra sự ảnh hưởng của khí carbon dioxit đối với rừng tách riêng khỏi các nhân tố ảnh hưởng khác như lượng mưa, nhiệt độ không khí, tổng lượng ánh sáng và những thay đổi trong sử dụng đất.

Mô hình của nhóm nghiên cứu đã dự đoán rằng, độ che phủ sẽ tăng khoảng 5 – 10% khi nồng độ carbon dioxit trong khí quyển tăng 14% trong thời kỳ nghiên cứu. Các dữ liệu vệ tinh cũng cho thấy điều đó, độ che phủ đã tăng 11% sau khi điều chỉnh các dữ liệu về lượng mưa, năng suất “hỗ trợ mạnh mẽ cho các giả thuyết của chúng tôi”, nhóm nghiên cứu cho biết.

“Nhiều nghiên cứu cho thấy sự gia tăng trung bình về thảm thực vật trên toàn cầu và có nhiều suy đoán về nguyên nhân gây ra hiện tượng này”. Donohue thuộc phòng nghiên cứu Đất và Nước của CSIRO, người là tác giả chính của nghiên cứu mới này, nói. “Cho đến thời điểm này, các nhà nghiên cứu đã liên kết sự xanh hóa với các biến đổi khí hậu khá rõ rệt, chẳng hạn như một sự gia tăng nhiệt độ tại những nơi thường lạnh hoặc sự gia tăng lượng mưa tại những nơi khô hạn. Nhiều nghiên cứu đã suy đoán về tác động của CO₂, nhưng vẫn rất khó để có thể hứng minh”.

Donohue và các đồng nghiệp đã công bố phát hiện của họ trong một bài báo trên tờ GeophysicalResearch Letters, một tạp chí của Hiệp hội Địa lý Mỹ.

Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm dấu hiệu của sự hấp thụ CO₂ tại những khu vực khô cằn, Donohue nói: “các vệ tinh cho những quan sát rất tốt về những thay đổi về tổng diện tích che phủ bởi thực vật, và đây là tại các khu vực môi trường khô, ấm mà ảnh hưởng của CO₂ được dự đoán là sẽ tác động tới hầu hết độ che phủ”. Độ che phủ là một dấu hiệu, ông giải thích thêm, bởi vì: “một chiếc lá có thể hấp thụ nhiều CO₂ từ khí quyển hơn trong quá trình quang hợp, hoặc mất ít nước vào không khí hơn trong quá trình quang hợp, hoặc là cả hai, do CO₂ tăng cao”. Đó là hiệu ứng hấp thụ CO₂.

Nhưng độ che phủ tại những nơi ẩm ướt và ấm, như các rừng mưa nhiệt đới đã phát triển rộng khi nó có thể nhận được và dường như không tăng lên khi nồng độ CO₂ cao hơn. Ngược lại, tại những nơi ấm, khô thì độ che phủ thấp hơn, vì vậy những loài thực vật ở các khu vực này sẽ tạo ra nhiều lá hơn nếu chúng có đủ nước để thực hiện điều đó. “Nếu tăng CO₂ làm việc sử dụng nước của các chiếc lá riêng lẻ giảm, thực vật sẽ phản ứng bằng cách tăng tổng số lượng lá cây của chúng, và điều này cần được đo lường từ vệ tinh”, Donohue giải thích.

Để tìm hiểu những ảnh hưởng thực tế của sự hấp thụ CO₂ so với các yếu tố môi trường khác, các nhà nghiên cứu lần đầu đã tính trung bình màu xanh của mỗi vị trí qua thời gian là 3 năm để tính toán sự thay đổi về độ ẩm đất và sau đó nhóm các dữ liệu về màu xanh từ các khu vực khác nhau dựa theo tổng lượng mưa. Nhóm nghiên cứu đã xác định tổng diện tích tối đa tán lá của mỗi nhóm có thể xác định cho một lượng mưa nhất định, và theo dõi sự thay đổi về các tán lá cây trong suốt 20 năm. Điều này đã cho phép các nhà khoa học loại bỏ ảnh hưởng của lượng mưa và những nhân tố khí hậu khác và phát hiện ra các xu hướng xanh hóa dài hạn.

Ngoài các khu vực khô xanh hóa, hiệu quả hấp thụ CO₂ cũng làm thay đổi các thảm thực vật vốn chiếm ưu thế trong các khu vực này. “Các cây thân gỗ đang lấn át trên các vùng đất vốn cỏ mọc, và điều này có thể liên quan đến ảnh hưởng của CO₂”, Donohue nói. “Những cây thân gỗ sống lâu năm có rễ ăn sâu và dường như hưởng lợi hơn so với cỏ khi nồng độ CO₂ tăng”.

“Ảnh hưởng của nồng độ CO₂ cao hơn lên chức năng thực vật là một quá trình quan trọng cần được quan tâm nhiều hơn”, Donohue nói. “Thậm chí nếu không có gì khác trong những biến đổi khí hậu như nồng độ CO₂ tăng, chúng ta vẫn sẽ thấy những thay đổi lớn về môi trường do ảnh hưởng của hấp thụ CO₂”. Nghiên cứu này được tài trợ bởi nhiều tổ chức, trong đó có Cộng đồng nghiên cứu Đất và Nước của Australia.