Biến đổi khí hậu đang tác động đến các khu rừng của Hoa Kỳ, đặc biệt là ở các khu vực phía Tây, dẫn đến giảm sự phát triển của cây và thách thức khả năng hoạt động như bể chứa carbon của chúng.
Một nghiên cứu mới cho thấy biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng không tương xứng đến các khu rừng của Hoa Kỳ, đặc biệt là ở phương Tây, nơi nổi bật là những tác động bất lợi như giảm sự phát triển của cây. Xu hướng này thách thức vai trò của rừng là bể chứa carbon và nêu bật nhu cầu cấp thiết về giảm phát thải khí nhà kính và bảo tồn rừng. Tín dụng: SciTechDaily.com
Theo một phân tích mới về dữ liệu của Sở Lâm nghiệp Hoa Kỳ, biến đổi khí hậu đang định hình lại các khu rừng trên khắp nước Mỹ một cách khác nhau. Với nhiệt độ tăng cao, hạn hán leo thang, cháy rừng và dịch bệnh bùng phát gây thiệt hại cho cây cối, các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng các khu rừng trên khắp miền Tây nước Mỹ đang phải gánh chịu hậu quả nặng nề.
Nghiên cứu tiết lộ sự chênh lệch giữa các khu vực về sức khỏe rừng
Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu Sinh học UF J. Aaron Hogan và Jeremy W. Lichstein dẫn đầu đã được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Nghiên cứu cho thấy sự mất cân bằng rõ rệt trong khu vực về năng suất rừng, một phong vũ biểu quan trọng về sức khỏe rừng, đo lường sự phát triển của cây và tích lũy sinh khối. Trong hai thập kỷ qua, miền Tây Hoa Kỳ, đang phải vật lộn với những tác động nghiêm trọng hơn của biến đổi khí hậu, đã cho thấy năng suất sụt giảm đáng kể, trong khi miền Đông Hoa Kỳ, trải qua những tác động khí hậu ôn hòa hơn, đã chứng kiến mức tăng trưởng tăng nhẹ.
Rừng là bể chứa carbon và điều hòa khí hậu
Rừng đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu Trái đất, đóng vai trò là bể chứa carbon giúp cô lập khoảng 25% lượng khí thải carbon của con người hàng năm. Tuy nhiên, khả năng lưu trữ carbon của chúng phụ thuộc vào sự cân bằng mong manh giữa tác động tích cực và tiêu cực của biến đổi khí hậu. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu kiểm kê rừng quy mô quốc gia, mô hình hóa các xu hướng từ năm 1999 đến năm 2020, phân tích 113.806 phép đo ở các khu rừng không trồng trọt.
Hogan cho biết: “Chúng tôi đang chứng kiến những thay đổi trong chức năng rừng khi hệ sinh thái rừng phản ứng với các tác nhân thay đổi toàn cầu, chẳng hạn như phân bón carbon dioxide và biến đổi khí hậu”. “Chính sự cân bằng trong tương lai của những động lực này sẽ quyết định hoạt động của rừng trong những năm tới hoặc nhiều thập kỷ tới.”
Bón phân cacbon-dioxit và tăng trưởng của cây
Một số tác nhân, chẳng hạn như hạn hán và mầm bệnh trong rừng, có tác động tiêu cực đến năng suất, nhưng các tác nhân khác, chẳng hạn như phân bón carbon dioxide, được dự đoán sẽ có tác động tích cực. Hiện tượng này cho thấy mức độ carbon dioxide tăng lên sẽ thúc đẩy sự phát triển của thực vật bằng cách tăng quá trình quang hợp, điều này đã truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu xem xét sâu hơn về tác động của nó.
Lichstein cho biết: “Cơ quan Lâm nghiệp Hoa Kỳ đã theo dõi sự phát triển và tồn tại của hơn một triệu cây trên khắp Hoa Kỳ trong nhiều thập kỷ. “Chúng tôi muốn biết liệu dữ liệu của họ có cung cấp bằng chứng cho thấy tốc độ tăng trưởng của cây tăng lên như dự đoán của giả thuyết thụ tinh bằng carbon dioxide hay không.”
Những giả định đầy thách thức về việc lưu trữ carbon
Trong khi sự phát triển của cây ở miền Đông Hoa Kỳ phù hợp với kỳ vọng thì khu vực phía Tây lại cho thấy những tác động khí hậu khắc nghiệt làm lu mờ mọi xu hướng tăng trưởng tích cực, thách thức giả định phổ biến rằng khả năng lưu trữ carbon của rừng sẽ tiếp tục tăng.
Lichstein cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy những dự báo trong tương lai về khí hậu và mực nước biển dâng có thể quá lạc quan vì trên thực tế, các hệ sinh thái có khả năng lưu trữ ít carbon hơn trong tương lai”. “Việc lưu trữ carbon của hệ sinh thái ít hơn có nghĩa là có nhiều carbon hơn trong khí quyển và do đó sự nóng lên nhiều hơn và đẩy nhanh quá trình biến đổi khí hậu”.
Các biến đổi khu vực và ngưỡng khí hậu
Những phát hiện này cũng làm sáng tỏ thực tế rằng biến đổi khí hậu không phải là một tác động đồng nhất mà là một tác nhân năng động với những ảnh hưởng cụ thể theo từng khu vực. Nghiên cứu minh họa mức độ biến đổi khí hậu có thể đẩy các khu rừng vượt qua điểm bùng phát như thế nào. Một số khu rừng đã tiến gần hoặc vượt qua ngưỡng khí hậu khiến chúng trở thành nguồn cung cấp carbon, thay vì là bể loại bỏ carbon khỏi khí quyển.
Lichstein cho biết: “Việc cô lập carbon của hệ sinh thái không được đảm bảo là vĩnh viễn và nó có thể bị đảo ngược do biến đổi khí hậu”. “Sự đảo ngược này đã xảy ra ở miền Tây Hoa Kỳ và có những dấu hiệu cho thấy nó cũng có thể xảy ra ở các khu vực bị hạn hán khác trên thế giới, chẳng hạn như Amazon”.
Có thể sẽ rất hấp dẫn khi gán những tổn thất cho các sự kiện cực đoan. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, sự suy giảm năng suất ở miền Tây Hoa Kỳ không thể là do tỷ lệ cây chết tăng lên.
Giảm sự tăng trưởng và năng suất của cây
Lichstein cho biết: “Chúng tôi nghe nhiều về các vụ cháy rừng ở miền Tây nước Mỹ, khiến nhiều cây cối bị chết và thải carbon vào khí quyển. “Nhưng nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng lượng carbon bị mất đi trong hệ sinh thái ở các khu rừng phía Tây đang diễn ra do tốc độ tăng trưởng của cây giảm.”
Với việc cây phát triển chậm hơn do tác động bất lợi của biến đổi khí hậu, bao gồm cả lượng mưa giảm, nghiên cứu ngụ ý rằng, ngay cả khi không xảy ra cháy rừng ngày càng gia tăng, bể chứa carbon ở các khu rừng phía Tây sẽ tiếp tục suy yếu nếu không có hành động khẩn cấp nhằm giảm lượng khí thải nhà kính của con người.
Hogan cho biết: “Chúng ta phải có những khu rừng khỏe mạnh gắn liền với việc giảm phát thải để khôi phục cân bằng carbon toàn cầu và hạn chế biến đổi khí hậu”.
Nhu cầu cấp thiết về bảo tồn rừng và giảm phát thải
Những biến đổi được quan sát thấy ở các khu rừng ở Hoa Kỳ làm dấy lên mối lo ngại về khả năng phục hồi và tính bền vững trong tương lai của chúng. Các nhà nghiên cứu hy vọng phát hiện của họ làm nổi bật nhu cầu cấp thiết của các chính phủ và ngành công nghiệp phải hợp tác cùng nhau để giảm lượng khí thải nhà kính và đạt được lượng khí thải ròng bằng 0 càng sớm càng tốt.
Lichstein cho biết: “Kết quả của chúng tôi nhấn mạnh sự cần thiết phải giảm lượng khí thải nhà kính toàn cầu”. “Nếu không giảm lượng khí thải mà các nhà khoa học đã kêu gọi trong nhiều thập kỷ, các bể chứa carbon trong rừng có thể sẽ suy yếu, điều này sẽ đẩy nhanh tốc độ biến đổi khí hậu”.
Tham khảo: “Biến đổi khí hậu quyết định dấu hiệu của xu hướng năng suất trong các khu rừng ở Hoa Kỳ” của J. Aaron Hogan, Grant M. Domke, Kai Zhu, Daniel J. Johnson và Jeremy W. Lichstein, ngày 16 tháng 1 năm 2024, Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia .
DOI: 10.1073/pnas.2311132121
Nghiên cứu này được phát triển với Grant Domke từ Trạm nghiên cứu phía Bắc của Sở Lâm nghiệp Hoa Kỳ, Kai Zhu từ Đại học Michigan và Dan Johnson từ Trường Khoa học Lâm nghiệp, Thủy sản và Địa chất của UF.
