Mô hình khí hậu đã sai: Thực vật không thể hấp thụ nhiều CO₂ như chúng ta nghĩ
Bởi Andreas Schweiger, Đại học Graz
Ngày 22 tháng 12 năm 2025
Các mô hình khí hậu có thể đã đánh giá quá cao khả năng bù đắp lượng CO₂ gia tăng nhờ sự phát triển của thực vật. Những phát hiện mới cho thấy sự khan hiếm nitơ làm giảm hiệu ứng này, thách thức những giả định về khả năng làm chậm biến đổi khí hậu của tự nhiên. Ảnh: Shutterstock
Việc đánh giá quá cao lượng nitơ sẵn có đã khiến các mô hình khí hậu phóng đại khả năng bù đắp lượng CO₂ gia tăng nhờ sự phát triển của thực vật.
Lượng khí carbon dioxide gia tăng trong khí quyển là một nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu. Đồng thời, nồng độ CO₂ cao hơn có thể khuyến khích thực vật phát triển nhanh hơn, từ đó giúp làm chậm quá trình nóng lên bằng cách hấp thụ nhiều carbon hơn từ không khí.
Tuy nhiên, lợi ích này phụ thuộc vào việc thực vật có đủ nitơ hay không. Nghiên cứu mới cho thấy các nhà khoa học chỉ mới gần đây có được bức tranh rõ ràng hơn về lượng nitơ thực sự có sẵn.
Kết quả là, cái gọi là “hiệu ứng bón phân” của CO2 đối với sự phát triển của thực vật đã bị phóng đại đáng kể, theo một nghiên cứu mới có sự tham gia của Đại học Graz.
Quá trình cố định nitơ tự nhiên đã bị phóng đại
Thực vật chỉ có thể sử dụng nitơ sau khi nó được chuyển hóa thành dạng có thể sử dụng được trong đất bởi các vi sinh vật. Quá trình này, được gọi là cố định nitơ sinh học, diễn ra cả trong môi trường tự nhiên và hệ thống nông nghiệp. “Mặc dù quá trình này đã bị đánh giá quá cao trong tự nhiên, nhưng nó đã tăng 75% trong 20 năm qua do nông nghiệp”, Bettina Weber, một nhà sinh vật học tại Đại học Graz, giải thích, tóm tắt các phát hiện được công bố đầu năm nay.
Bettina Weber là một nhà sinh vật học tại Đại học Graz, người nghiên cứu về cố định nitơ sinh học và tác động của nó đến biến đổi khí hậu. Ảnh: Đại học Graz/Tzivanopoulos
Dựa trên những kết quả đó, một nghiên cứu mới cho thấy các phép tính được sử dụng trong một số mô hình Hệ thống Trái đất hiện đã được sửa đổi. Các mô hình này được sử dụng rộng rãi để đánh giá xu hướng khí hậu, bao gồm cả trong Báo cáo Khí hậu Thế giới. Phân tích cập nhật, được công bố trên tạp chí khoa học PNAS, kết luận rằng các ước tính trước đây về quá trình cố định nitơ là quá cao.
Các mô hình khí hậu điều chỉnh lại các giả định về nitơ
Bài báo này do Sian Kou-Giesbrecht từ Đại học Simon Fraser ở Burnaby, Canada, dẫn đầu, như một phần của nhóm làm việc về cố định nitơ sinh học, trong đó Bettina Weber là thành viên. Nhóm làm việc được hỗ trợ bởi Trung tâm Phân tích và Tổng hợp John Wesley Powell thuộc Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS). “Chúng tôi đã so sánh các mô hình Hệ thống Trái đất khác nhau với các giá trị cố định nitơ hiện tại và nhận thấy rằng chúng ước tính quá cao tỷ lệ cố định nitơ trên các bề mặt tự nhiên khoảng 50 phần trăm,” Weber giải thích. Nhìn chung, việc ước tính quá cao quá trình cố định nitơ sinh học này dẫn đến việc giảm hiệu ứng bón phân CO2 khoảng 11 phần trăm.
Do đó, Weber ủng hộ việc sửa đổi các mô hình Hệ thống Trái đất để đánh giá tốt hơn các diễn biến. “Điều này là do các khí như oxit nitơ và oxit nitơ được tạo ra trong chu trình nitơ. Chúng có thể được giải phóng vào khí quyển thông qua các quá trình chuyển hóa và làm thay đổi hoặc phá vỡ các quá trình khí hậu.”
Tài liệu tham khảo: “Việc đánh giá quá cao quá trình cố định nitơ sinh học tự nhiên dẫn đến hiệu ứng bón phân CO2 quá mức trong các mô hình hệ thống Trái đất” của Sian Kou-Giesbrecht, Carla R. Reis Ely, Steven S. Perakis, Cory C. Cleveland, Duncan N. L. Menge, Sasha C. Reed, Benton N. Taylor, Sarah A. Batterman, Timothy E. Crews, Katherine A. Dynarski, Maga Gei, Michael J. Gundale, David F. Herridge, Sarah E. Jovan, Mark B. Peoples, Johannes Piipponen, Emilio Rodríguez-Caballero, Verity G. Salmon, Fiona M. Soper, Anika P. Staccone, Bettina Weber, Christopher A. Williams và Nina Wurzburger, ngày 24 tháng 11 năm 2025, Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
DOI: 10.1073/pnas.2514628122
S.K.-G. được hỗ trợ bởi Chương trình Tài trợ Khám phá của Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật Canada (RGPIN-2024-04188). V.G.S. được hỗ trợ bởi Văn phòng Khoa học, Nghiên cứu Sinh học và Môi trường thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho UT-Battelle, LLC theo khoản tài trợ DE-AC05-00OR22725 và dự án NGEE-Arctic.
