Các hệ sinh thái lớn như Amazon 'có thể sụp đổ trong vài thập kỷ'

Nghiên cứu công bố hôm 10/3 trên tạp chí Nature Communications cho thấy khi một hệ sinh thái lớn đạt đến điểm bùng phát (tipping point) - thời điểm một hệ sinh thái chuyển sang một trạng thái mới với những thay đổi đáng kể về đa dạng sinh học và các giá trị mà nó mang lại - những thay đổi sẽ ập đến ồ ạt như một tòa nhà bị mất cột trụ. Ngay cả các hệ sinh thái lớn, chẳng hạn như rừng nhiệt đới Amazon, cũng có thể sụp đổ trong một vài thập kỷ. Các quần xã sinh vật lớn hơn thậm chí đổ vỡ nhanh hơn so với các khu rừng nhỏ.

Để kiểm tra mối quan hệ giữa kích thước của hệ sinh thái và tốc độ sụp đổ của nó, các tác giả đã xem xét 42 trường hợp "chuyển đổi hệ thống" (regime shift) trước kia. Đây là thuật ngữ được sử dụng để mô tả sự thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác - ví dụ, sự sụp đổ của nghề cá ở Newfoundland, cái chết của thảm thực vật ở Sahel, sa mạc hóa vùng đất nông nghiệp ở Nigeria, tẩy trắng các rạn san hô ở Jamaica và hiện tượng phú dưỡng hồ Erhai ở Trung Quốc.

Họ phát hiện ra rằng các quần xã sinh vật lớn hơn và phức tạp hơn ban đầu có khả năng đàn hồi tốt hơn các hệ thống nhỏ và đơn giản về mặt sinh học. Tuy nhiên, một khi đã đạt đến điểm bùng phát, chúng sụp đổ tương đối nhanh vì sự liên kết chặt chẽ giữa các yếu tố (sinh vật, đất, nước, v.v...) trong một hệ sinh thái lớn cho phép các nhân tố gây căng thẳng (như ô nhiễm hoặc nhiệt độ tăng) truyền đi nhanh chóng trong toàn bộ cấu trúc. Kết quả là, hệ sinh thái càng lớn thì sụp đổ càng nhanh.

Dựa trên phân tích thống kê, các tác giả ước tính một hệ sinh thái kích thước như Amazon (khoảng 5,5 triệu kilomet vuông) có thể sụp đổ trong khoảng 50 năm sau khi đạt đến điểm bùng phát. Một hệ thống với kích thước như các rạn san hô Caribbean (khoảng 20.000 kilomet vuông) sẽ sụp đổ trong khoảng 15 năm.

Bài báo kết luận: "Chúng ta phải chuẩn bị cho sự chuyển đổi trong bất kỳ hệ thống tự nhiên nào xảy ra trong khoảng thời gian nhiều năm và nhiều thập kỷ, thay vì thời gian nhiều thế kỷ hay thiên niên kỷ."

"Loài người cần phải chuẩn bị cho những thay đổi trong hệ sinh thái nhanh hơn đã dự tính trước đây, bao gồm cả những hệ sinh thái lớn nhất và mang tính biểu tượng nhất của Trái đất, và hệ thống xã hội mà các hệ sinh thái này hỗ trợ."

Bài báo nói rằng đây có thể là trường hợp đang xảy ra ở Úc: các vụ cháy rừng gần đây xảy ra sau thời kỳ hạn hán kéo dài và có thể cho thấy sự thay đổi sang một hệ sinh thái khô hơn.

"Hệ thống càng lớn càng mong manh và sụp đổ nhanh hơn," John Dearing, giáo sư địa lý vật lý tại Đại học Southampton và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. "Đừng trông đợi vào sự dẻo dai của của các hệ thống này chỉ vì chúng đã tồn tại hàng ngàn, thậm chí hàng triệu năm, chúng sẽ sụp đổ nhanh hơn chúng ta nghĩ."

Một nghiên cứu khác vào tuần trước cũng đã cảnh báo rằng trong thập kỷ tới Amazon có thể trở thành nguồn phát thải thay vì bể chứa carbon, do tác động của nóng lên toàn cầu.

"Các kết quả cảnh báo chúng ta về những rủi ro từ các hoạt động của con người gây nhiễu cho các hệ sinh thái rộng lớn," Georgina Mace, giáo sư về đa dạng sinh học và hệ sinh thái tại Đại học College London, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết. "Có những hành động hiệu quả mà chúng ta có thể thực hiện ngay bây giờ, như bảo vệ rừng hiện có, quản lý rừng để duy trì sự đa dạng và giảm áp lực trực tiếp từ việc khai thác, đốt, giải phóng mặt bằng và biến đổi khí hậu."

Tuy nhiên, Erika Berenguer, nghiên cứu viên cao cấp tại Đại học Oxford và Đại học Lancaster, cho biết nghiên cứu này dựa quá nhiều vào dữ liệu từ các hồ và đại dương để trở thành một chỉ báo về những gì sẽ xảy ra ở các rừng mưa nhiệt đới. "Mặc dù không nghi ngờ gì việc Amazon có nguy cơ lớn và có khả năng đạt đến điểm bùng phát, nhưng những tuyên bố bị thổi phồng như vậy không giúp ích gì cho khoa học hay hoạch định chính sách," bà nói.

Các tác giả cho biết nghiên cứu của họ không phải là một dự báo về một khu vực cụ thể mà đề cập tốc độ thay đổi có thể xảy ra ở các hệ sinh thái.

https://www.theguardian.com/environment/2020/mar/10/ecosystems-size-of-amazon-rainforest-can-collapse-within-decades

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15029-x

https://biodiversity.europa.eu/topics/tipping-points