Đồng cỏ Rocky nóng lên 2°C: Sự trỗi dậy của các loài cây bụi dưới tác động của biến đổi khí hậu

Mỗi mùa hè, mọi người đổ xô đến thủ phủ hoa dại của Colorado để chiêm ngưỡng những đồng cỏ rực rỡ sắc hoa loa kèn ngô, hướng dương bạch dương và phi yến cận núi cao. Vào tháng 1 năm 1991, một nhóm các nhà khoa học do Giáo sư John Harte dẫn đầu đã thiết lập một thí nghiệm độc đáo trên những đồng cỏ thuộc dãy núi Rocky này. Đây là một trong những thí nghiệm đầu tiên (và kéo dài nhất) nhằm tìm hiểu xem biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái như thế nào.

Vào thời điểm đó, người ta tin rằng sự tăng nhiệt độ có thể dẫn đến cỏ mọc dài hơn và tươi tốt hơn. Nhưng thay vì phát triển mạnh, cỏ và hoa dại bắt đầu biến mất, được thay thế bởi cây ngải cứu. Những đồng cỏ thí nghiệm biến thành vùng đất bụi rậm giống như sa mạc. Ngay cả nấm trong đất cũng bị biến đổi bởi sức nóng.

Thí nghiệm Warming Meadow đã mở ra một cái nhìn về tương lai. Theo bài báo được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, những đồng cỏ này sẽ biến mất trong những thập kỷ tới nếu nhiệt độ toàn cầu tăng 2 độ C so với mức trước thời kỳ công nghiệp. Phát hiện này rất đáng báo động, không chỉ đối với Colorado mà còn đối với các vùng núi trên khắp hành tinh khi hiện tượng "thảm thực vật cây bụi" ngày càng lan rộng.

Thí nghiệm

Phòng thí nghiệm Sinh học Rocky Mountain nằm ở thị trấn Gothic, một thị trấn ma bị bỏ hoang sau khi các mỏ bạc đóng cửa. Vào mùa đông, cảnh quan nơi đây chìm trong tĩnh lặng dưới lớp tuyết phủ. Đầu mùa xuân, cách duy nhất để các nhà nghiên cứu đến được các địa điểm thí nghiệm – ở độ cao 3 mét – là trượt tuyết xuyên rừng.

Máy sưởi hồng ngoại điện đã làm ấm năm ô thí nghiệm rộng 30 mét vuông quanh năm. Máy sưởi đặt ngang tầm đầu người được bật cả ngày lẫn đêm trên một mảng đồng cỏ, giữ cho nhiệt độ cao hơn 2 độ C so với bình thường với hóa đơn tiền điện hàng năm là 6.000 đô la (4.450 bảng Anh). Chúng làm ấm lớp đất mặt dày khoảng 15 cm. Động vật có thể đến gặm cỏ và hệ sinh thái tự nhiên được bảo tồn tối đa.

Trong hơn 29 năm, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng cây bụi tăng 150% ở các ô được làm ấm so với các ô không được làm ấm. Bề mặt đất bị khô tới 20%, và các loài thực vật rễ nông bị căng thẳng. Một số loài hoa dại đã tuyệt chủng ở các ô được làm ấm. “Đây là dấu hiệu của những điều sắp xảy ra,” nhà nghiên cứu chính Lara Souza từ Đại học Oklahoma cho biết.

Các nhà khoa học cũng ghi nhận những thay đổi lớn trong thế giới vô hình của nấm và vi sinh vật trong đất. Cây bụi và cây ngải cứu không phụ thuộc vào nấm theo cách giống như cỏ. Họ phát hiện ra sự suy giảm của các loại nấm giúp cây hấp thụ chất dinh dưỡng, và sự gia tăng của các loại nấm phân hủy chất hữu cơ. “Điều này cho thấy rằng khi có sự thay đổi lớn trên mặt đất, rất có thể cũng có sự thay đổi lớn dưới lòng đất,” Souza nói. “Khó có thể quay ngược lại.”

Các đồng cỏ núi cao thường bị bỏ qua về sự đa dạng sinh học. Đồng cỏ núi cao ở châu Âu là nơi sinh sống của 50% hệ thực vật châu Âu chỉ trên 3% diện tích đất. Chúng là nhà của nhiều loài thực vật không tìm thấy ở bất cứ nơi nào khác trên hành tinh. “Chúng đã tồn tại ở đây hàng nghìn năm rồi,” Tiến sĩ Patrick Möhl từ Đại học Lancaster, người nghiên cứu về các đồng cỏ núi cao nguyên sơ ở Áo và sự biến mất của chúng do biến đổi khí hậu, cho biết. “Nó rất đa dạng về loài, chúng ta sẽ mất đi rất nhiều điều đó. Nó sẽ chỉ còn là rừng, cùng loại rừng mà chúng ta có ở vùng thấp hơn,” ông nói.

Möhl đã quan sát thấy các loài cây – thường là cây thông – di chuyển lên vùng cao hơn khi khí hậu ấm lên. “Đó là một sự thay đổi sâu sắc trong hệ sinh thái – hình thái sống đang thay đổi, từ đồng cỏ sang hệ sinh thái cây gỗ,” ông nói.

Hiện tượng “thảm thực vật bụi rậm” ở Bắc Cực

Hiện tượng này không chỉ được quan sát thấy ở môi trường núi cao.

Sự mở rộng của thảm thực vật bụi rậm là một trong những cách thức quan trọng nhất mà cảnh quan Bắc Cực đang thay đổi, với xu hướng “xanh hóa” vùng cực thậm chí còn có thể nhìn thấy trên ảnh vệ tinh. Nhiệt độ mùa hè tăng cao là động lực chính. Theo dữ liệu được ghi nhận từ năm 1984 đến năm 2020, thảm thực vật bụi rậm đã mở rộng 2,2% mỗi thập kỷ ở vùng Bắc Cực phía tây Canada.

Ở những nơi lạnh giá, thực vật thường có kích thước nhỏ. Các loài cây lớn hơn có thể bị tổn hại do gió và cái lạnh, sức nặng của tuyết, hoặc gặp khó khăn trong việc phát triển mô lá và thân cây trong một mùa sinh trưởng rất ngắn. Khi khí hậu trở nên bớt lạnh và bớt khắc nghiệt hơn, các loài cây bụi và cây thân gỗ có thể di chuyển đến.

“Sự nóng lên toàn cầu đang loại bỏ một số hạn chế đối với sự phát triển của thực vật vốn gắn liền với điều kiện lạnh giá ở các hệ sinh thái vĩ độ cao và độ cao lớn,” Sarah Dalrymple, một nhà sinh thái học bảo tồn tại Đại học Liverpool John Moores, người đã nghiên cứu những thay đổi ở Iceland, cho biết. “Có sự chuyển đổi từ đồng cỏ, hoặc cây bụi, sang cây bụi, và cuối cùng là cây thân gỗ.”

Các hệ sinh thái cỏ và đất đã được duy trì ở trạng thái cân bằng mong manh trong hàng nghìn năm có khả năng sẽ bị thay đổi không thể đảo ngược trong những thập kỷ tới. “Việc cây bụi hóa tự nó không nhất thiết là một vấn đề, nhưng việc chúng ta đang mất đi các hệ sinh thái Bắc Cực mới là vấn đề,” Dalrymple nói.

Một số người hoan nghênh cây bụi và cây thân gỗ – chúng mang lại nơi trú ẩn cho động vật hoang dã, gia súc và con người. “Nhưng ở cấp độ toàn cầu, việc trồng rừng ở những môi trường lạnh giá là điều đáng lo ngại vì nó liên quan đến sự tan chảy của tầng đất đóng băng vĩnh cửu và sự gia tăng lượng khí thải carbon sau đó,” Dalrymple nói thêm.

“Thật đáng báo động khi thấy quá trình biến thành rừng cây bụi diễn ra nhanh chóng như vậy. Tốc độ thay đổi, và những tác động dây chuyền đến các yếu tố như chu trình carbon, thực sự rất đáng lo ngại. Vấn đề không chỉ là liệu từng cây riêng lẻ là tốt hay xấu.

“Điều ‘xấu’ chính là sự bất lực của chúng ta trong việc kiểm soát lượng khí thải carbon của chính mình. Việc biến thành rừng cây bụi là triệu chứng của điều này, chứ không phải là nguyên nhân, và chúng ta cần phải đối xử với nó như vậy.”

Cách chúng ta quản lý hành tinh và nơi chúng ta sinh sống dựa trên giả định rằng hành tinh sẽ tồn tại mãi mãi và sẽ không thay đổi. Nhưng những thay đổi này mang tính toàn cầu, chứ không chỉ giới hạn ở Colorado. “Mọi thứ đang diễn ra nhanh hơn nhiều so với dự đoán,” Dalrymple nói.

Souza vẫn bị mê hoặc bởi những đồng cỏ giàu côn trùng xung quanh trung tâm nghiên cứu. Cô đã đến đây từ năm 2012 và sự kỳ diệu vẫn không thay đổi.

“Nó giống như những bông hoa được tăng cường sức sống vậy,” cô nói. “Mỗi lần đến đây, tôi đều cảm thấy như đang ở một thế giới khác.” Nhưng viễn cảnh này lại nhuốm màu buồn bã về những gì tương lai có thể mang đến. Cảnh quan mong manh này – giống như rất nhiều cảnh quan khác trên hành tinh của chúng ta – đang đứng trước bờ vực của những thay đổi lớn.

Tin ngắn: Phòng Thông tin KTTV phục vụ cộng đồng

Nguồn: https://www.theguardian.com/environment/2026/mar/25/flowers-heated-2c-meadow-climate-crisis-experiment-rocky-mountains-aoe