Biến đổi khí hậu đã nguy hiểm tới mức lá cây ngừng quang hợp

Theo một nghiên cứu mới, đã có hiện tượng lá cây trong các khu rừng nhiệt đới từ Nam Mỹ đến Đông Nam Á đang chịu nóng đến mức không thể quang hợp được nữa, gây ra những hậu quả tiềm ẩn lớn đối với rừng trên thế giới.

Khả năng quang hợp của lá - quá trình chúng tạo ra năng lượng từ carbon dioxide, ánh sáng mặt trời và nước - bắt đầu suy yếu khi nhiệt độ tiếp xúc lá đạt khoảng 46,7 độ C.

Theo báo cáo được công bố hôm thứ Tư trên tạp chí Nature của một nhóm các nhà khoa học Mỹ, Úc và Brazil, mặc dù con số này có vẻ cao nhưng thân nhiệt của lá cây có thể còn nóng hơn nhiều so với nhiệt độ không khí.

Các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu nhiệt độ được truyền xuống từ các cảm biến nhiệt vệ tinh trên Trạm vũ trụ quốc tế, cách Trái đất 400km. Họ kết hợp dữ liệu này với quan sát các thí nghiệm làm ấm lá. Trong thí nghiệm được thực hiện, các nhà khoa học đã phải trèo lên tán cây để cẩn thận gắn thêm các cảm biến vào lá.

Christopher Doughty, Phó giáo sư về mô phỏng sinh thái tại Đại học Bắc Arizona và thuộc nhóm nghiên cứu, cho biết thay vì nhìn vào nhiệt độ trung bình, các nhà khoa học đang xem xét nhiệt độ cực đoan. Họ phát hiện ra rằng nhiệt độ trong tán rừng trung bình đạt đỉnh 34 độ C nhưng một số đã vượt quá 40 độ C.

Báo cáo cho thấy hiện tại, 0,01% số lá đang chịu nhiệt độ vượt ngưỡng tới hạn mà khả năng quang hợp của chúng bị vô hiệu, đồng thời có khả năng làm chết lá và cây.

Báo cáo từ nhóm nghiên cứu cho biết tỷ lệ phần trăm này tuy nhỏ nhưng có khả năng tăng lên khi Trái đất ấm lên. Điều này gây ra mối đe dọa cho các khu rừng nhiệt đới trên thế giới vốn chiếm khoảng 12% diện tích hành tinh và là nơi nuôi dưỡng hơn một nửa số loài thực vật trên Trái đất. Chúng còn đóng vai trò quan trọng trong việc hút carbon dioxit và lưu trữ carbon cũng như giúp điều hòa khí hậu toàn cầu.

Doughty cho biết: “Có đủ loại phản ứng tiềm ẩn khi bạn bắt đầu mất đi một phần rừng, thậm chí cả lá trên từng cây riêng lẻ”.

Theo báo cáo, các khu rừng nhiệt đới có thể chịu được việc Trái đất nóng lên thêm khoảng 4 độ C trước khi chúng đạt đến điểm tới hạn về mất khả năng quang hợp.

Báo cáo cho thấy, nếu nhiệt độ nóng lên vượt quá mức này, số lượng lá vượt quá ngưỡng nhiệt độ tới hạn có thể tăng lên 1,4%, có khả năng gây rụng lá trên quy mô lớn và làm chết toàn bộ cây.

Nhiệt độ nóng lên này không được dự đoán theo các chính sách khí hậu hiện tại mà người ta chỉ ước đoán Trái đất sẽ nóng lên khoảng 2,7 độ C so với thời tiền công nghiệp. Nhưng con số tăng lên 4 độ C nằm trong phạm vi của những kịch bản khí hậu bi quan nhất nếu thế giới tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch.

Mặc dù những con số này có vẻ nhỏ nhưng rủi ro là rất lớn do tầm quan trọng của cây nhiệt đới đối với hệ sinh vật, hệ thống khí hậu Trái đất.

Kevin Collins, giảng viên cao cấp về môi trường (không thuộc nhóm nghiên cứu) cho biết: “Hầu hết mọi sinh vật - gồm cả con người - đều phụ thuộc vào quá trình quang hợp để lấy thức ăn một cách trực tiếp hoặc gián tiếp”, đồng thời nói thêm rằng những phát hiện từ nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng việc Trái đất nóng lên đang khiến quá trình quang hợp quan trọng này gặp nguy hiểm. Tuy nhiên, ông cũng nhắc nhở còn có nhiều mối lo ngại trước mắt hơn đối với các khu rừng nhiệt đới như nạn phá rừng, cháy rừng và hạn hán.

Christopher Still, giáo sư về sinh thái rừng tại Đại học bang Oregon (không thuộc nhóm nghiên cứu) cho biết báo cáo này cung cấp một số hiểu biết mới. Mặc dù người ta tập trung nhiều vào tác động của hạn hán đối với tình trạng mất cây rừng, nhưng Still nhấn mạnh “công trình nghiên cứu này chỉ ra rằng vấn đề không chỉ là hạn hán mà chúng ta cần thực sự lo lắng về nhiệt độ mà lá cây phải chịu đựng”.

Mặc dù thừa nhận những con số trong báo cáo là nhỏ nhưng ông nói thêm: “Chúng ta đừng quá chú ý vào định lượng tỷ lệ phần trăm và tập trung nhiều hơn vào định tính về việc phản ứng của lá trước những điều kiện nhiệt độ thực sự cao cũng như tần suất điều đó xảy ra, kéo dài bao lâu và có tác động ảnh hưởng thế nào”.

Trong khi đó, nhiều chuyên gia khác tỏ ra thận trọng hơn. Chloe Brimicombe, một nhà khoa học khí hậu tại Đại học Graz ở Áo cho biết, có rất ít lá đạt đến ngưỡng nhiệt độ tới hạn và “điều này cho thấy về mặt lý thuyết, rừng nhiệt đới khá "kiên cường" trước biến đổi khí hậu”.

Brimicombe nhận định báo cáo trên chỉ là một mô phỏng đơn giản trong khí động học của cây cũng như rừng phức tạp hơn nhiều so với mô phỏng này.

Các tác giả của nghiên cứu cho biết, mặc dù có những điều không chắc chắn nhưng nghiên cứu này đưa ra những hiểu biết quan trọng về cách rừng nhiệt đới sẽ phản ứng với biến đổi khí hậu.

>> Biến đổi khí hậu khiến thực vật khó quang hợp hơn>