Biến đổi khí hậu khiến cây cối phát triển nhanh hơn nhưng làm giảm khả năng hấp thụ carbon

Lời Tòa soạn:

Roberto Silvestro là người có nhiều nghiên cứu về biến đổi khí hậu và phát triển bền vững trong lĩnh vực nông nghiệp. Ông có đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng các phương pháp canh tác hữu cơ và bền vững.

Giáo sư Sergio Rossi - Giáo sư Khoa Khoa học Cơ bản, Đại học Quebec - là một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu rừng và quản lý tài nguyên tự nhiên. Ông có những đóng góp đáng kể vào việc phát triển các phương pháp bảo vệ rừng và tạo ra những giải pháp bền vững cho ngành công nghiệp gỗ.

TCĐT Sinh thái nông nghiệp xin giới thiệu cùng bạn đọc bài viết bàn về sự tác động của biến đổi khí hậu đối với sự phát triển của cây cối và khả năng lưu trữ cacbon của hai tác giả trên.

Biến đổi khí hậu sẽ khiến cây cối phát triển nhanh hơn, nhưng cũng khiến chúng trở nên mỏng manh hơn

Biến đổi khí hậu có thể có những tác động phức tạp, có khả năng gây hại cho cây cối - Ảnh: Pexels/Pixabay.

Trong thế kỷ qua, cây cối phát triển nhanh hơn, nhưng đồng thời mật độ gỗ giảm 8 - 12%. Điều này có thể có tác động tiêu cực đến khả năng lưu trữ carbon của rừng, vì những cây yếu hơn cũng sẽ lưu trữ ít carbon hơn. Điều này cũng có thể làm giảm khả năng chống chọi với các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt của rừng, ảnh hưởng xấu đến tương lai của rừng.

Khi nhiệt độ toàn cầu tăng lên, mùa sinh trưởng của cây ở những vùng lạnh hơn sẽ kéo dài hơn. Điều này làm cho các vòng sinh trưởng của cây trở nên dày hơn, do đó làm tăng tổng sản lượng gỗ.

Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy, mùa sinh trưởng kéo dài làm giảm độ bền của gỗ, khiến cấu trúc gỗ yếu hơn. Chất lượng gỗ giảm đồng nghĩa với việc thân cây dễ bị gãy hơn.

Là những người nghiên cứu sinh thái rừng, chúng tôi chuyên nghiên cứu cấu trúc và sự phát triển của gỗ. Trong bài viết này, chúng tôi khám phá nghiên cứu khoa học mới nhất hiện có nhằm cố gắng lập bản đồ tương lai của rừng và phân tích việc thay đổi mùa sinh trưởng ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng gỗ.

Gỗ là gì?

Gỗ là sản phẩm của quá trình tích tụ tế bào gỗ của cây qua năm tháng. Sự phân chia và tích lũy liên tục của mô gỗ là để đổi mới hệ thống vận chuyển nhựa cây và cung cấp hỗ trợ cơ học cho thân, cành và lá.

Vòng cây là sản phẩm của mùa sinh trưởng. Ở vùng ôn đới và phương bắc, mùa sinh trưởng của cây kéo dài từ mùa xuân đến mùa thu. Cây hình thành vòng tăng trưởng mới mỗi năm. Độ dày của vòng sinh trưởng phụ thuộc vào đặc điểm vốn có của cây (loài và yếu tố di truyền) và ảnh hưởng tổng hợp của một loạt các yếu tố môi trường (như loại đất, mức độ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, khí hậu và sự cạnh tranh sinh trưởng giữa các cây lân cận…).

Ở một số loài cây (đặc biệt là cây lá kim), chúng ta có thể dễ dàng phân biệt được các vòng sinh trưởng với nhau. Điều này là do những cây này tạo ra hai loại gỗ trong cùng một mùa sinh trưởng, với các tế bào tương ứng của chúng khác nhau về hình dạng và chức năng.

Vào mùa xuân, cây sinh ra nhiều tế bào gỗ lớn, màu sáng, thành tế bào mỏng. Phần này của vòng sinh trưởng được gọi là "gỗ sớm". Vào cuối mùa hè, sự phát triển của cây chậm lại và các tế bào gỗ trở nên nhỏ hơn nhưng thành tế bào của chúng lại dày hơn. Phần sẫm màu hơn của vòng sinh trưởng được gọi là "gỗ muộn".

Độ dày của vòng sinh trưởng phụ thuộc vào đặc điểm vốn có của cây (loài, di truyền) và ảnh hưởng tổng hợp của một loạt các yếu tố môi trường (loại đất, mức độ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, khí hậu và sự cạnh tranh sinh trưởng giữa các cây lân cận…) - Nguồn Shutterstock.

Các tính chất của tế bào gỗ đặc biệt quan trọng và có tầm quan trọng lớn về mặt sinh thái và kinh tế. Đầu tiên, thành tế bào gỗ lưu trữ phần lớn lượng carbon mà cây hấp thụ từ khí quyển. Vì vậy, thành tế bào dày hơn có nghĩa là cây hấp thụ nhiều carbon hơn. Thứ hai, tỷ lệ giữa số lượng tế bào gỗ mùa xuân và tế bào gỗ mùa hè quyết định mật độ của gỗ và do đó tiềm năng sử dụng cũng như giá trị vật liệu của nó.

Cây lớn nhanh hơn

Trong thế kỷ qua, sự phát triển của cây cối đã tăng nhanh ở các vùng ôn đới ở Bắc Mỹ và châu Âu, nhanh hơn tới 77% so với thế kỷ trước. Tốc độ tăng trưởng tăng lên này tạo ra các vòng tăng trưởng dày hơn.

Thoạt nhìn, có vẻ như cây phát triển nhanh hơn sẽ tạo ra nhiều sinh khối hơn và khả năng lưu trữ carbon lớn hơn. Đương nhiên, rừng của chúng ta có thể đóng góp nhiều hơn trong cuộc chiến chống lại khí hậu. Nói cách khác, cây phát triển nhanh hơn có nghĩa là chúng ta sẽ có nhiều gỗ hơn để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của mình.

Nhưng, như Shakespeare đã nói: “Những hy vọng chắc chắn nhất thường kết thúc trong thất vọng”.

Cây chết sớm hơn

Một nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Munich ở Đức đã phân tích tốc độ tăng trưởng của cây và đặc tính gỗ của chúng trong thế kỷ qua. Họ phát hiện ra rằng, khi tốc độ tăng trưởng tăng lên, mật độ gỗ giảm từ 8 đến 12%.

Ngoài ra, khi mật độ gỗ giảm, hàm lượng carbon trong gỗ cũng giảm khoảng 50%. Điều này cho thấy cây cối đang hấp thụ ít carbon dioxide hơn từ khí quyển.

Ngoài khả năng hấp thụ và lưu trữ carbon trong khí quyển từ khí quyển giảm, mật độ gỗ giảm còn làm suy yếu độ bền cấu trúc của nó. Gỗ thực hiện chức năng quan trọng là hỗ trợ cây. Do đó, khi mật độ giảm, khả năng chống chịu áp lực cơ học từ gió hoặc trọng lực trên sườn dốc của cây cũng giảm.

Mọi chuyện còn phức tạp hơn nữa, một nghiên cứu khác gần đây cho thấy mối tương quan giữa sự phát triển của cây và tuổi thọ: cây phát triển nhanh hơn có tuổi thọ ngắn hơn.

Quá nhiều là không đủ

Trong nghiên cứu mới nhất của chúng tôi, chúng tôi đã định lượng mối quan hệ giữa độ dài mùa sinh trưởng, năng suất và đặc điểm tế bào gỗ của cây tuyết tùng.

Nghiên cứu xác nhận rằng, những cây có thời gian sinh trưởng dài hơn sẽ tạo ra nhiều tế bào gỗ hơn và vòng sinh trưởng dày hơn. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng tăng cũng làm thay đổi tỷ lệ giữa lượng gỗ mùa xuân và mùa hè. Cứ thêm mỗi ngày trong mùa sinh trưởng, cây sẽ tạo ra thêm một tế bào gỗ xuân.

Mật độ gỗ giảm có thể phản ánh sự gia tăng tỷ lệ số lượng tế bào của gỗ mùa xuân so với gỗ mùa hè. Điều này cho thấy rằng, tăng trưởng khối lượng tăng lên không nhất thiết dẫn đến nhiều sinh khối hơn.

Điều gì sẽ xảy ra với rừng của chúng ta trong tương lai?

Nhiệt độ trung bình toàn cầu hiện nay đã cao hơn khoảng 1,15°C so với nhiệt độ trung bình trước thời kỳ công nghiệp hóa (1850-1900) và dự kiến sẽ còn tăng hơn nữa trong vài năm tới. Nhiệt độ tăng có thể kéo dài mùa sinh trưởng của cây, làm tăng tốc độ tăng trưởng của cây.

Một mặt, điều này có thể dẫn đến sự gia tăng quy mô rừng toàn cầu, nhưng mặt khác, tốc độ hấp thụ carbon của rừng có thể giảm.

Mặc dù rừng của chúng ta có thể đóng góp to lớn vào cuộc chiến chống biến đổi khí hậu nhưng những phát hiện này là bằng chứng nữa cho thấy các vấn đề môi trường không thể được giải quyết nếu không có hành động trực tiếp nhằm giải quyết các nguyên nhân gây ra biến đổi toàn cầu.

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, chúng ta không còn có thể đàm phán hoặc trì hoãn việc giảm phát thải do con người gây ra.

Nội dung trên thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả.

Diệu Thuý (theo Luận đàm Kinh tế thế giới)