Rừng ở Minnesota cắt giảm 80% lượng CO2 tăng đột biến do nóng lên toàn cầu sau khi nhiệt độ tăng thêm 3,4°C

Diễn biến của thí nghiệm

Các nhà nghiên cứu đã lắp đặt một khu vực làm ấm dài hạn trong một khu rừng hỗn giao loài ở Minnesota và nâng nhiệt độ không khí lên cao hơn 3,4 °C so với môi trường xung quanh. Các mô hình hệ sinh thái hiện tại dự báo rằng lượng nhiệt dư thừa này sẽ đẩy nhanh quá trình trao đổi chất của cây, khiến hô hấp của rừng tăng vọt và biến khu rừng này thành một nguồn phát thải carbon ròng. Trong những tháng đầu tiên, quá trình hô hấp đã tăng lên đúng như dự báo của các mô hình. Trong những năm tiếp theo, cây cối đã thay đổi sinh lý của chúng—làm chậm quá trình thay lá, thắt chặt sự dẫn truyền khí khổng và chuyển hướng carbon vào các mô bền vững hơn. Những điều chỉnh này đã xóa bỏ khoảng bốn phần năm mức tăng CO₂ dự kiến.

Các tác giả nhấn mạnh rằng phản ứng này phản ánh sự thích nghi chậm ở quy mô tiến hóa, chứ không phải là một phản ứng tức thời. Khu rừng không "hồi phục" chỉ trong một mùa; phải mất vài chu kỳ sinh trưởng để cây cối điều chỉnh lại các phản ứng hóa học của chúng. Hầu hết các dự báo khí hậu đều coi hô hấp của rừng là một hàm cố định của nhiệt độ, bỏ qua quá trình tái hiệu chuẩn sinh học dài hạn này.

Tại sao phát hiện này lại quan trọng

Nếu các khu rừng có thể hấp thụ một phần đáng kể sự gia tăng hô hấp do nóng lên toàn cầu, thì ngân sách carbon toàn cầu—tổng lượng CO₂ mà nhân loại có thể phát thải trong khi vẫn giữ mức nhiệt độ dưới ngưỡng cho phép—có thể lớn hơn một chút so với các ước tính hiện tại. Khoảng trống bổ sung đó có thể giảm bớt áp lực lên các lộ trình giảm thiểu trong ngắn hạn, đặc biệt là đối với các quốc gia dựa vào các bể hấp thụ carbon từ rừng để thực hiện các cam kết Net-Zero.

Nghiên cứu cũng chỉ ra những giới hạn của khả năng phục hồi đó. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng phản ứng thích nghi này xuất hiện trong các điều kiện được kiểm soát.

Lỗ hổng trong mô hình hóa khí hậu

Các mô hình khí hậu toàn cầu (GCMs) từ lâu đã bỏ lỡ nhiều phản hồi của hệ sinh thái. Hầu hết các mô hình đều tích hợp một đường cong nhiệt độ-hô hấp được rút ra từ các phép đo ngắn hạn, với giả định rằng mối quan hệ này sẽ duy trì trong nhiều thập kỷ. Kết quả từ Minnesota đã phơi bày sự thiếu hụt mang tính hệ thống trong việc thể hiện "sự linh hoạt tiến hóa". Bằng cách bỏ qua khả năng điều chỉnh quá trình trao đổi chất của các loài thực vật sống lâu năm, các mô hình có thể đang phóng đại tiềm năng trở thành nguồn phát thải carbon trong tương lai của các khu rừng ôn đới.

Các quan điểm phản biện và lưu ý thận trọng

Không phải ai cũng coi nghiên cứu này là một "tín hiệu xanh" để nới lỏng các mục tiêu phát thải. Các cơ chế thích nghi được quan sát thấy ở các loài cây gỗ cứng phương Bắc có thể không áp dụng được cho các hệ sinh thái khô cằn hơn và nhạy cảm với nhiệt độ hơn.

Ý nghĩa của dữ liệu đối với chiến lược khí hậu của Ấn Độ

Ấn Độ, nơi sở hữu một số khu rừng đa dạng sinh học nhất thế giới và là một nhân tố chính trong thị trường carbon toàn cầu, có thể rút ra một số bài học thực tiễn:

• Tích hợp sự thích nghi vào hạch toán carbon. Các báo cáo kiểm kê carbon quốc gia hiện nay coi hô hấp của rừng là một hàm tĩnh của nhiệt độ. Việc bổ sung một yếu tố thích nghi động có thể giúp làm sắc nét các ước tính về khả năng hấp thụ carbon từ các chương trình tái trồng rừng và trồng rừng mới theo Green India Mission.
• Ưu tiên sự phức tạp của hệ sinh thái. Nghiên cứu cho thấy các quần thể đa loài, đa dạng có "bộ công cụ" điều chỉnh sinh lý lớn hơn so với các rừng trồng thuần loài. Việc bảo vệ các khu rừng nguyên sinh hiện có và thúc đẩy các đồn điền hỗn giao loài có thể tăng cường khả năng phục hồi của các bể hấp thụ carbon của Ấn Độ trước tình trạng nhiệt độ tăng cao.
• Sử dụng các sắc thái khoa học trong ngoại giao. Bằng cách nhấn mạnh rằng các hệ thống tự nhiên có thể bù đắp một phần lượng phát thải do nóng lên toàn cầu, Ấn Độ có thể lập luận cho các cơ chế tài chính khí hậu nhằm khen thưởng việc bảo tồn các hệ sinh thái phức tạp, chứ không chỉ đơn thuần là trồng cây.

Những điều cần theo dõi tiếp theo

Nếu các thí nghiệm tiếp theo xác nhận khả năng tự điều chỉnh hô hấp rộng hơn của cây cối, các mô hình khí hậu sẽ cần được sửa đổi và các khung chính sách dựa vào các bể hấp thụ carbon từ rừng có thể sẽ có thêm một khoảng đệm khiêm tốn. Nếu phản ứng thích nghi bị sụp đổ dưới các áp lực cộng dồn, kịch bản cảnh báo ban đầu—rằng các khu rừng có thể trở thành nguồn phát thải carbon đáng kể—sẽ trở nên nổi bật trở lại.

Bài học rút ra: Khả năng giảm thiểu 80% mức tăng CO₂ dự kiến của khu rừng ở Minnesota cho thấy cây cối có thể thích nghi với sự nóng lên đáng kể, nhưng khả năng thích nghi đó có điều kiện và không phải là một "tấm thẻ thông hành" cho việc phát thải cao hơn. Các nhà hoạch định chính sách phải lồng ghép khả năng phục hồi đầy sắc thái này vào các mô hình khí hậu, đồng thời chuẩn bị cho khả năng nó có thể không duy trì được trước toàn bộ các tác nhân gây căng thẳng do biến đổi khí hậu.