ThienNhien.Net – Các đợt hạn hán giết chết hàng ngàn cây xanh mỗi năm. Nhận thấy tình trạng cây chết hàng loạt có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới tương lai của các khu rừng cũng như khí hậu trên Trái Đất, các nhà khoa học thuộc Đại học Utah (Hoa Kỳ) đã nỗ lực tìm hiểu mối liên hệ giữa việc Trái Đất nóng lên và tần suất các đợt cây xanh chết hàng loạt nhằm đánh giá diễn biến cũng như mức độ nghiêm trọng của hiện tượng này.
Giáo sư William Anderegg và các đồng nghiệp (Đại học Utah) sử dụng 33 công trình nghiên cứu về hiện tượng cây chết trước đó, từ đó, tìm ra đặc điểm phổ biến nào quyết định đến sự sinh tồn của một loại cây trong điều kiện hạn hán. Kết quả nghiên cứu, được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences, kỳ vọng sẽ giúp dự báo tương lai của các khu rừng trên thế giới trước tình trạng Trái Đất ngày một nóng lên.
Bể chứa carbon của thế giới bị đe dọa
Các khu rừng hấp thụ ¼ lượng khí thải CO2 trên toàn thế giới. Việc hàng loạt cây xanh chết đi không chỉ khiến loại khí gây hiệu ứng nhà kính này tồn lại trong khí quyển mà còn làm gia tăng CO2 trong không khí do quá trình phân hủy cây chết.
Các nhà khí hậu học cũng khó có thể tính toán những thay đổi của các bể chứa carbon (các khu rừng) theo các mô hình thời tiết vì ảnh hưởng của hạn hán tới tỷ lệ chết của mỗi loài khác nhau và khó có thể ước đoán. Để tháo gỡ khó khăn này, nhóm nghiên cứu đã đi sâu tìm hiểu cơ chế sinh lý bên trong dẫn đến cái chết của từng loại cây sống trong điều kiện hạn hán nghiêm trọng.
Giáo sư Anderegg và các đồng nghiệp đã thực hiện khảo sát trên 33 công trình nghiên cứu về 475 loài cây và hơn 760.000 cây riêng lẻ bị chết. Nhóm nghiên cứu đã thống kê tỷ lệ chết của từng loài và đem so sánh chúng với 10 đặc điểm sinh lý của cây để tìm ra điểm chung giữa các loài cây bị chết. Những đặc điểm này bao gồm các nét đặc trưng điển hình của cây như: mật độ gỗ (khối lượng gỗ trên một đơn vị thể tích), độ sâu của rễ cây dưới lòng đất, tính chất cơ bản của lá cây (thay lá hay không thay lá). Một số đặc điểm quan trọng khác được nghiên cứu là quá trình vận chuyển nước bên trong thân cây của từng loài.
Cây chết như thế nào?
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng có 3 căn cứ quan trọng để dự đoán khả năng chết của một cây trong điều kiện khô hạn và tất cả điều liên quan đến cơ chế vận chuyển nước trong thân cây.
Rễ cây hút nước và nước được vận chuyển đi khắp các bộ phận, đến lá cây và phục vụ quá trình quang hợp (6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + O2 + 6H2O). Trong điều kiện bình thường, nước vận chuyển dễ dàng tới các bộ phận của cây. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng cao, tốc độ bốc hơi nước nhanh làm cho cây cần nhiều nước hơn. Vào thời điểm nắng nóng, trong khi rễ cây cần hút nước nhiều hơn để vận chuyển tới các bộ phận khác của cây thì lượng nước dưới đất lại cũng ít ỏi hơn. Các mạch dẫn nước của cây sẽ bị phồng lên do phải hoạt động liên tục để vận chuyển nước. Có thể hình dung như một người đang phùng mồm cố gắng hút một cốc sinh tố rất đặc bằng một cái ống hút cực nhỏ. Mạch cây càng phồng căng sẽ xuất hiện các bóng khí bít kín đường di chuyển của nước, dẫn đến hiện tượng nghẽn mạch.
Giáo sư Anderegg cho biết nếu gắn một cái tai nghe vào thân cây trong những ngày hè nóng nực có thể dễ dàng nghe thấy các âm thanh “ping”, “pop” phát ra từ cây, đó chính là âm thanh các mạch cây bị vỡ tạo ra. Tình trạng tắc nghẽn các mạch vận chuyển nước và chất dinh dưỡng sẽ khiến cây chết.
Ba dấu hiệu đánh dấu chấm hết cho sự sống của một cái cây bao gồm: thời điểm cây mất đi 50% nước trong thân; công suất vận chuyển nước trong thân cây giảm trên 88% do hiện tượng nghẽn mạch và giới hạn nước an toàn cho cây (nằm trong khoảng mức nước tối thiểu để cây có thể duy trì sống trong điều kiện thời tiết nắng nóng và mức nước khiến cây rơi vào tình trạng rối loạn chức năng vận chuyển nước).
Giáo sư Anderegg cho hay các đặc điểm khác không ảnh hưởng nhiều đến việc làm cây chết bằng cơ chế vận chuyển nước trong cây. Những loại cây vốn được cung cấp nhiều nước dễ chết hơn những cây sống quen ở điều kiện khắc nghiệt, thời tiết khô nóng.
Dấu hiệu của biến đổi khí hậu
Nghiên cứu đã mang đến cái nhìn mới, quan trọng về việc tại sao cây lại chết do hạn hán và chết như thế nào; và những loại cây nào đang ở trong tình trang nguy hiểm nhất.
Hoạt động tiếp theo của nghiên cứu là ghép các đặc điểm trên của cây với các kiểu khí hậu và kiểu rừng khác nhau. Điều này sẽ giúp các nhà quản lý cấp địa phương và trung ương dự báo những cây nào dễ bị ảnh hưởng bởi hạn hán nhất.
Trong bối cảnh các đợt hạn hán có xu hướng tăng lên như hiện nay, việc dự đoán tỉ lệ chết của cây giúp con người hiểu rõ sự thay đổi của các cánh rừng trên thế giới. Tình trạng cây chết hàng loạt ở nhiều nơi chính là dấu hiệu ban đầu và dễ nhận thấy của biến đổi khí hậu.
