Các nghiên cứu cho thấy rằng hoàn toàn tất cả các loại cây bụi, dây leo và cây cối xung quanh chúng ta đều đóng một vai trò quan trọng trong việc hấp thụ lượng carbon dư thừa từ khí quyển. Nhưng đến một lúc nào đó, thực vật có thể hấp thụ quá nhiều carbon đến mức sự trợ giúp của chúng trong việc chống biến đổi khí hậu bắt đầu giảm dần. Khi nào chính xác điều này sẽ xảy ra? Các nhà khoa học đang cố gắng tìm câu trả lời cho câu hỏi này.
Kể từ khi cuộc Cách mạng Công nghiệp bắt đầu vào đầu thế kỷ 20, lượng carbon trong khí quyển do các hoạt động của con người gây ra đã tăng vọt. Sử dụng các mô hình máy tính, các tác giả, được công bố trên tạp chí Trends in Plant Science, nhận thấy rằng cùng lúc đó, quá trình quang hợp tăng 30%.
Lukas Chernusak, tác giả nghiên cứu và nhà sinh lý học tại Đại học James Cook ở Úc, cho biết: “Nó giống như một tia sáng trong bầu trời tối.
Nó đã được xác định như thế nào?
Chernusak và các đồng nghiệp đã sử dụng dữ liệu từ các nghiên cứu môi trường từ năm 2017, đo lượng carbonyl sulfide được tìm thấy trong lõi băng và mẫu không khí. Ngoài carbon dioxide, thực vật hấp thụ carbonyl sulfide trong chu kỳ carbon tự nhiên của chúng và điều này thường được sử dụng để đo quang hợp trên quy mô toàn cầu.
“Thực vật trên cạn hấp thụ khoảng 29% lượng khí thải của chúng ta, nếu không sẽ góp phần vào nồng độ CO2 trong khí quyển. Phân tích mô hình của chúng tôi cho thấy vai trò của quá trình quang hợp trên mặt đất trong việc thúc đẩy quá trình cô lập carbon này lớn hơn hầu hết các mô hình khác đã đề xuất,” Chernusak nói.
Nhưng một số nhà khoa học không chắc lắm về việc sử dụng carbonyl sulfide như một phương pháp đo lường quá trình quang hợp.
Kerry Sendall là một nhà sinh vật học tại Đại học Nam Georgia, người nghiên cứu cách thực vật phát triển trong các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau.
Bởi vì thực vật hấp thụ carbonyl sulfide có thể khác nhau tùy thuộc vào lượng ánh sáng mà chúng nhận được, Sendall cho biết kết quả của nghiên cứu “có thể được đánh giá quá cao”, nhưng cô cũng lưu ý rằng hầu hết các phương pháp đo quang hợp toàn cầu đều có một số mức độ không chắc chắn.
Xanh hơn và dày hơn
Bất kể mức độ quang hợp đã tăng lên bao nhiêu, các nhà khoa học đồng ý rằng lượng carbon dư thừa hoạt động như một loại phân bón cho thực vật, thúc đẩy sự phát triển của chúng.
Cernusak nói: “Có bằng chứng cho thấy tán lá của cây cối đã trở nên dày đặc hơn và gỗ cũng dày đặc hơn.
Các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ride cũng lưu ý rằng khi cây tiếp xúc với lượng CO2 tăng lên, kích thước lỗ chân lông trên lá sẽ tăng lên.
Sendall, trong các nghiên cứu thử nghiệm của riêng mình, đã cho thực vật tiếp xúc với lượng carbon dioxide gấp đôi mà chúng thường nhận được. Trong những điều kiện này, theo quan sát của Sendall, thành phần của các mô lá đã thay đổi theo cách khiến động vật ăn cỏ khó ăn chúng hơn.
Điểm tới hạn
Mức độ CO2 trong khí quyển đang tăng lên và người ta cho rằng cuối cùng thực vật sẽ không thể đối phó với nó.
“Phản ứng của một bể chứa carbon đối với sự gia tăng CO2 trong khí quyển vẫn là điều không chắc chắn lớn nhất trong mô hình chu trình carbon toàn cầu cho đến nay và nó là nguyên nhân chính dẫn đến sự không chắc chắn trong các dự báo về biến đổi khí hậu,” Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ride lưu ý trên trang web của mình.
Giải phóng mặt bằng để canh tác hoặc nông nghiệp và phát thải nhiên liệu hóa thạch có tác động lớn nhất đến chu trình carbon. Các nhà khoa học chắc chắn rằng nếu nhân loại không ngừng làm điều này, thì điểm bùng phát là không thể tránh khỏi.
Daniel Way, nhà sinh lý học tại Đại học Western cho biết: “Sẽ có nhiều khí thải carbon bị giữ lại trong khí quyển, nồng độ sẽ tăng nhanh và đồng thời, biến đổi khí hậu sẽ diễn ra nhanh hơn”.
Chúng ta có thể làm gì?
Các nhà khoa học tại Đại học Illinois và Bộ Nông nghiệp đang thử nghiệm các cách biến đổi gen thực vật để chúng có thể lưu trữ nhiều carbon hơn. Một loại enzim gọi là rubisco chịu trách nhiệm thu giữ CO2 cho quá trình quang hợp và các nhà khoa học muốn làm cho nó hiệu quả hơn.
Các thử nghiệm gần đây về cây trồng biến đổi gen đã chỉ ra rằng việc nâng cấp chất lượng rubisco giúp tăng năng suất khoảng 40%, nhưng việc sử dụng enzyme thực vật biến đổi gen trên quy mô thương mại lớn có thể mất hơn một thập kỷ. Cho đến nay, các thử nghiệm mới chỉ được thực hiện trên các loại cây trồng phổ biến như thuốc lá và không rõ rubisco sẽ thay đổi những cây hấp thụ nhiều carbon nhất như thế nào.
Vào tháng 2018 năm XNUMX, các nhóm môi trường đã họp tại San Francisco để phát triển một kế hoạch bảo tồn rừng, mà theo họ là “giải pháp bị lãng quên cho biến đổi khí hậu”.
“Tôi nghĩ các nhà hoạch định chính sách nên đáp ứng những phát hiện của chúng tôi bằng cách nhận ra rằng sinh quyển trên mặt đất hiện đang hoạt động như một bể chứa carbon hiệu quả,” Cernusak nói. “Điều đầu tiên cần làm là hành động ngay lập tức để bảo vệ rừng để chúng có thể tiếp tục cô lập carbon và bắt đầu làm việc ngay lập tức để khử carbon cho ngành năng lượng.”