Tại sao sự sụp đổ của hệ sinh thái có thể xảy ra sớm hơn so với dự kiến?

Trên khắp thế giới, các khu rừng nhiệt đới đang trở thành xa van và đất nông nghiệp, xa van thì đang khô dần và biến thành sa mạc, còn các lãnh nguyên băng giá thì đang tan chảy. Các nghiên cứu khoa học hiện đã ghi nhận “sự thay đổi chế độ” như vậy ở hơn 20 loại hệ sinh thái khác nhau - khi chúng đã vượt qua điểm tới hạn. Trên toàn thế giới, hơn 20% hệ sinh thái đang có nguy cơ chuyển dịch hoặc suy tàn thành một thứ khác.

Sự sụp đổ như vậy có thể xảy ra sớm hơn chúng ta tưởng. Con người đã gây áp lực lên các hệ sinh thái theo nhiều cách khác nhau. Và khi những áp lực này kết hợp với sự gia tăng của thời tiết khắc nghiệt do khí hậu thì ngày mà điểm tới hạn bị vượt qua có thể sẽ được đẩy nhanh tới 80%.

Điều này có nghĩa là sự sụp đổ của hệ sinh thái mà trước đây con người tưởng có thể tránh được cho tới cuối thể kỷ này, thực ra sẽ có thể xảy ra sớm hơn trong vài thập kỷ tới. Kết luận đáng buồn này đã được công bố trong nghiên cứu mới, xuất bản trên tạp chí Nature Sustainability.

Sự gia tăng dân số, nhu cầu kinh tế gia tăng và nồng độ khí nhà kính đã gây áp lực lên các hệ sinh thái và cảnh quan nhằm phục vụ cho việc cung cấp thực phẩm và duy trì các dịch vụ chính như nước sạch. Số lượng các sự kiện khí hậu cực đoan cũng đang tăng và sẽ chỉ ngày càng tồi tệ hơn. 

Điều thực sự đáng lo ngại là các hiện tượng khí hậu cực đoan có thể ảnh hưởng đến các hệ sinh thái vốn đã bị “căng thẳng”, từ đó chuyển những áp lực mới hoặc tăng cao sang một số hệ sinh thái khác,… Điều này có nghĩa là một hệ sinh thái sụp đổ có thể có tác động dây chuyền đến các hệ sinh thái lân cận thông qua các vòng phản hồi liên tiếp: một kịch bản “vòng lặp diệt vong sinh thái”, với những hậu quả thảm khốc.

Trong nghiên cứu mới, các tác giả đặt mục tiêu ước tính mức độ căng thẳng mà các hệ sinh thái có thể gánh chịu trước khi sụp đổ. Để thực hiện nghiên cứu, họ đã sử dụng các mô hình – chương trình máy tính để mô phỏng cách một hệ sinh thái sẽ hoạt động trong tương lai và cách nó sẽ phản ứng với những thay đổi theo hoàn cảnh.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai mô hình sinh thái chung đại diện cho rừng và chất lượng nước hồ, và hai mô hình cụ thể theo địa điểm đại diện cho đầm phá đánh bắt cá Chilika ở bang Odisha, miền Đông Ấn Độ và Đảo Phục Sinh (Rapa Nui) ở Thái Bình Dương. Cả hai mô hình sau đều bao gồm rõ ràng các tương tác giữa các hoạt động của con người và môi trường tự nhiên.

Đặc điểm chính của mỗi mô hình là sự hiện diện của các cơ chế phản hồi, giúp giữ cho hệ thống cân bằng và ổn định khi các căng thẳng đủ yếu để chịu được. Chẳng hạn, những người đánh cá trên Hồ Chilika có xu hướng thích bắt cá trưởng thành hơn khi nguồn cá dồi dào. Miễn là còn đủ cá trưởng thành để sinh sản, việc đánh bắt như vậy vẫn có thể duy trì ổn định.

Tuy nhiên, khi không còn chịu được áp lực nữa, hệ sinh thái sẽ đột ngột vượt qua điểm không thể đảo ngược  – điểm tới hạn – và sụp đổ. Ở Chilika, điều này có thể xảy ra khi ngư dân tăng sản lượng đánh bắt cá con trong thời gian thiếu hụt – điều sẽ càng làm suy yếu quá trình tái tạo nguồn cá.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm để lập mô hình hơn 70.000 mô phỏng khác nhau. Trên tất cả bốn mô hình, sự kết hợp giữa căng thẳng và các sự kiện cực đoan đã đẩy ngày điểm tới hạn được dự đoán lên nhanh hơn 30% đến 80%.

Điều quan trọng là, khoảng 15% sự sụp đổ hệ sinh thái trong mô phỏng của nhóm nghiên cứu là kết quả của những sự kiện cực đoan hoặc áp lực mới, trong khi đó áp lực chính vẫn không đổi. Nói cách khác, ngay cả khi chúng ta tin rằng chúng ta đang kiểm soát các hệ sinh thái một cách bền vững bằng cách giữ nguyên mức độ của áp lực chính – chẳng hạn như bằng cách điều chỉnh lượng cá đánh bắt – thì tốt hơn hết là chúng ta nên lưu tâm đến những căng thẳng mới và những sự kiện cực đoan.□

Mỹ Hạnh lược dịch

Nguồn: https://theconversation.com/ecological-doom-loops-why-ecosystem-collapses-may-occur-much-sooner-than-expected-new-research-207955