Ngay cả các hệ sinh thái kích thước lớn như rừng nhiệt đới Amazon cũng có thể sụp đổ trong một vài thập kỷ, nghiên cứu còn chỉ ra rằng các quần xã sinh vật lớn sẽ bị phá vỡ nhanh hơn so với các khu rừng nhỏ.
Nghiên cứu được công bố vào ngày 10/3 trên tạp chí Nature Communications cho thấy rằng một khi đạt đến điểm bùng phát, các sự cố nhỏ sẽ không xảy ra một cách dần dần như kiểu "mưa dầm thấm lâu", mà sẽ nhanh chóng sụp đổ giống như trong trò chơi rút gỗ sau khi một mảnh gỗ chính bị gỡ ra.
Lời cảnh báo đáng sợ
Các tác giả cho biết kết quả là lời cảnh báo cho các nhà hoạch định chính sách. Chúng ta có ít thời gian hơn để đối phó với biến đổi khí hậu và các cuộc khủng hoảng đa dạng sinh học mà thế giới phải đối mặt.
Để kiểm tra mối quan hệ giữa kích thước của một hệ sinh thái và tốc độ sụp đổ của nó, các tác giả đã xem xét 42 trường hợp "regime shift" trước đây, tạm dịch là sự dịch chuyển sinh thái.
Đây là thuật ngữ được sử dụng để mô tả sự thay đổi có quy mô lớn như sự sụp đổ của hệ sinh thái nghề cá ở Newfoundland, Canada, cái chết của thảm thực vật ở Sahel (một vành đai đất khô cằn trải dài khắp châu Phi ngay phía nam Sahara), sa mạc hóa đất nông nghiệp ở Nigeria, xóa sổ các rạn san hô ở Jamaica và sự phú dưỡng của hồ Erhai ở Trung Quốc.
Những rặng san hô bị xóa sổ tại Jamaica (Ảnh: theguardian)
Họ phát hiện ra rằng các quần xã sinh vật lớn và đa dạng ban đầu có khả năng phục hồi tốt hơn các hệ thống nhỏ, đơn giản về mặt sinh học. Tuy nhiên, một khi đạt đến điểm bùng phát, chúng sụp đổ tương đối nhanh vì các thất bại lặp lại trong toàn bộ cấu trúc của chúng. Kết quả là, hệ sinh thái càng lớn thì càng khó chống đỡ.
Dựa trên phân tích thống kê, các tác giả ước tính một hệ sinh thái kích thước của Amazon (khoảng 5,5 triệu km2) có thể sụp đổ trong khoảng 50 năm sau khi đạt được điểm bùng phát. Đối với kích thước của các rạn san hô Caribbean (khoảng 20.000 km2), sự sụp đổ có thể xảy ra trong 15 năm sau khi điểm bùng phát được kích hoạt.
Bài viết kết luận: "Chúng ta phải chuẩn bị cho sự thay đổi của bất kỳ hệ sinh thái tự nhiên nào sẽ xảy ra trong khoảng thời gian nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ, thay vì thời gian nhiều thế kỷ như mong đợi.
Giờ đây, nhân loại cần phải chuẩn bị cho những thay đổi trong hệ sinh thái nhanh hơn chúng ta đã dự tính trước đây, bao gồm các hệ sinh thái lớn nhất và mang tính biểu tượng nhất của Trái Đất và các hệ thống sinh thái xã hội mà chúng hỗ trợ."
Bài báo nói rằng ví dụ gần đây nhất là trường hợp ở Úc, nơi các vụ cháy rừng đã xảy ra sau thời kỳ hạn hán kéo dài và có thể thấy được sự thay đổi khô hơn của hệ sinh thái này.
Hỏa hoạn tại Úc (Ảnh: Saeed Khan)
Các nhà khoa học đã nhận thức được rằng các hệ sinh thái có xu hướng giảm nhanh hơn nhiều so với khi chúng phát triển, nghiên cứu đã định lượng và giải thích xu hướng này.
"Những gì kết quả nghiên cứu mà chúng tôi cho thấy là một phần của câu chuyện sâu rộng hơn. Hệ sinh thái càng lớn, sự mong manh càng lớn và sự sụp đổ cũng nhanh hơn.", Giáo sư John Dearing, giáo sư địa lý vật lý tại Đại học Southampton, Vương quốc Anh và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.
Giáo sư Dearing cho biết ông lo ngại rằng một trong những hệ lụy có thể có mà nghiên cứu chỉ ra là việc phá hủy hoàn toàn Amazon có thể xảy ra trong cuộc đời của cháu ông.
"Đây là một bài báo thỏa mãn quan điểm khoa học, nhưng đáng lo ngại từ quan điểm cá nhân. Tôi không muốn đưa ra một tập hợp kết quả như vậy.", ông nói.
Một nghiên cứu riêng vào tuần trước đã cảnh báo Amazon trong thập kỷ tới có thể chuyển thành nguồn phát thải carbon do ảnh hưởng của hoạt động nông nghiệp và sự nóng lên toàn cầu.
Các chuyên gia cho biết những phát hiện mới sẽ là một động lực thúc đẩy hành động của các chính phủ.
Georgina Mace, giáo sư về đa dạng sinh học và hệ sinh thái của Đại học College London, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: "Tôi nghĩ rằng sự kết hợp giữa lý thuyết, mô hình hóa và quan sát khiến bài viết này có tính thuyết phục cao và cảnh báo chúng ta về những rủi ro từ các hoạt động của con người gây nhiễu cho hệ sinh thái rộng lớn mà chúng ta đang phụ thuộc. Có những hành động hiệu quả mà chúng ta có thể thực hiện ngay bây giờ, như bảo vệ rừng hiện có, quản lý rừng để duy trì sự đa dạng và giảm áp lực trực tiếp từ việc khai thác, đốt rừng, giải phóng mặt bằng và biến đổi khí hậu."
Những quan điểm này được lặp lại bởi Ima Vieira, một nhà sinh thái học tại Museu Emílio Goeldi ở Belém, Brazil. "Đây là một bài báo rất quan trọng. Để Brazil tránh khỏi sự sụp đổ của hệ sinh thái rừng Amazon theo mô hình trong nghiên cứu này, chúng ta cần tăng cường quản trị liên quan đến việc phạt tiền nặng đối với các công ty có chuỗi cung ứng vi phạm, thực thi luật pháp hiện hành liên quan đến tội phạm môi trường. Và chúng ta cần phải hành động thật nhanh."
Tuy nhiên, phương pháp này không được chấp nhận bởi Erika Berenguer, một nghiên cứu viên cao cấp tại Đại học Oxford và Đại học Lancaster, cô cho biết: "Mặc dù không có nghi ngờ gì về việc Amazon có nguy cơ lớn và có khả năng điểm bùng phát, nhưng những tuyên bố bị thổi phồng như vậy không giúp ích gì cho khoa học hay hoạch định chính sách."
Các tác giả cho biết nghiên cứu của họ không phải là một dự báo về một khu vực cụ thể mà là một hướng dẫn về tốc độ thay đổi có thể xảy ra.