Con người đang làm thay đổi tốc độ phân hủy trên các dòng sông
Con người có thể làm trầm trọng tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong sông suối trên quy mô toàn cầu, theo một nghiên cứu mới của các nhà khoa học trường ĐH Georgia, Oakland và ĐH bang Kent.
Điều này có thể dẫn đến một mối đe dọa đến sự đa dạng sinh học trong sông suối trên thê giới và gia tăng lượng carbon trong bầu khí quyển, có tiềm năng làm trầm trọng thêm biến đổi khí hậu.
Được xuất bản trên Science, “Human activities shape global patterns of decomposition rates in rivers” (Hoạt động của con người định hình các mẫu hình toàn cầu về những tốc độ phân hủy trên các dòng sông) là công trình đầu tiên kết hợp thực nghiệm toàn cầu và mô hình dự đoán để vẽ ra cách tác động của con người đến sông suối có thể đóng góp vào khủng hoảng khí hậu toàn cầu 1.
“Mỗi người sống trên thế giới này đều cần nước”, theo Krista Capps, đồng tác giả của nghiên cứu và phó giáo sư trường Sinh thái Odum và Phòng thí nghiệm sinh thái sông Savannah của UGA.
“Khi hoạt động của con người thay đổi các cách cơ bản mà các dòng sông vận hành, đó là mối lo ngại. Gia tăng các tốc độ phân hủy có thể là vấn đề lớn đối với chu trình carbon toàn cầu và cho các loài động vật, ví dụ như côn trùng và cá, sống trên các dòng chảy này bởi vì các nguồn thức ăn chúng cần để sống sót sẽ biến mất một cách nhan chóng, mất vào bầu khí quyển như carbon dioxide”.
Ấm nóng toàn cầu, đô thị hóa, gia tăng dinh dưỡng làm thay đổi chu trình carbon toàn cầu
Sông và suối đóng một vai trò quan trọng trong chu trình carbon toàn cầu thông qua lưu trữ và phân hủy một lượng lớn lá, cành cây và các vật chất hữu cơ khác.
Cụ thể hơn, có thể hình dung quá trình đó như sau: lá rơi xuống sông; vi khuẩn và nấm bắt đầu xâm thực; côn trùng ăn vi khuẩn và nấm; sử dụng carbon lưu trữ trong lá để lớn lên và tạo ra nhiều công trùng hơn; cá ăn côn trùng.
Nghiên cứu này chỉ ra là quá trình đó đang thay đổi trong những khu vực trên thế giới chịu nhiều tác động của con người.
Các dòng sông tác động đến sự đô thị hóa và nông nghiệp đang thay đổi một cách nhanh chóng lá được phân hủy.
Và khi quá trình này được gia tốc, côn trùng không có cơ hội hấp thụ carbon trong lá nữa. Thay vì được hấp thụ trong côn trùng, carbon bị phát thải vào bầu khí quyển, đóng góp vào ô nhiễm khí nhà kính và cuối cùng làm phá vỡ chuỗi cung cấp thực phẩm.
“Khi chúng ta nghĩ về phát thải khí nhà kính, chúng ta có xu hướng nghĩ về các loại ống xả và các nhà máy”, Scott Tiegs, đồng tác giả của nghiên cứu và là giáo sư khoa học sinh học tại Oakland.
“Nhưng rất nhiều carbon dioxide và methane từ các hệ sinh thái dưới nước. Quá trình này rất tự nhiên. Nhưng khi con người làm ô nhiễm thêm bằng phát thải nhiều phân bón hóa học vào nước sạch và làm tăng các mức nhiệt độ của nước, chúng ta làm gia tăng tốc độ phân giải và khiến phát thải trực tiếp nhiều CO2 vào bầu khí quyển”.
Giảm thiểu tác động của con người có thể cải thiện chất lượng nước, giúp chống biến đổi khí hậu
Các nhà nghiên cứu thu thập dữ liệu hiện trường từ 550 dòng sông khắp toàn cầu, hợp tác với hơn 150 nhà nghiên cứu ở 40 quốc gia.
Trên cơ sở dữ liệu này, các nhà khoa học tạo ra một trong những ước tính về các tốc độ phân giải trong các con sông và suối khắp thế giới, bao gồm cả những khu vực chưa được nghiên cứu nhiều như vùng nhiệt đới.
Các nhà nghiên cứu đã đưa dữ liệu này vào một công cụ lập sơ đồ online chứng tỏ cách các dạng nhanh khác nhau của sự phân hủy lá trong sông suối địa phương. Sử dụng mô hình dự đoán, các nhà nghiên cứu cũng nhận diện các nhân tố môi trường liên quan đến các tốc độ phân hủy ngày một gia tăng như các mức nhiệt độ cao hơn và các nồng độ dinh dưỡng gia tăng.
“Tất cả các nhân tố này đều chịu tác động của hoạt động con người”, David Costello, đồng tác giả của nghiên cứu và là phó giáo sư ở ĐH bang Kent State. “Giảm thiểu tác động của con người vào sự phân giải sẽ giúp giữ carbon trong sông nhiều hơn, ngăn nó khỏi bị phát thải vào bầu khí quyển như carbon dioxide và đóng góp vào biến đổi khí hậu”.
ST