Tuy nhiên, nghiên cứu của họ cũng cho thấy rằng giới hạn của khả năng phục hồi này lại có thể đe dọa sự sống còn của các quần xã thực vật này. Những môi trường nhạy cảm như vùng đồng cỏ khô cằn ở Tây Nam nước Mỹ đã đạt đến giới hạn này.
Kết quả từ nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature do một nhóm các nhà khoa học tại Sở Nghiên cứu Nông nghiệp thuộc USDA thực hiện, gồm ba nhà khoa học đang giảng dạy tại Trường Đại học Arizona.
Nghiên cứu được dẫn đầu bởi Guillermo Ponce Campos và Susan Moran thuộc ARS, đang giảng dạy tại Trường Đại học Arizona và một nhóm nghiên cứu Úc đứng đầu bởi Alfredo Huete từ Đại học Công nghệ, Sydney .
"Chúng tôi phát hiện thấy rằng thực vật có khả năng phục hồi ngay cả khi đối mặt với hạn hán nghiêm trọng trong thập kỷ qua," Ponce Campos, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Ponce Campos làm trưởng nhóm nghiên cứu này để làm nghiên cứu tiến sĩ của mình tại Trường Đại học Arizona và hiện đang là nhà nghiên cứu cùng làm việc với Moran.
"Từ đồng cỏ cho đến rừng, cây có thể chịu đựng được lượng mưa thấp, nhưng nếu điều kiện hạn hán tiếp tục đến một điểm nhất định, thì khả năng phục hồi này sẽ thất bại", Moran, hiện là nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Southwest Watershed của ARS thuộc USDA và là trợ giáo tại Khoa Khoa học Đất, Nước và Môi trường, Trường Cao đẳng Khoa học Nông nghiệp và Đời sống, Đại học Arizona, cho hay.
Một khi giới hạn đó đạt đến thì những cây đói nước mất đi khả năng tận dụng lượng mưa tăng lên, ngay cả khi hạn hán tạo điều kiện cho các điều kiện ẩm ướt hơn, theo Moran giải thích.
Các nhà nghiên cứu thực hiện nghiên cứu của mình bằng cách sử dụng các phép đo được thực hiện trong thời gian từ năm 2000 đến năm 2009 tại 29 địa điểm ở Hoa Kỳ, Puerto Rico và Úc. Công việc này cung cấp dữ liệu về các kiểu lượng mưa trong nhiều loại môi trường khác nhau. Trên toàn cầu, thập kỷ 2000 – 2009 được xếp hạng là 10 năm nóng nhất trong thời gian 130 năm (từ năm 1880 đến năm 2009).
Nhóm nghiên cứu đã so sánh những dữ liệu này với các số đo được thực hiện từ năm 1975 đến năm 1998 tại 14 địa điểm ở Bắc Mỹ, Trung Mỹ và Nam Mỹ.
Để tính toán lượng nước sử dụng trong hệ sinh thái, các nhà khoa học sử dụng các quan sát vệ tinh để ước tính năng suất thực vật ròng ở trên mặt đất ở mỗi địa điểm. Sau đó, họ tổng hợp những ước tính này cùng với các dữ liệu thực địa về lượng mưa và các ước tính về mất mát nước ở thực vật để tạo ra các chỉ số về hiệu quả sử dụng nước của thực vật.
Nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng hiệu quả sử dụng nước của hệ sinh thái tăng lên trong những năm khô hạn nhất và giảm trong những năm ẩm ướt nhất. Điều này cho thấy nhu cầu nước của thực vật biến động phù hợp với nguồn nước và thực vật có khả năng chịu đựng lượng mưa thấp và đáp ứng với lượng mưa cao trong những thời kỳ hạn hán ấm áp.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu quan sát thấy rằng dữ liệu hiệu quả sử dụng nước này biểu hiện xu hướng giảm dần lợi ích. Điều này cho thấy cộng đồng thực vật cuối cùng sẽ đạt đến một ngưỡng hiệu quả sử dụng nước mà sẽ làm gián đoạn việc sử dụng nước của cây và hạn chế khả năng sản xuất của cây một cách nghiêm trọng khi hạn hán kéo dài.
"Hạn hán ấm áp kéo dài tạo nên một sự khác biệt," Moran cho biết. "Cho đến nay, cây dường như có khả năng phục hồi, nhưng trong những quần xã sinh vật nhạy cảm như đồng cỏ, chúng tôi đang bắt đầu nhìn thấy bằng chứng cho thấy khả năng phục hồi đang suy giảm.Và khi ngày càng có nhiều hệ sinh thái hơn tăng sự khô hạn thì sẽ càng có nhiều hệ sinh thái hơn đạt đến ngưỡng này."
Các tác giả báo cáo rằng trong một số đồng cỏ Úc, khả năng phục hồi hệ sinh thái đã giảm cùng với độ khô cằn tăng lên do hạn hán ấm áp kéo dài trên những quần xã sinh vật này.
Moran cảnh báo rằng nhóm của cô cũng nhìn thấy giới hạn này ở một số khu vực nghiên cứu ở Utah, Arizona và New Mexico.
"Chúng tôi đã biết về khả năng phục hồi trong những năm 1980 và 1990, và chúng tôi so sánh nó với đầu thế kỷ 21," cô cho biết. "Và đó là lý do vì sao chúng tôi biết rằng nó đang giảm sút. Chắc chắn là thực vật có khả năng phục hồi, nhưng chúng đang đạt đến ngưỡng".
Moran chỉ ra rằng nghiên cứu này chỉ có thể diễn ra với sự hợp tác của các nhà nghiên cứu kết hợp với các quan trắc lâu dài tại các địa điểm nghiên cứu trên toàn cầu để có thể đưa ra các kết luận này, trong đó có cơ sở nghiên cứu đất rừng hoạt động lâu đời và dài nhất trên thế giới, Rừng Thực nghiệm Santa Rita.
Được thành lập vào năm 1902, khu vực nghiên cứu này có diện tích 52.000 mẫu Anh, khoảng 80 dặm vuông, ở phía tây dãy núi Santa Rita, phía nam Tucson.
"Ở đây, các nhà khoa học nghiên cứu thực vật, động vật và đất đã ghi nhận những thay đổi về môi trường ở mặt chức năng sử dụng đất và thời tiết và khí hậu đã ảnh hưởng ra sao đến các mô hình này," Mitchel McClaran, giáo sư ở trường Tài nguyên Thiên nhiên và Môi trường và giám đốc nghiên cứu của Khu rừng, đồng tác giả của nghiên cứu, cho hay.
“Chúng tôi thực hiện những thí nghiệm và khám phá các cách quản lý tốt nhất để các nhà quản lý động vật hoang dã, các nhà quản lỳ rừng và các nhà quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác ở phía Tây Nam có thể sử dụng".
Nghiên cứu như nghiên cứu hiện tại có thể giúp các nhà quản lý tài nguyên phát triển các cách thức sản xuất nông nghiệp tích hợp những thay đổi trong nguồn nước liên quan đến kiểu lượng mưa thay đổi.
“Tại Hoa Kỳ, phần lớn năng suất nông nghiệp của chúng tôi phụ thuộc vào kiểu mưa dài hạn. Tuy nhiên, những kiểu mưa này đang thay đổi và chúng tôi cần thông tin để quản lý các tác động của những thay đổi đó," Edward Knipling, Quản trị viên của ARS cho biết. "Những phát hiện này có thể giúp các nhà quản lý đáp ứng với những thách thức của biến đổi khí hậu toàn cầu bằng các phương pháp hiệu quả để duy trì năng suất nông nghiệp."
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-01/uoa-pat012213.php
Thanh Vân - Dostdongnai, theo Eurekalert.
Đang trực tuyến :
20
Số lượt truy cập :
33254678 
Trở lại
In
Số lần xem: 1457
