Giáo sư Daniel Laughlin tại Khoa Thực vật học của Đại học Wyoming mới đây đã thực hiện một nghiên cứu cho thấy thực vật có thể duy trì sự sống ở ngưỡng nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn mức mà chúng hiện đang sống.

Các vườn thực vật trồng các loại cây từ khắp thế giứi. Bức ảnh này chụp cảnh tĩnh lặng của khu vườn Nhật Bản ở Vườn thực vật Denver gồm nhiều loại thông, vân sam và linh sam. Arboreta, cũng như nhiều vườn thực vật khác, được giáo sư Daniel Laughlin của Khoa thực vật học UW nghiên cứu để hiểu được phạm vi rộng nhiệt độ mà các cây có thể chịu đựng. Nguồn: Daniel Laughlin

Nghiên cứu có tên “Trees have overlapping potential niches that extend beyond their realized niches”, được đăng trên tạp chí Science ¹.

Tuy các loài cây dường như thích nghi với các điều kiện khí hậu riêng biệt, nhưng tương tác và phân tán của các loài, thứ hạn chế phạm vi của các loài cây, lại khiến ta không hiểu được bản chất thực sự của những khuynh hướng này.

“Chúng tôi phát hiện các loài cây có thể sinh trưởng và tồn tại ở một mức nhiệt độ trung bình nhất định, dù cho nhiều loài chỉ xuất hiện ở những vùng lạnh hoặc nóng. Thực tế, nhiều loài cây có thể mở rộng phạm vi phân bố lên hơn 25%, dựa vào khả năng chịu đựng nhiệt độ tiềm ẩn của chúng” – theo GS. Laughlin.

Đồng hành cùng GS. Laughlin trong quá trình nghiên cứu là giáo sư Brian McGill thuộc Đại học Maine. Hai người có chung mối quan tâm là tìm hiểu xem các loài sẽ phản ứng thế nào trước những biến đổi khí hậu đang diễn ra nhanh chóng. Để tìm hiểu vấn cấp bách này, họ nghiên cứu sự xuất hiện của các loài cây Bắc Mỹ trong vườn thực vật trên khắp thế giới, nhằm định lượng khả năng chịu nhiệt độ cực nóng và cực lạnh của chúng.

Cụ thể, họ định lượng ổ sinh thái nhiệt thực tế và ổ sinh thái nhiệt tiềm năng của 188 loài cây Bắc Mỹ để tiến hành thử nghiệm trên quy mô lục địa về kiến trúc của các ổ. Nghiên cứu bao gồm 23 loài cây có nguồn gốc từ Wyoming: vân sam Engelmann, linh sam cận núi cao, cây thông mềm, cây thông lá to xoắn, cây thông ponderosa, cây bách xù núi Rocky và cây dương đồng bằng.

Ổ sinh thái thực tế của một loài cây là nơi bạn tìm thấy nó trong tự nhiên, còn ổ sinh thái tiềm năng là nơi cây có thể sinh sống nhưng lại không sống được vì bị các loài cây khác cạnh tranh, hoặc không thể phân tán tới đó.

GS. Laughlin giải thích: “Ví dụ, ổ sinh thái thực tế của cây vân sam Engelmann, một loài bản địa của Wyoming, gồm các khu rừng cận núi ở địa thế cao. Tuy nhiên, ổ sinh thái tiềm năng cũng bao gồm các địa điểm ấm hơn, như dọc bờ suối ở địa thế thấp hơn, cây có thể sinh trưởng ở đó. Nhưng chúng không xuất hiện tại những vị trí như vậy vì không cạnh tranh lại các cây dương phát triển nhanh hơn”.

Hai nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ và nhất quán cho thấy các loài cây xuất hiện ở những vùng có nhiệt độ khắc nghiệt chiếm chưa tới 75% ổ sinh thái tiềm năng của chúng, và ổ tiềm năng của các loài chồng chéo nhau ở nhiệt độ trung bình hàng năm là 12^oC.

Các kết quả mới đã phá vỡ giả định cốt lõi của hầu hết phương pháp dự đoán sự phân bố của loài hiện nay. Nó cho thấy các nhà sinh thái cần phải nghiêm túc định lượng toàn bộ phạm vi môi trường mà thực vật có thể chịu được. Đây là mảnh ghép thông tin quan trọng còn thiếu để dự đoán cây cối sẽ phản ứng thế nào với thế giới đang ngày càng nóng lên.

Nghiên cứu cũng cho thấy các loài cây sẽ có số phận khác nhau. Những cây chịu lạnh, chẳng hạn như cây vân sam Engelmann và cây linh sam cận núi cao, có thể không cần di chuyển để ở trong phạm vi chịu đựng khí hậu của chúng. Tuy nhiên, các loài cây chịu nhiệt, như cây sồi thường xanh và thông lá dài sẽ cần phải di chuyển.

Các loài cây ở Bắc Mỹ đã học được cách thích ứng trong hàng triệu năm khí hậu biến đổi. Trong thời gian rất dài, cây cối đã di chuyển trên khắp lục địa để tìm các điều kiện khí hậu phù hợp, nhưng chúng ta không biết điều này sẽ diễn ra thế nào trong vài thập niên và thế kỷ tới.

GS. Laughlin nói: “Chẳng hạn, khí hậu tại Laramie có thể sẽ sớm phù hợp cho cây cối từ phía Tây Nam thích nghi với khí hậu nóng hơn, nhưng chúng tôi tôi không chắc loài cây nào sẽ xuất hiện trước. Hiểu được khả năng chịu nhiệt cơ bản của cây là bước quan trọng đầu tiên để cải thiện các dự đoán của chúng ta về phạm vi của cây sẽ thay đổi thế nào qua thời gian”.

Phương Anh - Tiasang

Nguồn: https://phys.org/news/2024-07-tree-climate-overlapping-potential-niches.html

https://www.wyomingpublicmedia.org/natural-resources-energy/2024-07-18/trees-are-more-adaptable-to-climate-change-than-previously-thought-new-uw-research-shows

——————————————

1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8671