Trung Quốc phủ xanh sa mạc khắc nghiệt bậc nhất châu Á, vệ tinh phát hiện điều bất ngờ sau 50 năm

Trải dài trên khu tự trị Tân Cương của Trung Quốc, Taklamakan là một trong những sa mạc khắc nghiệt nhất châu Á, với những cồn cát rộng lớn, lượng mưa thấp và điều kiện gần như không thuận lợi cho thực vật phát triển.

Tuy nhiên, diện mạo khu vực ven sa mạc đang thay đổi từng bước. Những hàng cây chắn gió, bụi cây và các vùng thảm thực vật được phục hồi đã dần xuất hiện trên những khu vực trước đây chủ yếu là cát trống.

Đây là kết quả của một chương trình chống sa mạc hóa kéo dài nhiều thập niên của Trung Quốc. Ban đầu, mục tiêu chủ yếu là ngăn cát dịch chuyển và bảo vệ đất nông nghiệp, nhưng những quan sát vệ tinh gần đây cho thấy hoạt động phục hồi sinh thái này còn tạo ra một lợi ích khác: giúp một số khu vực trở thành bể hấp thụ carbon.

"Vành đai xanh" bao quanh Taklamakan

Trung Quốc bắt đầu Chương trình Rừng chắn gió Ba Bắc vào năm 1978 nhằm ứng phó với tình trạng sa mạc hóa ngày càng nghiêm trọng tại các khu vực phía Bắc đất nước.

Chương trình thường được gọi là "Vạn Lý Trường Thành Xanh", trải dài qua nhiều tỉnh và khu tự trị, với mục tiêu giảm xói mòn do gió, ổn định các vùng cát dịch chuyển, đồng thời bảo vệ đất nông nghiệp và khu dân cư trước sự mở rộng của sa mạc.

Taklamakan trở thành một trong những mặt trận khó khăn nhất của chương trình.

Thay vì cố phủ xanh toàn bộ sa mạc, các nhà quy hoạch tập trung vào khu vực ven rìa, nơi cây cối và bụi thấp có khả năng sinh trưởng tốt hơn khi được cung cấp nước tưới. Những dải thực vật này tạo thành lớp đệm giúp hạn chế cát bị gió cuốn vào các khu vực dân cư và sản xuất.

Qua nhiều năm, cách tiếp cận này đã hình thành một mạng lưới lớn gồm cây xanh, bụi cây và rừng chắn gió bao quanh nhiều khu vực của Taklamakan.

Vệ tinh phát hiện vùng ven sa mạc đang hấp thụ CO₂

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí PNAS với tiêu đề "Human-induced biospheric carbon sink: Impact from the Taklamakan Afforestation Project" cho thấy những khu vực được phục hồi quanh Taklamakan đang có hoạt động quang hợp đáng kể.

Các nhà khoa học sử dụng phương pháp đo huỳnh quang cảm ứng bởi ánh sáng Mặt Trời, hay SIF. Trong quá trình quang hợp, thực vật phát ra một tín hiệu huỳnh quang rất yếu ở vùng cận hồng ngoại. Tín hiệu này không thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có thể được vệ tinh phát hiện từ không gian.

Bằng cách theo dõi tín hiệu này theo thời gian, các nhà nghiên cứu có thể đánh giá mức độ hoạt động quang hợp và từ đó ước tính khả năng hấp thụ CO₂ của thảm thực vật trên diện rộng.

Kết quả cho thấy hoạt động quang hợp diễn ra tương đối ổn định tại các khu vực được phục hồi dọc rìa Taklamakan. Điều này cho thấy thảm thực vật tại đây đang hoạt động như một bể hấp thụ carbon, tức lượng carbon được giữ lại lớn hơn lượng phát thải trong những điều kiện hiện tại.

Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh không nên so sánh khả năng hấp thụ carbon của khu vực này với những khu rừng nhiệt đới dày đặc. Thảm thực vật quanh Taklamakan vẫn khá thưa, gần với dạng cây bụi khô hạn hơn là rừng liên tục.

Dù vậy, việc phát hiện khả năng hấp thụ carbon ổn định trong một môi trường khô cằn như Taklamakan vẫn được xem là một kết quả đáng chú ý.

Nguồn nước từ núi tuyết là yếu tố quyết định

Đằng sau sự thành công của dự án không chỉ là những loại cây được lựa chọn mà còn là điều kiện địa lý đặc biệt của khu vực.

Taklamakan được bao quanh bởi nhiều dãy núi lớn như Côn Lôn, Pamir và Thiên Sơn. Tuyết và băng trên các khu vực núi cao tan chảy, cung cấp nước cho hệ thống sông ngòi đổ vào lưu vực Tarim.

Nguồn nước này giúp duy trì hệ thống tưới tiêu, tạo điều kiện để cây cối và thảm thực vật tồn tại dù khu vực xung quanh có khí hậu cực kỳ khô hạn.

Nếu không có nguồn nước từ các vùng núi cao, việc duy trì hoạt động trồng cây trên quy mô lớn sẽ khó khăn hơn rất nhiều.

Đây cũng là lý do kết quả của dự án Taklamakan khó có thể được áp dụng máy móc cho những sa mạc khác. Tại những khu vực không có nguồn nước mặt ổn định từ núi, các dự án tương tự có thể phải phụ thuộc vào những giải pháp như khử mặn nước biển hoặc khai thác nước ngầm. Cả hai phương án đều kéo theo những chi phí kinh tế và hệ quả môi trường đáng kể.

Vì sao trồng cây không phải lúc nào cũng hiệu quả?

Các dự án trồng rừng quy mô lớn thường được xem là một giải pháp chống biến đổi khí hậu, nhưng kết quả trên thế giới không phải lúc nào cũng tích cực.

Những chương trình trồng cây trước đây tại miền Bắc Trung Quốc từng vấp phải nhiều chỉ trích khi một số loài cây không thể thích nghi với điều kiện khô hạn. Những giống cây cần nhiều nước có thể làm cạn kiệt nguồn nước ngầm, gia tăng áp lực lên tài nguyên vốn đã khan hiếm.

Khi cây cối không thể tồn tại, đất trống lại có nguy cơ tiếp tục bị xói mòn.

Dự án quanh Taklamakan dường như hạn chế được một phần những vấn đề này nhờ kết hợp hệ thống tưới tiêu, lựa chọn địa điểm phù hợp và mở rộng từng bước, thay vì cố biến toàn bộ sa mạc thành rừng.

Tuy nhiên, khả năng duy trì thành quả trong dài hạn vẫn phụ thuộc rất lớn vào nguồn nước.

Một phần lượng nước cung cấp cho các dải rừng chắn gió bắt nguồn từ băng hà trên các dãy núi xung quanh. Trong bối cảnh nhiệt độ toàn cầu tăng, các sông băng đang thu hẹp.

Lượng nước tan chảy tăng có thể hỗ trợ thảm thực vật trong ngắn hạn, nhưng về lâu dài, nguồn cung có nguy cơ suy giảm khi trữ lượng băng tiếp tục cạn dần.

Phủ xanh sa mạc có thể tác động thế nào đến khí hậu?

Việc phủ xanh khu vực ven Taklamakan không chỉ ảnh hưởng đến lượng carbon được hấp thụ mà còn làm thay đổi cách bề mặt Trái Đất tương tác với ánh sáng Mặt Trời.

Cát sa mạc có màu sáng và phản xạ một lượng lớn bức xạ trở lại không gian. Trong khi đó, cây xanh và bụi cây có màu tối hơn nên hấp thụ nhiều năng lượng Mặt Trời hơn. Hiện tượng này làm giảm suất phản chiếu bề mặt, hay còn gọi là albedo.

Vì vậy, một số nhà khoa học đặt câu hỏi liệu việc phủ xanh quy mô lớn các vùng sa mạc có thể tạo ra tác động làm nóng khí hậu hay không.

Ở chiều ngược lại, thực vật cũng thúc đẩy quá trình bốc thoát hơi nước. Nước được đưa từ đất và thực vật vào khí quyển, qua đó tạo hiệu ứng làm mát. Độ ẩm tăng cũng có thể góp phần thúc đẩy lượng mưa.

Các dữ liệu hiện tại tại Taklamakan cho thấy hiệu ứng làm mát từ thảm thực vật đang lớn hơn tác động làm ấm do thay đổi suất phản chiếu bề mặt.

Bài học từ "Vạn Lý Trường Thành Xanh"

Sự thay đổi tại Taklamakan không có nghĩa các sa mạc có thể dễ dàng biến thành rừng, cũng không chứng minh rằng trồng cây đơn thuần có thể bù đắp lượng khí nhà kính phát thải trên toàn cầu.

Điều dự án cho thấy là phục hồi sinh thái có thể đạt hiệu quả nếu được triển khai trong những điều kiện tự nhiên phù hợp.

Địa hình, nguồn nước và khả năng quản lý trong dài hạn dường như đều là những yếu tố quan trọng tạo nên kết quả này.

Nghiên cứu cũng cho thấy việc đo lường hiệu quả thực tế có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các dự án phục hồi sinh thái. Nhờ công nghệ vệ tinh, các nhà khoa học hiện có thể theo dõi khả năng hấp thụ carbon trên những khu vực rộng lớn, điều trước đây rất khó thực hiện.

Hiện tại, những dải cây xanh quanh Taklamakan là một ví dụ cho thấy đất đai bị suy thoái có thể từng bước phục hồi chức năng sinh thái khi điều kiện tự nhiên, công nghệ và quản lý dài hạn được kết hợp phù hợp.

Tuy nhiên, liệu thành quả này có thể duy trì trong nhiều thập niên tới hay không vẫn phụ thuộc phần lớn vào nguồn nước đã giúp dự án trở nên khả thi ngay từ đầu.