Thực vật không thể hấp thụ CO₂ nhiều như chúng ta từng nghĩ

Việc đánh giá quá cao lượng nitơ sẵn có trong tự nhiên đã khiến nhiều mô hình khí hậu phóng đại khả năng tăng trưởng của thực vật trong việc bù đắp lượng CO₂ ngày càng tăng trong khí quyển.

Nồng độ carbon dioxide trong không khí tăng cao là một trong những nguyên nhân chính gây ra biến đổi khí hậu. Đồng thời, CO₂ nhiều hơn cũng có thể kích thích cây cối phát triển nhanh hơn, từ đó giúp làm chậm quá trình nóng lên toàn cầu bằng cách hút bớt carbon ra khỏi khí quyển.

Tuy nhiên, lợi ích này chỉ xảy ra khi thực vật có đủ nitơ để sinh trưởng. Nghiên cứu mới cho thấy các nhà khoa học chỉ gần đây mới có cái nhìn chính xác hơn về lượng nitơ thực sự mà cây cối có thể tiếp cận được trong tự nhiên.

Kết quả là cái gọi là “hiệu ứng bón phân CO₂” – tức việc CO₂ thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của thực vật – đã bị đánh giá quá mức trong thời gian dài, theo một nghiên cứu mới có sự tham gia của Đại học Graz (Áo).

Lượng nitơ cố định tự nhiên đã bị phóng đại

Thực vật không thể sử dụng nitơ trực tiếp từ không khí. Nitơ chỉ trở nên hữu ích khi được các vi sinh vật trong đất chuyển hóa sang dạng cây có thể hấp thụ, thông qua quá trình gọi là cố định nitơ sinh học. Quá trình này diễn ra cả trong môi trường tự nhiên lẫn trong nông nghiệp.

“Trong tự nhiên, quá trình này đã bị đánh giá cao hơn thực tế rất nhiều. Ngược lại, trong vòng 20 năm qua, lượng nitơ cố định nhờ hoạt động nông nghiệp đã tăng tới 75%,” bà Bettina Weber, nhà sinh học tại Đại học Graz, cho biết khi tóm lược các kết quả nghiên cứu được công bố đầu năm nay.

Dựa trên những phát hiện đó, một nghiên cứu mới chỉ ra rằng các phép tính được sử dụng trong một số mô hình hệ thống Trái Đất hiện đã được điều chỉnh lại. Đây là những mô hình được dùng rộng rãi để đánh giá xu hướng khí hậu, bao gồm cả các báo cáo khí hậu toàn cầu. Phân tích cập nhật, đăng trên tạp chí khoa học PNAS , kết luận rằng các ước tính trước đây về quá trình cố định nitơ đã quá cao.

Điều chỉnh lại giả định về nitơ

Nghiên cứu này do tiến sĩ Sian Kou-Giesbrecht thuộc Đại học Simon Fraser (Canada) dẫn đầu, trong khuôn khổ một nhóm nghiên cứu về cố định nitơ sinh học mà bà Bettina Weber là thành viên. Nhóm này được hỗ trợ bởi Trung tâm Phân tích và Tổng hợp John Wesley Powell thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS).

“Chúng tôi đã so sánh nhiều mô hình hệ thống Trái Đất khác nhau với các giá trị cố định nitơ cập nhật, và nhận thấy rằng chúng đã đánh giá quá cao tốc độ cố định nitơ trên các bề mặt tự nhiên khoảng 50%,” bà Weber cho biết. Tính chung, sự phóng đại này khiến hiệu ứng CO₂ thúc đẩy tăng trưởng thực vật bị giảm khoảng 11% so với các ước tính trước đây.

Vì vậy, Weber kêu gọi cần điều chỉnh lại các mô hình khí hậu để phản ánh chính xác hơn thực tế. Theo bà, trong chu trình nitơ còn tạo ra các khí như oxit nitơ và nitrous oxide, những chất có thể phát tán vào khí quyển trong quá trình chuyển hóa và từ đó làm thay đổi, thậm chí phá vỡ các quá trình khí hậu.