Những Cây Cổ Thụ Biểu Tượng Của California Đang Bị 'Sốc Nhiệt'

Cây hồng sam ven biển (coast redwood) — loài cây cao nhất và mang tính biểu tượng nhất của California — đang phải đối mặt với một mối đe dọa mới từ biến đổi khí hậu. Một nghiên cứu mới cho thấy khi nhiệt độ tăng cao, lá của chúng buộc phải "đóng cửa" quá trình quang hợp, làm suy yếu khả năng sinh trưởng và tích trữ carbon.

Nghiên cứu đến từ Đại học California, Davis, dựa trên dữ liệu đo đạc hai lần mỗi tháng trong suốt hai năm. Kết quả cho thấy trong các đợt nắng nóng, cây hồng sam ven biển đạt đến ngưỡng không thể tự làm mát đủ nhanh, buộc chúng phải đóng khí khổng — đồng nghĩa với việc ngừng "ăn" và "thở".

Cơ chế đằng sau hiện tượng "sốc nhiệt"

Cây cối sử dụng các lỗ nhỏ trên lá gọi là khí khổng (stomata) để thực hiện hai việc: hấp thụ carbon dioxide và thoát hơi nước. Khi khí khổng mở, cây "hít thở" CO2 và quang hợp, nhưng đồng thời cũng mất nước. Khi đóng lại, cây tiết kiệm nước nhưng phải đánh đổi bằng việc giảm quang hợp.

Lily Klinek, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại UC Davis và là tác giả chính của nghiên cứu, giải thích:

"Vì lá là một vật thể vật lý hấp thụ ánh sáng, chúng nóng lên giống như nhựa đường dưới nắng. Chúng nóng lên nhanh hơn không khí xung quanh. Một cách để đối phó là mở khí khổng và cho nước thoát ra, giống như cách con người đổ mồ hôi."

Tuy nhiên, cây chỉ có thể "đổ mồ hôi" nếu có đủ nước để mất đi. Trong các đợt nắng nóng, cây hồng sam ven biển ở hạt Mendocino — gần rìa phía nam của vùng phân bố — buộc phải giữ khí khổng đóng lại. Điều này bảo toàn nước nhưng khiến cây không hấp thụ thêm carbon, không tích lũy được năng lượng để tiếp tục phát triển.

Nguy cơ "chết đói carbon"

Đây không chỉ là vấn đề sinh lý thực vật thuần túy. Nó có thể tạo ra một vòng xoáy tiêu cực: cây không tích đủ carbon để tái tạo lá trong tương lai, khiến chúng quang hợp kém hiệu quả hơn, càng thiếu dinh dưỡng, và cuối cùng có thể chết.

Chris Still, nhà sinh thái học rừng tại Đại học Bang Oregon, gọi hiện tượng này là "chết đói carbon" (carbon starvation):

"Lá là thứ đắt đỏ để cây xây dựng."

Hầu hết hồng sam ở California và Tây Bắc Thái Bình Dương hiện nay là rừng tái sinh được trồng trong vài thế kỷ qua. Chúng giống như những "thiếu niên đang lớn", cần hấp thụ nhiều CO2 để vươn cao, khác với những cây cổ thụ hàng nghìn năm tuổi.

Kẻ hấp thụ carbon khổng lồ đang suy yếu

Hồng sam ven biển đặc biệt giỏi lưu trữ carbon. Nhờ kích thước đồ sộ và tuổi thọ dài, chúng lưu trữ lượng CO2 trên mỗi mẫu Anh nhiều hơn bất kỳ khu rừng nào khác trên thế giới.

Anthony Ambrose, nhà sinh thái học sinh lý thực vật và đồng sáng lập Ancient Forest Society, cảnh báo:

"Không chỉ là phản hồi tiêu cực đối với hệ thống khí hậu khi khả năng hấp thụ carbon của những khu rừng này giảm, mà bản thân cây cũng sẽ không thể phát triển lớn như trước."

Điều này đồng nghĩa với việc mất đi không gian cho các thảm đất và dương xỉ trên tán cây — nơi cư trú của nhiều loài sinh vật. Cây có thể không còn cao như xưa, và hệ sinh thái tầng cao bị thu hẹp.

Sương mù — "máy điều hòa" đang biến mất

Mối đe dọa trung tâm khác là sự suy giảm của sương mù. Hồng sam ven biển có mối quan hệ phức tạp với sương mù ở Bắc California và Tây Bắc Thái Bình Dương. Tán cây cao đến mức vươn vào các tầng sương, nơi chúng hút nước trực tiếp từ không khí. Sương mù cũng che nắng và giúp tạo ra vi khí hậu riêng.

Todd Dawson, nhà sinh lý sinh thái thực vật tại UC Berkeley:

"Đó là một đòn kép. Chúng vừa cạn nước vừa bị sốc nhiệt. Chúng vốn quen sống trong khoảng nhiệt độ hẹp từ 8 đến 27 độ C. California, giống như mọi nơi khác, đang trải qua những giai đoạn ngày nóng hơn bao giờ hết, và sương mù — thứ vốn như một chiếc máy điều hòa — cũng đã giảm từ 30 đến 40%."

Tác động dây chuyền lên hệ sinh thái

Nhiệt độ thay đổi cũng ảnh hưởng đến các sinh vật sống trên cao. Ambrose cho biết nếu chúng trải qua nhiệt độ quá cao suốt mùa hè, các thảm đất và dương xỉ sẽ khô nhanh hơn, khiến kỳ giông và chim biển mất nơi cư trú.

"Chúng ta sẽ thấy hiệu ứng dây chuyền lan khắp toàn bộ hệ sinh thái."

Tia hy vọng mong manh

Klinek cho biết cây có vẻ vẫn ổn sau khi đợt nóng qua đi. Lá cây không thích nghi với nhiệt nhưng cũng không mất khả năng quang hợp. Tuy nhiên, bà cảnh báo:

"Hiện tại nhiệt độ đang trở lại bình thường vào mùa thu và mùa đông, giúp cây phục hồi. Nhưng trong 5 hay 10 năm tới, nếu nhiệt độ còn cao hơn và các đợt nắng nóng thường xuyên hơn, chúng ta thực sự không biết liệu cây có thể phục hồi được không."

Những cây mà Klinek nghiên cứu có tiềm năng sống hơn một nghìn năm. Câu hỏi đặt ra là liệu chúng ta có để chúng làm được điều đó hay không.