Biến đổi khí hậu khiến thực vật khó quang hợp hơn

Quang hợp hay còn gọi là quá trình quang hợp. Đây là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời của thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Trong quá trình quang hợp, năng lượng ánh sáng mặt trời được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbonhidrat và giải phóng oxy từ khí cacbonic và nước.

Các nhà khoa học thường cho rằng sự gia tăng lượng khí thải carbon dioxide (CO2) dẫn đến ngày càng nhiều quá trình quang hợp, tuy nhiên, Jingfeng Xiao thuộc Đại học New Hampshire lại cho rằng có rất ít nghiên cứu thực sự xem xét điều này trên quy mô toàn cầu. 

Để tìm hiểu thêm, Xiao và các đồng nghiệp đã phân tích các phép đo trên mặt đất được thực hiện từ năm 1982 - 2016 từ các cảm biến nằm rải rác trên khắp thế giới để đo sự dao động của CO2 và hơi nước trong các điều kiện môi trường khác nhau, chẳng hạn như ở rừng và thảo nguyên. Sau đó, họ sử dụng hình ảnh vệ tinh để ước tính sự phát triển của thực vật ở các địa điểm khác nhau. Bằng cách sử dụng máy học, nhóm đã kết hợp các bộ dữ liệu này để mở rộng các phép đo biến động ra quy mô toàn cầu.

Các mô hình cho thấy rằng, tính trung bình, mức tăng quang hợp toàn cầu đã chậm lại kể từ năm 2000, mặc dù lượng CO2 trong khí quyển tiếp tục tăng. Xiao cho biết điều này có lẽ là do sự gia tăng cái gọi là "thâm hụt áp suất hơi" bù đắp phần nào cho sự gia tăng CO2. 

Mức thâm hụt càng cao, càng nhiều nước bốc hơi khỏi lá cây, trong một quá trình gọi là thoát hơi nước. Xiao cho biết tốc độ thoát hơi nước cao hơn thường hỗ trợ sự phát triển của thực vật, vì chúng hút nước để thay thế những gì đã mất, dẫn đến các tế bào của chúng nhận được nhiều nước và chất dinh dưỡng hơn.

Nhưng nếu cây mất nước quá nhanh, nó có thể khiến chúng đóng các lỗ chân lông trên lá để làm chậm quá trình này. Những lỗ chân lông này hấp thụ CO2, vì vậy việc đóng lại của chúng có thể cản trở quá trình quang hợp. Xiao cho biết hiệu ứng này có lẽ đã xảy ra trên toàn thế giới kể từ năm 2000 do sự thiếu hụt áp suất hơi ngày càng tăng cùng với nhiệt độ tăng.

Xiao cho biết những phát hiện này có nghĩa là sử dụng việc trồng cây như một cách để hấp thụ CO2 có thể không có tác động lớn như người ta nghĩ trước đây. "Cây cối có thể lưu trữ carbon trong nhiều thế kỷ, nhưng chúng ta có thể phải suy nghĩ lại về ý tưởng rằng lượng chúng hấp thụ sẽ lớn hơn do mức độ quang hợp cao hơn từ mức CO2 tăng lên". 

Tuy nhiên, Jain Colin Prentice tại Đại học Hoàng gia London (Anh) lại tỏ ra hoài nghi về những phát hiện này khi cho rằng có những điều không chắc chắn liên quan đến việc nhân rộng các phép đo biến động khí tượng mà các nhà nghiên cứu đã thực hiện ở cấp độ toàn cầu.

Xiao đồng ý rằng mô hình này có những điểm không chắc chắn, nhưng ông cũng cho biết nhóm nghiên cứu vẫn tìm thấy một xu hướng nhất quán về tốc độ quang hợp trên toàn thế giới.

Kevin Griffin tại Đại học Columbia (Mỹ) cho biết mặc dù nghiên cứu dựa trên một số giả định hợp lý, nhưng ông nhấn mạnh điều quan trọng là "đây chỉ là một dự đoán".