(khoahoc.tv) - Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh khả năng biến đổi khí hậu toàn cầu làm cắt giảm các nguồn cung cấp lương thực. Tuy nhiên phần lớn những nghiên cứu này đã bỏ qua các tương tác giữa gia tăng nhiệt độ và ô nhiễm không khí – đặc biệt là ô nhiễm ozone, được biết là gây thiệt hại cho mùa màng.
Một nghiên cứu mới bao gồm các nhà nghiên cứu đến từ MIT (Viện công nghệ Massachusetts - Massachusetts Institute of Technology) đã chứng minh những mối tương tác nói trên có thể khá quan trọng, cho thấy những người làm chính sách cần đưa cả hai yếu tố: ấm lên toàn cầu và ô nhiễm không khí vào để tính toán khi tìm cách giải quyết vấn đề an ninh lương thực.
Nghiên cứu này đã xem xét chi tiết sản lượng toàn cầu của 4 loại cây lương thực hàng đầu gồm: lúa gạo, lúa mì, ngô và đậu tương – chiếm hơn một nửa lượng calo tiêu thụ của con người trên toàn cầu. Nghiên cứu dự đoán các ảnh hưởng sẽ thay đổi rất đáng kể giữa các vùng khác nhau, và một số loại cây lương thực bị tác động mạnh hơn so với loại cây lương thực khác hoặc bị tác động mạnh hơn bởi các yếu tố khác: Ví dụ, lúa mì rất nhạy cảm với tiếp xúc ozone, trong khi đó ngô lại bị tác động bất lợi nhiều hơn do nhiệt độ.
Nghiên cứu được thực hiện bởi Colette Heald, một giáo sư về Kỹ thuật môi trường và dân dụng (civil and environmental engineering (CEE)) tại MIT, cựu tiến sĩ Amos Tai của CEE và Maria van Martin tại trường đại học bang Colorado. Nghiên cứu của họ đã được mô tả trên tạp chí Nature Climate Change.
Heald giải thích rằng, trong khi chúng ta đều đã biết cả nhiệt độ cao hơn và ô nhiễm ozone có thể gây đe dọa tới các cây trồng và làm giảm sản lượng mùa vụ, “không ai đã xem xét cả hai yếu tố này cùng lúc”. Và trong khi nhiệt độ tăng được thảo luận rộng rãi thì tác động của chất lượng không khí tới mùa màng ít được công nhận hơn.
Nghiên cứu nói trên dự đoán rằng các tác động có thể khác nhau theo vùng. Tại Mỹ, quy định về chất lượng không khí chặt chẽ hơn dự đoán sẽ dẫn tới một sự giảm rõ nét trong ô nhiễm ozone, giảm nhẹ tác động của ô nhiễm ozone tới mùa vụ. Nhưng tại các khu vực khác, hậu quả “sẽ phụ thuộc vào các chính sách ô nhiễm không khí nội bộ”, Heald nói. “Sự làm sạch không khí có thể cải thiện sản lượng mùa màng”.
Nghiên cứu đã phát hiện thấy, nhìn chung, cùng với những nhân tố tương đương khác, ấm lên toàn cầu có thể làm giảm năng suất mùa vụ trên toàn cầu khoảng 10% vào năm 2050. Tuy nhiên các ảnh hưởng của ô nhiễm ozone là phức tạp hơn – một số loại cây lương thực bị tác động mạnh bởi ô nhiễm ozone hơn so với những loại cây lương thực khác – điều này cho thấy các đánh giá về kiểm soát ô nhiễm đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các hậu quả.
Ô nhiễm ozone cũng có thể rất khó để xác định, Heald nói, vì những thiệt hại do nó gây ra có thể dễ dàng bị nhầm lẫn với các bệnh tật khác trên cây trồng, gây ra những đốm trên lá và bạc màu lá.
Giảm tiềm năng năng suất của mùa vụ là rất đáng lo ngại. Nhu cầu lương thực của toàn cầu được dự đoán sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050, các tác giả cho biết, đó là do gia tăng dân số và xu hướng thay đổi chế độ ăn uống trong thế giới đang phát triển. Vì vậy bất cứ sự suy giảm sản lượng nào cũng là đối ngịch với nhu cầu chung của con người là tăng năng suất thông qua chọn giống cây trồng, cải thiện phương pháp canh tác cũng như mở rộng đất canh tác nông nghiệp.
Trong khi nhiệt độ và ozone, mỗi nhân tố đều đe dọa tới cây trồng một cách độc lập thì hai nhân tố này cũng tương tác với nhau. Ví dụ, nhiệt độ cao hơn gây tăng sản sinh ozone do các phản ứng của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các oxit nitơ dưới ánh sáng mặt trời. Vì những tương tác này, nhóm nghiên cứu đã phát hiện 46% thiệt hại tới năng suất đậu tương đã xảy ra trước đây là do đóng góp của nhiệt độ, thực chất lại là do gia tăng ozone.
Theo một số kịch bản, các nhà nghiên cứu nhận thấy các biện pháp kiểm soát ô nhiễm có thể tạo ra một vết lõm lớn trong suy giảm năng xuất dự báo do biến đổi khí hậu. Ví dụ, trong khi sản lượng lương thực toàn cầu được dự đoán giảm xuống 15% trong một kịch bản, trong một kịch bản thay thế, tỷ lệ này là 9% khi giảm mức phát thải xuống thấp hơn.
Ô nhiễm không khí thậm chí còn quan trọng hơn khi thể hiện tình trạng suy dinh dưỡng trong thế giới đang phát triển, các nhà nghiên cứu phát hiện thấy: Theo kịch bản chất lượng không khí xấu hơn, tỷ lệ suy dinh dưỡng có thể tăng 18 -27% vào năm 2050; trong khi đó theo một kịch bản lạc quan hơn thì tỉ lệ suy dinh dưỡng vẫn sẽ tăng, nhưng mức độ tăng chỉ bằng một nửa so với kịch bản trước đó.
Sản xuất nông nghiệp là “rất nhạy cảm với ô nhiễm ozone”, Heald cho biết thêm, những phát hiện này cho thấy tầm quan trọng của việc suy nghĩ về các tác động tới nông nghiệp của các tiêu chuẩn, quy chuẩn về chất lượng không khí. Chúng ta đã hiểu ozone là một nguyên nhân gây giảm sản lượng lương thực, và bước tiếp theo cần phải thực hiện để cải thiện chất lượng không khí.
Denise L. Mauzerall, giáo sư kỹ thuật môi trường và các vấn đề quốc tế tại Đại học Princeton, người không tham gia vào nghiên cứu này, nói: "Một phát hiện quan trọng, đó là sự kiểm soát mức độ ô nhiễm không khí có thể giúp cải thiện sản lượng lương thực và cải thiện các tác động tiêu cực giúp bù đắp một phần thiệt hại về sản lượng do biến đổi khí hậu gây ra, do đó, tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng sạch không phát thải hoặc ít phát thải ra khí nhà kính, các chất gây ô nhiễm không khí phổ biến, ví dụ như sử dụng năng lượng gió và năng lượng mặt trời, sẽ có lợi gấp đôi cho an ninh lương thực toàn cầu, khi chúng không góp phần làm tăng biến đổi khí hậu hoặc làm tăng nồng độ ozone bề mặt".
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, Công viên quốc gia, và tổ chức Croucher Foundation.