Ý tưởng biến sa mạc thành rừng có vẻ đầy hứa hẹn, nhưng để hiện thực hóa nó cần ý chí chính trị, nhân lực và vật lực.
Một báo cáo của Liên Hợp Quốc cho thấy, các vùng đất khô hạn, bao gồm cả những vùng sa mạc rộng lớn, chiếm 41,3% tổng diện tích đất của trái đất. Điều gì sẽ xảy ra nếu một lượng lớn đất này có thể được chuyển đổi thành đất màu mỡ có khả năng canh tác? Đây là một vấn đề đặc biệt quan trọng đối với Trung Quốc, nước có tổng diện tích đất là 3,5 triệu dặm vuông, nhưng chỉ 12% trong số đó có thể trồng trọt được.
Năm 2016, các nhà nghiên cứu từ Đại học Giao thông Trùng Khánh (Trung Quốc) tuyên bố đã phát triển một công nghệ mới có thể chuyển đổi sa mạc thành đất nông nghiệp. Thoạt nhìn, ý tưởng chuyển đổi sa mạc thành đất nông nghiệp có vẻ có lợi cho nông nghiệp, kinh tế, tái trồng rừng và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, tác động của việc chuyển đổi sa mạc và đồng cỏ sang đất canh tác có thể gây ra những tác động quy mô lớn đến khí hậu, đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái tổng thể của trái đất, cần được nghiên cứu thấu đáo.
Cách Trung Quốc biến sa mạc thành đất nông nghiệp
Công nghệ được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Giao thông Trùng Khánh bao gồm một chất nhão làm từ xenlulo thực vật, có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước, khoáng chất, không khí, vi khuẩn và các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Loại keo này đã được áp dụng cho một mảnh đất rộng 1,6 ha đầy cát ở sa mạc Ulan Buh, thuộc Khu tự trị Mông Cổ. Theo thời gian, khu đất này đã được chuyển đổi thành đất trồng trọt màu mỡ có khả năng sản xuất cà chua, lúa, dưa hấu, hoa hướng dương và ngô.
Giáo sư Yang Qingguo thuộc Đại học Jiaotong giải thích: “Chi phí vật liệu nhân tạo và máy móc để biến cát thành đất thấp hơn so với cải tạo và nông nghiệp môi trường có kiểm soát”.
Theo các nhà nghiên cứu Trung Quốc, những cây trồng trên đất cát mang lại năng suất cao hơn cây trồng sử dụng cùng một lượng nước cần thiết để phát triển trên đất canh tác bình thường. Hơn nữa, lượng phân bón cần thiết cho cây trồng thấp hơn so với lượng phân bón cần thiết cho sự phát triển của rau trên các loại đất khác.
Để hiện thực hóa ý tưởng biến sa mạc thành đất canh tác cần ý chí chính trị, nhân lực và vật lực. (Nguồn: interestingengineering.com).
Nghiên cứu này được thực hiện bởi các nhà khoa học Yi Zhijian và Zhao Chaohua, kết quả đã được công bố vào năm 2016 trên tạp chí tiếng Anh Engineering, được phát hành bởi Học viện Kỹ thuật Trung Quốc (CAE). Kỹ thuật do các nhà nghiên cứu thực hiện cũng đã được trình bày tại Hội nghị của Liên Hợp Quốc về chống sa mạc hóa (UNCCD), một sáng kiến bắt đầu vào năm 1994, với mục đích ngăn chặn tiến trình sa mạc hóa vào năm 2030 thông qua việc hợp tác toàn cầu và các chiến lược dài hạn.
Chương trình Rừng phòng hộ Ba Bắc ở Trung Quốc
Công trình nghiên cứu tại Đại học Giao thông không phải là nỗ lực đầu tiên của Trung Quốc nhằm biến sa mạc thành đất đai màu mỡ. Năm 1978, Trung Quốc đã khởi động một chương trình đầy tham vọng hơn, được gọi là Chương trình Rừng phòng hộ Ba Bắc, Chương trình Vành đai Phòng hộ Ba Bắc, hay Vạn Lý Trường Thành Xanh - nhằm mục tiêu ngăn chặn sự mở rộng của Sa mạc Gobi và bắt đầu các dự án trồng rừng ở các khu vực Đông Bắc, Bắc và Tây Bắc.
Cho đến nay, chương trình đã hạn chế hiệu quả sự mở rộng của việc sa mạc hóa, giúp ngăn chặn bão cát và xói mòn đất, bảo tồn nước và đất, bảo vệ nông nghiệp trong khu vực. Chương trình Rừng Phòng hộ dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2050, theo đó ước tính khoảng 35 triệu hecta đất sẽ được chuyển đổi thành rừng. Chính phủ Trung Quốc tuyên bố đây là sáng kiến trồng rừng lớn nhất thế giới.
Theo một báo cáo của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, trong bốn thập kỷ qua, hơn 7,88 triệu hecta cây chắn gió đã được trồng, 336.200 km2 sa mạc hóa đã được phủ xanh và hơn 10 triệu hecta đồng cỏ đã được bảo vệ hoặc phục hồi. Đồng thời, ở Cao nguyên Hoàng Thổ, độ che phủ của cỏ và rừng đã tăng khoảng 60%, lượng phù sa tích tụ ở sông Hoàng Hà đã giảm đi đáng kể. Các hình ảnh vệ tinh của NASA xác nhận rằng độ che phủ của rừng đã tăng lên ở Trung Quốc trong 20 năm qua nhờ các nỗ lực bảo tồn khác nhau của chính phủ Trung Quốc.
Tuy nhiên, một số yếu tố của dự án đã được coi là gây tranh cãi - trong những năm đầu của dự án, việc độc canh đã được áp dụng ở một số khu vực, điều làm giảm đa dạng sinh học các loài và dẫn đến lây lan dịch bệnh thực vật.
Jennifer L. Turner, Giám đốc Diễn đàn Môi trường Trung Quốc tại Trung tâm Woodrow Wilson đã nói với tạp chí National Geographic vào năm 2017 rằng, “với Vạn Lý Trường Thành Xanh, người ta đang trồng rất nhiều cây trong các buổi lễ lớn để chống sa mạc hóa, nhưng sau đó không ai chăm sóc nên cây chết”.
Tạp chí này cũng chỉ ra rằng, việc trồng rừng có thể vượt quá khả năng chịu tải của đất, khiến cây cối chết dần chết mòn nếu không có sự chăm sóc thường xuyên của con người. Bất chấp một số vấn đề ban đầu, Trung Quốc vẫn tiếp tục dự án trồng rừng lớn nhất thế giới và điều này đã mang lại một số kết quả tích cực. Kể từ khi dự án bắt đầu, khu vực phía bắc đã chứng kiến sự tăng trưởng độ phủ xanh từ 5% lên 13,5% và các phần của sa mạc Gobi hiện đang nở rộ với thảm thực vật khỏe mạnh, đất đai màu mỡ và lượng mưa tăng lên.
Một bước đột phá lớn khác là thay thế sa mạc Maowusu ở khu vực Nội Mông, miền bắc Trung Quốc bằng một khu rừng tươi tốt. Đến năm 2020, 93,24% diện tích sa mạc Maowusu đã được phục hồi với thảm thực vật, và các khu vực sa mạc trước đây được xếp hạng trong 4 khu vực lớn nhất của Trung Quốc nay gần như biến mất khỏi bản đồ. Ngoài Vạn Lý Trường Thành Xanh, Trung Quốc đã thực hiện các biện pháp khác để ngăn chặn sự phát triển của sa mạc. Bắt đầu từ đầu những năm 2000, một loạt luật được thông qua cũng giải quyết vấn đề này với nỗ lực trả lại một số vùng đất trồng trọt và chăn thả gia súc về trạng thái rừng che phủ hoặc đồng cỏ.
Nhiều nỗ lực trên khắp thế giới để biến sa mạc thành rừng
Nhiều lớp phủ xanh hơn có thể đồng nghĩa với việc tăng cường an ninh lương thực, nhiều mưa hơn, năng suất cao hơn, giảm xói mòn đất và đất ít suy thoái hơn. Ngoài Trung Quốc, có rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm công nghệ và dự án trồng rừng. Đất sét Nano Lỏng (Liquid Nano Clay - LNC), một phương pháp xử lý cát đặc biệt có thể thay đổi đặc tính khô của các hạt cát bằng cách phủ lớp đất sét và cho phép chúng giữ nước, được nghiên cứu bởi nhà khoa học Na Uy Kristian Morten Olesen năm 2005. Sử dụng phương pháp này, bất kỳ loại cát kém chất lượng nào cũng có thể nhanh chóng được chuyển đổi thành đất năng suất cao.
Năm 2018, công ty Kiểm soát Sa mạc (Desert Control) do Olesen thành lập, đã kết hợp với Trung tâm Nông nghiệp Sinh học Quốc tế (ICBA) của Dubai tiến hành các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và thực địa nhằm chứng minh tiềm năng của LNC trong việc biến vùng đất sa mạc của UAE thành những vùng màu mỡ xanh tốt. Faisal Al Shimmari - một nhà sáng tạo đến từ UAE, đã tiến hành một thử nghiệm canh tác hai vùng đất, một vùng đất được xử lý bằng LNC và vùng kia không có LNC.
Ông phát hiện ra khu đất được xử lý LNC chỉ tiêu thụ 81 mét khối nước để sản xuất cây trồng so với 137 mét khối nước được sử dụng ở khu vực không được xử lý. Với thành công ban đầu này, Desert Control hiện có kế hoạch đẩy mạnh sản xuất đất sét nano để đẩy mạnh hơn nữa quá trình tái trồng rừng sa mạc ở UAE trong khi chính phủ UAE cũng coi LNC là một cơ hội để tăng cường an ninh lương thực của nước này.
Tưới tiêu-xoay quanh trục trung tâm, một kỹ thuật phân phối nước hiệu quả được phát triển bởi người nông dân Mỹ Frank Zybach vào những năm 1940, hiện đang được áp dụng rộng rãi ở các vùng khô hạn như Libya, Ấn Độ và UAE. Hệ thống được thiết kế để giảm thiểu thất thoát nước do bay hơi, bằng cách sử dụng kết hợp phương pháp tưới phun và tưới nhỏ giọt để cấp nước từ tâm trong một vòng tròn.
Hơn 90% tổng diện tích đất của Ai Cập là sa mạc, nhưng nước này cam kết ngăn chặn quá trình sa mạc hóa và chuyển vùng đất khô cằn thành đất canh tác. Trong nhiều thập kỷ, Ai Cập đã tham gia vào một số dự án trồng rừng và chống sa mạc hóa, bao gồm cả việc sử dụng đất sét nano và hình thành đất bằng cách sử dụng phân trộn. Từ năm 1998-2020, dự án Rừng Serapium đã phủ 200 ha đất sa mạc bằng cây cối, sử dụng nước thải đã qua xử lý. Trong những năm tới, nước này hy vọng sẽ khởi động các dự án tương tự để tạo ra nhiều đất canh tác hơn.
Năm 2007, 11 quốc gia trên lục địa Châu Phi đã cùng Liên minh Châu Phi thành lập Bức tường xanh vĩ đại Châu Phi nhằm tạo ra một hành lang xanh dài 8.000 km trên khắp Châu Phi vào năm 2030. Theo dự án này, Senegal đã quản lý để khôi phục 800.000 ha đất bạc màu, Niger đã trồng 149 triệu cây, và Ethiopia đã nhân thành công 5,5 tỷ cây và cây giống cho các cộng đồng địa phương. Tuy nhiên, hơn nửa tiến độ dự án mới thực hiện được 4% diện tích mục tiêu.
Đảo Mauji, một vùng đất hoang cằn cỗi ở Assam (Ấn Độ) đã được Jadav Payeng, người được mệnh danh là người rừng của Ấn Độ, biến thành một khu rừng sản xuất với diện tích 550 ha. Jadav bắt đầu trồng cây khi còn là một thiếu niên để chống xói mòn đất và tiếp tục trồng cây trên khắp vùng Mauji trong 40 năm sau đó. Gần đây, anh đã hợp tác với Fundación Azteca, một tổ chức phi chính phủ có mục tiêu trồng 7 triệu cây xanh ở Mexico trong những năm tới.
Năm 2019, Chính phủ Ấn Độ đã đưa ra dự án Vạn Lý Trường Thành của Ấn Độ, một hành lang xanh dài 1.400 km từ Porbandar đến Panipat, có thể khôi phục các vùng đất khô hạn của đất nước thông qua việc trồng rừng trên diện rộng. Shyam Sundar Jyani, người chiến thắng Giải thưởng Land for Life năm 2021 của UNCCD đã trồng hơn 2,5 triệu cây xanh ở bang Rajasthan. Ông trồng các loài cây bản địa và các chiến dịch trồng cỏ của ông đã truyền cảm hứng cho hàng nghìn dân làng trồng cây ở các khu vực khô cằn khác nhau của Rajasthan.
Điều gì sẽ xảy ra nếu tất cả các sa mạc đều trở nên xanh tươi và màu mỡ?
Nếu tất cả các sa mạc trên trái đất trở nên màu mỡ sẽ gây ra một số hậu quả, cả tích cực và tiêu cực đối với sự sống trên hành tinh. Mất an ninh lương thực đang là một vấn đề toàn cầu nghiêm trọng hiện nay. Theo một báo cáo năm 2019 của Liên Hợp Quốc, khoảng 750 triệu người hiện đang phải đối mặt với tình trạng thiếu lương thực ở mức cao hoặc nghiêm trọng. Nếu đủ đất canh tác, ngành nông nghiệp có thể chấm dứt tình trạng mất an ninh lương thực.
Ít sa mạc hơn cũng có nghĩa là sẽ có nhiều đất hơn cho các loài động vật rừng và thực vật - điều sẽ dẫn đến sự gia tăng đa dạng sinh học. Tuy nhiên, đồng thời, sự tuyệt chủng hoặc giảm sút các loài sống trên sa mạc có thể dẫn đến sự mất cân bằng sinh thái. Các sa mạc đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ trái đất, và tình trạng khô hạn của chúng thúc đẩy sự tập trung và hình thành các khoáng chất hữu ích như kali, borat, thạch cao, nitrat.
Nếu tất cả các sa mạc trên hành tinh của chúng ta biến mất, điều này có thể ảnh hưởng xấu đến khí hậu của trái đất, và có thể đặt ra vấn đề về sự sẵn có liên tục của các khoáng chất khác nhau. Ngoài vô số các loài động thực vật có thể không tồn tại nếu không có sa mạc, có 2,1 tỷ người đã biến vùng đất khô hạn trở thành ngôi nhà của mình và họ thích nghi tốt với lối sống trên sa mạc. Những cộng đồng như vậy có thể đấu tranh để tồn tại khi không có đất khô hạn, và họ cần phải thích nghi với những cách sống mới.
Rừng từ lâu đã được coi là một hệ thống tự nhiên để hấp thụ carbonic, có nghĩa là nhiều rừng hơn có thể làm giảm sự nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, mặc dù cây cối hấp thụ carbonic thông qua quá trình quang hợp, chúng cũng thải ra một loạt các chất hóa học phức tạp, một số chất có thể làm ấm hành tinh. Những cây có lá sẫm màu cũng có thể tăng nhiệt độ do hấp thụ ánh sáng mặt trời. Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng hiệu ứng ấm lên từ rừng có thể bù đắp một phần hoặc hoàn toàn khả năng làm mát của chúng.
Rừng ở nơi có sa mạc có thể mang lại nhiều mưa hơn và tăng lượng nước ngọt có sẵn. Đây sẽ là một sự trợ giúp tuyệt vời cho 1/5 dân số loài người hiện đang đối mặt với tình trạng khan hiếm nước. Tuy nhiên, điều này cũng sẽ có ảnh hưởng sâu rộng và chưa được biết đến đối với khí hậu tổng thể của hành tinh. Làm xanh sa mạc là một nhiệm vụ đầy thách thức nhưng các thí nghiệm được tiến hành ở Trung Quốc và các khu vực khác trên thế giới về tái trồng rừng trên sa mạc ở quy mô lớn đã làm dấy lên hy vọng về một tương lai sán lạn phía trước.