Đầm lầy ven biển dễ thích ứng với sự dâng cao của mực nước biển

Một cuộc nghiên cứu mới đây của trường đại học Duke, Mỹ cho thấy rằng đầm lầy ven biển, nơi nuôi nấng sinh vật biển và giảm thiểu những tác hại của bão dọc nhiều bờ biển, có thể tự điều chỉnh để thích ứng với sự tăng lên của mực nước biển nếu thảm thực vật của những đầm lầy này không bị phá huỷ và nguồn cung cấp phù xa từ thượng nguồn không bị giảm đi.

Những vùng đầm lầy như vậy “sẽ có tác dụng như những vùng đệm rất hữu ích trước những trận bão vùng duyên dải cho những thành phố như New Orleans vốn bị chia cắt với vịnh Mexico bởi các đầm lầy”. Đó là nội dụng mà Matthew Kirwan và A. Brad Murray đã viết trong một bản báo cáo được đăng trên tạp chí Các Phương pháp của Viện khoa học quốc gia (Mỹ) số ra ngày 26-3.

Các nhà nghiên cứu của trường đại học Duke đã tạo ra một mô hình 3 chiều dựa trên kết quả của các nghiên cứu gần đây mà đã đề xuất rằng đầm lầy biển có khả năng tiềm tàn trong việc thích ứng với sự thay đổi của môi trường. Tuy nhiên, mô hình của trường đại học Duke đã đề xuất thêm là việc can thiệp vào đời sống của các cây cối trong đầm lầy hoặc tước đi nguồn cung cấp phù sa cho chúng có thể phá vỡ trạng thái cân bằng này.

Mô hình thí nghiệm cho thấy một đầm lầy không bị tác động có thể thay đổi một ít khi mực nước biển tăng từ 1 mét một năm (ảnh trái trên) đến 10 mét một năm (ảnh phải trên cùng) Nhưng nếu xáo trộn nửa số thực vật (ảnh trái dưới) hoặc 5% số cây trong đầm lầy cùng với giảm nguồn cung cấp phù pha (ảnh phải dưới) sẽ tạo ra những thay đổi đáng kể với mức nước biển dâng bình quân năm là 10 milimét (Ảnh: ĐH Duke)

Theo các nhà nghiên cứu thì những hệ thống cây sống trong nước ven biển và những con nước thủy triều cũng “cung cấp môi trường sống có khả năng sinh sản cao và chúng có vai trò như vườn ươm cho rất nhiều loài động vật giáp xác quan trọng có tính thương mại”.

Murray - Phó giáo sư của trường đại học khoa học về môi trường và trái đất Nicholas thuộc trường đại học Duke. Kirwan, tác giả thứ nhất của bài báo cáo, là nghiên cứu sinh làm việc với Phó giáo sư Murray.

Cho dù có được những khả năng này nhưng theo các nhà nghiên cứu thì nhiều kiểu thay đổi môi trường thường có liên quan đến con người như mực nước biển dâng cao, lún đất và những thay đổi về đất và nguồn cung cấp phù sa cho cây trong vùng đầm lầy đang “ảnh hưởng đến các vùng đầm lầy ven biển trên toàn cầu.”

Mô hình của nhóm nghiên cứu đã dựa một phần vào những nghiên cứu thực địa được thực hiện tại bang South Carolina và đã được so sánh với những quan sát ở những đầm lầy thuộc các bang Louisiana, Massachusetts và British Columbia. Mô hình này đã sử dụng các phương trình toán học được vi tính hóa qua đó giúp các nhà nghiên cứu đánh giá sự phát triển về hình dạng của các đầm lầy và về sự đa dạng sinh thái của các đầm lầy.

Các nhóm nghiên cứu khác cũng đã nghĩ ra được những bài toán tương tự nhưng theo Murray thì phiên bản của trường đại học Duke đã nhấn mạnh được sinh học có ảnh hưởng và tương tác như thế nào với các quá trình xói mòn.

Mô hình đã miêu tả được cách mà thảm thực vật và phù sa đã kết hợp với nhau để tạo ra một một "nền đất" sống qua đó có thể thích ứng được với sự thay đổi của mực nước. Nó cũng tính đến cách mà những con lạch và con nước thủy triều cùng nhau cung cấp phù sa và cát cho các vùng nền đang phát triển hay chúng đã làm ngược quá trình này như thế nào.

Theo một bản báo cáo mới thì: “Với sự dâng lên một cách đều đặn vừa phải của mực nước biển, mô hình này sẽ xây nên một thềm đầm lầy và mạng lưới kênh rạch có khả năng dâng lên theo với tốc độ dâng lên của mực nước biển. Điều này có nghĩa là độ sâu của mực nước và các sinh sản sinh học tạm thời được giữ cố định”.

Murry giải thích: “Nếu thảm thực vật vẫn còn nguyên vẹn nó sẽ làm cho cả hệ thống hoạt động tốt và giúp cải thiện quá trình bồi đắp phù sa và giảm thiểu sự xói mòn. Trong trường hợp mực nước biển dâng lên hơi cao, hệ thống này sẽ tiếp tục giữ nguyên nhờ vào thảm thực vật đó.”

Nhưng mô hình cũng chỉ ra rằng việc phá huỷ thảm thực vật hay giảm nguồn cung cấp phù sa sẽ làm cho mực nước tăng lên. Sự thay đổi này sẽ trầm trọng hơn một khi tốc độ tăng lên của mực nước biển tăng lên.

Murray nói: "Những thay đổi này sẽ tạo ra một trạng thái cân bằng siêu bền đáng sợ. Trong trạng thái này, mọi điều kiện có khuynh hướng trở thành một lưu vực sông mở do đó nó sẽ trở nên quá sâu đối với tất cả các loài cây để quay lại.”

Ông nói thêm: “Theo chúng tôi đó có thể là lý do tại sao các đầm lầy ở vùng Chesapeake Bay cũng như ở bang Louisiana ngày càng trở nên xấu hơn. Đó là bởi vì hai nơi này là những nơi có tốc độ tăng của mực nước biển khá cao và bởi vì sự thay đổi mục đích sử dụng đất đã làm giảm tốc độ bồi đắp phù sa vào vùng hạ lưu.”

Những thay đổi mục đích sử dụng đất như vậy bao gồm cả việc đắp đập ngăn sông và việc trồng rừng tại những vùng đất trống.

Trên thực tế, cuộc nghiên này đã cho thấy việc mất đi khối lượng phù xa rất lớn trong việc tàn phá rừng vào thời kỳ Mỹ còn là thuộc địa của Anh đã tạo ra những điều kiện thuận lợi cho việc hình thành nên những đầm lầy rộng lớn dọc bờ biển phía đông.

Nghiên cứu này được tài trợ Quỹ khoa học quốc gia và qũy Andrew W. Mellon.