Các nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm sinh học biển (MBL) cho biết hơn 90% đầm lầy ngập mặn trên thế giới có thể bị nhấn chìm vào cuối thế kỷ 21. Những phát hiện này đến từ một nghiên cứu kéo dài 50 năm ở đầm lầy ngập mặn Great Sippewissett thuộc Falmouth, Massachusetts. 

Đầm lầy muối Great Sippewissett của Cape Cod, một bán đảo ở Massachusetts mang tính biểu tượng vì nó đóng vai trò rất quan trọng. Những vùng đất ngập nước thấp, đẹp đẽ này là một trong số những hệ sinh thái có năng suất sinh học cao nhất trên Trái đất. Chúng đóng một vai trò to lớn trong chu trình nitơ, hoạt động như bể chứa carbon, bảo vệ sự phát triển ven biển khỏi triều cường và cung cấp môi trường sống và vườn ươm quan trọng cho nhiều loài cá, động vật có vỏ và chim ven biển.

Kể từ năm 1971, các nhà khoa học từ Trung tâm Hệ sinh thái MBL đã lập bản đồ lớp phủ thực vật trong các lô thí nghiệm ở đầm lầy này để kiểm tra liệu lượng nitơ tăng lên trong môi trường có ảnh hưởng đến các loài cỏ đầm lầy hay không. Do thời gian nghiên cứu kéo dài, họ cũng có thể phát hiện những tác động của biến đổi khí hậu đối với hệ sinh thái, đặc biệt là những tác động do mực nước biển dâng ngày càng nhanh.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra lượng nitơ tăng lên có lợi cho mức độ thực vật cao hơn và sự bồi tụ của bề mặt đầm lầy, nhưng bất kể nồng độ nitơ là bao nhiêu, các hệ sinh thái này sẽ không thể vượt qua tình trạng ngập nước do mực nước biển dâng toàn cầu.

Ivan Valiela, nhà khoa học nổi tiếng của MBL, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Những nơi như đầm lầy muối Great Sippewissett có thể sẽ trở thành những vịnh cạn vào đầu thế kỷ này. Ngay cả với những ước tính bảo thủ về mực nước biển... hơn 90% đầm lầy ngập mặn trên thế giới có thể sẽ bị nhấn chìm và biến mất hoặc bị thu nhỏ vào cuối thế kỷ này”.

Valiela nói: "Đây không phải là dự đoán từ các nhà khoa học biệt lập lo lắng về những chi tiết nhỏ. Những thay đổi lớn diễn ra trên bề mặt Trái đất sẽ làm thay đổi bản chất của môi trường ven biển”.

Kỹ sư hệ sinh thái

Đầm lầy muối là hệ sinh thái dốc thoai thoải và thực vật ở đây rất hạn chế về độ cao mà chúng có thể phát triển. Các loài khác nhau phát triển ở độ cao khác nhau và có những phản ứng khác nhau đối với những thay đổi trong nguồn cung cấp nitơ. Khi sự thay đổi xảy ra đủ chậm, cỏ có thể di chuyển đến độ cao ưa thích của chúng.

Ở vùng đầm lầy thấp, cỏ dây (Spartina alterniflora) phát triển tốt khi các nhà khoa học tăng nguồn cung cấp nitơ. Trong số các loài thực vật ở đầm lầy cao, sự phong phú của cỏ khô đầm lầy (Spartina patens) trong các ô thí nghiệm giảm khi mực nước biển dâng. Cỏ mặn (Distichlis spicata) tăng lên cùng với nguồn cung cấp nitơ và được các nhà nghiên cứu gọi là "kỹ sư hệ sinh thái" vì loại cỏ này đẩy nhanh tốc độ tăng độ cao của đầm lầy. Sự tích tụ sinh khối do cỏ muối đang phân hủy để lại đã bù đắp cho tình trạng ngập nước gia tăng do mực nước biển dâng cao ở những khu vực này.

"Thảm thực vật mặn đã biến mất sau một vài thập kỷ, nhưng nó đã để lại một di sản. Thật tuyệt khi thấy sự tương tác đó trong bộ dữ liệu”, Javier Lloret, nhà khoa học nghiên cứu của MBL cho biết.

Bất kể lượng nitơ được bổ sung vào môi trường là bao nhiêu, nghiên cứu đã chỉ ra với mực nước biển dâng được dự báo ở hiện tại và tương lai, các loài sống ở đầm lầy thấp sẽ thay thế hoàn toàn các loài sống ở đầm lầy cao. Khi mực nước biển tiếp tục dâng cao, thậm chí những loài này sẽ bị nhấn chìm.

Valiela cho biết: "Tại một thời điểm nào đó, nếu mực nước biển tiếp tục tăng với tốc độ mà chúng tôi dự đoán, thậm chí sẽ không còn chỗ cho các loài thực vật ở vùng đầm lầy thấp. Chúng sẽ bị ngập quá sâu để có thể tồn tại”.

Giải pháp thay thế duy nhất là để các đầm lầy ngập mặn di cư vào đất liền.

Một sức ép ven biển

Các đầm lầy trên khắp thế giới phải đối mặt với cái mà Lloret gọi là "sức ép ven biển", nơi mực nước biển dâng cao từ một hướng và sự phát triển của con người thúc đẩy từ hướng khác. Một bức tường chắn sóng có thể bảo vệ một ngôi nhà khỏi lũ lụt sẽ ngăn chặn sự di chuyển của đầm lầy lên vùng đất cao hơn một cách tự nhiên.

Trợ lý Nghiên cứu MBL Kelsey Chenoweth cho biết: "Những rào cản này, cho dù là về mặt địa lý như đồi hay vách đá, hoặc do con người xây dựng dọc theo các rìa của hệ sinh thái, đều hạn chế khả năng di cư vào đất liền của đầm lầy. Hơn nữa, mực nước biển dâng đang tăng nhanh và các đầm lầy đang gặp khó khăn trong việc theo kịp”.

Trong kịch bản nước biển dâng, Lloret nói: "Giải pháp duy nhất cho thực vật sẽ là xâm chiếm các khu vực mới, đến các đầm lầy cao. Nhưng việc di cư đó không thể diễn ra ở một số nơi”.

"Mực nước biển dâng là mối đe dọa lớn nhất đối với đầm lầy ngập mặn. Chúng ta thực sự cần tìm hiểu điều gì sẽ xảy ra với các hệ sinh thái này và học cách ngăn chặn một số tổn thất xảy ra hoặc cố gắng thích nghi với chúng, để đầm lầy có thể tiếp tục phát huy tác dụng đối với tự nhiên cũng như con người”, Lloret nói.

Nửa thế kỷ khoa học

Năm 1971, các nhà khoa học tại Trung tâm Hệ sinh thái MBL không biết việc họ sẽ sử dụng dữ liệu của mình để nghiên cứu mực nước biển dâng toàn cầu.

Valiela cho biết: "Đây là một thử nghiệm bắt đầu xem xét một biện pháp kiểm soát sinh thái (nitơ), và sau đó do thời gian kéo dài của dự án, chúng tôi có thể bổ sung thêm kiến thức mới về tác nhân thúc đẩy chính của mực nước biển dâng toàn cầu”.

Khi đo lường các quá trình sinh thái như biến đổi khí hậu và phú dưỡng, dữ liệu có thể tăng giảm trong nhiều năm khi hệ sinh thái phản ứng với các kích thích bên ngoài. Những thay đổi hoạt động trên thang thời gian dài hơn nhiều so với những thay đổi trên các hệ thống sinh học khác.

"Để nghiên cứu một cái cây, bạn nhìn vào những thay đổi qua các mùa và bạn sẽ có thể nhìn thấy toàn bộ chu kỳ của nó. Đối với một chiếc lá, bạn nhìn vào các mô hình giữa ngày và đêm. Trong các tế bào đơn lẻ, bạn nhìn vào các quá trình diễn ra theo thang thời gian phút hoặc giây… nhưng đối với toàn bộ hệ sinh thái, chúng ta đang nói đến nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ. Bạn cần phải suy nghĩ ở quy mô hàng thập kỷ hoặc thậm chí hàng thế kỷ để có thể nhìn thấy những thay đổi đáng kể”, Lloret nói.

Mỹ Linh