Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Cây nhỏ phát triển trên đất sa mạc có thể giúp đất khô giữ nước và giảm xói mòn.
Một phân tích tổng hợp toàn cầu do các nhà khoa học UNSW dẫn đầu cho thấy các sinh vật nhỏ bé che phủ đất sa mạc – cái gọi là biocrusts – rất quan trọng để hỗ trợ các nguồn cung cấp nước bị thu hẹp của thế giới.
Biocrusts là một loại phong phú của rêu, địa y, vi khuẩn lam và các sinh vật cực nhỏ như vi khuẩn và nấm sống trên bề mặt đất khô. Vùng đất khô, gọi chung là quần xã sinh vật lớn nhất thế giới.
Giáo sư David Eldridge từ UNSW Science cho biết: “Biocrusts rất quan trọng vì chúng cố định một lượng lớn nitơ và carbon, ổn định đất bề mặt và cung cấp một ngôi nhà cho các sinh vật đất”.
Nhưng chúng ta vẫn có một sự hiểu biết kém về cách thức sinh học ảnh hưởng đến chu kỳ thủy văn ở vùng đất khô hạn toàn cầu.
Phân tích cho biocrusts và tác động thủy văn của chúng có thể cho chúng ta một bức tranh chính xác hơn về tác động của biến đổi khí hậu đối với hệ sinh thái đất khô và cải thiện khả năng quản lý các tác động đó.
Khám phá hơn 100 bài báo khoa học
Đối với nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tập hợp và sau đó phân tích cơ sở dữ liệu bằng chứng lớn nhất toàn cầu về tác động của biocrusts đối với sự di chuyển của nước, lưu trữ và xói mòn, tập trung vào vùng đất khô.
Giáo sư Eldridge chia sẻ: “Sự nhấn mạnh của chúng tôi là vào đất khô hạn vì chất diệt khuẩn thường là bề mặt chiếm ưu thế trên các loại đất này, đặc biệt là trong thời gian khô hạn”.
Một sự gia tăng lớn về số lượng các ấn phẩm về biocrusts trong thập kỷ qua đã khiến nhóm đánh giá nghiêm túc các mối liên hệ giữa thu và lưu trữ nước, và sự ổn định cảnh quan ở vùng đất khô.
Đồng tác giả Tiến sĩ Samantha Travers từ UNSW Science đã giúp lấy và phân tích dữ liệu từ hơn 100 bài báo khoa học được xuất bản trong 30 năm qua.
Các tài liệu toàn cầu về tác động sinh học đối với thủy văn thường mâu thuẫn, ngăn cản nhóm nghiên cứu đưa ra các khuyến nghị rộng rãi về cách quản lý chúng để quản lý nước.
Điều quan trọng, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng trên toàn cầu, sự hiện diện của chất diệt khuẩn trên bề mặt đất làm giảm xói mòn nước trung bình khoảng 68%.
Vi khuẩn lam trong lớp vỏ tiết ra gel hữu cơ và polysacarit giúp liên kết các hạt đất nhỏ vào bề mặt ổn định. Rêu trong lớp vỏ cũng giữ nước và trầm tích trên bề mặt đất, ngăn chặn việc loại bỏ các hạt đất.
Mặc dù biocrusts làm giảm sự xâm nhập của nước vào đất, nhưng chúng có xu hướng tăng lưu trữ nước ở các lớp cao nhất.
Lớp trên là nơi tìm thấy hầu hết các chất dinh dưỡng và vi khuẩn – đây là khu vực quan trọng để sản xuất và ổn định cây trồng trong đất khô cằn.
Nhiều nước hơn ở các tầng trên có nghĩa là năng suất và sự ổn định cao hơn.
Giáo sư Eldridge cho biết bây giờ chúng ta đã hiểu rõ hơn về cách thức sinh học ảnh hưởng đến quan hệ nước ở vùng đất khô.
Tuy nhiên, các hiệu ứng phụ thuộc vào các yếu tố như loại vỏ và liệu nó còn nguyên vẹn hay bị xáo trộn.
Ba thập kỷ nghiên cứu về chế độ sinh học
Giáo sư Eldridge và nhóm của ông đã nghiên cứu vai trò của biocrus trên đất của Úc trong hơn 30 năm.
Trọng tâm nghiên cứu của nhóm nghiên cứu là về vùng đất khô hạn vì họ chiếm gần một nửa diện tích mặt đất và hỗ trợ gần 40% dân số toàn cầu.
Nhiều người ở vùng đất khô hạn dựa vào mục vụ sinh kế của họ, vì vậy việc thu giữ và sử dụng nước là cực kỳ quan trọng trong những môi trường hạn chế nước này.
Bất cứ điều gì làm thay đổi cân bằng thủy văn ở vùng đất khô đều có khả năng ảnh hưởng đến hàng triệu người, do đó tầm quan trọng của các cộng đồng bề mặt nhỏ bé này là rất lớn.
Ông cho biết một vấn đề lớn đối với việc quản lý bền vững các vùng đất khô hạn là chăn nuôi quá mức.
“Chà đạp bởi cừu và gia súc phá vỡ lớp vỏ, làm mất ổn định bề mặt đất và dẫn đến xói mòn nước – những tác động được hỗ trợ bởi các phân tích toàn cầu của chúng tôi,” ông nói.
Ngăn chặn sự quá tải của vật nuôi là rất quan trọng nếu chúng ta muốn ngăn chặn sự mất mát của biocrusts, nhưng cho đến gần đây, mức độ ảnh hưởng vẫn chưa được biết đến.
Kết quả của công việc này sẽ được đưa vào các mô hình cân bằng nước và mất đất toàn cầu để các nhà quản lý và chính phủ hiểu rõ hơn về tác động của việc mất chất thải sinh học đối với nguồn cung cấp nước đang cạn kiệt của thế giới.
Nghiên cứu được công bố trên Global Change Biology ngày hôm nay, là một nỗ lực hợp tác giữa UNSW Sydney và các nhà khoa học từ Hoa Kỳ, Tây Ban Nha, Đức, Mexico và Trung Quốc.
Công trình này là một phần của một nghiên cứu toàn cầu lớn hơn, được hỗ trợ bởi Trung tâm Phân tích và Tổng hợp John Wesley Powell để dự đoán tác động của biến đổi khí hậu đối với các cộng đồng vỏ sinh học.
Nhóm nghiên cứu hiện đang xem xét những thay đổi sử dụng đất toàn cầu ảnh hưởng đến các cộng đồng dân chủ và phát triển các thực tiễn quản lý tốt nhất để khôi phục biocrus khi chúng ta tiến tới một thế giới nóng hơn và khô hơn.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học New South Wales . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :