Một nghiên cứu mới báo cáo rằng tốc độ cơ bản phân hủy cacbon hữu cơ trong đất trên khắp Hoa Kỳ có thể khác nhau đến gấp tới 10 lần. Các nhà nghiên cứu lấy mẫu từ 20 điểm trong Mạng Quan sát Sinh thái Quốc gia (NEON) và ủ các mẫu dưới điều kiện phòng thí nghiệm đồng nhất trong 18 tháng. Trong thời gian này, họ đo phát thải CO2 và 26 đặc tính đất để ước tính tốc độ phân hủy cơ bản cùng hiệu suất sử dụng cacbon cho từng mẫu; kết quả được công bố trên tạp chí One Earth.
Phân tích bằng học máy cho thấy ngoài những biến dự đoán trước như loại đất, pH và nitơ, còn có mối liên hệ mạnh với sự phong phú của nấm và với một số dạng khoáng sắt, nhôm. Những khoáng chất này giúp ổn định cacbon liên kết với khoáng vật (mineral-associated organic carbon), dạng có thể tồn tại trong hàng thập kỷ hoặc hàng thế kỷ.
Nhóm nghiên cứu, dẫn bởi Chaoqun Lu, phó giáo sư tại Iowa State University và là tác giả liên hệ, đã dùng các phép đo để xây dựng mô hình AI tái tạo biến dị trên 156 mẫu đất. Họ áp dụng mô hình cho toàn lục địa Hoa Kỳ và tạo bản đồ tốc độ phân hủy cùng hiệu suất sử dụng cacbon trên ô lưới khoảng 2.5 dặm mỗi cạnh. Bản đồ cho thấy khác biệt vùng rất lớn: ví dụ vùng Tây Nam phân hủy nhanh hơn và thải nhiều CO2, Tây Bắc và Đông phân hủy chậm hơn và nhiều cacbon chuyển thành sinh khối vi sinh, còn Trung Tây nằm giữa hai cực.
Tác giả kết luận rằng mô hình hệ thống Trái Đất có thể đang đánh giá thấp vai trò của địa hóa và vi sinh. Cải thiện mô hình bằng các phép đo này có thể tinh chỉnh dự báo phản hồi cacbon đất với khí hậu và hỗ trợ thiết kế chương trình bảo tồn cùng thị trường cacbon tính đến khác biệt vùng. Nguồn: Iowa State University.
Từ khó
- phân hủy — quá trình vật chất bị chia nhỏ và biến chất
- khoáng chất — chất vô cơ trong đất, như sắt hoặc nhôm
- ổn định — không dễ thay đổi hoặc bị phá hủy theo thời gian
- địa hóa — quá trình hóa học xảy ra trong đất và đá
- vi sinh — các sinh vật rất nhỏ như vi khuẩn, nấm
- mô hình — cách biểu diễn hay công cụ để dự báo
- học máy — nhánh trí tuệ nhân tạo dùng để phân tích dữ liệu
- hiệu suất — tỷ lệ giữa năng suất thu được và năng lượng dùng
- tái tạo — làm xuất hiện lại hoặc phục hồi điều đã mất
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Tại sao khoáng chất như sắt và nhôm có thể giúp ổn định cacbon trong đất? Hãy nêu lý do ngắn gọn.
- Bản đồ tốc độ phân hủy theo vùng có thể ảnh hưởng thế nào tới thiết kế chương trình bảo tồn hoặc thị trường cacbon?
- Bạn thấy lợi ích và hạn chế khi dùng học máy và mô hình AI trong nghiên cứu về đất và cacbon là gì?
Bài viết liên quan
Hành lang Xanh Kivu-Kinshasa bảo vệ Virunga và phục hồi kinh tế
Xung đột ở miền đông DRC làm tăng nghèo đói và hại môi trường, với gần 50% Vườn Virunga dưới quyền các nhóm vũ trang. Chính phủ thành lập Hành lang Xanh Kivu-Kinshasa để trồng rừng, phục hồi và phát triển kinh tế bền vững.
