Trong nỗ lực chống lại "sa mạc hóa", các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra một phương pháp mang tính cách mạng: sử dụng tảo lam cổ đại để biến những đồi cát thành nền đất ổn định và giàu dinh dưỡng chỉ trong chưa đầy một năm.
Nạn sa mạc hóa từ lâu đã là một thách thức sinh thái toàn cầu, đe dọa sinh kế và đa dạng sinh học. Tại những vùng đất khô hạn ở Tây Bắc Trung Quốc, nơi gió bão và nhiệt độ khắc nghiệt có thể dễ dàng quét sạch mọi nỗ lực tái trồng rừng, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã triển khai một giải pháp dựa trên thiên nhiên nhưng được tối ưu hóa bằng công nghệ phòng thí nghiệm. Họ gọi đây là Lớp vỏ đất sinh học (Biological Soil Crusts).
"Chất keo" sinh học từ sinh vật lâu đời
Chìa khóa của quy trình này nằm ở tảo lam (một nhóm sinh vật thuộc ngành Cyanobacteriota), một trong những dạng sống lâu đời nhất trên Trái Đất. Các nhà khoa học đã nuôi cấy các chủng tảo lam địa phương và phun chúng lên các bề mặt cát đã được cố định bằng lưới rơm.
Tảo lam dưới kính hiển vi - Ảnh: CSIRO.
Tại đây, tảo lam vận hành như một loại "keo dán" tự nhiên. Chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời và CO2, sau đó tiết ra các hợp chất đường dính (polysaccharides). Những chất này bao quanh hạt cát, kết nối chúng thành một mạng lưới sợi vi khuẩn bền bỉ. Kết quả là một lớp vỏ mỏng nhưng kiên cố hình thành trên bề mặt sa mạc, giúp giảm đến 90% lượng đất cát bị xói mòn do gió.
Không chỉ dừng lại ở việc cố định cát, tảo lam còn đóng vai trò là "nhà máy sản xuất dinh dưỡng". Một số chủng tảo có khả năng cố định nitơ từ không khí, chuyển hóa chúng thành các dưỡng chất thiết yếu cho thực vật. Khi lớp vỏ này dày lên, nó giữ lại độ ẩm và các chất hữu cơ từ tế bào vi sinh vật phân hủy, tạo ra một tầng đất mặt giàu carbon và phốt pho.
Dữ liệu thực địa từ sa mạc Taklamakan cho thấy, chỉ sau 10 đến 16 tháng, lớp vỏ sinh học này đã đủ ổn định để bảo vệ các mầm cây bụi và cỏ non. Đây là một bước tiến vượt bậc so với các quá trình tự nhiên vốn phải mất hàng thập kỷ. Sự ổn định này cho phép các loài địa y và rêu dần xuất hiện, tạo nên một hệ sinh thái cộng sinh bền vững và có khả năng chống chịu tốt hơn với các điều kiện khắc nghiệt.
Tảo lam có thể trở thành công cụ chống sa mạc hóa hữu hiệu - Ảnh: Internet.
Thách thức và triển vọng bền vững
Dù đạt được những kết quả ấn tượng, các chuyên gia vẫn đưa ra những khuyến cáo thận trọng. Lớp vỏ sinh học này, dù cứng cáp trước gió bão, lại rất dễ tổn thương trước tác động vật lý của con người như dấu chân hay lốp xe. Ngoài ra, phương pháp này cần được tùy biến theo từng loại khí hậu và địa hình, ưu tiên sử dụng các chủng vi sinh vật bản địa để đảm bảo tính thích nghi.
Việc rút ngắn thời gian phục hồi đất từ hàng chục năm xuống còn vài năm không chỉ mở ra hy vọng cho công tác chống sa mạc hóa tại Trung Quốc mà còn là một bài học quý giá cho các khu vực khô hạn khác trên thế giới. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng công nghệ này phải đi đôi với quản lý tài nguyên nước hợp lý và kiểm soát chăn thả để đạt được hiệu quả lâu dài.
Nghiên cứu này hiện đã được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Soil Biology and Biochemistry , đánh dấu một cột mốc mới trong việc kết hợp vi sinh vật học với kỹ thuật phục hồi môi trường quy mô lớn.
