Vấn Đề Cây Đô la Tỷ Ở Mỹ Đang Lan Rộng

Cây phát triển nhanh, chịu hạn chế về hạn đang từ từ lan rộng trên các thảo nguyên trên mọi lục địa trừ Châu Antarctica. Với mong muốn giảm lượng carbon trong không khí, hàng triệu cây con mới nảy mầm mỗi năm có vẻ như là một điều tốt. Nhưng thực tế, sự lan rộng của chúng trên các thảo nguyên và vùng cây bụi yếu đuối đang làm đảo lộn hệ sinh thái và sinh kế. Khi những khu vực này biến đổi thành rừng, động vật hoang dã biến mất, nguồn cung cấp nước giảm, và sức khỏe đất đai giảm sút. Nguy cơ cháy rừng thảm họa cũng tăng cao.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trong  Tạp chí Sinh thái Ứng dụng, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra cách sự mở rộng của rừng cũng gây thiệt hại kinh tế. Người chăn nuôi ở Mỹ thường phụ thuộc vào đất đai không có cây để nuôi thảo nguyên của họ. Từ năm 1990 đến năm 2019, chủ đất ở phía Tây Hoa Kỳ đã mất gần 5 tỷ đô la về giá trị thức ăn gia súc - những loại cây mà gia súc hoặc cừu ăn - do sự phát triển của cây mới. Lượng thức ăn mất mát trong ba thập kỷ đó tương đương với 332 triệu tấn, hoặc đủ bó cỏ để vòng quanh trái đất 22 lần.

“Thảo nguyên là hệ sinh thái đất liền bị đe dọa nhất và ít được bảo vệ nhất,” nói Rheinhardt Scholtz, một nhà sinh thái biến đổi toàn cầu và nghiên cứu viên liên kết với Đại học Nebraska-Lincoln. Còn được gọi là steppes, pampas, hoặc đồng bằng, thảo nguyên của hành tinh chúng ta đã giảm đi đáng kể. Theo Scholtz, dưới 10% vẫn còn nguyên vẹn, vì hầu hết đã bị cày để trồng cây hoặc bị bulldozed để phát triển dân cư. Một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với những thảo nguyên còn lại là sự xâm chiếm của cây cỏ. “Nó là một tên sát nhân chậm rãi và yên lặng,” Scholtz nói.

Lịch sử cho thấy, sự mở rộng của cây trên thảo nguyên bị kiểm soát bởi những đám cháy định kỳ, khiến cho các loài cây gỗ phải giới hạn ở những nơi ẩm ướt hoặc đá. Nhưng khi những người định cư châu Âu dập tắt lửa và trồng hàng nghìn cây để tạo ra hàng gió bảo vệ cho nhà cửa và gia súc, cây bắt đầu phát triển mạnh mẽ. Khi cây xâm chiếm thảo nguyên, chúng vượt qua cỏ và hoa dại bản địa bằng cách chiếm đa số ánh sáng mặt trời và nước. Chim, thường được sử dụng như một dấu hiệu cho sức khỏe sinh thái, đang kêu gọi cảnh báo: Dân số chim thảo nguyên ở Bắc Mỹ giảm hơn 50% kể từ năm 1970, theo một nghiên cứu năm 2019 trên tạp chí Science.

Theo nghiên cứu của nhà nghiên cứu Scott Morford thuộc Đại học Montana về mất mát thức ăn trên thảo nguyên, diện tích cây tăng 50% trên nửa phía tây của Hoa Kỳ trong 30 năm qua, với diện tích cây tăng liên tục từng năm. Tổng cộng, gần 150,000 km² thảo nguyên trước đây không có cây đã biến đổi thành rừng. “Điều đó có nghĩa là chúng ta đã mất mất một khu vực bằng Iowa cho cây,” Morford nói, nhấn mạnh rằng thêm vào đó, 200,000 km² thảo nguyên không có cây—một khu vực lớn hơn cả tiểu bang Nebraska—“đang đối mặt nguy cơ ngay lập tức” vì chúng gần nguồn giống cây.

Để xác định lượng sản xuất thức ăn mất mát do sự mở rộng của rừng, Morford và đội ngũ của ông sử dụng hình ảnh vệ tinh kết hợp với dữ liệu khí tượng, địa hình và thông tin về đất đai và thực vật trên đất để ước lượng sự thay đổi trong khối lượng sinh khối của các loại thảo mộc (tức là, các loại cây không có gỗ, như cỏ) liên quan đến diện tích cây qua thời gian. “Mô hình máy tính của chúng tôi cho phép chúng tôi tăng hoặc giảm diện tích cây như một nút trên máy nghe của bạn để xem sự ảnh hưởng của sản xuất,” Morford giải thích.

Sau khi định lượng sự thay đổi trong các loại thảo mộc hàng năm, các nhà nghiên cứu sau đó xác định “khoảng trống sản xuất” hàng năm cho mỗi quận thuộc 17 tiểu bang chứa đựng sinh cảnh cây bụi hoặc thảo nguyên. Khoảng trống này là sự khác biệt giữa sản xuất thảo mộc thực tế (sau khi cây đã xâm chiếm) và sản xuất thảo mộc tiềm năng (như nếu cây không bao giờ xâm chiếm). Sử dụng giá thuê đất cỏ được thu thập bởi Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), các nhà nghiên cứu sau đó chuyển đổi khoản mất mát đó thành đô la và phát hiện rằng giá trị khoảng trống sản xuất đã tăng lên liên tục. Năm 2000, gần 100 triệu đô la thức ăn bị mất mỗi năm; đến năm 2010, con số đó đã vượt qua 200 triệu đô la mỗi năm; và đến năm 2019, nó vượt qua 300 triệu đô la. Điều này đặt tổng số mất mát cho giai đoạn 1990–2019 lên gần 5 tỷ đô la, với sự mất mát tích lũy tăng lên.

Nông dân thường sử dụng khoảng trống sản xuất để ước lượng năng suất cây trồng, nhưng đây là lần đầu tiên những con số như vậy đã được xác định đối với những người chăn nuôi gia súc trên thảo nguyên. “Nếu có một điều chúng ta có thể đồng thuận, đó là chúng ta không thích mất mát tài chính. Liên kết mất mát năng suất trên thảo nguyên với mất mát tài chính—với tôi, đó là vũ khí bạch kim để bảo tồn thảo nguyên,” nói Scholtz, người không tham gia vào nghiên cứu.

Barb Cooksley, một người chăn nuôi ở Sand Hills, Nebraska, đặt một mục tiêu cá nhân là cắt giảm ít nhất 1,000 cây mỗi năm để duy trì mảnh đất thảo nguyên của gia đình cô. Hầu hết là cây con đang xâm chiếm bãi cỏ của cô. Một nghiên cứu được công bố vào đầu năm nay, do Scholtz cộng tác, xác định Sand Hills là mảnh thảo nguyên nguyên vẹn nhất trên Trái Đất và là một trong bảy hệ sinh thái thảo nguyên lớn còn lại. “Nơi này không nên có cây,” Cooksley nói, người có bằng thạc sĩ sinh thái thảo nguyên.

Trong quá khứ, nếu một người chăn nuôi như Cooksley muốn biết đất của mình sản xuất bao nhiêu cỏ, cô phải đi ra ngoài với bức tờ để cắt tất cả các cây mọc trong một khu vực, phơi khô chúng, cân chúng, và sau đó suy luận qua hàng trăm hoặc hàng nghìn mẫu. Nhưng bây giờ dữ liệu khoảng trống sản xuất mới đã có sẵn trực tuyến cho bất kỳ ai sử dụng. Cooksley kiểm tra khoảng trống ở Quận Custer, Nebraska, nơi gia đình cô làm chăn nuôi và nói con số đó “thực sự đáng sợ.” Chủ đất ở quận của cô đã mất 6,2 triệu đô la thức ăn từ năm 1990, với đồ thị cho thấy sự suy giảm đột ngột trong sản xuất thảo nguyên bắt đầu từ năm 2007—một tín hiệu cho thấy thảo nguyên đang gặp vấn đề.

“Từ góc độ của người sản xuất, bạn muốn giải quyết sự mở rộng của rừng trước khi bạn bắt đầu thấy sản xuất thảo mộc giảm đi. Nếu bạn đợi cho đến khi có 10, 20 hoặc 30 phần trăm che phủ cây, bạn sẽ thấy ảnh hưởng lớn đến sản xuất thức ăn, và việc loại bỏ cây trở nên rất đắt đỏ,” Morford nói.

Cooksley cho biết các ứng dụng bản đồ trực tuyến và hình ảnh không gian lịch sử từ không gian là những công cụ tiếp cận tuyệt vời để “chủ đất có thể thấy điều gì đang xảy ra với đất của họ” và thực hiện biện pháp để ngăn chặn sự xâm chiếm của cây gỗ. Những công cụ này giúp làm cho việc xác định nơi cần phải cắt cây, sử dụng lửa theo kế hoạch hoặc phun thuốc trừ sâu vào cây con trở nên hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn cho những người chăn nuôi hoặc quản lý đất.

Doug Spencer, chuyên gia chăn nuôi ở tiểu bang Kansas cho Dịch vụ Bảo tồn Tài nguyên Thiên nhiên của USDA, nói rằng thông tin khoảng trống sản xuất sẽ giúp “kể chuyện” về cách cây đang ảnh hưởng đến thảo nguyên là nơi ở của gia súc. Ví dụ, Kansas đã mất gần như cùng lượng thức ăn cho sự xâm chiếm của cây gỗ vào năm 2019 như lượng cỏ Alfalfa hàng năm của toàn tiểu bang—loại cỏ quan trọng nhất được thu hoạch để nuôi thịt bò, được trồng trên khoảng 2,630 km² đất trên toàn tiểu bang. Sự thật này khiến Spencer “sửng sốt và kinh ngạc” khi ông chia sẻ con số đó tại một bài thuyết trình gần đây. Ông hy vọng dữ liệu sẽ cung cấp hỗ trợ để giải thích tại sao và nơi USDA và đối tác của nó đầu tư nguồn kinh phí bảo tồn. “Dữ liệu khoảng trống sản xuất này có thể cung cấp thông tin tốt hơn về những gì đang đối mặt nguy cơ và nơi chúng ta có thể bảo vệ thảo nguyên cốt lõi của mình.”

Sự xâm chiếm của cây gỗ cũng đang đe dọa tính khả thi của những người chăn nuôi ở xa hơn về phía tây trong môi trường sống của cây lục bình, một cảnh quan khô cằn được bao bọc bởi cây bụi, cỏ và hoa dại chiếm một diện tích lớn hơn cả Ukraine trải rộng qua 11 tiểu bang Tây Bắc. Theo một bản tóm tắt được công bố vào đầu năm nay, diện tích cây tăng gấp sáu lần trong khu vực cây lục bình trong suốt 150 năm qua. “Ở bất cứ nơi nào chúng ta có cây thạch nam dày, chúng ta có rất ít cỏ. Không có gì dưới đất ngoại trừ đất trần,” nói Bruce Peterson, một người chăn nuôi gần Sheridan, Montana. Peterson đã làm việc với một nhóm cộng tác được gọi là Đối tác Thảo nguyên Sagebrush Miền Nam Montana đã sử dụng hình ảnh vệ tinh lịch sử và công nghệ cảm biến từ xa để nhắm đến các nỗ lực loại bỏ cây. Đối tác này đã phục hồi gần 40,000 acre đất chăn nuôi ở Montana.

Công nghệ tương tự cũng được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các dự án chống sự mở rộng của rừng. Một nghiên cứu gần đây trong Tạp chí Quản lý Môi trường đo lường sự thay đổi trong loại thảo mộc sau các nỗ lực loại bỏ cây trên các đồng cỏ ở Oregon, Nebraska và Kansas, cho thấy chủ yếu là kết quả tích cực. “Những công nghệ thế hệ tiếp theo này thống nhất hàng xóm xung quanh việc giải quyết vấn đề chung,” nói Caleb Roberts, một nhà sinh thái nghiên cứu với Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ tại Arkansas, người đã dẫn đầu nghiên cứu.

Trong vùng Sand Hills, Cooksley và chồng đang xây dựng một kế hoạch kế tục để chuyển giao trang trại cho gia đình họ. Một phần của kế hoạch đó bao gồm việc duy trì di sản của cô về việc kiểm soát sự xâm chiếm của cây gỗ. Nếu cô thấy một cây con mọc trong những chuyến lái hàng ngày quanh trang trại, Cooksley luôn dừng lại để cắt nó, và cô đảm bảo rằng con cái và chồng cô cũng giữ một cặp lớn trong xe tải của họ. Cô cũng thuê các nhà thầu có máy móc để cắt cây lớn hơn mỗi năm và nhận ra giá trị trong việc sử dụng đám cháy theo kế hoạch hoặc liệu pháp diệt cỏ để giữ cây xa. “Chúng ta có một cuộc chiến liên tục phía trước,” cô nói.