Không cần trồng cây vẫn phục hồi hàng nghìn hecta sa mạc, hiệu quả cao nhưng chi phí thấp

Dưới áp lực ngày càng gia tăng của sa mạc hóa và biến đổi khí hậu, các nhà khoa học Trung Quốc đang triển khai một dự án kỹ thuật địa chất quy mô lớn với cách tiếp cận khác biệt: tạo ra “lớp vỏ nhân tạo” cho sa mạc bằng vi sinh vật. Dự án này được đánh giá là lần đầu tiên vi khuẩn lam được sử dụng trên diện rộng nhằm định hình lại cảnh quan tự nhiên, mở ra hướng đi mới cho công cuộc phục hồi đất khô cằn trên toàn cầu.

Theo South China Morning Post (SCMP), công nghệ trên được phát triển tại Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Sa mạc Shapotou, trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), sau nhiều năm nghiên cứu tại khu tự trị Ninh Hạ – một trong những vùng chịu ảnh hưởng nặng nề bởi sa mạc hóa. Trọng tâm của dự án là khai thác đặc tính quang hợp và khả năng thích nghi cực cao của vi khuẩn lam, một nhóm vi sinh vật đã tồn tại trên Trái đất hàng tỷ năm và hiện diện ở hầu hết các môi trường, từ đại dương đến đất liền.

Các nhà khoa học đã chọn lọc những chủng vi khuẩn lam có khả năng chịu nhiệt độ cao, khô hạn kéo dài và gió mạnh. Khi được đưa vào môi trường sa mạc, chúng tạo thành một “lớp vỏ sinh học” bao phủ bề mặt cát. Lớp vỏ này có thể chịu được sức gió lên tới 36 km/giờ, giúp cố định các cồn cát vốn luôn dịch chuyển, đồng thời tạo nền tảng ổn định cho các giai đoạn phục hồi tiếp theo.

Cơ chế hoạt động của lớp vỏ sinh học được đánh giá là khá đơn giản nhưng hiệu quả. Khi có độ ẩm, dù chỉ từ những cơn mưa nhỏ, vi khuẩn lam sẽ kích hoạt quá trình sinh trưởng, tiết ra các hợp chất giàu sinh khối để liên kết các hạt cát rời rạc. Kết quả là một lớp đất bề mặt được “kết dính”, giàu dinh dưỡng hơn, đủ điều kiện để các loài thực vật khác bén rễ và phát triển.

Trong tự nhiên, quá trình hình thành lớp vỏ ổn định của sa mạc có thể mất từ 5 đến 10 năm. Tuy nhiên, với kỹ thuật sử dụng vi khuẩn lam, thời gian này được rút ngắn xuống chỉ còn khoảng một năm. Đây được xem là bước tiến lớn trong lĩnh vực cải tạo đất khô hạn, đặc biệt trong bối cảnh nhiều khu vực trên thế giới đang đối mặt với nguy cơ sa mạc hóa ngày càng nghiêm trọng.

Để hiện thực hóa công nghệ, nhóm nghiên cứu đã trải qua quá trình thử nghiệm kéo dài. Ban đầu, họ thử phun dung dịch tảo lỏng lên bề mặt cát, nhưng cách làm này đòi hỏi hạ tầng phức tạp và khó triển khai trên diện rộng. Sau khi sàng lọc hơn 300 loài vi khuẩn lam, các nhà khoa học đã lựa chọn được bảy chủng then chốt, trộn chúng với chất hữu cơ giàu dinh dưỡng và ép thành các khối hình lục giác – được gọi là “hạt giống rắn”.

Những “hạt giống” này có thể dễ dàng vận chuyển vào sâu trong sa mạc. Khi được rải xuống đất, chúng ở trạng thái chờ, chỉ kích hoạt khi gặp độ ẩm. Ngay sau đó, vi khuẩn lam phát triển nhanh chóng, tạo thành lớp vỏ cứng cáp bảo vệ bề mặt đất khỏi xói mòn.

Theo kế hoạch, trong vòng 5 năm tới, công nghệ này sẽ được áp dụng để phủ xanh khoảng 6.667 hecta sa mạc tại Ninh Hạ. Dự án là một phần trong chiến lược “Bức tường xanh vĩ đại” của Trung Quốc nhằm ngăn chặn sự lan rộng của sa mạc, không chỉ bằng trồng cây mà còn giải quyết tận gốc nguyên nhân là sự dịch chuyển của cát.

Với việc hoàn thành vành đai kiểm soát cát dài gần 1.900 km tại Nội Mông, Trung Quốc đang từng bước mở rộng các giải pháp kỹ thuật sinh học này ra nhiều khu vực khác, thậm chí hướng tới châu Phi và Mông Cổ. Giới nghiên cứu nhận định, nếu được áp dụng phù hợp, “lớp vỏ nhân tạo” từ vi khuẩn lam có thể trở thành mô hình tham chiếu quan trọng cho các nỗ lực phục hồi sa mạc và ứng phó biến đổi khí hậu trên phạm vi toàn cầu.