Úc: Bảo tồn rạn san hô sử dụng khung mẫu toán học

Theo dõi KTMT trên

Dự án bảo tồn rạn san hô sử dụng khung mẫu toán học (MPT)

Các nhà nghiên cứu tại ĐH Queensland (Úc) đã sử dụng quy tắc lựa chọn danh mục đầu tư trong đánh giá rủi ro – một lý thuyết kinh tế từng đoạt giải Nobel, để chọn ra 50 rạn san hô có khả năng sống sót tốt nhất qua cuộc khủng hoảng khí hậu và góp phần phục hồi rạn san hô ở những nơi khác.

Họ chọn lý thuyết danh mục đầu tư hiện đại (MPT), một khung mẫu toán học do nhà kinh tế học Harry Markowitz phát triển vào những năm 1950 để giúp các nhà đầu tư e ngại rủi ro tối đa hóa lợi nhuận. GS Ove Hoegh-Guldberg, một nhà khoa học khí hậu tại ĐH Queensland, người dẫn dắt dự án “50 rạn san hô”, cho biết: “Về cơ bản, chiến lược này giúp chúng ta đưa ra quyết định về những gì cần bảo vệ, nếu chúng ta muốn những rạn san hô vẫn còn tồn tại đến cuối thế kỉ này”.

Các rạn san hô phải đối mặt với một tương lai thảm khốc. Ngay cả khi việc cắt giảm phát thải mạnh mẽ đảm bảo mức nóng lên toàn cầu giới hạn ở mức 1,5 độ C so với mức tiền công nghiệp – yêu cầu giảm gần một nửa lượng khí thải CO2 toàn cầu vào năm 2030 so với mức năm 2010 thì 70-90% san hô ngày nay vẫn sẽ biến mất. “Trên khắp hành tinh này có hàng trăm rạn san hô. Chúng ta sẽ chọn cái nào để tập trung vào nó?”, Hoegh-Guldberg đặt vấn đề.

Chiến lược được đưa ra trong cuộc họp giữa các nhà khoa học tại Viện Sinh học biển Hawaii vào năm 2017, đã khai thác lý thuyết danh mục đầu tư hiện đại để giúp các nhà khoa học lựa chọn các rạn san hô “cân bằng”. Hoegh-Guldberg giải thích: “Lý thuyết này là khung mẫu nhằm giảm thiểu rủi ro trong khi tối đa hóa lợi nhuận. Nó coi việc bảo tồn giống như một cơ hội đầu tư”.

TS Hawthorne Beyer ở ĐH Queensland chuyên nghiên cứu sử dụng mô hình định lượng trong quản lý hệ thống môi trường, nhận xét: “Đó là một ý tưởng rất hợp lý và thiết thực. Chúng tôi là những người đầu tiên áp dụng nó trên quy mô toàn cầu”.

Các nhà khoa học đã chia các rạn san hô trên thế giới thành “đơn vị sinh khí hậu” (bioclimatic – BCU) có diện tích 500 km2 (190 dặm vuông). Họ đã sử dụng 174 chỉ số, chia thành năm loại cho mỗi đơn vị, bao gồm lịch sử nhiệt độ và dự báo, axit hóa đại dương, các loài xâm lấn, hoạt động của xoáy thuận và sự kết nối với các rạn san hô khác. Sau đó, họ áp dụng quy trình phân tích vô hướng (scalarisation – phương pháp chuyển đổi bài toán ban đầu nhiều mục tiêu thành bài toán tối ưu hóa một mục tiêu) để đưa ra các ước tính cho mỗi BCU. Điều này giúp họ nắm bắt được phạm vi rộng nhất của các khả năng trong tương lai.

Sau đó, họ sử dụng MPT để định lượng các mối đe dọa và xác định các rạn san hô và đưa ra các lựa chọn tốt nhất cho việc bảo tồn, trong khi tính bất định của các rủi ro trong tương lai do biến đổi khí hậu ở mức cho phép.

Dự án đã xác định các rạn san hô trên khắp Trung Đông, phía Bắc và phía Đông châu Phi, Australia, Caribbean, các đảo Thái Bình Dương, Nam Mỹ, Đông Nam và Nam Á. Chúng bao gồm các phần của rạn san hô Great Barrier ở Úc, Ai Cập và phía Nam Biển Đỏ các phần của “tam giác san hô” xung quanh Indonesia, Malaysia, Papua New Guinea và Philippines. Tuy nhiên, dựa trên các tiêu chí về khí hậu và sự kết nối, mô hình đã loại trừ một số khu vực quan trọng về mặt sinh thái, chẳng hạn như Hawaii và Rạn san hô Trung Mỹ.

Dự án đã nhận được gần 93 triệu USD tài trợ từ sáng kiến ​​Vibrant Oceans của Bloomberg Philanthropies và các tổ chức khác. Báo cáo cho thấy cách tiếp cận lấy cảm hứng từ dự án đã giúp ít nhất 26 tổ chức và 8 nhà tài trợ hiện đã ưu tiên cho 60 hệ sinh thái rạn san hô trên hơn 40 quốc gia.

Đa dạng loài san hô giúp chặn đà suy giảm đa dạng sinh học

Trong nghiên cứu mới trên tạp chí Science Advances, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Cody Clements và GS. Mark Hay ở Viện Công nghệ Georgia phát hiện ra rằng việc tăng cường sự phong phú của san hô bằng cách trồng nhiều loài san hô cùng nhau sẽ góp phần cải thiện sự phát triển và khả năng sống sót của san hô. Phát hiện này đặc biệt quan trọng trong việc bảo tồn và phục hồi các rạn san hô. 

Clements và Hay đã đến Moorea, thuộc quần đảo Polynesia của Pháp, nằm ở vùng nhiệt đới Thái Bình Dương để trồng những khu vườn san hô gồm nhiều loài khác nhau và đánh giá tầm quan trọng của hoạt động tương hỗ và cạnh tranh khi chúng sinh trưởng và tương tác theo thời gian. 

Họ đã trồng nhiều loài san hô trên các ô bàn cờ dưới nước để tìm hiểu xem sự phong phú và mật độ các loài có ảnh hưởng đến năng suất và sự tồn tại của san hô hay không. Hay cho biết, trước đây nhiều thí nghiệm tương tự đã đưa san hô vào phòng thí nghiệm để các loài cạnh tranh với nhau. Tuy nhiên, lần này họ thực hiện tất cả các thử nghiệm của mình trong thực tế. 

Một thử nghiệm do Clements đề xuất dùng các chai Coca-Cola đã giúp các nhà khoa học sắp xếp khu vườn này. “Chúng tôi gắn nắp chai ở phía mặt bệ trồng, san hô được trồng vào các cổ chai lộn ngược đã cắt rời, sau đó vặn vào hoặc bỏ ra khỏi chỗ trồng. Nhờ đó, chúng tôi có thể sắp xếp các loài theo ý muốn và sau vài tháng có thể vặn nắp lấy chúng ra để cân đo và biết chính xác tốc độ sinh trưởng của san hô”.

“Theo sắp xếp của chúng tôi, các loài san hô đáng lẽ phải cạnh tranh với nhau, nhưng thực tế, chúng sống cùng nhau tốt hơn so với khi ở một mình”, Hay cho biết. “Chúng tôi vẫn đang tìm hiểu cơ chế tạo ra kết quả bất ngờ này, nhưng trong khu vực các rạn san hô làm thí nghiệm, các tương tác tích cực luôn áp đảo các tương tác tiêu cực. Do vậy, nếu loại bỏ một số loài ra khỏi hệ thống, những tương tác tích cực sẽ giảm xuống. Và nếu ta bỏ đi những loài san hô thiết yếu, nó sẽ tạo ra sự khác biệt lớn”.

Các nhà nghiên cứu phát hiện thấy rằng sự gia tăng đa dạng sinh học mang lại lợi ích cho san hô nhưng chỉ ở mức độ nhất định. Clements lưu ý: “San hô trồng ở vườn có số lượng loài vừa phải, chủ yếu từ 3-6 loài - mang lại hiệu quả cao hơn so với những vườn có số lượng ít (1-2 loài) hoặc nhiều hơn (9 loài). Tuy nhiên, chúng tôi vẫn chưa hiểu hết về các quy trình đã tạo ra kết quả này”.

Nguyễn Linh (T/h)