Đô thị hóa thay đổi đất dưới chân chúng ta như thế nào?

Cốc Cốc

31-03-2025

The Crows, however, find this Crow 2.0 to be a scammer, for he looks nothing like Crow but still claims to be in the family. They all gather to chase him away. It takes several beatings for the crow family to believe this is indeed a family relative. Crow 2.0 is shocked…

Trích “Contentment”; Wild Wise Weird [1]

Khi các khu vực đô thị mở rộng, ảnh hưởng của chúng vượt xa cơ sở hạ tầng hữu hình – lan sâu vào lòng đất, nơi nuôi dưỡng hệ sinh thái. Một nghiên cứu gần đây của Zheng và cộng sự [2] đã cung cấp những hiểu biết mới về cách đô thị hóa làm thay đổi quần xã vi sinh vật đất, vốn rất cần thiết để duy trì các chức năng sinh thái như chu trình dinh dưỡng và phân hủy chất hữu cơ.

Nghiên cứu tập trung vào hai nhóm vi sinh vật đất chính – vi khuẩn và nấm – trên ba quần xã sinh vật khác nhau: phương bắc (Phần Lan), ôn đới (Hoa Kỳ) và nhiệt đới (Singapore). Các mẫu đất được thu thập từ một loạt các loại hình sử dụng đất, từ rừng tự nhiên không bị xáo trộn đến các công viên đô thị lâu năm (cây trên 60 năm tuổi) và các công viên đô thị trẻ (cây 10–20 năm tuổi). Một khu rừng tự nhiên đến bán tự nhiên (khoảng 100 năm tuổi) được chọn làm đối chứng. Nhóm nghiên cứu đã phân tích cả thành phần phân loại và các đặc điểm chức năng của quần xã vi sinh vật liên quan đến các quá trình địa hóa sinh quan trọng.

Kết quả cho thấy một hiện tượng được gọi là đồng nhất hóa bất đồng bộ (asynchronous homogenization): đô thị hóa làm tăng sự tương đồng giữa các quần xã vi khuẩn ở các quần xã sinh vật khác nhau, trong khi quần xã nấm thể hiện sự thay đổi tương đối ít hơn. Đặc biệt, quần xã vi khuẩn ở các công viên đô thị đồng nhất hơn đáng kể (độ tương đồng ∼85%) so với quần xã vi khuẩn ở các khu rừng tự nhiên (∼79%). Hơn nữa, các đặc điểm chức năng của chúng, chẳng hạn như các đặc điểm liên quan đến chu trình carbon và nitrogen, cũng hội tụ, cho thấy rằng vi khuẩn dễ dàng thích nghi với môi trường đô thị – có lẽ là do khả năng sinh sản nhanh chóng, tính linh hoạt sinh thái và sự phổ biến của các loài đa năng.

Ngược lại, quần xã nấm cho thấy sự đồng nhất hạn chế giữa các khu vực đô thị [3]. Bất chấp áp lực môi trường của đô thị hóa, nhiều loại đất đô thị vẫn chứa các loài nấm có đặc điểm chức năng khác biệt. Sự tồn tại này ngụ ý rằng các yếu tố lịch sử và các điều kiện đặc trưng của từng địa điểm ảnh hưởng mạnh mẽ đến nấm hơn là các yếu tố gây căng thẳng đô thị hiện tại, và chúng có xu hướng đi theo các quỹ đạo tiến hóa chậm hơn và chuyên biệt hơn.

Một yếu tố then chốt làm nền tảng cho các phản ứng khác nhau của vi khuẩn và nấm nằm ở các chiến lược sinh thái khác biệt của chúng. Sử dụng các mô hình tiến hóa, nghiên cứu tiết lộ rằng quần xã vi khuẩn đô thị chủ yếu bao gồm các loài đa năng (∼90%) – các sinh vật có khả năng phát triển mạnh mẽ trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Ngược lại, quần xã nấm đô thị phần lớn bao gồm các loài chuyên biệt (∼83%) được điều chỉnh tinh vi cho các hốc sinh thái cụ thể. Do đó, quần xã vi khuẩn phản ứng nhanh hơn với các xáo trộn đô thị, trong khi nấm có xu hướng giữ lại các đặc điểm được hình thành bởi các điều kiện môi trường lịch sử, duy trì một dạng "ký ức sinh thái" (ecological memory) [4].

Mặc dù có những khác biệt này, nghiên cứu mang lại chỉ ra rằng vi khuẩn và nấm chia sẻ các vai trò chức năng trùng lặp, góp phần tạo nên sự dư thừa chức năng. Điều này có nghĩa là ngay cả khi thành phần loài thay đổi, các quá trình sinh thái thiết yếu – chẳng hạn như chu trình dinh dưỡng và phân hủy chất hữu cơ – vẫn được duy trì. Sự dư thừa này rất quan trọng đối với khả năng phục hồi của các hệ sinh thái đô thị, vốn phải đối mặt với những thách thức liên tục từ ô nhiễm, mất môi trường sống và biến đổi khí hậu.

Nghiên cứu làm nổi bật mối liên hệ phức tạp giữa tự nhiên và con người – một sự tương tác năng động giữa phát triển đô thị và chức năng sinh thái. Mặc dù đô thị hóa định hình lại quần xã vi sinh vật, nhưng khả năng thích ứng vốn có và sự trùng lặp chức năng của vi sinh vật đất giúp bảo vệ các hệ sinh thái chống lại sự gián đoạn môi trường. Cùng nhau, vi khuẩn và nấm tạo thành một hệ thống hỗ trợ vô hình nhưng quan trọng, duy trì sự sống trong các cảnh quan ngày càng đô thị hóa.

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/ 

[2] Zheng B, et al. (2025). Urbanization leads to asynchronous homogenization of soil microbial communities across biomes. Environmental Science and Ecotechnology, 25, 100547. https://doi.org/10.1016/j.ese.2025.100547 

[3] Wagg C, et al. (2021). Diversity and asynchrony in soil microbial communities stabilizes ecosystem functioning. Elife, 10, e62813. https://doi.org/10.7554/eLife.62813 

[4] Sun ZY, Ren H. (2011). Ecological memory and its potential applications in ecology: a review. Yingyong Shengtai Xuebao, 22(3), 549-555. 

[5] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267