Đặc điểm của hệ sinh thái nhiệt đới

Mỗi vùng khí hậu trên trái đất đều có đặc điểm sinh thái riêng. Băng la đét nằm tại vùng khí hậu nhiệt đới (và cận nhiệt đới) ẩm. Còn Nhật Bản, Mỹ và các nước châu Âu thuộc vùng khí hậu ôn đới. Các hệ sinh thái ôn đới và nhiệt đới đều có những sự khác biệt đáng kể về nhiệt độ, lượng mưa (phân bố và số lượng), lượng sản xuất sinh khối, loại thực vật, loại đất và nhiều mặt khác. Hệ thống nông nghiệp không thích hợp với hệ sinh thái sẽ không bền vững về sản xuất và thường làm xáo trộn toàn bộ hệ cân bằng sinh thái của khu vực. Do vậy cần thiết để có một hệ thống nông nghiệp thích hợp.

Tuy nhiên, quy tắc đó đã hiển nhiên bị sao nhãng trong những cố gắng phát triển nông nghiệp hiện nay tại nhiều nước đang phát triển ở vùng nhiệt đới. Người ta cho rằng việc đưa vào các tiến bộ khoa học kỹ thuật hiện tại ở các nước đã công nghiệp hóa sẽ giúp phát triển nông nghiệp. Dựa trên đó, cuộc “Cách mạng xanh” đã được khởi xướng và thực hiện trong suốt 30 năm nay. Qua cuộc cách mạng xanh, các hệ nông nghiệp cổ truyền tại các nước nhiệt đới vốn rất độc đáo và được duy trì bền vững qua nhiều thế hệ, đã bị xói mòn nhanh chóng. Thay vào đó, cái gọi là nông nghiệp hiện đại, một bản sao chép y chang của hệ nông nghiệp tại các nước đã công nghiệp hóa, đã và đang tích cực được mở rộng tại các nước đang phát triển.

Tôi đã đặt ra một câu hỏi khi mới đặt chân vào các nước nhiệt đới (Ấn Độ, Băng la đét…) năm 1982 là: tại sao sản lượng nông nghiệp theo đơn vị đất đai tại các nước nhiệt đới lại thấp đến thế so với sản lượng của các nước ôn đới. Ví dụ, sản lượng lúa gạo tại Nhật là trung bình khoảng 7000 kg/ha còn tại Băng la đét chỉ vào khoảng 2000 kg/ha.

Tương tự như vậy với tình hình các cây trồng khác. Đây là một câu hỏi rất lớn, đứng trên góc độ sản xuất sinh khối, bởi vì như chúng ta thấy, rừng mưa nhiệt đới là nơi sinh lợi lớn nhất trong tự nhiên. Tiềm năng của rừng nhiệt đới về mặt sản xuất sinh khối gấp khoảng hai lần so với rừng ôn đới.

Vậy tại sao lại có các kết quả trái ngược đó? Chúng ta hãy xem xét kỹ các đặc trưng của khí hậu nhiệt đới ẩm.

1. Khí hậu nhiệt đới 

Nhiệt độ cao và nắng gắt

Những vùng nhiệt đới có khí hậu rất nóng. Nắng gắt tạo ra nhiệt độ cao và thời gian có nắng ở đây tương đối dài hơn so với vùng ôn đới.

Lượng mưa rất cao

Mưa nhiệt đới có những đặc điểm đặc trưng là mạnh, tập trung, lượng mưa lớn và theo mùa (mùa mưa và mùa khô). Các đặc điểm đó có tính chất cực đoan. Tại Nhật Bản, lượng mưa bình quân hàng năm là khoảng 1500 mm và mưa rải đều suốt năm. Mỗi tuần thường có mưa một hay hai lần và đó là những trận mưa tốt lành. Như vậy sự mất mát do nước chảy trên mặt tương đối nhỏ. Còn tại Băng la đét, lượng mưa bình quân hiện tại vào khoảng 2000 mm, nhưng thường chỉ mưa trong mùa mưa (tháng 6 - tháng 10), không có mưa trong mùa khô (tháng 12- tháng 3). Mưa rất mạnh và tập trung. Như vậy, lượng mưa mất đi do chảy trên bề mặt là tương đối cao trong mùa mưa. Vì kiểu mưa rất cực đoan như vậy nên lượng mưa hữu hiệu tại Nhật lại cao hơn nhiều so với Băng la đét.

2. Sự phân bổ chất dinh dưỡng ở rừng nhiệt đới 

Chất dinh dưỡng tại rừng lúc đầu được dự trữ ở hai nơi. Một là ở các mô sống (lá, cành, gốc v.v…) hầu hết thường ở trên mặt đất, trừ rễ. Hai là ở các chất hữu cơ (lá rụng, mùn v.v…) trong đất. Sự phân bổ chất dinh dưỡng rất khác nhau giữa rừng nhiệt đới và rừng ôn đới.

Tỷ lệ 50-50 tại rừng ôn đới, 50% tổng lượng dinh dưỡng được dự trữ ở các mô sống (trên mặt đất) và nửa còn lại được dự trữ trong đất dưới dạng chất hữu cơ. Tại rừng nhiệt đới, tỷ lệ đó là 20:80 đến 10:90. Như vậy, 80 đến 90 % tổng dinh dưỡng được dự trữ trong các mô sống và chỉ có 10-20% là dự trữ trong đất. Sự khác nhau là do tốc độ phân hủy khác nhau (bao gồm cả khoáng hóa) giữa vùng ôn đới và vùng nhiệt đới thể hiện trên bản đồ

Nhiệt độ và ẩm độ cao ở vùng nhiệt đới tạo ra những điều kiện tối ưu cho sự phân hủy nên nó diễn ra nhanh chóng. Từ đó dẫn đến việc các chất khoáng sẵn sàng cho cây sớm hơn và chất hữu cơ không ở trong đất lâu nên các chất hữu cơ chứa đựng trong đất ít hơn so với rừng ôn đới.

3. Cấu trúc nhiều tầng của rừng tự nhiên 

Như chúng ta đã thấy, khí hậu nhiệt đới rất cực đoan và lượng hữu cơ trong đất tương đối ít. Loại hệ thống nào sẽ thích hợp với những điều kiện như vậy? Thiên nhiên đã chỉ cho chúng ta một hình thái lý tưởng trong rừng tự nhiên – thảm thực vật nhiều tầng. Cấu trúc nhiều tầng có thể điều hòa các điều kiện cực đoan và sử dụng năng lượng tự nhiên và tài nguyên tự nhiên một cách thích đáng.

Theo biểu đồ, cấu trúc của rừng gồm có: 

1) Cây lớn với tán rộng có thể phủ toàn bộ rừng

2) Cây nhỡ dưới tán của các cây lớn

3) Cây nhỏ và cây ưa bóng dưới cây nhỡ

4) Đất có cỏ và thảm mục

Ánh sáng gay gắt được lá cây sử dụng và không bao giờ rọi trực tiếp tới mặt đất. Trước tiên các tán cây cao nhất, cây nhỡ và cây nhỏ chịu tác động của mưa lớn và nước mưa không bao giờ rơi trực tiếp xuống mặt đất. Kết quả là, nước mưa ngấm từ từ vào thảm mục, đất và rễ cây trong rừng được hưởng hiệu quả tối đa. Từ đó, rừng tự nhiên sử dụng năng lượng của ánh nắng mạnh và mưa nặng hạt một cách thích đáng.

Sản lượng cao về sinh khối của rừng nhiệt đới là kết quả của việc sử dụng tối đa năng lượng mặt trời và nước cùng sự phân hủy nhanh chóng giúp giải phóng chất khoáng trong thời gian ngắn. 

4. Vấn đề nông nghiệp trong hệ sinh thái nhiệt đới 

Khí hậu cực đoan và sự phân hủy nhanh chóng diễn ra một cách tích cực trong rừng không hoạt động theo cùng một kiểu như trong nông nghiệp. Người ta quy ước canh tác nông nghiệp bắt đầu bằng việc chặt và khai hoang rừng. Từ đó, đất bị lấy đi 80-90% tổng chất dinh dưỡng và đất sẽ bị thiếu chất hữu cơ, độ phì nhiêu, khả năng giữ nước và các phẩm chất tốt khác của đất. Ngoài ra, ánh nắng gay gắt có thể chiếu trực tiếp tới mặt đất và làm thoái hóa cấu trúc đất khiến đất rắn lại. Mưa lớn xói trực tiếp vào mặt đất và có khả năng chỉ giữ được ít lớp đất mỏng trên mặt, gây nên hiện tượng xói mòn đất, lụt, hạn hán và các thiên tai khác. 

5. Kết luận 

Như chúng ta thấy, đặc điểm của hệ sinh thái nông nghiệp vùng nhiệt đới rất rõ ràng, nhưng lại khó khăn để cân bằng. Ta phải nhanh chóng xây dựng một hệ canh tác thích hợp, có thể sử dụng năng lượng và tài nguyên thiên nhiên hợp lý, có sức mạnh chống các thiên tai và không có tính phá hoại đối với sự cân bằng sinh thái của khu vực. Tất nhiên, đó không phải là bản sao của cái mà chúng ta gọi là hệ canh tác hiện đại. Nếu chúng ta thành công trong việc xây dựng một hệ canh tác thích hợp cho vừng nhiệt đới thì năng lực sản xuất của hệ nông nghiệp đó có thể lớn hơn nông nghiệp ôn đới. Thiên nhiên đã chỉ cho chúng ta thấy rằng vùng nhiệt đới có nhiều tiềm năng hơn vùng ôn đới.

Nông nghiệp là nhân tạo nhưng nằm trong thiên nhiên. Nông nghiệp sẽ không tồn tại ở bên ngoài nguyên tắc của thiên nhiên. Lịch sử loài người cho chúng ta thấy nhiều nền văn minh đã nổi lên rồi mất đi vì những sai lầm mắc phải khi tác động tới thiên nhiên. “Nền văn minh đã vượt qua cái cây và để lại sa mạc đằng sau”. Điều đó đã xảy ra trong quá khứ và tiếp tục đến hiện tại. Hiện nay các nước vừng nhiệt đới đang phải đối mặt với những vấn đề sinh thái nghiệm trọng đó là việc phá rừng và sa mạc hóa. Nguyên nhân chủ yếu là lối canh tác không phù hợp và có tính chất phá hoại đối với hệ sinh thái. Chúng ta có thể hiểu được việc canh tác nông nghiệp không đúng đắn có thể hủy diệt nền tảng sinh thái, cũng chính là cơ sở của loài người. Điều đó dễ dàng xảy ra với hệ sinh thái nhiệt đới.

“Không có gì xảy ra trong môi trường sống thiên nhiên mà không có liên quan đến toàn thể “

(Nguồn: Những Bài Học Từ Thiên Nhiên của Shimpei Murakami)