Đồng cỏ Pampas của Argentina cùng với các khu vực đồng bằng rộng lớn bằng phẳng khác của Nam Mỹ đã trải qua một sự biến đổi mạnh mẽ trong những thập kỷ gần đây.

Do nhu cầu quốc tế tăng cao, các khu vực đồng cỏ và rừng rộng lớn trên khắp đồng bằng Nam Mỹ đã nhanh chóng được chuyển đổi sang sản xuất cây hàng năm, chẳng hạn như đậu tương và ngô. Việc mở rộng nông nghiệp này đã diễn ra với tốc độ đáng kinh ngạc là 2,1 triệu ha mỗi năm.

Những lo ngại về đa dạng sinh học và suy thoái đất do những thay đổi này đã có từ lâu. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới, được công bố mới đây trên tạp chí Science cho thấy những chuyển đổi này sang nông nghiệp trồng cây hàng năm, dựa vào lượng mưa thay vì tưới tiêu, cũng đang nhanh chóng phá vỡ mực nước ngầm trên các vùng bằng phẳng rộng lớn của đồng bằng Pampas và Chaco và góp phần đáng kể vào tăng nguy cơ lũ lụt bề mặt.

Nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế từ các trường đại học San Luis ở Argentina và Đại học Lancaster ở Anh đã sử dụng hình ảnh vệ tinh và quan sát thực địa trong bốn thập kỷ qua, cũng như mô hình thống kê và mô phỏng thủy văn, để xác định xu hướng của nước ngầm và lũ lụt. Họ đã tiết lộ bằng chứng chưa từng có về mức độ thay đổi nhỏ nhưng phổ biến đối với lớp phủ thực vật, có thể biến đổi chu trình nước trên các khu vực rộng lớn.

Tiến sĩ Javier Houspanossian cho biết: “Việc thay thế thảm thực vật và đồng cỏ bản địa bằng các vùng đất trồng trọt nhờ nước mưa ở khu vực sản xuất ngũ cốc chính của Nam Mỹ đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể tình trạng lũ lụt và khu vực bị ảnh hưởng. Hình ảnh viễn thám có độ phân giải cao đã chụp được sự xuất hiện của các khu vực ngập nước mới, mở rộng với tốc độ khoảng 700 km2 mỗi năm ở đồng bằng trung tâm, một hiện tượng chưa từng thấy ở những nơi khác trên lục địa”.

Dữ liệu tiết lộ rằng khi các loại cây hàng năm rễ ngắn thay thế thảm thực vật và đồng cỏ bản địa có rễ sâu hơn, lũ lụt đang dần tăng gấp đôi diện tích bao phủ và trở nên nhạy cảm hơn với những thay đổi về lượng mưa. Nước ngầm, từng nằm sâu dưới bề mặt (12-6 mét), hiện đang dâng lên mức nông hơn (khoảng 4 mét).

Tiến sĩ Esteban Jobbágy cho biết: “Bằng cách thay thế các loại cây, thực vật và cỏ có rễ sâu hơn bằng các loại cây trồng hàng năm có rễ nông trên quy mô lớn như vậy, điều này đã dẫn đến kết quả là mực nước ngầm trong khu vực dâng lên gần bề mặt hơn. Khi mực nước dâng lên gần bề mặt hơn, đất sẽ có ít khả năng hấp thụ lượng mưa lớn hơn một cách tự nhiên, góp phần làm cho lũ lụt dễ xảy ra hơn”.

Nguyên nhân chính khiến mực nước ngầm nông hơn là độ bằng phẳng của đất, vì điều này dẫn đến nước chảy rất chậm. Và trong nhiều trường hợp, các đồng bằng trầm tích bằng phẳng nhất cũng là nơi chứa một số loại đất canh tác tốt nhất trên Trái đất.

Tiến sĩ Jobbágy cho biết: “Ở những vùng cực kỳ bằng phẳng này, chúng tôi nhận thấy sự thay đổi của thảm thực vật đóng vai trò chính trong việc điều chỉnh lũ lụt thông qua khả năng của thực vật trong việc hút dự trữ nước ngầm trong thời kỳ khô hạn”.

Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này là một lời cảnh tỉnh cho thấy rằng bằng cách mở rộng nhanh chóng nông nghiệp trên các vùng đồng bằng rộng lớn, con người có thể phá vỡ chế độ thủy văn trên quy mô lớn, làm tăng nguy cơ lũ lụt.

Giáo sư Mariana Rufino cho biết: “Những trận lũ này là mối quan tâm lớn đối với nông dân và người dân sống trong khu vực, cũng như ở những nơi khác vì những trận lũ này tiếp tục mở rộng có thể làm gián đoạn nguồn cung và giá lương thực. Những kết quả này sẽ đóng vai trò như một hồi chuông cảnh tỉnh rằng nếu chúng ta thực hiện những thay đổi lớn và nhanh chóng trong việc sử dụng đất trên các cảnh quan bằng phẳng rộng lớn thì nó có thể biến đổi thủy văn với những rủi ro tiềm ẩn gia tăng”.

Ngoài lũ lụt, các nhà nghiên cứu cho biết những thay đổi thủy văn do con người gây ra này cũng có nguy cơ gây ra các vấn đề khác như xói mòn đất, khí thải mê-tan và nhiễm mặn đất.

Các nhà nghiên cứu lập luận rằng những thay đổi thủy văn xảy ra ở vùng đồng bằng Nam Mỹ cũng mang lại bài học cho các vùng bằng phẳng thâm canh nông nghiệp tương tự khác ở những nơi khác trên thế giới, chẳng hạn như miền trung Canada, Hungary, Kazakhstan, các khu vực của Trung Quốc và Ukraine.

Giáo sư Peter Atkinson của Đại học Lancaster cho biết: “Nghiên cứu này nhắc nhở chúng ta rằng Trái đất là một hệ thống cân bằng và hành động của chúng ta trong một lĩnh vực có thể gây ra những hậu quả tiêu cực ngoài ý muốn ở một lĩnh vực khác”.