Sự bùng phát của sâu bướm Lymantria dispar dispar và sâu bướm Malacasoma disstria xảy ra ít nhất 5 năm một lần tại các khu rừng ôn đới.
Các loài côn trùng gặm nhấm ăn rất nhiều lá đến nỗi trong nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học phát hiện thấy, tình trạng rụng lá nghiêm trọng và sự gia tăng phân sâu bướm làm thay đổi đáng kể chất dinh dưỡng, đặc biệt là carbon và nitơ, luân chuyển giữa đất và các hồ gần đó.
Phân côn trùng giàu nitơ có thể đi cùng nước xuống hồ và giống như phân bón cho vi khuẩn. Sau đó, vi khuẩn có thể thải CO2 vào bầu khí quyển khi chuyển hóa chất xơ. Trong những năm bùng phát côn trùng số lượng lớn, chúng tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nhóm vi khuẩn thải ra khí nhà kính trong hồ và chế ngự các loại tảo giúp loại bỏ CO2 khỏi bầu khí quyển.
Những loài côn trùng này về cơ bản là những cỗ máy nhỏ bé chuyển đổi những chiếc lá giàu carbon thành phân giàu nitơ. Phân rơi xuống hồ thay vì lá và điều này làm thay đổi đáng kể thành phần hóa học của nước, từ đó làm tăng thêm mức độ phát thải khí nhà kính từ ao hồ.
Khi khí hậu ở khu vực ôn đới trên thế giới thay đổi, các quần thể côn trùng sẽ tăng lên và di chuyển về phía bắc. Điều này khiến các khu rừng phía bắc có nguy cơ bùng phát dịch rụng lá cao hơn, dẫn tới lượng khí CO2 thải ra từ các hồ gần đó ngày càng lớn.
Biến đổi khí hậu sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loại cây lá rộng rụng lá xung quanh hồ và càng làm tăng thêm tác động của côn trùng.
Vẫn có tin vui
Trong khi tác động rụng lá của côn trùng đang có chiều hướng gia tăng cả về tần suất lẫn mức độ nghiêm trọng, nước hồ trên khắp Canadian Shield cũng đang trải qua quá trình gọi là hóa nâu do sự tích tụ của carbon hữu cơ hòa tan giống như trà trong nước hồ.
Sự suy giảm độ trong của nhiều hồ nước do nhiều yếu tố bao gồm biến đổi khí hậu và sự phục hồi sau các trận mưa axit lịch sử và hoạt động khai thác gỗ.
Nghiên cứu theo dõi kéo dài 32 năm của các nhà khoa học cho thấy, sự bùng phát của sâu bướm ăn lá có thể bù đắp hiệu quả lượng carbon tích tụ trong cả năm ở các hồ gần đó và cải thiện đáng kể độ trong của nước.
Trong những năm không có sự bùng phát của côn trùng ăn lá, carbon và nitơ xâm nhập vào hồ thường đến từ lá mục và lá kim hạt trần. Chúng thường đạt số lượng cao nhất vào mùa thu.
Trong những năm bùng phát dịch bệnh, nhóm nghiên cứu nhận thấy các hồ nước ngọt gần đó, đặc biệt là những hồ bao quanh bởi các khu rừng rụng lá có ít hơn 1/3 lượng carbon hòa tan trong nước vì những con sâu bướm với sức ăn mãnh liệt đã phần nào bổ sung thêm lượng carbon vào hồ.
Lợi ích lâu dài của những loài côn trùng này càng trở nên rõ ràng hơn khi côn trùng xâm lấn tấn công các dạng cây có ít lá, chẳng hạn như rừng bạch dương còi cọc xung quanh các lò luyện kim loại lớn ở Sudbury, Ontario. Khu công nghiệp rộng 80.000 ha này đang trong quá trình phục hồi tự nhiên do lượng axit và các hạt kim loại từng đạt tới 98%. Trước đây khu vực này từng là nơi ô nhiễm lưu huỳnh lớn nhất thế giới vào những năm 1970.
Di chứng của việc mất đất, ô nhiễm và suy thoái ở Sudbury rõ ràng khiến cây cối gặp bất lợi trong cuộc chiến với côn trùng gây rụng lá.
Sâu bướm như những chiếc máy cày nhỏ giúp cải tạo đất bạc màu
Cây cối không thể chạy trốn khỏi côn trùng nhưng chúng vẫn có thể sống sót sau các đợt tấn công nặng nề. Tuy nhiên, cây cối nằm quanh khu công nghiệp ở Sudbury khó có thể phát triển tốt vì những yếu tố khác.
Những yếu tố này bao gồm tình trạng mất độ ẩm, nguồn chất hữu cơ của đất ít và hàng chục năm tích lũy các hạt kim loại độc hại thải ra từ các lò luyện.
Kết quả là những cái cây này tự biến mình trở thành nguồn thức ăn ngon lành cho sâu bướm và các loài côn trùng khác.
Trong các thí nghiệm trước đó trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi cho sâu bướm L. dispar ăn lá từ những cây bạch dương trắng ở gần nhà máy, chúng sẽ ăn nhiều lá hơn và tạo ra nhiều xơ hơn, qua đó làm tăng sự phát triển của thực vật.
Các loài côn trùng đang làm cho cây cối xung quanh các các khu công nghiệp phải vất vả để sinh tồn. Nhưng việc cải thiện chất lượng đất mới là điều cốt lõi.
Một vùng đất khỏe mạnh chính là nơi lớn nhất và an toàn nhất để cô lập carbon từ khí quyển và chìa khóa trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu của chúng ta. Hẳn người nông dân sẽ biết việc bảo vệ và phục hồi chất lượng đất là điều cần thiết cho một nền nông nghiệp bền vững.
Đó là lý do tại sao những người nông dân thường cố gắng canh tác một cách thông minh và không ngừng tìm mọi cách để tăng hàm lượng dinh dưỡng cho đất trồng.
Nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy những con sâu bướm "ham ăn" đóng những vai trò khá lớn trong việc thay đổi các đặc điểm chính của chu trình carbon toàn cầu và là những chiếc máy cày nhỏ giúp cải thiện đất bạc màu.
Khám phá bất ngờ về tác động của loài sâu bướm với biến đổi khí hậu là công trình nghiên cứu của ba nhà khoa học đến từ Đại học Laurentian và Đại học Cambridge.
