Mai dương biến các vùng ngập lũ sông Mekong thành những bụi rậm mất nhiều năm mới dọn sạch

Loài cây được đưa vào để giúp nông dân lại trở thành gánh nặng lâu dài

Theo một tổng quan khoa học công bố vào tháng 5/2023, mỗi năm nông dân ở các vùng ngập lũ sông Mekong dành trung bình 11 ngày để phát dọn cây mai dương trên mỗi hecta. Mỗi cây bụi có thể cho tới 220.000 hạt mỗi năm, và một số hạt có thể nằm im trong đất suốt 26 năm. Việc phát cành thường mới chỉ là bước khởi đầu.

Mai dương, có tên khoa học là Mimosa pigra, được đưa từ Indonesia vào Thái Lan năm 1947 làm cây che phủ và phân xanh. Nông dân trồng cây che phủ để bảo vệ đất, còn phân xanh là vật liệu thực vật giúp bổ sung dinh dưỡng cho đất. Loài cây được đưa vào với những mục đích đó cuối cùng lan dọc bờ sông và khắp các vùng ngập lũ.

Tạp chí Plants đăng tổng quan khoa học năm 2023, xếp mai dương vào danh sách 100 loài ngoại lai xâm hại nguy hiểm nhất thế giới. Bài viết cho biết loài cây bụi này đã xuất hiện ở lưu vực sông Mekong từ thập niên 1970 và lan rộng trên hơn 30% diện tích vùng ngập lũ. Ước tính này được tổng quan trích từ các nghiên cứu trước đó, chứ không phải kết quả của một cuộc khảo sát mới thực hiện năm 2023.

Thiệt hại không chỉ dừng ở đất nông nghiệp bị mất. Những bụi cây dày đặc, đầy gai cản trở hệ thống tưới tiêu, hạn chế lối tiếp cận nguồn nước và thay thế thảm thực vật thoáng hơn. Nghiên cứu tại Bung Boraphet, vùng đất ngập nước ở miền trung Thái Lan, cũng ghi nhận mối liên hệ giữa thảm thực vật bị mai dương xâm lấn và số lượng chim lội nước cỡ lớn thấp hơn.

Nghiên cứu về chim cung cấp bức tranh chi tiết hơn về thiệt hại. Mai dương là một trong nhiều áp lực tác động đến động vật hoang dã, bên cạnh biến đổi điều kiện nước, sự mở rộng khu dân cư và tình trạng mất hoặc xáo trộn sinh cảnh. Kết quả cho thấy cần quản lý toàn bộ vùng đất ngập nước, đồng thời kiểm soát loài cây bụi xâm hại.

Mai dương lan rộng ra ngoài đồng ruộng như thế nào

Mai dương có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ. Ở những nơi khác, con người đã đưa loài cây này vào làm cây cảnh, cây che phủ và phân xanh; hạt giống bị lẫn tạp cũng là một con đường phát tán. Loài cây này đã định cư tại Australia, một số khu vực ở châu Phi và châu Á.

Ghi chép về lần du nhập vào Thái Lan năm 1947 cho thấy một con đường xâm nhập. Nghiên cứu di truyền được dẫn trong tổng quan cho thấy loài cây này đã được đưa vào Thái Lan nhiều lần. Mỗi lần du nhập bổ sung thêm cơ hội để cây bén rễ.

Lịch sử phát tán kéo dài qua nhiều thập niên:

• 1947: Mai dương được đưa từ Indonesia vào Thái Lan để làm cây che phủ và phân xanh.
• Thập niên 1970: Loài cây này đã xuất hiện ở lưu vực sông Mekong.
• 1980-1981: Hai loài bọ cánh cứng ăn hạt mai dương được thả tại Thái Lan và định cư thành công.
• 2003-2014: Các nhà nghiên cứu theo dõi chim nước cư trú tại Bung Boraphet trong bối cảnh cảnh quan xung quanh biến đổi.
• 11/5/2023: Tạp chí Plants công bố tổng quan về cơ chế xâm lấn và biện pháp quản lý loài cây này.

Các vùng ngập lũ phù hợp với khả năng sinh trưởng của mai dương trong điều kiện nhiệt đới, nơi mùa mưa luân phiên với mùa khô. Quả dạng đậu có lông của cây có thể trôi theo suối và dòng nước lũ, hoặc bám vào động vật và phương tiện nông nghiệp. Vì vậy, dòng nước và hoạt động đi lại giữa các cánh đồng có thể đưa đợt xâm lấn tiếp theo vượt khỏi những bụi cây hiện có.

Vì sao loài cây bụi này khó kiểm soát

Mai dương có thể bắt đầu sinh sản chỉ sau sáu đến tám tháng. Cây phát triển thành bụi rậm phân nhiều cành, cao tới sáu mét, với gai dọc thân. Những đám cây dày đặc chắn ánh sáng xuống mặt đất và khiến người lẫn động vật khó đi qua.

Sản lượng hạt mang lại cho cây thêm một lợi thế. Bên cạnh ước tính mỗi cây có thể cho tới 220.000 hạt mỗi năm, tổng quan dẫn các nghiên cứu ghi nhận từ 2.000 đến 45.000 hạt trên mỗi mét vuông lớp đất mặt dưới tán cây. Lượng hạt tích tụ dưới đất này được gọi là ngân hàng hạt giống: hạt nằm lại trong đất cho đến khi điều kiện thuận lợi để nảy mầm.

Một số hạt sống sót nhờ lớp vỏ cứng ngăn nước thấm vào. Tổng quan ghi nhận thời gian ngủ của hạt có thể kéo dài tới 26 năm. Trong một trường hợp ở Australia, mật độ cây con vẫn đạt 109 cây trên mỗi mét vuông, mười năm sau khi phát quang một khu mai dương rộng 250 hecta.

Việc chặt cây cũng để lại một con đường tái sinh khác. Mai dương có thể mọc lại từ gốc thân; trong một nghiên cứu được dẫn, cây non mọc từ gốc sau khi cắt cao tới 2,5 mét chỉ trong 12 tuần. Người quản lý phải xử lý cả những phần cây còn sống sau khi phát dọn lẫn hạt đã vùi dưới đất.

Nông dân mất gì vì mai dương xâm lấn

Ruộng lúa và các vùng đất canh tác khác mất diện tích sử dụng khi bụi mai dương lan vào. Hệ thống tưới tiêu bị tắc nghẽn tạo thêm khó khăn: nông dân vừa phải duy trì dòng nước, vừa phải giữ cho khu vực trồng trọt thông thoáng.

Ước tính mỗi năm cần 11 ngày phát dọn trên mỗi hecta trong tổng quan được lấy từ nghiên cứu tại các vùng ngập lũ canh tác gần Kratie, Campuchia. Với mức đó, để duy trì năm hecta bị ảnh hưởng sẽ cần 55 ngày phát dọn mỗi năm. Phép tính cho thấy một vấn đề cỏ dại tái diễn có thể chiếm mất thời gian cần dành cho gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch.

Gia súc cũng mất khu vực chăn thả, còn cây mọc dày có thể cản lối tiếp cận nguồn nước. Tổng quan ghi nhận sản lượng đánh bắt cá giảm gần các vùng ngập lũ bị xâm lấn, cho thấy thêm một sinh kế chịu ảnh hưởng.

Biến đổi dòng chảy khiến vấn đề lan rộng ra ngoài từng trang trại. Tổng quan mô tả tình trạng dòng chảy giảm và bùn cát tích tụ nhiều hơn tại các khu vực bị xâm lấn, khiến vùng ngập lũ dần biến thành đất cây bụi. Khi thảm thực vật thân gỗ dày đặc thay thế vùng đất ngập nước thoáng đãng, khả năng tiếp cận cả đất đai lẫn nguồn nước đều thay đổi.

Nghiên cứu về chim ở Thái Lan thực sự phát hiện điều gì

Bung Boraphet nằm ở tỉnh Nakhon Sawan, trên vùng ngập lũ sông Chao Phraya, thuộc một lưu vực sông khác với lưu vực Mekong. Với diện tích khoảng 212 km vuông, đây là vùng đất ngập nước nước ngọt lớn nhất Thái Lan, có vai trò hỗ trợ nghề cá, cấp nước, nông nghiệp và kiểm soát lũ.

Một nghiên cứu về quần thể chim nước đăng trên tạp chí Tropical Conservation Science đã khảo sát các loài chim cư trú tại đây từ năm 2003 đến năm 2014. Các nhà nghiên cứu thực hiện nhiều đợt khảo sát bằng thuyền: mỗi tháng một lần trong hai năm đầu và cứ 15 ngày một lần từ năm 2005 trở đi; sau đó họ phân tích 28 loài có đủ dữ liệu ghi nhận.

Số lượng chim nước cư trú giảm 27% trong thời gian nghiên cứu. Vịt giảm mạnh nhất, ở mức 56%; chim lội nước cỡ lớn giảm 25%, còn nhóm chim kiếm ăn trên thảm thực vật giảm khoảng 8%. Các loài ăn cá và chim lội nước cỡ nhỏ biến động theo mùa nhưng duy trì quần thể ổn định trong suốt giai đoạn này.

Phân tích cảnh quan bao quát giai đoạn 2001-2014. Diện tích thảm thực vật chủ yếu là mai dương tăng 81%, trong khi diện tích mặt nước giảm 31%. Khu dân cư và trang trại nuôi cá đều mở rộng 27%.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy số lượng chim lội nước cỡ lớn thấp hơn ở những khu vực có thảm thực vật bị mai dương xâm lấn. Phân tích của họ cũng cho thấy các nhóm chim khác nhau chịu tác động của những áp lực môi trường khác nhau. Mức giảm 27% là mức giảm của quần thể chim cư trú trên toàn khu Bung Boraphet; phát hiện cụ thể về mai dương liên quan đến nhóm chim lội nước cỡ lớn và thảm thực vật bị xâm lấn.

Độ sâu của nước và đầm lầy cũng ảnh hưởng đến khả năng sinh tồn của chim

Số lượng chim lội nước cỡ nhỏ và chim kiếm ăn trên thảm thực vật giảm khi độ sâu trung bình của nước vượt khoảng 1,8 mét. Chim lội nước cỡ nhỏ gồm những loài như choắt và cà kheo. Nhóm chim kiếm ăn trên thảm thực vật, gồm jacana và gà nước, tìm thức ăn giữa các loài cây ở vùng đất ngập nước.

Độ sâu của nước ảnh hưởng đến nơi các loài chim này có thể tiếp cận thức ăn và sử dụng làm sinh cảnh. Các loài ăn cá chịu tác động của một yếu tố khác: số lượng của chúng cao hơn khi nồng độ oxy hòa tan vượt 5,5 miligam mỗi lít. Oxy hòa tan là lượng oxy có trong nước, cần thiết cho cá và các động vật thủy sinh khác.

Các khu vực đầm lầy có liên quan đến số lượng vịt, chim lội nước cỡ lớn và chim kiếm ăn trên thảm thực vật cao hơn. Khu dân cư mở rộng có liên quan đến số lượng chim kiếm ăn trên thảm thực vật thấp hơn. Các nhà nghiên cứu khuyến nghị bảo tồn sinh cảnh đầm lầy thiết yếu, duy trì độ sâu và chất lượng nước phù hợp, loại bỏ các loài xâm hại và hạn chế hình thành khu dân cư mới bên cạnh vùng đất ngập nước.

Kết quả tại Bung Boraphet cung cấp cho các nhà quản lý bằng chứng tại địa phương để thực hiện những biện pháp này. Các tác giả khuyến nghị kiểm chứng kết quả tại những địa điểm khác trước khi áp dụng trên các cảnh quan rộng lớn hơn. Đối với lưu vực Mekong, bài học thực tiễn là cần tìm hiểu cách mai dương tương tác với điều kiện nước và việc sử dụng sinh cảnh tại từng vùng đất ngập nước bị ảnh hưởng.

Bằng chứng từ châu Phi cho thấy quy mô biến đổi sinh cảnh

Các vùng ngập lũ Kafue ở Zambia là một ví dụ khác về tốc độ lan rộng nhanh chóng. Tổng quan năm 2023 ghi nhận mai dương phủ kín hai hecta vào năm 1980, 100 hecta vào năm 1986 và 2.500 hecta vào năm 2003. Những con số này tương đương diện tích tăng gấp 1.250 lần so với ban đầu trong 23 năm.

Tổng quan cũng dẫn một nghiên cứu so sánh ghi nhận 20.000 con chim ở những khu vực có thảm thực vật bản địa, so với 314 con ở khu vực bị mai dương xâm lấn; số loài chim cũng giảm 50%. Phép so sánh này liên quan đến các khu vực sinh cảnh khác nhau, trong khi nghiên cứu ở Thái Lan theo dõi biến đổi theo thời gian tại một vùng đất ngập nước.

Mai dương thay thế các loài cỏ từng chiếm ưu thế ở vùng ngập lũ Kafue. Tán cây dày hạn chế ánh sáng chiếu xuống bên dưới, còn những bụi gai cản trở động vật di chuyển và tiếp cận bờ nước. Những thay đổi này giúp lý giải vì sao việc thảm thực vật đất ngập nước thoáng đãng bị thay bằng những bụi rậm có thể làm thay đổi các loài động vật sử dụng khu vực.

Sự hỗ trợ thầm lặng dưới bộ rễ

Sự phát triển mạnh của mai dương còn có sự góp sức của các sinh vật sống quanh rễ cây. Tổng quan mô tả mối quan hệ cộng sinh với vi khuẩn rhizobia, giúp cây hấp thụ nitơ. Nitơ là dưỡng chất thiết yếu cho cây sinh trưởng; các vi khuẩn này chuyển nitơ trong không khí thành dạng mà cây chủ có thể sử dụng.

Các nghiên cứu được dẫn trong tổng quan cho thấy mai dương có thể duy trì mối quan hệ này trong điều kiện ngập nước. Nghiên cứu tại Đài Loan và Australia xác định các vi khuẩn cộng sinh có khả năng cố định nitơ mạnh, qua đó đưa ra một cách lý giải cho sự phát triển mạnh của cây bên ngoài vùng phân bố bản địa.

Nấm cộng sinh với rễ cũng có thể giúp cây hấp thụ nước và dưỡng chất. Mối quan hệ này được gọi là cộng sinh tương hỗ vì cả hai bên đều có lợi. Đây là những lợi thế bổ sung cho tốc độ sinh trưởng nhanh, lượng hạt dồi dào và số lượng thiên địch tương đối ít ở một số khu vực bị xâm lấn.

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy vật liệu và dịch chiết từ lá mai dương ức chế sự nảy mầm hoặc sinh trưởng của một số loài cây khác. Tương tác hóa học này được gọi là hiện tượng cảm nhiễm qua lại. Tổng quan cho rằng lớp vật chất hữu cơ phân hủy có thể giải phóng vào đất các chất ức chế sinh trưởng; lượng lá rụng hằng năm được ước tính là 758 gam mỗi mét vuông. Những hóa chất cụ thể gây ra các tác động này vẫn chưa được xác định rõ trong các nghiên cứu được tổng quan.

Vì sao cần theo dõi nhiều năm sau khi phát dọn

Thuốc diệt cỏ là biện pháp kiểm soát chính được mô tả trong tổng quan, với cách phun lên lá, gốc cây đã cắt hoặc đất. Các biện pháp cơ học gồm nhổ bằng tay, chặt, dùng máy ủi và kéo đổ những bụi cây lớn. Việc lựa chọn phương pháp một phần tùy thuộc vào quy mô và vị trí khu vực bị xâm lấn.

Lửa có tác động trái chiều. Sau khi cháy, cây có thể mọc lại từ gốc thân; nhiệt cũng có thể kích thích hạt trong đất nảy mầm. Khi áp dụng biện pháp cơ học và hóa học, cần lưu ý đến các loài động thực vật bản địa cùng sinh sống tại khu vực.

Kiểm soát sinh học là sử dụng những thiên địch được tuyển chọn để tấn công cỏ dại. Hai loài mọt đậu đã định cư tại Thái Lan ăn hạt mai dương. Ở Australia, một loài bướm đêm có ấu trùng đục thân, Carmenta mimosa, trở thành một trong những tác nhân kiểm soát hiệu quả hơn, làm cây suy yếu và giảm sản lượng hạt.

Kết quả từ một chương trình xử lý trên diện tích 128 hecta cho thấy nên kết hợp nhiều phương pháp. Các biện pháp đơn lẻ không hiệu quả, trong khi kết hợp thuốc diệt cỏ, đốt, nghiền cây và kiểm soát sinh học giúp dọn bụi rậm hiệu quả hơn, đồng thời tạo điều kiện cho thảm thực vật bản địa cạnh tranh phát triển.

Trong một ví dụ quản lý, tổng quan cho biết cần duy trì kiểm soát ít nhất bảy năm để ngăn cây tái sinh từ hạt vùi dưới đất. Những ghi nhận khác, trong đó có cây con xuất hiện một thập niên sau khi phát quang, cho thấy việc kiểm tra và xử lý tiếp vẫn là phần không thể thiếu. Các ổ xâm lấn nhỏ nằm rải rác cũng cần được chú ý vì chúng có thể phát triển trong khi nỗ lực tập trung vào những bụi cây lớn nhất.

Đối với nông dân và nhà quản lý vùng đất ngập nước, thành công không chỉ là loại bỏ những bụi cây nhìn thấy được. Điều đó còn đòi hỏi quay lại xử lý cây mọc lại, giảm sản lượng hạt mới và phục hồi thảm thực vật có thể phủ kín mặt đất đã phát quang. Lịch sử của mai dương cho thấy một công việc tưởng như đơn giản là phát dọn lại đòi hỏi cam kết qua nhiều mùa sinh trưởng.

Những điểm chính

• Mai dương được đưa từ Indonesia vào Thái Lan năm 1947 để phục vụ nông nghiệp; nghiên cứu di truyền cho thấy loài cây này đã được du nhập nhiều lần.
• Tổng quan năm 2023 dẫn các nghiên cứu trước đó ghi nhận mai dương xâm lấn hơn 30% diện tích các vùng ngập lũ sông Mekong.
• Nghiên cứu gần Kratie, Campuchia, ước tính công việc phát dọn hằng năm trung bình mất 11 ngày trên mỗi hecta bị ảnh hưởng.
• Mỗi cây có thể cho tới 220.000 hạt mỗi năm, và một số hạt có thể ngủ trong đất suốt 26 năm.
• Tại Bung Boraphet, trên vùng ngập lũ sông Chao Phraya, số lượng chim nước cư trú giảm 27% từ năm 2003 đến năm 2014. Chim lội nước cỡ lớn ít xuất hiện hơn ở những khu vực có thảm thực vật bị mai dương xâm lấn.
• Kết hợp nhiều biện pháp kiểm soát và theo dõi xử lý lặp lại có triển vọng tốt hơn so với chỉ áp dụng một biện pháp.