“ทะเลทรายทาคลามากัน” ในมณฑลซินเจียง ทางตะวันตกของประเทศจีน มีพื้นที่กว่า 337,000 ตร.กม. ด้วยสภาพอากาศแห้งแล้งสุดขั้วและเนินทรายที่เคลื่อนตัวตลอดเวลา ทำให้ไม่สามารถเพาะปลูกอะไรได้เลย แต่ในตอนนี้ทะเลทรายแห่งนี้กำลังกลับมาเขียวชอุ่มอีกครั้ง ด้วยแบคทีเรีย
ที่ผ่านมา รัฐบาลจีนมีความพยายามสร้างพื้นที่สีเขียวมาตลอด แต่ก็ดำเนินไปได้ด้วยความยากลำบากและมีอัตราการรอดชีวิตของพืชต่ำ เนื่องจากพายุทรายที่รุนแรงจะพัดพาเอาหน้าดินและต้นอ่อนที่เพิ่งปลูกให้หลุดลอยไป ขณะเดียวกัน ทรายที่เคลื่อนที่ยังสามารถทำลายเนื้อเยื่อของพืชและขัดขวางการหยั่งราก
เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้หันไปพึ่งพา “ไซยาโนแบคทีเรีย” (Cyanobacteria) จุลินทรีย์โบราณที่มีชีวิตอยู่บนโลกมานานกว่า 3,500 ล้านปี ซึ่งมีความสามารถพิเศษในการปรับตัวในสภาพแวดล้อมที่โหดร้าย และถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือสำคัญในการยึดโยงเม็ดทรายให้ติดกันเป็นแผ่นคราบจุลินทรีย์บนผิวดิน (Biological Soil Crusts)
จุลินทรีย์เหล่านี้เปรียบเสมือน “กาวชีวภาพ” โดยเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียจะหลั่งสารน้ำตาลที่มีความเหนียวออกมาเคลือบและยึดเกาะระหว่างเม็ดทราย โครงสร้างที่เป็นเส้นใยของพวกมันจะถักทอเข้ากับเม็ดทรายจนเกิดเป็นชั้นดินที่แข็งแรงเพียงพอที่จะต้านทานแรงลมพายุ ไม่ให้พัดพาทรายและต้นอ่อนปลิวไป
สถานีวิจัยและทดลองทะเลทรายชาโปโถว พัฒนา “เมล็ดพันธุ์ในดิน” (Soil Seeds) โดยนำไซยาโนแบคทีเรียมาผสมกับสารอินทรีย์และอนุภาคขนาดเล็ก จนกลายเป็นหัวเชื้อแบบแข็ง ช่วยให้สามารถขนส่งและหว่านลงในพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยากอย่างรวดเร็วและง่าย
จ้าว หยาง รองหัวหน้าสถานีวิจัยชาโปโถว อธิบายว่า การใช้เทคนิคฉีดพ่นแรงดันสูงช่วยให้จุลินทรีย์แทรกซึมลงในช่องว่างระหว่างเม็ดทราย วิธีนี้ช่วยลดระยะเวลาการสร้างชั้นดินจากที่เคยต้องใช้เวลานับศตวรรษตามธรรมชาติ ให้เหลือเพียง 1-3 ปีเท่านั้น และยังมีอัตราการรอดชีวิตของจุลินทรีย์สูงกว่า 60%
ชั้นดินทางชีวภาพจะเริ่มแข็งตัวภายใน 10-16 เดือน โดยจะช่วยกักเก็บความชื้นในดินได้นานขึ้นและเพิ่มสารอาหารอย่างไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ด้วยสภาพแวดล้อมที่เสถียรนี้เอง ที่เปิดโอกาสให้ทีมฟื้นฟูสามารถปลูกไม้พุ่มและหญ้าได้อย่างมั่นคง ชั้นดินจะทำหน้าที่ปกป้องต้นอ่อนจากความร้อนและลมแรง
จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการพบว่า พื้นผิวทรายที่ถูกยึดด้วยจุลินทรีย์สามารถลดการสูญเสียดินจากแรงลมได้มากกว่า 90% ความสำเร็จนี้ช่วยให้ “โครงการกำแพงสีเขียว” (Great Green Wall) ของจีนที่เริ่มมาตั้งแต่ปี 1978 สามารถปลูกต้นไม้รอบทะเลทรายทาคลามากันได้สำเร็จในปี 2024 และเพิ่มพื้นที่ป่าไม้ของประเทศจาก 10% เป็นมากกว่า 25% ในปัจจุบัน
การศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร PNAS พบว่า พืชพรรณที่ปลูกและแผ่ขยายออกไปจนถึงบริเวณรอบนอกของทะเลทรายทาคลามากัน สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศ ได้มากกว่าที่ทะเลทรายปล่อยออกมา ซึ่งหมายความว่าทะเลทรายทาคลามากันอาจกำลังเปลี่ยนไปเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนที่เสถียร
สอดคล้องกับข้อมูลจากดาวเทียม OCO ของนาซา และการเทคนิค Solar-Induced Fluorescence (SIF) ที่ตรวจพบแสงเรืองอินฟราเรดจากการสังเคราะห์แสงของพืชรอบทะเลทราย
ลี่ คิง-ฟาย นักฟิสิกส์บรรยากาศจาก UCR ให้ความเห็นว่า แม้พื้นที่นี้จะเป็นไม้พุ่มเตี้ยคล้ายป่าละเมาะ แต่การที่มันสามารถดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงมาได้อย่างต่อเนื่อง จนสามารถวัดได้จากอวกาศถือเป็นสัญญาณที่ดีอย่างมาก
ด้าน ยุก ยุง ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จาก Caltech และนักวิจัยจากนาซา กล่าวว่า “ทะเลทรายทาคลามากันถึงเป็นตัวอย่างแรก ที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนทะเลทรายให้กลายเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนด้วยน้ำมือของมนุษย์ แม้ในภูมิทัศน์ที่แห้งแล้งสุดขั้วได้”
นอกจากกักเก็บคาร์บอนแล้ว พืชพรรณเหล่านี้ยังช่วยสร้าง “ปรากฏการณ์การคายระเหย” (Evapotranspiration) ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิในพื้นที่และอาจทำให้ฝนตกเพิ่มมากขึ้น สิ่งนี้ช่วยสร้างวงจรเชิงบวกที่ทำให้ระบบนิเวศในทะเลทรายเริ่มกลับมามีชีวิตอีกครั้ง
อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญยังคงเตือนถึงข้อจำกัดเรื่องทรัพยากรน้ำ เนื่องจากกำแพงสีเขียวนี้พึ่งพาน้ำจากการละลายของธารน้ำแข็งบนภูเขารอบด้าน หากธารน้ำแข็งหายไปในอนาคตเนื่องจากภาวะโลกร้อน พื้นที่สีเขียวเหล่านี้อาจกลับมาแห้งแล้งและส่งผลเสียต่อระบบนิเวศได้หากไม่มีการจัดการที่ยั่งยืน
สำหรับเป้าหมายในอนาคต ทีมวิจัยจากสถาบันสถาบันนิเวศวิทยาและทรัพยากรตะวันตกเฉียงเหนือ ตั้งเป้าที่จะใช้ “เมล็ดพันธุ์ในดิน” จุลินทรีย์นี้ฟื้นฟูทะเลทรายเพิ่มเติมอีกประมาณ 33,333-41,667 ไร่ ภายในเวลา 5 ปีข้างหน้า ภายใต้โครงการกำแพงสีเขียวระยะใหม่
ความสำเร็จในทาคลามากันพิสูจน์ให้เห็นว่า ความพยายามของมนุษย์สามารถหยุดยั้งการขยายตัวของทะเลทรายได้ การรวมนวัตกรรมทางชีวภาพอย่างจุลินทรีย์ยึดทราย เข้ากับการวางแผนปลูกป่าอย่างเป็นระบบ ช่วยเปลี่ยนพื้นที่ที่เคยสิ้นหวัง ให้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการต่อสู้กับวิกฤตสภาพภูมิอากาศโลก
ที่มา: Earth, Live Science, Xinhua, ZME Science