Thành phố là một hệ sinh thái theo đúng nghĩa: có sinh vật sản xuất (cây xanh), sinh vật tiêu thụ (con người, chim, chuột, côn trùng), sinh vật phân giải, có dòng năng lượng và chu trình vật chất. Điểm khác là nó phụ thuộc rất nặng vào năng lượng, nước, thực phẩm mang từ bên ngoài vào, và thải ra lượng lớn chất thải, nhiệt. Ngành sinh thái đô thị nghiên cứu hệ này để thành phố vừa dễ sống cho người, vừa chừa chỗ cho các loài khác.
Thành phố nhìn bằng mắt nhà sinh thái
| Thành phần hệ sinh thái | Trong tự nhiên | Trong thành phố |
|---|---|---|
| Sinh vật sản xuất | Cây, cỏ, tảo | Cây đường phố, công viên, vườn nhà, rêu trên tường — nhưng sản xuất rất ít so với nhu cầu |
| Nguồn năng lượng | Ánh sáng mặt trời | Phần lớn là năng lượng nhập về: điện, xăng dầu, thực phẩm từ nông thôn |
| Nước | Mưa thấm vào đất, nuôi nước ngầm | Mưa chảy tràn trên bê tông, dồn vào cống; nước sinh hoạt bơm từ xa |
| Phân giải | Nấm, vi khuẩn, giun trả dinh dưỡng về đất | Rác và nước thải đưa ra bãi chôn lấp, nhà máy xử lý; dinh dưỡng ít khi quay lại đất |
| Nhiệt | Cân bằng theo ngày đêm | Bê tông, nhựa đường tích nhiệt, điều hoà thải nhiệt: thành phố nóng hơn vùng quê xung quanh |
Nhà sinh thái Eugene Odum từng ví thành phố như một "sinh vật ký sinh" trên vùng nông thôn xung quanh, vì nó lấy vào nhiều mà trả lại ít. Cách nói hơi nặng, nhưng chỉ ra đúng điểm yếu: thành phố là một hệ mở, khép vòng được càng nhiều thì càng bền.
Đảo nhiệt đô thị
Bê tông, nhựa đường, mái tôn hấp thụ nhiệt ban ngày và toả ra ban đêm; ít cây nên ít bốc hơi làm mát; xe cộ, điều hoà thải nhiệt. Kết quả là trung tâm thành phố thường nóng hơn vùng ven vài độ, chênh lệch rõ nhất vào ban đêm. Các nghiên cứu ở Hà Nội và TP.HCM cũng ghi nhận hiện tượng này, với những "điểm nóng" ở khu dày đặc nhà cửa, ít cây và mặt nước.
Cây xanh là cách làm mát hiệu quả nhất: bóng cây che nắng, lá thoát hơi nước. Đi bộ dưới hàng cây sấu, cây xà cừ giữa trưa hè và đi trên đường không bóng cây là hai cảm giác khác hẳn — đó là dịch vụ hệ sinh thái mà người dân thành phố nhận được hằng ngày.
Ai sống chung với ta trong thành phố
Thành phố chọn lọc loài một cách khắc nghiệt. Các nhà sinh thái chia sinh vật thành ba nhóm:
- Loài tránh đô thị: không chịu được tiếng ồn, ánh sáng, con người; biến mất khi thành phố mở rộng.
- Loài thích nghi với đô thị: sống được ở rìa, công viên, vườn rộng — nhiều loài chim sâu, bướm, ếch nhái ở công viên lớn.
- Loài khai thác đô thị: phát triển mạnh nhờ con người — chim sẻ nhà, bồ câu, chuột cống, gián, thạch sùng, muỗi vằn. Ở Việt Nam, chim yến nhà làm tổ trong các toà nhà cũng là một ví dụ.
Một số loài săn mồi cũng đã chuyển vào thành phố. Chim cắt lớn làm tổ trên gờ các toà nhà chọc trời ở New York, London, săn bồ câu — nhà cao tầng với chúng chẳng khác vách đá ven biển.
Tiến hoá ngay giữa phố
Thành phố còn là nơi các nhà sinh học quan sát tiến hoá diễn ra nhanh, vì áp lực chọn lọc rất mạnh và mới.
- Chim hót cao giọng hơn: năm 2003, hai nhà nghiên cứu ở Hà Lan công bố trên Nature rằng chim bạc má lớn ở thành phố ồn ào hót với tần số cao hơn chim ở rừng yên tĩnh, để tiếng hót không bị tiếng xe cộ trầm đục át đi.
- Thằn lằn bám tường: thằn lằn anole ở các thành phố Puerto Rico có bàn chân bám dính tốt hơn và chân dài hơn đồng loại trong rừng, thích nghi với việc bò trên tường, cột kim loại nhẵn.
- Cỏ ba lá: một nghiên cứu năm 2022 trên tạp chí Science, do hàng trăm nhà khoa học lấy mẫu cỏ ba lá trắng ở 160 thành phố trên khắp thế giới, cho thấy các quần thể ở trung tâm đô thị thường ít khả năng tiết chất phòng vệ chứa xyanua hơn ở ngoại ô — một ví dụ hiếm về tiến hoá song song ở quy mô toàn cầu.
Đưa thiên nhiên trở lại thành phố
Mở lại dòng suối bị lấp
Ở Seoul, Hàn Quốc, suối Cheonggyecheon từng bị cống hoá và đè lên bằng đường cao tốc trên cao. Trong giai đoạn 2003–2005, thành phố dỡ đường cao tốc, mở lại dòng suối dài gần 6 km chảy qua trung tâm. Dòng suối trở thành không gian công cộng, góp phần làm mát khu vực xung quanh, và ghi nhận nhiều loài cá, chim, côn trùng nước quay lại. Cũng có phê bình: phần lớn nước của suối được bơm từ sông Hán chứ không phải nguồn tự nhiên, chi phí vận hành cao. Đây là ví dụ cho thấy phục hồi đô thị luôn là thoả hiệp.
Thành phố bọt biển
Thay vì dồn hết nước mưa vào cống, các thành phố "bọt biển" để nước thấm và được giữ lại tại chỗ: vỉa hè lát gạch thấm, mái nhà phủ cây, vườn mưa trũng, hồ điều hoà, công viên ngập được khi mưa lớn. Mô hình này giảm ngập úng, bổ sung nước ngầm và tạo chỗ sống cho sinh vật. Nhiều thành phố châu Á, kể cả ở Việt Nam, đang nghiên cứu áp dụng vì mưa lớn và ngập đô thị ngày càng thường xuyên.
Hành lang xanh
Một công viên lớn đứng riêng lẻ giống như một hòn đảo. Hàng cây dọc phố, bờ sông, bờ kênh có cây, mái nhà xanh có thể nối các "đảo" ấy lại, cho chim, bướm, ong di chuyển. Chọn cây bản địa cho đường phố — vốn là nơi côn trùng và chim bản địa quen kiếm ăn — có giá trị sinh thái cao hơn cây ngoại nhập chỉ đẹp mắt.
Những giới hạn cần nói thật
- Thành phố không thể thay thế hệ sinh thái tự nhiên rộng lớn. Một công viên đẹp không bù được cho một đầm lầy bị lấp ở ven đô.
- Cây xanh cần không gian cho rễ, nước, chăm sóc; trồng cây rồi bê tông kín gốc thì cây khó sống lâu.
- Thêm cây, thêm mặt nước có thể kéo theo muỗi nếu nước đọng không được quản lý. Hồ, vườn mưa phải thiết kế để nước rút hoặc có cá ăn bọ gậy.
Góc nhìn hôm nay: làm nhà sinh thái đô thị
- Đi một vòng quanh khu phố: ghi lại những sinh vật bắt gặp trong một giờ — cây gì, chim gì, côn trùng gì, rêu, nấm trên tường. Bạn sẽ ngạc nhiên vì danh sách dài hơn tưởng tượng.
- Đo đảo nhiệt: cầm nhiệt kế đo nhiệt độ mặt đường nhựa, mặt bê tông, bãi cỏ, dưới gốc cây vào cùng một buổi trưa. Chênh lệch có thể tới hàng chục độ ở bề mặt.
- Ban công, sân thượng: vài chậu cây hoa bản địa, một khay nước nông cho chim, ong uống — một mảnh nhỏ của hành lang xanh.
- Đọc thêm: Darwin Comes to Town của Menno Schilthuizen kể về tiến hoá trong thành phố, viết dễ đọc. Giáo trình sinh thái học của Odum có chương về hệ sinh thái đô thị.
Câu hỏi thường gặp
Thành phố có phải là hệ sinh thái không?
Có. Thành phố có đủ sinh vật sản xuất, tiêu thụ, phân giải, có dòng năng lượng và chu trình vật chất. Điểm khác là nó phụ thuộc mạnh vào năng lượng, nước và thực phẩm nhập từ bên ngoài, và thải ra nhiều chất thải, nhiệt.
Đảo nhiệt đô thị là gì?
Đảo nhiệt đô thị là hiện tượng trung tâm thành phố nóng hơn vùng ven và nông thôn xung quanh vài độ, rõ nhất vào ban đêm. Nguyên nhân là bê tông, nhựa đường tích nhiệt, ít cây xanh và nhiệt thải từ xe cộ, điều hoà.
Những loài nào sống tốt trong thành phố?
Các loài khai thác đô thị như chim sẻ nhà, bồ câu, chuột cống, gián, thạch sùng, muỗi vằn phát triển mạnh nhờ con người. Một số loài săn mồi như chim cắt lớn cũng đã chuyển vào làm tổ trên nhà cao tầng ở nhiều thành phố.
Thành phố bọt biển là gì?
Thành phố bọt biển là cách thiết kế đô thị để nước mưa được thấm và giữ lại tại chỗ qua vỉa hè thấm, mái nhà xanh, vườn mưa, hồ điều hoà, thay vì dồn hết vào cống. Mô hình này giảm ngập, bổ sung nước ngầm và tạo chỗ sống cho sinh vật.
Sinh vật có tiến hoá trong thành phố không?
Có, và khá nhanh. Chim bạc má hót cao giọng hơn để át tiếng xe, thằn lằn ở Puerto Rico có bàn chân bám tốt hơn để leo tường, cỏ ba lá trắng ở nhiều thành phố trên thế giới thay đổi khả năng tiết chất phòng vệ.
