Hoạt động của con người đã dẫn đến ô nhiễm không khí, phá hủy môi trường sống, xói mòn đất, sa mạc hóa, axit hóa đại dương và nhiều thay đổi khác đang gây ra căng thẳng đáng kể cho các hệ sinh thái. Với dân số toàn cầu ngày càng tăng, nhu cầu về nước ngọt và đất canh tác cho nông nghiệp dự kiến ​​sẽ tăng trong tương lai. Sự phát triển của các công nghệ mới (như canh tác thông minh) sẽ là điều cần thiết để vượt qua một vài trong số các thách thức này. Tuy nhiên, nhiều công nghệ như vậy, bao gồm cả công nghệ năng lượng sạch, đòi hỏi các khoáng sản quan trọng cũng đang thiếu hụt. Cần có những nỗ lực đáng kể về cả giảm nhẹ (giảm phát thải carbon) và thích ứng (thay đổi hành vi, cách tiêu dùng, quản lý tài nguyên và hơn thế nữa) để duy trì mức độ dịch vụ hệ sinh thái cần thiết cho đời sống con người.

Khi những tác động của biến đổi khí hậu tiếp tục tác động đến toàn cầu, các nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá như nước ngọt, đất canh tác và khoáng sản dự kiến sẽ ngày càng trở nên khan hiếm, có tác động đáng kể đến nông nghiệp và an ninh lương thực, cũng như sự phát triển của nhiều công nghệ tiên tiến mới.

Theo Hội đồng Tình báo Quốc gia Hoa Kỳ, “gần như tất cả các hệ thống của Trái đất đang phải trải qua những áp lực do tự nhiên và con người gây ra, vượt qua các nỗ lực bảo vệ môi trường quốc gia và quốc tế.” ^[1] Diễn đàn Kinh tế Thế giới xác định việc con người khai thác quá mức và / hoặc quản lý yếu kém là nguyên nhân chính dẫn đến sự khan hiếm tài nguyên thiên nhiên. ^[2] Sự khan hiếm tài nguyên, dù là nước, đất đai hay khoáng sản, cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến xung đột, đặc biệt khi các vấn đề kinh tế và chính trị tạo ra rào cản đối với việc tiếp cận các nguồn tài nguyên thiên nhiên. ^{[3, 4]}

Nước, đất và các hệ quả đối với sản xuất thực phẩm

Nước vốn đã khan hiếm và có khả năng trở nên khan hiếm hơn nữa trong tương lai. Chỉ 3% lượng nước trên thế giới là nước ngọt và phần lớn trong số này không thể tiếp cận được do các yếu tố như vị trí xa xôi, ranh giới chính trị, kinh tế và độ tinh khiết. Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO) ước tính rằng 1,8 tỷ người trên thế giới sẽ đối mặt với tình trạng khan hiếm nước vào năm 2025 và 5,2 tỷ người dự kiến ​​sẽ đối mặt với áp lực về nước.

Đến năm 2050, FAO ước tính rằng sẽ chỉ có 60% lượng nước cần thiết. ^[5] Biến đổi khí hậu có thể thúc đẩy sự tan chảy của sông băng có thể dẫn đến gia tăng dòng chảy của nước, nhiệt độ cao hơn cũng được cho là sẽ làm tăng lượng nước mất đi do bốc hơi. ^[4] Nhu cầu về nước ngày càng tăng sẽ làm cho việc khai thác và sản xuất nước ngọt (ví dụ như thông qua khử muối) tiêu tốn nhiều năng lượng hơn và có khả năng làm tăng chi phí tiếp cận với nước. ^[3] Ô nhiễm nước công nghiệp, quản lý nước không thích đáng và không tuân thủ các thỏa thuận chia sẻ nước và các điều khoản của hiệp ước có thể dẫn đến căng thẳng về khả năng tiếp cận các nguồn nước. ^[1]

Các nhóm ảnh hưởng tương tự được cho là sẽ tác động đến tình trạng khan hiếm nước (biến đổi khí hậu, gia tăng dân số, 'đô thị hóa', phát triển kinh tế và quản lý yếu kém) cũng sẽ tác động đến sự sẵn có đất dành cho canh tác. Đây là một thách thức nghiêm trọng khi các dự báo ước tính rằng mức sản xuất lương thực trung bình sẽ phải tăng khoảng 50 % vào năm 2050 (từ mức cơ sở năm 2012) để đáp ứng nhu cầu của dân số thế giới. ^[4]

Thật vậy, không thể tách rời các vấn đề khan hiếm nước và đất đai vì chúng ảnh hưởng lẫn nhau một cách đáng kể. Ví dụ, khoảng 70% lượng nước tiêu thụ toàn cầu dành cho nông nghiệp, nông nghiệp sẽ chịu trách nhiệm cho một phần lớn nhu cầu sử dụng nước gia tăng trong tương lai ^[6], và các kỹ thuật thâm canh hiện nay có liên quan đến ô nhiễm nước, cùng với ô nhiễm không khí, thoái hóa đất và khả năng chống chịu sâu bệnh. ^[4]

Tình trạng khan hiếm nước và các hậu quả khác của biến đổi khí hậu, như các hiện tượng thời tiết bất thường và nước biển dâng, một mặt sẽ làm giảm diện tích đất dành cho phát triển các vùng nông nghiệp mới và mặt khác, dẫn đến giảm sản lượng nông nghiệp. Tình trạng mất an ninh lương thực được dự đoán sẽ có tác động không cân xứng đến các nước đang phát triển, với một số dự đoán rằng “Châu Phi có thể đối mặt với mức giảm gần hai con số về năng suất và sản lượng cây trồng trong thập kỷ tới, cũng như giá lương thực gia tăng với biên độ tương tự.” ^[7]

Công nghệ sẽ cần đóng một vai trò quan trọng trong việc khắc phục tình trạng khan hiếm tài nguyên thiên nhiên và nâng cao năng suất nông nghiệp. ^[4] ‘Canh tác thông minh’ và các kỹ thuật như thủy canh và canh tác thẳng đứng sẽ là chìa khóa. Canh tác thông minh liên quan đến việc sử dụng các công nghệ kỹ thuật số - ví dụ: máy móc không người lái, rô bốt, cảm biến, máy bay không người lái, dữ liệu lớn và phân tích nâng cao - để có thể phân tích nhu cầu riêng của các lĩnh vực, cây trồng hoặc động vật cụ thể. ^[8] 

Loại hình nông nghiệp chính xác này tốt hơn cho môi trường, giảm thiểu việc sử dụng nước và điện, trong khi tối đa hóa năng suất của đất. Thủy canh (trồng cây trong dung dịch khoáng thay vì đất) và canh tác thẳng đứng (trồng cây theo các lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc) đều làm giảm nhu cầu về đất để trồng một số loại cây nhất định và thực tế hơn khi trồng chúng trong môi trường đô thị. ^[4]

Khoáng sản quan trọng và hệ quả đối với các công nghệ mới nổi và chuyển đổi năng lượng

Vấn đề khan hiếm cũng xảy ra với các nguồn tài nguyên thiên nhiên ít được biết đến như khoáng sản quan trọng - kim loại hiếm như lithium, tellurium và kim loại đất hiếm được sử dụng cho pin, tấm pin mặt trời và các thiết bị điện tử khác nhau. Nhu cầu đối với các loại sản phẩm này sẽ chỉ tăng trong những thập kỷ tới khi ngày càng có nhiều người gia nhập tầng lớp trung lưu và mua các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại thông minh.

Ngoài ra, khi cộng đồng toàn cầu tăng cường nỗ lực cắt giảm phát thải khí nhà kính và chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn như xe điện (đòi hỏi nhiều lithium) và năng lượng mặt trời, điều này sẽ làm tăng nhu cầu đối với các kim loại quý hiếm này. Khi nhu cầu này tăng lên, áp lực lên các nguồn lực hạn chế này sẽ rất lớn. Với phần lớn các mỏ khoáng sản quan trọng đã biết ở một số quốc gia, các vấn đề chính trị và chuỗi cung ứng có thể gây ra những thách thức đáng kể trong tương lai. ^[9]

Sự khan hiếm nước, đất đai hoặc khoáng sản sẽ mang lại cả thách thức và cơ hội cho các doanh nghiệp, những người có thể có ít tài nguyên sẵn có hơn để sản xuất, nhưng lại có những người có thể nhìn thấy cơ hội thị trường tiềm năng phát triển để sản xuất bền vững và thân thiện với môi trường. ^[10]

Hệ sinh thái đang bị đe dọa

Các hệ sinh thái trên toàn thế giới đang gặp nguy cơ ngày càng tăng do những thay đổi và thiệt hại lâu dài. Những thay đổi đối với vòng đời thực vật và hành vi của động vật được quan sát thấy ở cả hệ sinh thái đất liền và biển. ^[11] Các mối đe dọa từ ô nhiễm, phá hủy môi trường sống, phá rừng, khai thác quá mức, thay đổi đa dạng sinh học, khai thác dưới đáy biển và axit hóa đại dương đều đang can thiệp vào hoạt động tự nhiên của các hệ sinh thái trên trái đất ^[3,11] cùng với mối đe dọa đang diễn ra của hiện tượng ấm lên toàn cầu. ^[4]

Giảm phát thải CO₂ và các khí nhà kính khác là một biện pháp ứng phó quan trọng đối với những mối đe dọa này và nếu đạt được các mục tiêu giảm phát thải đầy tham vọng, thì nhiều khả năng sẽ mang lại hy vọng nhất định cho các hệ sinh thái của thế giới. ^[4]

Ô nhiễm không khí tiếp tục gia tăng, đặc biệt là ở các thành phố đang phát triển nhanh chóng, và sẽ gây ra những rủi ro sức khỏe đáng kể trong tương lai. ^[11] Đến năm 2035, ô nhiễm không khí có thể là nguyên nhân hàng đầu gây ra các ca tử vong liên quan đến môi trường trên toàn thế giới. ^[1]

Chất lượng không khí được dự đoán sẽ trở thành 'chỉ số quan trọng nhất liên quan đến chất lượng cuộc sống, hạnh phúc và các chỉ số khác. ^[3] Do ngày càng có nhiều người sống ở các khu vực đô thị, ô nhiễm không khí có thể sẽ tăng lên và đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến quần thể đô thị. ^[3] Hơn 80% người dân sống ở các thành phố tiếp xúc với ô nhiễm không khí vượt quá giới hạn an toàn. ^[1]

Việc nâng cao nhận thức của cộng đồng, đưa ra các phương án giao thông sạch hơn, các tòa nhà được trang bị thêm và cải thiện thiết kế đô thị. ^[3] là những hình thức có thể giúp cải thiện các vấn đề liên quan đến ô nhiễm không khí.

Xói mòn đất và sa mạc hóa sẽ ngày càng đe dọa đất nông nghiệp và đất sinh sống ^[11], đặc biệt là khi nạn phá rừng và các hoạt động canh tác không bền vững vẫn đang tiếp diễn.

Bài viết tổng hợp dự báo từ các nguồn tài liệu tham khảo sau:

[1]        Global trends. Paradox of progress (US National Intelligence Council, 2017)

[2]        The global risks report 2021 (World Economic Forum, 2021)

[3]        Future outlook. 100 Global trends for 2050 (UAE Ministry of Cabinet Affairs and the Future, 2017)

[4]        Global strategic trends. The future starts today (UK Ministry of Defence, 2018)

[5]        Beyond the noise. The megatrends of tomorrow's world (Deloitte, 2017)

[6]        Global trends and the future of Latin America. Why and how Latin America should think about the future (Inter-American Development Bank, Inter-American Dialogue, 2016)

[7]        Foresight Africa. Top priorities for the continent 2020-2030 (Brookings Institution, 2020)

[8]        Future technology for prosperity. Horizon scanning by Europe's technology leaders (EU Commission, 2019)

[9]        Critical minerals scarcity could threaten renewable energy future (Stanford University, 2018)

[10]     Global trends 2020. Understanding complexity (Ipsos, 2020)

[11]     Asia pacific megatrends 2040 (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, 2019)

ThS. Bùi Ngọc Bích - Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam