Vùng trồng Arabica đang thu hẹp: Bằng chứng khoa học từ biến đổi khí hậu

Trong nhiều năm, biến đổi khí hậu từng được xem là một rủi ro “xa”, khó định lượng đối với cà phê Arabica. Tuy nhiên, các nghiên cứu khoa học trong khoảng một thập kỷ trở lại đây đã dần biến rủi ro đó thành những con số cụ thể và có thể so sánh. Khi đặt các mô hình khí hậu, mô phỏng sinh trưởng cây trồng và phân tích tổng hợp cạnh nhau, một bức tranh tương đối nhất quán hiện ra: diện tích đất phù hợp cho Arabica đang thu hẹp, và xu hướng này có tính cấu trúc, không mang tính tạm thời.

Thu hẹp không gian sinh thái dưới tác động nhiệt độ và lượng mưa

Nhiều nghiên cứu mô phỏng khí hậu và đánh giá mức độ phù hợp đất đai đã chỉ ra rằng sự gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu, đi kèm với các hình thái mưa ngày càng bất thường, đang làm suy giảm đáng kể không gian sinh thái thích hợp cho Arabica. Trong các mô hình dự báo toàn cầu, những vùng sản xuất Arabica truyền thống, đặc biệt là vùng thấp và các khu vực nhiệt đới được xác định là nhóm chịu tác động sớm và mạnh nhất.

Một đặc điểm đáng chú ý trong các kết quả này là sự thay đổi hình thái của vùng phù hợp, chứ không chỉ là sự giảm sút về diện tích. 

Thay vì biến mất đồng loạt, các vùng trồng Arabica có xu hướng dịch chuyển lên cao, nơi nhiệt độ mát hơn, hoặc bị thu hẹp và phân mảnh khi các điều kiện khí hậu tối ưu không còn duy trì ổn định (theo nghiên cứu của Ovalle-Rivera và các cộng sự, 2015). Trong nhiều kịch bản khí hậu ấm lên, một phần đáng kể các vùng hiện đang canh tác Arabica được dự báo sẽ không còn duy trì được mức độ phù hợp cần thiết, ngay cả khi các biện pháp canh tác được cải tiến.

Từ diện tích sang năng suất: tác động lan tỏa của stress khí hậu

Sự thu hẹp không gian sinh thái bên cạnh việc bản thân nó là vấn đề địa lý, còn kéo theo những hệ quả trực tiếp về sinh trưởng và năng suất. Một nghiên cứu xuất bản năm 2025 của Peruta và các cộng sự sử dụng mô phỏng quá trình sinh trưởng cây cà phê trên quy mô lục địa cho thấy Arabica có nguy cơ suy giảm năng suất ở hầu hết các khu vực sản xuất chính.

Theo kết quả mô phỏng, năng suất Arabica có thể giảm từ 23 – 35% tại Mỹ Latinh và từ 16 – 21% tại châu Phi, chủ yếu do tác động kết hợp của nhiệt độ tăng và hạn hán kéo dài. Các điều kiện này làm rút ngắn chu kỳ phát triển của quả, hạn chế quá trình tích lũy sinh khối và làm suy yếu khả năng chống chịu sinh lý của cây. Quan trọng hơn, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng stress khí hậu vừa ảnh hưởng đến sản lượng, vừa có nguy cơ làm suy giảm chất lượng hạt, thông qua việc thay đổi cân bằng đường, acid và các hợp chất tạo hương.

Điều này cho thấy biến đổi khí hậu không tác động theo một chiều đơn lẻ, mà tạo ra chuỗi hiệu ứng liên hoàn, từ môi trường sinh thái đến năng suất và cuối cùng là giá trị cảm quan của Arabica.

Đồng thuận từ các nghiên cứu tổng hợp toàn cầu

Những phát hiện từ các nghiên cứu riêng lẻ được củng cố bởi các bài đánh giá hệ thống (systematic reviews) tổng hợp dữ liệu từ nhiều khu vực và phương pháp khác nhau. Bài tổng hợp này chỉ ra rằng đến khoảng năm 2050, diện tích đất phù hợp cho trồng cà phê sẽ giảm ở nhiều nơi trên thế giới, và Arabica là loài chịu tác động lớn nhất (theo nghiên cứu của Bilen và các cộng sự, 2022).

Nguyên nhân cốt lõi nằm ở chỗ Arabica có yêu cầu khí hậu hẹp hơn so với các loài cà phê khác. Trong khi một số loài có thể duy trì sinh trưởng trong dải nhiệt độ và lượng mưa rộng hơn, Arabica nhanh chóng rơi vào trạng thái stress khi các điều kiện vượt khỏi ngưỡng tối ưu. Sự đồng thuận này giữa các nghiên cứu tổng hợp cho thấy xu hướng suy giảm vùng trồng Arabica không phụ thuộc vào một mô hình hay một kịch bản riêng lẻ, mà là kết quả lặp lại qua nhiều cách tiếp cận khoa học.

Đa dạng di truyền thấp: yếu tố khuếch đại tác động khí hậu

Một yếu tố quan trọng khiến Arabica trở nên dễ tổn thương hơn trước biến đổi khí hậu nằm ở nền tảng di truyền hạn chế của loài này. Dữ liệu từ World Coffee Research (WCR) cho thấy phần lớn các giống Arabica thương mại hiện nay đều bắt nguồn từ một nguồn gen rất hẹp, hình thành qua nhiều giai đoạn chọn lọc và lan rộng canh tác trong lịch sử.

Chính sự thiếu đa dạng này làm giảm khả năng thích nghi của Arabica trước các điều kiện môi trường mới, từ nhiệt độ cao hơn đến các dạng stress phức hợp do khí hậu gây ra. Khi không gian sinh thái bị thu hẹp, việc thiếu các biến thể di truyền phù hợp càng làm gia tăng rủi ro suy giảm trên diện rộng, thay vì chỉ giới hạn ở một số vùng cụ thể.

Từ mô hình khí hậu, mô phỏng sinh trưởng đến các tổng hợp nghiên cứu và dữ liệu di truyền, các bằng chứng khoa học đều hội tụ vào một điểm chung: sự suy giảm vùng trồng Arabica là hệ quả tất yếu của biến đổi khí hậu kết hợp với những giới hạn sinh học nội tại của loài. Đây không đơn thuần là câu chuyện về mất đất trồng, mà là sự thay đổi căn bản trong điều kiện tồn tại của Arabica. Nhận diện rõ nền tảng khoa học này là bước khởi đầu để hiểu vì sao ngành cà phê đang buộc phải tìm kiếm những hướng thích nghi mới, vượt ra ngoài khuôn khổ của Arabica truyền thống.

Nếu biến đổi khí hậu làm thu hẹp “không gian sống” của Arabica, thì nguồn gen hạn chế chính là yếu tố khiến loài cà phê này khó thích nghi khi không gian ấy thay đổi. Trong bối cảnh nhiệt độ tăng, lượng mưa trở nên thất thường và dịch bệnh lan rộng, những giới hạn di truyền vốn tồn tại từ lâu của Arabica đang dần bộc lộ rõ hơn, trở thành một điểm nghẽn mang tính cấu trúc đối với tương lai của loài cà phê này.

Di sản di truyền hẹp của Arabica

Về mặt tiến hóa, Coffea arabica là một loài đặc biệt. Arabica là loài tự thụ phấn, có nguồn gốc từ một sự kiện lai tự nhiên hiếm gặp giữa Coffea canephora và Coffea eugenioides, sau đó trải qua quá trình lan rộng với quy mô quần thể ban đầu rất nhỏ. Chính lịch sử tiến hóa này đã tạo nên nền tảng đa dạng di truyền thấp ngay từ đầu.

Các phân tích di truyền học hiện đại cho thấy phần lớn các giống Arabica thương mại ngày nay từ Typica, Bourbon đến nhiều giống cải tiến sau này đều bắt nguồn từ một số ít dòng tổ tiên, trải qua nhiều “nút thắt cổ chai” trong quá trình di thực và chọn giống. Theo các báo cáo tổng hợp của WCR, mức độ đa dạng di truyền của Arabica thấp hơn đáng kể so với nhiều loài cây trồng lâu năm khác, thậm chí thấp hơn cả Robusta.

Trong điều kiện môi trường ổn định, sự đồng nhất này từng là lợi thế cho việc duy trì chất lượng và tính đồng đều. Nhưng khi môi trường biến đổi nhanh, chính nó lại trở thành điểm yếu cốt lõi.

Dịch bệnh như một hệ quả khuếch đại của biến đổi khí hậu

Áp lực môi trường đã tác động trực tiếp lên cây cà phê, và còn gián tiếp thông qua dịch bệnh và sinh vật gây hại. Một ví dụ điển hình là bệnh gỉ sắt lá cà phê (hemileia vastatrix), từng gây ra các đợt bùng phát nghiêm trọng tại Trung Mỹ và Nam Mỹ trong thập niên 2010. Nhiều nghiên cứu cho thấy điều kiện khí hậu ấm hơn và ẩm hơn đã tạo môi trường thuận lợi cho nấm bệnh phát triển, trong khi các giống Arabica phổ biến lại có nền kháng bệnh khá tương đồng, dẫn đến khả năng lây lan nhanh trên diện rộng.

Tình trạng tương tự cũng được ghi nhận với một số sâu bệnh khác, khi chu kỳ sinh trưởng của dịch hại rút ngắn và phạm vi phân bố mở rộng theo khí hậu. Trong bối cảnh đó, nền tảng di truyền hẹp của Arabica không chỉ làm giảm khả năng chống chịu, mà còn khuếch đại rủi ro dịch bệnh mang tính hệ thống.

Giới hạn của các chiến lược cải tiến giống hiện nay

Trước những thách thức này, các chương trình chọn giống Arabica đã nỗ lực lai tạo các giống có khả năng chống chịu tốt hơn với nhiệt độ cao và dịch bệnh. Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu chỉ ra rằng nguồn vật liệu di truyền để cải tiến Arabica tương đối hạn chế, khiến tốc độ và biên độ cải tiến không theo kịp tốc độ biến đổi của môi trường.

Ngay cả khi khai thác các quần thể Arabica hoang dã ở Ethiopia, nơi được xem là “cái nôi” đa dạng di truyền của loài, quá trình đưa các đặc tính này vào giống thương mại vẫn mất nhiều thời gian và đối mặt với các đánh đổi về năng suất, chất lượng hoặc khả năng thích nghi địa phương.

Điều này đặt ra một câu hỏi căn bản: liệu chỉ cải tiến trong phạm vi Arabica có đủ để đối phó với các áp lực môi trường ngày càng phức tạp?

Khi những giới hạn sinh thái và di truyền của Arabica ngày càng bộc lộ rõ, ngành cà phê đứng trước một ngã rẽ quan trọng. Một hướng đi là tiếp tục “cố giữ” Arabica bằng các biện pháp kỹ thuật ngày càng tốn kém và rủi ro. Hướng còn lại đang được nhiều nghiên cứu khoa học và tổ chức ngành ủng hộ đó là đa dạng hóa giống loài, nhằm mở rộng biên độ thích nghi của hệ thống sản xuất cà phê trong bối cảnh khí hậu biến động.

Từ tối ưu hóa một loài sang tăng khả năng chống chịu của hệ thống

Trong nhiều thập kỷ, chiến lược phát triển cà phê toàn cầu chủ yếu xoay quanh việc tối ưu hóa Arabica: cải thiện năng suất, nâng cao chất lượng, mở rộng vùng trồng. Tuy nhiên, các nghiên cứu về nông nghiệp thích ứng khí hậu ngày càng nhấn mạnh rằng đa dạng sinh học là nền tảng của khả năng chống chịu.

Theo cách tiếp cận này, mục tiêu không còn là duy trì một loài duy nhất trong mọi điều kiện, mà là xây dựng một hệ thống giống loài đa dạng, trong đó mỗi loài hoặc giống đảm nhận vai trò phù hợp với từng không gian sinh thái và kịch bản khí hậu khác nhau. FAO và nhiều tổ chức nghiên cứu nông nghiệp quốc tế coi đây là nguyên tắc cốt lõi của nông nghiệp bền vững trong thế kỷ XXI.

Robusta và các giống lai: mở rộng biên độ sinh thái

Trong số các loài cà phê thương mại, Coffea canephora (Robusta) thường được nhắc đến đầu tiên khi bàn về khả năng thích nghi. So với Arabica, Robusta có biên độ chịu nhiệt rộng hơn, khả năng chống chịu tốt hơn với hạn hán tương đối và một số dịch bệnh quan trọng.

Các chương trình nghiên cứu giống của WCR cho thấy Robusta và các giống lai giữa Arabica – Robusta (như các dòng lai F1) có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định sản lượng ở những vùng mà Arabica đang mất dần tính phù hợp. Đáng chú ý, các giống lai F1 không chỉ được phát triển để cải thiện năng suất, mà còn nhằm kết hợp chất lượng cảm quan của Arabica với sức chống chịu sinh học của Robusta.

Liberica và các loài cà phê “bên lề” đang quay lại trung tâm

Bên cạnh Robusta, một hướng nghiên cứu ngày càng được quan tâm là tái khám phá các loài cà phê từng bị xem là thứ yếu, tiêu biểu là Coffea liberica. Liberica có khả năng sinh trưởng trong điều kiện nhiệt độ cao hơn, độ ẩm lớn và đất nghèo dinh dưỡng hơn so với Arabica, đồng thời thể hiện mức độ chống chịu tương đối tốt trước một số bệnh hại quan trọng.

Các nghiên cứu gần đây về đa dạng loài trong chi Coffea cho thấy Liberica và các loài hoang dã khác có thể đóng vai trò như nguồn gen chiến lược, không chỉ để canh tác trực tiếp, mà còn để lai tạo và cải thiện khả năng thích nghi của các giống thương mại trong tương lai. Trong bối cảnh Arabica bị giới hạn bởi “cửa sổ khí hậu” hẹp, những loài này mang lại dư địa sinh thái mới mà ngành cà phê trước đây ít khai thác.

Vai trò của nghiên cứu và chính sách trong quá trình chuyển dịch

Quá trình đa dạng hóa giống loài không thể diễn ra một cách tự phát. Các báo cáo của WCR và nhiều viện nghiên cứu nhấn mạnh vai trò trung tâm của nghiên cứu giống, bảo tồn nguồn gen và chính sách hỗ trợ chuyển đổi. Việc khai thác nguồn gen hoang dã, phát triển giống mới và đưa chúng vào sản xuất cần thời gian, đầu tư và sự phối hợp giữa nhà khoa học, người trồng và doanh nghiệp.

Trong nhiều trường hợp, thách thức không nằm ở việc giống mới có tồn tại hay không, mà ở khả năng chấp nhận của thị trường và chuỗi giá trị. Điều này đòi hỏi một quá trình truyền thông và giáo dục dài hạn, nơi chất lượng được hiểu theo nghĩa rộng hơn không chỉ là tái tạo hương vị cũ, mà là thích nghi với một thế giới mới.

Tạm kết,

Dưới những tác động ngày càng rõ rệt của biến đổi khí hậu, sự thu hẹp vùng trồng Arabica không còn là giả định mà là một xu hướng đã được khoa học ghi nhận. Những giới hạn về sinh thái và nguồn gen đang đặt Arabica trước các rủi ro mang tính cấu trúc, buộc ngành cà phê phải nhìn lại chiến lược phát triển dựa trên một loài duy nhất. Trong bối cảnh đó, đa dạng hóa giống loài không chỉ là giải pháp thích nghi, mà còn là nền tảng để ngành cà phê xây dựng một tương lai bền vững và linh hoạt hơn.

Hình ảnh được sưu tầm từ Chepsangor Hills, Ninety Plus Coffee Estates, My Liberica và các nguồn khác.

1. Vì sao vùng trồng Arabica đang thu hẹp trên toàn cầu?

Nhiệt độ trung bình tăng và lượng mưa ngày càng bất ổn khiến nhiều khu vực không còn đáp ứng được điều kiện sinh thái tối ưu của Arabica. Các mô hình khí hậu cho thấy vùng trồng phù hợp đang thu hẹp, đặc biệt ở vùng thấp và các khu vực nhiệt đới, trong khi khả năng dịch chuyển lên cao có giới hạn.

2. Arabica nhạy cảm với biến đổi khí hậu hơn các loài cà phê khác ở điểm nào?

Arabica có “cửa sổ khí hậu” hẹp, đặc biệt về nhiệt độ và độ ổn định mùa vụ, nên dễ bị stress khi điều kiện môi trường thay đổi. So với Robusta, Arabica kém linh hoạt hơn trong việc thích nghi với nhiệt độ cao và hạn hán.

3. Vì sao nguồn gen Arabica được xem là yếu tố rủi ro?

Phần lớn Arabica thương mại hiện nay có nền tảng di truyền rất hẹp, bắt nguồn từ một số ít dòng tổ tiên. Sự thiếu đa dạng này làm giảm khả năng thích nghi với điều kiện khí hậu mới và làm gia tăng rủi ro khi dịch bệnh bùng phát trên diện rộng.

4. Dịch bệnh nào đang gây áp lực lớn nhất cho Arabica trong bối cảnh khí hậu tăng lên?

Bệnh gỉ sắt lá cà phê (hemileia vastatrix) là mối đe dọa lớn nhất, đặc biệt khi nhiệt độ và độ ẩm tăng tạo điều kiện thuận lợi cho nấm bệnh phát triển. Ngoài ra, sâu đục quả cà phê cũng đang mở rộng phạm vi hoạt động lên các vùng cao hơn.

5. Đa dạng hóa giống loài có phải là xu hướng ngắn hạn?

Không. Đây là chiến lược dài hạn dựa trên các bằng chứng khoa học về biến đổi khí hậu, rủi ro sinh học và khả năng chống chịu của hệ thống nông nghiệp. Đa dạng hóa giúp ngành cà phê giảm phụ thuộc vào một loài duy nhất và tăng khả năng thích nghi trong tương lai.