Khi nhìn vào bản đồ sản xuất cà phê thế giới, có thể nhận thấy một quy luật địa lý khá rõ: phần lớn các vùng trồng cà phê tập trung trong một dải nằm quanh đường Xích đạo, trải dài về phía Bắc và phía Nam. Khu vực này thường được gọi là Vành đai cà phê (Coffee Belt). Trong các nghiên cứu về địa lý cà phê, phạm vi thường được mô tả khoảng 20°B đến 20°N, dù một số tài liệu sử dụng giới hạn rộng hơn, khoảng 25°B–25°N
Tuy nhiên, khái niệm Vành đai cà phê dễ tạo ra một cách hiểu đơn giản rằng chỉ cần nằm trong khoảng vĩ độ nhất định là có thể trồng cà phê. Trên thực tế, điều kiện thích hợp cho cây cà phê phức tạp hơn nhiều. Cùng nằm trong vùng nhiệt đới, nhưng một vùng đất thấp nóng ẩm và một vùng núi cao mát mẻ có thể tạo ra những môi trường sinh thái hoàn toàn khác nhau.
Trong số các yếu tố khí hậu và địa hình, vĩ độ và độ cao là hai biến số đặc biệt quan trọng vì chúng cùng tác động mạnh đến nền nhiệt mà cây cà phê trải qua trong suốt chu kỳ sinh trưởng. Hiểu được mối quan hệ này giúp giải thích tại sao Robusta phát triển mạnh ở những vùng thấp của Tây Nguyên, trong khi Arabica lại có thể thích nghi với những vùng núi cao ở Việt Nam và nhiều khu vực khác trên thế giới.
Vĩ độ và độ cao: hai biến số định hình vành đai cà phê
Vĩ độ là khoảng cách góc của một địa điểm so với đường Xích đạo. Khi di chuyển từ Xích đạo về phía hai cực, lượng bức xạ mặt trời nhận được và chế độ nhiệt trung bình thay đổi theo. Vĩ độ cũng gắn với sự thay đổi của chế độ mưa, tính mùa vụ và độ dài ngày.
Đối với cây trồng lâu năm như cà phê, những thay đổi này có ý nghĩa rất lớn. Cây cà phê không chỉ cần một mức nhiệt phù hợp để sinh trưởng sinh dưỡng, mà còn cần một chu kỳ khí hậu thích hợp để ra hoa, phát triển quả và hoàn thành quá trình chín.
Cà phê có nguồn gốc từ các hệ sinh thái rừng nhiệt đới châu Phi. Trong quá trình tiến hóa và thích nghi, các loài cà phê hình thành những yêu cầu sinh thái khác nhau.
Coffea arabica, hay cà phê chè, có nguồn gốc tự nhiên ở vùng cao nguyên Ethiopia và các khu vực lân cận Đông Phi. Đây là môi trường rừng núi có nền nhiệt tương đối mát, ít biến động theo mùa so với nhiều vùng nhiệt đới thấp. Đối với Arabica, nhiều nghiên cứu xác định nhiệt độ trung bình năm tối ưu khoảng 18–21°C. Khi nhiệt độ vượt khoảng 23°C, tốc độ phát triển và chín quả có xu hướng tăng, đồng thời có thể làm giảm chất lượng cà phê; tuy nhiên, một số vùng vẫn đạt năng suất chấp nhận được ở 24–25°C tùy giống và điều kiện canh tác.
Ngược lại, Coffea canephora, thường được gọi là Robusta, có nguồn gốc từ các khu rừng thấp của lưu vực sông Congo và mở rộng về phía khu vực hồ Victoria ở Uganda. Môi trường nguyên thủy của loài này nóng và ẩm hơn đáng kể so với môi trường của Arabica, với nhiệt độ trung bình khoảng 24–26°C trong vùng phân bố tự nhiên được mô tả trong các tài liệu sinh thái học kinh điển. Nghiên cứu về conilon ở Brazil ghi nhận các khoảng tối ưu thường được đề xuất khoảng 22–28°C, và cây có thể duy trì năng suất ở nhiệt độ cao hơn Arabica. Tuy nhiên, nhiệt độ cao kết hợp với thiếu nước vẫn gây stress nghiêm trọng cho cây.
Sự khác biệt về nguồn gốc sinh thái này phần nào giải thích tại sao hai loài có yêu cầu nhiệt độ khác nhau. Arabica thiên về môi trường mát hơn; Robusta có khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường nóng và ẩm.
Do đó, khi nói về “vành đai cà phê”, cần tránh hiểu rằng có một đường vĩ tuyến cố định phân chia nơi trồng được và không trồng được cà phê. Vĩ độ chỉ là một biến số địa lý giúp xác định bối cảnh khí hậu. Trong thực tế, nhiệt độ tại chính địa điểm canh tác mới là biến số gần với sinh lý cây hơn, và nhiệt độ đó lại chịu ảnh hưởng rất mạnh của độ cao địa hình.
Như vậy, giới hạn của vành đai cà phê không nên được hiểu đơn giản là một đường biên theo vĩ độ. Đó thực chất là kết quả của sự tương tác giữa nhiệt độ, lượng mưa, tính mùa vụ, độ cao và các yếu tố vi khí hậu. Điều này cũng giải thích một hiện tượng rất thú vị: hai vùng nằm ở cùng một vĩ độ có thể hoàn toàn không có cùng điều kiện để trồng cà phê, nếu một vùng nằm ở đồng bằng và vùng còn lại nằm trên núi cao.
Độ cao có thể bù đắp cho tác động của vĩ độ
Sự phân bố của cây cà phê (Arabcia)trên thế giới không chỉ phụ thuộc vào vĩ độ mà còn chịu ảnh hưởng lớn của độ cao địa hình.
Càng lên cao, nhiệt độ không khí càng giảm. Vì vậy, tại những vùng nhiệt đới gần Xích đạo, nơi nhiệt độ ở vùng thấp thường quá cao đối với Arabica, cây có thể được trồng trên các sườn núi và cao nguyên để tận dụng điều kiện khí hậu mát hơn. Vì vậy, tại các vùng nhiệt đới gần Xích đạo – nơi nền nhiệt ở vùng thấp quá cao đối với Arabica – người trồng có thể đưa cây lên các sườn núi và cao nguyên để tìm kiếm một môi trường mát hơn. Nói cách khác, độ cao có thể tạo ra một “hiệu ứng khí hậu” tương tự như việc di chuyển về phía vĩ độ cao hơn.
Độ cao canh tỷ lệ thuận với chất lượng cảm quan
Ahmed et al., 2021
Một vùng đất nằm gần xích đạo nhưng ở độ cao lớn có thể có nền nhiệt tương tự một vùng nằm xa Xích đạo hơn nhưng ở độ cao thấp hơn. Ở các vùng thuộc vĩ độ thấp, đặc biệt là gần Xích đạo, nhiệt độ tại vùng thấp thường quá cao đối với Arabica. Vì vậy, để Arabica sinh trưởng tốt, nó cần được trồng ở các vùng núi cao. Một nghiên cứu về sự phân bố Arabica tại các vùng sản xuất lớn ở Đông Phi cho thấy các vùng Arabica hiện nay có thể trải rộng từ khoảng 400 đến 2.000 m và trong các kịch bản khí hậu ấm lên, vùng thích hợp có xu hướng dịch chuyển lên cao hơn.
Ngược lại, khi đi xa Xích đạo về phía các vĩ độ cao hơn, nền nhiệt tự nhiên giảm xuống. Khi đó, không nhất thiết phải đưa cây lên những độ cao quá lớn mới đạt được điều kiện nhiệt độ thích hợp. Đây không phải là một quy luật tuyệt đối. Độ cao không thể “bù” cho mọi bất lợi của vĩ độ, bởi một vùng trồng cà phê còn chịu ảnh hưởng của lượng mưa, mùa khô, bức xạ, đất đai, hướng sườn, gió và vi khí hậu. Nhưng xét riêng về nền nhiệt, mối quan hệ giữa vĩ độ và độ cao là một trong những nguyên lý quan trọng nhất để hiểu địa lý cây cà phê.
Việt Nam: một trường hợp đặc biệt của sự kết hợp giữa vĩ độ và độ cao
Một điểm cực kỳ đặc sắc trong kỹ thuật canh tác cà phê được chuyên gia René Coste (nhà nghiên cứu cà phê và tác giả người Pháp) đúc kết là: sự tương tác và tổ hợp giữa độ cao so với mực nước biển và vĩ độ chính là một “liều thuốc giải” cho các nhân tố bất thuận của môi trường.
Việt Nam là một ví dụ rất rõ cho nguyên lý này. Lãnh thổ Việt Nam trải dài từ khoảng 8°B ở phía Nam đến hơn 23°B ở phía Bắc. Khoảng chênh lệch vĩ độ này tạo ra một gradient khí hậu đáng kể theo chiều Bắc – Nam.
Ở phía Nam, đặc biệt tại Tây Nguyên, các vùng sản xuất cà phê Robusta nằm trong khu vực có nền nhiệt tương đối cao. Độ cao của cao nguyên giúp làm giảm phần nào nhiệt độ so với vùng đồng bằng, nhưng vẫn duy trì môi trường phù hợp với đặc tính sinh thái của Robusta. Đây là một trong những cơ sở tự nhiên quan trọng giúp Tây Nguyên trở thành vùng sản xuất Robusta quy mô lớn của Việt Nam.
Ở phía Bắc, câu chuyện lại khác. Các vùng Arabica như Sơn La và Điện Biên nằm ở những vĩ độ cao hơn đáng kể so với Tây Nguyên. Vì vậy, nền nhiệt tại đây vốn đã thấp hơn. Khi kết hợp với địa hình đồi núi và cao nguyên, điều kiện nhiệt có thể trở nên phù hợp với Arabica mà không nhất thiết phải đạt tới độ cao cực lớn như một số vùng Arabica gần Xích đạo.
Trường hợp Sơn La là một ví dụ đáng chú ý. Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam mô tả vùng chỉ dẫn địa lý cà phê Sơn La nằm trong khoảng 20°39’–22°02’B, với khu vực địa lý có độ cao khoảng 600–800 m. Chính sự kết hợp giữa vị trí vĩ độ tương đối cao, địa hình và điều kiện khí hậu đã tạo nên môi trường phù hợp cho Arabica tại đây.
Một con số 800 m ở Sơn La không mang cùng ý nghĩa sinh thái với 800 m ở một vùng gần đường Xích đạo. Ở hai vĩ độ khác nhau, cùng một độ cao có thể tạo ra những nền nhiệt hoàn toàn khác nhau. Đó cũng là lý do câu hỏi “cà phê phải trồng ở độ cao bao nhiêu?” thực ra chưa đủ chính xác. Khi đó câu hỏi đầy đủ hơn phải là: Cà phê được trồng ở vĩ độ nào, độ cao bao nhiêu, và hai yếu tố đó cùng tạo ra nền nhiệt như thế nào?
Từ góc nhìn này, lợi thế địa lý của Việt Nam không chỉ nằm ở diện tích đất trồng cà phê rộng lớn. Một lợi thế quan trọng hơn nằm ở sự đa dạng của lãnh thổ theo cả vĩ độ và độ cao.
Từ những vùng thấp và nóng thích hợp với Robusta ở Tây Nguyên, đến những vùng núi phía Bắc có khí hậu mát hơn thích hợp với Arabica, Việt Nam sở hữu một phổ điều kiện sinh thái tương đối rộng. Vì vậy, thay vì xem “Vành đai cà phê” như một dải đất có ranh giới cứng, có thể nhìn nó như một không gian khí hậu, trong đó vĩ độ và độ cao liên tục tương tác để tạo ra những điều kiện khác nhau cho cây cà phê. Và chính sự tương tác đó giúp giải thích tại sao cùng một loài cà phê, cùng nằm trong vùng nhiệt đới, nhưng địa điểm trồng lại có thể khác nhau hàng nghìn mét về độ cao và hàng chục độ về vĩ độ.
Bảng so sánh vĩ độ – độ cao – nhiệt độ ở một số vùng cà phê
| Vùng cà phê | Quốc gia | Vĩ độ xấp xỉ | Độ cao vùng trồng | Nhiệt độ trung bình/điển hình | Loài chính |
|---|---|---|---|---|---|
| Sơn La | Việt Nam | 20–22°B | 600–800 m | mát theo mùa | Arabica |
| Cầu Đất – Đà Lạt | Việt Nam | ~12°B | 1.500–1.650 m | mát quanh năm | Arabica |
| Tây Nguyên | Việt Nam | ~11–15°B | 200–1.500 m | ~22°C ở quy mô vùng | Robusta |
| Ethiopia | Ethiopia | ~3–15°B | 1.300–1.800 m ở vùng sản xuất chính | khoảng 15–25°C | Arabica |
| Vùng cà phê Colombia | Colombia | 1–11°B | 1.000–2.000 m; tập trung 1.200–1.800 m | phụ thuộc mạnh vào độ cao | Arabica |
| Valle Central | Costa Rica | ~9–10°B | 800–1.600 m; >80% diện tích 1.000–1.400 m | ~20°C | Arabica |
| Minas Gerais | Brazil | ~15–22°N | khoảng 600–1.200 m ở nhiều vùng sản xuất | thường mát hơn vùng thấp nhiệt đới | Arabica |
| Kenya Highlands | Kenya | ~1–1,5°N | thường 1.500 m trở lên | mát nhờ độ cao | Arabica |
Nguồn tham khảo
- Giraudo, A., et al. (2019). Determination of the geographical origin of green coffee beans using NIR spectroscopy and multivariate data analysis. Food Control, 99, 118–127.
- Nguyen, Q. M., et al. (2022). Authenticity green coffee bean species and geographical origin using near-infrared spectroscopy combined with chemometrics. International Journal of Food Science & Technology, 57, 4507–4518.
- Davis, A. P., Gole, T. W., Baena, S., & Moat, J. (2012). The Impact of Climate Change on Indigenous Arabica Coffee (Coffea arabica): Predicting Future Trends and Identifying Priorities. PLoS ONE, 7(11), e47981.
DOI: 10.1371/journal.pone.0047981 - Ahmed, S., et al. (2021). Climate Change and Coffee Quality: Systematic Review on the Effects of Environmental and Management Variation on Secondary Metabolites and Sensory Attributes of Coffea arabica and Coffea canephora. Frontiers in Plant Science, 12, 708013.
DOI: 10.3389/fpls.2021.708013 - Venancio, L. P., et al. (2020). Impact of drought associated with high temperatures on Coffea canephora plantations: a case study in Espírito Santo State, Brazil. Scientific Reports, 10.
- Girma, B., Gure, A., & Wedajo, F. (2020). Influence of Altitude on Caffeine, 5-Caffeoylquinic Acid, and Nicotinic Acid Contents of Arabica Coffee Varieties. Journal of Chemistry, 2020, 3904761.
DOI: 10.1155/2020/3904761 - Worku, M., et al. (2020). Effect of altitude of coffee plants on the composition of fatty acids of green coffee beans. BMC Chemistry, 14, 36.
- DaMatta, F. M., et al. (2024). Ecophysiology of coffee growth and production in a context of climate changes. Advances in Botanical Research.