إن إعادة تأهيل الغابات وزراعة الأشجار هي استراتيجية راسخة للتخفيف من آثار تغير المناخ. ومع ذلك، فإن استخدام إن هذا النهج في القطب الشمالي يزيد من تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري ويؤدي إلى نتائج عكسية فيما يتصل بتخفيف آثار تغير المناخ. وذلك لأن تغطية الأشجار تقلل من قدرة الغلاف الجوي على عكس أشعة الشمس (أو انعكاسها) وتزيد من ظلمة السطح، وهو ما يؤدي إلى الاحتباس الحراري الصافي (لأن الأشجار تمتص حرارة الشمس أكثر من الثلوج). وعلاوة على ذلك، فإن أنشطة زراعة الأشجار تعمل أيضاً على إزعاج حوض الكربون في تربة القطب الشمالي التي تخزن كميات من الكربون تفوق ما تخزنه جميع النباتات على الأرض. لذلك، لا ينبغي بالضرورة أن يركز نهج التخفيف من آثار تغير المناخ على الكربون. إن تغير المناخ يتعلق بتوازن طاقة الأرض (صافي الطاقة الشمسية التي تبقى في الغلاف الجوي والطاقة الشمسية التي تغادر الغلاف الجوي). تحدد كمية الغازات المسببة للانحباس الحراري مقدار الحرارة المحتجزة في الغلاف الجوي للأرض. في المناطق القطبية الشمالية، عند خطوط العرض المرتفعة، يكون تأثير الانعكاس (أي انعكاس ضوء الشمس إلى الفضاء دون تحويله إلى حرارة) أكثر أهمية (من تأثير الاحتباس الحراري بسبب تخزين الكربون في الغلاف الجوي) لتوازن الطاقة الإجمالي. وبالتالي، فإن الهدف العام المتمثل في إبطاء تغير المناخ يتطلب نهجًا شاملاً.
تطلق النباتات والحيوانات ثاني أكسيد الكربون بشكل مستمر (CO2)2) في الغلاف الجوي من خلال التنفس. كما أن بعض الأحداث الطبيعية مثل حرائق الغابات والثورات البركانية تطلق أيضًا ثاني أكسيد الكربون2 في الغلاف الجوي. التوازن في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 يتم الحفاظ على هذا التوازن من خلال احتجاز الكربون بشكل منتظم بواسطة النباتات الخضراء في وجود ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي. ومع ذلك، فإن الأنشطة البشرية منذ عام 18th لقد أدى استخراج وحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي في القرن العشرين إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.2.
ومن المثير للاهتمام أن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون2 من المعروف أن الغلاف الجوي يظهر تأثير تخصيب الكربون (أي أن النباتات الخضراء تقوم بعملية التمثيل الضوئي بشكل أكبر استجابة لمزيد من ثاني أكسيد الكربون)2 في الغلاف الجوي). ويعزى جزء كبير من مخزون الكربون الأرضي الحالي إلى هذه الزيادة في التمثيل الضوئي العالمي استجابة لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون.2خلال الفترة 1982-2020، زادت عملية التمثيل الضوئي العالمية بنحو 12% استجابة لزيادة بنسبة 17% في تركيزات ثاني أكسيد الكربون العالمية في الغلاف الجوي من 360 جزء في المليون إلى 420 جزء في المليون.1,2.
من الواضح أن زيادة التمثيل الضوئي العالمي غير قادرة على عزل كل الانبعاثات الكربونية البشرية منذ بداية التصنيع. ونتيجة لهذا، فإن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO2) يتراكم في الغلاف الجوي.2) قد زاد فعليًا بنحو 50% في القرنين الماضيين ليصل إلى 422 جزء في المليون (في سبتمبر 2024)3 وهو ما يعادل 150% من قيمته في عام 1750. وبما أن ثاني أكسيد الكربون (COXNUMX)2) هو غاز دفيئة مهم، وهذه الزيادة الإجمالية الكبيرة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 ساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ.
يتجلى تغير المناخ في شكل ذوبان الجليد القطبي والأنهار الجليدية، وارتفاع درجة حرارة المحيطات، وارتفاع مستويات سطح البحر، والفيضانات، والعواصف الكارثية، والجفاف المتكرر والشديد، وندرة المياه، وموجات الحر، والحرائق الشديدة، وغيرها من الظروف المعاكسة. وله عواقب وخيمة على حياة الناس وسبل عيشهم، ومن ثم تأتي ضرورة التخفيف. لذلك، للحد من الانحباس الحراري العالمي وارتفاع درجة الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية بحلول نهاية هذا القرن، يتعين على الحكومات أن تتخذ إجراءات عاجلة للحد من ارتفاع درجة الحرارة إلى XNUMX درجة مئوية بحلول نهاية هذا القرن. مؤتمر الأمم المتحدة لتغير المناخ أقرت بضرورة خفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمي بنسبة 43% بحلول عام 2030، ودعت الأطراف إلى التحول بعيدًا عن الوقود الأحفوري للوصول إلى صافي انبعاثات الصفر بواسطة 2050.
بالإضافة إلى الحد من انبعاثات الكربون، يمكن دعم العمل المناخي أيضًا من خلال إزالة الكربون من الغلاف الجوي. وأي تعزيز في احتجاز الكربون الجوي سيكون مفيدًا.
إن عملية التمثيل الضوئي البحرية التي تقوم بها العوالق النباتية والطحالب والعوالق الطحلبية في المحيطات مسؤولة عن حوالي نصف احتجاز الكربون. ومن المقترح أن تساهم التكنولوجيا الحيوية للطحالب الدقيقة في احتجاز الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي. ويمكن أن يكون عكس مسار إزالة الغابات من خلال زراعة الأشجار واستعادة الأراضي الحرجية مفيدًا جدًا في التخفيف من آثار المناخ. وقد وجدت إحدى الدراسات أن تعزيز الغطاء الحرجي العالمي يمكن أن يقدم مساهمات كبيرة. وأظهرت أن سعة مظلة الأشجار العالمية في ظل المناخ الحالي تبلغ 4.4 مليار هكتار، مما يعني أنه يمكن إنشاء 0.9 مليار هكتار إضافية من غطاء المظلة (ما يعادل زيادة بنسبة 25٪ في المساحة الحرجية) بعد استبعاد الغطاء الحالي. وإذا تم إنشاء هذا الغطاء الإضافي، فسيحجز ويخزن حوالي 205 جيجا طن من الكربون وهو ما يعادل حوالي 25٪ من مجمع الكربون الجوي الحالي. إن استعادة الغابات العالمية أمر ضروري أيضًا لأن تغير المناخ المستمر من شأنه أن يؤدي إلى تقليص حوالي 223 مليون هكتار من الغطاء الحرجي (معظمها في المناطق الاستوائية) وفقدان التنوع البيولوجي المرتبط به بحلول عام 2050.4,5.
زراعة الأشجار في منطقة القطب الشمالي
تشير المنطقة القطبية الشمالية إلى الجزء الشمالي من الأرض فوق خط عرض 66° 33′N داخل الدائرة القطبية الشمالية. ويشغل المحيط المتجمد الشمالي المغطى بالجليد البحري جزءًا كبيرًا من هذه المنطقة (حوالي 60%). وتقع الكتلة الأرضية القطبية الشمالية حول الهوامش الجنوبية للمحيط المتجمد الشمالي والتي تدعم التندرا أو الغابات الشمالية.
تقع الغابات الشمالية (أو التايغا) جنوب الدائرة القطبية الشمالية وتتميز بالغابات الصنوبرية التي تتكون في الغالب من أشجار الصنوبر والتنوب والصنوبر. وتتميز بشتاء طويل بارد وصيف قصير رطب. وتسود الأشجار الصنوبرية دائمة الخضرة (الصنوبر والتنوب والتنوب) التي تتحمل البرودة والتي تحتفظ بأوراقها الإبرية على مدار العام. وبالمقارنة بالغابات المعتدلة والغابات الرطبة الاستوائية، فإن الغابات الشمالية لديها إنتاجية أولية أقل، ولديها تنوع أقل في أنواع النباتات وتفتقر إلى بنية الغابات الطبقية. من ناحية أخرى، تقع التندرا القطبية الشمالية شمال الغابات الشمالية في المناطق القطبية الشمالية في نصف الكرة الشمالي، حيث تتجمد التربة السطحية بشكل دائم. هذه المنطقة أكثر برودة بكثير حيث تتراوح درجات الحرارة المتوسطة في الشتاء والصيف في نطاق -34 درجة مئوية و3 درجات مئوية - 12 درجة مئوية على التوالي. التربة السطحية متجمدة بشكل دائم (الصقيع الدائم)، وبالتالي لا تستطيع جذور النباتات اختراق التربة بعمق وتكون النباتات قريبة من الأرض. تتميز منطقة التندرا بإنتاجية أولية منخفضة للغاية وتنوع منخفض للأنواع وموسم نمو قصير يبلغ 10 أسابيع عندما تنمو النباتات بسرعة استجابة لضوء النهار الطويل.
يتأثر نمو الأشجار في المناطق القطبية بالتربة الصقيعية لأن المياه المتجمدة تحت السطح تحد من نمو الجذور العميقة. تتمتع معظم مناطق التندرا بتربة صقيعية مستمرة بينما توجد الغابات الشمالية في مناطق بها القليل من التربة الصقيعية أو لا يوجد بها أي تربة صقيعية على الإطلاق. ومع ذلك، فإن التربة الصقيعية في القطب الشمالي ليست بمنأى عن التأثر.
مع ارتفاع درجة حرارة مناخ القطب الشمالي (وهو ما يحدث بسرعة مضاعفة عن المتوسط العالمي)، فإن ذوبان الجليد الدائم وفقدان التربة الصقيعية الناتجة عن ذلك من شأنه أن يعزز بقاء الشتلات المبكرة للأشجار. وقد وجد أن وجود مظلة الشجيرات يرتبط بشكل إيجابي بمزيد من بقاء الشتلات ونموها إلى أشجار. يخضع تكوين الأنواع ووظائف النظم البيئية في المنطقة لتغير سريع. ومع ارتفاع درجة حرارة المناخ وتدهور التربة الصقيعية، قد تتحول النباتات من القطب الشمالي الخالي من الأشجار إلى تهيمن عليها الأشجار في المستقبل.6.
هل يؤدي انتقال الغطاء النباتي إلى المناظر الطبيعية القطبية التي تهيمن عليها الأشجار إلى تقليل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي؟2 من خلال تعزيز عملية التمثيل الضوئي والمساعدة في التخفيف من آثار تغير المناخ؟ هل يمكن اعتبار منطقة القطب الشمالي منطقة للتشجير لإزالة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي؟2في كلتا الحالتين، يجب أن يذوب الجليد الدائم في القطب الشمالي أو يتحلل أولاً للسماح بنمو الأشجار. ومع ذلك، فإن ذوبان الجليد الدائم يؤدي إلى إطلاق غاز الميثان في الغلاف الجوي وهو غاز دفيئة قوي يساهم في زيادة الاحترار العالمي. كما يساهم إطلاق غاز الميثان من الجليد الدائم في اندلاع حرائق غابات هائلة في المنطقة.
أما بالنسبة لاستراتيجية إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي2 من خلال عملية التمثيل الضوئي عن طريق التشجير أو زراعة الأشجار في منطقة القطب الشمالي والتخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ، تمكن الباحثون7 وقد وجد الباحثون أن هذا النهج غير مناسب للمنطقة ويؤدي إلى نتائج عكسية فيما يتصل بتخفيف آثار تغير المناخ. ويرجع هذا إلى أن تغطية الأشجار تقلل من قدرة الأشجار على عكس أشعة الشمس وتزيد من ظلمة السطح، وهو ما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض لأن الأشجار تمتص قدراً أكبر من الحرارة من الشمس مقارنة بالثلج. وعلاوة على ذلك، فإن أنشطة زراعة الأشجار تؤدي أيضاً إلى اضطراب مخزون الكربون في تربة القطب الشمالي التي تخزن كميات من الكربون تفوق ما تخزنه جميع النباتات على الأرض.
وعلى هذا فإن النهج المتبع في التخفيف من آثار تغير المناخ لا ينبغي بالضرورة أن يركز على الكربون. ذلك أن تغير المناخ يتعلق بتوازن الطاقة في الأرض (بعد بقاء الطاقة الشمسية في الغلاف الجوي وخروجها منه). وتحدد الغازات المسببة للانحباس الحراري مقدار الحرارة المحتجزة في الغلاف الجوي للأرض. وفي المناطق القطبية الشمالية الواقعة على خطوط العرض المرتفعة، يشكل تأثير الانعكاس (أي انعكاس ضوء الشمس إلى الفضاء دون تحويله إلى حرارة) أهمية أكبر (من تخزين الكربون في الغلاف الجوي) بالنسبة لإجمالي توازن الطاقة. ومن ثم فإن الهدف العام المتمثل في إبطاء تغير المناخ يتطلب اتباع نهج شامل.
***
المراجع:
- كينان، TF، وآخرون. قيد على النمو التاريخي في التمثيل الضوئي العالمي بسبب ارتفاع ثاني أكسيد الكربون. Nat. Clim. Chang. 2, 13–1376 (1381). DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-023-01867-2
- أخبار مختبر بيركلي – النباتات تمنحنا الوقت لإبطاء تغير المناخ – ولكن ليس بالقدر الكافي لوقفه. متاح على https://newscenter.lbl.gov/2021/12/08/plants-buy-us-time-to-slow-climate-change-but-not-enough-to-stop-it/
- ناسا. ثاني أكسيد الكربون. متوفر على https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/
- Bastin, Jean-Francois et al. 2019. The global tree restore possible. Science. 5 July 2019. المجلد 365، العدد 6448، الصفحات 76-79. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax0848
- Chazdon R. و Brancalion P.، 2019. استعادة الغابات كوسيلة لتحقيق غايات عديدة. مجلة العلوم. 5 يوليو 2019 المجلد 365، العدد 6448، ص 24-25. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aax9539
- Limpens, J., Fijen, TPM, Keizer, I. et al. Shrubs and Degraded Permafrost Pave the Way for Tree Construction in Subarctic Peatlands. Ecosystems 24, 370–383 (2021). https://doi.org/10.1007/s10021-020-00523-6
- كريستنسن، جيه إيه، وباربيرو بالاسيوس، إل، وباريو، آي سي وآخرون. زراعة الأشجار ليست حلاً للمناخ في خطوط العرض الشمالية المرتفعة. مجلة علوم الأرض الوطنية 17، 1087-1092 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01573-4
***
 and increases surface darkness which results in net warming (because trees absorb more heat from the sun than snow). Further, tree planting activities also disturb the carbon pool of arctic soil which store more carbon than all plants on Earth. Therefore, climate change mitigation approach need not necessarily be carbon focused. Climate change is about Earth’s energy balance (net of solar energy staying in atmosphere and solar energy leaving atmosphere). Amount of greenhouse gases determine how much heat is retained in Earth’s atmosphere. In arctic regions, at high latitudes, albedo effect (i.e., reflection of sunlight back into space without being converted into heat) is more important (than greenhouse effect due to atmospheric carbon storage) for the total energy balance. Hence, the overall goal of slowing down climate change requires a holistic approach.){kind=link}