كوكب الأرض على «التنفس الصناعي».. وعلماء الغابات في مهمة للإنقاذ

صورة تعبيرية
صورة تعبيرية

يجب أن نسيطر على علوم الغابات - قبل فوات الأوان الأشجار هي واحدة من أكبر آمالنا الكربونية لذا يجب أن يكون دعم العلماء الذين يدرسونها أولوية أعلى بكثير فى ظل ما يشهده العالم من فقدان الغطاء الشجيرى واحتراق الغابات.

فهم البشرية لكيفية استجابة الغابات لتغير المناخ هش بشكل مثير للقلق، على سبيل المثال  "التسميد الكربوني "الظاهرة التي تمتص بها النباتات المزيد من ثاني أكسيد الكربون مع زيادة تركيزه في الغلاف الجوي.

هذه واحدة من الآليات الرئيسية التي أنقذتنا بها الطبيعة حتى الآن من أسوأ ما في تغير المناخ، ولكن هناك القليل من الفهم لمسارها المستقبلي في الواقع، لا يفهم الباحثون تماما كيف يتفاعل تغير المناخ مع العديد من عمليات الغابات. وتشمل الأسئلة المعقدة التي لم تحل كيف يؤثر الاحترار المناخي على صحة الغابات؛ وكيف يمكن أن يكون لتغير المناخ في الغابات.

كيف يؤثر على أداء الغابات كبالوعة كربون؛ وما إذا كان يغير خدمات النظام الإيكولوجي التي توفرها الغابات فالغابات هي نظام دعم الحياة لدينا، وينبغي لنا أن نكون أكثر جدية في أخذ نبضهم.

إقرأ ايضا:حكاوي التريند/ « اليسا» و«قرارات المركزي» الأكثر بحثًا

نشرت أوراق بحثية في مجلة Nature العلمية لهذا الأسبوع  تضع رؤى مهمة حول هذه الأسئلة. كما أنها تؤكد على بعض التحديات التي يجب التغلب عليها إذا أردنا أن نفهم تماما إمكانات الغابات في مكافحة تغير المناخ.

وهذه التحديات لا تكمن في العلم نفسه فحسب، بل تتعلق أيضا بكيفية تعاون علماء الغابات، وكيفية تمويلهم (خاصة عندما يتعلق الأمر بجمع البيانات) وكيفية تدريبهم.

علماء الغابات 

علم الغابات هو مزيج من التخصصات. يقيس علماء البيئة وعلماء النبات نمو الأشجار ومغذيات التربة وغيرها من المعلمات في الآلاف من قطع الغابات في جميع أنحاء العالم.

يراقب علماء الفيزياء عوامل مثل ارتفاع الغابات والكتلة الحيوية للغابات فوق سطح الأرض باستخدام بيانات الاستشعار عن بعد من الطائرات بدون طيار أو الأقمار الصناعية.

يبحث العلماء التجريبيون في كيفية تصرف الغابات في عالم الاحترار عن طريق تغيير عوامل مصطنعة مثل درجة الحرارة أو مستويات ثاني أكسيد الكربون في المؤامرات التجريبية. يتم استيعاب بعض البيانات التي تولدها من قبل مجتمع آخر: مصممو النماذج ، الذين أنشأوا نماذج نباتية عالمية ديناميكية.

وهذه تحاكي كيفية تغير دورات الكربون والمياه مع تغير المناخ، وبالتالي إبلاغ النظام الأرضي الأوسع نطاقا والنماذج المناخية من النوع الذي يغذي عملية صنع السياسات.

يقدم العلماء  تنبؤات مختلفة حول المدة التي ستستمر فيها الغابات في امتصاص ثاني أكسيد الكربون البشري المنشأ أحد أسباب هذه الاختلافات هو أن النماذج حساسة للافتراضات المقدمة حول العمليات في الغابات. هناك العديد من التأثيرات — بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والنار والمواد المغذية — التي تتم دراستها بشكل عام بمعزل عن غيرها. ومع ذلك فهي تتفاعل مع بعضها البعض.

النماذج التي تحاكي الانتشار الشمالي للغابات الشمالية مع ارتفاع درجات الحرارة تفتقد أيضا إلى الدوافع الرئيسية3، وفقا لرومان ديال في جامعة ألاسكا باسيفيك في أنكوراج وزملاؤه. وأفادوا اليوم أن مجموعة من شجرة التنوب البيضاء قد هاجرت بشكل مدهش إلى أقصى الشمال إلى التندرا في القطب الشمالي. لشرح ذلك، من الضروري مراعاة الرياح الشتوية "التي تسهل الانتشار لمسافات طويلة" إلى جانب توافر الثلوج العميقة ومغذيات التربة "التي تعزز نمو النبات".

غالبا ما تستند النماذج إلى عدد صغير من "أنواع الأشجار الوظيفية" - على سبيل المثال ، "أوراق الإبرة دائمة الخضرة" أو "أوراق الإبرة دائمة الخضرة". يتم اختيارها كوكيل لسلوك أكثر من 60000 نوع من الأشجار المعروفة على كوكب الأرض. ومع ذلك ، يكتشف علماء البيئة أن بيولوجيا الأنواع الفردية مهمة عندما يتعلق الأمر باستجابة الشجرة لتغير المناخ.

زيادة وفيات الأشجار 

أفاد ديفيد بومان من معهد التغير البيئي في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة وزملاؤه في العمل في مايو أن وفيات الأشجار في 24 قطعة أرض استوائية رطبة في شمال أستراليا قد تضاعفت في السنوات ال 35 الماضية "وانخفض متوسط العمر المتوقع إلى النصف)"، على ما يبدو بسبب الجفاف المتزايد للهواء.4. ولكن هذا كان في المتوسط من بين 81 نوعا من أنواع الأشجار المهيمنة: تفاوتت معدلات الوفيات تفاوتا كبيرا بين الأنواع، وهو تباين يبدو أنه مرتبط بكثافة أخشابها.

بيتر رايش من معهد بيولوجيا التغير العالمي في جامعة ميشيغان في آن أربور وزملاؤه يبلغون الآن أن التغيرات المتواضعة في درجة الحرارة وهطول الأمطار أدت إلى معدلات متفاوتة من النمو والبقاء على قيد الحياة.5 لأنواع مختلفة في أشجار الغابات الشمالية الجنوبية. الأنواع التي ازدهرت كانت نادرة.

الفشل في فحص عوامل متعددة في وقت واحد يعني أن العلماء يتوصلون إلى نتائج تتحدى الافتراضات في النماذج. يأتي الربيع في وقت مبكر بالنسبة للغابات المعتدلة وتفترض معظم النماذج أنه من خلال إطالة موسم النمو، فإن هذا يزيد من الكتلة الحيوية ذات الساق الخشبية. ومع ذلك، فإن العمل الرصدي الذي أجرته كريستينا أندرسون تيكسيرا في الغابات المتساقطة المعتدلة في معهد سميثسونيان لبيولوجيا الحفظ في فرونت رويال، فرجينيا، وزملاؤها لم يجدوا أي علامة على حدوث ذلك.6.

يدرك القائمون على التشكيل تماما الحاجة إلى دمج المزيد من التعقيد في نماذجهم، وإمكانات زيادة كميات الطاقة الحاسوبية لمساعدتهم في هذا المسعى. لكنهم بحاجة إلى مزيد من البيانات.

مشكلة الاستمرارية

وللحصول على بيانات شاملة وقيمة للنماذج، يلزم إجراء ملاحظات مستمرة وطويلة الأجل، وهذا يتوقف على توافر التمويل الطويل الأجل. ويمثل تحقيق هذه الاستمرارية مشكلة لكل من عمليات الاستشعار عن بعد والعمليات الأرضية. يمكن أن تكلف الأولى مئات الملايين من الدولارات، لكن قيمة مجموعات بياناتها طويلة الأجل هائلة ، كما أظهر فريق بقيادة جيوفاني فورزيري في جامعة فلورنسا في إيطاليا. استخدم المؤلفون 20 عاما من بيانات الأقمار الصناعية لإظهار أن ما يقرب من ربع الغابات السليمة في العالم قد وصلت بالفعل إلى عتبتها الحرجة للانخفاض المفاجئ.7. ولكن حتى جمع البيانات على أساس ميداني، والذي يكلف ثمنا زهيدا بالمقارنة، يكافح من أجل تحقيق الأمن المالي.

مراقبة الاشجار

وتشمل العمليات الأرضية الهامة مرصد فورست العالمي للأرض (ForestGEO)، وهو جزء من معهد سميثسونيان للبحوث الاستوائية، الذي يقع مقره الرئيسي في واشنطن العاصمة. هذا يراقب 7.5 مليون شجرة فردية في قطع الأراضي في جميع أنحاء العالم. حجم العمل الذي يذهب إلى هذا الرصد هائل. فعلى سبيل المثال، تجري منظمة ForestGEO حاليا التعداد الثامن الذي يجري كل خمس سنوات لقطعة أرض في شبه جزيرة ماليزيا. يتضمن ذلك تحديد الأنواع لكل شجرة من الأشجار البالغ عددها 350000 شجرة (هناك حوالي 800 نوع ينمو هناك) وقياس محيط كل جذع. سيستغرق الأمر 16 شخصا ماهرا سنويا لقياس جميع الأشجار. وأدى التأخير في توفير التمويل ل ForestGEO إلى إجراء تعدادات مماثلة في قطع الأراضي في بلدان من بينها بابوا غينيا الجديدة وفيتنام وبروناي والإكوادور.

بدون استمرارية التمويل، لا يمكن لمنظمات مثل ForestGEO تزويد الباحثين بالمهارات المطلوبة أو جمع البيانات على مدى فترات أطول من وقت الفرد في وظيفة معينة أو دورة ممول. "لقد دربنا الناس ثم فقدناهم بسبب انعدام الأمن الوظيفي"، كما يقول ستيوارت ديفيز، الذي يقود ForestGEO.

وتحاول مجموعات مختلفة من الباحثين في مجال الغابات معالجة هذه المشاكل. ويقوم المكتب بتنسيق التحالف من أجل علوم الغابات المدارية في محاولة لتيسير تبادل البيانات، وتعزيز الروح المعنوية والمهنية للفنيين والعلماء المهرة - الذين يعيش الكثير منهم في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل - الذين يقومون بالجزء الأكبر من جمع البيانات.

ولكننا نحتاج أيضا إلى آليات تمويل أكثر إبداعا تعمل على رفع المؤامرات القائمة على الملاحظة الطويلة الأجل وهناك حاجة إلى المزيد من تعدد التخصصات. تقوم وزارة الطاقة الأمريكية بتمويل مشروع يسمى NGEE-Tropics (تجارب الجيل التالي من النظام الإيكولوجي - المناطق المدارية) حيث سيعمل واضعو النماذج مع الباحثين التجريبيين، سواء الرصديين أو التجريبيين، الذين يدرسون الغابات الاستوائية لإنشاء نموذج كامل وغني بالعمليات لهذه الغابات. وهذا أمر مشجع، ويمكن دفع الفكرة إلى أبعد من ذلك. والمطلوب هو مبادرة تجمع بين التخصصات نحو هدف بناء فهم أفضل للعمليات الحرجية. ومن بين أمور أخرى، من شأن هذه المبادرة أن تشجع الباحثين في مختلف التخصصات على أخذ احتياجات بعضهم البعض من البيانات في الاعتبار عند التخطيط لمشاريعهم.

ولكي ينجح هذا، علينا أن نتذكر أن صرح علم الغابات يعتمد على البيانات طويلة الأجل التي ينتزعها العلماء من الغابات على مدى عقود. إن فرصنا في التغلب على تغير المناخ ضئيلة، ولكنها ستتضاءل أكثر إذا نسينا أساسيات مراقبة كوكبنا الأم.