قيود ناشئة على الآثار الهيدرولوجية لتغير استخدام الأراضي وتغطيتها

لماذا تهم التغيرات في المشهد الطبيعي للمياه

من المزارع والغابات إلى المدن المتوسعة، أعاد البشر تشكيل معظم اليابسة على كوكب الأرض. هذه التغييرات تفعل أكثر من تغيير المنظر من الفضاء: فهي تؤثر أيضاً في كيفية تحرك المياه بين الأرض والهواء والأنهار. تبحث هذه الدراسة في سؤال يبدُو بسيطاً لكن له عواقب كبيرة على أمن المياه وسياسات المناخ: عندما نقطع الأشجار أو نزرعها على نطاق واسع، هل نجعل الأرض بشكل عام أكثر رطوبة أم أكثر جفافاً، وهل نماذج المناخ الأفضل لدينا تحلل ذلك بشكل صحيح؟

كيف ترتبط الأرض والمياه

تعمل النباتات كمضخات حية تسحب الماء من التربة وتعيده إلى الغلاف الجوي عبر التبخر النتح، وهو مزيج من التبخر ونفاذية النباتات. عادةً ما تحرك الغابات، بجذورها العميقة وتاجها الكثيف، ماءً أكثر من الأراضي الزراعية أو المراعي. عندما تُستبدل الغابات بالمحاصيل، يمكن أن يتغير مقدار الماء الذي يغادر سطح الأرض ومقدار الماء المتاح في التربة والمياه الجوفية والأنهار. ويمكن أن يبدل ذلك أيضاً مكان ووقت هطول الأمطار، لأن بخار الماء المتحرر من الغطاء النباتي يعود لاحقاً على هيئة هطول، وأحياناً بعيداً إلى أسفل اتجاه الرياح. إن فهم هذه الروابط ضروري للحكم عما إذا كان فقدان الغابات على نطاق واسع أو التشجير الجديد سيهدد أو يدعم إمدادات المياه الإقليمية.

لماذا تختلف نماذج المناخ

يفحص المؤلفون مجموعة من نماذج نظام الأرض المتقدمة المستخدمة في التقييمات المناخية الدولية. هذه النماذج تحاكي تغيّرات استخدام الأراضي التاريخية منذ ثمانينيات القرن الماضي—التي طغت عليها عملية تحويل الغابات إلى أراضٍ زراعية—وسيناريوهات مستقبلية تتضمن تشجيراً واسع النطاق. والمفاجئ أنه في الفترة التاريخية تُشير العديد من النماذج إلى أن تحويل الغابات إلى محاصيل زاد قليلاً من التبخر النتح العالمي، وهو ما يتعارض مع الحدس الفيزيائي والعديد من الدراسات الملاحظة. والأسوأ من ذلك أن النماذج تختلف بشدة مع بعضها البعض فيما يخص إشارة وحجم التأثير، مما يخلق عدم يقين كبيراً حول مدى ما غيّرت إدارة الأراضي بالفعل في دورة المياه.

طريقة جديدة لتصحيح انحياز النماذج

لحل هذه المشكلة، تطبّق الدراسة نهج "قيد ناشئ" يستخدم ملاحظات العالم الحقيقي لتصحيح سلوك النماذج من دون إعادة بناء النماذج نفسها. التشخيص المفتاحي هو كمية تقارن مقدار الطاقة الواردة على السطح التي تتحول إلى حرارة مقابل مقدارها الذي يصبح تدفّق ماء عبر نفاذية النباتات. عبر النماذج، هناك علاقة وثيقة بين هذه النسبة والتأثير المحاكى لتغير استخدام الأراضي على التبخر النتح. وبما أن هذه النسبة يمكن تقديرها من بيانات الأقمار الصناعية وأبراج القياس التدفقية، يستخدم المؤلفون القيمة المرصودة لضبط التقديرات القائمة على النماذج. هذا التصحيح يقلب الإشارة التاريخية العالمية: بدلاً من زيادة طفيفة، من المحتمل أن فقدان الغابات عالمياً منذ أوائل الثمانينيات سبب تراجعاً متواضعاً في التبخر النتح، لا سيما في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، كما أن التباين بين النماذج انخفض تقريباً إلى النصف.

تحولات إقليمية وغابات المستقبل

على مستوى الأقاليم، تُظهر النتائج المقيدة أن تغير استخدام الأراضي أثر بقوة على تدفقات المياه المحلية في أجزاء كثيرة من العالم. في أمريكا الوسطى والجنوبية وجنوب شرق آسيا وأجزاء من أفريقيا، من المرجح أن يؤدي قطع الغابات إلى تقليل التبخر النتح بدرجة أكبر مما أشارت إليه النماذج في الأصل. ثم يمدّ المؤلفون نفس الإطار إلى سيناريو مستقبلي تُفضّل فيه السياسات العالمية التشجير. بعد التصحيح، يُتوقع أن يؤدي زراعة الأشجار إلى زيادة التبخر النتح بقوة أكبر مما اقترحته النماذج في البداية. ومع ذلك، في العديد من المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، فإن الزيادة المصاحبة في هطول الأمطار تعوّض جزئياً أو كلياً فقدان الماء الإضافي من سطح الأرض، لذا فإن الانخفاض الصافي في توفر المياه أضعف مما كان يُخشَى سابقاً، وقد يرتفع توفر المياه في بعض المناطق.

ماذا يعني هذا لتخطيط الغابات والمياه

بعبارات بسيطة، تظهر الدراسة أن نماذج المناخ الشائعة الاستخدام قد أخطأت في تقدير كيفية تقسيم أنواع الغطاء النباتي المختلفة للطاقة الواردة بين تدفئة الهواء ودفع استخدام النبات للماء. لقد شوه هذا الخطأ تقديراتها لكيفية تأثير إزالة الغابات والتشجير على التبخر النتح وموارد المياه. من خلال ربط النماذج بالمشاهدات، يجد المؤلفون أن فقدان الغابات في الماضي ربما جعل العديد من المناطق أكثر جفافاً، بينما سيستمر التشجير المخطط بعناية في تقليل المياه المحلية لكنه ليس بالحدة التي كانت تُعتقد سابقاً، بفضل زيادة الهطول. يمكن أن تساعد هذه التقديرات المحسنة صانعي السياسات في موازنة فوائد الكربون لاستعادة الغابات مع المخاطر والفرص المتعلقة بإمدادات المياه الإقليمية.

الاستشهاد: Chen, Z., Cescatti, A., Xing, R. et al. Emergent constraints on the hydrological impacts of land use and land cover change. Nat Commun 17, 2908 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69883-2

الكلمات المفتاحية: تغير استخدام الأراضي, التبخر النتح, التشجير, توفر المياه, نماذج نظام الأرض