أدى التخفيف إلى تغيير بيئة التركيب الضوئي المثلى في مزرعة شجرية مخروطية شبه استوائية

لماذا يهم تخفيف الأشجار في مناخنا المتغير

مع احترار العالم، تُطالب الغابات بأن تؤدي مهمة مزدوجة: توفير الخشب وموائل الحياة البرية وفي الوقت نفسه امتصاص كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء. كثير من هذه الغابات عبارة عن مزارع شجرية مزروعة في صفوف ضيقة، لا سيما في مناطق الصين التي تشهد تخلّضاً سريعاً. تطرح هذه الدراسة سؤالاً يبدو بسيطاً لكنه ذا دلالات واسعة: عندما نقوم بتخفيف كثافة هذه المزارع—نزيل بعض الأشجار لنوفر مساحة أكبر للباقيات—فكيف يغير ذلك النقطة المثلى من الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة التي تمتص عندها الغابة أكبر قدر من الكربون؟

من أحواض صنوبر مكتظة إلى غابات أوسع

عمل الباحثون في مزرعة شجرية مخروطية شبه استوائية واسعة في جنوب الصين كانت مراقبة بعناية لسنوات. أعيد غرس الموقع، الذي كان متآكلاً بشدة، في الثمانينيات بأشجار صنوبر وسنديان صيني سريعة النمو. وبحلول أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت الأشجار كثيفة وموحدة، بأكثر من 1300 جذع في الهكتار: مزرعة نموذجية متقاربة الغرس. في شتاء 2012، أزال القائمون على الإدارة نحو ربع المساحة القاعدية للوقوف—أي ما يقرب من شجرة واحدة من كل ثلاث إلى أربع أشجار—حول برج جريان مجهز بأجهزة قياس. أدى هذا التخفيف المعتدل، الشائع في ممارسات الغابات الإقليمية، إلى فتح الشجرة العلوية، وزيادة اختراق الضوء، وتقليل التنافس على الماء والمغذيات بين الأشجار المتبقية.

الاستماع إلى تنفس الغابة

لاكتشاف كيفية استجابة امتصاص الكربون في الغابة، اعتمد الفريق على تقنية تسمى التغاير الدوامي (eddy covariance)، التي تقيس باستمرار تبادل ثاني أكسيد الكربون بين الغابة والغلاف الجوي. على مدى ست سنوات—أربع سنوات قبل التخفيف وسنتين بعده—سجلوا كمية الكربون التي سحبتها المزرعة من الهواء (الإنتاجية الأولية الإجمالية، GPP) إلى جانب الظروف البيئية الرئيسية: الإشعاع الصافي من الشمس، ودرجة حرارة الهواء، وجفاف الهواء (عجز ضغط البخار)، ورطوبة الطبقة السطحية للتربة. من خلال تجميع البيانات في نطاقات لكل عامل، تمكنوا من رؤية كيف تصعد GPP وتبلغ ذروتها ثم تنحدر مع تحول الظروف إلى مظلمة جداً أو باردة جداً أو حارة جداً أو جافة جداً.

البحث عن «منطقة ذهبيلوكس» الخاصة بالغابة

أظهرت التحليلات أنه بالنسبة إلى الضوء ودرجة الحرارة وجفاف الهواء، اتبعت الغابة نمط «قليل جداً، مناسب تماماً، كثير جداً». قبل التخفيف، بلغت الغابة أفضل أداء لها عند مستوى معين من ضوء الشمس، ودرجة حرارة هواء دافئة لكنها ليست حارقة، وهواء جاف بشكل متوسط. بعد التخفيف تحركت نقاط الأمثل تلك صعوداً: بات الوقوف قادراً على تحمل ضوء أقوى ودرجات حرارة أعلى قليلاً وهواء أكثر جفافاً قبل أن يتراجع التركيب الضوئي. في الوقت نفسه، ارتفع امتصاص الكربون الأقصى عند كل نقطة مثلى. على سبيل المثال، عندما كان ضوء الشمس عند مستواه المفضل، كانت ذروة GPP في الغابة المخففة أعلى بنحو 13 في المئة مقارنة بما قبل التخفيف. يربط المؤلفون هذه المكاسب بتحسين توزيع الضوء في السقف النباتي، وتحسن حركة الهواء، وتخفف التنافس على ماء التربة، مما سمح للأشجار والنباتات القاعية بالحفاظ على كفاءة أوراقها تحت ظروف أكثر تطلباً.

عندما تدور مقبضات الطبيعة معاً

في العالم الحقيقي، بالطبع، لا يتغير الضوء ودرجة الحرارة وجفاف الهواء منفصلين. تميل الأيام الحارة والمشمسة أيضاً لأن تكون جافة. لذا تجاوز الباحثون اختبارات العوامل المفردة للبحث عن توليفات واقعية من الظروف أعطت أعلى قيم GPP الملاحظة. قبل التخفيف، كان المزيج الأفضل للغابة يتضمن ضوءاً عالياً لكنه غير متطرف، ودرجة حرارة معتدلة تقارب 23 °م، وهواء جافاً إلى حد ما، وتربة رطبة بشكل معقول. في ظل هذه الظروف، بلغت الغابة أقصى امتصاص للكربون يقارب 0.98 ملليغرام CO₂ لكل متر مربع في كل ثانية. بعد التخفيف، تحرك «المزيج الأفضل»: أصبح الأمثل عند مستوى ضوء قريب تقريباً من السابق لكن عند حرارة أعلى تبلغ نحو 27 °م وهواء أكثر جفافاً وتربة أكثر رطوبة قليلاً، وارتفعت ذروة GPP إلى نحو 1.11 ملليغرام CO₂ لكل متر مربع في كل ثانية. والأهم أن هذه الأمثل الواقعية لم تكن مجرد الأفضل النظري لكل عامل منفصل؛ بل عكست مقايضات وتفاعلات بين العوامل الأربعة جميعها.

ما يعنيه هذا لإدارة الغابات العاملة

للقارئ العادي، الرسالة الأساسية هي أن التخفيف لم يكتفِ بإتاحة مساحة فحسب؛ بل غيّر بالفعل «منطقة الراحة» البيئية التي تعمل ضمنها هذه المزرعة بكفاءة كخزان للكربون. بعد التخفيف، تمكنت الغابة من الازدهار في ظل ظروف أكثر إشراقاً ودفئاً وجفافاً، وتحويل تلك الطاقة الإضافية إلى امتصاص كربون أكبر بدلاً من أن تتحول إلى إجهاد. وبما أن تغير المناخ يدفع العديد من المناطق نحو طقس أكثر حرارة وتقلباً، يصبح فهم وضبط هذه المنطقة المثلى عن طريق الإدارة أمراً ذا قيمة متزايدة. تشير الدراسة إلى أن التخفيف المخطط جيداً في المزارع شبه الاستوائية المكتظة يمكن أن يحافظ على إنتاج الأخشاب ويساعد الغابات على البقاء فعّالة ومرنة كمصارف للكربون في عالم دافئ.

الاستشهاد: Li, S., Xu, M., Yang, F. et al. Thinning altered the optimum photosynthetic environment in a subtropical coniferous plantation. Sci Rep 16, 4867 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35052-0

الكلمات المفتاحية: تخفيف الغابات, امتصاص الكربون, مزرعة شبه استوائية, التركيب الضوئي, التكيف مع المناخ