الإضافة فوق المظلة مقابل تحت المظلة من النيتروجين تؤثر على ترشيح النترات والتمعدن لكن ليس على تدفقات غازات الاحتباس الحراري في موقف بلوط جلدي

لماذا تهم هذه القصة المتعلقة بالغابات

في أنحاء العالم، تضيف الأنشطة البشرية نيتروجينًا إضافيًا إلى الهواء، والذي يعود لاحقًا إلى الغابات على شكل مطر وغبار. النيتروجين عنصر غذائي أساسي للنبات، لذا قد يبدو زيادةه سمادًا مجانيًا يساعد الأشجار على النمو وتخزين الكربون. لكن الإفراط في النيتروجين يمكن أن يتسرب إلى الجداول على شكل نترات، ويخل بتوازن حياة التربة، ويساهم في غازات دافعة للاحتباس الحراري. تطرح هذه الدراسة سؤالًا يبدو بسيطًا لكنه ذي آثار كبيرة: هل يهم إن لامس هذا النيتروجين الإضافي في البداية مظلة الأشجار المورقة أم سقط مباشرة على أرض الغابة؟

طريقتان لتسميد الغابة

أُجريت الدراسة في غابة بلوط جلدي بشمال إيطاليا، حيث تنمو الأشجار على تربة رقيقة وحامضية قليلًا ويُعتقد أنها محدودة نوعًا ما من ناحية النيتروجين. أقام العلماء تسع قطع دائرية وعالجوها لمدة ست سنوات. في مجموعة من القطع لم يُضاف نيتروجين إضافي (الضابطة). في مجموعة أخرى، رُشّ محلول نيتروجين مباشرة على أرض الغابة، محاكاة للممارسة الشائعة للتسميد الأرضي. في الثالثة، رُشّ نفس مقدار النيتروجين فوق قمم الأشجار باستخدام نوافير عالية، بحيث يمر المحلول عبر المظلة—وبذلك يقترب السلوك من ترسبات الغلاف الجوي الحقيقية. تلقت كل القطع نفس الجرعة المتواضعة، نحو أربعة أضعاف متوسط ترسب النيتروجين المحلي لكنها لا تزال ضمن نطاقات واقعية للمناطق الملوَّثة.

مراقبة حركة النيتروجين في التربة

لمعرفة ما حدث لهذا النيتروجين المضاف، تابع الفريق عدة خطوات في دورة النيتروجين في التربة. دَفنوا نوى تربة صغيرة مزودة راتنجات خاصة تَحجز النيتروجين المتحرك إلى الأسفل، مما مكنهم من قياس كل من ترشيح النترات والأمونيوم من الطبقة العلوية. كما قاسوا مدى سرعة تحويل الميكروبات في التربة للنيتروجين العضوي إلى أشكال معدنية يمكن للنباتات استخدامها، وهي عملية تُسمى التمعدن. على مدى عدة سنوات ومواسم، أخذوا عينات متكررة من النوى، متتبعين كمية النيتروجين المتراكمة وكمية ما تحرك للأسفل مع الماء وسرعة تحوله بواسطة الحياة الميكروبية في التربة.

تربة مسرّبة مقابل مظلات عازلة

تبين أن طريقة تطبيق النيتروجين كانت ذات أثر كبير على ما حدث في التربة. عندما رُشّ النيتروجين مباشرة على أرض الغابة، ازداد بوضوح ترشيح النترات من الطبقة العلوية في سنوات التجربة المتأخرة، كما ارتفع ترشيح الأمونيوم. في الوقت نفسه، انخفض إجمالي معدل تمعدن النيتروجين بواسطة الميكروبات في التربة مقارنة بالضابطة غير المعالجة. بعبارة أخرى، كان المزيد من النيتروجين يُغسل إلى الأسفل وأقل يُعاد تدويره إلى شكل متاح للنباتات. بالمقابل، عندما رُشّ النيتروجين فوق المظلة، لم تختلف كل من ترشيح النترات أو التمعدن اختلافًا ذا دلالة إحصائية عن الضابطة. أظهرت أعمال سابقة في هذا الموقع أن أوراق المظلة يمكنها اعتراض وامتصاص حصة كبيرة من النيتروجين الداخل، ما يساعد على تفسير لماذا تصرفت الترب تحت إضافة فوق المظلة بطريقة تشبه الأرض غير المسمّدة.

غازات الاحتباس تبقى ثابتة بشكل مدهش

تتبّع الباحثون أيضًا كيف أثرت المعالجات على ثلاثة غازات دافعة للاحتباس الحراري تتحرك بين التربة والهواء: ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروس. باستخدام محاليل قياس الغاز وغرف مختومة، رصدوا هذه التدفقات على مدار سنوات متعددة. بالرغم من تقلبات موسمية ملحوظة تقودها الحرارة والرطوبة—إطلاق أعلى لثاني أكسيد الكربون في الظروف الدافئة والرطبة وامتصاص ثابت للميثان بسبب التهوية الجيدة لتربة الغابة—لم يتسبب النيتروجين الإضافي، سواء أُضيف فوق المظلة أو تحتها، في تغييرات متسقة لأي من الغازات. استجابت تنفس التربة أساسًا لمدى دفء ورطوبة التربة، بينما ظل امتصاص الميثان وانبعاثات أكسيد النيتروس منخفضة ومتغيرة بشدة عبر جميع القطع.

ماذا يعني ذلك للغابات والمناخ

تُظهر الدراسة أن مظلات الأشجار تعمل كعازل مهم بين النيتروجين الجوي والتربة أدناها. يؤدي الإضافة المباشرة للنيتروجين إلى أرض الغابة إلى المبالغة في مقدار النترات التي تتسرب من الطبقة العلوية وإلى تغيير أقوى في العمليات الميكروبية، بينما يترك إضافة نفس المقدار فوق المظلة دورة النيتروجين في التربة أقرب إلى الوضع الطبيعي—على الأقل خلال السنوات القليلة الأولى. في الوقت نفسه، لم تدفع هذه الأحمال المتواضعة من النيتروجين النظام بعد نحو انبعاثات غازات دافعة أعلى بوضوح. للمبتدئ، الرسالة هي أن كيفية ومكان دخول النيتروجين إلى الغابة يمكن أن يشكِّلا بقوة جودة المياه وصحة التربة، بينما قد تتبلور تأثيراته على غازات الاحترار المناخي ببطء أكبر. الدراسات الطويلة الأمد التي تحترم دور المظلة الورقية ضرورية لفهم ما إذا كانت الغابات ستستمر في امتصاص النيتروجين بلا ضرر أم ستصل في النهاية إلى حالة تشبع وتبدأ في تسريب المزيد من التلوث إلى المصارف وإلى الغلاف الجوي.

الاستشهاد: Da Ros, L., Anna, B., Pietro, P. et al. Above-canopy versus below-canopy nitrogen addition affects nitrate leaching and mineralization but not greenhouse gas fluxes in a sessile oak stand. Sci Rep 16, 11800 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36532-z

الكلمات المفتاحية: ترسب النيتروجين, سقف الغابة, ترشيح النترات, غازات الاحتباس الحراري, كربون التربة