تراكيب الزراعة الحرجية الحضرية تؤثر على تعدد وظائف النظام البيئي وتفاعلات الخدمات

لماذا تهم المزارع والغابات في المدن معاً

مع نمو المدن، نميل إلى التفكير بأن الأراضي الزراعية والغابات تتنافس على المساحة. ومع ذلك تحتوي العديد من المناطق الحضرية فعلياً على فسيفساء من الاثنين: حقول محاصيل محفوفة بأحزمة واقية، وغابات صغيرة، و حدائق. تستكشف هذه الدراسة كيف تؤثر خلطات مختلفة من الحقول والأشجار حول تشانغتشون، وهي مدينة رئيسية لإنتاج الحبوب في شمال شرق الصين، على الفوائد المتعددة التي يعتمد عليها الناس—الطعام، والمياه النظيفة، والتربة السليمة، وتخزين الكربون—وأي توليفة من استخدامات الأراضي توازن بين هذه الاحتياجات بشكل أفضل.

خلط الحقول والأشجار حول مدينة تتوسع

ركز الباحثون على تشانغتشون، الواقعة في واحدة من أعظم مناطق الزراعة ذات التربة السوداء في العالم وحزام ذرة مهم. باستخدام عقدين من صور الأقمار الصناعية والبيانات البيئية (من 2000 إلى 2020)، قاموا بتقسيم استخدامات الأراضي إلى مربعات بطول كيلومتر واحد وصنفوا كل مربع بحسب كمية الأراضي الزراعية والغابات التي يحتويها. امتدت هذه الفئات من أراضٍ زراعية تقريباً بالكامل، مروراً بعدة أنواع زراعية-حرجية مختلطة ذات نسب مختلفة من الأشجار والمحاصيل، وصولاً إلى مناطق غابية تقريباً بالكامل. سمح لهم هذا النهج القائم على شبكة برصد كيف تغيرت المنظر الطبيعي مع توسع المناطق الحضرية وتشجيع برامج الاستصلاح الوطنية على زراعة الأشجار في الأراضي الزراعية الهامشية.

قياس أكثر من مجرد المحاصيل

لفهم أداء هذه الخلطات المختلفة من الأراضي، قدّر الفريق أربع وظائف رئيسية في كل خلية من خلايا الشبكة: إنتاج الحبوب، وحفظ المياه، واحتجاز التربة، وخزن الكربون. استنتجت غلات الحبوب من قياسات نمو الذرة عبر الأقمار الصناعية المعايرة بعينات ميدانية. عكس مقياس حفظ المياه مقدار هطول الأمطار الذي تم احتجازه ومنع جريانه عن الأرض. قدر احتجاز التربة مقدار التعرية التي منعت بوجود الغطاء النباتي والتضاريس. أعطى خزن الكربون مقدار الكربون الذي تثبته النباتات سنوياً. وُضعت كل وظيفة على مقياس موحد من 0 إلى 1 ثم جُمعت معاً، مانحةً مؤشرًا بسيطًا لـ"تعدد الوظائف" يعكس مدى قدرة قطعة الأرض على تقديم الفوائد الأربع معاً.

العثور على النقطة المثلى للفوائد المتعددة

تُظهر النتائج أن الأراضي المخصصة تقريباً بالكامل للمحاصيل قدّمت محاصيل قوية لكن تنظيمًا بيئياً ضعيفًا، مما منحها أدنى مستوى من تعدد الوظائف بشكل عام. ومن المدهش أن المناطق التي تهيمن عليها الغابات لم تسجل أعلى الدرجات أيضاً. ففي حين حسّنت الأشجار بشكل كبير حفظ المياه واحتجاز التربة وتخزين الكربون، فقد أزاحت الأراضي الزراعية وخفضت إنتاج الحبوب. جاء أفضل أداء إجمالي من مناطق الزراعة الحرجية المختلطة حيث كانت الأراضي الزراعية ما تزال مسيطرة لكن الغابات غطت نحو خُمس إلى ثُلثي الخُمس من المساحة (أي ما يقرب من 20–40%). في هذه المشاهد الطبيعية، عملت الأحزمة الحاجزة وقطع الغابات على تقليل التعرية بفعل الرياح والمياه، وتحسين التربة، وزيادة تخزين الكربون، دون أن تخفض إنتاج الحبوب بشكل حاد بعد.

كيف تساعد الخدمات بعضها—أو تعيقها

فحصت الدراسة أيضاً كيف تتحرك الفوائد الأربع معاً. في المناطق الغنية بالمحاصيل، كان إنتاج الحبوب يميل إلى أن يرتفع بالتوازي مع حفظ المياه، ومن المحتمل أن ذلك لأن المحاصيل الأصح وغطاء التربة الأفضل يحسنان كل من المحصول واستخدام المياه. في المناطق الأكثر خليطًا والغنية بالغابات، كانت الشراكة الأقوى بين حفظ المياه واحتجاز التربة، وكلاهما يعززانه الغطاء النباتي الكثيف وجذور الأشجار التي تبطئ جريان المياه وتثبّت التربة. ومع ذلك، مع زيادة الغطاء الغابي أكثر، تحول العلاقة بين إنتاج الحبوب واحتجاز التربة من تآزر طفيف إلى مقايضة واضحة: حيثما كانت التربة في أفضل حالاتها تحت الغابات الكثيفة، لم يتبقَّ ببساطة الكثير من الأرض لزراعة الحبوب.

توجيه مدن ومزارع أكثر خضرة

بالنسبة لمناطق المدن التي تحاول توفير الغذاء مع التعامل مع التعرية والفيضانات وتغير المناخ، تقدم هذه الدراسة إرشادات عملية. وتشير إلى أن لا الحقول وحدها ولا الغابات وحدها توفران أفضل مزيج من الفوائد. وبدلاً من ذلك، يمكن أن يؤدي نسيج محكم من أحزمة وبقع من الأشجار داخل مشهد زراعي يغلب عليه الطابع الزراعي—بما يهدف إلى حصة معتدلة من الغابة—إلى رفع الأداء العام بما يقارب من عشر إلى خمس مقارنة بالأراضي الزراعية الخالصة. في المناطق التي تهيمن عليها الغابات، يمكن أن يستعيد إدخال محاصيل محبة للظل أو منتجات معتمدة على الغابات بعض إنتاج الغذاء دون التضحية بالمكاسب البيئية. بعبارة بسيطة، تستنتج الدراسة أن فسيفساء متوازنة جيدًا من المزارع والغابات حول المدن هي المفتاح لحماية التربة والمياه، وتخزين الكربون، والحفاظ على إمدادات الحبوب في الوقت ذاته.

الاستشهاد: Zhai, C., Geng, R., Liu, G. et al. Urban agroforestry compositions influence ecosystem multifunctionality and service interactions. Sci Rep 16, 9897 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37986-x

الكلمات المفتاحية: الزراعة الحرجية الحضرية, خدمات النظام البيئي, تخطيط المناظر الطبيعية, المناطق متعددة الوظائف, حفظ التربة والمياه