غطاء النبات في القطب الشمالي أكثر حساسية لتراجع التمثيل الضوئي الناجم عن موجات الحر مقارنة بمناطق المناخ الأخرى في أوروبا (2009–2017)

لماذا تهم موجات الحر في أقصى الشمال الجميع

عندما يتخيل معظمنا موجات الحر، نتصور حقولاً متشققة في جنوب أوروبا وليس التندرا المتجمدة في القطب الشمالي. مع ذلك تُظهر هذه الدراسة أنه خلال عقد أوروبا الأخير من الصيفات الشديدة، كانت نباتات القطب الشمالي الأوروبية أكثر هشاشة من نظيراتها في المناطق الأكثر دفئًا. وبما أن غطاء النبات القطبي يخزن كمية هائلة من الكربون، فقد يؤدي تفاعله مع ارتفاع الحرارة إلى قلب التوازن بين امتصاص كوكبنا لثاني أكسيد الكربون بهدوء وإطلاقه فجأة بكميات أكبر إلى الهواء.

موجات الحر تلاقي منظراً طبيعياً مبنياً للبرد

يبدأ الباحثون بشرح أن نباتات القطب الشمالي متكيِّفة بدقة مع صيف قصير وبارد والتربة الجالسة فوق التربة الصقيعية الدائمة. خلال العقود الأخيرة، شهدت المنطقة احترارًا سريعًا، وأصبحت موجات الحر—فترات ممتدة من الأيام الحارة غير المعتادة—أكثر تكرارًا عبر أوروبا. في القطب الشمالي، تصل هذه الفترات الحارة إلى نباتات معتادة على الإجهاد البارد وليس الإجهاد الحراري. عندما ترتفع درجات الحرارة فجأة تتعرض أوراقها وأنسجتها للضرر، ولها وقت قليل سنويًا للتعافي. وفي الوقت نفسه، أصبحت التندرا القطبية، التي كانت في السابق تتألف في الغالب من الطحالب والأدغال المتناثرة، أكثر خضرة وكثافة، مخزنةً حصة كبيرة من الكربون البري العالمي. وهذا يجعل من الضروري فهم ما إذا كانت هذه المناظر الخضراء ستستمر في امتصاص الكربون أم ستبدأ في تسريبه مرة أخرى.

مقارنة الشمال والجنوب عبر القارة

لمعرفة مدى ضعف المناطق المختلفة، قارن الفريق 18 منطقة مناخية عبر أوروبا في الفترة من 2009 إلى 2017، مُجمَّعة في أربعة أنواع رئيسية: جافة ومعتدلة وباردة والقطبية. عوضًا عن الاعتماد على مواقع ميدانية قليلة، استخدموا الأقمار الصناعية لتتبع حالة النباتات والكربون في الهواء أعلاها. جُمعت «علامات الحياة» للغطاء النباتي مثل الخضرة ومعدل مساحة الورقة وكمية الضوء التي تمتصها النباتات وكمية المياه التي تتبخر مع قياسات الكربون ثنائي الأكسجين في الغلاف الجوي المستندة إلى الأقمار الصناعية. وباستخدام نهج إحصائي يأخذ في الحسبان الموقع والزمان، تمكنوا من الرؤية، خلية شبكية بخلة، مدى ارتباط تغيرات نشاط النبات بمستويات الكربون أثناء وبعد الصيفات الحارة.

متابعة التحولات الدقيقة على مدار الفصول

يزداد نمو النبات وينخفض طبيعياً مع الفصول، لا سيما في المناطق ذات خط العرض العالي. لتجنُّب الخلط بين التقلبات الربيعية والصيفية الطبيعية وأضرار موجات الحر، نمذج المؤلفون أولاً الإيقاع السنوي الاعتيادي لكل مؤشر نباتي بمنحنى ناعم يشبه الموجة. ثم نظروا إلى ما تبقى—الشذوذات التي استمرت بعد إزالة النمط الموسمي. تُظهر هذه «التأثيرات المتبقية» المدة التي يبقى فيها النبات مضغوطًا بعد مرور موجة حر. وبمقارنة هذه الأنماط عبر المناطق المناخية، تمكنوا من رؤية أين تركت الحرارة ندبة قصيرة الأمد فقط وأين بدا أنها تدفع النظم البيئية إلى تدهور أطول أمداً.

نباتات القطب الشمالي تظهر التدهور الأشد

كانت النتائج لافتة. في المناطق الجافة والمعتدلة والباردة، ضعفت علامات التمثيل الضوئي عمومًا تحت الحر، لكن الروابط الإحصائية بين مؤشرات النبات والكربون كانت معتدلة. في المنطقة القطبية، أظهرت نفس المؤشرات—وخاصة الخضرة وفقدان الماء من الأوراق والتربة—استجابات أقوى لموجات الحر بمقدار يتراوح بين مرتين وخمس عشرة مرة. في هذه المناطق الشمالية، ارتبطت الزيادات في ضوء الامتصاص وفقدان الماء أثناء الفترات الحارة ليس بنمو صحي بل بتراجع واضح في التمثيل الضوئي. خلال فترة التسع سنوات، استمر تأثير موجات الحر المتكررة على غطاء النبات القطبي في التزايد، مما يشير إلى أن الصيفات الحارة الماضية تجعل النباتات أكثر عرضة للصيفات التالية. يلمح هذا النمط إلى أن ذوبان الطبقة الصقيعية الدائمة وتجفيف التربة وإجهاد النبات قد تغذي بعضها البعض.

ما يعنيه هذا لميزانية الكربون على الكوكب

ببساطة، تستنتج الدراسة أن نباتات القطب الشمالي الأوروبية تُدفع بسهولة خارج نطاق راحتها بفعل موجات الحر أكثر من نباتات أجزاء أوروبا الأكثر دفئًا. ومع استنزاف موجات الحر لقدرتها على التمثيل الضوئي، ومع تشبع التربة أولاً نتيجة الذوبان ثم جفافها، تخاطر هذه المناظر الشمالية بالتحول من «إسفنجات» كربونية إلى «مصادر» كربون. سيضيف ذلك ثاني أكسيد الكربون إضافيًا إلى الغلاف الجوي إلى جانب انبعاثات البشر. وبما أن القطب الشمالي يخزن كميات كبيرة من الكربون، قد يقوض حتى تحول جزئي في هذا الاتجاه الجهود العالمية للوصول إلى صافي انبعاثات صفري. يجادل المؤلفون بأن استراتيجيات المناخ يجب أن تولي اهتمامًا وثيقًا لكيفية تقويض الحرارة القصوى المتكررة للدور الصامت للقطب الشمالي كواحد من أهم خزائن الكربون الطبيعية على الأرض.

الاستشهاد: Hwang, YS., Schlüter, S., Park, H. et al. The Arctic vegetation is more sensitive to heatwave-induced photosynthetic decline than other climate zones in Europe (2009–2017). Sci Rep 16, 12104 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41640-x

الكلمات المفتاحية: غطاء النبات في القطب الشمالي, موجات الحر, التمثيل الضوئي, دورة الكربون, تغير المناخ