الإنتاجية الأولية الصافية تنسق مصادر عدم اليقين التي تقود الكربون العضوي في التربة العالمي تحت تغير استخدام الأرض

لماذا يهمنا ما تحت أقدامنا

تحتفظ الترب بهدوء بكميات من الكربون تفوق مجموع ما تحويه النباتات والغلاف الجوي معًا، مما يجعلها رافعة قوية في مكافحة تغيّر المناخ. عندما نقوم بقطع الغابات أو توسيع المزارع أو غرس أشجار جديدة، نغيّر مقدار الكربون الذي يدخل التربة ويخرج منها. ومع ذلك لا يزال العلماء يختلفون فيما إذا كانت هذه التغيرات في استخدام الأرض تجعل الترب مصدرًا صافياً للكربون أم مصفداً له على مستوى الكوكب. يتعمق هذا البحث في تلك اللغز، موضحًا أن مقدار نمو النباتات كل عام هو أكبر مصدر للاختلاف في نماذج الكربون في التربة العالمية.

تغيير ملامح الأرض

خلال القرن الماضي، حول البشر نحو ثلث سطح الأرض تقريبًا من خلال إزالة الغابات والزراعة والرعي والتحضّر وزراعة الأشجار. هذه التحولات، المعروفة بتغير استخدام الأرض وتغير الغطاء الأرضي، تغيّر التوازن بين الكربون الذي يدخل التربة من نمو النباتات والكربون الذي يغادرها عبر التحلل. عندما تتحول الغابات إلى أراضٍ زراعية، على سبيل المثال، تقل عادةً مواسم النمو، وتؤدي المحاصيل التي تُحصد إلى إزالة الكتلة الحيوية، والحراثة التي تقلب التربة إلى تقليل كربون التربة. في المقابل، أدت حملات واسعة لزراعة الأشجار في مناطق مثل الصين إلى زيادة نمو النباتات وفي كثير من الحالات زيادة كربون التربة. ونظرًا لتعقيد هذه التأثيرات وتوزعها غير المتكافئ عبر العالم، يعتمد الباحثون على نماذج حاسوبية واسعة النطاق لتقدير النتيجة الصافية.

كيف يحاول العلماء تتبُّع الكربون المدفون

حلل المؤلفون نتائج 35 نموذجًا حاسوبيًا متقدّمًا تحاكي تفاعلات الأرض والنباتات والمناخ عبر الزمن. تُنظّم هذه النماذج في ثلاث مجموعات مقارنة دولية، كل واحدة تستخدم بيانات مناخية مختلفة، وتواريخ استخدام أرض مختلفة، وتمثيلات مختلفة للنباتات والترب. لكل نموذج، قارن الفريق محاكاة مزدوجة: إحداها تتضمن تغير استخدام الأرض التاريخي وأخرى تفترض ثبات استخدام الأرض. يكشف الفرق بينهما مقدار التغير في الكربون العضوي في التربة الناجم تحديدًا عن قرارات البشر المتعلقة بالأرض منذ سنة 1901.

حكم منقسم على مكاسب وخسائر التربة العالمية

لم تتفق النماذج على ما إذا كان تغير استخدام الأرض قد زاد أو خفّض كربون التربة العالمي. أشارت مجموعة من النماذج إلى أن الترب اكتسبت كربونًا بشكل عام، خاصة في المناطق الشمالية. وأشارت المجموعتان الأخريان إلى خسائر صافية في كربون التربة، لا سيما في المناطق الاستوائية والعديد من المناطق المعتدلة مثل وسط الولايات المتحدة وأوروبا والصين وأجزاء من أمريكا الجنوبية وأفريقيا. إقليمياً، برزت المناطق الاستوائية كبؤر لفقدان كربون التربة في معظم النماذج، مما يعكس إزالة الغابات الشديدة والظروف الدافئة والرطبة التي تسرع التحلل والترب التي توفر حماية معدنية أقل للمادة العضوية. ورغم التباين في الإجماليات العالمية، كان هناك اتفاق واسع على أن العديد من المناطق التي مارست زراعة مكثفة أو تعرضت لإزالة غابات واسعة فقدت كربون التربة على مدى القرن الماضي.

نمو النباتات كأكبر عامل غير محسوب

لفهم سبب الاختلاف بين النماذج، استخدم الباحثون إطارًا تشخيصيًا يقسم تغير كربون التربة إلى أربعة مكونات: تغيرات في نمو النباتات (الكربون الداخل إلى التربة)، تغيرات في مدة بقاء الكربون في التربة، التفاعل بين هذين العاملين، ومدى بعد التربة عن توازن ثابت بين الإدخال والخسارة. عبر جميع مجموعات النماذج، دفعت فترات بقاء أقصر لكربون التربة باستمرار الترب نحو فقدان الكربون بعد تغير استخدام الأرض. بعبارة أخرى، عندما سرّعت تحويلات الأرض أو الممارسات الإدارة من التحلل، مال الترب لأن تصبح مصدرًا للكربون. أما عدم اليقين الحقيقي فكان من نصيب نمو النباتات. في بعض مجموعات النماذج، قلّلت تغيرات استخدام الأرض إنتاجية النباتات ودفعت إلى خسائر كبيرة في كربون التربة؛ بينما في مجموعة أخرى، زاد نمو النباتات بما يكفي في كثير من المناطق لتعويض تسارع دوران الكربون في التربة، مما أدى إلى مكاسب صافية. يوضح ذلك أن طريقة تمثيل النماذج لنمو النباتات واستجابتها لاستخدام الأرض والمناخ هي المصدر السائد للخلاف.

ما الذي يعنيه هذا لحلول المناخ

من منظور غير متخصص، رسالة الدراسة هي أن تأثير تغير استخدام الأرض على المناخ يتوقف بشكل حاسم على رافعتين: مقدار نمو النباتات وسرعة تحلل كربون التربة. تتفق جميع النماذج على أن تسريع تحلل التربة من خلال ممارسات مثل الحراثة المكثفة أو الحصاد المتكرر أو إزالة الغابات المُدارة بشكل سيئ ينهك كربون التربة. لكنها تختلف حول مدى قدرة التشجير أو الإدارة المحسنة أو زيادة ثاني أكسيد الكربون على تعزيز نمو النباتات بما يكفي لإعادة بناء هذه المخزونات. يجادل المؤلفون بأن قياسات أطول أمد لإنتاجية النبات ودوران كربون التربة، مجتمعةً مع بيانات جديدة وأدوات تعلم آلي، ضرورية لتقليص هذه الشكوك. إن الحصول على هذه الأرقام بدقة سيحسن تقديرات ميزانيات الكربون العالمية ويساعد في تصميم استراتيجيات استخدام الأراضي والزراعة التي تحجز المزيد من الكربون بأمان في التربة بدلاً من تحريره إلى الهواء.

الاستشهاد: Gang, C., Wei, N., Feng, C. et al. Net primary productivity orchestrates uncertainty sources driving global soil organic carbon under land use change. Commun Earth Environ 7, 285 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03312-6

الكلمات المفتاحية: كربون التربة, تغير استخدام الأرض, إنتاجية النبات, دورة الكربون, التخفيف المناخي