تحدد الأراضي الرطبة وتيرة الجريان السنوي في السهول الكبرى الشمالية

لماذا تهم الأهوار البرية المياه والفيضانات

تنتشر في السهول العشبية المتدرجة في السهول الكبرى الشمالية ملايين البرك الصغيرة المعروفة بأهوار حفر البراري. للوهلة الأولى تبدو كنمشات زرقاء متناثرة على المشهد، لكن هذه الدراسة تُظهر أنها تتحكم بهدوء في كمية المياه التي تغادر الأرض على شكل تدفق نهري كل عام. فهم هذا الدور الخفي أمر بالغ الأهمية لإدارة الفيضانات والجفاف وجودة المياه في واحدة من أكثر مناطق الزراعة إنتاجية في أمريكا الشمالية.

انخفاضات صغيرة بوظيفة كبيرة

تمتد منطقة حفر البراري عبر أجزاء من كندا والولايات المتحدة وتحتوي على خمسة إلى ثمانية ملايين من الأهوار الضحلة المنحوتة بفعل الأنهار الجليدية. معظم هذه البرك ليست متصلة بشكل دائم بالأنهار. بدلاً من ذلك تمتلئ بمياه ذوبان الثلوج والمطر، وأحياناً فقط تفيض فوق حوافها وتتصل بالقنوات القطرية القريبة. في السنوات الرطبة، يمكن للانخفاضات المجاورة أن تندمج لتشكل مجمعات مائية كبيرة. دورات التعبئة والتفريغ هذه لا تشكل فقط توقيت وشكل ارتفاع أو انخفاض الأنهر، بل تحدد أيضاً ما إذا كانت الأهوار تحجز العناصر الغذائية والكربون أم تطلقها إلى مجرى النهر. حتى الآن، ومع ذلك، فإن معظم ما كنا نعرفه عن هذه الديناميكيات جاء من دراسات حالة منعزلة، مما ترك سؤال أهمية الأهوار لسلوك الأنهار من سنة إلى أخرى على مستوى المنطقة بأكملها دون إجابة كاملة.

تتبع المياه من الفضاء وعلى الأرض

للإجابة على هذا التساؤل، جمع الباحثون 38 عاماً من صور الأقمار الصناعية مع سجلات مناخية وقياسات نهريّة من 109 أحواض تصريف عبر منطقة حفر البراري. من بيانات الأقمار الصناعية حسبوا، لكل سنة، مقدار كل حوض كان مغطى بمياه ساكنة في الأهوار مرة واحدة على الأقل خلال «سنة المياه» (من أكتوبر إلى سبتمبر). يطلقون على هذا مصطلح أقصى مساحة أهليلجية مغمورة، وهو يعكس عدد الحفر التي احتوت ماءً لفترة كافية لتؤثر في الجريان. من سجلات الأنهار حسبوا كم من هطول السنة غادر الحوض على شكل جريان نهري، ومدى كفاءة الأمطار وذوبان الثلوج الشديدة في تحويلها إلى جريان مرتفع. كما جمعوا مجموعة من مؤشرات المناخ، بما في ذلك الجفاف، وكثافة الثلج، وتوقيت وشدة الأمطار وذوبان الثلوج.

الأهوار، لا الطقس، هي التي تحدد الوتيرة السنوية

باستخدام نهج إحصائي يفصل بين التأثيرات المتداخلة، قارن الفريق القوة التفسيرية للمناخ مقابل غمر الأهوار. في ما يقرب من سبعة من كل عشرة أحواض، كانت التغيرات في تغطية مياه الأهوار من سنة إلى أخرى مرتبطة بالجريان السنوي بقوة أكبر من أي مؤشر مناخ اختبره المؤلفون، بما في ذلك مدى جفاف السنة أو مدة بقاء الثلج. المناخ ما زال مهماً، لكنه يسهم بشكل رئيسي لأنه يتحكم في مقدار المياه التي تنتهي مخزنة في الأهوار. في العديد من الأحواض، على سبيل المثال، كانت السنوات التي طال فيها غطاء الثلج تنتج في العادة فيضانات أوسع للأهوار، مما أدى بدوره إلى جريان نهري أعلى. بمجرد احتساب تأثير غمر الأهوار، ضعفت الارتباطات الإحصائية المباشرة بين المناخ والجريان بشكل حاد.

عوائق خفية وتخفيف طبيعي

بعد ذلك استكشف المؤلفون كيف يستجيب الجريان مع امتلاء جزء أكبر فأكبر من أهوار الحوض بالمياه. في معظم الأحواض التي هيمنت فيها الأهوار، تبين أن العلاقة غير خطية بقوة. لسنوات عديدة، حتى مع امتلاء عدد أكبر من الحفر، وصل قدر قليل فقط من الماء إلى الأنهار: تصرف المشهد كإسفنجة تمتص وتخزن الرطوبة الواردة. لكن بمجرد أن غُمرت نسبة حرجة من مساحة الأهوار، تحولت أي زيادة إضافية في المياه فجأة إلى تدفقات نهريّة أكبر بكثير وحوادث جريان مرتفع أكثر تكراراً. كان هذا السلوك الشبيه بالعتبات أقوى في الأحواض الغنية بـ «الأهوار المعزولة جغرافياً» — الانخفاضات الواقعة بعيداً عن القنوات النهرية الرئيسية. حيث تنتشر هذه البرك المعزولة، توفر تخزيناً كبيراً يمكن أن يحجز الماء حتى تتجمع وتتحول إلى حالة تسيطر فيها الفيضانات والتدفق عبر الانسكاب.

ماذا يعني هذا للفيضانات والجفاف وجودة المياه

تعيد هذه النتائج صياغة صورة أهوار البراري باعتبارها منظمات نشطة لدورة المياه الإقليمية بدلاً من مجرد برك ساكنة. عن طريق تخزين المياه أثناء مراحل الملء وإطلاقها فقط عند عبور عتبات معينة، تقلل هذه الأهوار من التقلّبات بين السنوات الرطبة والجافة وتخفف من قدرة العواصف العنيفة على التسبب في فيضانات مدمرة. تنطبق ذات العتبات على المواد المغذية أيضاً: عندما تكون الأهوار في طور التخزين فإنها تميل إلى احتجاز الأسمدة والملوثات الأخرى؛ وعندما تفيض، يمكن أن تُغسل تلك المواد بسرعة إلى البحيرات والأنهار المجاورة. مع تغيير المناخ لأنماط تراكم الثلوج والعواصف ومع استمرار تصريف الأراضي الذي يزيل الأهوار الانخفاضية، يخاطر العديد من الأحواض بالتحول من سلوك مخزن ومخفف إلى أنظمة أكثر خطية يقودها المناخ مع فيضانات متقلبة أكثر ومرونة أقل أمام الجفاف.

لماذا حماية برك البراري تحمي الناس

لغير المتخصصين وصانعي القرار، الرسالة الأساسية واضحة: في السهول الكبرى الشمالية، تحدد مساحة الأرض المغطاة بالمياه في الأهوار سنوياً إلى حد كبير كمية المياه، وربما كمية العناصر الغذائية، التي تصل إلى الأنهار. المناخ يحدد المدخلات، لكن الأهوار المغمورة تضبط الوتيرة. لذا فإن الحفاظ على هذه الانخفاضات الصغيرة واستعادتها — وخاصة تلك غير المتصلة مباشرة بالأنهار — هو استراتيجية قوية مبنية على الطبيعة لتثبيت إمدادات المياه، وتقليل مخاطر الفيضانات، وتحسين جودة المياه أسفل المجرى في منطقة دافئة ومكثفة الزراعة.

الاستشهاد: Rahmani, J., Creed, I.F., Badiou, P. et al. Wetlands set the pace of annual runoff in the northern Great Plains. Commun Earth Environ 7, 368 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03318-0

الكلمات المفتاحية: أهوار حفر البراري, تنعيم الجريان السطحي, مخاطر الفيضانات, حفظ الأراضي الرطبة, هيدرولوجيا السهول الكبرى