انخفاضات متضافرة في الجسيمات الدقيقة وثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري تكشفها تحليلات الكربون المشع في حلقات الأشجار

لماذا تستطيع أشجار المدن أن تروي قصة عن الهواء الأنظف

يتساءل سكان المدن في كثير من الأحيان عمّا إذا كانت سياسات جودة الهواء والمناخ تعمل حقًا على المدى الطويل. تقدم هذه الدراسة طريقة غير معتادة للإجابة على ذلك السؤال بقراءة الذكريات المخزنة داخل حلقات الأشجار من بكين وشيآن. من خلال دمج هؤلاء الشهود الصامتين مع سجلات التلوث الحديثة، يُظهر الباحثون كيف أثّرت جهود تنظيف الهواء أيضًا على انبعاثات الكربون من الوقود الأحفوري.

كيف تصبح الأشجار سجلات طبيعية لتاريخ الهواء

تمتص الأشجار الكربون من الهواء أثناء نموها، وتضيف كل عام حلقة جديدة من الخشب. تحبس تلك الحلقة البصمة الكيميائية للجو في ذلك الوقت، بما في ذلك شكل نادر من الكربون يُسمى الكربون المشع. فقدت الوقود الأحفورية كل الكربون المشع لديها على مدى ملايين السنين، بينما لا تزال المواد النباتية الحديثة تحتوي عليه. بقياس الكربون المشع في حلقات الأشجار السنوية في المدن، يمكن للعلماء أن يحددوا مقدار ثاني أكسيد الكربون المحلي الناتج عن حرق الفحم والنفط والغاز في كل سنة على مدار عقدين.

تزايد الدخان ثم نقطة التحول

استخدم الفريق حلقات الأشجار لإعادة بناء ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري سنويًا في بكين وشيآن خلال الفترة 2000–2021 وقارنوا هذه السجلات مع تلوث الجسيمات الدقيقة، والكربون الأسود، وأول أكسيد الكربون. في كلتا المدينتين، ارتفع ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري والجسيمات الدقيقة معًا خلال أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، مما يعكس نموًا صناعيًا سريعًا وازدهار حركة المرور. في بكين، بلغ ثاني أكسيد الكربون من المصادر الأحفورية ذروته حوالي عام 2010 ثم استقر، بينما جاءت الذروة في شيآن لاحقًا وتراجعت أبطأ. أما الجسيمات الدقيقة فقد انخفضت بشكل حاد في كلتا المدينتين بعد بدء خطط العمل الوطنية لتنقية الهواء في 2013، مع تسجيل بكين تخفيضات كبيرة بشكل خاص.

القيود على التلوث تعيد تشكيل الصلة بين الدخان والكربون

لفهم هذه التحولات، قسّم الباحثون السنوات إلى ثلاث فترات تتوافق مع تغيّرات سياسية رئيسية. خلال الفترة الأولى من النمو السريع، ارتفع ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري والجسيمات الدقيقة معًا، ما أظهر أن نفس المصادر كانت وراء كلا الملوثين. في الفترة الثانية، أدت قواعد أكثر صرامة لتلوث الهواء في بكين إلى خفض الجسيمات الدقيقة بينما ظل ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري مستقرًا إلى حد كبير، مشيرة إلى أن المرشحات، وتبديل أنواع الوقود، وإجراءات أخرى كانت تلتقط المزيد من السخام دون خفض إجمالي استهلاك الوقود بعد. في الفترة الثالثة، بدأ التلوثان في الانخفاض معًا مرة أخرى، لا سيما في بكين، مما يوحي أن الصناعة والمركبات وخيارات الطاقة الأنظف بدأت تقلل كلًا من الدخان والكربون.

نسب بسيطة تكشف احتراقًا أنظف

نظرت الدراسة أيضًا في مقدار تلوث الجسيمات الدقيقة والكربون الأسود وأول أكسيد الكربون الذي يُطلق عن كل وحدة من ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري، معتبرة هذه النسب مؤشرات على مدى اتساخ أو نظافة عملية الاحتراق. على مدار سجل 22 سنة، انخفضت هذه النسب الثلاث في كلتا المدينتين. هذا يعني أن كل وحدة من الوقود الأحفوري المحروقة أنتجت سخامًا ومنتجات احتراق ناقص أقل مما كانت عليه من قبل، وهو ما يعكس تكنولوجيا أفضل ومعايير أشد وتحولًا تدريجيًا نحو وقود مثل الغاز الطبيعي والكهرباء. ومع ذلك، انخفض ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري نفسه بوتيرة أبطأ، لا سيما في شيآن، مما يظهر أن الطلب الكلي على الوقود والاستخدام المستمر للفحم لا يزالان يحافظان على ارتفاع انبعاثات المناخ.

ماذا يعني هذا لهواء أنظف ومناخ أكثر أمانًا

بالنسبة لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن سياسات جودة الهواء في بكين وشيآن قد أدت بوضوح إلى هواء أنظف، وتوفر الأشجار دليلًا مستقلاً يدعم هذا التقدم. وفي الوقت نفسه، يذكّرنا التراجع الأبطأ في ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري بأن خفض الدخان أسهل من خفض مصادر الوقود التي تنتجه. يوفر الكربون المشع في حلقات الأشجار طريقة قوية لتتبع أداء المدن على الجبهتين معًا، مما يساعد صانعي القرار على رؤية أين تعمل إجراءات مكافحة تلوث الهواء وأين لا تزال هناك حاجة إلى تغييرات أعمق في استخدام الطاقة لحماية المناخ.

الاستشهاد: Qu, Y., Niu, Z., Zhou, W. et al. Synergistic reductions in fine particles and fossil fuel carbon dioxide revealed by tree-ring radiocarbon analysis. Commun Earth Environ 7, 437 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03439-6

الكلمات المفتاحية: الكربون المشع في حلقات الأشجار, تلوث الهواء الحضري, ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري, سياسة الصين لتنقية الهواء, اتجاهات PM2.5