הפקת חומר אורגני ראשונית מנצחת על מקורות אי־הוודאות המניעים פחמן אורגני קרקעי עולמי תחת שינוי שימושי קרקע

מדוע הקרקע מתחת לרגלינו חשובה

הקרקעות שומרות בשקט יותר פחמן מכל הצמחים והאטמוספירה יחד, מה שהופך אותן למנוף רב עוצמה במאבק בשינויי האקלים. כשנכרתים יערות, מרחיבים חוות או שותלים עצים חדשים, אנו משנים כמה פחמן נכנס ויוצא מהקרקע. עם זאת, מדענים עדיין לא מסכימים האם שינויים בשימושי הקרקע הופכים את הקרקעות למקור נטו של פחמן או למאגר. המחקר הזה חופר לתוך החידה הזאת, ומראה שכמות הגידול השנתית של הצומח היא מקור המחלוקת הגדול ביותר במודלים גלובליים של שינוי פחמן קרקעי.

שינוי פני הקרקע

במאה האחרונה אנשים הפכו כשליש משטח פני כדור הארץ באמצעות כריתה, חקלאות, מרעה, עירוב ונטיעות. המהלכים הללו, הידועים כשינוי שימושי קרקע וכיסוי קרקע, משנים את האיזון בין פחמן שנכנס לקרקעות מצמיחה לבין פחמן שיוצא מהן דרך פירוק. כאשר יערות מומרות לשדות—for example—עונות גדילה קצרות יותר, קציר שמוציא ביומסה ועיבוד הקרקע שמפריע לאדמה לעתים קרובות מקטינים את פחמן הקרקע. לעומת זאת, נטיעות עצים נרחבות באזורים כמו סין הגבירו את הצמיחה הצמחית ובמקרים רבים גם את פחמן הקרקע. מכיוון שההשפעות הללו מורכבות ומתפלגות באופן לא אחיד ברחבי העולם, חוקרים מסתמכים על מודלים ממוחשבים גדולים להערכת התוצאה הנקייה.

כיצד מדענים מנסים לעקוב אחרי הפחמן הקבור

המחברים ניתחו תוצאות מ‑35 מודלים מתקדמים שמדמים כיצד אדמה, צמחייה ואקלים מתקשרים לאורך זמן. המודלים הללו מאורגנים לשלוש קבוצות השוואה בין־לאומיות, שכל אחת מהן משתמשת בנתוני אקלים, היסטוריות שימושי קרקע וייצוגים שונים של צמחיה וקרקעות. עבור כל מודל, הצוות השוותה סימולציות זוגיות: אחת עם שינויי שימוש קרקע היסטוריים ואחרת שבה השימוש בקרקע נשאר קבוע. ההפרש בין השתיים מראה כמה פחמן אורגני קרקתי השתנה באופן ספציפי בעקבות החלטות אנושיות בשימושי קרקע מאז 1901.

פסיקה מפוצלת לגבי עליות וירידות פחמן קרקע גלובליות

המודלים לא הסכימו האם שינויי שימוש הקרקע הגדילו או הקטינו את פחמן הקרקע הגלובלי. קבוצה אחת של מודלים הצביעה על כך שבסה"כ הקרקעות רכשו פחמן, בעיקר באזורים הצפוניים. שתי הקבוצות האחרות הצביעו על הפסד נקי של פחמן קרקע, במיוחד באזורי הטרופיים ורבים מאזורי הממוזג כמו מרכז ארצות הברית, אירופה, סין, וחלקים מדרום אמריקה ואפריקה. אזורית, הטרופיים בלטו כמוקדי איבוד פחמן קרקע ברוב המודלים, מה שמשקף כריתת יערות אינטנסיבית, תנאים חמים ולחים שמאיצים פירוק וקרקעות שמספקות פחות הגנה מינרלית לחומר האורגני. למרות שהסיכומים הגלובליים סותרים, היה הסכמה רחבה שרבים מהאזורים החקלאיים הכבדים או המוכרתיים איבדו פחמן קרקע במהלך המאה האחרונה.

גידול הצמחים כקלף הגדול ביותר

כדי להבין מדוע המודלים לא הסכימו, החוקרים השתמשו במסגרת דיאגנוסטית שמפרקת שינוי פחמן קרקעי לארבעה רכיבים: שינויים בגידול הצמחים (הפחמן הנכנס לקרקעות), שינויים במשך הזמן שהפחמן נשאר בקרקע, האינטראקציה בין השניים, וכמה הקרקעות רחוקות מאיזון יציב בין קלט ואובדן. בכל קבוצות המודלים, זמני שהות קצרים יותר של פחמן בקרקע דחפו בעקביות את הקרקעות לעבר אובדן פחמן לאחר שינוי שימושי קרקע. במילים אחרות, כאשר המרות קרקע או ניהול האדמה האיצו את הפירוק, קרקעות נטו להפוך למקור פחמן. חוסר הוודאות האמיתי נבע מגידול הצמחים. בחלק מקבוצות המודלים, שינויי שימוש בקרקע הפחיתו את התפוקה הצמחית וגרמו להפסדים גדולים של פחמן קרקע; בקבוצה אחרת, גידול הצמחים דווקא גדל מספיק בהרבה אזורים כדי לפצות על ההאצה בסיבוב הפחמן בקרקע, מה שהוביל לרווחים נקיים. זה מראה שייצוג צמיחה וצמיחת תגובת הצומח לשימוש בקרקע ולאקלים הוא מקור המחלוקת הדומיננטי.

מה משמעות הדבר עבור פתרונות אקלים

מנקודת מבט של קורא שאינו מומחה, המסר של המחקר הוא שהשפעת שינוי שימושי קרקע על האקלים תלויה באופן קריטי בשני מנגנונים: כמה צמחים גדלים וכמה מהר פחמן הקרקע מתפרק. כל המודלים מסכימים שהאצת פירוק הקרקע באמצעות שיטות כמו חריש אינטנסיבי, קטיפות חוזרות או כריתת יערות בניהול לקוי שוחקת את פחמן הקרקע. אבל הם שונים עד כמה שתיעלנות נטיעות יער מחדש, ניהול משופר או עלייה בריכוזי CO2 עשויים להגביר את גידול הצמחים מספיק כדי לבנות מחדש את המאגרים האלה. המחברים טוענים שמדידות ארוכות טווח טובות יותר של פריון צמחי והיפרדות פחמן בקרקע, בשילוב עם נתונים חדשים וכלי למידת מכונה, חיוניות לצמצום אי־הוודאויות הללו. קבלת המספרים הללו נכונה תשפר את הערכות מאזן הפחמן הגלובלי ותעזור בעיצוב אסטרטגיות שימושי קרקע וחקלאות שמשמרות יותר פחמן בבטחה בקרקע במקום לשחררו לאוויר.

ציטוט: 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

מילות מפתח: פחמן קרקע, שינוי שימושי קרקע, פריון צמחי, מעגל הפחמן, הפחתת אקלים