Clear Sky Science
הסברים מבוססי ראיות, עם מעט ז'רגון

Clear Sky Science · he

שינויים ייחודיים לרכיב בנשימת הקרקע וישימותה לטמפרטורה לאחר המרה של יערות טבעיים

· חזרה לאינדקס

מדוע השינויים מתחת ליער חשובים

כאשר יער נכרת או נטוע מחדש, השינויים הבולטים ביותר הם העצים החסרים. פחות גלוי הוא השינוי באדמה האפלה שמתחתם, שבה שורשים ומיקרובים נושמים ללא הרף פחמן דו־חמצני. פעילות נסתרת זו, שנקראת נשימת קרקע, היא חלק מרכזי במחזור הפחמן של הפלנטה. הבנת האופן שבו היא מגיבה כשהיערות הטבעיים משתנים לחוות, מרעיות או מטעים מסייעת להעריך כיצד בחירות בשימושי קרקע משפיעות על האקלים לאורך עשורים.

Figure 1. כיצד המרת יערות טבעיים לחוות או מרעיות משנה את הדרך שבה הקרקע משחררת פחמן לאטמוספירה על פני עשורים.
Figure 1. כיצד המרת יערות טבעיים לחוות או מרעיות משנה את הדרך שבה הקרקע משחררת פחמן לאטמוספירה על פני עשורים.

נשימת קרקע ומה מקור הפחמן

הקרקע משחררת פחמן דו־חמצני בשתי דרכים עיקריות. שורשי הצמחים משתמשים באנרגיה ובחמצן ובתהליך זה משחררים פחמן, בעוד שמיקרובים רבים מפרקים עלים מתים וחומר אורגני, גם הם מייצרים פחמן דו־חמצני. המחקר אסף תוצאות מ־452 מדידות מזווגות ב־164 אתרים בשדה ברחבי העולם, בהשוואה תמידית בין יערות טבעיים לקרקע מומרטת קרובה באקלים דומה. זה אפשר למחברים להפריד את חלק השורשים מנשימת המיקרובים ולראות איך כל אחד מהם מגיב כאשר יערות טבעיים מוחלפים.

מה קורה כשהיערות הופכים לשדות או למרעה

בכל האתרים יחד, נשימת הקרקע הכוללת הייתה נמוכה בכ־7 אחוזים לאחר המרת יער טבעי. רוב הירידה הזו נבעה מפעילות השורשים, שנפלה ביותר מרבע, מה שמשקף את אובדן השורשים החיים כשהעצים מוסרים. נשימת המיקרובים, לעומת זאת, לא הראתה שינוי גלובלי עקבי, אף על פי שהיא ירדה בחוזקה בחלק מהאדמות החקלאיות. סוג השימוש החדש בקרקע היה חשוב מאוד. המרת יערות לחקלאות או למרעה צמצמה את נשימת הקרקע בצורה החזקה ביותר, בעוד שמעברים ליערות משניים או למטעים נטו להשאיר את נשימת הקרקע הכוללת קרובה יותר לזו של יערות שלמים.

Figure 2. מבט שלב־אחר־שלב על איך שחרור הפחמן מהקרקע יורד ואז מתאושש בעודו נעשה רגיש יותר להתחממות בעקבות המרת יערות.
Figure 2. מבט שלב־אחר־שלב על איך שחרור הפחמן מהקרקע יורד ואז מתאושש בעודו נעשה רגיש יותר להתחממות בעקבות המרת יערות.

כיצד החמימות משנה את נשימת הקרקע לאורך זמן

נשימת הקרקע מואצת ככל שהטמפרטורות עולות, ומדענים מתארים זאת לעתים בעזרת מספר שמראה בכמה נשימה עולה לכל עלייה של 10 מעלות צלזיוס. המחקר מצא שבאופן כללי, ישימות זו לטמפרטורה לא השתנתה רבות כאשר איחדו את כל סוגי ההמרות. אך המרות לחקלאות ולמרעה בלטו בבירור, והראו ישימות לטמפרטורה גבוהה יותר, במיוחד בפעילות המיקרוביאלית. במערכות אלה, הקלטים של פחמן מן הצמחים מופחתים והחומר האורגני שנותר קשה יותר לפירוק, ולכן המיקרובים מגיבים בחוזקה רבה יותר להתחממות. במקביל, כריתת יערות בדרך כלל מחממת את הקרקע, מה שמפצה חלקית על אובדן הפחמן שנגרם מצמצום פעילות השורשים.

זעזועים קצרים והחלמה ארוכת טווח

השינויים לאחר המרת יער לא היו קבועים. מיד אחרי ההמרה נשימת הקרקע ירדה בכ־10 אחוזים, בעוד שישימותה לטמפרטורה עלתה, כלומר נשימת הקרקע הפכה רגישה יותר להתחממות. שינויים אלה נמשכו כ־30 שנה. לאחר מכן נשימת הקרקע התאוששה לאט והייתה סטטיסטית דומה לזו של היערות הסמוכים לאחר כ־50 שנה, בעוד שישימות לטמפרטורה חזרה לרמות קודמות לאחר כ־40 שנה. ההתאוששות נבעה בעיקר מהחזרת השורשים עם התבססות הצמחייה מחדש, בעוד שנשימת המיקרובים נראתה מושפעת בכיוונים מנוגדים בגלל אובדן פחמן קרקע והתחממות הקרקע.

תכונות הקרקע שמעצבנות את התגובה

המחברים השתמשו במודלים סטטיסטיים כדי לבדוק אילו גורמים סביבתיים הסבירו בצורה הטובה ביותר את התגובות השונות שראה. אובדן פחמן אורגני בקרקע ועלייה בטמפרטורת הקרקע היו הנהגים החזקים ביותר של השינויים בנשימת הקרקע הכוללת. ישימות הטמפרטורה, עם זאת, תלתה יותר בתכונות ההתחלתיות של הקרקע. קרקעות עם פחות חימר ועם pH גבוה יותר הראו עליות גדולות יותר בישימות הטמפרטורה, כנראה משום שהחומר האורגני בהן מוגן פחות פיזית ומהסהקות המיקרוביאליות בהן נשלטות יותר על־ידי חיידקים, הנוטים להגיב יותר להתחממות.

מה משמעות הדבר למחשבה על האקלים

המחקר מראה שהמרת יערות טבעיים לשימושים אחרים בקרקע יוצרת השפעות מורכבות אך צפויות על אופן שבו קרקעות מאחסנות ומשחררות פחמן. בעשורים הראשונים אחרי ההמרה, הקרקעות בדרך כלל נושמות פחות בסך הכל אך נעשות רגישות יותר לטמפרטורה, במיוחד בשדות ומרעיות. עם הזמן, נשימת הקרקע וישימותה להתחממות חוזרות ונוטות לרמות דומות ליער, בעיקר ככל שהצמחייה שב ומתבססת. מכיוון שהתבניות הללו תלויות בסוג השימוש בקרקע ובתנאי הקרקע המקומיים, המחברים טוענים שמודלי האקלים צריכים להתייחס לנשימת הקרקע ולתגובתה לטמפרטורה כמשתנים וגזורים מרכיבים ספציפיים במקום כמספרים קבועים. כך יתקבל תמונה ברורה יותר של איך בחירות שימוש בקרקע היום מעצבות את הפחמן והאקלים בעתיד.

ציטוט: Fan, R., Li, X., Fang, C. et al. Component-specific shifts in soil respiration and its temperature sensitivity following natural forest conversion. Commun Earth Environ 7, 459 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03449-4

מילות מפתח: נשימת קרקע, המרת יערות, שינוי שימושי קרקע, פחמן קרקע, ישימות לטמפרטורה