لقد سمعنا تنبؤات حول كيفية تأثير انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على التغيرات في درجات الحرارة ومعدلات هطول الأمطار التي يمر بها الأشخاص. ولكن كيف تؤثر هذه التغييرات على غابات العالم لها آثار واسعة على المستقبل أيضًا.

هل يمكن أن تتسبب الشتاء في ارتفاع درجة الحرارة ، وبالتالي مواسم نمو أطول ، في نمو الأشجار بشكل أسرع؟ إذا كان الأمر كذلك ، فربما يؤدي النمو الأسرع للشجرة إلى إبطاء وتيرة تغير المناخ ، لأن الأشجار تمتص الكربون من الهواء أثناء نموها.

أو ربما يعني الصيف الأكثر حرارة ظروفًا أشبه بالجفاف ، مما يعيق قدرة الأشجار على النمو وبالتالي يتسبب في تدهور أراضينا الحرجية.

في باقة ورقة الزوارلقد شرعنا أنا وزملائي في وضع خريطة لكيفية تأثير تغير المناخ على نمو الأشجار في جميع أنحاء قارة أمريكا الشمالية. للقيام بذلك ، قمنا بالبحث في السجلات التاريخية لنمو الأشجار خلال فترة 1900-1950 التي جمعها العديد من علماء البيئة المتخصصين على مدار العقود الماضية وأودعناها في البنك الدولي بيانات شجرة الدائري.

ما وجدناه هو أن الحياة اليومية للأشجار عبر الكثير من أمريكا الشمالية ستصبح أكثر تحديًا ، على الرغم من الفائدة المحتملة التي يمكن أن تتركها تركيزات ثاني أكسيد الكربون للأشجار. وهذا يتناقض مع آمال بعض العلماء في أن تغير المناخ سوف يفيد بشدة غابات خطوط العرض الشمالية.

كيف تستجيب الأشجار للمناخ

تتمثل العقبة الأولى في التنبؤ بنمو الأشجار في المستقبل في فهم كيفية استجابة الأشجار في النظم البيئية المختلفة للتقلبات المناخية.

قد تخمن أنه في الغابات الشمالية الباردة ، قد تساعد حرارة قليلة الأشجار على النمو ، في حين أن الحرارة في الصحراء الجنوبية الغربية هي على الأرجح آخر ما تريده الأشجار. هذه الملاحظة حفزت العلماء السابقين لصياغة "تخضير الشمالية" فرضية - أن الاحترار العالمي سوف يتسبب في نمو الغابات الشمالية الشمالية بشكل أسرع ويساعد على التخفيف من تغير المناخ.

استخدمنا بيانات حلقة الأشجار التاريخية لرسم العلاقة بين المناخ الإقليمي ونمو الأشجار. ومع مطابقة كل حلقة من حلقات النمو مع أنماط الطقس في السنة المناظرة ، يمكننا أن نتعرف على كيفية استجابة الأشجار للتقلبات المناخية. على سبيل المثال ، رأينا أن درجات الحرارة في شهر يونيو أعلى من المتوسط ​​أدت إلى نمو أسرع للأشجار في أماكن ذات مناخات مشابهة لفيربانكس ، ألاسكا ، ولكن تباطؤ النمو في المناخات الشبيهة بالفينيكس.

مع تغير المناخ ، قد نتوقع أن تتغير استجابة الأشجار أيضًا. على سبيل المثال ، في فيربانكس ، تتنبأ نماذجنا في الواقع بأن درجات الحرارة في شهر يونيو في المتوسط ​​ستكون سيئة لنمو الأشجار هناك ، والذي هو عكس العلاقة التاريخية. لماذا ا؟ تدفأ فيربانكس كثيرا لدرجة أنها تتحول إلى منطقة مناخية جديدة يكون فيها الاحترار الإضافي الآن ضارا. بدأ باحثون آخرون بالفعل في رؤية مثل هذا التحول يحدث على الأرض في ألاسكا.

بمجرد أن نميز كيف تستجيب الأشجار للتغيرات في المناخ عبر القارة ، يمكننا استخدام التوقعات من الأمم المتحدة الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) للتنبؤ بالتغيير المقابل في نمو الأشجار عبر القارة. بالنسبة لكل بكسل على خريطتنا لأمريكا الشمالية ، توقعنا كيف ستتغير الغابات على أساس مجموعتي المعلومات - العلاقة بين النمو والمناخ التي أنشأناها من خلال تحليل حلقة الأشجار والتغيرات المتوقعة في المناخ في القارة.

التسميد الكربوني

هناك تجعد آخر لهذا اللغز الذي فحصناه. إن المناخ المتغير مدفوع إلى حد كبير بتكثيف ثاني أكسيد الكربون الإضافي ، وتستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي. تماما كما نتنفس الأكسجين للعيش ، تتنفس النباتات في ثاني أكسيد الكربون للعيش. وبالتالي ، فإن زيادة كميات ثاني أكسيد الكربون قد يؤدي إلى تسريع نمو الأشجار. هذا هو المعروف باسم "التسميد الكربون"لأنه يشبه أننا نقوم بإضافة الأسمدة إلى النباتات عبر الهواء لمساعدتها على النمو.

العلماء هم ينقسم بشدة حول ما إذا كان التخصيب الكربوني من هذا النوع سيؤدي في الواقع إلى زيادة في النمو ، وإذا كان الأمر كذلك ، فكم بالحري. في ورقتنا ، لم نحاول تسوية هذه المناقشة. بدلا من ذلك ، قمنا فقط بإدراج إمكانيات متعددة متعددة لقوة التسميد الكربوني.

لمحاكاة إخصاب الكربون ، استخدمنا خدعة صغيرة أنيقة اقترحها الأستاذ جراهام فاركوار الجامعة الوطنية الأسترالية. تعتمد الحيلة على حقيقة أن النباتات تتنفس في ثاني أكسيد الكربون ، تهرب المياه. فكر في المسام في أوراق الشجر مثل أفواه قليلة تفتح وتغلق على التنفس. وكلما احتاجت النباتات إلى فتح أفواهها للتنفس ، كلما هربت المياه. لذلك تحاول النباتات الحفاظ على أفواهها مغلقة بإحكام قدر الإمكان.

إذا كانت تركيزات ثاني أكسيد الكربون التي تطفو في الهواء مرتفعة جداً ، تحتاج النباتات إلى فتح أفواهها قليلاً فقط من أجل جرعة صغيرة من الهواء دون أن تفقد الكثير من الماء. وهكذا ، بينما نقوم بتخصيب النباتات بالكربون الموجود في الهواء ، فإن هذا يقلل بشكل مباشر من كمية المياه التي تستطيع النباتات الاحتفاظ بها - مع المزيد من CO2 ، فإن مسام الأوراق سوف تمتص الغاز بشكل أكثر كفاءة ، وفي هذه العملية تفقد كمية أقل من المياه.

وبدلاً من محاولة محاكاة المزيد من الكربون الحر الذي يطفو في الهواء ، يمكننا فقط التظاهر بأن النباتات تتلقى المزيد من مياه الأمطار. يجب أن يكون التأثير النهائي على النمو هو نفسه بشكل أساسي ، لأن امتصاص الكربون والاحتفاظ بالمياه مرتبطان بشكل مباشر.

في الصحارى حيث يكون الماء في حالة ممتازة والنباتات ذات دوافع عالية لإبقاء أفواههم مغلقة ، فإن القليل من إخصاب الكربون (أو القليل من المطر الإضافي) يجب أن يقطع شوطا طويلا نحو مساعدة النباتات على النمو. على النقيض من ذلك ، في الغابات المطيرة حيث يمكن للنباتات أن تبقي أفواهها مفتوحة على مصراعيها بتكلفة قليلة ، فإن إخصاب الكربون (أو المطر الزائد) قد لا يفعل الكثير لمساعدة النباتات.

في دراستنا ، قمنا بمحاكاة إخصاب الكربون عن طريق إضافة المزيد من الأمطار في المستقبل إلى نماذجنا. ولإرضاء هؤلاء العلماء الذين يعتقدون اعتقاداً قوياً بأن تخصيب الكربون سيتدفق ، قمنا بإضافة بعض الماء الإضافي في بعض عمليات المحاكاة بما يتناسب مع كمية الكربون الإضافي الذي من المتوقع إطلاقه في الغلاف الجوي. من أجل إرضاء العلماء الذين لا يؤمنون بأن تأثير التخصيب الكربوني سوف ينفد ، قمنا أيضًا بإجراء محاكاة بدون أي زيادة في المياه. وركضنا المحاكاة على جميع المستويات فيما بينهما.

توقعات نماذجنا

في نهاية المطاف ، فإن خرائطنا حول كيفية استجابة نمو الأشجار لتغير المناخ مثيرة للقلق.

عبر الكثير من الأجزاء الغربية والوسطى من القارة ، نرى انخفاضاً هائلاً في معدلات نمو الأشجار ، مع نمو الأشجار إلى 75 بنسبة أبطأ في النصف الثاني من هذا القرن. ومع ذلك ، في بعض المناطق القريبة من سواحل القارة ، مثل شمال غرب المحيط الهادئ وغرب كندا والولايات المتحدة الجنوبية الشرقية ، شهدنا بعض الزيادات المحلية في معدلات نمو الأشجار.

في المتوسط ​​، بدون تأثير التسميد الكربوني ، تعمل نماذجنا على تحديد معدلات النمو في جميع أنحاء القارة لتتراجع بنسبة 20 تقريبًا في ظل أسوأ سيناريو تغير المناخ الذي وضعه الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (هذا السيناريو يحتوي على درجة 6 مئوية من توقعات الاحترار في جميع أنحاء القارة) .

ووجدنا أن الأمر سيتطلب تأثيرًا كبيرًا جدًا لتخصيب الكربون (كبير بشكل غير واقعي ، وفقًا لرأي العديد من المؤلفين المشاركين في دراستنا) لتعويض هذا التباطؤ. وعبر معظم القارة ، توقعت نماذجنا تباطؤ معدلات النمو بغض النظر عن حجم تأثير التسميد الكربوني.

أيضا ، لم نشهد زيادة كبيرة في معدلات نمو الغابات في المناطق الشمالية الباردة في محاكاة لدينا. لذلك ، في المتوسط ​​، لم نشهد "تخضيرًا شمسيًا". إذا رأينا تباطؤًا في هذه الغابات. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى التحول في كيفية استجابة الأشجار للمناخ في أماكن مثل فيربانكس.

ماذا تعني

الآثار المترتبة على تحليلنا هو أن الغابات لا تبدو مستعدة لإنقاذنا من تغير المناخ.

تشير نماذجنا إلى أن معظم غاباتنا سوف تنمو ببطء أكبر في المستقبل. سيكون لهذا ، بالطبع ، تأثيرات مباشرة على جميع الطرق التي نعتمد عليها نحن والأنواع الأخرى على الأشجار. لكنها ستعود أيضاً إلى تغير المناخ نفسه. وبما أن ظاهرة الاحتباس الحراري تسببت في امتصاص الأشجار للكربون ، سيكون هناك المزيد من الكربون المتبقي في الجو لإحداث ارتفاع في درجة الحرارة ، وبالتالي خلق دورة متسارعة.

وعلاوة على ذلك ، فإن العديد من السنوات المتواصلة من النمو السيئ في الأشجار ستستنزف على الأرجح الموارد التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة ، مما يجعلها عرضة لحالات الجفاف الحاد أو تفشي الحشرات. قد يعني هذا أن ما نتوقعه كنمو أبطأ قد يترجم إلى موت شجري واسع الانتشار. بعبارة أخرى ، قد تكون صورة الغابة أكثر قتامة مما تقترحه نماذجنا.

في نماذجنا ، لا نأخذ في الاعتبار طريقة تغير الغابات بسبب التغيرات في ممارسات التسجيل أو إدارة الغابات. في العديد من المناطق ، تنمو الغابات بشكل أسرع لأننا توقفنا عن تسجيلها مؤخرًا. يجب اعتبار هذه العوامل كطبقة أخرى للإضافة إلى توقعاتنا.

هذه الدراسة ، مثلها مثل أي شيء من هذا النوع ، هي أفضل تخمين لدينا في تقريب المستقبل. أفكر في مثل هذه التوقعات ليس كتنبؤات قاسية وسريعة بما سيحدث ، ولكن كإمكانيات معقولة. هناك الكثير من الأشياء المجهولة المعنية ، بما في ذلك حقيقة أن المناخات المستقبلية من المحتمل أن تكون مختلفة تمامًا عن أي شيء رأيناه في الماضي.

وبالطبع ، فإن أكبر ما هو غير معروف هو مقدار الإرادة التي سيحققها مجتمعنا البشري في قضية الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

نبذة عن الكاتب

نوح تشارني ، باحث ما بعد الدكتوراه مشارك في علم البيئة وعلم الأحياء التطوري ، جامعة أريزونا

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at

شكرا لزيارتكم InnerSelf.com، حيث هناك +20,000 مقالات تغير الحياة تروج لـ "مواقف جديدة وإمكانيات جديدة". جميع المقالات مترجمة إلى 30+ لغات. اشتراك لمجلة InnerSelf، التي تُنشر أسبوعيًا، وDaily Inspiration لماري تي راسل. مجلة InnerSelf تم نشره منذ عام 1985.