تأثيرات تغير المناخ على النظم البيئية الأرضية.. درجة الحرارة ورطوبة التربة أكثر العوامل تأثيرا في الغطاء النباتي

في دراسة نُشرت في Nature Geoscience ، أظهر علماء البيئة النباتية في جامعة بايرويت كيف يؤثر تغير المناخ العالمي على النظم البيئية الأرضية للأرض.

يمكن تفسير التغييرات في نشاط الغطاء النباتي في معظم الحالات بالتغيرات في درجة الحرارة ورطوبة التربة، بينما نادرًا ما لعبت التغيرات في الإشعاع الشمسي ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي دورًا مهيمنًا.

في بعض النظم البيئية التي تمت دراستها، أعقب سنوات من النشاط النباتي المتزايد تناقص، تثير هذه الانعكاسات في الاتجاه التساؤل حول ما إذا كانت النظم الإيكولوجية الأرضية ستستمر في تقديم مساهمات كبيرة في عزل الكربون في الغلاف الجوي.

قام فريق البحث ، بقيادة البروفيسور الدكتور ستيفن هيجينز ، رئيس علم البيئة النباتية في جامعة بايرويت ، بربط بيانات الاستشعار عن بعد العالمية من الأربعين عامًا الماضية بنموذج ديناميكي جديد لنمو النبات. يسمح هذا النموذج بتحديد العوامل المناخية المتضمنة في تغير المناخ العالمي التي تؤدي إلى تغير الغطاء النباتي.

وتشمل هذه العوامل درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة التربة ورطوبة التربة والإشعاع الشمسي ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، تسمح هذه الطريقة،لأول مرة، بإسناد التغييرات المقاسة في نشاط الغطاء النباتي إلى عوامل مناخية فردية.

تغير المناخ والتغيرات في الغطاء النباتي

كما يقول هيجينز،”القدرة على إقامة علاقات سببية بين عناصر تغير المناخ والتغيرات في الغطاء النباتي ، وبالتالي تحديد تأثير بارامترات المناخ الفردية مثل درجة الحرارة وهطول الأمطار ، هو تقدم مهم لبحوث النظام الإيكولوجي، فهو يقدم دليلاً على أن تغير المناخ بفعل الإنسان قد بدأ بالفعل تغيير النظم البيئية للأرض، بناءً على المعرفة المكتسبة بهذه الطريقة ، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل سبب تغير النظم البيئية للأرض. ومن الواضح أن هذه المعرفة ذات قيمة لتوجيه السياسة البيئية والمناخية”.

يضيف الدكتور تيمو كونرادي، المؤلف المشارك وباحث مشارك في قسم البيئة النباتية “في السابق، كان بإمكاننا اكتشاف التغيرات في نشاط الغطاء النباتي، ولكن كان من الصعب في كثير من الأحيان معرفة ما إذا كان تغير المناخ حقًا هو الذي تسبب في هذه التغييرات، وحتى أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) يحتوي على عدد قليل من دراسات الحالة بشكل كبير، حيث يمكن أن تُعزى التغييرات الملحوظة في النظم البيئية بشكل مقنع إلى التغيرات المناخية.

100 موقع دراسة موزعة في جميع القارات

تستند الدراسة الجديدة إلى عقود من عمليات الرصد عبر الأقمار الصناعية التي أجريت في 100 موقع دراسة موزعة في جميع القارات.

في هذه العينة من مواقع الدراسة، يتم تمثيل كل من النظم البيئية الرئيسية للأرض بخمسة أمثلة على الأقل: الغابات الاستوائية دائمة الخضرة، والغابات الشمالية، والغابات المعتدلة، والسافانا، والأراضي العشبية، والأراضي العشبية، والتندرا، والنظم الإيكولوجية للبحر الأبيض المتوسط.

تم تقييم تغيرات الغطاء النباتي في هذه المواقع، كما لوحظ بواسطة الأقمار الصناعية، لتحديد مدى إمكانية تفسير التغييرات في الغطاء النباتي بالتغيرات في درجة حرارة الهواء، ودرجة حرارة التربة، ورطوبة التربة، والإشعاع الشمسي ، ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي . مجتمعة.

تشير هذه التحليلات إلى بعض الاتجاهات العالمية: استجابت النظم البيئية في المواقع الجافة والدافئة، وخاصة السافانا وبعض الأراضي العشبية ، في المقام الأول للتغيرات في رطوبة التربة.

في المقابل ، كانت النظم البيئية في المواقع الأكثر برودة ، مثل الغابات الشمالية والغابات المعتدلة والتندرا ، حساسة بشكل خاص للتغيرات في درجات الحرارة. والمثير للدهشة أن التغيرات في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والإشعاع الشمسي نادرًا ما كان لها تأثير مهيمن على تغيرات الغطاء النباتي.

الاستشعار عن بعد على المدى الطويل

بقول المؤلف المشارك إدوارد موهوكو ماجستير ،”تُظهر النتائج التي توصلنا إليها كيف يمكن لسجل الاستشعار عن بعد على المدى الطويل أن يدعم أبحاث النظم الإيكولوجية ويعززها بشكل كبير، ولا سيما في هذا المجال، سيظل التعاون الدولي الوثيق ضروريًا لتحديد تأثير العوامل المناخية على نطاق عالمي وفهم كيف ولماذا بشكل فعال ي إن النظم البيئية تتغير في مناطق مختلفة من العالم. من ناميبيا.

وهو يسعى حاليًا للحصول على درجة الدكتوراه. في قسم علم البيئة النباتية ومتخصص في نظم المعلومات الجغرافية وتقنيات الاستشعار عن بعد والإحصاء الجغرافي.

تحمير” النظام الإيكولوجي

وجد باحثو بايرويت، أدلة مهمة على انعكاسات الاتجاه في مناطق مناخية مختلفة من الأرض، في العديد من المواقع، يبدو أن ارتفاع درجات حرارة الهواء والتربة أدى في البداية إلى تعزيز نشاط الغطاء النباتي لعقود، مما أدى إلى “تخضير” كان مرئيًا من الفضاء، يمكن أن تؤدي الزيادات المستمرة في درجات الحرارة في مرحلة ما إلى جفاف التربة، مما يؤدي إلى انخفاض نشاط الغطاء النباتي، لذلك تشير الأجزاء الأحدث من سجل الأقمار الصناعية إلى “تحمير” النظام الإيكولوجي في بعض المواقع.

كشفت الأبحاث الميدانية في الغابات الاستوائية التي تقيس التغيرات في حجم الأشجار عن انعكاسات مماثلة في الاتجاه.

يشرح هيجينز ،”إذا تم تأكيد هذا الاتجاه المعاكس من خلال مزيد من الدراسات، فسيكون ذلك مثيرًا للقلق حقًا، لأنه في الماضي، امتصت النظم البيئية الأرضية، من خلال” التخضير “لعقود من الزمن، أجزاء كبيرة من انبعاثات الكربون البشرية المنشأ، وحتى الآن، قدمت خدمة احتجاز الكربون هذه أن الغطاء النباتي قد أنقذنا من تغير مناخي أكثر دراماتيكية.

تابعنا على تطبيق نبض