ارتفاع درجات الحرارة قد يؤدي إلى انكماش أحواض الكربون في الأراضي الرطبة.. أول دراسة من نوعها

أظهرت دراسة عالمية كبرى استخدمت أكياس الشاي كأداة قياس أن ارتفاع درجات الحرارة قد يؤدي إلى تقليل كمية الكربون المخزنة في الأراضي الرطبة.

قام فريق دولي من العلماء بدفن 19 ألف كيس من الشاي الأخضر والرويبوس في 180 منطقة رطبة عبر 28 دولة لقياس قدرة الأراضي الرطبة على الاحتفاظ بالكربون في تربتها، وهو ما يعرف باسم احتجاز الكربون في الأراضي الرطبة.

ورغم أن أكياس الشاي قد تبدو أداة غير عادية لقياس هذه الظاهرة، إلا أنها طريقة بديلة مجربة لقياس انبعاث الكربون من التربة إلى الغلاف الجوي، ومع ذلك، فهذه هي المرة الأولى التي تستخدم فيها أكياس الشاي في دراسة واسعة النطاق وطويلة الأمد، وقد كشفت أوراق الشاي عن أنواع الأراضي الرطبة التي تتسرب منها أكبر كمية من الكربون.

قادت الدكتورة ستايسي تريفاثان تاكيت من جامعة RMIT الدراسة كجزء من زمالة DECRA التابعة لمجلس البحوث الأسترالي أثناء وجودها في جامعة Deakin. نُشرت دراسة بعنوان “تأثيرات المناخ على تحلل نفايات الشاي تحت الأرض تعتمد على أنواع النظام البيئي والمواد العضوية في الأراضي الرطبة العالمية” في مجلة Environmental Science and Technology .

شارك في الدراسة العالمية 110 مشاركًا في إعداد الورقة البحثية، إلى جانب العديد من الآخرين الذين ساعدوا، مثل طلاب البكالوريوس وعلماء المواطنين.

وشمل أعضاء الفريق الأساسي الدكتور مارتينو ماليربا والأستاذ بيتر ماكريدي من جامعة ديكين ومعهد رويال ملبورن للتكنولوجيا، والدكتور سيباستيان كيبفر روجاس من جامعة كوبنهاجن في الدنمارك والدكتور إيكا ديوكيتش من المعهد الفيدرالي السويسري لأبحاث الغابات والثلوج والمناظر الطبيعية (WSL).

وقال تريفاثان تاكيت، الذي يعمل الآن في كلية العلوم في معهد RMIT: “هذه هي أول دراسة طويلة الأمد من نوعها، تستخدم طريقة أكياس الشاي هذه، والتي ستساعد في توجيه كيفية تعظيم تخزين الكربون في الأراضي الرطبة والمساعدة في خفض الانبعاثات على مستوى العالم”.

“إن التغيرات في أحواض الكربون يمكن أن تؤثر بشكل كبير على ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي – فكلما قلت نسبة الكربون المتحلل، كلما زاد تخزين الكربون وقلت كمية الكربون في الغلاف الجوي.”

قراءة أوراق الشاي

توفر أكياس الشاي طريقة بسيطة وموحدة لتحديد كيفية تأثير المناخ ونوع الموطن ونوع التربة على معدلات تحلل الكربون في الأراضي الرطبة.

وفي كل موقع، دفن العلماء ما بين 40 و80 كيس شاي على عمق 15 سم تحت الأرض، وجمعوا هذه الأكياس على فترات زمنية مختلفة على مدى ثلاث سنوات، ووضعوا علامات على موقعها باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ثم قاموا بقياس كتلتها العضوية المتبقية لتقييم كمية الكربون المحفوظة في الأراضي الرطبة.

استخدم المشروع نوعين من أكياس الشاي (الشاي الأخضر وشاي الرويبوس) كمقياس لأنواع مختلفة من المواد العضوية الموجودة في التربة. يتكون الشاي الأخضر من مادة عضوية تتحلل بسهولة، في حين يتحلل شاي الرويبوس ببطء أكبر. مكّن استخدام كلا النوعين من أكياس الشاي في هذا المشروع الباحثين من الحصول على صورة أكثر شمولاً لقدرة الأراضي الرطبة على تخزين الكربون.

وقال تريفاثان تاكيت: “تظهر لنا هذه البيانات كيف يمكننا تعظيم تخزين الكربون في الأراضي الرطبة على مستوى العالم”.

النتائج

قام الفريق بدراسة تأثير درجة الحرارة بطريقتين: باستخدام بيانات محطة الطقس المحلية لكل موقع ومقارنة الاختلافات في المناطق المناخية.

وقال تريفاثان تاكيت: “بشكل عام، تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئًا إلى زيادة تحلل المواد العضوية، مما يعني انخفاض الاحتفاظ بالكربون في التربة”.

يتصرف نوعي الشاي بشكل مختلف مع ارتفاع درجة الحرارة.

“بالنسبة للشاي الرويبوس الذي يصعب تحلله، لم يكن الأمر مهمًا أين كان – حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة دائمًا إلى المزيد من التحلل، مما يشير إلى أن أنواع الكربون التي نتوقع عادةً أن تدوم لفترة أطول في التربة كانت عرضة لدرجات الحرارة المرتفعة”، كما قال تريفاثان تاكيت.

“مع ارتفاع درجات الحرارة، تحللت أكياس الشاي الأخضر بمعدلات مختلفة اعتمادًا على نوع الأراضي الرطبة – كانت أسرع في الأراضي الرطبة ذات المياه العذبة ولكنها أبطأ في الأراضي الرطبة التي تضم غابات المانغروف وأعشاب البحر.

“قد تساعد درجات الحرارة المتزايدة أيضًا في تعزيز إنتاج الكربون وتخزينه في النباتات، مما قد يساعد في تعويض خسائر الكربون في الأراضي الرطبة بسبب الطقس الأكثر دفئًا، ولكن هذا يتطلب المزيد من التحقيق في الدراسات المستقبلية.”

تحتوي الأراضي الرطبة ذات المياه العذبة والمستنقعات المدية على أعلى كتلة متبقية من الشاي، مما يشير إلى إمكانات أكبر لتخزين الكربون في هذه النظم البيئية.

تجميع أجزاء لغز احتجاز الكربون في الأراضي الرطبة

وتساعد نتائج الدراسة في تجميع أجزاء لغز احتجاز الكربون في الأراضي الرطبة على نطاق عالمي.

وفي إطار مبادرة TeaComposition الأرضية التي يقودها ديوكيتش، تم جمع معلومات عن تحلل القمامة في حوالي 500 موقع حول العالم، مما أدى إلى نشر العديد من المنشورات التي تمت مراجعتها من قبل الأقران.

وقال ديوكيتش: “إن تطبيق المقياس المشترك عبر النظم البيئية المائية والأراضي الرطبة والبحرية والبرية يسمح بإجراء مقارنة مفاهيمية وفهم للعوامل الرئيسية المتورطة في التحكم في معدل دوران الكربون في القمامة العالمية”.

“الآن وبعد أن بدأنا في الحصول على فهم أفضل للبيئات التي تخزن الكربون أكثر من غيرها، يمكننا استخدام هذه المعلومات لضمان حماية هذه المناطق من التغير البيئي أو تغير استخدام الأراضي .”

وسوف يقوم الباحثون بدمج البيانات من هذا المشروع مع البيانات من دراسات مماثلة للمصارف الكربونية الأرضية، بما في ذلك الغابات، لإعلام تصاميم النماذج العالمية التنبؤية.