العلماء يبحثون عن طرق مواجهة تهديد الأوزون للأمن الغذائي في أفريقيا

في طبقة الستراتوسفير، يحمي الأوزون الأرض من أشعة الشمس فوق البنفسجية، بالقرب من سطح الكوكب ، يمكن أن يضر بالنباتات والحيوانات، بما في ذلك البشر.

بينما ساعدت لوائح جودة الهواء في تقليل مستويات الأوزون في الولايات المتحدة وأوروبا ، من المتوقع أن يرتفع الاتجاه في الاتجاه المعاكس لأفريقيا وأجزاء من آسيا سريعة النمو.

يمكن أن يؤدي تغير المناخ أيضًا إلى تسريع الأمور.

في مناطق من إفريقيا ذات انبعاثات عالية من الوقود الأحفوري وحرق متكرر للغابات أو الأراضي العشبية ، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن ارتفاع درجات الحرارة يمكن أن يجعل المشكلة أسوأ، حيث يمكنها تسريع التفاعلات الكيميائية التي تخلق الأوزون.

بينما وجدت الأبحاث أن قمح أمريكا الشمالية بشكل عام أقل تأثراً بالأوزون من نظرائه الأوروبيين والآسيويين، كان هناك عدد أقل من الدراسات حول النسخ الأفريقية من نفس المحاصيل التي أصبحت أكثر ملاءمة لتلك البيئات على مدى عقود من الزراعة.

مرة كل أسبوعين في سوق نيروبي ، يجلب المزارعون من الريف عينات من محاصيلهم المتعثرة إلى “طبيب النبات” على أمل تحديد ما يؤثر على محاصيلهم.

وقالت لينا دوروتشر جرانجر عالمة الحشرات في CABI: “يمكن الخلط بين الكثير من أعراض (الأوزون) والعث أو التلف الفطري”،”قد يستمر المزارعون في استخدام الأسمدة أو المواد الكيميائية معتقدين أنها مرض ، لكنها تلوث بطبقة الأوزون.”

تعمل منظمتها مع UKCEH لمساعدة الأشخاص على تحديد علامات الإجهاد الناتج عن الأوزون، والتوصية بإصلاحات ، مثل تقليل الري في أيام ارتفاع الأوزون، يمكن أن يترك الري مسام الأوراق مفتوحة على مصراعيها، مما يتسبب في امتصاص النباتات لمزيد من الأوزون.

المحاصيل المرنة

في دفيئاتها الويلزية ، كانت هايز تعرض المحاصيل في قبة واحدة لأقل كمية – 30 جزءًا في المليار – على غرار بيئة شمال ويلز،في القبة ذات أعلى مستوى من الأوزون ، كانت النباتات تتلقى أكثر من ثلاثة أضعاف هذه الكمية ، مما يحاكي الظروف الملوثة في شمال إفريقيا.

وجدت هايز وزملاؤها أن بعض المواد الغذائية الأساسية الأفريقية تتأثر أكثر من غيرها.

في قبة مليئة بكمية متوسطة من الأوزون، تحولت نباتات القمح في شمال إفريقيا بسرعة من الأخضر إلى الأصفر في غضون بضعة أشهر فقط.

قال هايز: “تحصل على حبيبات رفيعة صغيرة لا تحتوي على كل الأجزاء الجيدة فيها ، والكثير من القشور من الخارج وليس الكثير من البروتين والقيمة الغذائية”.

يتناسب هذا مع البحث الذي نشره فريقها العام الماضي عن أصناف نباتية جنوب الصحراء، والذي وجد أن تلوث الأوزون يمكن أن يخفض غلة القمح في جنوب الصحراء بنسبة تصل إلى 13٪.

يمكن أن يكون أداء الفاصوليا الجافة أسوأ ، حيث تصل الخسائر المقدرة في الغلة إلى 21٪ في بعض المناطق، وفقًا للدراسة نفسها، التي نُشرت في مجلة Environmental Science and Pollution Research.

وقالت كاترينا: “الفاصوليا مصدر بروتين مفيد في إفريقيا ، ويزرع مزارعو الكفاف الكثير منه”

ومع ذلك ، بدا الدخن في جنوب الصحراء أكثر تحملاً للأوزون، ومع ذلك ، أنتجت إفريقيا حوالي نصف كمية الدخن التي أنتجت القمح في عام 2020.

قال شاربس: “إذا كانت التربة وظروف الزراعة مناسبة ، فقد يفكر مزارعو الكفاف في زراعة المزيد من الدخن”.

تتفقد عالمة النبات فيليسيتي هايز محاصيلها داخل واحدة من ثماني دفيئات صغيرة مقببة واقعة على تلال ويلز، البازلاء والبابايا المزروعة في الربيع هي أوراق خضراء وخضراء ، وسرعان ما تؤتي ثمارها.

في دفيئة مجاورة ، تبدو تلك النباتات نفسها مريضة ومتقزمة، البازلاء الحمامة صفراء مسنة بأوراق منقوشة. يصل طول أشجار البابايا إلى نصف طولها فقط.

الفرق الوحيد بين الغلافين الجويين – تلوث الأوزون.

يوضح هايز ، الذي يعمل في مركز المملكة المتحدة للبيئة والهيدرولوجيا(UKCEH) ، يضخ غاز الأوزون بتركيزات مختلفة في البيوت البلاستيكية حيث تنمو المحاصيل الأفريقية الأساسية، وهي تدرس كيف يمكن أن يؤثر تلوث الأوزون المتزايد على غلة المحاصيل – والأمن الغذائي لمزارعي الكفاف – في العالم النامي.

تشير الأبحاث إلى أن الأوزون ، وهو غاز يتشكل عندما تتفاعل أشعة الشمس والحرارة مع انبعاثات الوقود الأحفوري ، يمكن أن يتسبب في خسائر كبيرة للمزارعين عن طريق شيخوخة المحاصيل بسرعة قبل أن تصل إلى إمكانات الإنتاج الكاملة وتقليل التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تحول النباتات من خلالها ضوء الشمس إلى طعام.

يقلل إجهاد الأوزون أيضًا من دفاعات النباتات ضد الآفات.

قدرت دراسة أجريت عام 2018 في مجلة Global Change Biology خسائر القمح العالمية من تلوث الأوزون بلغ إجماليها 24.2 مليار دولار سنويًا من عام 2010 إلى عام 2012.

في ورقة بحثية نُشرت في يناير في مجلة Nature Food ، أحصى الباحثون حوالي 63 مليار دولار في خسائر القمح والأرز والذرة سنويًا خلال العقد الماضي في شرق آسيا. اقرأ أكثر

يشعر العلماء بالقلق بشكل خاص بشأن إفريقيا، التي ستشهد المزيد من حركة مرور السيارات وحرق النفايات، حيث من المتوقع أن يتضاعف عدد السكان بحلول منتصف القرن.

وهذا يعني المزيد من تلوث الأوزون، وهو تحدٍ رئيسي لصغار المزارعين الذين يشكلون 60٪ من السكان في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.

قال كبير العلماء مارتن مويو في المعهد الدولي لبحوث المحاصيل للمناطق المدارية شبه القاحلة في زيمبابوي: “هناك قلق خطير من أن تلوث الأوزون سيؤثر على المحاصيل على المدى الطويل”.

ودعا إلى “الحاجة الملحة لمزيد من الدراسات الريفية لتحديد تركيزات الأوزون” عبر القارة.

في وقت سابق من هذا العام، أنشأ علماء من مركز الزراعة والعلوم البيولوجية الدولي (CABI) غير الربحي ومقره المملكة المتحدة معدات مراقبة الأوزون حول حقول الكاكاو والذرة في غانا وزامبيا وكينيا.

لكن معظم البلدان الأفريقية ليس لديها أجهزة مراقبة موثوقة أو متسقة لتلوث الهواء، وفقًا لتقرير اليونيسف لعام 2019 ، من بين تلك التي تفعل، القليل من قياس الأوزون.