الكائنات الحية الدقيقة مفتاح تخزين الكربون في التربة.. كمصارف كربونية مهمة في المعركة ضد تغير المناخ

وفقًا لدراسة نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature ، تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورًا رئيسيًا في تخزين الكربون في التربة.

كشفت الدراسة، التي أجراها فريق دولي من العلماء بما في ذلك باحثون من معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية في جينا، أن كفاءة استخدام الكربون الميكروبي هي على الأقل أربعة أضعاف تأثير العوامل البيولوجية أو البيئية الأخرى عندما يتعلق الأمر بتخزين وتوزيع كربون التربة العالمي.

نتائج الدراسة لها آثار على تحسين صحة التربة والتخفيف من تغير المناخ، حيث تعمل التربة كمصارف كربونية مهمة في المعركة ضد تغير المناخ ، حيث تخزن المزيد من الكربون أكثر من أي نظام بيئي أرضي آخر وثلاث مرات أكثر من الغلاف الجوي.

فإن العمليات التي ينطوي عليها تخزين الكربون في التربة لم تكن مفهومة جيدًا، في حين تم الاعتراف بالكائنات الحية الدقيقة كمساهمين مهمين في تراكم وفقدان الكربون العضوي في التربة (SOC) ، إلا أن المساهمات المحددة للعمليات البيولوجية والبيئية المختلفة ظلت غير معروفة إلى حد كبير.

استخدمت الدراسة، التي تحمل عنوان “كفاءة استخدام الكربون الميكروبي تعزز التخزين العالمي لكربون التربة”، والتي نُشرت في 24 مايو في مجلة Nature، نهجًا جديدًا لقياس العمليات التي تحدد ديناميكيات الكربون في التربة.

استكشف فريق البحث الدولي بشكل شامل العلاقة بين كفاءة استخدام الكربون والحفاظ على SOC وعوامل مختلفة مثل المناخ والغطاء النباتي وخصائص التربة.

أول تكامل ناجح لمجموعات البيانات على نطاق عالمي

تمثل الدراسة أول تكامل ناجح لمجموعات البيانات على نطاق عالمي، ونموذج واضح للعملية الميكروبية، واستيعاب البيانات، والتعلم العميق، والتحليل التلوي لفحص هذه العلاقة.

كفاءة استخدام الكربون الميكروبي (CUE) تقيس نسبة الكربون التي تستخدمها الميكروبات للنمو مقابل التمثيل الغذائي.

عند استخدام الكربون للنمو الميكروبي، يتم دمجه في الخلايا الميكروبية، مما يدعم تخزينه في التربة.

على العكس من ذلك، عند استخدام الكربون لعملية التمثيل الغذائي، يتم إطلاقه في الهواء كثاني أكسيد الكربون، ويعمل كغازات دفيئة. تؤكد الدراسة أن نمو الميكروبات أكثر أهمية من التمثيل الغذائي في تحديد كمية الكربون المخزنة في التربة.

يقول فينج تاو، المؤلف الأول للدراسة والدكتوراه التي زارت مؤخرًا. طالب في معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية، بتوجيه من قسم البروفيسور ماركوس ريتششتاين، “لقد وجدنا أن كفاءة استخدام الكربون الميكروبي هي العامل الأكثر أهمية في تخزين الكربون في التربة”.

يوضح ماركوس ريتششتاين ، المؤلف المشارك للدراسة والمدير في معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية، بينما تمت دراسة ديناميات كربون التربة منذ سنوات عديدة، ركزت الأبحاث السابقة بشكل أساسي على العمليات الفردية، مثل مدخلات الكربون من فضلات الأوراق والجذور أو إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الهواء أثناء تحلل المواد العضوية.

تسلط هذه الأفكار الجديدة الضوء على الحاجة إلى مزيد من الدراسات حول طرق تعزيز عزل الكربون في التربة بواسطة الميكروبات، وتأثير الأنواع المختلفة من الميكروبات والركائز على تخزين الكربون في التربة، وعلى ممارسات إدارة المزرعة.

يمكن أن يساعد فهم العمليات الميكروبية الكامنة وراء كفاءة استخدام الكربون، واعتمادها على العوامل البيئية في التنبؤ بتعليقات SOC استجابةً لتغير المناخ.