دراسة جديدة تحسم نقاشا طويل الأمد.. هل يؤدي التآكل الزراعي إلى خلق بالوعة أو مصدرا للكربون؟

على مدار العقد الماضي، أطلق الباحثون ناقوس الخطر بشأن تآكل التربة باعتباره أكبر تهديد للأمن الغذائي العالمي، مع تحرك حكومات العالم لتنفيذ ممارسات الحفاظ على التربة، بدأ نقاش جديد: هل يؤدي تآكل التربة الزراعية إلى تكوين صافٍ أو مصدر للكربون العضوي (OC)؟

السؤال مهم، حيث تمتص أحواض الكربون كمية من الكربون أكثر مما تطلقه، بينما تطلق مصادر الكربون كمية من الكربون أكثر مما تمتصه.

وفي كلتا الحالتين ، فإن الإجابة لها آثار على الاستخدام العالمي للأراضي وممارسات الحفاظ على التربة وارتباطها بتغير المناخ.

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Biogeosciences ، أظهر باحثان أن التناقض الظاهري لتآكل الكربون العضوي في التربة ، أي ما إذا كان التآكل الزراعي ينتج عن حوض أو مصدر OC ، يمكن التوفيق بينها عندما نفكر في السياق الجغرافي والتاريخي.

كانت الدراسة نتيجة تعاون بين UCLouvain ، بلجيكا وETH Zurich.

شلال الكربون العضوي

افترضت الدراسات المبكرة أن جزءًا كبيرًا من الكربون العضوي للتربة الذي يتم تعبئته على الأراضي الزراعية يُفقد في الغلاف الجوي.

وخلصوا إلى أن التآكل الزراعي يمثل مصدرًا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما أدى إلى فكرة وضع مربح للجميع: ممارسات الحفاظ على التربة التي تقلل من التعرية تؤدي إلى تربة أكثر صحة ومخزونًا كبيرًا للكربون.

فقد طعنت الدراسات الحديثة في هذا الافتراض واقترحت مسارًا مختلفًا للكربون العضوي المتآكل، يقترحون مفهوم “مضخة OC الجيومورفية” التي تنقل الكربون العضوي من الغلاف الجوي إلى تربة المرتفعات التي تتعافى من التآكل إلى مواقع الدفن حيث يتم حماية الكربون العضوي من التحلل في سياقات منخفضة التمعدن، على طول هذا الحزام الناقل الجيومورفيكي ، يتم إزاحة الكربون العضوي الذي تم تثبيته في الأصل بواسطة النباتات بشكل أفقي على طول سطح الأرض حيث يمكن تخزينه في البيئات الرسوبية.

تجادل هذه الدراسات بأن الجمع بين استعادة الكربون العضوي والترسيب على الأرض يمكن أن يلتقط كميات هائلة من الكربون في الغلاف الجوي، وبالتالي قد يمثل التآكل في الواقع حوضًا للكربون العضوي.

يوضح Kristof Van Oost من Earth & Life Institute ، UCLouvain: “نوضح كيف يمكن أن توجد هاتان النظرتان المتنافستان في نفس الوقت ، ولذا تقدم هذه الدراسة فهمًا للاختلافات في المنظور”.

رؤية الصورة كاملة لأول مرة

يقول يوهان سيكس من قسم علوم النظم البيئية والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا و ETH في زيورخ إن هذه النتائج الأخيرة هي أول حساب لكيفية تفاعل جميع العمليات الديناميكية الكربونية المختلفة الناتجة عن التآكل وموازنة بعضها البعض في تحديد صافي تدفق الكربون من البيئات الأرضية في الغلاف الجوي.

أجرى سيكس و Van Oost مراجعة شاملة للأدبيات شملت 74 دراسة، يشرح ستة سبب الافتراضات المتضاربة من الدراسات السابقة، “لقد لاحظنا أن المفارقة المتصورة كانت مرتبطة في الغالب بعدم النظر في التسلسل الكامل لتدفقات الكربون المرتبطة بالتآكل، وقد أدى ذلك بنا إلى الاعتقاد بأنه سيكون من الجيد شرح تعقيد سلسلة الكربون الكاملة.”

في قلب هذه المفارقة – أدركوا – هو حقيقة أن العمليات التي يسببها التعرية المائية تعمل عبر نطاقات زمنية ومكانية ، والتي تحدد العلاقة بين تآكل المياه وفقدان الكربون العضوي مقابل عمليات التثبيت، قاموا معًا بوضع تصور لتأثيرات عمليات التعرية المائية (الفرعية) المساهمة عبر الزمان والمكان باستخدام وظائف التحلل.

جداول زمنية توفق بين المفارقة

وجد الباحثان أن تآكل التربة يستحث مصدرًا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي فقط عند النظر في المقاييس الزمنية والمكانية الصغيرة ، بينما تظهر كل من المصارف والمصادر عند استخدام مناهج متعددة المقاييس.

في نطاقات زمنية قصيرة جدًا (ثوانٍ إلى أيام) ، تحول أحداث التعرية جزءًا من الكربون العضوي في التربة من حالة محمية إلى حالة متاحة حيث يتحول إلى أشكال غازية بسرعة أكبر، على النقيض من ذلك، فإن الدراسات التي تنظر في التعرية على أنها حوض للكربون في الغلاف الجوي تعتبر عادةً فترات زمنية أطول يعمل فيها حزام ناقل OC الجيومورفي.

يؤكد الباحثون على الحاجة إلى التحكم في التآكل من أجل الفوائد العديدة التي يجلبها للنظام البيئي، لكنهم يوصون بمقاربات شاملة لتمثيل تأثيرات التآكل بدقة على دورة الكربون العالمية.

وبالنظر إلى المستقبل ، يستنتج فان أوست ، “إن رؤيتنا حول تأثيرات تآكل التربة على تخزين الكربون مستمدة بشكل أساسي من الدراسات التي أجريت في المناطق المعتدلة، نحن الآن بحاجة إلى بحث جديد حول تأثيرات التعرية في الأراضي الهامشية وكذلك المناطق الاستوائية.”