يضمن الحفاظ على تنوع الغابات إنتاجيتها ويحمل القدرة على تعزيز تراكم الكربون والنيتروجين في التربة، وهذا بدوره يساعد في الحفاظ على خصوبة التربة ومكافحة تغير المناخ العالمي.
هذه هي النتيجة الرئيسية من دراسة جديدة حللت البيانات من مئات قطع الأراضي في قائمة جرد الغابات الوطنية في كندا لاستقصاء العلاقة بين تنوع الأشجار والتغيرات في كربون التربة والنيتروجين في الغابات الطبيعية.
اقترحت العديد من تجارب التلاعب بالتنوع البيولوجي بشكل جماعي أن تنوع الأشجار الأعلى يمكن أن يؤدي إلى تراكم أكبر للكربون والنيتروجين في تربة الغابات، لكن الدراسة الجديدة، التي نُشرت على الإنترنت في 26 أبريل في مجلة Nature ، هي الأولى التي تُظهر نتيجة مماثلة في الغابات الطبيعية، وفقًا للمؤلفين.
العلاقات بين تنوع الأشجار وتراكم الكربون
استخدم الباحثون طريقة إحصائية تسمى نمذجة المعادلة الهيكلية لتقييم العلاقات بين تنوع الأشجار وتراكم الكربون والنيتروجين في التربة. ووجدوا أن زيادة تنوع الأشجار عزز تخزين الكربون في التربة بنسبة 30٪ إلى 32٪ وعزز تخزين النيتروجين بنسبة 42٪ إلى 50٪ على نطاق زمني عقدي.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة شينلي تشين، زميل ما بعد الدكتوراه في معهد بيولوجيا التغيير العالمي التابع لجامعة UM وباحث ما بعد الدكتوراه: “تُظهر دراستنا، لأول مرة الفوائد المستدامة لتنوع الأشجار في تخزين كربون التربة والنيتروجين في الغابات الطبيعية”.
وأضاف “تسلط نتائجنا الضوء على أن تعزيز تنوع الأشجار لا يزيد الإنتاجية فحسب ، بل يخفف أيضًا من تغير المناخ العالمي ويقلل من تدهور التربة، وحجم عائد التنوع كبير، إنه يعزز أهمية الحفاظ على التنوع البيولوجي في الغابات وسيوجه الجهود المتزايدة لاستخدام الغابات لعزل الكربون والنيتروجين “.
السمات الوظيفية للأشجار
قام الباحثون بحساب التغييرات في الكربون في التربة وتخزين النيتروجين بمرور الوقت من خلال مقارنة البيانات من اثنين من التعدادات الوطنية لعينة جرد الغابات، أحدهما من 2000-2006 والآخر من 2008-2017.
لقد حددوا تنوع الأشجار كمياً على أنه ثراء الأنواع، وتساوي الأنواع ، وعلى أساس السمات الوظيفية للأشجار، التنوع الوظيفي.
ثراء الأنواع هو عدد أنواع الأشجار في مخطط العينة، في حين أن تكافؤ الأنواع هو مقياس للوفرة النسبية لأنواع الأشجار. التنوع الوظيفي هو مجموعة متنوعة من السمات الوظيفية – مثل محتوى النيتروجين في الأوراق وارتفاع الأشجار البالغة – لأنواع الأشجار داخل المجتمع.
وجد فريق البحث أن زيادة تكافؤ الأنواع من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى لقيمتها عزز تخزين الكربون في طبقة التربة العضوية بنسبة 30٪ وتخزين النيتروجين بنسبة 42٪. زيادة التنوع الوظيفي للأشجار إلى أقصى قيمة لها معزز تخزين الكربون في طبقة التربة المعدنية بنسبة 32٪ وتخزين النيتروجين بنسبة 50٪.
قال المؤلف المشارك للدراسة بيتر رايش ، عالم بيئة الغابات ومدير معهد بيولوجيا التغيير العالمي ، “لقد وجدنا أن تنوع الأشجار الأكبر يرتبط بارتفاع تراكم الكربون والنيتروجين في التربة، مما يؤكد صحة الاستنتاجات من تجارب التلاعب بالتنوع البيولوجي”. من مدرسة UM للبيئة والاستدامة.
مزيج من أنواع مختلفة من الأشجار
وأوضح “يُترجم التنوع الأكبر في الأنواع إلى مزيج من أنواع مختلفة من الأشجار بطرق مختلفة للحصول على الكتلة الحيوية وتخزينها – سواء في جذوع الأشجار الحية والجذور والفروع والأوراق وفي بقايا النباتات الميتة والمتحللة حديثًا على التربة وفي داخلها.”
تستند قاعدة بيانات جرد الغابات الوطنية في كندا على شبكة من قطع الأراضي تغطي معظم مساحة البلاد. حللت الدراسة الجديدة عينات أفق التربة العضوية من 361 قطعة أرض وعينات أفق التربة المعدنية من 245 قطعة أرض.
هذه الأراضي هي موطن لأنواع مختلفة من التنوب والقيقب والبتولا والصنوبر والحور والأرز والشوكران ، من بين أنواع الأشجار الأخرى.
تلعب تربة الغابات دورًا مهمًا في عزل الكربون المستخرج من غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب أثناء عملية التمثيل الضوئي . تخزن هذه التربة ما لا يقل عن ثلاثة أضعاف كمية الكربون التي تخزنها النباتات الحية.
النيتروجين عنصر غذائي أساسي يدفع امتصاص الكربون ونمو النبات في النظم البيئية للغابات، يتناقص التنوع النباتي بسرعة على مستوى العالم، مما يؤدي إلى تدهور وظيفة النظام البيئي ، بما في ذلك وظيفة التربة.
المؤلفون الآخرون لدراسة الطبيعة هم أنتوني تايلور من جامعة نيو برونزويك ، وماسومي هيسانو من جامعة طوكيو ، وهان تشين من جامعة ليكهيد ، وسكوت تشانغ من جامعة ألبرتا وجامعة تشجيانغ إيه آند إف.
تم تمويل الدراسة من قبل برنامج منح الاكتشاف التابع لمجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا، ومؤسسة كندا للابتكار ، وصندوق أبحاث أونتاريو ، وزمالة بانتينج لما بعد الدكتوراة، ومنحة من معاهد التكامل البيولوجي التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية.
