شکست پروژه فرسایش امنیتی در جغرافیای انسجام
بازخوانی اقتدار ملی در بیانات رهبر انقلاب
نسخههای نئولیبرالی در جزایر امن تکنوکراتها؛
نحوه تنفس جنگلها در حال تغییر است
در خاک، جایی که ریشهها در خاک فرو رفتهاند و میلیونها میکروارگانیسم مشغول تجزیه برگها و چوبهای مردهاند، یکی از بزرگترین جریانهای کربن زمین در حال رخ دادن است.
این فرایند که «تنفس خاک» (Soil Respiration) نام دارد، به آزادسازی دیاکسیدکربن از خاک گفته میشود؛ نتیجه فعالیت همزمان ریشه گیاهان و میکروبهایی که مواد آلی را تجزیه میکنند. در یک جنگل سالم، این چرخه مانند ضربانی منظم ادامه دارد. اما اکنون پژوهشی جهانی نشان میدهد این ریتم طبیعی در حال تغییر است. افزایش رسوب نیتروژن ناشی از فعالیتهای انسانی، در برخی جنگلها فعالیت زیستی خاک را تقویت کرده و در برخی دیگر آن را به آستانه اختلال رسانده است.
مطالعهای که بهتازگی در نشریه «ارتباطات نیچر» (Nature Communications) منتشر شده، با ترکیب دادههای صدها آزمایش میدانی از جنگلهای سراسر جهان نشان میدهد واکنش اکوسیستمهای جنگلی به نیتروژن اضافه، نه ساده است و نه یکنواخت. برخی جنگلها با افزایش تنفس پاسخ میدهند و برخی دیگر با افت ناگهانی فعالیت. این رفتار دو مرحلهای میتواند بر نحوه ذخیره و آزادسازی کربن در مقیاس سیارهای اثر بگذارد.
نفس پنهان جنگلها
وقتی از تنفس حرف میزنیم، اغلب به برگها و تبادل گازها در تاج درختان فکر میکنیم. اما بخش بزرگی از تنفس اکوسیستم در خاک رخ میدهد. ریشهها برای رشد و زنده ماندن انرژی مصرف میکنند و در این فرایند دیاکسیدکربن آزاد میشود. همزمان، میکروبها بقایای گیاهی را تجزیه میکنند و کربن ذخیرهشده در آنها را به چرخه بازمیگردانند.
برآوردها نشان میدهد مقدار دیاکسیدکربنی که سالانه از طریق تنفس خاک آزاد میشود، چندین برابر انتشار ناشی از سوختهای فسیلی است. این یعنی حتی تغییرات کوچک در این فرایند میتواند پیامدهای بزرگی برای چرخه جهانی کربن داشته باشد.
نیتروژن؛ از عنصر حیاتی تا عامل اختلال
نیتروژن یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان است. بدون آن، تولید پروتئین و رشد سلولی ممکن نیست. اما شکل قابل استفاده نیتروژن در طبیعت محدود است. به همین دلیل، در بسیاری از جنگلهای جهان، رشد گیاهان با کمبود نیتروژن محدود میشود.
از زمان انقلاب صنعتی، فعالیتهای انسانی میزان «رسوب نیتروژن» (Nitrogen Deposition) را بهشدت افزایش داده است. این اصطلاح به نیتروژنی اشاره دارد که از طریق باران، برف یا ذرات معلق از جو به سطح زمین بازمیگردد. کودهای کشاورزی، سوختهای فسیلی و صنایع از منابع اصلی این افزایش هستند.
نتایج نشان میدهد میزان رسوب نیتروژن نسبت به دوران پیشاصنعتی تقریباً سه برابر شده است. در ابتدا، این افزایش میتواند مانند کود عمل کند و رشد گیاهان و فعالیت میکروبی را تقویت کند. اما وقتی تجمع ادامه پیدا میکند، شرایط تغییر میکند.
دو مسیر متفاوت
پژوهش جدید نشان میدهد جنگلها در برابر نیتروژن اضافه دو مسیر متفاوت طی میکنند.
در جنگلهایی که هنوز با کمبود نیتروژن روبهرو هستند، افزودن این عنصر باعث افزایش فعالیت زیستی میشود. میکروبها فعالتر میشوند، تجزیه مواد آلی سرعت میگیرد و تنفس خاک افزایش مییابد. اما این روند همیشگی نیست. پس از رسیدن به سطحی مشخص، اثر تقویتی کاهش مییابد و منحنی پاسخ به شکل یک قوس وارونه درمیآید: افزایش، توقف و سپس کاهش.
در مقابل، در جنگلهایی که سالها در معرض آلودگی نیتروژن بودهاند و به مرحله «اشباع نیتروژن» (Nitrogen Saturation) رسیدهاند، شرایط متفاوت است. در این وضعیت، خاک دیگر توان جذب و پردازش نیتروژن اضافی را ندارد. ترکیب جامعه میکروبی تغییر میکند، برخی گونههای حساس حذف میشوند، ریشههای ظریف کاهش مییابند و خاک اسیدیتر میشود. نتیجه، افت قابلتوجه تنفس خاک است.
کاهش تنفس همیشه خبر خوبی نیست
در نگاه اول، کاهش انتشار دیاکسیدکربن از خاک ممکن است مثبت به نظر برسد. اما پژوهشگران هشدار میدهند این کاهش اغلب نشانه افت سلامت اکوسیستم است. کاهش فعالیت میکروبی و ریشهای میتواند به معنای کاهش پویایی خاک، کاهش تجزیه مواد آلی و کاهش توانایی اکوسیستم برای بازیابی در برابر تنشها باشد.
به بیان دیگر، نفس آهستهتر جنگل همیشه نشانه ذخیره بهتر کربن نیست؛ گاهی نشانه خستگی و اختلال است.
چارچوبی تازه برای فهم یک پازل قدیمی
سالها پژوهشهای مختلف نتایج متناقضی درباره اثر نیتروژن بر تنفس خاک گزارش کرده بودند. برخی افزایش را و برخی کاهش را ثبت کرده بودند. مطالعه جدید با تحلیل ۱۶۸ آزمایش افزودن نیتروژن و هزاران مشاهده میدانی، این تضاد را در قالب یک چارچوب واحد توضیح میدهد.
بر اساس این چارچوب، واکنش جنگلها تابع سطح اولیه نیتروژن، ساختار جامعه زیستی خاک و میزان رسوب تجمعی است. این نگاه مرحلهای به پژوهشگران امکان میدهد پیشبینی کنند کدام مناطق جهان در آستانه عبور از نقطه بحرانی قرار دارند.
پیامدهای اقلیمی
چرخه کربن زمین شبکهای پیچیده از تبادل میان جو، اقیانوسها و زیستبومهاست. جنگلها یکی از مهمترین مخازن کربن محسوب میشوند. اگر نیتروژن اضافی بتواند نحوه ذخیره یا آزادسازی کربن در خاک را تغییر دهد، این تغییر در مقیاس جهانی قابلتوجه خواهد بود.
پژوهش نشان میدهد در حال حاضر، در بسیاری از مناطق جهان اثر تقویتی هنوز غالب است، اما مناطق اشباعشده رو به افزایشاند؛ از بخشهایی از اروپا گرفته تا شرق آسیا و آمریکای شمالی. اگر روند فعلی ادامه پیدا کند، ممکن است جنگلهای بیشتری وارد مرحله افت عملکرد شوند.
تنفس جنگلها فرایندی پنهان، اما حیاتی
افزایش نیتروژن ناشی از فعالیتهای انسانی، این ریتم طبیعی را در بسیاری از مناطق جهانداده است. در برخی جنگلها این تغییر به شکل افزایش فعالیت دیده میشود و در برخی دیگر به صورت افت ناگهانی. در هر دو حالت، سیستمهای زیستی زمین نسبت به ورودیهای انسانی حساساند و واکنش آنها همیشه خطی و قابل پیشبینی نیست.
اگرچه جنگلها هنوز نفس میکشند، اما آهنگ این نفس در حال تغییر است؛ تغییری که میتواند آینده چرخه کربن و اقلیم زمین را تحت تأثیر قرار دهد.
انتهای پیام/
