قد تكون النباتات قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون أكثر من المتوقع

كشفت دراسة جديدة أن النباتات قد تمتص المزيد من ثاني أكسيد الكربون₂ مما كان متوقعا، مما يوفر الأمل في مكافحة تغير المناخ. ومع ذلك، يظل الحد من الانبعاثات أمرًا بالغ الأهمية، لأن زراعة الأشجار وحدها ليست حلاً كافيًا.

بحث جديد نشر في 17 نوفمبر في تقدم العلوم يرسم صورة متفائلة على نحو غير معهود لكوكب الأرض. وذلك لأن النماذج البيئية الأكثر واقعية تشير إلى أن نباتات العالم قد تكون قادرة على امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي₂ من الأنشطة البشرية عما كان متوقعا في السابق.

على الرغم من هذه النتيجة الرئيسية، فإن علماء البيئة الذين يقفون وراء البحث سارعوا إلى التأكيد على أن هذا لا ينبغي بأي حال من الأحوال أن يُفهم على أنه يعني أن حكومات العالم يمكنها أن تتراجع عن التزاماتها بتخفيض انبعاثات الكربون في أسرع وقت ممكن. إن مجرد زراعة المزيد من الأشجار وحماية النباتات الموجودة ليس حلاً ذهبياً، لكن البحث يؤكد الفوائد المتعددة للحفاظ على مثل هذه النباتات.

فهم شركة النبات₂ إستغلال

“تمتص النباتات كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) كل عام، وبالتالي إبطاء الآثار الضارة لتغير المناخ، ولكن إلى أي مدى سيستمر ثاني أكسيد الكربون هذا₂ يوضح الدكتور يورغن كناور، الذي ترأس فريق البحث بقيادة معهد هوكسبوري للبيئة بجامعة غرب سيدني، أن “الاستيعاب في المستقبل كان غير مؤكد”.

“ما وجدناه هو أن النموذج المناخي الراسخ الذي يستخدم لتغذية تنبؤات المناخ العالمي الصادرة عن أمثال الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ يتنبأ بامتصاص أقوى ومستدام للكربون حتى نهاية القرن الحادي والعشرين.^شارع القرن عندما يفسر تأثير بعض العمليات الفسيولوجية الحرجة التي تحكم كيفية سلوك النباتات البناء الضوئي.

“لقد أخذنا في الاعتبار جوانب مثل مدى كفاءة ثاني أكسيد الكربون في التحرك عبر الجزء الداخلي من الورقة، وكيف تتكيف النباتات مع التغيرات في درجات الحرارة، وكيف تقوم النباتات بتوزيع العناصر الغذائية بشكل اقتصادي في ظلها. وهذه ثلاث آليات مهمة حقًا تؤثر على قدرة النبات على “تثبيت” الكربون، ومع ذلك يتم تجاهلها بشكل شائع في معظم النماذج العالمية.

التمثيل الضوئي والتخفيف من آثار تغير المناخ

التمثيل الضوئي هو المصطلح العلمي للعملية التي تقوم فيها النباتات بتحويل – أو “تثبيت” – ثاني أكسيد الكربون₂ في السكريات التي يستخدمونها للنمو والتمثيل الغذائي. يعد تثبيت الكربون بمثابة مخفف طبيعي لتغير المناخ عن طريق تقليل كمية الكربون في الغلاف الجوي؛ هذا هو زيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون₂ من خلال الغطاء النباتي الذي يعد المحرك الرئيسي لزيادة مخزون الكربون الأرضي الذي تم الإبلاغ عنه خلال العقود القليلة الماضية.

ومع ذلك، فإن التأثير المفيد لتغير المناخ على امتصاص الكربون للنباتات قد لا يستمر إلى الأبد، ولم يكن من الواضح منذ فترة طويلة كيف ستستجيب النباتات لثاني أكسيد الكربون.₂ودرجة الحرارة والتغيرات في هطول الأمطار التي تختلف بشكل كبير عما نلاحظه اليوم. لقد اعتقد العلماء أن تغير المناخ الشديد، مثل حالات الجفاف الشديدة والحرارة الشديدة، يمكن أن يضعف بشكل كبير قدرة النظم البيئية الأرضية على امتصاص الماء، على سبيل المثال.

نمذجة مستقبل امتصاص الكربون النباتي

ومع ذلك، في الدراسة المنشورة مؤخرًا، قدم كناور وزملاؤه نتائج من دراسة النمذجة الخاصة بهم والتي تم إعدادها لتقييم سيناريو مناخي عالي الانبعاثات، لاختبار كيفية استجابة امتصاص الكربون للنباتات لتغير المناخ العالمي حتى نهاية القرن الحادي والعشرين.^شارع قرن.

اختبر المؤلفون إصدارات مختلفة من النموذج، والتي تنوعت في تعقيدها وواقعيتها لكيفية حساب العمليات الفسيولوجية للنبات. تجاهلت النسخة الأبسط الآليات الفسيولوجية الثلاث الحاسمة المرتبطة بعملية التمثيل الضوئي، في حين استحوذت النسخة الأكثر تعقيدًا على الآليات الثلاث جميعها.

وكانت النتائج واضحة: فالنماذج الأكثر تعقيدًا التي دمجت المزيد من فهمنا الفسيولوجي للنبات الحالي توقعت باستمرار زيادات أقوى في امتصاص الكربون النباتي على مستوى العالم. وقد أعادت العمليات المدروسة تعزيز بعضها البعض، بحيث كانت التأثيرات أقوى عندما تم أخذها في الاعتبار مجتمعة، وهو ما سيحدث في سيناريو العالم الحقيقي.

الآثار المترتبة على استراتيجيات تغير المناخ

شاركت في الدراسة سيلفيا كالدارارو، أستاذ مساعد في كلية ترينيتي للعلوم الطبيعية. وقالت في سياق النتائج وأهميتها:

“نظرًا لأن غالبية نماذج المحيط الحيوي الأرضية المستخدمة لتقييم بالوعة الكربون العالمية تقع في الطرف الأدنى من نطاق التعقيد هذا، مع مراعاة هذه الآليات جزئيًا فقط أو تجاهلها تمامًا، فمن المحتمل أننا نقلل حاليًا من آثار تغير المناخ على الغطاء النباتي فضلا عن مرونتها في مواجهة التغيرات المناخية. غالبًا ما نفكر في النماذج المناخية باعتبارها تدور حول الفيزياء، لكن علم الأحياء يلعب دورًا كبيرًا وهو شيء نحتاج حقًا إلى أخذه في الاعتبار.

“هذه الأنواع من التنبؤات لها آثار على الحلول القائمة على الطبيعة لتغير المناخ مثل إعادة التشجير والتشجير ومقدار الكربون الذي يمكن أن تمتصه مثل هذه المبادرات. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن هذه الأساليب يمكن أن يكون لها تأثير أكبر في التخفيف من تغير المناخ وعلى مدى فترة زمنية أطول مما كنا نعتقد.

“ومع ذلك، فإن مجرد زراعة الأشجار لن يحل جميع مشاكلنا. نحن بالتأكيد بحاجة إلى خفض الانبعاثات من جميع القطاعات. لا يمكن للأشجار وحدها أن تقدم للبشرية بطاقة خروج مجانية من السجن.

المرجع: “إجمالي إنتاجية أولية عالمية أعلى في ظل مناخ المستقبل مع تمثيلات أكثر تقدمًا لعملية التمثيل الضوئي” بقلم يورغن كناور، ماتياس كونتز، بنجامين سميث، جوزيب ج. كاناديل، بليندا إي. ميدلين، أليسون سي. بينيت، سيلفيا كالدارارو، وفانيسا هافيرد، 17 عامًا نوفمبر 2023، تقدم العلوم.
دوى: 10.1126/sciadv.adh9444