رئيس مجلس الإدارة: عبدالمحسن سلامة | رئيس التحرير: أيمن شعيب
الأثنين 20 مايو 2019

الغطاء النباتى و تأثيره على الطقس و المناخ

  •  إستهلاك النباتات لثانى أكسيد الكربون يحد من إرتفاع درجات الحرارة.
  •  فى الثلاثين عامًا الماضية تقلصت مساحات ضخمة من النباتات لتحل محلها الغابات الإسمنية. 
  •  إنهيارالغابات المطيرة الكربونية قبل 350 مليون سنة أهلك عشائر البرمائيات وحفز من تطور الزواحف.
  •  خلال السنوات السبعين القادمة تغييرات المناخ ستحول النباتات من مخزنا للكربون إلى مصدراً لانبعاثه.

يعد الغطاء النباتى جزءاً لا يتجزأ من الأرض و له تأثير هام على الطقس و المناخ،ويؤثر على كلٍ من نسبة الإشعاع الشمسي الذي ينعكس من الأرض و المسمى ألبيدو "albedo"، و كذلك يؤثر على نسب بخار الماء، و ثاني أكسيد الكربون في الهواء، ويقوم البشر بتغيير الغطاء النباتي و هو ما يؤثر على الطقس و المناخ.

ومن ثم فإن الزراع وغيرهم من فئات المجتمع قد يرون أنه من المثير للاهتمام التعرف على دور الغطاء النباتي، و تأثيراته على الطقس و المناخ.

و لنفهم ذلك لا بد أن نكون على دراية ببعض المصطلحات الهامة مثل البخر،والنتح، وتوازن طاقة الأرض،و الإشعاع الشمسي الذي ينعكس من الأرض،و دورة الماء.

  • الغطاء النباتى

يشمل الغطاء النباتي جميع النباتات بداية من نباتات الغابات المستديمة الخضرة،و حتى المروج العشبية،والمحاصيل الحقلية فجميع أنواع أو طرز النباتات تلعب دورا هاماً في التأثير على دورة الماء و توازن طاقة الأرض، حيث أنها تؤثر على الطقس و المناخ في الغالب من خلال البخرو النتح و نسبة الإشعاع الشمسي.

التأثيرات على الطقس و المناخ : حيث أن الغطاء النباتي يغطي ما يقرب من 20 ٪ من كوكب الأرض فإنه ليس من المستغرب أن النباتات تؤثر على المناخ و مع ذلك فإنه من المستغرب إلى أي مدى تؤثر هذه النباتات على الطقس.

فالنباتات من خلال العمليات الحيوية التي تقوم بانجازها تقوم بتحرير بخار الماء ( الضروري لتكوين السحب)،وتمتص الطاقة المنبعثة من الطقس، كما تعمل النباتات على تخليق الطقس الدقيق المحيط بها عن طريق التحكم مباشرة في الرطوبة،والحرارة المحيطة بأوراقها خلال عملية النتح، هذا و تتصف معظم النباتات و أراضي الغابات بنسبة إشعاع شمسي منخفضة ( حوالي 0.03 - 20 ) غير أنها تمتص كمية كبيرة من الطاقة، و مع ذلك فإن النباتات لا تتسبب في ارتفاع الحرارة أو التدفئة ككل حيث أن التدفئة الزائدة عادة ما تنخفض عن طريق التبريد الناتج عن البخر و النتح، و نظراً لأن المناخ عبارة عن متوسط ظروف الطقس لفترة زمنية طويلة فأن الغطاء النباتي يعد من الأهمية بمكان بالنسبة للمناخ.

و في حقيقة الأمر فإن عملية التخليق الضوئي هي المسئولة عن مستوى الأكسجين المتواجد في الجو،والتي نستمتع بها في هذه الأثناء (تركيز 21 ٪)، كما تساعد النباتات في جعل المناخ ثابت عبر الزمان عن طريق الحد من التذبذب في درجات الحرارة و الرطوبة من خلال عملية النتح.

كما تستخدم النباتات أيضاً غاز ثاني أكسيد الكربون خلال عملية التخليق الضوئي الذي يحد قليلاً من ظاهرة ارتفاع درجات الحرارة الناتجة من عمليات احتراق الوقود الأحفوري، و يمكن القول أن الغطاء النباتي ضروري لوجود طقس ومناخ طبيعيين.

  • استخدام الأرض

يوجد حوالي ما يقارب 2 بليون فدان من الأرض بالولايات المتحدة الأمريكية وحدها، و تقسم تلك المساحة على أساس طرز الغطاء النباتي، ففي الثلاثين سنة الماضية حدثت زيادة مضطردة في مساحة الأراضي المستخدمة في البناء،والتي تعني زيادة في المساحات المغطاة بالأبنية و الأسمنت و الأسفلت (القار)، و تناقص في الأراضي المنزرعة بالمحاصيل، و من المثير للاهتمام ملاحظة أن التغيرات في استخدام الأراضي عبر التاريخ أثر أيضاً على المناخ في جنوب شرقي البلاد.

ففي جورجيا على سبيل المثال، خلال القرن التاسع عشر كان هناك مساحات شاسعة من الأراضي العارية (الخالية) و المرتبطة بحقول القطن و المحاصيل الأخرى.

بحلول أواخر القرن فإن معظم أراضي جورجيا ( أكثر من 70 ٪) تحولت إلى غابات الصنوبر و الأشجار المتساقطة الأوراق عندما توقفت زراعة القطن نتيجة إصابة براعم و أزهار القطن ببعض الخنافس التي تتغذى عليها و الذي صاحبه تدهور في التربة.

و يعتقد بعض علماء المناخ أن التبريد الخفيف الذي حدث في الجنوب الشرقي خلال هذا القرن ربما يرجع جزئياً إلى ارتفاع البخر و ظروف البرودة المرتبطة بالغابات مقارنة بالأراضي الزراعية العارية عدم وجود الغطاء النباتي يعني ببساطة عدم وجود نتح يعمل على تبريد الهواء كما أن الأسفلت يمتص كميات كبيرة من حرارة الشمس مما يضيف إلى الحرارة الزائدة.

و تطلق الخرسانة و الأسفلت حرارتها ببطء خلال الليل مما يؤدي أيضاً لتخليق ظروف أكثر دفئاً بين عشية و ضحاها و كذلك خلال النهار.

  • الأكثر دفئا

تظل أراضي المحاصيل (غير المنزرعة) أكثر دفئاً بسبب انعدام النتح غير أن حرارتها لا ترتفع مثل الأراضي المستصلحة.

و تجدر ملاحظة أن الغابات و الغطاء النباتي تفيد في استهلاك كميات كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون، فضلا عن تخفيض درجات الحرارة من خلال النتح ويتحمل المزارعون مسئولية الحفاظ على معظم النباتات المنزرعة في المناطق الصالحة للزراعة في العالم.

يعتبر الغطاء النباتي (أوعدم وجوده) عاملاً رئيسياً يؤثر على أنماط الطقس و المناخات الدقيقة.

هذا و تتأثر العوامل التالية بالغطاء النباتي :

1 - تعد النباتات و المحاصيل بطبيعتها هي المسئولة عن تخزين الماء و استخداماته فعندما يستبعد الري من المعادلة يقوم الغطاء النباتي باستخدام كلٍ من الأمطار و الثلوج و الندى و البرد (الصقيع) و الضباب و مياه التربة وتقوم الأوراق ذاتها باستقبال و امتصاص بعض هذا الماء في حين يتغلغل البعض الآخر إلى عمق التربة و تقوم جذور النباتات بامتصاصه.

و عندما يتوافر الماء المتاح بكميات زائدة يمكن للنبات نتح كميات كبيرة من الماء كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي هذا بدوره يؤدي إلى تبريد تبخيري ينتقل إلى المناخ المحيط مباشرة بالمحصول

2 - الغطاء النباتي هو المسئول عن مستوى ثاني أكسيد الكربون الموجود بالجو و تشير التغيرات الفصلية أن أعلى مستويات ثاني أكسيد الكربون تم تسجيلها مبكراً في الجزء الأوسط من فصل النمو كما توجد أيضا تغيرات يومية في مستويات ثاني أكسيد الكربون حيث يصل أعلى مستوى خلال النهار.

3 - تعكس القياسات الإشعاعية داخل أى منطقة محصولية أو نباتية وجود علاقة معقدة بين الامتصاص،والانعكاس،والانتقال،والانبعاث.

و الانعكاس الشمسي للمحصول أقل من مجموع جميع الأوراق الموجودة على المجموع الخضري و ذلك بسبب الاختلافات في بنية المحاصيل و زاوية الإشعاع الشمسي.

و معظم الأوراق الفردية ذات نسبة إشعاع شمسي تقدر بحوالي 0.25 "albedo" و يتوقف ذلك على ارتفاع النباتات.

ففي المحاصيل التي يبلغ فيها ارتفاع النبات 1 متر فإن هذه النسبة تتراوح بين 0.18 - 0.25 كما تتوقف هذه النسبة على نوع الغطاء النباتي فإذا كانت الأوراق ذابلة أو أن سطح التربة أسفل النباتات مكشوف فيمكن أن تتغير هذه القيم.

كما تتغير هذه القيم أيضاً بوقت القياس فالقياس مبكراً في الصباح أوفي نهاية النهار تعطي قيما عالية جدا و تتبع هذه القيم موضع الشمس في السماء، كما أن هذه القيم عادة ما تكون أقل في المناطق الاستوائية عن مثيلاتها في الأسطح الخضراء المتواجدة على الارتفاعات العالية.

  • المناخ والنباتات

ان للتغير المناخي التاريخي أثراً عميقاً على الجغرافيا الحيوية الحالية،ومن ثم يمكن التوقع أن تغير المناخ السريع و المستمر ذا أثر كبير.

و للتغير المناخي آثارا هامة على كل جانب تقريباً من جوانب الحياة على الأرض، و قد ظهرت تلك الآثار بالفعل

- آثار درجات الحرارة: وجد أن متوسط الحد الأدنى أو الحد الأقصى لدرجات الحرارة يمكن أن يكون عاملاً محدداً هاماً في توزيع النباتات،فعلى سبيل المثال وجد أن نباتات العائلة النخيلية غير مقاومة أو غير محتملة للبرد كما أن الميرستيم القمي حساس للصقيع و على العكس من ذلك فإن حدودالغطاء النباتي في المناطق الباردة و القطب الشمالي تحدد عموما بدفء الصيف.

- هطول الأمطار: هو أيضاً محدد هام, فعلى سبيل المثال, يؤثر هطول الأمطار على توازن الأعشاب إلى النباتات الخشبية هذا وقد تتأثر عوامل أخرى مثل نوع التربة الحيوانات الماشية أيضاً بتغير المناخ.

تأثير المناخ على التنوع النباتي : - تلعب الظروف البيئية دوراً رئيسياً في تحديد وظيفة و توزيع النباتات إلى جانب عوامل أخرى و من المعروف أن التغيرات في الظروف البيئية على المدى الطويل يمكن أن تحدث تغيير في المناخ و بشكل جماعي،وهذا له آثار هائلة على أنماط التنوع النباتي في المستقبل، كما أنه من المتوقع أن يظل تغير المناخ أحد الدوافع الرئيسية لأنماط التنوع البيولوجي مستقبلاً.

وقد شهدت الأرض مناخا متغيرا باستمرار في الوقت الذي تطورت فيه النباتات أولا وبالمقارنة مع اليوم الحاضر، شهد هذا التاريخ أن الأرض أكثر برودة وأكثر دفئا وجفافا وأكثر رطوبة ، وكانت تركيزات ثاني أكسيد الكربون أعلى وأقل.

وقد انعكست هذه التغيرات من خلال التحول المستمر للغطاء النباتي، على سبيل المثال المجتمعات النباتية التي تسيطر على معظم المناطق في الفترة الجليدية، والمجتمعات العشبية التي كانت تهيمن خلال فترات أخرى.

وقد تبين أن التغير المناخي في الماضي كان محركا رئيسيا لعمليات التنوع والانقراض.

ومن أشهر الأمثلة على ذلك انهيار الغابات المطيرة الكربونية ذلك الذي وقع قبل 350 مليون سنة، هذا الحدث أهلك عشائر البرمائيات وحفز من تطور الزواحف الأنواع النباتية التي لم تتطور غير قادرة على تغيير التوزيع بسرعة كافية، كما أن الأنواع التي تتصف بدورة حياة طويلة أو تلك البطيئة الانتشار عادة ما تكون ضعيفة أو قابلة للإصابة بعض النباتات المنعزلة أو الأنواع المنفصلة عادة ما تكون ضعيفة بصفة خاصة ربما لعدم وجود مكان تلجأ إليه هذه تشمل الأنواع القطبية و الجبلية و تلك السائدة بالجزر،وانحصار النباتات الساحلية بين المستوطنات البشرية،وارتفاع مستويات سطح البحر

  • غزو متزايد 

• قد يحدث غزو متزايد من قبل أنواع نباتية غريبة حيث تصبح الظروف في منطقة ما أكثر ملائمة لهذه الأنواع الغريبة فعلى سبيل المثال يزداد انتشار بعض أنواع الحشائش في منطقة ما في السنوات الرطبة و ينطبق هذا بشكل خاص على التدخلات البشرية التي سهلت عمداً و بشكل عرضي انتشار الأنواع في جميع أنحاء العالم تعمل العديد من المجتمعات النباتية كمتلقي (مخزن للكربون) مما يساعد على تقليل انبعاثات الكربون

و مع ذلك فإنه خلال السنوات السبعين المقبلة فإن آثار تغيير المناخ على النباتات يعني أن الكثير من مخازن الكربون هذه قد تصبح مصدراً لانبعاثه.

  • بحوث عديدة

هناك الآن اهتمام كبير،وبحوثا عديدة ترتكز على التغيرات المناخية البشرية المنشأ (التي يتسبب بها البشر) و علاقة ذلك بما يسمى بظاهرة الإحتراز العالمي (ارتفاع حرارة الكون).

و ينصب التركيز على تحديد الآثار الحالية لتغير المناخ على التنوع البيولوجي و التنبؤ بهذه الآثار في المستقبل إن تغير عوامل المناخ ذات صلة وثيقة بوظيفة و توزيع النباتات, فزيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون، تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة الكون، وتغيير أنماط هطول الأمطار، والتغيرات في نمط الأحداث الجوية "الزائدة" مثل الأعاصير أو الحرائق أو العواصف ولأن النباتات الفردية، وبالتالي الأنواع يمكن أن تعمل فقط من الناحية الفسيولوجية، و تكمل دورة حياتها بنجاح تحت ظروف بيئية معينة أو محددة (مثالية تخص هذه المجموعة النباتية) فإنه من المرجح أن يكون للتغيرات في المناخ آثار كبيرة على النباتات من المستوى الحق الفردي وصولا إلى مستوى النظام الإيكولوجي أو البيولوجي

تأثيرات ثاني أكسيد الكربون :-

تؤثر زيادة تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون في الجو على عملية التمثيل الضوئي التي يقوم بها النبات، و هذه تنعكس نتيجتها زيادة كفاءة استخدام المياه في النبات، وزيادة القدرة على التمثيل الضوئي وزيادة النمو، كما أن زيادة ثاني أكسيد الكربون هي المسئولة عن زيادة (سمك الغطاء النباتي) ، و الذي يؤثر بدوره على بنية المجتمعات النباتية و وظائفها. وتبعا للبيئة، هناك استجابات متباينة لارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين "الأنواع الوظيفية" الرئيسية للنبات، و يمكن أن تؤدي زيادة ثاني أكسيد الكربون أيضاً إلى زيادة نسب الكربون: النيتروجين في أوراق النباتات أو بمعنى آخر تغير في كيمياء الورقة و التي ربما تؤثر بدورها في النمط الغذائي على الأوراق أو ما يسمى بالتغذية العشبية -:

تأثيرات الحرارة: زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى رفع معدل العديد من العمليات الفسيولوجية مثل التمثيل الضوئي في النباتات، إلى الحد الأعلى. كما أن درجات الحرارة القصوى يمكن أن تكون ضارة عندما تتجاوز الحدود الفسيولوجية للنبات.

تأثيرات الماء: وبما أن إمدادات المياه ضرورية لنمو النباتات، فإنها تلعب دورا رئيسيا في تحديد توزيع النباتات.

ومن المتوقع أن تكون التغيرات في هطول الأمطار أقل اتساقا من درجة الحرارة وأكثر متغير بين المناطق، مع تنبؤات لبعض المناطق لتصبح أكثر رطوبة، وبعضها أكثر جفافا, وهذا يمكن أن يسبب تغيرا كبيرا في بعض النظم الإيكولوجية التي تعتمد على إمدادات المياه.

 تأثيرات عامة: يجب ملاحظة أن المتغيرات البيئية لا تعمل بمعزل عن بعضها البعض، و لكنها تتضافر مع بعضها البعض، هذا بالإضافة لإجهادات (ضغوط) أخرى مثل تدهور الأماكن الطبيعية أو بيئة تلك المجموعات وفقدانها أو إدخال أنواع غريبة.

و من ثم فإن هذه الضغوط تعمل على تغيير التنوع البيولوجي بالتآزر مع تغير المناخ لزيادة الضغط على الأنواع من أجل البقاء.

الآثار المباشرة لتغير المناخ : إذا تغيرت العوامل المناخية مثل درجة الحرارة وهطول الأمطار في منطقة و تعدت ما هو مناسب للنبات لنموه و انتشاره،وإكمال دورة حياته بصورة طبيعية فإن ذلك يؤثر على النمط الظاهري، كما يحدث تغيرات في توزيع الأنواع النباتية،ومن ثم تصبح عرضة للاندثار و الاختفاء.

وهناك بالفعل أدلة على أن الأنواع النباتية تغير نطاقاتها البيئية طبقاً للارتفاع خطوط والعرض كاستجابة لتغير المناخ الإقليمي.

ومع ذلك، فإنه من الصعب التنبؤ بكيفية تغير نطاقات الأنواع استجابة للمناخ وفصل هذه التغيرات عن جميع التغيرات البيئية الأخرى التي هي من صنع البشر مثل الغمر بالماء والأمطار الحمضية وتدمير البيئة الطبيعية التي يعيش فيها.

وبالمقارنة مع معدلات الهجرة السابقة للأنواع النباتية، فإن الوتيرة السريعة للتغير الحالي ليس لديها القدرة على تغيير توزيعات الأنواع فحسب، بل تجعل العديد من الأنواع غير قادرة على تقبل المناخ الذي يتم تكييفه عليه، فاختفاء الظروف البيئية التي تتطلبها بعض الأنواع مثل تلك المتواجدة في مناطق جبال الألب قد تختفي تماما،ولا شك أن هذه التغيرات تؤدي إلى زيادة و سرعة خطرالانقراض كما قد يكون التكيف مع الظروف الجديدة أيضا ذا أهمية كبيرة في استجابة النباتات.

 

رابط دائم :

أضف تعليق