انخفض تخزين الكربون الأرضي بشكل حاد في عام 2023

تعمل الغابات والمراعي والمحيطات كمصارف حيوية للكربون، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون وتخزنه للمساعدة في تنظيم مستوياته في الغلاف الجوي. تاريخياً، امتصت هذه الأنظمة الطبيعية ما يقرب من نصف ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية، فكانت بمثابة حاجز حاسم ضد الانحباس الحراري السريع للمناخ. ومع ذلك، فإن فعاليتها تعتمد بشكل كبير على الظروف البيئية، بما في ذلك درجة الحرارة، وتوافر المياه، ومستويات المغذيات.

انخفض تخزين الكربون الأرضي بشكل حاد في عام 2023

تمتص بالوعات الكربون الأرضية، التي تخزن الكربون في النباتات والتربة، حوالي ثلث ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية. الأبحاث المنشورة مؤخرا في مراجعة العلوم الوطنية وجدت انخفاضًا حادًا في مستويات تخزين الكربون في عام 2023.

قام الباحثون بحساب أرقام تخزين الكربون باستخدام مجموعة من النماذج المتقدمة وبيانات الأقمار الصناعية والقياسات المباشرة. قامت نماذج النباتات العالمية الديناميكية (DGVMs) بمحاكاة كيفية امتصاص النظم البيئية الأرضية للكربون وإطلاقه، في حين أن عمليات رصد الأقمار الصناعية، مثل تلك التي أجرتها مهمة OCO-2 التابعة لناسا، تتبعت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مستوى العالم.

في عام 2023، وصل صافي مخزون ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم إلى مستوى منخفض قدره 0.44 ± 0.21 جيجا طن من الكربون سنويًا، وهي أضعف قيمة منذ عام 2003. وكانت سعة تخزين النظم الإيكولوجية الأرضية لعام 2023 لامتصاص ثاني أكسيد الكربون حوالي خمس المستويات المقاسة على مدى عام 2023. العقدين الماضيين.

العوامل المساهمة في التراجع عام 2023

في هذه الدراسة، حدد الباحثون المساهمين الرئيسيين التاليين في الانخفاض الحاد:

1. جفاف الأمازون وفقدان الكربون

شهدت غابات الأمازون المطيرة جفافًا شديدًا في الفترة من يونيو إلى نوفمبر 2023. وأدى هذا الحدث إلى خسارة كبيرة للكربون تبلغ 0.31 ± 0.19 جيجا طن سنويًا. وأدت ظروف الجفاف إلى إجهاد الغطاء النباتي وقلصت قدرة الغابات المطيرة على عزل الكربون، مما أدى إلى عكس مكاسب تخزين الكربون التي تحققت على مدى سنوات.

2. حرائق الغابات الشمالية في كندا

واجهت كندا حرائق غابات غير مسبوقة في عام 2023، مما أدى إلى حرق أكثر من 184,961 كيلومترًا مربعًا من الغابات، أي أكثر من 2.5 ضعف الذروة السابقة. أطلقت هذه الحرائق ما يقدر بـ 0.58 ± 0.10 جيجا طن من الكربون، مما ساهم بشكل كبير في انخفاض مصارف الكربون العالمية.

وكانت الغابات الشمالية، التي عادة ما تكون نقاطًا ساخنة لتخزين الكربون، مصدرًا رئيسيًا للانبعاثات الناجمة عن الحرائق. وجدت دراسة أجريت عام 2010 أنه في المناطق المعتدلة والشمالية، يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تقليل رطوبة التربة، مما يجعل المياه عائقًا حاسمًا. تعمل هذه القيود على إضعاف حلقة التغذية المرتدة حيث تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون للتخفيف من تغير المناخ.

3. جنوب شرق آسيا والديناميات الاستوائية

وشهدت منطقة جنوب شرق آسيا فقدانًا للكربون قدره 0.13 ± 0.12 جيجا طن سنويًا، في حين تحولت المناطق الاستوائية، التي تعافت من ظاهرة النينيو 2015-2016، إلى خسارة صافية للكربون خلال ظاهرة النينيو عام 2023. ويسلط هذا الانعكاس الضوء على حساسية النظم البيئية الاستوائية للتقلبات المناخية والأحداث الجوية المتطرفة.

4. انخفاض نصف الكرة الشمالي

وانخفض امتصاص الأراضي لثاني أكسيد الكربون في المناطق الواقعة شمال خط عرض 20 درجة شمالًا بمقدار النصف منذ عام 2015، لينخفض ​​إلى 1.13 ± 0.24 جيغا طن من الكربون سنويًا في عام 2023. ويؤكد هذا الاتجاه على الآثار المركبة لارتفاع درجات الحرارة وانخفاض رطوبة التربة والضغوطات الأخرى على النظم البيئية الشمالية.

بالوعات الكربون في المحيطات: صورة مختلطة

وفي حين أظهر مخزن الكربون في المحيطات زيادة طفيفة في عام 2023، ليصل إلى 2.60 ± 0.72 جيغا طن من الكربون سنوياً، فإن هذا التحسن كان متفاوتاً على المستوى الإقليمي. وشهدت منطقة شرق المحيط الهادئ الاستوائية امتصاصًا معززًا للكربون بسبب انخفاض ارتفاع مياه القاع إلى السطح أثناء الانتقال من ظاهرة النينيا إلى ظروف ظاهرة النينيو. ومع ذلك، فإن ارتفاع درجات حرارة سطح البحر (SSTs) في شمال شرق المحيط الأطلسي أدى إلى انخفاض كفاءة الحوض في تلك المنطقة.

تأثير الحرارة الشديدة على أحواض الكربون

على الصعيد العالمي، ساهمت مناطق الأراضي المعرضة لدرجات حرارة قياسية في عام 2023 في فقدان إجمالي للكربون قدره 1.73 جيجا طن سنويًا. وأظهرت المناطق التي تعاني من حرارة شديدة، مثل تلك الموجودة في المئين الخامس والتسعين من شذوذ درجات الحرارة، عدم امتصاص الكربون بالكامل، على الرغم من أنها تمثل 8.61٪ فقط من مساحة اليابسة العالمية. توضح هذه النتيجة التأثير غير المتناسب لدرجات الحرارة القصوى على وظائف النظام البيئي وديناميكيات الكربون.

الفصل بين الخضرة ومصارف الكربون

ومن المثير للاهتمام أن عام 2023 شهد مستوى قياسيا من التخضير العالمي، لكن هذا لم يترجم إلى مصارف كربون أقوى. وفي حين أن خضرة الغطاء النباتي، كما تم قياسها بواسطة المؤشرات المشتقة من الأقمار الصناعية، ترتبط بشكل عام بامتصاص الكربون، يبدو أن هذه العلاقة قد ضعفت. ومن المحتمل أن عوامل مثل إعادة النمو بعد الحرائق، والتي تزيد من الخضرة دون استعادة مخزون الكربون، وإجهاد الجفاف الإقليمي، ساهمت على الأرجح في هذا الانفصال.

دراسة عام 2010 نشرت في علوم وجدت أن 86% من النظم البيئية الأرضية في جميع أنحاء العالم أصبحت أقل كفاءة في امتصاص ثاني أكسيد الكربون مع ارتفاع مستوياته في الغلاف الجوي. ويؤثر هذا الانخفاض على تأثير تخصيب ثاني أكسيد الكربون (CFE)، وهي العملية التي من خلالها يعزز ثاني أكسيد الكربون المرتفع عملية التمثيل الضوئي ونمو النبات. ورغم أن القوات التقليدية في أوروبا كانت بمثابة آلية رئيسية للتخفيف من آثار تغير المناخ، فإن فعاليتها تتناقص بشكل مطرد.

قام الباحثون بتحليل عقود من البيانات من التجارب الميدانية، وعمليات رصد الأقمار الصناعية، ونماذج سطح الأرض للتحقيق في هذا الاتجاه. ووجد الباحثون أن المتوسط ​​العالمي لـ CFE انخفض من 21% إلى 12% لكل 100 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بين عامي 1982 و2020. ويشير هذا الانخفاض إلى أن النظم البيئية للأراضي أصبحت أقل موثوقية كحاجز ضد تغير المناخ، مما يثير المخاوف بشأن الدور الذي ستلعبه النباتات. في تعويض الانبعاثات المستقبلية.

الآثار المترتبة على التخفيف من تغير المناخ

يشير ضعف مصارف الكربون الطبيعية في عام 2023 إلى تحول مثير للقلق في قدرة الأرض على تنظيم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ومع امتصاص النظم البيئية الأرضية لكمية أقل من الكربون، يظل المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تسريع تغير المناخ. يتحدى هذا الاتجاه موثوقية المصارف الطبيعية كاستراتيجية للتخفيف ويؤكد الحاجة الملحة للحد من انبعاثات الوقود الأحفوري.

علاوة على ذلك، تسلط أحداث عام 2023 الضوء على الحاجة إلى إعادة تقييم ميزانية الكربون العالمية. قد تقلل النماذج المناخية الحالية من تأثير الطقس المتطرف، وحالات الجفاف، والحرائق على مصارف الكربون، مما يؤدي إلى توقعات مفرطة في التفاؤل بشأن امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المستقبل.

استراتيجيات لتعزيز عزل الكربون

لتعزيز قدرة بالوعات الكربون الطبيعية، يمكن تنفيذ عدة استراتيجيات:

• إعادة التشجير والتشجير: يمكن أن تؤدي زراعة غابات جديدة واستعادة الغابات المتدهورة إلى زيادة امتصاص ثاني أكسيد الكربون. ولا تعمل هذه الجهود على عزل الكربون فحسب، بل توفر أيضًا فوائد بيئية إضافية، مثل الحفاظ على التنوع البيولوجي وتثبيت التربة.
• الإدارة المستدامة للأراضي: إن تبني الممارسات التي تحافظ على صحة التربة وتمنع إزالة الغابات يمكن أن يعزز قدرة الأرض على امتصاص ثاني أكسيد الكربون. تساهم تقنيات مثل الزراعة الحراجية والحرث الحفظي وزراعة الغطاء النباتي في زيادة تخزين الكربون في التربة.
• حماية الغابات الموجودة: يعد منع إزالة الغابات وتدهورها أمرًا بالغ الأهمية، حيث تخزن الغابات الناضجة كميات كبيرة من الكربون. إن تنفيذ السياسات التي تحد من قطع الأشجار غير القانوني وتعزز الممارسات الحرجية المستدامة يمكن أن يساعد في الحفاظ على بالوعات الكربون الحيوية هذه.
• استعادة الأراضي الرطبة: تعتبر الأراضي الرطبة بمثابة بالوعات للكربون عالية الكفاءة. يمكن أن تؤدي استعادة الأراضي الرطبة المتدهورة إلى تعزيز قدرتها على عزل ثاني أكسيد الكربون وتوفير فوائد بيئية إضافية، بما في ذلك تنقية المياه والسيطرة على الفيضانات.

يسلط الانخفاض الكبير في كفاءة امتصاص الكربون الأرضي في عام 2023 الضوء على مدى ضعف هذه الأنظمة الأساسية أمام الضغوطات مثل الجفاف والحرارة الشديدة وحرائق الغابات. تؤكد هذه النتائج على أهمية الحد من انبعاثات الوقود الأحفوري مع إعطاء الأولوية لاستراتيجيات مثل إعادة التشجير والإدارة المستدامة للأراضي لتعزيز مصارف الكربون. ومع مواجهة النظم الطبيعية لتحديات متزايدة، فإن البحث المستمر والبيانات المحسنة ستلعب دورا حاسما في تشكيل حلول مناخية فعالة ومستنيرة.

مراجع

Ke, P., Ciais, P., Sitch, S., Li, W., Bastos, A., Liu, Z., … & Chevallier, F. (2024). يكشف تحليل ميزانية الكربون منخفض الكمون عن انخفاض كبير في مخزون الكربون الأرضي في عام 2023. مراجعة العلوم الوطنية، نواي367. دوى: 10.1093/nsr/nwae367.

Wang, S., Zhang, Y., Ju, W., Chen, JM, Ciais, P., Cescatti, A., … & Peñuelas, J. (2020). الانخفاض العالمي الأخير في تأثيرات تخصيب ثاني أكسيد الكربون على عملية التمثيل الضوئي للنباتات. علوم, 370(6522)، 1295-1300. دوى: 10.1126/science.abb7772