Carbon recovery potential of Afrotropical secondary forests
تكشف هذه الدراسة، بناءً على بيانات ميدانية واسعة النطاق من 12 دولة أفريقية، أنه في حين تراكم الغابات الثانوية في المنطقة الأفريقية الاستوائية كميات كبيرة من الكربون في غضون عقدين من الزمن، فإن التعافي الكامل لمستويات الغابات العتيقة يستغرق ما بين 36 إلى 92 عاماً، مما يشير إلى أن إعادة النمو الثانوي وحدها لا يمكنها تلبية الأهداف المناخية لعام 2050، ويؤكد الحاجة الماسة للحفاظ على ما تبقى من الغابات العتيقة.
المؤلفون الأصليون:Viktor Van de Velde, Pascal Boeckx, Bruno Hérault, Andrés de Velasco, Anny N'Guessan, Bienvenu H. K. Amani, Félicien Meunier, Isaac Makelele, Johanna Van Passel, Justin Kassi, Aida Cuni-Sanchez, Amy BViktor Van de Velde, Pascal Boeckx, Bruno Hérault, Andrés de Velasco, Anny N'Guessan, Bienvenu H. K. Amani, Félicien Meunier, Isaac Makelele, Johanna Van Passel, Justin Kassi, Aida Cuni-Sanchez, Amy Bennett, Aya Houphouet, Bart Muys, Casey Ryan, Catarina Jakovac, Corneille Ewango, Dries Landuyt, Eben Broadbent, Eric Ngansop, Fidèle Evouna Ondo, Francisco Maiato, Frans Bongers, Frédérique Monfort, Gabriel Teteka, Iain McNicol, Imma Tcheferi, Iris Hordijk, Jan Reitsma, Jean-Francois Bastin, Jean-Remy Makana, Jefferson Hall, Jonathan Dabo, Joseph Mande, Josué Ndong, Kathryn Jeffery, Kris Verheyen, Le Bienfaiteur Sagang, Lee White, Lourens Poorter, Lucy Amissah, Madelon Lohbeck, Martin Sullivan, Masha van der Sande, Mathew Williams, Moses Nsanyi Sainge, Murray Collins, Natacha Nssi Bengone, Nicolas Barbier, Nicolas Labrière, Oliver Phillips, Paly Titenwi, PETER UMUNAY, Pierre Couteron, Sacha Delecluse, Sá Lisboa, Sam Moore, Serge Mombenga, Simon Lewis, Sybryn Maes, Thibauld Collet, Tresor Mbavumoja, Vianet Mihindou, Wannes Hubau, William Verbiest, Yadvinder Malhi, Yao Sangne, Marijn Bauters
المؤلفون الأصليون: Viktor Van de Velde, Pascal Boeckx, Bruno Hérault, Andrés de Velasco, Anny N'Guessan, Bienvenu H. K. Amani, Félicien Meunier, Isaac Makelele, Johanna Van Passel, Justin Kassi, Aida Cuni-Sanchez, Amy Bennett, Aya Houphouet, Bart Muys, Casey Ryan, Catarina Jakovac, Corneille Ewango, Dries Landuyt, Eben Broadbent, Eric Ngansop, Fidèle Evouna Ondo, Francisco Maiato, Frans Bongers, Frédérique Monfort, Gabriel Teteka, Iain McNicol, Imma Tcheferi, Iris Hordijk, Jan Reitsma, Jean-Francois Bastin, Jean-Remy Makana, Jefferson Hall, Jonathan Dabo, Joseph Mande, Josué Ndong, Kathryn Jeffery, Kris Verheyen, Le Bienfaiteur Sagang, Lee White, Lourens Poorter, Lucy Amissah, Madelon Lohbeck, Martin Sullivan, Masha van der Sande, Mathew Williams, Moses Nsanyi Sainge, Murray Collins, Natacha Nssi Bengone, Nicolas Barbier, Nicolas Labrière, Oliver Phillips, Paly Titenwi, PETER UMUNAY, Pierre Couteron, Sacha Delecluse, Sá Lisboa, Sam Moore, Serge Mombenga, Simon Lewis, Sybryn Maes, Thibauld Collet, Tresor Mbavumoja, Vianet Mihindou, Wannes Hubau, William Verbiest, Yadvinder Malhi, Yao Sangne, Marijn Bauters
تُعد الغابات الاستوائية بمثابة الخزائن العظيمة للكربون على كوكبنا، حيث تحتفظ بكميات هائلة من غاز الاحتباس الحراري الذي يرفع حرارة غلافنا الجوي داخل أشجارها وتربتها. وعندما تُقطع هذه الغابات لأغراض الزراعة أو غيرها من الاستخدامات، يتحرر ذلك الكربون المخزن، مما يساهم في تغير المناخ. ومع ذلك، تمتلك الطبيعة قدرة مذهلة على شفاء نفسها؛ فعندما تُهمل الحقول، تنمو أشجار جديدة، مما يخلق ما يسميه العلماء "الغابات الثانوية". وتعمل هذه الغابات المتجددة كإسفنج، حيث تسحب الكربون من الهواء مرة أخرى مع نضوجها. وعلى مدى عقود، نظر الباحثون إلى هذه الغابات المتعافية كحل محتمل لتعويض الضرر الناجم عن إزالة الغابات، آملين أن تنمو بسرعة كافية للمساعدة في تحقيق الأهداف المناخية العالمية. لكن سؤالاً جوهرياً ظل دون إجابة: ما هي السرعة التي يمكن أن تنمو بها حقاً، وكم من الوقت يستغرق الأمر لتصبح غنية بالكربون مثل الغابات القديمة البكر التي حلت محلها؟
لقد بدأت دراسة جديدة ضخمة أخيراً في الإجابة على هذا السؤال فيما يخص غابات أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، وهي منطقة تضم ثاني أكبر غابة استوائية في العالم، ولكنها ظلت للأسف أقل دراسة بشكل مفاجئ مقارنة بنظيراتها في الأمريكتين. قام فريق دولي من الباحثين بالانتقال إلى اثنتي عشرة دولة أفريقية مختلفة، من أنغولا إلى تنزانيا، لقياس الكربون المخزن في ما يقرب من ألف قطعة أرض غابية. وقد مثلت هذه القطع جدولاً زمنياً للتعافي، تراوح بين حقول أُزيلت قبل عام واحد فقط، وأراضٍ حرجية تعيد النمو منذ ستين عاماً. ومن خلال قياس قطر وطول الأشجار في هذه القطع، حسب الفريق بدقة كمية الكربون التي تتراكم بمرور الوقت، وقارنوا هذه الغابات المتجددة بالغابات القديمة المجاورة، والتي تعمل كمعيار نهائي للنظام البيئي المسترد بالكامل.
تكشف النتائج عن قصة تجمع بين الأمل والحذر. ففي العشرين سنة الأولى بعد هجر الحقل، تستعيد هذه الغابات الثانوية بالفعل كمية كبيرة من الكربون، حيث تراكمت في بعض المواقع ما بين 11 و109 أطنان مترية من الكربون لكل هكتار. ويُعزى هذا النمو المبكر إلى العودة السريعة للأشجار سريعة النمو، وإلى الكربون المتبقي في جذوع الجذور المتبقية من الأشجار التي تُرِكت بعد الإزالة. ومع ذلك، وجدت الدراسة أنه إذا لم يفرق الباحثون بعناية بين النمو الجديد وبين الكربون المتبقي من الأشجار القديمة، فقد يبالغون بشكل كبير في تقدير كمية الكربون الجديدة التي تلتقطها الغابة فعلياً. وهذا التمييز حيوي للمحاسبة الدقيقة، لأنه يفصل بين الإنتاجية الحقيقية للغابة وبين الإرث الذي كان موجوداً من قبل.
وعندما نظر الباحثون إلى الصورة طويلة المدى، تبين أن الجدول الزمني للتعافي الكامل كان أطول بكثير مما كان يأمله الكثيرون. فمن أجل الوصول إلى 90 بالمائة من مخزون الكربون الموجود في غابة قديمة مجاورة، احتاجت المواقع المتجددة إلى ما بين 36 إلى 92 عاماً، بمتوسط قدره 59 عاماً. وفي بعض المواقع، كانت نسبة عدم اليقين عالية جداً لدرجة أن نافذة التعافي قد تمتد لأكثر من قرن. وهذا يعني أنه بينما تعد الغابات الثانوية بالوعات كربون قيمة، إلا أنها لا تستطيع تعويض الكربون المفقود عندما تُدمر الغابات القديمة بشكل موثوق خلال العقود القليلة المطلوبة لتحقيق الأهداف المناخية العالمية لعام 2050. وتشير الدراسة إلى أن الاعتماد على إعادة النمو وحدها لإصلاح المناخ هو مقامرة؛ فالعملية ببساطة بطيئة للغاية ومتغيرة جداً بحيث لا يمكن اعتبارها حلاً مضموناً.
إن سرعة هذا التعافي ليست متساوية في كل مكان؛ فقد وجد الباحثون أن الغابات في المناطق الأكثر رطوبة تميل إلى تراكم الكربون بشكل أسرع، بينما شهدت المناطق ذات فترات الجفاف الموسمي الشديد معدلات تعافٍ أبطأ. ومع ذلك، وحتى مع وجود هذه المؤشرات البيئية، ظل التنبؤ بدقة بالوقت الذي ستستغرقه غابة معينة للتعافي بالكامل أمراً صعباً. وكانت النماذج المستخدمة للتنبؤ بهذه المسارات أفضل بكثير في التنبؤ بالمكاسب قصيرة المدى منها في التنبؤ بأوقات التعافي طويلة المدى. وينبع عدم اليقين هذا من عوامل معقدة يصعب قياسها عن بُعد، مثل تاريخ الأرض، والمزيج المحدد للبذور المتاحة لبدء الغابة الجديدة، وكيفية تنافس الأنواع المختلفة مع بعضها البعض أثناء نموها.
في نهاية المطاف، يقدم هذا العمل النظرة الميدانية الأكثر شمولاً لتعافي الغابات الأفريقية حتى الآن، مما يوفر خط أساس واقعي لصناع القرار وحماة البيئة. وهو يؤكد أنه بينما يعد التجدد الطبيعي قوة جبارة يمكنها استعادة مخزونات كربون كبيرة، إلا أنها تعمل وفق جدول زمني يُقاس بالأجيال وليس بالسنوات. وتخلص الدراسة إلى أن حماية الغابات القديمة المتبقية ليست مجرد خيار، بل هي ضرورة مطلقة؛ ولأن هذه الغابات القديمة تحمل كربون لا يمكن للغابات المتجددة مضاهاته لفترة طويلة جداً، فإن الحفاظ عليها هو السبيل الوحيد لضمان بقاء الكربون المخزن في أشجار أفريقيا آمناً بينما يعمل العالم نحو مناخ مستقر.
ملخص تقني: إمكانات استعادة الكربون في الغابات الثانوية في منطقة أفرو-تروبيكال (الأفرو-استوائية)
بيان المشكلة تسيطر الغابات الثانوية بشكل متزايد على المناظر الطبيعية في منطقة أفرو-تروبيكال نتيجة لتسارع عمليات إزالة الغابات لأغراض الزراعة المعيشية الصغيرة. وبينما تلعب هذه الغابات المتجددة دوراً حاسماً في دورة الكربون العالمية من خلال عزل ثاني أكسيد الكربون الجوي، فإن قدرتها على استعادة مخزونات الكربون لتضاهي الغابات القديمة لا تزال غير محددة كمياً بشكل كافٍ. وتعتمد التقييمات الحالية على منتجات الاستشعار عن بعد عبر المناطق الاستوائية التي تفتقر إلى التحقق الميداني الأفريقي، أو على تقديرات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) التي تستخدم قيم استعادة ثابتة وموحدة إقليمياً. ونتيجة لذلك، تظل درجة التباين المكاني والزمني لحجم استعادة الكربون في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى غير مؤكدة، مما يحد من القدرة على تقييم إمكانات تخفيف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الحقيقية أو توجيه التخطيط لإعادة التشجير بفعالية.
المنهجية تستخدم الدراسة مجموعة بيانات غير مسبوقة قائمة على المسح الأرضي، تضم 983 قطعة من جرد الغابات موزعة على 32 موقعاً في 12 دولة من دول أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. تمثل هذه المواقع تسلسلات زمنية للغابات التي تنمو مجدداً بعد الإزالة (تتراوح أعمارها بين 1 إلى 60 عاماً منذ حدوث الاضطراب)، مع استبعاد القطع المتأثرة فقط بالقطع الانتقائي للأشجار.
تقدير الكتلة الحيوية: تم حساب مخزونات الكربون فوق سطح الأرض (AGC) من قطر جذع الشجرة عند مستوى صدر الشجرة (DBH)، وكثافة الخشب، وارتفاع الشجرة المقدر باستخدام نماذج قياس الخصائص (allometric models) المعتمدة. وتم التمييز بين الأشجار المتبقية (الكتلة الحيوية المتبقية) والأجيال المتجددة باستخدام حد أقصى لنمو القطر (5 سم/سنة)، مع إجراء تعديلات محددة للمواقع التي أدت فيها أعمار القطع الأولية إلى تقديرات نمو غير واقعية.
إطار النمذجة: تم استخدام إطار بايزي هرمي (hierarchical Bayesian framework) لمحاكاة مسارات استعادة مخزونات الكربون فوق سطح الأرض (AGC) على مستوى الموقع باستخدام دالة نمو سيجمويدية (نموذج تشابمان-ريتشاردز). وقد دمج هذا النهج صراحةً أوجه عدم اليقين في تقديرات عمر الموقع (المستمدة من المقابلات المحلية) والمستويات المرجعية للغابات القديمة.
المقاييس الرئيسية: تم اشتقاق ثلاثة مقاييس للاستعادة:
AGC20: إجمالي مخزون الكربون فوق سطح الأرض بعد 20 عاماً (بما في ذلك الكتلة الحيوية المتبقية).
CA20: الكربون المتراكم خلال العشرين سنة الأولى (باستثناء الكتلة الحيوية المتبقية).
t90: الوقت اللازم لاستعادة 90% من مخزون الكربون المحاكى للغابات القديمة.
المحركات البيئية: تم استخدام نماذج الانحدار الخطي البايزي مع اختيار الميزات التنبؤية لربط هذه المقاييس بالمتغيرات المناخية (مثل متوسط هطول الأمطار السنوي، والقصور المائي التراكمي الأقصى)، والتربية (حموضة التربة)، والمناظر الطبيعية (متوسط الغطاء الغابي، والاتصال/التجاور).
الإسقاط المكاني: تم دمج العلاقات المستمدة مع الطبقات البيئية المكانية لإنشاء خرائط إقليمية لإمكانات استعادة الكربون المرتبطة بعدم اليقين.
النتائج الرئيسية
مكاسب مبكرة كبيرة: يحقق التجدد الطبيعي مكاسب كبيرة في الكربون فوق سطح الأرض خلال العقدين الأولين، تتراوح بين 11 إلى 109 ميجا جرام كربون لكل هكتار (متوسط CA20: 24 ميجا جرام كربون لكل هكتار). وعند إدراج الكتلة الحيوية المتبقية، فإن متوسط المخزونات عند 20 عاماً (AGC20) يتضاعف تقريباً ليصل إلى 40 ميجا جرام كربون لكل هكتار.
أوقات استعادة متباينة: يتباين الوقت اللازم لاستعادة 90% من مخزونات الكربون في الغابات القديمة (t90) بشكل واسع عبر المواقع، حيث يتراوح بين 36 إلى 92 عاماً، بمتوسط إجمالي قدره 59 عاماً. وفي عدة مواقع، يتجاوز فاصل الثقة 90% لـ t90 قرناً من الزمان.
الضوابط البيئية:
هطول الأمطار: يؤثر متوسط هطول الأمطار السنوي (MAP) إيجاباً على كل من CA20 وAGC20.
القصور المائي: تؤثر القيمة المطلقة للقصور المائي التراكمي الأقصى (MCWD) سلباً على t90، مما يشير إلى معدلات استعادة نسبية أسرع في المناخات الأكثر جفافاً موسمياً.
الغطاء الغابي: يتنبأ متوسط الغطاء الغابي (MFC) إيجاباً بـ AGC20 وليس بـ CA20، مما يشير إلى تأثير على الظروف الأولية (الكتلة الحيوية المتبقية) بدلاً من معدلات الاستعادة.
القدرة على التنبؤ: يتم التنبؤ بـ AGC20 بشكل جيد من خلال المتغيرات البيئية (R² = 0.68) بينما يظهر CA20 قدرة تنبؤ متوسطة (R² = 0.37)، في حين أن t90 ضعيف التنبؤ (Bayesian R² = 0.12). يشير هذا الانخفاض في القدرة على التنبؤ إلى أن مسارات الاستعادة طويلة الأجل تتأثر بعوامل لا تستوعبها التدرجات البيئية الواسعة، مثل تاريخ استخدام الأراضي، وقيود انتشار البذور، والتفاعلات الحيوية المحلية.
تأثير الكتلة الحيوية المتبقية: يؤدي الفشل في التمييز بين الكتلة الحيوية المتبقية وتراكم الكتلة الحيوية الحقيقي إلى تضخيم تقديرات معدلات احتجاز الكربون، حتى لو ظلت تقديرات إجمالي المخزونات دقيقة.
الأهمية والادعاءات يزعم البحث أنه يقدم المرجع الأكثر شمولاً القائم على العمل الميداني لاستعادة الكربون في منطقة أفرو-تروبيكال حتى الآن. وتتمثل مساهماته الرئيسية في:
ضرورة الحفظ: نظراً لأن الاستعادة الكاملة للكربون لتصل إلى مستويات الغابات القديمة تستغرق عقوداً عديدة أو أكثر من قرن — وهو ما يتجاوز بكثير الجداول الزمنية المطلوبة لتحقيق الأهداف المناخية العالمية بحلول عام 2050 — فإن إعادة النمو الثانوي لا يمكنها تعويض فقدان كربون الغابات القديمة بشكل موثوق. لذلك، فإن الحفاظ على الغابات القديمة المتبقية أمر ضروري.
التحسين المنهجي: تسلط الدراسة الضوء على أن المكاسب المبكرة للكربون يمكن التنبؤ بها، ولكن الاستعادة طويلة الأجل ليست كذلك. كما توضح أن تقديرات الاستعادة تعتمد بشدة على ما إذا كانت الكتلة الحيوية المتبقية مدرجة أم لا، وهو تمييز حيوي لتفسير بيانات الاستشعار عن بعد حيث تُستخدم مخزونات النقطة الزمنية الواحدة غالباً كبدائل للتراكم.
الآثار السياساتية: تشير النتائج إلى أن تطبيق معدلات تراكم ثابتة على مسارات استعادة غير خطية بطبيعتها ينطوي على مخاطر وقوع أخطاء منهجية في محاسبة الكربون. ويدعو المؤلفون إلى استخدام تقديرات مكانية محددة ومستندة إلى الميدان مع تحديد عدم اليقين لإرشاد سياسات الاستعادة.
الحدود السياقية: يهدف الإطار إلى دعم التدخلات المناسبة للسياق التي تحمي الأنظمة البيئية المفتوحة طبيعياً (السافانا، والمراعي) بدلاً من تعزيز تحويلها إلى غابات، مع الإقرار بأن الاستعادة يجب ألا تخلط بين إعادة التشجير واستعادة النظام البيئي في المناطق غير الحرجية.
يخلص المؤلفون إلى أنه بينما يوفر التجدد الطبيعي مكاسب كربونية كبيرة في المدى القريب، فإن عدم اليقين والمدد الزمنية الطويلة للاستعادة تؤكد على القيمة التي لا تُعوض للغابات القديمة الموجودة.