Evidence for lower soil carbon storage in forests invaded by Chinese privet

حساب البنك الخفي للغابة

تخيل أن الأرض تمتلك حساباً بنكياً ضخماً وغير مرئي، حيث تخزن عملتها الأكثر قيمة: الكربون. هذه ليست أموالاً يمكنك إنفاقها في المتجر، بل هي غاز يسمى ثاني أكسيد الكربون يطفو في الهواء ويجعل كوكبنا حاراً جداً. لدى الطبيعة طريقة ذكية لتنظيف هذا الغاز؛ إذ تعمل الأشجار والنباتات مثل المكانس الكهربائية، حيث تمتص الكربون من الهواء وتحبسه داخل جذوعها وأوراقها وجذورها. لكن السحر الحقيقي يحدث تحت الأرض. فبينما تسقط الأوراق وتموت الجذور، تتحلل وتتحول إلى مادة غنية وداكنة في التربة تسمى الكربون العضوي. فكر في كربون التربة هذا كحساب توفير يمكنه الاحتفاظ بتلك "الأموال" لمئات أو حتى آلاف السنين، مما يبقيها بعيدة عن الغلاف الجوي.

العلماء مهتمون جداً بهذا البنك الموجود تحت الأرض لأنه يساعد في مكافحة تغير المناخ. ومع ذلك، فإن هذا البنك هش؛ فإذا تغيرت الطريقة التي تسقط بها الأوراق، أو سرعة تعفنها، أو عدد الأشجار التي تنمو، يمكن أن يتغير الرصيد. وأحياناً، يفقد البنك الأموال بسرعة أكبر مما يكتسبها. وهنا يأتي دور دخيل متسلل؛ ففي العديد من الغابات، استوطن نبات يسمى "الليفستريم الصيني" (Chinese privet)، وهو شجيرة سريعة النمو تحب الاستحواذ على المكان. والسؤال الكبير الذي يشغل العلماء هو: هل يساعد هذا الدخيل الغابة على توفير المزيد من الكربون، أم أنه يتسبب في استنزاف الحساب عن طريق الخطأ؟ وللإجابة على ذلك، كان على الباحثين النظر في كل من الأشجار فوق الأرض والتربة تحت الأرض لمعرفة من المنتصر في معركة تخزين الكربون.

سيطرة الغابة: عندما يستنزف الدخيل بنك الكربون

في غابة في طور التعافي في وسط جورجيا، قرر فريق من الباحثين التحقيق في مشكلة متسللة: كيف يغير نبات "الليفسترم الصيني" (Ligustrum sinense) قدرة الغابة على تخزين الكربون. لا يتعلق الأمر بمجرد شجيرات جميلة، بل بمدى قدرة الغابة على الحفاظ على "مدخراتها" بأمان. قارن العلماء بين ثلاثة أنواع مختلفة من قطع الغابات: واحدة اجتاحتها شجيرة الليفسترم الصيني بكثافة، وأخرى خالية من هذه الشجيرة، وثالثة عبارة عن مساحات صنوبرية مدارة. أرادوا معرفة ما إذا كان وجود هذه الشجيرة الغازية يجعل الغابة تفقد مدخراتها من الكربون.

مفاجأة التربة: المشكلة ليست في التراب، بل في التعفن
أولاً، بحث الفريق في التربة؛ حيث أخذوا عينات من ثلاثة أعماق مختلفة (0-5 سم، 5-10 سم، و10-15 سم) لمعرفة مقدار الكربون المختبئ هناك. قد تعتقد أنه إذا بدت التربة مختلفة، فإن ذلك سيفسر سبب تغير مستويات الكربون. ولكن إليك المفاجأة: كانت التربة في الغابة المغزوة والغابة غير المغزوة متطابقة تقريباً؛ فقد امتلكتا نفس القوام (طمي رملي) ونفس الكثافة. كان الأمر أشبه بمقارنة صندوقين متطابقين من الرمل؛ فالتربة نفسها لم تكن هي المشكلة.

ومع ذلك، حكت مستويات الكربون قصة مختلفة. فقد كانت الغابة غير المغزوة تحتوي على كمية صحية من الكربون، بينما احتوت الغابة المغزوة على كمية أقل بكثير. في الواقع، كان إجمالي تخزين الكربون في الموقع المغزوة أقل بنسبة 40% من الغابة الصحية. كما كانت مساحات الصنوبر المدارة منخفضة أيضاً، لكن الموقع المغزوة كان الأسوأ بين الجميع.

لماذا؟ يقترح الباحثون أن الأمر كله يتعلق بـ "سرعة التعفن". فأوراق الليفسترم الصيني تشبه أغلفة الوجبات السريعة للبكتيريا والفطريات؛ فهي تتحلل بسرعة فائقة لأنها مليئة بالمغذيات وتمتلك نسبة كربون إلى نيتروجين منخفضة. عندما تسقط الأوراق الأصلية (الوطنية)، تكون أكثر صلابة وتستغرق وقتاً أطول للتعفن، مما يسمح للكربون بالاستقرار في التربة مثل "حساء يطهى ببطء". أما أوراق الليفسترم؟ فهي تتحلل بسرعة كبيرة لدرجة أن الكربون ينطلق مجدداً إلى الهواء قبل أن يتم تخزينه. إنه يشبه محاولة ادخار المال في بنك، لكن موظف البنك يعيد إليك النقود فور إيداعها. كما كانت التربة في المنطقة المغزوة أكثر قلوية قليلاً (ارتفاع في الرقم الهيدروجيني pH)، مما قد يحفز الميكروبات على التهام الكربون بشكل أسرع.

مشاكل الأشجار: حشد صامت
بعد ذلك، نظر الفريق إلى ما فوق الأرض ليروا ما يحدث مع الأشجار. استخدموا طريقة تسمى "أخذ عينات الربع المركزي"، وهي طريقة منمقة تعني أنهم ساروا على طول خطوط وقاسوا أقرب الأشجار في أربعة اتجاهات لعدّ كم عددها ومدى حجمها.

كانت النتائج صارخة. ففي المناطق التي يتواجد فيها الليفسترم الصيني، كانت الغابة تبدو كمدينة أشباح مقارنة بالمناطق غير المغزوة. كانت كثافة الأشجار أقل بكثير. وبينما كانت الأشجار الموجودة هناك بنفس حجم الأشجار في الغابة الصحية تقريباً، إلا أنه لم يكن هناك عدد كافٍ منها فحسب. فقد كانت المناطق المغزوة تحتوي على عدد أقل بكثير من الشتلات ومن الأشجار بشكل عام.

وهذا أمر مهم لأن قلة الأشجار تعني تخزين كربون أقل في الخشب. وحسب الباحثون أن كربون الأشجار في المناطق المغزوة كان أقل بكثير منه في المناطق غير المغزوة. في الواقع، كان إجمالي كربون النظام البيئي (التربة والأشجار معاً) أقل بنسبة 40% في ظل وجود الليفسترم الصيني. يبدو أن الشجيرة تزيح الأشجار الأصلية، وتمنع نمو أشجار جديدة، وتوقف الغابة فعلياً عن بناء مدخراتها من الكربون.

ما استبعدته الدراسة
كان الباحثون حذرين في استبعاد بعض المشتبه بهم الواضحين. فقد أثبتوا أن انخفاض الكربون لم يكن بسبب اختلاف نوع التربة (مثل كونها أكثر رملية أو ثقلًا). كما أظهروا أن الفرق لم يكن مجرد لأن الأشجار كانت أصغر حجماً؛ فالأشجار التي نجت كانت جيدة، لكن لم يكن هناك عدد كافٍ منها فحاً. المشكلة تكمن في وجود الشجيرة نفسها، التي تغير قواعد اللعبة لكل من التربة والأشجار.

الخلاصة
تشير الدراسة إلى أن الليفسترم الصيني هو مصدر إزعاج مزدوج. فهو يسرع عملية تحلل الأوراق، مما يتسبب في تلاشي كربون التربة في الهواء، كما يثبط نمو الأشجار الجديدة، مما يقلل من كمية الكربون المخزنة في مظلة الغابة. وبينما لم يثبت الباحثون بالضبط كيف تتفاعل الميكروبات في كل حالة على حدة، إلا أن الأدلة تشير بقوة إلى فكرة أن هذه الشجيرة الغازية تحول الغابة من غابة موفرة للكربون إلى غابة مسربة له. وبالنسبة لغابة تحاول التعافي من الزراعة السابقة والمساعدة في مكافحة تغير المناخ، فإن سيطرة الليفسترم الصيني تشبه وجود تسريب في سقف حساب مدخراتك. والحل؟ قد يكون التحكم في هؤلاء الدخلاء خطوة رئيسية لمساعدة الغابات على إبقاء الكربون مغلقاً في مكانه الصحيح.