Carbon – Biodiversity - Land System Nexus Across Scales: MSA and Biomass Metrics Across the Brazilian Cerrado and the Sertão Veredas Peruaçu Mosaic

إن الأنظمة الحية في كوكب الأرض ليست مجرد مجموعات من النباتات والحيوانات؛ بل هي محركات معقدة تنظم مناخ الكوكب. وفي العديد من أكثر الأماكن تنوعاً بيولوجياً في العالم، ترتبط صحة التربة وتنوع الحياة فوقها ارتباطاً وثيقاً بكمية الكربون التي يمكن للأرض استيعابها. فعندما تكون الغابات والسافانا سليمة، فإنها تعمل كخزانات ضخمة، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزنه في الأشجار والتربة. ومع ذلك، عندما تتقطع أوصال هذه المناظر الطبيعية بسبب الزراعة أو التوسع العمراني، فإنها غالباً ما تتوقف عن امتصاص الكربون وتبدأ في إطلاقه، بينما تفقد في الوقت ذاته الأنواع الفريدة التي تتخذ منها موطناً لها. وهذا يخلق تحدياً صعباً للعالم الحديث: كيف يمكننا إنتاج ما يكفي من الغذاء لإطعام سكان متزايدين دون تدمير الأنظمة البيئية ذاتها التي تحافظ على استقرار المناخ؟ ويتجه العلماء بشكل متزايد نحو دراسة كيفية عمل هذين الهدفين — إطعام الناس وحماية الطبيعة — معاً بدلاً من أن يتصادما، لا سيما في الأماكن التي تشتد فيها الضغوط لتحويل الأراضي البرية إلى مزارع.

أحد هذه الأماكن هو "سيرادو" (Cerrado)، وهو عبارة عن سافانا مدارية شاسعة في البرازيل تُعتبر بؤرة عالمية للتنوع البيولوجي. إنه مشهد طبيعي من المراعي المتدحرجة، والغابات الشجيرية، والنباتات ذات الجذور العميقة التي تخزن كميات هائلة من الكربون. ومع ذلك، يتعرض هذا الإقليم لضغوط شديدة من التوسع الزراعي، مدفوعاً بالطلب العالمي على اللحوم وفول الصويا. ولفهم كيفية حماية هذا التوازن الهش، شرع الباحثون دانييلا دو فالي، ودينيز كارفاليو دي أرودا، وسونيا كارفاليو ريبيرو، في قياس ما يحدث بالضبط لكل من الحياة البرية ومخزونات الكربون عندما تتغير الأرض. وقد ركزت دراستهم على مستويين مختلفين: منطقة "سيرادو" بأكملها، والتي تغطي جزءاً ضخماً من البرازيل، ومنطقة أصغر ومحددة تُعرف باسم "موزاييك سيرتاو فيريداس-بيرواسو" (Sertão Veredas-Peruaçu Mosaic). هذا الموزاييك هو عبارة عن رقعة فريدة من المناطق المحمية، وأراضي السكان الأصليين، والمزارع العاملة التي تُدار معاً ضمن خطة واحدة منسقة. ومن خلال مقارنة مصير المنطقة بأكملها بمصير هذا الموزاييك المحدد الذي يُدار جيداً، سعى الفريق لمعرفة ما إذا كانت الإدارة المتكاملة للمناظر الطبيعية يمكن أن توقف حقاً فقدان الطبيعة والكربون.

استخدم الباحثون بيانات تمتد من عام 2012 إلى عام 2023، وهي فترة شهدت تغيراً سريعاً في السافانا البرازيلية. وقد استخدموا صور الأقمار الصناعية لتتبع كيفية استخدام الأراضي، ورسم خرائط لكل تحول من الغطاء النباتي الأصلي إلى المراعي أو المحاصيل. ولقياس صحة الحياة البرية، اعتمدوا على مقياس يسمى "متوسط وفرة الأنواع" (Mean Species Abundance)، والذي يعمل أساساً كدرجة تشير إلى عدد الأنواع التي يُحتمل بقاؤها في منطقة معينة مقارنة بالمناظر الطبيعية البكر غير الملموسة؛ حيث تعني الدرجة "واحد" أن المنطقة صحية تماماً للحياة البرية، بينما تعني الدرجة "صفر" أنها متدهورة تماماً. كما قاموا أيضاً بحساب كمية الكتلة الحيوية الخشبية — وهي الوزن الإجمالي للأشجار والشجيرات فوق سطح الأرض — والتي تعد مقياساً مباشراً لكمية الكربون المخزن في الغطاء النباتي. ومن خلال دمج هذه القطع الثلاث من المعلومات معاً، استطاعوا رؤية ليس فقط أين تتغير الأرض، بل كيف تؤثر تلك التغييرات على كل من الحيوانات والمناخ.

رسمت النتائج صورة قاتمة لمنطقة "سيرادو" الأوسع. ففي جميع أنحاء الإقليم، كان للتوسع الزراعي ضريبة باهظة. فبين عامي 2012 و2023، كان تحويل السافانا الأصلية إلى مراعي هو الاتجاه المهيمن، مع فقدان ما يقرب من ثلاثة ملايين هكتار من الموائل الطبيعية. وقد أدى هذا التحول الواسع النطاق إلى انخفاض ملموس في صحة النظام البيئي. ووجدت الدراسة أن المنطقة التي شهدت انخفاضاً في صحة الحياة البرية غطت أكثر من ستة بالمائة من الإقليم. والأكثر خطورة من ذلك، أن هذا التدهور كان يهدد بشكل مباشر الكربون المخزن في الأشجار؛ إذ كان ما يقرب من عشرة بالمائة من إجمالي الكتلة الحيوية الخشبية فوق سطح الأرض في "سيرادو" يقع في مناطق تعاني فيها النظم البيئية من تدهور نشط. وفي هذه المناطق، لم يكن فقدان الموائل مجرد مأساة للحيوانات فحسب، بل كان إشارة إلى أن الأرض أصبحت عرضة لإطلاق الكربون المخزن فيها مرة أخرى إلى الغلاف الجوي.

وفي تناقض صارخ، قدم "موزاييك سيرتاو فيريداس-بيرواسو" قصة مختلفة. فبالرغم من كونه محاطاً بنفس الضغوط الإقليمية والحدود الزراعية، أثبت هذا المشهد الطبيعي المُدار قدرة أكبر بكثير على الصمود. فقد كان معدل تحويل الغطاء النباتي الأصلي إلى زراعة داخل الموزاييك أقل من نصف المعدل المشهود في بقية مناطق "سيرادو". وبناءً على ذلك، كان الانخفاض في صحة الحياة البرية أكثر انحساراً، حيث أثر على حوالي اثنين بالمائة فقط من مساحة الموزاييك. وحتى الأكثر تشجيعاً كان مصير مخزونات الكربون: فقد نجح الموزاييك في الحفاظ على ما يقرب من ثمانية وتسعين بالمائة من كتلته الحيوية الخشبية في مناطق ظلت مستقرة بيئياً. وهذا يشير إلى أن نهج الإدارة المتكاملة المستخدم في الموزاييك، والذي يجمع بين وحدات الحفظ، وأراضي السكان الأصليين، والزراعة المستدامة، يعمل كدرع قوي ضد قوى التدهور التي تجتاح بقية الإقليم.

كما بحثت الدراسة في اتجاه التغيير بمرور الوقت لمعرفة ما إذا كانت الطبيعة تتعافى أم تستمر في التدهور. ففي منطقة "سيرادو" الأوسع، كان الاتجاه سلبياً للغاية؛ حيث انخفض متوسط درجة صحة المشهد الطبيعي بشكل ملحوظ، وتضاعف تقريباً حجم الأراضي التي تقلصت إلى حالتها الأكثر تدهوراً. وبينما أظهرت بعض المناطق علامات على التعافي، إلا أن فقدان الموائل فاق أي مكاسب بكثير. أما الموزاييك فقد أظهر اتجاهاً مشابهاً، وإن كان أقل حدة، مع انخفاض طفيف في متوسط درجة صحته. ومع ذلك، أظهر الموزاييك قدرة أعلى على التجدد مقارنة ببقية الإقليم، حيث أظهرت نسبة أكبر من أراضيه علامات إيجابية على التعافي البيئي. وهذا يشير إلى أنه على الرغم من أن الموزاييك ليس محصناً ضد ضغوط العالم الخارجي، إلا أن استراتيجيات إدارته تنجح في إبطاء الضرر وتسمح ببعض الشفاء الطبيعي.

تتحدى هذه النتائج الفكرة القائلة بأن الحفاظ على الطبيعة والزراعة يجب أن يكونا متنافيين. إذ يوضح البحث أن فقدان التنوع البيولوجي وإطلاق الكربون ليسا مشكلتين منفصلتين، بل هما مرتبطان بعمق. فعندما يتراجع تنوع الحياة في نظام بيئي ما، يصبح النظام أقل استقراراً وأقل قدرة على الاحتفاظ بالكربون الخاص به. ويعد "سيرادو" مثالاً نموذجياً على هذا الارتباط؛ فبينما يتم تبسيط المشهد الطبيعي إلى حقول شاسعة من المحاصيل أو المراعي، فإن الشبكة المعقدة للحياة التي تدعم التربة والأشجار تتفكك، مما يجعل الكربون المخزن أكثر عرضة للهروب. ويدل نجاح الموزاييك على أن الحل يكمكم في الحوكمة التي تعامل المشهد الطبيعي ككل واحد. فمن خلال تنسيق كيفية استخدام الأجزاء المختلفة من الأرض، من المحميات الطبيعية الصارمة إلى المزارع العاملة، يمكن الحفاظ على السلامة الهيكلية للنظام البيئي، مما يبقي الكربون محبوساً في الأشجار والتربة مع السماح في الوقت نفسه بالاستخدام البشري للأرض.

في نهاية المطاف، تجادل الورقة البحثية بأن حماية "سيرادو" تتطلب ما هو أكثر من مجرد تخصيص قطع معزولة من الغابات؛ إنها تتطلب استراتيجية على مستوى المشهد الطبيعي تدمج الحماية مع الإنتاج المستدام. ويعتبر "موزاييك سيرتاو فيريداس-بيرواسو" نموذجاً عملياً لهذا النهج، حيث يظهر أنه مع الإدارة الصحيحة، يمكن الحفاظ على الغالبية العظمى من مخزونات الكربون في المنطقة مع الحد من فقدان الحياة البرية. وتخلص الدراسة إلى أنه من أجل تحقيق أهداف المناخ والتنوع البيولوجي العالمية، يجب أن تتجاوز السياسات مجرد الحماية البسيطة وتتبنى هذه المناظر الطبيعية متعددة الوظائف. وتشير البيانات إلى أنه بدون مثل هذه الجهود المتكاملة، فإن التوسع المستمر في الزراعة سيؤدي حتماً إلى تآكل الأسس الإيكولوجية لـ "سيرادو"، مما يؤدي إلى إطلاق كربونه وإسكات أنواعه الفريدة. إن الموزاييك يثبت أن مساراً مختلفاً ممكن، مسار يمكن فيه للأرض أن تدعم كلاً من البشر والطبيعة دون التضحية باستقرار المناخ الذي يعتمد عليه كلاهما.