Buffalo Grazing Effects on the Physical–Mechanical Quality and Load-Bearing Capacity of Hydromorphic Riparian Soils in the Brazilian Atlantic Forest​

في الوديان المنخفضة في غابة الأطلسي بالبرازيل، حيث الأرض رطبة بطبيعتها وغالباً ما تكون التربة قريبة من حالة التشبع، تدور معركة صامتة من أجل صحة الأرض. هذه ليست حرب أسلحة، بل هي حرب وزن ومياه. فالتربة في هذه السهول الفيضية هي تربة هيدرومورفية (مائية الشكل)، مما يعني أنها تتشكل بفعل وجود الماء، وهو ما يجعلها ناعمة وسهلة الانضغاط. عندما تسير الحيوانات الثقيلة فوق هذه الأرض الرطبة، تضغط حوافرها للأسفل، مما يعصر جيوب الهواء الصغيرة خارج التربة ويجعل الجزيئات متراصة بإحكام أكبر. هذه العملية، المعروفة باسم الانضغاط، تحول الأرض الإسفنجية التي تتنفس إلى بلاطة صلبة وكثيفة. وبالنسبة للنباتات التي تنمو هناك، يعد هذا كارثة؛ إذ لا تستطيع جذورها اختراق التربة المتصلبة، ولا يمكن للماء أن يتسرب، مما يؤدي إلى الجريان السطحي والتآكل. لطالما قلق المزارعون وعلماء البيئة من أن تربية قطعان كبيرة من الماشية في هذه المناطق الرطبة الحساسة قد تدمر الأساس الذي يقوم عليه النظام البيئي، لكن قياس حجم الضرر بدقة، وكيفية تغيير المحتوى المائي للنتيجة، كان أمراً صعباً للغاية.

قرر باحثون من جامعة ولاية ساو باولو التحقيق في هذه المشكلة تحديداً من خلال النظر في تربية الجاموس في وادي ريبيرا. فالجاموس حيوانات ضخمة، يزن الجاموس غالباً ما بين 400 و800 كيلوغرام، ويعني حجمها الهائل أنها تمارس ضغطاً كبيراً على الأرض تحتها. أراد الفريق فهم كيف أثرت الطرق المختلفة لإدارة هذه القطعان على القوة الفيزيائية واستقرار التربة. وقد ركزوا على نوع معين من التربة يسمى "ديستريك غليسول" (Dystric Gleysol)، وهو شائع في المنطقة ومعروف بضعف تصريفه للمياه. وللحصول على صورة واضحة، قارنوا بين أربعة سيناريوهات مختلفة في مزرعة واحدة: بقعة من الغابة الأصلية البكر التي لم تُرعَ قط، ومنطقة رعت بشكل خفيف لمدة ثلاثين عاماً، ومنطقة رعت بكثافة لمدة عشرين عاماً، وحقل تم تحويله مؤخراً إلى رعي مكثف لمدة عام واحد فقط. ومن خلال اختبار التربة عند عمقين مختلفين - الطبقة العليا حيث تضرب الحوافر وطبقة أخرى أسفلها مباشرة - استطاع العلماء رؤية كيف ينتقل إجهاد الحيوانات عبر الأرض.

لم يكتف الباحثون بمراقبة التربة من الخارج، بل أحضروا عينات إلى المختبر لاختبار حدودها الميكانيكية. فقد قاسوا مدى صعوبة دفع مسبار معدني في التربة، وهو اختبار يكشف مدى انضغاط الأرض. وقد فعلوا ذلك في ظل ظروف مختلفة: عندما كانت التربة رطبة جداً، لمحاكاة موسم الأمطار، وعندما كانت أكثر جفافاً. كما أجروا اختبارات ضغط، حيث قاموا بعصر عينات التربة في آلة لمعرفة مقدار الوزن الذي يمكن أن تتحمله الأرض قبل أن تتشوه بشكل دائم. وتخبرنا "قدرة تحمل الحمل" هذه عن النقطة التي تتوقف عندها التربة عن الارتداد وتبدأ في التفتت. وأخيراً، حسبوا مدى سهولة جرف التربة إذا ضربتها الأمطار، وهي خاصة تُعرف باسم "القابلية للتآكل". ولجعل هذه الأرقام واقعية، قاموا حتى بقياس آثار أقدام الجاموس الفعلية المتروكة في الطين، باستخدام الصور الفوتوغرافية لحساب مساحة التلامس الدقيقة بين الحافر والأرض، مما سمح لهم بتحديد الضغط الدقيق الذي يمارسه كل حيوان على الأرض.

رسمت النتائج صورة واضحة ومثيرة للقلق حول كيفية تفاعل الماء والوزن. وجدت الدراسة أن كمية الماء في التربة كانت العامل الأكثر أهمية في التحكم في قوتها. فعندما كانت التربة رطبة، أصبحت أنعم بكثير ولم تعد قادرة على تحمل الكثير من الوزن. وعندما جفت التربة، أصبحت أقسى بكثير وأكثر مقاومة للاختراق. ومع ذلك، فإن تاريخ الأرض كان مهماً بنفس القدر. فتربة الغابة الأصلية، التي لم تسر عليها ماشية من قبل، ظلت الأقوى والأكثر مرونة، محتفظة ببنيتها جيداً حتى عندما كانت رطبة. وفي المقابل، أظهرت التربة التي خضعت للرعي المكثف لمدة عشرين عاماً التدهور الأكثر شدة. لقد جعل هذا الرعي طويل الأمد التربة شديدة التأثر، بحيث أصبحت عرضة للتآكل بشكل كبير، مما يعني أنها أكثر عرضة للانجراف أثناء الأمطار الغزيرة، خاصة في الطبقات العميقة حيث تراكم الضرر بمرور الوقت.

ولعل الاكتشاف الأكثر لفتاً للنظر هو كيف استجابت أنظمة الرعي المختلفة للرطوبة. فقد حافظت التربة تحت الغطاء النباتي الأصلي على قدرة عالية على تحمل الوزن، حيث عملت كقاعدة مستقرة. وأظهر نظام الرعي شبه الموسع، حيث كانت الحيوانات موجودة ولكن ليس مزدحمة، مستوى متوسطاً من الاستقرار. لكن أنظمة الرعي المكثفة، وخاصة تلك المستخدمة لمدة عقدين من الزمن، كانت حساسة للغاية للتغيرات في المحتوى المائي. فعندما كانت التربة رطبة، فقدت هذه المناطق سلامتها الهيكلية بالكامل تقريباً، لتصبح ناعمة وعرضة للضرر الدائم. لاحظ الباحثون أن التربة في هذه المناطق المرعية بكثافة أصبحت مضغوطة لدرجة أنها لم تقدم سوى مقاومة ضئيلة جداً لحوافر الحيوانات عندما تكون رطبة، مما يخلق دورة حيث تصبح الأرض أكثر نعومة، وتغوص الحيوانات بشكل أعمق، ويتفاقم الضرر. كما لاحظت الدراسة أن التربة في أراضي الرعي التي تم تحويلها حديثاً بدأت تظهر بالفعل علامات الإجهاد، مما يشير إلى أن الضرر يبدأ فوراً تقريباً بعد قطع الغابة وإدخال الحيوانات.

خلص الفريق إلى أن الجمع بين الجاموس الثقيل والتربة الرطبة ذات الطبيعة المائية يخلق عاصفة مثالية للتدهور البيئي. إن الوزن الهائل للحيوانات، مقترناً بنقص التصريف الطبيعي في تربة هذه السهول الفيضية، يسرع عملية الانضغاط في هذه البيئات أكثر بكثير مما يحدث في البيئات الأكثر جفافاً. وتشير الدراسة إلى أن الممارسة التقليدية لإبقاء قطعان كبيرة في هذه الأراضي الرطبة دون إدارة دقيقة هي ممارسة غير مستدامة. وتوضح البيانات أنه للحفاظ على صحة هذه الأنظمة البيئية الضفافية، يجب على المزارعين تجنب ترك حيواناتهم ترعى عندما تكون التربة قريبة من حالة التشبع. ومن خلال تعديل عدد الحيوانات المسموح لها بالتواجد في الأرض وتدويرها لمنح الأرض وقتاً للتعافي، يمكن تقليل الضغط على التربة. ويؤكد البحث أنه بينما تعد تربية الجاموس نشاطاً اقتصادياً حيوياً في المنطقة، إلا أنه يجب موازنتها باحترام عميق للحدود الفيزيائية للأرض الرطبة، لضمان بقاء الأرض قوية بما يكفي لدعم كل من الماشية والغابة التي تعتمد عليها.