Using Locally Developed Allometric Equations Improves Biomass Estimation in Managed Forests
تُظهر هذه الدراسة أن المعادلات القياسية (allometric equations) المطورة محلياً تُحسن بشكل كبير من تقدير الكتلة الحيوية في غابات صنوبر لودج بول (lodgepole pine) المدارة بكثافة، وذلك من خلال رصد التغيرات في بنية التاج الناتجة عن التخفيف قبل التجاري بدقة، وهو ما تعجز المعادلات الوطنية العامة عن مراعاته، وبالتالي تبالغ في تقدير النقص.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
ليست الغابات مجرد مجموعات من الأشجار؛ بل هي أنظمة حية ومعقدة حيث يلعب كل غصن وورقة دوراً في صحة الكوكب. ويعتمد العلماء على قياسات الكتلة الحيوية للغابات — وهي الوزن الإجمالي لجميع المواد النباتية الحية — لفهم كمية الكربون التي تخزنها الأشجار، ومدى إنتاجية الغابة، وكمية الوقود المتاحة لحمل حريق عبر المظلة الشجرية. وللحصول على هذه الأرقام دون قطع كل شجرة على حدة، يستخدم الباحثون صيغاً رياضية تسمى المعادلات القياسية (allometric equations). تعمل هذه الصيغ بمثابة مترجم، حيث تحول السمات التي يسهل قياسها، مثل عرض جذع الشجرة وإجمالي ارتفاعها، إلى تقدير لوزنها الإجمالي. ولعقود من الزمن، استخدم العلماء نسخاً وطنية عامة من هذه الصيغ، والتي تعمل بشكل جيد للغابات التي نمت طبيعياً دون تدخل بشري. ومع ذلك، فإن العديد من الغابات اليوم تُدار بشكل نشط؛ إذ يقوم أخصائيو الغابات غالباً بتخفيف أحراج الأشجار الصغيرة، وذلك بإزالة المنافسين لمنح الأشجار المتبقية مساحة أكبر للنمو. وهذا يغير شكل الأشجار، ولكن ظل من غير الواضح ما إذا كانت الصيغ القديمة والعامة لا تزال قادرة على وزن هذه العمالقة التي أعيد تشكيلها حديثاً بدقة.
وفي دراسة أجريت في سفوح التلال بالقرب من وايتكورتت، ألبرتا، سعى الباحثون لاختبار ما إذا كانت هذه الصيغ الوطنية القياسية تصمد في الغابات المُدارة. وقد ركزوا على صنوبر لودج بول (lodgepole pine)، وهو نوع شائع في المنطقة، والذي ينمو في أحراج خضعت لعملية "التخفيف قبل التجاري". تتضمن هذه الممارسة قطع الأشجار الصغيرة المنافسة قبل أن تصبح كبيرة بما يكفي لبيعها كأخشاف، مما يسمح للأشجار المتبقية بتوسيع تيجانها والنمو بشكل أسرض. اختار الفريق تسعة مواقع مختلفة خضعت لعملية التخفيف هذه قبل سبع أو ثماني سنوات. وفي كل موقع، أنشأوا قطعاً أرضية تضم كلاً من المناطق المخففة ومناطق ضابطة غير مخففة. وللحصول على أدق بيانات ممكنة، قاموا بقطع 52 شجرة عبر هذه القطع، منها 27 من المناطق غير المخففة و25 من المناطق المخففة. وفي المختبر، قاموا بفصل كل غصن وورقة بدقة، ووزن الأوراق، والأغصان الصغيرة، والأغصان الأكبر لتحديد الكتلة الحيوية الدقيقة لكل شجرة.
ومع وجود هذه البيانات الدقيقة بين أيديهم، طور الباحثون مجموعة جديدة من المعادلات المحلية المخصصة لهذه الأحراج المُدارة. وبخلاف الصيغ الوطنية التي تعتمد أساساً على عرض الجذع والارتفاع، تضمنت النماذج المحلية الجديدة نسبة الجزء من الشجرة المغطى بالأغصان الحية. وقد ثبت أن هذا التفصيل كان حاسماً؛ حيث وجدت الدراسة أن الأشجار في القطع المخففة تمتلك كمية أكبر بكثير من الأوراق ووزن الأغصان مقارنة بالأشجار غير المخففة ذات عرض الجذع نفسه. ولأن عملية التخفيف قللت من التنافس على ضوء الشمس، فقد احتفظت هذه الأشجار بالمزيد من أغصانها السفلية ونمت بتيجان أكثر اكتمالاً. وقد تنبأت المعادلات المحلية، التي أخذت في الاعتبار هذه الخضرة الإضافية، بوزن هذه الأشجار بدقة عالية.
وعندما طبق الباحثون المعادلات الوطنية القياسية على نفس الأشجار، كانت النتائج مختلفة بشكل مفاجئ. فبالنسبة للأشجار غير المخففة والمكتظة، عملت الصيغ الوطنية بشكل جيد، وطابقت التنبؤات المحلية عن كثب. ومع ذلك، في الأحراج المخففة، أخفقت الصيغ الوطنية باستمرار في تقدير كمية الكتلة الحيوية. ففي المتوسط، قدرت هذه الصيغ وجود أوراق أقل بنسبة 14 بالمائة ووزن أغصان أقل بنسبة 7 بالمائة مما هو موجود بالفعل. لقد فشلت النماذج الوطنية في استيعاب التغيرات الهيكلية الناتجة عن معاملة التخفيف؛ إذ بدا أنها تفترض أن الشجرة ذات عرض الجذع المعين سيكون لها تاج أصغر، دون أن تدرك أن الشجرة المُدارة قد تحررت من المنافسة ونمت بشكل أكبر وأكثر اكتمالاً.
إن تداعيات هذا التباين كبيرة؛ فإذا استخدم مديرو الغابات وعلماء المناخ الصيغ القياسية للغابات المخففة، فسوف يقللون بشكل منهجي من كمية الكربون التي تخزنها هذه الغابات. علاوة على ذلك، ومن منظور سلامة الحرائق، يعد هذا التقدير المنخفض أمراً خطيراً؛ إذ تعد أحمال وقود المظلة الشجرية عاملاً حاسماً في التنبؤ بمدى ارتفاع الحريق وسرعة انتشاره. ومن خلال التقليل من وزن الأغضاء والأوراق، قد تؤدي الصيغ الوطنية إلى تقليل تقدير مخاطر الحريق في هذه المناظر الطبيعية المُدارة. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما تعتبر الصي formulas الوطنية العامة قوية للغابات الطبيعية غير المُدارة، إلا أنها ليست كافية للغابات المُدارة بكثافة والتي تشكل جزءاً كبيراً من إمدادات الأخشاب. وللحصول على صورة دقيقة للكتلة الحيوية، والكربون، ومخاطر الحرائق في هذه المناطق، يحتاج العلماء إلى استخدام معادلات مطورة محلياً تدرك كيف تعيد الإدارة البشرية تشكيل بنية الغابة نفسها.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.