Comparative assessment of sediment carbon storage and greenhouse gas dynamics in degraded mangroves and saltmarsh ecosystems of the Sundarban, India

تتزين سواحل العالم بالأراضي الرطبة التي تعمل كمحركات طبيعية قوية لاستقرار المناخ. ومن بين هذه الأراضي، تُعد غابات المانغروف (الشورى) والمستنقعات الملحية حيوية بشكل خاص لأنها تحبس الكربون من الغلاف الجوي وتخزنه في التربة تحتها. هذه العملية، التي يُطلق عليها غالبًا اسم "الكربون الأزرق"، تساعد في إبطاء عملية احترار الكوكب. ومع ذلك، فإن هذه النظم البيئية ليست مجرد وحدات تخزين؛ بل هي أيضًا مصانع كيميائية نشطة تطلق الغازات مرة أخرى في الهواء. بعض هذه الغازات، مثل ثاني أكسيد الكربون، هي جزء من التنفس الطبيعي للتربة، بينما البعض الآخر، مثل الميثان وأكسيد النيتروز، هي غازات دفيئة قوية يمكنها حبس الحرارة بشكل أكثر فعالية من ثاني أكسيد الكربون. إن فهم كيفية قيام كل نوع من هذه الأراضي الرطبة بتخزين الكربون وإطلاق الغازات أمر بالغ الأهمية، خاصة عندما تتعرض النباتات للتلف أو التدهور بسبب النشاط البشري. إذا أردنا حماية هذه المناظر الطبيعية، فنحن بحاجة إلى معرفة كيفية عملها بدقة تحت الضغط، لأن الأرض الرطبة التي تخزن الكثير من الكربون قد تظل تطلق غازات ضارة بطرق لا نتوقعها تمامًا.

في منطقة سونداربان، وهي منطقة دلتا شاسعة على الساحل الشرقي للهند، وضع الباحثون خطة لمقارنة نوعين من هذه الأراضي الرطبة: غابات المانغروف المتدهورة والمستنقعات الملحية. ركزوا على منطقة محددة تُعرف باسم جزيرة ساغار، حيث غير النشاط البشري المناظر الطبيعية الطبيعية بدرجات متفاوتة. اختار الفريق ثلاثة مواقع متميزة للدراسة. كان أحد المواقع بعيدًا عن المستوطنات البشرية وشهد ضغوطًا بشرية منخفضة نسبيًا. أما الموقعان الآخران فكانا أقرب بكثير إلى القرى والبلدات، حيث واجها مستويات عالية من التفاعل البشري، بما في ذلك الزراعة وصيد الأسماك والتوسع العمراني. وفي كل موقع من هذه المواقع، فحص العلماء كلًا من مناطق المانغروف، حيث تنمو أشجار مثل Avicennia و Bruguiera، والمستنقعات الملحية المجاورة التي تهيمن عليها الأعشاب والنباتات منخفضة الارتفاع. كان هدفهم هو النظر في أعماق الأرض، وليس فقط في السطح، لمعرفة مقدار الكربون المخزن وكيفية إطلاق التربة للغازات في الغلاف الجوي.

وللحصول على صورة كاملة، حفر الباحثون في التربة حتى عمق متر واحد. وجمعوا العينات في طبقات، من السطح نزولاً إلى أعمق نقطة، لقياس كمية الكربون العضوي المحتبس في الرسوبيات. كما قاموا بقياس كثافة التربة ومستويات الملح والنيتروجين داخلها. وفي الوقت نفسه، وضعوا غرفًا محكمة الإغلاق فوق الأرض لالتقاط الغازات المنبعثة من التربة. سمح لهم ذلك بقياس تدفق ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز المغادر للنظام البيئي. ومن خلال مقارنة البيانات من غابات المانغروف والمستنقعات الملحية عبر المواقع الثلاثة، استطاعوا رؤية كيف يغير نوع الغطاء النباتي ومستوى الاضطراب البشري سلوك هذه النظم البيئية.

كشفت النتائج عن اختلاف صارخ في كيفية تخزين هذين النظامين البيئيين للكربون. ففي غابات المانغروف، زادت كمية الكربون في التربة كلما تعمق الباحثون. وحملت الطبقات الأعمق، من ستين إلى مائة سنتيمتر لأسفل، أكبر قدر من الكربون. يشير هذا إلى أن غابات المانغروف ممتازة في دفن الكربون في أعماق الأرض، حيث يكون محميًا ومحفوظًا لفترة طويلة. في المقابل، أظهرت المستنقعات الملحية نمطًا عكسيًا؛ حيث تركز الكربون بالقرب من السطح وانخفض كلما حفروا بعمق. يشير هذا إلى أن المستنقعات الملحية تخزن معظم كربونها في الطبقات العليا من التربة، حيث تكون أكثر عرضة للعوامل الطبيعية وأكثر عرضة للتحلل بسرعة. وبسبب هذا التخزين العميق، احتفظت غابات المانغروف بكمية أكبر بكثير من إجمالي الكربون في المتر العلوي من التربة، حيث تراوحت بين ما يقرب من مائة إلى أكثر من مائة وسبعة طن متري لكل هكتار. بينما احتوت المستنقعات الملحية على كميات أقل، تراوحت إجمالياتها بين سبعة وستين وتسعة وسبعين طنًا متريًا لكل هكتار.

أثر هذا الاختلاف في التخزين أيضًا على كيفية إطلاق النظم البيئية للغازات. فالمستنقعات الملحية، بتركيز كربونها بالقرب من السطح، أطلقت كمية أكبر بكثير من ثاني أكسيد الكربون مقارلة بغابات المانغروف. وأظهرت القياسات أن المستنقعات الملحية انبعث منها ما بين 156.7 و 194.4 ملليجرام من ثاني أكسيد الكربون لكل متر مربع في الساعة، بينما انبعثت من المانغروف ما بين 104.0 و 134.3 ملليجرام. يشير هذا إلى أن الكربون في المستنقعات الملحية يتم معالجته وإعادته إلى الغلاف الجوي بسرعة أكبر. ومع ذلك، قدمت غابات المانغروف قصة مختلفة فيما يتعلق بالميثان؛ فبالرغم من احتفاظها بمزيد من الكربون إجمالًا، أطلقت غابات الممانغروف كمية أكبر من الميثان، وهو غاز دفيئة قوي، مقارنة بالمستنقعات الملحية. فقد انبعثت من المانغروف ما بين 0.348 و 0.422 ملليجرام من الميثان لكل متر مربع في الساعة، بينما أطلقت المستنقعات الملحية كميات أقل، تراوحت بين 0.284 و 0.317 ملليجرام.

نظرت الدراسة أيضًا في أكسيد النيتروز، وهو غاز دفيئة قوي آخر. وهنا، أظهرت المستنقعات الملحية نشاطًا أعلى مرة أخرى، حيث أطلقت غازات أكثر من المانغروف. فقد انبعث من المستنقعات الملحية ما بين 89.8 و 95.3 ميكروجرام من أكسيد النيتروز لكل متر مربع في الساعة، مقارنة بـ 75.4 إلى 84.5 ميكروجرام من المانغروف. ووجد الباحثون أن المستنقعات الملحية تحتوي عمومًا على مستويات أعلى من الملح والنيتروجين في التربة، مما بدا أنه يدفع هذه الانبعاثات الأعلى من ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز. أما المانغروف، بتخزينها العميق للكربون وبيئتها الكيميائية المختلفة، فقد بدت وكأنها تفضل إنتاج الميثان.

تسلط هذه النتائج الضوء على أن ليس كل الأراضي الرطبة الساحلية تعمل بنفس الطريقة، حتى وإن كانت تقع بالقرب من بعضها البعض. فتعمل غابات المانغروف كمستودعات عميقة، تحتفظ بالكربون بأمان في طبقات التربة السفلية، لكنها تنتج أيضًا المزيد من الميثان. أما المستنقعات الملحية، ورغم احتفاظها بكربون أقل، فهي أكثر نشاطًا على السطح، حيث تطلق المزيد من ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز. وهذا يعني أن إدارة هذه النظم البيئية لتحقيق فوائد مناخية تتطلب نهجًا دقيقًا. فحماية غابات المانغروف تساعد في الحفاظ على بنك كربون ضخم تحت الأرض، ولكنها تعني أيضًا إدارة الميثان الذي تطلقه. أما إدارة المستنقعات الملحية فتتطلب الاهتمام بالدوران السريع للكربون بالقرب من السطح وإطلاق الغازات القائمة على النيتروجين. وتخلص الدراسة إلى أنه لفهم القيمة المناخية لهذه الأراضي المتدهورة حقًا، لا يمكننا النظر إلى تخزين الكربون وحده؛ بل يجب علينا النظر في الصورة الكاملة لكيفية تخزين هذه النظم البيئية للكربون وتبادلها للغازات مع الغلاف الجوي، مع الإدراك بأن الأراضي الرطبة المختلفة تلعب أدوارًا متنوعة في نظام المناخ العالمي.