Evaluating Carbon Storage Responses to Land Use Change under Multi-Scenario Simulations: A GMOP–PLUS–InVEST Coupled Framework for Border Cities

إن الأرض تحت أقدامنا ليست مجرد تراب؛ بل هي خزنة شاسعة وحية تحوي الكربون، ذلك العنصر الذي يقع في قلب مناخنا. فعندما تنمو الغابات، فإنها تسحب الكربون من الهواء وتخبئه في جذوعها وجذورها. وعندما نقوم بتمهيد الحقول بالأسفلت أو قطع الأشجار، فإن ذلك الكربون المخزن غالباً ما يتسرب عائداً إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى إحماء الكوكب. هذا التوازن دقيق، وهو يتغير باستمرار مع توسع المدن واستجابة الطبيعة. لعقود من الزمن، حاول العلماء فهم كيف تؤدي القرارات البشرية بشأن استخدام الأراضي — أين نبني، وأين نزرع، وأين نترك الطبيعة تستعيد الأرض — إلى تغيير هذه الخزنة الكربونية العالمية. ويكمن التحدي في التنبؤ بالمستقبل: إذا نمت مدينة في اتجاه معين، فهل ستدمر كربوناً أكثر مما ستوفره في مكان آخر؟ وللإجابة على ذلك، يجب على الباحثين النظر في الرقصة المعقدة بين الاحتياجات الاقتصادية، والسياسات الحكومية، والمشهد الطبيعي، محاولين إيجاد مسار يمكن فيه لكل من البشر والكوكب الازدهار معاً.

في مدينة داندونغ الحدودية بالصين، تعمق فريق من الباحثين في هذا السؤال، مستخدماً مختبراً رقمياً متطوراً لمحاكاة كيفية تغير الأرض خلال السنوات القليلة القادمة. تقع داندونغ عند نقطة التقاء حرجة حيث تلتقي الجبال بالبحر، وهي منطقة تتصادم فيها التوسع الحضري السريع مع الحاجة الملحة لحماية البيئة. أراد العلماء معرفة كيف ستؤثر الخيارات المختلفة لمستقبل المدينة على قدرتها على تخزين الكربون. لم يكتفوا بالتخمين؛ بل بنوا نموذجاً حاسوبياً يجمع بين ثلاث أدوات قوية. أولاً، استخدموا نظاماً لتحسين هيكل أراضي المدينة، موازنين بين قيمة الغابات وقيمة المزارع والمصانع. ثانياً، استخدموا محرك محاكاة لرسم خريطة توضح بدقة أين ستظهر المباني الجديدة أو الغابات الجديدة على الأرض. وأخيراً، قاموا بحساب كمية الكربون التي سيحتويها كل نوع من أنواع الأراضي هذه. ومن خلال تشغيل عمليات المحاكاة هذه تحت أربعة سيناريوهات مستقبلية مختلفة، رسموا صورة واضحة للمقايضات التي تواجه المنطقة.

إن تاريخ استخدام الأراضي في داندونغ على مدار العقدين الماضيين يقدم قصة مثيرة عن الفقدان والتعافي. فبين عامي 2000 و2020، انخفض إجمالي تخزين الكربون في المدينة قليلاً قبل أن يعاود الارتفاع، وهو نمط "انخفاض ثم زيادة" يعكس تغير الأولويات في المنطقة. في السنوات الأولى، أدى التوسع السريع لأراضي الإنشاءات على حساب الأراضي الزراعية إلى خسارة صافية في الكربون. ومع ذلك، مع تقدم العقد، بدأ الزخم الكبير لتحويل الأراضي الزراعية مرة أخرى إلى غابات، مدفوعاً ببرامج بيئية وطنية، يؤتي ثماره. لقد نمت الغابات لدرجة أنها عوضت أكثر من الخسارة في الأراضي الزراعية، مما أدى إلى زيادة صافية قدرها أكثر من 5.2 مليون طن من الكربون المخزن بحلول عام 2020. ووجد الباحثون أن هذا التعافي لم يكن موحداً؛ فقد أصبحت المناطق الجبلية الشمالية معاقل لتخزين الكربون مع استعادة الأشجار للمنحدرات، بينما شهدت السهول الساحلية الجنوبية، حيث توسعت الصناعة والإسكان، انخفاضاً في مستويات الكربون.

وبالنظر إلى المستقبل في عام 2030، كشفت عمليات المحاكاة أن تخزين الكربون في المدينة يعتمد كلياً على المسار الذي يختاره المخططون. فإذا اتبعت المدينة مسار التنمية الاقتصادية البحتة، مع إعطاء الأولوية للمصانع والمساكن، فستكون مكاسب الكربون ضئيلة، حيث سترتفع بأقل من واحد بالمائة. في هذا السيناريو، سيستمر توسع أراضي الإنشاءات في التهام التربة الغنية بالكربون في الأراضي الزراعية. وعلى العكس من ذلك، إذا أعطت المدينة الأولوية للحماية البيئية، عبر تحويل مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية إلى غابات وأراضٍ رطبة، فقد يقفز تخزين الكربون بأكثر من ستة بالمائة. هذا المسار، المسمى "الحماية البيئية"، سيخلق بالوعة كربون هائلة، لكنه يأتي بثمن باهظ: تقليص كبير في المساحة المتاحة للزراعة. وقد حدد الباحثون حلاً وسطاً، وهو سيناريو "التنمية الشاملة"، الذي يوازن بين الاثنين. في هذه المحاكاة، تسمح المدينة بنمو معتدل في أراضي الإنشاءات مع الاستمرار في حماية ما يكفي من الغابات لزيادة إجمالي تخزين الكربون بنسبة تقارب ستة بالمائة، مما يثبت أن النمو الاقتصادي والصحة البيئية لا يجب أن يكونا عدوين، طالما تمت إدارة الأرض بعناية.

كما كشفت الدراسة عن الطبقات العميقة لفهم سبب توزيع تخزين الكربون عبر المشهد الطبيعي. واكتشف الباحثون أن المحركات الأكثر قوة ليست مجرد خيارات بشرية، بل هي الشكل الفيزيائي للأرض نفسها. إذ يلعب انحدار المنحدرات وارتفاع التضاريس دوراً مهيمناً في تحديد أماكن نمو الغابات وأماكن توسع المدن. ومع ذلك، كانت النتيجة الأكثر إثارة للدهشة هي كيفية تفاعل هذه العوامل الفيزيائية مع صحة الغطاء النباتي. إن الجمع بين المنحدرات الشديدة والغطاء النباتي الصحي والخضرة يخلق تآزراً قوياً، مما يجعل تلك المناطق أكثر الأماكن كفاءة في تخزين الكربون. وهذا يشير إلى أن زراعة الأشجار على المنحدرات الشديدة والمتدهورة ليست مجرد فكرة جيدة لمنع التعرية فحسب، بل هي استراتيجية عالية الكفاءة لاحتجاز الكربون. وأظهرت البيانات أن تأثير هذه العوامل الطبيعية قد نما بمرور الوقت، متجاوزاً العوامل الاقتصادية كشكل أساسي للمشهد الكربوني.

في نهاية المطاف، يقدم العمل الذي أُجري في داندونغ مخططاً للمدن الحدودية الأخرى والمناطق النامية بسرعة والتي تواجه معضلات مماثلة. وخلص الباحثون إلى أن نهج "النموذج الواحد للجميع" في إدارة الأراضي سيفشل. وبدلاً من ذلك، هم يدعون إلى استراتيجية تقسيم المناطق، حيث يتم التعامل مع أجزاء مختلفة من المدينة وفقاً لقدراتها الطبيعية. فالجبال الشمالية، بمنحدراتها الشديدة، يجب أن تُعطى الأولوية لاستعادة الغابات لتعظيم احتجاز الكربون، بينما يجب أن تضع السهول الساحلية الجنوبية حدوداً صارمة على مقدار الأراضي الزراعية التي يمكن تحويلها إلى مناطق صناعية. ومن خلال مواءمة التنمية البشرية مع التضاريس الطبيعية، يمكن للمدن تأمين مستقبلها الاقتصادي دون التضحية بالاستقرار المناخي الذي يعتمد على التربة والأشجار تحت أقدامها. وتؤكد الدراسة أنه مع وجود المزيج الصحيح من السياسة والتخطيط، فمن الممكن بناء مدينة وفي الوقت نفسه زيادة قدرتها على شفاء الكوكب.