Simulation Study for Constructing Ecological Security Pattern: A Couple d InVEST-PLUS Model Approach

في المناطق القاحلة وشبه القاحلة في شمال غرب الصين، توازن الأرض بين الاحتياجات البشرية وحدود الطبيعة هو توازن هش. هنا، غالبًا ما تكون التربة رملية، والمياه شحيحة، والنظام البيئي عرضة للاضطراب بسهولة بسبب تغير المناخ والنشاط البشري. وللحفاظ على هذه البيئة من الانهيار، يبحث العلماء عن "نمط أمن إيكولوجي". فكر في هذا ليس كجدار أو سور واحد، بل كخريطة حية لأجزاء الأرض الأكثر حيوية. تحدد هذه الخريطة ثلاثة أشياء رئيسية: "المصادر"، وهي الرقع الطبيعية الأكثر صحة وحماية؛ و"الممرات"، وهي المسارات التي تسمح للحياة البرية والعمليات الطبيعية بالتحرك بين هذه الرقع؛ و"العقد"، وهي التقاطعات الحرجة حيث تلتقي هذه المسارات. وبدون هذه الروابط، تصبح الطبيعة مجزأة، وتبدأ قدرة المنطقة على توفير المياه النظيفة، والتربة المستقرة، والموائل الآمنة للحياة في التدهور. والتحدي الذي يواجه الباحثين هو أن الأرض ليست ثابتة أبدًا؛ فهي تتغير كل عام مع نمو المدن، أو توسع المزارع، أو زراعة الغابات. والخطة التي تنجح اليوم قد تفشل غدًا إذا لم تأخذ في الاعتبار كيف سيبدو شكل الأرض في المستقبل.

ولحل هذا اللغز في منطقة "مو يو" الرملية (Mu Us Sandy Land)، وهي منطقة صحراوية شاسعة في شمال الصين تعمل كحاجز إيكولوجي حاسم، طور فريق من الباحثين من جامعة يانآن وجامعة تشانغ آن طريقة جديدة للنظر إلى الأمام. فبدلاً من مجرد دراسة الأرض كما هي الآن، قاموا ببناء محاكاة حاسوبية للتنبؤ بكيفية تغير المشهد الطبيعي بحلول عام 2030 تحت ظروف مختلفة. لقد تخيلوا ثلاثة مستقبليات محتملة: مستقبل يحدث فيه التطور بشكل طبيعي دون تدخل كبير، ومستقبل يكون فيه الاقتصاد هو الأولوية القصوى، ومستقبل يكون فيه حماية البيئة هو الهدف الرئيسي. وباستخدام نموذج حاسوبي متطور يسمى "PLUS"، قاموا بمحاكاة كيفية تحول وانتشار أنواع مختلفة من الأراضي — مثل الأراضي الزراعية، والغابات، والمراعي، ومواقع الإنشاءات — عبر المنطقة في كل سيناريو من هذه السيناريوهات. وقد سمح لهم ذلك برؤية ليس فقط أين توجد الأرض اليوم، بل أين من المرجح أن تكون في المستقبل القريب.

بمجرد حصولهم على هذه الخرائط المستقبلية، احتاج الفريق إلى تحديد المواقع الأكثر أهمية لحمايتها. وأدركوا أن النظر في عامل واحد فقط، مثل كمية المياه التي تنتجها غابة ما، لم يكن كافيًا. فقد كانوا بحاجة أيضًا إلى مراعاة مدى تعرض المياه الجوفية للتلوث والجفاف. لذا، قاموا بدمج تقييمين مختلفين. أولاً، استخدموا أداة تسمى "InVEST" لقياس مدى جودة تقديم الأرض للخدمات الأساسية مثل تنقية المياه، وتخزين الكربون، وحماية الموائل. ثانًا، استخدموا نسخة محسنة من نموذج هشاشة المياه الجوفية لمعرفة المناطق الأكثر عرضة للنشاط البثري والتلوث. ومن خلال دمج هاتين الخريطتين معًا، تمكنوا من تحديد "المصادر الإيكولوجية" الحقيقية — وهي المناطق التي كانت ذات قيمة عالية للطبيعة وآمنة في الوقت نفسه من مخاطر المياه الجوفية. ووجدوا أنه في ظل سيناريو التنمية الطبيعية، ستكون هناك خمس مناطق مصدر رئيسية، تغطي حوالي 13 بالمائة من المنطقة، وتقع معظمها على طول الحواف الغربية والشرقية والشمالية.

بعد تحديد المصادر، رسم الباحثون خرائط لكيفية تحرك الطبيعة بينها. لقد أنشأوا "سطح مقاومة"، وهو في الأساس خريطة توضح مدى صعوبة انتقال العمليات الإيكولوجية عبر أجزاء مختلفة من المشهد الطبيعي. على سبيل المثال، تعمل المدينة المزدحمة أو المنحدر الشديد كحاجز عالي المقاومة، بينما يكون السهل العشبي سهل العبور. وباستخدام طريقة تعتمد على كيفية تدفق الكهرباء عبر دائرة كهربائية، تتبعوا المسارات الأكثر كفاءة بين المصادر. كشف هذا التحليل عن ستة ممرات إيكولوجية رئيسية، تمتد لمسافة إجمالية قدرها 314 كيلومترًا، والتي تعمل كشرايين للنظام البيئي في المنطقة. كما حددوا 120 "نقطة اختناق" محددة، وهي مناطق ضيقة حيث يمكن لتدفق الطبيعة أن ينقطع بسهولة، و605 كيلومتر مربع من "مناطق الحواجز" التي تحتاج إلى إدارة أو إزالة للحفاظ على عمل النظام.

تسلط نتائج الدراسة الضوء على أن مستقبل هذه المنطقة يعتمد بشكل كبير على الخيارات المتخذة اليوم. ففي السيناريو الذي تُعطى فيه الأولوية للتنمية الاقتصادية، ستظل مساحة الأراضي المستخدمة للإنشاءات هي الأعلى، ولكن سيكون ذلك على حساب فقدان المزيد من الأراضي الزراعية وتقليص مساحة المراعي. وفي المقابل، أظهر السيناريو الذي يركز على الحماية البيئية أكبر زيادة في المراعي وأقل خسارة في الغابات، مما يشير إلى أن القرارات السياسية يمكن أن تشكل المشهد الطبيعي بشكل كبير. ووجد الباحثون أنه تحت مسار التنمية الطبيعية، سيكون التغيير الأكثر أهمية هو الانخفاض الحاد في أراضي الإنشاءات، مع تحول الكثير منها إلى مراعي. ومع ذلك، فقد أشاروا أيضًا إلى أن مجرد حماية ما هو موجود ليس كافيًا؛ إذ يجب أن يكون النظام ديناميكيًا. وتقترح الدراسة أنه لضمان الصحة طويلة الأمد لحوض النهر الأصفر ومنع المزيد من التصحر، يجب على المديرين موازنة الاحتياجات الاقتصادية مع الحماية الصارمة لهذه المصادر المحددة. وهم يوصون بتعزيز الممرات لربط الرقع الطبيعية المعزولة، وتحسين نقاط الاختناق لضمان تدفق الطاقة والأنواع بحرية. ومن خلال استخدام هذه المحاكاة لتوجيه أفعالهم، يمكن للمخططين تجاوز الحماية الساكنة وإنشاء شبكة مرنة تتكيف مع عالم متغير.