Modelling the Long-Term Effects of Climate Change and Silvicultural Systems on Rockfall Protection: A Case Study from the Slovenian Alps

في أعالي الجبال، لا تكتفي الغابات بالنمو فحسب، بل تعمل كدروع حية. فعندما تنفصل الصخور عن المنحدرات الشاهقة، يمكن للأشجار أن توقفها، أو تبطئ سقوطها، أو حتى تمسك بها تماماً قبل أن تصل إلى القرى والطرق في الأسفل. هذه الوظيفة الحمائية هي خدمة حيوية تقدمها غابات الجبال، لكنها ليست دائمة؛ فالأشجار التي تشكل هذه الدروع هي كائنات حية تنمو وتتقدم في العمر وتموت، وتعتمد قدرتها على إيقاف الصخور المتساقطة على عددها، ومدى سماكة جذوعها، ونوع فصائلها. والآن، يضيف تغير المناخ طبقة جديدة من التعقيد؛ فقد تؤدي الظروف الأكثر دفئاً وجفافاً إلى إجهاد أنواع معينة من الأشجار، بينما ستحدد القرارات البشرية بشأن كيفية إدارة الغابة — سواء بقطع الأشجار، أو كيفية قطعها، أو تركها دون تدخل — شكل الغابة بعد عقود من الآن. إن السؤال الذي يواجه مديري الغابات ليس فقط كيفية زراعة الأخشاب، بل كيفية الحفاظ على عمل هذه الحواجز الطبيعية بفعالية لقرون قادمة، حتى مع تغير المناخ وتغير الأشجار نفسها.

في جبال الألب السلوفينية، شرع فريق من الباحثين في الإجابة على هذا السؤال من خلال النظر إلى مئتي عام في المستقبل. ركزوا على غابة حماية محددة فوق ممر "لوبيل" (Ljubelj Pass)، وهو ممر جبلي حيوي بين سلوفينيا والنمسا. هذه الغابة، التي تغطي حوالي 75 هكتاراً، يهيمن عليها حالياً أشجار الزان الأوروبي، مع وجود ملحوظ لأشجار التنوب النرويجي. أراد الباحثون معرفة كيف ستتطور هذه الغابة تحت ثلاثة أساليب مختلفة من الإدارة: تركها دون أي تدخل، أو استخدام نظام الانتقاء الذي يزيل أشجاراً فردية للحفاظ على مظلة مستمرة، أو استخدام نظام التغطية (shelterwood) الذي يخلي قطاعات من الغابة على مراحل لتشجيع النمو الجديد. كما أرادوا معرفة كيف ستتغير هذه النتائج إذا أصبح المناخ أكثر دفئاً وجفافاً، كما هو متوقع في المنطقة. وللقيام بذلك، لم ينتظروا قرنين من الزمان؛ بل استخدموا نماذج حاسوبية قوية لمحاكاة نمو الغابة وحركة الصخور المتساقطة طوال تلك الفترة.

استخدم الباحثون أولاً نموذج نمو غابوي يسمى (ForClim) لمحاكاة كيفية تطور الأشجار. قاموا بتغذية النموذج ببيانات من جرد حقيقي للغابة تم في عام 2022، بما في ذلك عدد الأشجار، وأحجامها، والفصائل الموجودة. ثم قاموا بتشغيل المحاكاة للأمام لمدة 200 عام تحت سيناريوهات مختلفة: سيناريو يظل فيه المناخ كما هو اليوم تماماً، وسيناريو آخر يتبع مساراً عالي الانبعاثات يجعل المنطقة أكثر دفئاً بشكل ملحوظ. وضمن كل سيناريو مناخي، طبقوا قواعد الإدارة الثلاث المختلفة. قام النموذج بحساب كيفية تغير الغابة من حيث كثافة الأشجار، وحجم الجذوع، ومزيج الفصائل. على سبيل المثال، في سيناريو "عدم الإدارة"، تُركت الغابة لشؤونها الخاصة، تنمو وتموت بشكل طبيعي. وفي سيناريو "الانتقاء"، يقوم المديرون دورياً بإزالة بعض الأشجار للحفاظ على تنوع وهيكل الغابة واستمراريتها. أما في سيناريو "التغطية"، فيقوم المديرون بإخلاء بقع كبيرة من الأشجار في دورة زمنية للسماو لنمو الشتلات الجديدة في المساحات المفتوحة قبل إزالة الأشجار القديمة.

بمجرد أن أنجز الحاسوب توليد الغابات المستقبلية، مرر الباحثون تلك البيانات إلى نموذج ثانٍ يسمى (Rockyfor3D). يحاكي هذا النموذج فيزياء الصخور المتساقطة؛ حيث يأخذ في الاعتبار التضاريس، ونوع الصخر، وهيكل الغابة — وتحديداً عدد الأشجار وسماكة جذوعها — ويحسب مقدار الطاقة التي ستمتلكها الصخرة الساقطة عندما تصطدم بالأرض. إذا اصطدمت صخرة بشجرة، فإنها تفقد طاقتها؛ وإذا مرت عبر فجوة، فإنها تحافظ على سرعتها. ومن خلال مقارنة طاقة الصخور في السيناريوهات المستقبلية المختلفة، استطاع الباحثون تحديد أسلوب الإدارة الذي يوفر أفضل حماية. لقد نظروا في متوسط الحماية التي توفرها الغابة، وكذلك في أسوأ المواضع حيث قد تصطدم الصخور بقوة عالية.

كشفت عمليات المحاكاة أن اختيار أسلوب الإدارة كان أكثر أهمية من تغير المناخ نفسه خلال الـ 40 إلى 60 سنة الأولى. في المدى القصير، حددت طريقة إدارة الغابة شكل الأشجار ومدى قدرتها على إيقاف الصخور. ومع ذلك، على المدى الطويل، بدأ المناخ في إعادة تشكيل تكوين الغابة. في جميع السيناريوهات، انخفضت كمية خشب الزان. أما أشجار التنوب النرويجي، الحساسة للجفاف، فقد كان حالها مختلفاً بناءً على الإدارة؛ ففي الغابة غير المدارة، زاد عدد التنوب، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن الأشجار القديمة الموجودة بالفعل استمرت في النمو والبقاء لفترة طويلة. ولكن في الغابات المدارة، خاصة في ظل المناخ الدافئ، انخفضت نسبة التنوب بشكل كبير. بدلاً من ذلك، شهدت الغابات المدارة ارتفاعاً في الأشجار المحبة للضوء، مثل اللاريكس والصنوبر، وأنواع أخرى من الأشجار عريضة الأوراق التي تزدهر في الظروف الأكثر دفئاً.

وعندما تعلق الأمر بحماية الطريق في الأسفل، أظهرت النتائج مقايضة واضحة بين متوسط الحماية والاستمرارية. أنتج نظام "التغطية"، الذي يتضمن إخلاء مساحات واسعة من الغابة، أقوى متوسط حماية بعد 200 عام؛ وذلك لأن النموذج أظهر أن الغابة ستصبح في النهاية كثيفة جداً بالأشجار الصغيرة. ومع ذلك، كان لهذا النظام عيب رئيسي: فقد خلق فترات من الحماية الضعيفة جداً. فخلال مرحلة التجدد، عندما تُزال الأشجار القديمة وتكون الأشجار الجديدة صغيرة، تقدم الغابة دفاعاً شبه معدوم، مما يترك الطريق عرضة لصخور ذات طاقة عالية. أما نهج "عدم الإدارة" فقد بدأ قوياً، لكنه فقد فعاليته تدريجياً على مدى قرنين مع تقدم عمر الغابة وانخفاض كثافة الأشجار. وأشار الباحثون إلى أن هذا التراجع قد يكون أسوأ في الواقع، حيث لم يأخذ النموذج في الاعسبار الكوارث المفاجئة مثل العواصف الريحية أو تفشي الحشرات التي قد تقضي على أجزاء كبيرة من غابة غير مدارة.

برز نظام "الإدارة بالانتقاء" كأكثر الاستراتيجيات توازناً وموثوقية. فرغم أنه لم يوفر أعلى متوسط حماية مطلق في السنة الأخيرة من المحاكاة، إلا أنه قدم الحماية الأكثر استقراراً بمرور الوقت. ولأنه يحافظ على مظلة مستمرة ويتجنب إخلاء مساحات كبيرة، فإن الغابة لا تمر أبداً بمرحلة تكون فيها رقيقة بشكل خطير. تظل الحماية ثابتة، مع وجود حالات نادرة جداً لارتفاع طاقة الصخور التي تصطدم بالطريق. ووجدت الدراسة أن تغير المناخ لم يغير ترتيب هذه الاستراتيجيات؛ حيث ظل نظام الانتقاء هو الخيار الأكثر استقراراً بغض النظر عما إذا كان المناخ قد ظل كما هو أو أصبح أكثر دفئاً.

خلص الباحثون إلى أنه بالنسبة لغابات الجبال حيث الهدف الأساسي هو حماية البنية التحتية من تساقط الصخور، فإن نظام "الانتقاء" يقدم الحل الأفضل على المدى الطويل. فهو يتجنب الفجوات الخطيرة التي تخلقها الأساليب الأخرى ويحافظ على درع ثابت ضد الصخور المتساقطة. وبينما قد يبدو نظام "التغطية" جيداً في المتوسط بعد قرنين، فإن فترات ضعفه تجعل استخدامه مخاطرة تجاه البنية التحتية الحيوية. كما سلطت الدراسة الضوء على أنه بينما سيغير تغير المناخ أنواع الأشجار التي تنمو بشكل أفضل، فإن الطريقة التي يدير بها البشر الغابة لها تأثير أكثر مباشرة وقوة على هيكل الغابة وقدرتها على حمايتنا. ومن خلال اختيار إدارة الغابة بطريقة تحافظ على الغطاء المستمر، يمكن لمديري الغابات ضمان بقاء هذه الحواجز الطبيعية فعالة لأجيال قادمة، حتى مع تغير المناخ من حولهم.