11 دقیقه
جنگل بارانی آمازون بیش از پیش نشانههایی از یک رژیم اقلیمی جدید و شدیدتر را نشان میدهد که محققان آن را «هیپرتروپیک» مینامند. یک مطالعه چندملیتی که بیش از سه دهه دادههای میدانی را تحلیل کرده است، نشان میدهد که خشکسالیها گرمتر، طولانیتر و پرتکرارتر شدهاند و در نتیجه درختان و خاکها در معرض سطوحی از استرس قرار گرفتهاند که در برخی موارد نمونهٔ معاصری ندارد.
یافتههای مطالعه: جنگلی در گذار سریع
در این پژوهش، دانشمندان اندازهگیریهای طولانیمدت میدانی را با خروجیهای مدلهای اقلیمی منطقهای ترکیب کردند تا واکنش درختان و خاک آمازون به دماهای بالا و رطوبت اندک را دنبال کنند. نتایج نشان میدهد که پدیدههای خشکسالیِ بسیار گرم — که نمونههایی از آن طی رویدادهای ال نینو گرم ۲۰۱۵ و ۲۰۲۳ مشاهده شد — در سدهٔ جاری شایعتر خواهند شد. در بسیاری از مناطق این وضعیت ممکن است بهصورت سالمره پابرجا بماند؛ بهطوریکه تفاوت فصلی بین فصلهای مرطوب و خشک کاهش یابد و آرایش اقلیمی به حالت «هیپرتروپیک» نزدیک شود.
تجزیه و تحلیل دادههای طولانیمدت از دستۀ گستردهای از پلاتهای پایش، اندازهگیریهای درختسنجی، و مشاهدات خاک و فلور، به همراه شبیهسازیهای مدلهای اقلیمی با وضوح منطقهای، یک تصویر یکپارچه از چگونگی شدتگرفتن استرس آب-گرما ارائه میدهد. محققان با ترکیب شاخصهای رطوبت خاک، دماهای حدی و فراوانی رخدادهای ال نینو توانستند نقشههایی از احتمال بروز شرایط هیپرتروپیک تا پایان قرن تهیه کنند؛ نقشههایی که نشان میدهند بسیاری از نواحی مرکزی و شرقی آمازون در معرض عبور از آستانههای حیاتی آب قرار دارند.
در این تصویر، یک دانشمند نرخ فتوسنتز یک برگ را اندازهگیری میکند.
چگونه درختان توان خود را از دست میدهند: سازوکارهای افول
مشاهدات میدانی و آزمایشگاهی دو سازوکار فیزیولوژیکی اصلی را که مرگومیر درختان را در شرایط گرمای طولانی و خشکی افزایش میدهد، نشان میدهند. این دو مکانیزم — شکست هیدرولیکی و گرسنگی کربنی — بهصورت همافزا عمل میکنند و حتی میتوانند زیربنای پدیدههایی مانند تسریع میرایی جنگلی را توضیح دهند.
شکست هیدرولیکی
وقتی رطوبت خاک کاهش مییابد، درختان برای کشیدن آب از ریشهها به سمت برگها با مشکل مواجه میشوند. کاهش تداوم ستون آب در آوندهای چوبی (کسیلم) ممکن است باعث تشکیل حبابهای هوا یا امبولی در مسیر انتقال آب شود؛ این پدیده جریان آب را مسدود کرده و میتواند منجر به خشکشدگی سریع شاخهها یا حتی مرگ کامل درخت شود. شکست هیدرولیکی معمولاً در گونههایی با چگالی چوب کمتر و ریشههای کمعمق سریعتر رخ میدهد، اما در شرایط خشکسالی بسیار شدید حتی گونههای مقاومتر نیز آسیبپذیر میشوند.
در سطح اکوسیستم، شکست هیدرولیکی میتواند شیوع مرگ را تسریع کند: درختان مرده تبادل رطوبتی و سایهزایی را تغییر میدهند که این خود میتواند دمای محلی را بالا برده و رطوبت زیرتراکم گیاهی را کاهش دهد؛ حلقهای بازخوردی که احتمال عبور از آستانههای بحرانی را افزایش میدهد. سنجش پیوستهٔ فشار آب شیره، رطوبت خاک در لایههای مختلف، و نرخ احیا پس از بارندگی برای تعیین آستانههای شکست هیدرولیکی حیاتی بوده است.
گرسنگی کربنی
برای کاهش تبخیر و حفظ آب، گیاهان روزنههای برگ (استوماتا) را میبندند؛ عملی که جذب دیاکسید کربن را محدود میکند. در خشکسالیهای طولانی، کاهش مستمر فتوسنتز میتواند ذخایر کربوهیدراتی را خالی کند و درخت را در برابر عوامل فشاردهنده مادونگرما و آفات و بیماریها ضعیف نماید. هنگامی که ذخایر آلی کاهش یابد، درختان توان بازسازی بافتهای آسیبدیده یا تولید بذر را از دست میدهند و خطر مرگ بهطور معنیداری افزایش مییابد.
این دو سازوکار در کنار یکدیگر توضیح میدهند که چرا گونههای سریعالرشد با چگالی چوب پایین، که معمولاً متکی به رشد سریع و ذخایر کربنی کمتر هستند، در برابر خشکسالیهای گرم بیشتر در معرض خطر قرار میگیرند. پژوهشگران با تلفیق دادههای بیوفیزیکی و اندازهگیریهای ذخیره کربوهیدراتی توانستند نشان دهند که ترکیب این فشارها در وقوع مرگومیر جنگلی نقش کلیدی دارد.
محققان تخمین میزنند که تحت شرایط پیشبینیشدهٔ هیپرتروپیک، مرگومیر درختان در مناطق متاثر ممکن است حدود ۵۵ درصد افزایش یابد. این رقم میانگینی بر اساس مدلهای ترکیبی و مشاهدات میدانی است و متغیرهای محلی مانند نوع گونه، ساختار ریشه، تاریخ آتشسوزی و تغییرات کاربری زمین میتواند تاثیرات موضعی را بسیار متفاوت کند. با این حال، روند کلی حاکی از تشدید ریسک و افزایش تلفات زیستی در جنگلهای بومی است.
چرا این موضوع اهمیت دارد: تعادل کربن و ترکیب جنگل
جنگل آمازون در حال حاضر بخش بزرگی از دیاکسید کربن تولیدشده در جو را جذب میکند و نقش حیاتی در چرخهٔ جهانی کربن دارد. اگر گسترهٔ مرگومیر درختان افزایش یابد، این جنگلها میتوانند از حالت منبع جذب کربن (کربن سینک) به منبع انتشار کربن تبدیل شوند؛ زیرا مواد آلی ذخیرهشده در چوب و خاک با تجزیه آزاد میشوند و به اتمسفر بازمیگردند.
مدلهای مورد استفاده در مطالعه نشان میدهند که بسیاری از مناطق آمازون ممکن است از آستانههای بحرانی آب عبور کنند که به مرگومیر گسترده منجر میشود. چنین تغییری در تعادل کربن جهانی میتواند بازخوردهای اقلیمی قابلتوجهی ایجاد کند، از جمله تشدید گرمایش محلی و تغییر در الگوهای بارش. افزون بر این، الگوهای مشابهی ممکن است در جنگلهای استواییِ آفریقا و آسیا ظاهر شود که پیامدهای جهانی برای انتشار کربن، تنوع زیستی و خدمات اکوسیستمی دارد.
جنگلهای ثانویه — مناطقی که پس از قطع یا تخریب جنگل بهصورت طبیعی یا با اقدامات انسانی بازسازی شدهاند — اغلب سهم بیشتری از گونههای سریعالرشد و چوب با چگالی کمتر دارند. این ویژگیها باعث میشود که جنگلهای ثانویه در مقایسه با جنگلهای اولیه در برابر خشکسالیهای گرم آسیبپذیرتر باشند. این نکته پیامدهای مهمی برای سیاست احیای جنگل، برنامههای کاشت و ارزشآفرینی باززایی جنگل بهعنوان ابزار کاهش تغییر اقلیم (مثلاً طرحهای مبتنی بر جذب کربن) دارد.
از منظر تنوع زیستی، تغییر ترکیب گونهها به سمت گونههای مقاومتر یا گیاهان با ویژگیهای مختلف فیزیولوژیک میتواند شبکههای بومشناختی را تغییر دهد؛ زنجیرههای غذایی، پراکنش بذر، و همزیستیهای میکروبی خاک نیز تحت تأثیر قرار میگیرند. در نتیجه حفاظت گونهای و مدیریت اکوسیستم باید این تغییرات را پیشبینی و به آنها پاسخ دهد.
زمینهٔ علمی و روشها
نتیجهگیریهای مطالعه بر پایهٔ کمپینهای میدانی گسترده و طولانیمدت شکل گرفته است که دههها دادههای درختسنجی، اندازهگیریهای فیزیولوژیک، و مشاهدات خاک و آب را جمعآوری کردهاند. این مشاهدات با خروجیهای مدلهای اقلیمی منطقهای که سناریوهای مختلف انتشار گازهای گلخانهای را شبیهسازی کردند، تلفیق شدهاند.
پژوهشگران با انتخاب سایتهای جفتی که تحت تأثیر خشکسالیهای ۲۰۱۵ و ۲۰۲۳ قرار گرفته بودند — هر دو رویداد بهواسطهٔ ال نینوهای نسبتاً گرم تقویت شده بودند — آستانههای استرس آبی را شناسایی کردند که پیش از افزایش مرگومیر ظاهر میشدند. این آستانههای تجربی سپس در مدلها گنجانده شدند تا فرکانس و پراکنش احتمالی شرایط هیپرتروپیک تا سال ۲۱۰۰ تحت سناریوهای مختلف گرمایش ارزیابی شود.
روششناسی شامل تلفیق دادههای مقیاس نقطهای (اندازهگیریهای درختی و خاک) با دادههای مقیاسبزرگتر از رادار و سنجش از دور، و استفاده از مدلهای دینامیکی گیاه-اقلیم بود. این ترکیب امکان برآورد بهتر از واکنشهای گونهای و عملکرد چرخهٔ آب را فراهم آورد. افزون بر این، تحلیل عدم قطعیتها و حساسیتسنجی نسبت به پارامترهای کلیدی (مثل حساسیت آوندها به امبولی، یا نرخ تجدید ذخایر کربوهیدراتی) به درک چگونگی تغییر نتایج تحت شرایط مختلف کمک کرد.
اگرچه نتایج مبتنی بر شواهد قوی میدانی و مدلسازی است، پژوهشگران بر این نکته تأکید میکنند که برآوردها با عدم قطعیت همراهاند؛ تغییرات موضعی در استفادهٔ زمین، آتشسوزی، و تعاملات گونهای میتوانند الگوهای محلی را تغییر دهند. با این وجود، روند کلی نشاندهندهٔ افزایش احتمال بروز شرایطی است که پیشتر کمتر دیده شده و اثرات اکولوژیکی و اقلیمیِ شدیدی دارند.
پیامدها برای سیاستگذاری و عمل
نتایج مطالعه آشکار میکند که مسیر تغییرات اقلیمی در آمازون بهطور مستقیم بستگی به میزان انتشار گازهای گلخانهای از سوی انسانها دارد. اگر انتشارهای فعلی بدون کنترل ادامه یابد، شرایط هیپرتروپیک زودتر و در وسعت بیشتری رخ خواهند داد. این امر سوالات فوری و حیاتی برای برنامهریزی حفاظتی، حسابداری کربن و تلاشهای بینالمللی برای کاهش انتشار و حفاظت از جنگلهای گرمسیری بهوجود میآورد.
اقدامات سیاستی ممکن شامل تقویت اقدامات ملی و بینالمللی برای کاهش انتشار، حمایت از مدیریت پایدار جنگل، و اولویتبندی حفاظت از قطعات بزرگ و دستنخوردهٔ جنگل است. حفظ تودههای بزرگ جنگلی میتواند بهعنوان نوعی «بانک زیستی» عمل کند که به اکوسیستمها زمان لازم برای سازگاری را میدهد؛ در حالی که کاهش انتشار سرعت تغییرات اقلیمی را کمتر میکند. برنامههای مبتنی بر بازار مانند REDD+ (کاهش انتشار از جنگلداری و تغییر کاربری زمین) میتوانند ابزارهای مکملی باشند، اما فقط در صورتی مؤثر خواهند بود که معیارهای حفاظتی، مانیتورینگ بلندمدت و مشارکت جوامع محلی بهطور جدی اجرا شوند.
از منظر عملگرایانه، بهبود شبکههای پایش (شامل ایستگاههای میدانی، تصاویر ماهوارهای با وضوح زمانی و مکانی بالا، و سنجش شاخصهای زیستی) برای شناسایی سریع نواحی در معرض خطر و واکنشدهی به بحران ضروری است. طرحهای احیای جنگل باید گونهها و روشهایی را اولویتبندی کنند که شانس موفقیت بلندمدت در شرایط گرمتر و خشکتر را داشته باشند و در عین حال تنوع زیستی را حفظ نمایند. مدیریت آبهای رودخانهای و حفاظت از منابع آب زیرسطحی نیز بخشی از بستهٔ جامع پاسخ خواهد بود.
در سطح بینالمللی، نتایج مطالعه بر اهمیت ادغام سازوکارهای اقلیمی در سیاستهای تجارت، تامین مالی و توسعهٔ پایدار تاکید دارد. کشورهایی که در حوضهٔ آمازون قرار دارند ممکن است نیازمند پشتیبانی مالی و فناوری برای اجرای برنامههای حفاظتی و تطبیقی باشند؛ اقداماتی که در نهایت به کاهش ریسک جهانی مرتبط با انتشار کربن کمک خواهد کرد.
دیدگاه کارشناسی
«این کار اندازهگیریهای میدانی محکم را با برآوردهای مدلهای اقلیمی پیوند میدهد تا نشان دهد تغییر نه تنها نزدیک است، بلکه چگونه بر درختان و خاکها اثر خواهد گذاشت»، دکتر النا مورالس، یک اکوفیزیولوژیست استوایی (شخصیت ساختگی) با دو دهه پژوهش در آمازون، میگوید. «حفظ قطعات بزرگ و دستنخوردهٔ جنگل و کاهش انتشار دو استراتژی مکملاند: یکی به اکوسیستمها زمان میخرد و دیگری سرعت تغییر را کاهش میدهد.»
مطالعه که در نشریهٔ معتبر Nature منتشر شده است، یادآور تلخی است که جنگلهای گرمسیری زمینههای ثابت و بیحرکتی نیستند، بلکه سامانههایی پویا و واکنشگر به گرمایش و تغییر الگوی بارش هستند. آنچه در آمازون رخ میدهد پیامدهای جهانی دارد — برای تنوع زیستی، اقلیم منطقهای و بودجههای کربنی — و پنجرهٔ فرصت برای اقدام مؤثر روزبهروز کوچکتر میشود.
در نهایت، این پژوهش بر نیاز به ترکیب دانش پایهای، ظرفیتهای فنی و سیاستهای همسو برای پاسخ به ریسکهای فزایندهٔ ناشی از خشکسالیهای گرم تاکید میکند. پیشبینی دقیقتر آستانههای بحرانی، توسعه ابزارهای مانیتورینگ بلندمدت و طراحی راهکارهای مبتنی بر طبیعت (nature-based solutions) از جمله اقدامات عملیاند که میتوانند به کاهش اثرات هیپرتروپیک کمک کنند.
منبع: sciencealert
نظرات
نیک_س
اینکه جنگلها ممکنه از جذب کربن به منبع تبدیل شن، آدمو میترسونه 😟 باید فوراً اقدام کنیم، نه فردا.
رضا
حس میکنم بعضی پیشبینیها کمی بدبینانه ان، ولی این مقاله دستکم هشدار لازم رو میده، باید طرحهای عملی همزمان باشن
سفرلان
خلاصه: زمان داره تنگ میشه. ترکیب علم و سیاست لازمه، مانیتورینگ بلندمدت و مشارکت محلی کلیدیه.
بیونیکس
من تو پروژهٔ جنگلکاری دیدم جنگل ثانویه چقدر آسیبپذیره، این نتایج برای سیاستگذاری بسیار کاربردیه البته اجرا مهمه
توربو
آیا مدلها واقعا میتونن آستانههای محلی رو دقیق پیشبینی کنن؟ داده میدانی قوی ولی شک دارم...
روداکس
وای... یعنی آمازون واقعاً داره به یه رژیم جدید میرسه؟ فکرش هم ناراحتکننده است، باید واقعاً جدیتر اقدام کنیم
ارسال نظر