"التشكيل" النظام الإيكولوجي الصحراوي المناخ التكيف

Understanding Desert Ecosystems: Formation, Adaptations, and Global Significance

وتمثل النظم الإيكولوجية المتدهورة بعض أكثر البيئات ذهابا وتطرفا على الأرض، إذ إن هذه المواد الحيوية الفريدة، التي توصف بظروف قاسية، بما في ذلك الحد الأدنى من التهطال، والتقلبات الشديدة في درجات الحرارة، والإشعاع الشمسي المتردي، قد شكلت تكيفات تطورية ملحوظة في كل من النباتات والحيوانات، وفهم كيف تشكل النظم الإيكولوجية الصحراوية وكيف تتكيف مع البقاء في هذه الظروف الصعبة، أمر أساسي لتقدير أهميتها الإيكولوجية، والتنوع البيولوجي، ودورها في البيئة.

وتغطي المصاعد 17 في المائة من كتلة الأرض والمرفأ في العالم التنوع البيولوجي العالي بشكل مفاجئ، مما يتحدى من سوء الفهم المشترك بأن هذه المناطق هي أراضي مهجورة، ومن الصحراء الكبرى في أفريقيا إلى غوبي في آسيا، ومن آتاكاما في أمريكا الجنوبية إلى موجاف في أمريكا الشمالية، تظهر النظم الإيكولوجية الصحراوية تنوعا مذهلا في عمليات تكوينها وأنماطها المناخية، والمجتمعات البيولوجية.

The Formation of Desert Ecosystems

إن تكوين الصحراء عملية معقدة تتأثر بعوامل جغرافية وجوية ومواضيعية متعددة، وتصنف الصحارى بموقعها الجغرافي ونمطها الجوي المهيمن على أنها رياح تجارية أو وسطية أو ظل أمطار أو صحراء ساحلية أو موسمية أو قطبية، وكل نوع من هذه الأنواع من خلال آليات متميزة تخلق الظروف القاحلة لهذه البيئات.

المواد المدارية الفرعية ودائرة الغلاف الجوي

وتقع صحر الريح التجارية في أي جانب من خطوط الخيل عند درجة تتراوح بين 30 و 35 درجة شمالا وجنوبا، وترتبط هذه الأحزمة بمخلفات الترسبات دون المدارية وبالهبوط الواسع النطاق للهواء الجاف، وصحافة الصحراء من هذا النوع، وتشمل آلية التكوين أنماطا عالمية للتداول في الغلاف الجوي تعرف باسم خلايا هادلي.

هذه الصحارى تُشكل بواسطة تيارات جوية، الهواء الساخن يرتفع من خط الاستواء يفقد رطته في العملية، ينتج الغيوم والأمطار التي تعطي الغابات المطيرة اسمها، وهذا الآن يجفف الهواء وينزل، ويولد بيئة صحراء قاحلة وهائلة، وهذه العملية تخلق بعض المناطق الأكثر إثارة وداحة في العالم، بما في ذلك الصحراء والعربية والصحراء الأسترالية.

مخزنات راين شادو

وتتكون صحارى الظل المطيرة من خلال عمليات أوروغرافية تشمل النطاقات الجبلية التي تحجب كتل هوائية مطهرة، وتتكون صحاري الظلال المطيرة عندما تحجب الجبال الطويلة الغيوم من الوصول إلى المناطق التي تسير فيها الرياح، وعندما ينتقل الهواء فوق الجبال، يبرد ويهدأ ويتسبب في التهطال على الجانب الريح، وعندما يصل الهواء إلى الجانب الضائع، يصبح الجو جافاً لأنه

هذه الظاهرة تخلق أكثر صحراء العالم تطرفاً، وصحراء تاكلامكان مثال على ذلك، ملقى في ظل الأمطار في الهيمالايا، ويتلقى أقل من 38 ملم (1.5 في) تهطالاً سنوياً، ومن الأمثلة البارزة الأخرى دير أتاكاما في أمريكا الجنوبية، ودير غوبي في آسيا، ووادى الموت في أمريكا الشمالية.

وقد اعتبر تشكيل جبال الأطلس مسؤولا جزئيا على الأقل عن التغيير المناخي الذي أحدث الصحراء في نهاية المطاف، وهناك أثر قوي لظلال الأمطار في الجانب الجنوبي من الجبال، مما يدل على الكيفية التي يمكن أن تؤثر بها السمات الجيولوجية على تكوين الصحراء على نطاق واسع.

الشوارع

وتشكل الصحارى الساحلية جافة مفارقة مفارقة مفترقة على الرغم من قربها من المحيط، وتوجد صحارى ساحلية عموما على الحواف الغربية للقارات القريبة من المناطق الاستوائية للسرطان وكابيذر، وتتأثر بتيارات المحيط الباردة التي توازي الساحل.

مياه المحيط الباردة، عندما تكون على اتصال بتيارات الرياح المعقدة، تنتج ضباباً سميكاً، يعلق على الصحراء الساحلية، هذا الضباب لا يهيمن أبداً على المطر مثل الرياح من الساحل تهب في نمط شرقي لمنعها من الوصول إلى الأرض، وهذا يخلق بعض البيئات المتردية للأرض.

الصحراء الساحلية، أتاكاما في أمريكا الجنوبية، هي صحراء جافة الأرض في أتاكاما، أمطار قابلة للقياس - 1 ملليمتر أو أكثر من المطر - قد تحدث في حالات متكررة كل 5-20 سنة، في الواقع، دير أتاكاما هو المكان الأقل رعبا على الأرض، وبعض محطات الطقس في أتاكاما لم تسجل قط قطرة من المطر.

سكان جزر المحيط الهادئ

وتقع صحاريات منتصف خط العرض بين ٣٠ درجة و ٥٠ درجة شمالا وجنوبا، ومعظمها في المناطق النائية من البحر حيث تسبق معظم الرطوبة بالفعل الرياح السائدة، والتوقف عن مصادر الرطوبة المحيطية هو العامل الرئيسي في تشكيلها.

إن دير غوبي، في الصين ومنغوليا، يقع على مئات الكيلومترات من المحيط، فالرياح التي تصل إلى غوبي لديها رطوبة منخفضة جدا، كما أن غوبي في ظل الأمطار لجبال الهيمالايا إلى الجنوب، مما يدل على أن عوامل متعددة يمكن أن تجمع بين خلق ظروف صحراءية متطرفة.

الظروف المناخية التي تحدد الصحراء

فالصحاريون هي المناطق التي يقل فيها سقوط الأمطار عن 250 ملم (10 في السنة) أو التي يتجاوز فيها التهرب التهطال، وهذه السمة الأساسية تحدد ندرة المياه التي تشكل جميع جوانب النظم الإيكولوجية الصحراوية.

وأغلبية الحرارة هي سمة تعريفية أخرى، إذ عادة ما تكون للصحراء الساخنة درجة حرارة كبيرة من البول والفصل، مع ارتفاع درجات الحرارة النهارية ودرجات حرارة الليل المنخفضة (تتمثل في الرطوبة المنخفضة للغاية) وفي صحاري ساخنة يمكن أن تصل درجة الحرارة في النهار إلى 113 درجة ف (45 درجة مئوية) أو أعلى في الصيف، وتصل إلى 32 درجة ف (0 درجة مئوية) أو في وقت ليلي أدنى في الشتاء.

Soil Characteristics in Desert Ecosystems

وتتمتع التربة الصحراوية بخصائص فريدة تنتج عن الظروف القاحلة وتسهم فيها، وعادة ما يكون لهذه التربة محتوى معدني مرتفع، ولكن المواد العضوية المنخفضة بسبب النباتات المحدودة، وينجم ضعف قدرات الاحتفاظ بالمياه عن التركيبة الرملية أو الصخرية، في حين أن ارتفاع معدلات التبخر كثيرا ما يؤدي إلى تراكم الملح في طبقات سطحية.

إن عدم وجود الغطاء النباتي يكشف التربة الصحراوية عن عمليات الطقس المكثفة، إذ أن الديسيرات تُشكل من خلال عمليات الطقس، مع وجود تفاوتات كبيرة في درجات الحرارة بين النهار والليل، مما يخترق الصخور، وبالتالي، فإن هذا الطقس المادي، مقترنا بالفيضانات التي تحدث أحياناً، يخلق المناظر الصخرية والصحراء الرملية.

Climate Adaptations of Desert Flora

وقد تطورت محطات السطو، المعروفة باسم " البيروفيت " ، من عمليات التكيف غير العادية للبقاء في البيئات التي يكون فيها الماء هو أكثر الموارد تقييدا، وهذه التكييفات تشمل استراتيجيات للمورفيولوجيا والفيزيائية والكيميائية الحيوية التي تتيح للمصانع أن تزدهر حيث يفشي معظم النباتات الأخرى.

عمليات التكيف الفيولوجي في النباتات الصحراوية

وتميل النباتات إلى أن تكون قوية ومسحة مع أوراق صغيرة أو بدون أوراق، وقطع مقاوم للمياه، وغالبا ما تدور لردع العشب، وتخدم هذه التعديلات المادية أغراضا متعددة في حفظ المياه والبقاء عليها.

وتُعدل أوراق وقطع بعض البيروفيات بقطعة من الشمع، مما يوفر سطحاً مُجسّداً يقلل من فقدان المياه، وتُغطى أوراق وحواجز الكاكاوي والكاجات بطبقة سميكة وواسعة الشمع تزيد من الحد من فقدان المياه عن طريق إيجاد حاجز ضد التهرب، ويمكن أن يقلل هذا التقطيع من فقدان المياه بنسبة تصل إلى 90 في المائة مقارنة بالنباتات التي لا تتوفر لها هذه الحماية.

ويمثل تعديل اللاف السطحي تكيفاً حاسماً آخر، إذ تُقيِّد الاكسيروفيات فقدان المياه باستحداث أوراق صغيرة أو حتى لا شيء على الإطلاق، وإذا كانت الورقة صغيرة الحجم في الحجم، فإن المساحة السطحية التي تُستخدم فيها المياه للهروب منها، وهو ما يخالف النباتات المدارية الكبيرة التي تتركها، كما أن الأوراق الأصغر تقلل من عدد البستات على سطح الورق، مما يعني أن هناك أقل من المسامات لبخار الماء للهروب من نتيجة التحول.

وفي الحالات القصوى، تكون الأوراق غير موجودة أو معدلة إلى عمودين، وفي كلتي، تخفض الأوراق إلى عمودين، مع حدوث تليفزيون في الجذع الأخضر بدلا من ذلك، وهذا التكيف يقلل من المساحة السطحية لفقدان المياه ويوفر الحماية من الأعشاب.

تخزين المياه: التلقيح

ومن أهم التكييفات في النباتات الصحراوية قدرتها على تخزين المياه في الجسم، وللتغلب على ندرة المياه، فإن النباتات الصحراوية، مثل الكاكتي والملقين، قد تطورت من القدرة على تخزين المياه داخل أنسجة هذه المصانع، وهذه الملكية معروفة باسم التلقيح.

وتظهر مصباحات السوغوارو (كارنيجيا غانتا) في صحراء سونوران مدى إمكانية تخزينه في الهواء، ويمكن أن يستوعب ما يصل إلى 760 لترا من المياه (200 غالون) من عاصفة واحدة، ويوسع نطاق صندوقه المسلّح مثل الكوبديون، وتحافظ المياه المخزنة على المصنع خلال أشهر الجفاف.

ويخزن المعاقون كميات كبيرة من المياه في أنسجةهم السميكة والحمائية، مما يتيح لهم مواصلة الوظائف الأيضية خلال فترات الجفاف الطويلة، وتخفض سماتهم الوبائية، مثل المناطق السطحية المخفضة من الورق وقطع الشمع، إلى الحد الأدنى من فقدان المياه، مما يجعلها شديدة الصمود في ظروف الجفاف.

نظام الروت

وتزدهر بعض النباتات السنوية وتزدهر وتموت في غضون بضعة أسابيع بعد سقوط الأمطار، بينما تنجو النباتات الأخرى التي تعيش طويلاً لسنوات ولديها نظم عميقة الجذور قادرة على استخدام الرطوبة تحت الأرض، وتستخدم محطات السطو استراتيجيتين أساسيتين: نظم جذر ضحلة واسعة النطاق تلتقط الرطوبة السطحية من أحداث هطول الأمطار النادرة، أو تستنشق قاع القاعدة التي تصل إلى المياه الجوفية في عمق أقل بكثير من السطح.

وتضع بعض الشجيرات الصحراوية نظماً جذرية تمتد فيما بعد إلى عشرات الأمتار، مما يسمح لها باحتراق الرطوبة من منطقة كبيرة، وترسل أطراف أخرى جذورها إلى أسفل 20 متراً أو أكثر للوصول إلى طاولات المياه الدائمة، بما يكفل البقاء خلال فترات الجفاف الممتدة.

CAM Photosynthesis: A Revolutionary Adaptation

ربما أكثر التكييف الفيزيائي تطوراً في النباتات الصحراوية هو تليفزيون كراسولشان إيسيد الميتامى، والكثير من البيروفيات الراقية تستخدم الأيض الحامض الكرسولاسي أو المعروف بشكل أفضل بصور الكيماويات، كما أنها مُلَغَّة آلية الكمبوكسي الداري لأن النباتات في المناطق القاحلة تجمع ثاني أكسيد الكربون في الليل

وتفتح محطات الكيماويات البذرات في الليل، عندما ترتفع درجات الحرارة والرطوبة، وتستوعب ثاني أكسيد الكربون وتخزنه كحامض للثدي، وخلال اليوم، تُعدّ البذرة القريبة من منع فقدان المياه، وتُغذي ثاني أكسيد الكربون المخزنة صوراً مُجمعة داخلياً.

(أ) أن عملية الكيمياء الحيوية متميزة في كفاءتها، وخلال الليل، لا تزال البستاتا مفتوحة في مصانع الكيماويات، وثاني أكسيد الكربون يدخل الخلية ويخزن في المهبل في شكل أربعة حمضات من المهكوم تحتوي على الكربون، وخلال النهار، تغلق البذرات النباتية، وتنتقل حمض المهتر إلى كلور البنزين وتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون.

وعلى المستوى الكيميائي الحيوي، تتطور هذه المسارات لتكوين حامض الأوكسالوتشيك (هاتش - سلاك) بكفاءة، بدلا من مسار C3، مما يوفر مسارات متعددة لتحديد الكربون في ظل ظروف محدودة بالمياه.

Stomatal Adaptations

ومن أجل خفض معدلات التبخر يمكن أن تُغمر في مأزق ورقة تخلق خلية صغيرة، ويزيد الهواء المحاصر حول ورم الرضوض من مستويات الرطوبة ويقلل من تفرق بخار المياه، ويُحدث هذا التعديل المعماري طبقة حدودية واقية تقلل بدرجة كبيرة من فقدان المياه العابرة.

كما أن بعض البيروفيات تقوم بتطوير هياكل شبيهة بالثلاثيات في أسطح الأوراق التي تخلق حاجزاً إضافياً في فقدان المياه وتعكس فائضاً في الإشعاع الشمسي، وتساعد على إبقاء درجات حرارة الورق أقل.

استراتيجيات تجنب الجفاف

فكل النباتات الصحراوية لا تقاوم الجفاف - بل تتجنبه كلياً من خلال دورات الحياة في الغلاف الجوي، إذ يعيش العديد من النباتات الصحراوية لموسم واحد، وقد تكون بذورها مطروحة لسنوات خلال ظروف الجفاف الطويلة، ومع بداية سقوط الأمطار، تمر هذه النباتات بسرعة عبر مراحل نمو مختلفة، وتطهيرها، وازهارها، وتفرقها في البذور في بضعة أيام فقط.

وهذه النباتات السنوية، التي تسمى " النبوءات " ، تستكمل دورة حياتها بأكملها في النافذة القصيرة عندما تكون الرطوبة متاحة، ثم تنجو كبذور مقاومة للجفاف حتى حدث سقوط الأمطار المقبل، وهذه الاستراتيجية تتيح لها تجنب أشد الظروف فظاً في الوقت الذي تستفيد فيه من فترات مواتية.

Climate Adaptations of Desert Fauna

الحيوانات المُتدمّرة تواجه التحدي المزدوج في درجات الحرارة القصوى وندرة المياه، فالتذبذبات التي تتراوح بين التجميد إلى أكثر من 100 ألف (38C)، تجعل الحفاظ على درجة حرارة الجسم الآمن تحدّياً ثابتاً، إضافة إلى هذا المصيد إلى بقاء الصحراء، حاجة الكائنات الحية إلى زيادة المياه، حيث ترتفع درجة الحرارة، وعادة ما تقلل من الحرارة التي ترتفع فيها.

Behavioral Adaptations

الكثير من النشوة و البقاء في الظل أو تحت الأرض خلال حرارة اليوم

معظم الحيوانات الصحراوية هي حيوانات عائمة، بمعنى أنها نشطة في الليل عندما تكون درجات الحرارة أكثر برودة، وهذا السلوك يساعد على حفظ الطاقة ويتجنب الحرارة النهارية للحرق، وعلى سبيل المثال، فإن الثعلب الفينكي، وثعلب صحاري صغير من أصل شمال أفريقيا، يمضي اليوم في الحرق المبرد ويصطاد الحشرات والثدييات الصغيرة تحت غطاء الظلام، كما أن السمع المكثف لا يحسن

فالدفن يوفر تكيفاً سلوكياً حاسماً آخر، إذ أن بعض الثدييات الصحراوية، مثل فئران الكنغر، تعيش في كثافة تحت الأرض، وتغلقها لتمنع حرارة منتصف النهار وتعيد تدوير الرطوبة من تنفسها، وتظل درجات الحرارة تحت الأرض مستقرة نسبياً، وتوفر الملاذ من السطح المتطرف.

وتستخدم بعض الحيوانات الاستيعاب - وهو شكل من أشكال المهاجر شبيه بالتهجير، ولكن يولده الحرارة والجفاف بدلا من البرد، وبعض الحيوانات، مثل الطواجن، والضفادع، والطواحف الصحراوية، تفلت من الحرارة لشهور في وقت ما بزراعة الدفن، وأثناء الزراعة، تُعد الحيوانات مهابطة مع انخفاض التنفس وارتداد القلب، مما يسمح لها بالهرب من ارتفاع الحرارة وارتقاء المياه.

حفظ المياه الفيزيائية

وقد تطورت الحيوانات المصحوبة بالطيور آليات فيزيولوجية رائعة لحفظ المياه، وهي تميل إلى أن تكون فعالة في حفظ المياه، واستخلاص معظم احتياجاتها من غذاءها، وتركيز بولها.

وقد يمثل جرذ الكنغرو أكثر الأمثلة تطرفاً على حفظ المياه، ويمكن لفئران الكنغارو أن تعيش على المياه المنتجة عندما يُستَنَعَلَق الغذاء، ولكن ذلك لا يشكل إلا جزءاً من ترسانة استراتيجياتها لبقاء الصحراء، إذ أن المياه الإضافية متاحة من البذور الجافة التي تستوعب، عند تخزينها في الدفن، ما يصل إلى 30 في المائة من وزنها في المياه من الرطوبة الأعلى في الدفن.

فقدان الماء التصاعدي من جرذ الكنغر منخفض لأن الحيوان ليس لديه غدد عرقي وقليل من الماء يضيع بشكل سلبي من خلال جلده

معظم الفئران الحيوانية أكثر من 75٪ ماء، وزيروكولات، على أي حال، الماء العادم في الأحشاء وينتج الكثير من الريش المجفف، على سبيل المثال، فئران الكانغرو تحتوي على 1.5.6 فقط من الماء مثل الماء الذي يحتويه القوارض الأخرى غير المصحوبة بالدرّاس.

وظيفة مختصة من نوع كيدني

وتعاني الثدييات الصحراوية من الزهور الأنهارية الأنهارية، فضلا عن المجدية شبه المرجانية والأقل، كما أن كليتا الثدييات الصحراوية تتكيف بشكل أفضل في الماء العادم من السوائل الدهونية: فرغم أن هناك عددا أقل من المعالم النمردية، فإن الكورولائيات ذات الازدهار الأكبر من النشوة.

وتتيح هذه التعديلات الطنانة لثدييات الصحراء إنتاج بول شديد التركيز، مع تقليل فقدان المياه إلى أدنى حد مع القضاء على النفايات الأيضية، ويمكن لبعض القوارض الصحراوية إنتاج بول به تركيزات الملح أعلى من مياه البحر.

إنتاج المياه الدوائية

وبعض القوارض، مثل الفئران الجيوبية وفئران الكنغارو، مستقلة عن أي ماء حر أو حتى عن الطعام الرطب، ومن المحتمل أن يكون فأر الكانغارو هو أفضل ما يعرفه هؤلاء، وهو يأكل أساساً بذوراً جافة وشديدة الكاربوهيدرات؛ وتنتج غراماً واحداً من البذور العشبية جراماً ونصف من مياه الأكسدة.

ويمكن أن تلبي هذه المياه الأيضية، التي تنتج عن طريق تأكسد الأغذية أثناء التنفس الخلوي، جميع احتياجات المياه لبعض الحيوانات الصحراوية، التي تقترن بآليات للحفاظ على المياه القصوى، وهذا يتيح لبعض الأنواع البقاء إلى أجل غير مسمى دون الشرب.

Temperature Regulation Adaptations

وبعض الحيوانات الصحراوية، مثل سناجب وجمل النظائر، تنشط خلال أيام الصيف الساخنة، لأنها يمكن أن تسمح لجسدها بتجميع الحرارة دون ضرر، وترتفع درجات حرارة الجسم إلى 40 درجة مئوية أو أكثر (104 درجة فهرنهايت)، وتختفي مع الحاجة إلى تهدئة نفسها عن طريق التبريد في مياه الجسم، وتفقد السناجب الحرارة الزائدة إلى السطح المهتزة والجمل لتبريد الهواء الليلي.

تخزن الدهون التي يمكن تحويلها إلى طاقة ومياه عندما تكون الموارد شحيحة، وطول ساقيها يبعد الجسم عن السطحات الأرضية الساخنة، تكيفات الجمل متعددة الأوجه، بما في ذلك القدرة على تحمل التحلل الكبير وتقلبات درجة حرارة الجسم التي قد تكون قاتلة لمعظم الثدييات.

كما أن آليات التبريد المتخصصة تؤدي أدواراً هامة، فالإرتفاع هو آلية هامة لتبريد الثعالب والكلاب التي تطارد الفريسة، فوكس فينيك (فينيك زرادا)، وهو نوع موجود في الصحراء، يُعاد إلى الغلاف في 690 مرة في الدقيقة بعد مطاردة الفريسة.

تعديلات مورفية لإدارة النفايات

إن حجم الجسم وشكله يؤثران على التبادل الحروي مع البيئة، إذ أن العديد من الحيوانات الصحراوية صغيرة نسبيا، مما يزيد من نسبة المساحة السطحية إلى الحجم، وييسر تفكك الحرارة، كما أن الأذن الكبيرة، كما يشاهدها الثعالب والأعشاب الفينية، تعمل كمشعات لتبديد الحرارة الزائدة للجسد.

كما أن للاحتراق دور، إذ يعكس الفراء أو المقياسات التي تُحتوي على الأشعة الشمسية، ويقلل من امتصاص الحرارة، ويمكن لبعض السحالي الصحراوية أن تغير اللون الموسمي أو حتى يومياً من أجل تحقيق أقصى قدر من إدارة الحرارة.

اقتناء المياه الغذائية

العديد من الحيوانات الصحراوية الصغيرة تحصل على مياه كافية في الطعام الذي تأكله مثل القوارض التي تأكل كوخ الماء وثمار الكاوخ والطيور التي تأكل الحشرات الحيوانات الصحراوية الماهرة والمتقنة تحصل على رطوبة كبيرة من فريستها والتي يمكن أن تحتوي على ماء يتراوح بين 60 و 70 في المائة

فوكس روبل لا يشرب، ولكن الحصول على جميع مياههم السابقة من طعامهم، مكملة بإنتاج مائي قابل للاشتعال، وتجنب الحاجة إلى الاختلاط خلال اليوم، قد يتوقع أن يكون لثوافير روبيل خسارة في المياه التصاعدية الإجمالية مقارنة بالأنواع الثعلب التي تعيش في الموائل المائية.

التنوع البيولوجي للنظم الإيكولوجية الصحراوية

وعلى عكس التصور الشعبي، تدعم النظم الإيكولوجية الصحراوية التنوع البيولوجي الملحوظ، وعلى الرغم من وجود تصور مشترك بأن الصحارى تدعم أنواعا قليلة، فإن بعض الصحارى لها تنوع محلي مرتفع، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن الكائنات الحية قادرة على استغلال رقعات من الإنتاجية العالية.

تنوع النباتات في الصحراء

وقد وجد علماء أمراض الديزر عشرين نوعا من الزهور البرية تنمو معا في ساحة واحدة (84 متر مربع)، في حين قد تتسع شجرة استوائية واحدة لنفس المساحة، وفي أكرة (.4 هكتار) من غابة الكاكتات في حوض توكسون، تتقاسم خمس وسبعون إلى 100 نوع من النباتات المحلية المساحة التي قد تغطيها ثلاثة شجيرات من المانغروف في مستنقعات على امتداد ساحل استوائي.

(أ) أن تنظر على سبيل المثال في أن نباتات جبال توسون، التي اخترعها علماء البحث في متحف أريزونا - سونورا ديسرت مؤخرا مع عدد من زملائهم، وفي منطقة تقل مساحتها عن أربعين ميلا مربعا (100 كيلومتر مربع)، واجه هذا الفريق ما يزيد على 630 نوعا من النباتات، غنيا بمؤخرة محلية من النباتات كأي فخار صحاري نعرفه.

التنوع الحيواني

على سبيل المثال، الصحراء موطن لـ 500 نوع من النباتات، 70 نوعاً من الثدييات، 300 نوع من الطيور، 100 نوع من الزواحف والعوالق الكثيرة، وهذا التنوع يدل على أن أكبر صحراء حارة في العالم تدعم مجتمعات بيولوجية كبيرة.

ويشمل التنوع البيولوجي الخفيف أنواعاً متوطنة عديدة لم تجد أي مكان آخر على الأرض، وقد تطورت هذه الكائنات الفريدة من نوعها في عزلة، ووضعت تكيفات متخصصة مع بيئاتها الصحراوية المحددة، وبالتالي فإن فقدان الموائل الصحراوية يمثل خسارة لا يمكن استبدالها في التنوع البيولوجي العالمي.

الأهمية الإيكولوجية للتنوع البيولوجي في الصحراء

ويؤدي التنوع البيولوجي دوراً محورياً في تنظيم الإطار البيئي، والتأثير على العمليات الإيكولوجية الرئيسية مثل الإنتاجية الأولية، ودورات المغذيات، وتخزين الكربون، وفي النظم الإيكولوجية في الصحراء، يدعم التنوع البيولوجي أداء النظام الإيكولوجي على الرغم من الظروف البيئية القاسية.

وأشار تحليل العزلة والترابط بين مؤشر التنوع البيولوجي الشامل لمجتمع النبات وعوامل التربة إلى أن الفوسفور المتوفر من التربة، والمواد العضوية، والسلوك الكهربائي كان له تأثيرات كبيرة على التنوع في الأنواع المجتمعية، مما يدل على التفاعلات المعقدة بين المكونات البيولوجية والمادية للنظم الإيكولوجية الصحراوية.

The Ecological Importance of Desert Ecosystems

وتوفر النظم الإيكولوجية المتدهورة خدمات إيكولوجية حاسمة تتجاوز حدودها إلى حد بعيد، ومن الضروري فهم هذه المهام تقديراً لما يهم حفظ الصحراء على الصعيد العالمي.

Climate Regulation and Carbon Storage

إن تأثيرات الـ(صحراء) تقلل من تسخين السطح بينما تعمل الصحارى أيضاً كبواليع حرارية وتكثف درجات الحرارة المحلية وتتحمل العواصف الدافئة من الصحراء عواصفاً من الهباء الجوي عبر القارات، وتخصيب النظم الإيكولوجية البعيدة مثل غابات الأمازون المطيرة، وتؤثر على حلقات التغذية المناخية العالمية، بالإضافة إلى أن الصحارى تشكل أنماط الاحترار العالمي بالإسهام في تداول في الرياح المائية في الغلاف الجوي

ويؤدي النبات الضار بالديزر، رغم أن هذا الفص، دوراً هاماً في عزل الكربون، ويمكن للتربة الصحراوية أن تخزن كميات كبيرة من الكربون في شكل كربونات ومواد عضوية، مما يسهم في تدوير الكربون على الصعيد العالمي.

الموارد الجينية وحفظ التنوع البيولوجي

وتغطي الصحراء حوالي ثلث مساحة الأرض، وتدعم 17 في المائة من السكان، وتحتوي على أنواع فريدة من نوعها لا تجد مكاناً آخر، مما يجعلها حاسمة في جهود حفظ التنوع البيولوجي على الصعيد العالمي، ويمثل التنوع الوراثي الذي يحفظ في الكائنات الصحراوية مورداً لا يقدر بثمن في مجال التكنولوجيا الحيوية والزراعة في المستقبل.

وقد تطورت النباتات المصححة مسارات بيولوجية كيميائية فريدة وآليات للتسامح مع الإجهاد يمكن نقلها إلى أنواع المحاصيل لتحسين مقاومة الجفاف، ويقوم الباحثون في مؤسسات من بينها المركز الدولي للبحوث الزراعية في المناطق الجافة بتوليد أصناف المحاصيل التي تحتمل الجفاف عن طريق إدراج صفات كربونية مثل قطع الأكمام المائية وحفظ المياه على غرار CAM-KAM-Staple crops.

الأثر الثقافي والاقتصادي

كما أن الثروة الكبيرة من حياة النباتات والحيوانات في المناطق الصحراوية تشكل مصدرا هاما من مصادر الرزق المحلية، وكثير من النباتات البرية مصدر هام للغذاء للمجتمعات المحلية، وقد دعمت النظم الإيكولوجية الصحراوية الحضارات البشرية لألفينيا، ووفرت الموارد، وطرق التجارة، والهوية الثقافية.

تحتوي الصحراء على 13 من أنواع الرواسب المعدنية في الأرض 15 تنتج طاقة متجددة كبيرة من خلال منشآت الطاقة الشمسية والريحية، وتدعم الموارد الزراعية، بما في ذلك التواريخ والألياف والزيتون، التي تقدر عالمياً، وتمتد القيمة الاقتصادية لموارد الصحراء من الاستخدامات التقليدية إلى إنتاج الطاقة المتجددة الحديثة.

خدمات النظم الإيكولوجية

وتوفر النظم الإيكولوجية الصحراوية خدمات عديدة، منها حماية مستجمعات المياه، وحفظ التربة، والتدوير المغذي، وتؤدي النباتات المزروعة، رغم شدةهادتها، أدواراً حاسمة في منع تآكل التربة، وتحقيق استقرار الكثبان الرملية، والحفاظ على خصوبة التربة من خلال إصلاح النيتروجين بواسطة النباتات المهبلة.

إن صليب التربة البيولوجية - مجتمعات الرعاع السيانوبتي والليشن والفئران التي تشكل على التربة الصحراوية - تتسم بأهمية خاصة، وتثبيت هذه القشور سطح التربة، وتصلح النتروجين الجوي، وتيسر تسرب المياه، وتدعم النظام الإيكولوجي الصحراوي بأكمله.

تحديات حفظ النظم الإيكولوجية الصحراوية

وعلى الرغم من أهميتها الإيكولوجية، تواجه النظم الإيكولوجية الصحراوية تهديدات غير مسبوقة من الأنشطة البشرية وتغير المناخ، فالصحاريون هي نظم إيكولوجية هشة للغاية، ويمكن أن يؤثر تغير صغير في الظروف الحيوية أو البيولوجية تأثيرا كبيرا على النظام الإيكولوجي، والنشاط البشري هو أكبر تهديد للتنوع البيولوجي في الصحارى الساخنة.

Climate Change Impacts

من الصعب تخيل أن الاحترار العالمي سيكون له تأثير كبير على صحاري العالم الساخنة والجافة

ويزيد الاحترار العالمي من حالات الجفاف التي تخفف من ثقوب المياه، وقد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة عدد الحرائق البرية التي تغير المناطق الصحراوية عن طريق القضاء على الأشجار والشرائح البطيئة النمو والاستعاضة عنها بالعشب السريعة النمو.

إن تغير المناخ الناجم عن النشاط البشري يشكل تهديداً كبيراً يواجه النظم الإيكولوجية الصحراوية، والأشخاص والحيوانات الذين يعيشون في هذه المناطق أو بالقرب منها، ويتسبب ارتفاع المناخ وانخفاض سقوط الأمطار في هذه المناطق القاحلة بالفعل في زيادة عدد الصحراويين من العواصف الرملية الخطيرة، وفي بعض الحالات، تكون النباتات الغازية أكثر ملاءمة لزيادة درجات حرارة الصحراء، مما يسمح لهم بالتخلص من النباتات الصحراوية.

التصحر وتدهور الأراضي

لقد وصف التصحر بأنه أكبر تحد بيئي في عصرنا وتغير المناخ يجعله أسوأ، في حين أن المصطلح قد يجلب إلى الأذهان الكثبان الرملية المُنْقَطة للصحراء أو مقلاة الملح الواسعة في كالاهاري، فإن هذه مسألة تتجاوز بكثير من يعيشون في صحراء العالم وحولها، مما يهدد الأمن الغذائي وسبل عيش أكثر من بليوني شخص، ويزيد من تأثير تغير المناخ، وسوء إدارة المياه، وعدم استدامة.

وتشغل الأراضي الجافة نحو 40 إلى 41 في المائة من مساحة الأرض وتسكن أكثر من بليوني شخص، ويقدر أن نحو 10 إلى 20 في المائة من الأراضي الجافة قد تدهورت بالفعل، وأن المساحة الإجمالية المتأثرة بالتصحر تتراوح بين 6 و 12 مليون كيلومتر مربع، وأن حوالي 1 إلى 6 في المائة من سكان الأراضي الجافة يعيشون في مناطق هشة، وأن بليون نسمة يتعرضون لخطر المزيد من التصحر.

والسبب المباشر للتصحر هو فقدان معظم النباتات، وهذا هو السبب في عدد من العوامل، بمفردها أو مجتمعة، مثل الجفاف، والتحولات المناخية، والحراثة للزراعة، والرعي المفرط، وإزالة الغابات من أجل الوقود أو مواد البناء.

التحضر وتدمير الموئل

ويؤدي توسيع نطاق السكان البشرية في المناطق الصحراوية وحولها إلى تفتيت الموئل وتدميره، فالتنمية الحضرية، ومشاريع البنية التحتية، وأنشطة استخراج الموارد تزيل مباشرة الموئل الصحراوي وتعطل العمليات الإيكولوجية.

ويتسبب استخدام المركبات خارج الطرق في إلحاق أضرار جسيمة بالأراضي الصحراوية والنباتات، حيث تقاس أوقات التعافي في عقود أو قرون، وتتأثر أقشور التربة البيولوجية الهشة التي تستقر التربة الصحراوية بشكل خاص بالاضطرابات.

الإفراط في استغلال الموارد

إن استخراج المياه غير المستدام لأغراض الزراعة والاستخدام الحضري يستنفد موارد المياه الجوفية التي تعتمد عليها النظم الإيكولوجية الصحراوية، وقد يؤدي الري المستخدم في الزراعة في الأجل الطويل إلى مستويات الملح في التربة التي تصبح عالية جداً لدعم النباتات.

إن تغلب الماشية على الغطاء النباتي الذي يتدهور من مستوى المواشي ويعجل بتآكل التربة، فالأنشطة البشرية مثل جمع الحطب وتربية الحيوانات تحول المناطق شبه القاحلة إلى صحراء، وهي عملية تعرف بالتصحر، ونمو السكان وزيادة الطلب على الأراضي تشكل عقبات خطيرة في الجهود المبذولة لمكافحة هذه المشكلة.

الأنواع الغازية

وفي بعض الحالات، تكون النباتات الغازية أكثر ملاءمة لدرجات حرارة الصحراء المرتفعة، مما يسمح لها بأن تتحول إلى نباتات صحراء محلية غير قابلة للاختراق، ففي صحراء سونوران في جنوب غرب الولايات المتحدة وشمال المكسيك، تكون الأحجار الغازية مناسبة تماماً لبقاء درجات الحرارة المتزايدة وظروف الجفاف، ويمكن للأنواع المتفشية أن تغير النظم الإيكولوجية الصحراوية تغييراً جذرياً عن طريق تغيير نظم الحرائق التنافسية، وتوافر المياه.

استراتيجيات حفظ النظم الإيكولوجية الصحراوية

وتتطلب حماية النظم الإيكولوجية الصحراوية استراتيجيات شاملة تتصدى للتهديدات الفورية والاستدامة الطويلة الأجل على السواء، ويمكن أن تساعد إدارة الأراضي بصورة مستدامة على تجنب التصحر أو الحد منه أو عكسه، وتسهم في التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه، وتشمل ممارسات الإدارة المستدامة للأراضي الحد من حراثة التربة والحفاظ على مخلفات النباتات لإبقاء التربة مغطاة، وزراعة الأشجار على الأراضي المتدهورة، وزيادة تنوع المحاصيل، وتطبيق أساليب الري الفعالة، وتحسين المراعي من جانب الماشية، والعديد من النظم الإيكولوجية الأخرى، تساعد على تحسين الممارسات المستدامة في مجال إدارة الأراضي.

المناطق المحمية والاحتياطيات

إن إنشاء مناطق محمية أمر أساسي لحفظ الصحراء، وهذه الاحتياطيات تحمي الموائل الحيوية، وتحمي الأنواع المهددة بالانقراض، وتحافظ على العمليات الإيكولوجية، غير أن الحماية الفعالة تتطلب تمويلا كافيا، وإنفاذا، ومشاركة مجتمعية.

ويجب أن تكون المناطق المحمية كبيرة بما يكفي للحفاظ على مجموعات سكانية ذات قدرة على البقاء من الأنواع الواسعة النطاق والحفاظ على العمليات على مستوى النظم الإيكولوجية، كما أن الوصل بين المناطق المحمية عبر ممرات الحياة البرية أمر أساسي للحفاظ على التنوع الوراثي والسماح بحركة الأنواع استجابة لتغير المناخ.

الإدارة المستدامة للأراضي

ويمكن إيجاد حلول تكنولوجية محددة على نطاق واسع وإقليمياً، تستند إلى الابتكارات العلمية الجديدة والمعارف المحلية للشعوب الأصلية، من أجل تجنب التصحر والحد منه وعكسه، وتسهم في الوقت نفسه في التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه (ثقة عالية). وتزيد ممارسات الإدارة المستدامة للأراضي الجافة من الإنتاجية الزراعية وتسهم في التكيف مع تغير المناخ مع المنافع المشتركة للتخفيف من آثاره (ثقة عالية).

ويمكننا أن نستخدم موارد المياه الحالية على نحو أكثر كفاءة، وأن نتحكم في الملوحة على نحو أفضل لتحسين الأراضي القاحلة، وأن نجد طرقا جديدة لزراعة المحاصيل لحماية التربة الهشة، ونباتات الشجيرات والأشجار التي تزرع الرمال، ويمكن أن تساعد في استبقاء الأمطار وحرق البذور الريحية.

المشاركة المجتمعية والمعارف التقليدية

وتسهم أطر السياسات التي تشجع اعتماد حلول الإدارة المستدامة للأراضي في التصدي للتصحر، وكذلك التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه، مع المنافع المشتركة من أجل القضاء على الفقر والأمن الغذائي بين سكان الأراضي الجافة (ثقة عالية) ويمثل تعزيز أمن حيازة الأراضي عاملاً رئيسياً يسهم في اعتماد تدابير لحفظ التربة في الأراضي الزراعية (ثقة عالية).

وتملك المجتمعات الأصلية والمحلية معارف قيّمة بشأن النظم الإيكولوجية الصحراوية التي تتراكم على مدى الأجيال، ويحسن إدماج هذه المعارف الإيكولوجية التقليدية في تخطيط الحفظ من الفعالية ويكفل استفادة المجتمعات المحلية من جهود الحفظ.

إعادة التأهيل

إن إعادة الأراضي الصحراوية المتدهورة أمر صعب ولكن لا بد منه، فبعد حدوث التصحر، فإنه من الصعب جدا عكس مساره، يقول مايكليدز، غير أن مشاريع الإصلاح الناجحة تدل على أن الانتعاش ممكن باستخدام التقنيات المناسبة والالتزام الطويل الأجل.

وتشمل استراتيجيات إعادة الغطاء النباتي إعادة الغطاء النباتي للأنواع الأصلية، وتثبيت التربة، وهياكل جمع المياه، وإزالة الأنواع الغازية، ويتطلب النجاح فهم الظروف الإيكولوجية المحلية واستخدام الأنواع والتقنيات الملائمة للنوع الصحراوي المحدد.

Climate Change Mitigation

ومعالجة التصحر تشمل معالجة السبب الجذري أيضاً: تغير المناخ، ومن أجل التخفيف من ارتفاع درجات الحرارة والأنماط الجوية المتقلبة التي عجلت تدهور الأراضي، من الضروري التركيز على خفض انبعاثات غازات الدفيئة.

ولاحظ التقرير الخاص للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ عن الاحترار العالمي الذي يبلغ 1.5 درجة مئوية أن الحد من الاحترار العالمي إلى 1.5 درجة مئوية بدلاً من درجة مئوية 2 هو أمر مفيد جداً للنظم الإيكولوجية للأراضي وخدماتها (ثقة عالية) مثل حفظ التربة، مما يسهم في تجنب التصحر، وأن الجهود العالمية الرامية إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة تعود بالنفع المباشر على حفظ النظم الإيكولوجية في الصحراء.

التعاون الدولي والسياسات الدولية

وعلى الصعيد العالمي، تركز مبادرات من قبيل برنامج الأمم المتحدة الخاص بمكافحة التصحر وتدهور الأراضي على وضع حد للتصحر وعكس آثاره بتشجيع البلدان على اعتماد ممارسات مستدامة، ويوفر برنامج التنمية المستدامة معلومات شاملة عن تدهور الأراضي، وتحسين الأمن الغذائي، والخطوات الرامية إلى تحسين قدرة النظم الإيكولوجية على التكيف، كما يسعى إلى زيادة الوعي بحفظ الأراضي وأهميتها مع توفير المساعدة التقنية والمالية للمناطق المعرضة للخطر.

وتوفر الاتفاقات الدولية مثل اتفاقية الأمم المتحدة لمكافحة التصحر أطر عمل منسقة، غير أن التنفيذ يتطلب إرادة سياسية، وتمويلا كافيا، والتزاما مستمرا من الحكومات والمنظمات غير الحكومية والمجتمعات المحلية.

مستقبل النظم الإيكولوجية الصحراوية

وتُستخدم النظم الإيكولوجية المصحورة كمؤشرات حساسة لتغير المناخ، حيث يُظهر التوسع في المناطق الصحراوية أو فقدانها بشكل مباشر الحرارة العالمية ونمط التهطال الذي يؤثر على الحيوانات الأحيائية المجاورة، وسيُشكل مستقبل النظم الإيكولوجية الصحراوية بكيفية التصدي بفعالية لتغير المناخ وتنفيذ استراتيجيات الحفظ.

ولا تزال البحوث تكشف عن رؤية جديدة لآليات البيئة والتكيُّف في الصحراء، ففهم كيف تنجو الكائنات الصحراوية من ظروف متطرفة يمكن أن يُسترشد بها في استراتيجيات الزراعة وإدارة المياه والتكيف مع المناخ في عالم يزداد فيه ندرة المياه.

وتبرز هذه النتائج الدور الأساسي لثراء الأنواع في الحفاظ على أداء النظم الإيكولوجية في النظم الإيكولوجية في شلال الصحراء، وتؤكد أهمية الإدارة الفعالة للتنوع البيولوجي، بما في ذلك جهود الحفظ المستهدفة والاستعادة الإيكولوجية الواسعة النطاق، للحفاظ على التدفق البيئي في ظل تغير المناخ العالمي.

خاتمة

النظم الإيكولوجية المتدهورة تمثل أمثلة غير عادية على قدرة الحياة على التكيف ومرونتها، مُنِعَة من خلال عمليات جيولوجية و مناخية متنوعة، شكلت هذه البيئات بعض من أكثر التكييفات تطوراً ملحوظاً في أي مكان على الأرض، من التخيّل الصوري لـ (كام) في النباتات إلى آليات حفظ المياه القصوى للحيوانات الصحراوية، الابتكارات البيولوجية التي وجدت في الصحارى تظهر أن الطبيعة غير وراثة في حلّة

فبعد أن تكون الأراضي القاحلة، تأوي الصحارى التنوع البيولوجي المفاجئ وتوفر الخدمات الإيكولوجية الأساسية التي تعود بالفائدة على الكوكب بأسره، وتنظم المناخ، وتخزن الكربون، وتحافظ على الموارد الجينية الفريدة، وتدعم ملايين الناس الذين يدعون هذه المناطق إلى وطنهم، وتمتد الأهمية الثقافية والاقتصادية للصحاري من الحضارات القديمة إلى إنتاج الطاقة المتجددة الحديثة.

غير أن النظم الإيكولوجية الصحراوية تواجه تهديدات غير مسبوقة من تغير المناخ والتصحر وتدمير الموائل والاستخدام غير المستدام للموارد، ويعني هشاشة هذه النظم أن حتى الاضطرابات الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى آثار مسببة للاختلال تغيرات جذرية في هيكل النظام الإيكولوجي ووظائفه، حيث أن بلايين الناس يعتمدون على الأراضي الجافة والمناطق الصحراوية لا يمكن أن تكون المخاطر التي تُفرض على الحفظ أعلى.

ويتطلب الحفظ الفعال اتباع نهج متكاملة تجمع بين المناطق المحمية والإدارة المستدامة للأراضي ومشاركة المجتمعات المحلية وجهود الإصلاح والتخفيف من آثار تغير المناخ، ويتوقف النجاح على الاعتراف بقيمة النظم الإيكولوجية الصحراوية، وإدماج المعارف الإيكولوجية التقليدية، وكفالة استفادة المجتمعات المحلية من مبادرات الحفظ.

ومع تباطؤ تغير المناخ وتكثيف الضغوط البشرية على النظم الإيكولوجية الصحراوية، تصبح الحاجة إلى العمل أكثر إلحاحا، وبفهم عمليات تكوين الصحراء وعمليات التكيف الملحوظة التي تسمح بالعيش في هذه البيئات المتطرفة، يمكننا أن نقدر على نحو أفضل ما هو في خطر، وأن نطور استراتيجيات أكثر فعالية لحفظ البيئة، ومستقبل النظم الإيكولوجية الصحراوية، وملايين الأنواع والأشخاص الذين يدعمونهم، يعتمدون على الخيارات التي نتخذها اليوم.

For more information on desert conservation efforts, visit the United Nations Convention to Combat Desertification]. To learn about desert biodiversity research, explore resources from the ] International Union for Conservation of Nature]. For insights into climate change impacts on arid lands, consult the Intergovernmental Panel on Climate Change