How Shifting Weather Patterns Reshape Agriculture and Natural Ecosystems

وقد كانت أنماط الطقس الأساسية دائما في تشكيل الإنتاجية الزراعية وصحة النظام الإيكولوجي، غير أن تواتر وشدة وعجز التنبؤ بالأورام المناخية قد زادا كثيرا بسبب تغير المناخ، مما يجعل من الضروري فهم آثارها المتعددة الأوجه، ومن حالات فشل الموائل المحصولية التي تسببها كسور غير نمطية إلى انهيار السكان الملوثين أثناء موجات حرارة شديدة، فإن الظروف المترابطة بين النظم المناخية المتشعبة.

الآثار المباشرة على النظم الزراعية

ولا تزال الزراعة واحدة من أكثر القطاعات اعتمادا على الطقس على الصعيد العالمي، وعلى الرغم من التقدم المحرز في تكنولوجيا الري، وزراعة الدفيئة، والزراعة الدقيقة، لا تزال أغلبية الإنتاج الغذائي تواجه تعرضا للتغيرات في أنماط التهطال ودرجات الحرارة والرياح، ووفقا للبيانات الواردة من منظمة الأغذية والزراعة، تسببت أحداث الطقس البالغة الشدة في خسائر المحاصيل والماشية على نطاق العالم خلال العقد الماضي بأكثر من 100 بليون دولار، ومن الأهمية بمكان فهم هذه أوجه الضعف لضمان الأمن الغذائي في ظل تغير المناخ بسرعة.

موجات التهطال: الجفاف والفيضانات

ولا يزال الجفاف واحدا من أكثر الظواهر المناخية تضرراً بالنسبة للزراعة على الصعيد العالمي، إذ أن فترات مطولة من سقوط الأمطار دون المتوسط تقلل من توافر طيور التربة، ونمو النباتات الصاعقة، وانخفاض الكفاءة الاصطناعية في الصور، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى انخفاض كبير في العائدات، حيث أن الزراعة المطيرة التي تبلغ نحو 60 في المائة من الأراضي الزراعية العالمية، هي عرضة للخطر بوجه خاص، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي حدث الجفاف الشديد الوحيد إلى تآكل المحاصيل الزراعية بنسبة تتراوح بين 40 و70 في المائة.

وعلى العكس من ذلك، فإن الأمطار المفرطة والفيضانات تشكل أيضاً تهديدات خطيرة للزراعة، إذ يحرم التلويث المياه جذور الأكسجين (الهيبوكسيا)، ويعوق المغذيات ويعزز نمو الأمراض الفطرية، وفي مناطق مثل جنوب وجنوب شرق آسيا، يدمر الفيضان المكثف بصورة روتينية آباد الأرز، ويؤخر وضع الجداول الزمنية، ويفخخ المزارعين في دورات الديون بسبب فقدان الدخل.

درجة الحرارة والفولطان والبحار المتنامية

فالتغيرات في الحرارة تؤثر على الزراعة بطرق عديدة، ويمكن أن تؤدي الينابيع المطيرة إلى حدوث تقدم في الغلاف الجوي ، حيث تتطور النباتات وتزهر قبل المعتاد، وفي حين أن هذا قد يمدد في البداية موسم النمو في المناطق المعتدلة، فإنه يزيد أيضا من الضعف إزاء الفروسات المتأخّرة التي يمكن أن تدمر الزهور والفواكه الشابة.

وتؤثر درجات الحرارة المرتفعة سلباً على طول فترة ملء الحبوب، وتشير البحوث التي أجراها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ إلى أن ارتفاع درجة حرارة السكان الأصليين في المناطق الحضرية يزيد الآن على درجات الحرارة القصوى، يمكن أن يقلل من غلة القمح بنسبة 6 في المائة تقريباً، كما أن ضغط الحرارة يضعف التلوث؛ وفي الذرة، يتناقص معدل قابلية الارتفاع بدرجة كبيرة فوق 35 درجة مئوية.

تدهور الشتاء والتربة

فالأنماط الريحية، وإن كانت كثيرا ما تغفل، تؤثر تأثيرا كبيرا على الإنتاجية الزراعية، فالرياح القوية تزيد من معدلات التهرب من التربة وتجفيف التربة وتصعيد طلبات الري، وفي المناطق القاحلة وشبه القاحلة، يزيل تآكل الرياح طبقة التربة الخصبة، ويقلل إنتاجية الأراضي الطويلة الأجل ويزيد من مخاطر التصحر، ولا تزال البومة الدستية من القرن التاسع عشر في الولايات المتحدة مثالا تقليديا على تدهور التربة الذي يحركه الرياح في آسيا، ولكن في الوقت الحاضر،

وإلى جانب تدهور التربة، تلحق الريح أضرارا مادية بالمحاصيل عن طريق السكن، وهو تسطح الجذع من الحبوب، مما يقلل من إمكانية الحصاد ومن جودة المحاصيل، ويمكن أن يصيب أيضا الفواكه والخضروات، مما يجعلها أكثر عرضة للمرض ويقلل من قيمة السوق، وهذه الآثار مجتمعة تؤكد الحاجة إلى النظر في إدارة الرياح في التخطيط الزراعي.

الآثار على نظم الماشية والقس

فالأنماط الطفيفة لا تؤثر على إنتاج المحاصيل فحسب بل تؤثر أيضا على الزراعة الحيوانية والنظم القائمة على المراعي، كما أن ضغط الحرارة يمثل تحديا كبيرا لصحة الماشية وإنتاجيتها، وعندما تتجاوز درجات الحرارة المحيطة المنطقة المحايدة الحرارية - حيث تنخفض كمية الراحات المثلى التي تغذيها الحيوانات، وتهبط غلة الحليب، وتتناقص الكفاءة الإنجابية، وتضعف وظيفة المناع، وفي الولايات المتحدة وحدها يقدر أن الإجهاد الحراري يقدر ب ١,٥ دولار سنويا.

وتقلص حالات الجفاف الممتدة من نوعية المراعي وتوافر الماشية، وتجبر المزارعين على شراء أغذية تكميلية باهظة التكلفة أو تقلل من أحجام الرعاة، وعلى العكس من ذلك، فإن الأحداث الباردة الشديدة، وإن كانت أقل تواترا بسبب الاحترار العالمي، لا تزال تحدث أثناء ظواهر مثل الدوافع القطبية، ويمكن أن تتسبب في انخفاض في معدلات الإصابة بالأمراض، وزيادة الوفيات، ولا سيما بين الحيوانات الشابة أو الضعيفة، وتتطلب معالجة هذه المخاطر اتباع نهج متكاملة تجمع بين التنبؤ بالطقس والتنبؤات الباردة، وإدارة التغذية، والورا، والورا، وراثية.

النظم الإيكولوجية تحت الضغط: من الغابات إلى المياه العذبة

وقد تطورت النظم الإيكولوجية الطبيعية على مدى آلاف السنين لتعمل في إطار بارامترات مناخية محددة، إذ تعطل التغيرات في أنماط الطقس هذه التوازنات الحساسة، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى إحداث آثار متفرقة على التنوع البيولوجي، والتدوير المغذي، وخدمات النظم الإيكولوجية الحرجة مثل عزل الكربون، وتنقية المياه، واستقرار التربة.

الغابات ومواقع النار

وقد أدت الظروف الأكثر دفئاً وجفافاً إلى إطالة موسم الحرائق في العديد من المناطق الحرجية في العالم.() وقد تبين من دراسة أجريت في ] تغير المناخ أن تغير المناخ البشري قد ضاعف المنطقة التي أحرقتها حرائق برية في غرب الولايات المتحدة بين عامي 1984 و2015، وتسهم عوامل مثل عواصف البرق.

وإلى جانب التدمير الفوري لموائل النباتات والحيوانات البرية، فإن حرائق برية شديدة تغير كيمياء التربة عن طريق الحد من المواد العضوية، وزيادة مخاطر التآكل، وإطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون المخزن في الغلاف الجوي، وزيادة تفاقم تغير المناخ في حلقة التغذية المرتدة، وتتوقف قدرة الغابات على التكيف، بما في ذلك الحروق الخاضعة للرقابة وإعادة التحريج مع الأنواع المتسامحة بالجفاف.

كما أن الغابات تشهد وفيات مسببة للخسائر ، حيث تتجاوز حالات العجز المطول في المياه القدرة الهيدروليكية للأشجار، مما يتسبب في حدوث تردد في الأغذية على نطاق واسع، وقد عانى غابات الأمازون المطيرة، التي كثيرا ما يوصف بأنها " الهزات " في كوكبنا، ثلاثة أحداث جفاف رئيسية منذ عام 2005، كل منها قتل بلايين الأشجار ودفع هذا النظام الإيكولوجي الحرج نحو نقطة تحول حرجة.

النظم الإيكولوجية للمياه العذبة والحياة المائية

وتؤثر أنماط التهطال تأثيرا مباشرا على تدفقات الأنهار ومستويات البحيرات ومعدلات تغذية المياه الجوفية، إذ تقلصت شتاءات الحرب من تراكم أكياس الجليد في المناطق الجبلية، وتضاءلت توافر المياه الصيفية في أسفل المجرى، وقد شهدت حوض نهر كولورادو الذي يزود المياه بحوالي 40 مليون شخص في الجنوب الغربي من الولايات المتحدة والمكسيك انخفاضا في التدفق منذ عام 2000 بسبب انخفاض حجم الثلوج وزيادة التب.

وتعاني درجات الحرارة في المياه الوارزمية من انخفاض تركيزات الأكسجين المبتذلة، مع التأكيد على الأنواع المائية مثل الأسماك والآفات، كما أن أنواع المياه الباردة مثل سمك التروت والسالمون معرضة للخطر بوجه خاص؛ ومن المتوقع أن تنكمش موائلها المناسبة في أمريكا الشمالية بنسبة تصل إلى 50 في المائة بحلول نهاية هذا القرن، كما أن التغيرات في نظم التدفق تعطل دورات التموين والنقل المغذي، مما يؤثر على شبكات غذائية بأكملها.

التنوع البيولوجي وأوجه التفاعل

فقد كشفت حالات الشذوذ الأخوي عن تزامنها بين الأنواع المترابطة، وهي ظاهرة معروفة باسم [(FLT:0]) الاختلالات في علم الغلاف الجوي ، فعلى سبيل المثال، كشفت عديد من الطيور المهاجرة عن وصولها إلى مناطق توالدها لتتزامن مع ارتفاع معدل الحشرات في ذروتها، مع ضمان وجود غذاء كاف لفراخيها، ولكن إذا تحولت درجة الحرارة نتيجة للاحترار، فإن عدد السكان قد يصل إلى ذروتهم قبل الولادة قد يصل إلى ذروتهم في وقتها.

كما أن الأحداث الجوية الشديدة تتسبب في الوفيات المباشرة وتشريد الأحياء البرية، كما أن حرائق الغابات الاسترالية المفجعة التي تتراوح بين 2019 و2020، والتي تغذيها حرارة السجلات والجفاف المطول، والتي قتلت أو تشردت نحو 3 بلايين حيوان، بما في ذلك الثدييات والطيور والزواحف، وتعاني النظم الإيكولوجية البحرية أيضا؛ وتتسبب موجات الحرارة البحرية في أحداث تهتز فيها الشعاب المرجانية التي تدمر في جميع أنحاء العالم.

استراتيجيات التكيف مع الزراعة

ويتطلب بناء القدرة على التكيف مع زيادة تقلب الأحوال الجوية نهجا متعدد الجوانب يجمع بين الابتكار التكنولوجي والإدارة الإيكولوجية وأطر السياسات الداعمة، ويُذكر أدناه استراتيجيات قائمة على الأدلة يمكن للمزارعين ومديري الأراضي تنفيذها للتخفيف من المخاطر والحفاظ على الإنتاجية.

التحسين الوراثي والتنوع في المحاصيل

(ج) إن تطوير ونشر أصناف المحاصيل التي تكون قادرة على التكيف مع الجفاف والحرارة والفيضانات هي أساس التكيف، وقد أدت التطورات في تربية المعالم وهندسة الجيني إلى إنشاء مراعيين مثل الذرة التي تتسامح مع الجفاف (مثل الذرة المائية في أفريقيا) والأرز المغمور (مثلاً في ظروف الإجهاد) التي تؤدي إلى تحسين الأداء.

وينشر تنويع المحاصيل، بما في ذلك التقاطعات والحراجة الزراعية، المخاطر عن طريق الحد من الاعتماد على أنواع وحيدة معرضة لظواهر جوية محددة، مثلا، يمكن لدمج البقالات ذات الحبوب أن يحسن خصوبة التربة ويوفر مصادر دخل بديلة، وتمتلك الحبوب التي تدوم كل سنة مثل كيرنزا نظما جذرية أعمق تتحول إلى احتياطات رطبة خلال فترات الجفاف، مما يعزز استقرار النظام.

الابتكارات في مجال إدارة المياه

وإدارة المياه بكفاءة بالغة الأهمية في ظل نظم التهطال المتغيرة، فالتكنولوجيات مثل الري بالتنقيط وأجهزة استشعار رطب التربة تُستخدم على الوجه الأمثل في استخدام المياه، مما يقلل الاستهلاك بنسبة تتراوح بين 30 و50 في المائة مقارنة بالري التقليدي للفيضانات، ويساعد جمع المياه الجوفية وتشييد السدود الشيكة وبرامج إعادة تغذية طبقات المياه الجوفية على وقف الجفاف عن طريق تخزين المياه خلال فترات الرطب.

وفي المناطق المعرضة للفيضانات، رفعت الأسرّة، وأعشاب التموين، وتحسين قنوات الصرف الصحي، ومنع تلوث المياه وتآكل التربة، ويعتمد المزارعون بشكل متزايد على المشورة الزراعية - المناخية، التي تستخدم التنبؤات الجوية لتحديد مواعيد الزراعة والتجميع في ظروف مواتية، وهي ممارسة واسعة الانتشار الآن في مناطق مثل الهند وأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.

تحسين نظم التنبؤ والإنذار المبكر

ويتيح التقدم في مجال الأرصاد الجوية والاستشعار عن بعد للتنبؤات الجوية التي تتراوح بين ٥ و ١٠ أيام بدقة معقولة، والتي يمكن للمزارعين استخدامها لاتخاذ قرارات مستنيرة.

وتوفر مؤشرات النبات المستمد من السواتل مثل مؤشر النباتات المدمج (مؤشر النباتات المتناثرة) رصدا شبه آني لصحة المحاصيل، مما يتيح اتخاذ إجراءات محددة الهدف قبل أن يصبح الإجهاد أمرا لا رجعة فيه، كما أن نظم الإنذار المبكر بالجفاف والفيضانات وحالات تفشي الآفات تقلل من الضعف وتحسن التأهب.

Soil Health and Conservation Agriculture

فالتربة الصحية الغنية بالأعضاء العضوية مثل السبنغات، واستيعاب الأمطار الزائدة، وإطلاق الرطوبة أثناء التهجئة الجافة.

وفي الولايات المتحدة الأمريكية، حافظ المزارعون الذين يعتمدون أساليب غير تنافسية على غلة المحاصيل خلال سنوات الجفاف بنسبة تتراوح بين 15 و20 في المائة أفضل من تلك التي تمارس الحراثة التقليدية، كما أن هذه الممارسات تعزز التنوع الميكروبي للتربة وعزل الكربون، مما يسهم في التخفيف من حدة المناخ.

التكيف القائم على النظم الإيكولوجية للموئل الطبيعي

وتمثل حماية النظم الإيكولوجية واستعادةها أحد أكثر النهج فعالية من حيث التكلفة بالنسبة للمجتمعات العازلة والزراعة ضد متطرفات الطقس، وتوفر النظم الإيكولوجية الصحية الهياكل الأساسية الطبيعية التي تستوعب مياه الفيضانات، وتخفض من التآكل، وتدير المهاككات المحلية، مما يعزز القدرة على التكيف.

إعادة الغابات وإدارة الحرائق

:: خفض كميات الوقود من خلال الحروق الخاضعة للرقابة وتقليص الميكانيكية، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة انتشار حرائق الغابات، وتعيد جهود إعادة التحريج التي تركز على الأنواع المقاومة للمناخ التي تزيد من درجة تحمل الجفاف، إلى استعادة وظائف النظم الإيكولوجية وحوافظ الكربون، وتزيد مبادرات مثل [(FLT:0]Bonn Challenge]، التي تهدف إلى إعادة 350 مليون هكتار من الأراضي المتدهورة عالميا بحلول عام 2030، مما يشكل مثالا على جهود ترمي إلى إعادة البناء الواسعة النطاق.

مناطق الأراضي الرطبة والاحتقار الربياني

فالأراضي الرطبة تعمل كبؤر طبيعية تبطئ من سرعة الركض، وتغذية طبقات المياه الجوفية، وملوثات الرش، وقد أدى حماية الأراضي الرطبة والمناطق العازلة المشاطئة على امتداد الأنهار إلى تخفيف ذروة الفيضانات، ورواسب الشراك، وتحسين نوعية المياه، وقد نجح برنامج هولندا الابتكاري " روم النهر " الذي أزال العقبات ووسع نطاق الفيضانات من أجل استيعاب التدفقات المرتفعة في فيضانات.

مساعدة شبكات الهجرة والمناطق المحمية

ومع تحول الأنواع نطاقاتها استجابة لدرجات الحرارة، قد تصبح المناطق المحمية الثابتة غير كافية لحفظ التنوع البيولوجي، وإنشاء ممرات إيكولوجية تربط الموائل عبر مستويات الارتفاع وخطوط العرض تيسر حركة الأنواع وتدفق الجينات، وتساعد الأنواع المتحولة إلى مناطق ملائمة مناخيا، وهي مناطق مثيرة للجدل ولكنها تعتبر أكثر فأكثر بالنسبة للأنواع ذات القيمة العالية أو المعرضة للخطر الشديد، مثل شجرة توريا.

ويؤدي الحفاظ على التنوع الوراثي المرتفع داخل السكان إلى تعزيز القدرة على التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة وهو أمر حيوي لبقاء الأنواع على المدى الطويل.

السياسات والاعتبارات الاقتصادية

ويتطلب توسيع نطاق جهود التكيف أطرا منسقة للسياسات، وحوافز مالية، وتعاونا دوليا، ويمكن للحكومات أن تعيد تصميم برامج تأمين المحاصيل من أجل مكافأة ممارسات الحد من المخاطر مثل زراعة المحاصيل والحفظ، وتشجيع المزارعين على اعتماد استراتيجيات مرنة، وينبغي أن تُدار الإعانات التي تعزز كفاءة الري بعناية لتجنب حدوث آثار كتجاوزات في استهلاك الموارد المائية (المعروفة باسم مفارقة جيفونز).

ويمكن أن يحفز تقييم خدمات النظم الإيكولوجية في التخطيط الاقتصادي على جهود الحفظ وإعادة الاستعادة، وقد أظهرت برامج دفع تكاليف خدمات النظم الإيكولوجية، حيث يتلقى أصحاب الأراضي تعويضات عن الحفاظ على الغابات أو الأراضي الرطبة، وعودا في مناطق مثل كوستاريكا والصين، كما أن الآليات الدولية لتمويل المناخ، مثل صندوق المناخ الأخضر، تدعم مشاريع التكيف في البلدان الضعيفة، وتيسير نقل التكنولوجيا وبناء القدرات.

وفي نهاية المطاف، يتطلب التكيف الناجح إدارة متعددة المستويات تشمل المزارعين، والحفظيين، وصانعي السياسات، والباحثين، وتوفر النهج التعاونية التي تدمج المعارف التقليدية مع الابتكار العلمي أفضل الاحتمالات لاستمرار الزراعة والنظم الإيكولوجية وسط أنماط الطقس المتقلبة بشكل متزايد.