التشكيلة النظام الإيكولوجي الصحراوي المناخ التكيف

Understanding Desert Ecosystems: Formation, Adaptations, and Global Significance

وتمثل النظم الإيكولوجية المتدهورة بعض أكثر البيئات شيوعا وتطرفا على الأرض، إذ أن هذه المواد الحيوية الفريدة شكلت، التي توصف بظروف قاسية، بما في ذلك الحد الأدنى من التهطال، والتقلبات الشديدة في درجات الحرارة، والإشعاع الشمسي المتردي، تكيفات تطورية ملحوظة في كل من النباتات والحيوانات، وفهم كيفية تشكيل النظم الإيكولوجية الصحراوية وكيفية تكيف الكائنات الحية مع البقاء في هذه الظروف الصعبة أمر أساسي لتقدير أهميتها الإيكولوجية والتنوع البيولوجي ودورها في البيئة.

وتغطي المصاعد 17 في المائة من الكتلة الأرضية 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 ونمط الطقس السائد كرياح تجارية أو وسطية أو ظل أمطار أو صحر ساحلية أو موسمية أو قطبية، وكل نوع من هذه الأنواع من خلال آليات متميزة تخلق الظروف القاحلة لهذه البيئات.

المواد المدارية الفرعية وتداول الغلاف الجوي

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

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

مخزنات راين شادو

وتتكون صحاري الظل المطرية من خلال عمليات أورغرافية 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 تتحرك الرياح جوا فوق الجبال، تبرد وتكدس الرطوبة، مما يتسبب في تهطال الجانب الريحي، فإنه جاف بسبب عظمته.

هذه الظاهرة تخلق أكثر صحراوي العالم تطرفاً، وصحراء تاكلامكان مثال على ذلك، يقع 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، وادي 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.

الصحراء الساحلية

وتشكل الصحارى الساحلية قاحلة مفارقة مفترقة، رغم قربها من المحيط، وتوجد صحر ساحلية عموما على الحواف الغربية للقارات القريبة من المناطق الاستوائية للسرطان وكابيذرن، وتتأثر بتيارات المحيط الباردة التي توازي الساحل.

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

الصحراء الساحلية، أتاكاما في أمريكا الجنوبية، هي الصحراء القاحلة للأرض في أتاكاما، أمطار قابلة للقياس - 1 ملليمتر أو أكثر من المطر - قد تحدث بشكل متكرر كما حدث مرة كل 5-20 سنة في الواقع، إن دير أتاكاما هو المكان الأقل رعباً 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.

وتقع دير غوبي في الصين ومنغوليا على بعد مئات الكيلومترات من المحيط، وتعاني الرياح التي تصل إلى غوبي من انخفاض شديد، كما أن غوبي في ظل الأمطار لجبال الهيمالايا إلى الجنوب، مما يدل على مدى إمكانية الجمع بين عوامل متعددة لخلق ظروف صحراءية متطرفة.

الظروف المناخية التي تحدد الصحراء

فالصحاريون هي مناطق يقل فيها سقوط الأمطار عن 250 ملم (10 في السنة) أو حيث يتجاوز 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 للصحاري 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، وهذه التربة عادة ما تكون ذات محتوى معدني مرتفع، ولكن المواد العضوية المنخفضة بسبب النباتات المحدودة، وتنجم عن ضعف قدرات الاحتفاظ بالمياه تركيبة رملية أو صخرية، 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 تشكلت الديسير نتيجة لعمليات الطقس، مع وجود تفاوتات كبيرة في درجات الحرارة بين الإجهاد اليومي والليلى للصخور، مما يخترق بالتالي أجزاء، ويخلق هذا الطقس المادي، بالاقتران مع الفيضانات التي تحدث أحياناً في الوميض، المشهد الصخري والظواهر الصحراوية الرملية.

Climate Adaptations of Desert Flora

وقد تطورت محطات السطو، المعروفة باسم " البيروفيت " ، عمليات تكييف استثنائية للبقاء في البيئات التي يكون فيها الماء هو أكثر الموارد تقييداً، وتشمل هذه التكييفات استراتيجيات للمورفيولوجيا والفيزيائية والكيميائية الحيوية تسمح للمصانع بالازدهار حيث ينهار معظم النباتات الأخرى.

عمليات التكيف الوبائي في النباتات الصحراوية

وتميل النباتات إلى أن تكون قوية ومسحية 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 شمسية، مما يوفر سطحاً مُجسّداً يقلل من فقدان المياه، وتُغطى أوراق وحواجز الكاكاوتي والكاجين بطبقة سميكة وواسعة النطاق تزيد من الحد من فقدان المياه عن طريق إيجاد حاجز ضد التهرب، ويمكن أن يقلل هذا الاختزال من فقدان المياه بنسبة تصل إلى 90 في المائة مقارنة بالنباتات التي لا تتوفر لها هذه الحماية.

ويمثل تعديل اللاف الهواء تكيفاً حاسماً آخر، إذ تُقيِّد الاكسيروفيت فقدان المياه باستحداث أوراق صغيرة أو حتى لا شيء على الإطلاق، وإذا كانت الورقة صغيرة الحجم في الحجم، فإن المساحة السطحية للماء أقل من أن تُهرب منها، وهو ما يتعارض مع النباتات المدارية الكبيرة الغادر، كما أن الأوراق الصغيرة تقلل أيضاً من عدد البستماتا على سطح الورق، مما يعني أن هناك أقل مسامات 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، ومن أجل التغلب على شح المياه، فإن النباتات الصحراوية، مثل الكاكتي والملقين، قد تطورت القدرة على تخزين المياه داخل أنسجة هذه المصانع، وهذه الممتلكات معروفة باسم التلقيح.

وتظهر مصباحات ساغوارو (كارنيجيا غانتا) من 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.

وتخزن المعاقين كميات كبيرة من المياه في أنسجةهم السميكة والحمائية، مما يتيح لهم مواصلة الوظائف الأيضية خلال فترات الجفاف الطويلة، وتخفض سماتهم المورفية، مثل المناطق السطحية المصغرة للورقات وقطع الشمع، إلى الحد الأدنى من فقدان المياه، مما يجعلها شديدة الصمود في ظروف الجفاف.

نظام الروت

وتزدهر بعض النباتات السنوية 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 الصحراء استراتيجيتين أساسيتين: نظم جذر ضحلة واسعة النطاق تلتقط الرطوبة السطحية من أحداث هطول الأمطار النادرة، أو تستنشق قاع القاعدة التي تصل إلى المياه الجوفية تحت سطح الأرض.

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 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 الميثوليزمي، والكثير من البيروفيات الراقية تستخدم الأيض الرئوي لحامض كراسولشان أو المعروف بشكل أفضل بصور الكيماويات، كما أنها مزودة بآلية التعبئة الدوائرية لأن النباتات في المناطق القاحلة تجمع ثاني أكسيد الكربون في الليل

وتفتح محطات الترميز في الليل، عندما تهبط درجات الحرارة وترتفع الرطوبة، وتستوعب ثاني أكسيد الكربون وتخزنه كحامض للثدي، وخلال اليوم، تُعدّ البذرة القريبة من الماء، وتُغذي ثاني أكسيد الكربون المخزن صوراً مُجمعة داخلياً.

(أ) أن العملية الكيميائية الحيوية واضحة في كفاءتها، وخلال الليل، تظل البستاتا مفتوحة في محطات CAM، ويدخل ثاني أكسيد الكربون الخلية ويخزن في المهبل في شكل أربعة حمضات من المهكوم تحتوي على الكربون، وخلال النهار، تغلق ستراتاوتات النباتية، وتنتقل حمض الميخ المخزن إلى كلوربلاست وتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون.

وعلى المستوى الكيميائي الحيوي، تطورت هذه الأجهزة لتؤدي إلى تليف فوتوغرافية كفؤة من خلال الأيض الحمضي لكروسولاتسان ومسالك C4 بتشكيل حمض الأوكسالوتيك (طريق هاتش - سلاك) بدلاً 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 وقائية تقلل بدرجة كبيرة من فقدان المياه العابرة.

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

استراتيجيات تجنب الجفاف

ولا تقاوم جميع النباتات الصحراوية 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، وتشتت بذورها في غضون أيام قليلة فقط.

وهذه النباتات السنوية، التي تسمى " النبلاء " ، 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 المتدهورة تواجه التحدي المزدوج في درجات الحرارة القصوى وندرة المياه، فالتذبذبات التي تتراوح بين التجميد إلى أكثر من 100F (38C) تجعل الحفاظ على درجة حرارة الجسم الآمن تحد ثابت، إضافة إلى هذا المصيد إلى بقاء الصحراء، حاجة الكائنات الحية إلى زيادة المياه مع ارتفاع درجة الحرارة، وعادة ما يقلل الماء الساخنة.

Behavioral Adaptations

الكثير منهم يترددون ويبقون في الظل أو تحت الأرض خلال حرارة اليوم

معظم الحيوانات الصحراوية هي حيوانات زراعية، بمعنى أنها نشطة في الليل عندما تكون درجات الحرارة أكثر برودة، وهذا السلوك يساعد على حفظ الطاقة ويتجنب الحرارة النهارية الحرقية، مثلاً، الثعلب الفينكي، الثعلب الصحراوي الصغير الأصل إلى شمال أفريقيا، يمضي اليوم في الحرق المبرد ويصطاد الحشرات والثدييات الصغيرة تحت غطاء الظلام، كما أن السمع يُعدّ أكثر من اللازم.

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

وبعض الحيوانات تستخدم الاستيعاب - شكل من أشكال المهاجر شبيه بالتهليل ولكن تولده 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 مهاجرة مع انخفاض التنفس وارتداد القلب، مما يسمح لها بالهرب من ارتفاع الحرارة وحيازة المياه.

حفظ المياه الفيزيائية

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

وقد يمثل جرذ الكنغرو أكثر الأمثلة تطرفاً على حفظ المياه، ويمكن لفئران الكنغر أن تعيش على المياه المنتجة عندما يتم استقلاب الأغذية، 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 المرتفعة 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، و الكروكولز، على أي حال، الماء العادم في الأحشاء وينتج الكثير من الريش المجفف، على سبيل المثال، فريش جرذ الكنغارو يحتوي على 1.5.6 فقط من الماء مثل الماء الذي يحتويه القوارض الأخرى غير المصحوبة بالدرّ.

وظيفة مختصة من نوع كيدني

وتعاني الثدييات الصحراوية من الزهور الأنهارية الأبعد والأعمق، فضلا عن المجدية شبه الشقيقة والأقل من الناحية القانونية، كما أن كليتا الثدييات الصحراوية تتكيف بشكل أفضل عند تسرب المياه من السوائل الدهنية: فرغم أن هناك عددا أقل من المجد، فإن الكورول الأكسيدية تتسع أكثر من النغملي.

وتتيح هذه التعديلات الطماطمية للثدييات الصحراوية إنتاج بول شديد التركيز، مع التقليل إلى أدنى حد من فقدان المياه 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 مياه مجانية - أو حتى عن الطعام الرطب، وربما يكون فأر الكانغارو هو أفضل ما يعرفه هؤلاء، وهو يأكل أساساً بذوراً جافة عالية الكربوهيدرات؛ وتنتج غراماً واحداً من البذور العشبية جراماً 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 حفظ 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 على السطح المهتز والجمل لتبريد الهواء الليلي.

تخزن الدهون التي يمكن تحويلها إلى طاقة ومياه عندما تكون الموارد شحيحة، وتبقي السيقان الطويلة الجسم بعيداً 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 أدوارا هامة، فالإرتفاع هو آلية هامة لتبريد الثعالب والكلاب التي تطارد الفريسة، فوكس فينيك (فينز زردا)، وهو نوع موجود في الصحراء، يتردد في الفطائر في 690 مرة في الدقيقة بعد مطاردة الفريسة.

التكيفات الوقائية لإدارة النفايات

حجم الجسم وشكله يؤثران على التبادل الحراري مع البيئة، وكثير من الحيوانات الصحراوية صغيرة نسبيا، مما يزيد من نسبة مساحة سطحها إلى الحجم، وييسر تذبذب الحرارة، كما أن الأذن الكبيرة، كما يشاهدها الثعالب والأعشاب الفينية، تعمل كمشعات لتفريق الحرارة الزائدة للجسد.

كما أن للاحتراق دور، فالفرو أو المقياسات المحتوية على النور تعكس الإشعاع الشمسي، مما يقلل من الامتصاص الحراري، 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 الكابار المخزن للماء وثمار الكاكتات 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

الثعالب لا تشرب ولكن تحصل على كل مياهها المُسبقة من طعامها مُكملة بإنتاج مائي مائي مُستبدِي، بتجنب الحاجة إلى التلويث خلال اليوم، قد يُتوقع من ثعلب (روبل) أن يُخسّن كلياً من فقدان المياه المُرتجلة مقارنةً بالأنواع الثعلب التي تعيش في الموائل المُرطبة.

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 لديها تنوع محلي كبير، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن الكائنات الحية قادرة على استغلال رقعات من الإنتاجية العالية.

تنوع النباتات في الصحراء

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

(أ) أن تنظر مثلاً في أن نباتات جبال توسون، التي اخترعها علماء البحث في متحف أريزونا - سونورا ديسرت مؤخراً مع عدد من زملائهم، وفي منطقة تقل مساحتها عن أربعين ميلاً مربعاً (100 كيلومتر مربع)، واجه فريق الفولطين هذا أكثر من 630 نوعاً من النباتات غنياً محلياً مثل أي نباتات صحراوية نعرفها.

التنوع الحيواني

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

ويشمل التنوع البيولوجي اللاحق العديد من الأنواع المتوطنة التي لم تجد أي مكان آخر على الأرض، وقد تطورت هذه الكائنات الفريدة من نوعها في عزلة، ووضعت تعديلات متخصصة على 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 الصحراوية، 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 للتربة، والمواد العضوية، والسلوك الكهربائي كان له تأثير كبير على التنوع في الأنواع المجتمعية، مما يدل على التفاعلات المعقدة بين المكونات البيولوجية والفيزيائية 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

تأثيرات الـ(صحراء) تقلل من التدفئة السطحية بينما تعمل الصحاريات أيضاً كبواليع حرارية وتكثف درجات الحرارة المحلية وتتحمل العواصف الدافئة من الصحراء الهباء الجوي عبر القارات وترسم النظم الإيكولوجية البعيدة مثل الغابات المطيرة الأمازونية وتؤثر على حلقات التغذية المناخية العالمية بالإضافة إلى أن الصحاريات تشكل أنماط الاحترار العالمي بالإسهام في تداول الريحي والأشعة في الغلاف الجوي

ويؤدي النبات الضار بالديزر، رغم أن النضوب، 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 لم تجد مكاناً آخر، مما يجعلها حاسمة في جهود حفظ التنوع البيولوجي 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 الأنهار الجليدية 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 لسبل العيش المحلية، وكثير من النباتات البرية مصدر هام للغذاء للمجتمعات المحلية، وقد دعمت النظم الإيكولوجية الصحراوية الحضارات البشرية لألفينيا، وتوفر الموارد، والطرق التجارية، 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 عالميا، 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

فالاحترار العالمي يزيد 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 تهديدا كبيرا 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 الصحارى وازدياد العواصف الرملية الخطيرة، وفي بعض الحالات، تكون النباتات الغازية أكثر ملاءمة لزيادة درجات حرارة الصحراء، مما يسمح لها بأن تتحول إلى نباتات صحراء محلية غير قابلة للاختبار.

التصحر وتدهور الأراضي

إن التصحر يوصف 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، فإنه 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 الأراضي وعدم استدامة.

وتشغل الأراضي الجافة نحو 40 إلى 41 في المائة من مساحة الأرض وتسكن أكثر من بليوني نسمة، 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 بالنسبة للوقود 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 جدا لدعم النباتات.

إن الأنشطة البشرية مثل جمع الحطب وتربية الحيوانات تحول المناطق شبه القاحلة إلى صحراء، وهي عملية معروفة 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 المباشرة 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 خلال الماشية، والعديد من النظم الإيكولوجية الأخرى.

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 مستدامة من الأنواع الواسعة النطاق والحفاظ على العمليات على مستوى النظام الإيكولوجي، كما أن الربط 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 وعلى الصعيد الإقليمي، تستند إلى الابتكارات العلمية الجديدة والمعارف المحلية للشعوب الأصلية، وذلك لتجنب 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 لتحسين الأراضي القاحلة، وأن نجد طرقا جديدة لتناوب المحاصيل لحماية التربة الهشة، ونزرع شجيرات وأشجارا تصلح للرمال، ويمكن أن يساعد زرع نباتات مزروعة، تستخرج النيتروجين من الهواء وتغلقه في الأرض، في استعادة خصوبة التربة، بينما يمكن لحفر الشعاب الصناعية في الأرض أن يساعد على الاحتفاظ بذور الأمطار وحرق البذور الرياح.

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 عاملا رئيسيا 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 التخطيط للحفظ من الفعالية ويكفل استفادة المجتمعات المحلية من جهود الحفظ.

إعادة التأهيل

إعادة الأراضي الصحراوية المتدهورة أمر صعب ولكن لا بد منه: "عندما حدث التصحر، فإنه من الصعب جدا عكس مساره" يقول مايكليدز، ولكن مشاريع الإصلاح الناجحة تثبت 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 الإنذار العالمي ب 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 بالفائدة المباشرة على حفظ النظم الإيكولوجية في الصحراء.

التعاون الدولي والسياسات الدولية

وعلى الصعيد العالمي، تركز مبادرات مثل برنامج الأمم المتحدة للحياد المحايد لتدهور 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

وتشكل النظم الإيكولوجية الصحراوية مؤشرات حساسة لتغير المناخ، حيث يعكس التوسع أو فقدان المناطق الصحراوية بشكل مباشر درجة الحرارة العالمية ونمط التهطال الذي يؤثر على الحيوانات الأحيائية المجاورة، وسيشكل مستقبل النظم الإيكولوجية الصحراوية بكيفية التصدي بفعالية لتغير المناخ وتنفيذ استراتيجيات الحفظ.

وما زالت البحوث تكشف عن أفكار جديدة بشأن البيئة الصحراوية وآليات التكيف، ففهم كيف تنجو الكائنات الصحراوية من ظروف متطرفة يمكن أن يسترشد 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 الإطار البيئي المتوسط الأجل في ظل تغير المناخ العالمي.

خاتمة

النظم الإيكولوجية المتدهورة تمثل أمثلة غير عادية على قدرة الحياة على التكيف ومرونتها، وهي مصممة 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 تدل على أن الطبيعة غير وراثة في حل تحديات البقاء في ظروف متطرفة.

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 الوطن، وتمتد الأهمية الثقافية والاقتصادية للصحاريين من الحضارات القديمة إلى إنتاج الطاقة المتجددة الحديثة.

غير أن النظم الإيكولوجية الصحراوية تواجه تهديدات غير مسبوقة من تغير المناخ والتصحر وتدمير الموئل والاستخدام غير المستدام للموارد، ويعني هشاشة هذه النظم أن الاضطرابات الصغيرة قد تؤدي إلى آثار مسببة للاختلال تغيرات جذرية في هيكل النظام الإيكولوجي ووظائفه، إذ أن بلايين الناس يعتمدون على الأراضي الجافة والمناطق الصحراوية لا يمكن أن تكون المخاطر التي تُحتضى 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 بازدهار الحياة 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[5