فالانتاجية الزراعية وتوافر الموارد الزراعية تتشكلان من خلال المشهد المادي بطرق لا يُعترف بها في كثير من الأحيان، كما أن التباين في الارتفاع، والقرب من أجساد المياه، وتكوين التربة، والأنماط المناخية، يخلقان مناطق زراعية متميزة ذات مزايا وقيود فريدة، ويُعتبر فهم كيفية تأثير هذه السمات المادية على توزيع الموارد الزراعية أمرا أساسيا في التخطيط الفعال لاستخدام الأراضي، والممارسات الزراعية المستدامة، ومبادرات الأمن الغذائي في جميع أنحاء العالم.

إن البيئة الطبيعية تفرض على النظم الزراعية فرصاً وحدود، فرسم الخرائط في المنطقة يحدد ما يمكن زراعة المحاصيل وكيف يمكن نشر الزراعة المكننة، بينما يملي توافر المياه ما إذا كان الزراعة المعتمدة على الري ممكناً، وتتباين نوعية التربة تبايناً كبيراً على المسافات القصيرة، وتضع الظروف المناخية الحدود لمواسم النمو واختيار المحاصيل، وتدرس هذه المادة السمات المادية الرئيسية التي تؤثر على توزيع الموارد الزراعية، وتوفر معلومات عن كيفية قيام المزارعين، والمخططين، باختيار.

التسلسل الجغرافي وأثره على تخصيص الموارد الزراعية

وتشمل التضاريس ارتفاع مستوى سطح الأرض وتدرجها وتكوينها للأراضي في منطقة معينة، وتؤثر هذه الخصائص تأثيرا مباشرا على تكوين التربة، وتصريف المياه، والتعرض للإشعاع الشمسي، وإمكانية العمليات المميكنة، وفي السياقات الزراعية، كثيرا ما تكون الطبقات الجغرافية أول عامل مادي يمكن النظر فيه عند تقييم الأراضي لأغراض الزراعة.

ارتفاع درجة الحرارة

ويؤثر الارتفاع تأثيرا قويا على الموارد الزراعية من خلال تعديل درجة الحرارة والظروف الجوية، إذ إن درجات الحرارة تهبط عادة لكل 100 متر من مكسب الارتفاع بحوالي 0.6 إلى 1.0 درجة مئوية، ويخلق معدل التقلبات الحرارية هذا مناطق مناخية عمودية متميزة تحدد المحاصيل التي يمكن أن تنمو على ارتفاعات مختلفة، وفي المناطق المدارية، قد تؤدي المناطق المرتفعة الارتفاع إلى دعم محاصيل الفاكهة مثل البطاطا، والسمك،

كما أن ارتفاع عدد المصانع يؤثر على طول الموسم المتنامي، إذ أن ارتفاعها في ارتفاعها يقصر فتراته دون كسور، مما يحد من نطاق المحاصيل التي يمكن أن تصل إلى مرحلة النضج، إذ يجب على المزارعين في المناطق الجبلية اختيار أنواع سريعة الطراز أو استخدام تقنيات التوسع الموسمي مثل الدفئات أو الأغطية التي تغطيها الصفوف، وعلى العكس من ذلك، فإن المناطق المنخفضة الارتفاع التي تشهد شتاء طفيفة قد تدعم الزراعة في مدار السنة، مما يوفر ميزة كبيرة في مجال الإنتاج الزراعي.

إدارة المراعي والتربة

ويعد التدرج المنحدر أحد أهم العوامل الطبوغرافية في توزيع الموارد الزراعية، ويفضل عموماً على الأراضي المتخلفة (من صفر إلى 5 في المائة) في المحاصيل الصفية لأنها تسمح بتسرب المياه بصورة موحدة، وتشغيل الأجهزة بكفاءة، والحد الأدنى من تآكل التربة، مع زيادة المنحدرات، تصبح الزراعة أكثر تحدياً، وفي حالة ارتفاع المنحدرات التي تتجاوز 10 في المائة، تتسارع سرعة سطح الأرض، وتتحول التربة إلى محاصيل يمكن التنبؤ بها في فترات زمنية محددة، وتوافر المياه.

وتحتاج منحدرات النفط إلى ممارسات إدارية متخصصة مثل تضاريس التلال والتضاريس والزراعة من أجل الحد من التحات والاحتفاظ برطوبة التربة، وتضيف هذه الممارسات تكاليف العمل ورأس المال، مما يجعل الأرض الشديدة الوطأة أقل قدرة على البقاء اقتصادياً لإنتاج السلع الأساسية على نطاق واسع، وفي مناطق كثيرة، تكون المنحدرات الخفية أفضل من المحاصيل الدائمة، أو البسات، أو الحراجة بدلاً من المحاصيل الزراعية السنوية.

التجمعات السكانية والميكرويات

وتخلق صور الأراضي مثل الوديان، والجداول، والأحواض ميكروكسيدات تؤثر على توزيع الموارد الزراعية، وكثيرا ما تتراكم الواديات في الهواء البارد ليلا، وتزيد من المخاطرة الشديدة أثناء مراحل النمو الحرجة، وتعاني الجذر من ارتفاع سرعة الرياح وزيادة التعرض للإشعاع الشمسي، مما يمكن أن يعجل بالتبخر والتربة الجافة، وقد تجمع الكساد شبه الحوض المياه وتخلق ظروفا ضائعة في الصرف.

كما أن الآفاق أو الاتجاه الذي يتجه إليه المنحدرات تؤثر على الموارد الزراعية، وفي نصف الكرة الشمالي، تحصل المنحدرات الجنوبية على ضوء الشمس المباشر والدفء في وقت مبكر من الربيع، مما يمتد موسم النمو، وكثيرا ما يفضل هذه المنحدرات على المحاصيل المحبة للحرارة مثل العنب والطماطم والذرة، وتظل المنحدرات من الشمال أكثر برودة وتحافظ على محاصيل مصغرة مناسبة.

الموارد المائية وتوزيعها الجغرافي

وربما يكون توافر المياه هو أكثر السمات المادية أهمية في توزيع الموارد الزراعية، إذ يستخدم نحو 70 في المائة من عمليات سحب المياه العذبة على الصعيد العالمي في الري، وتتمتع المناطق التي تتوفر فيها موارد مياه موثوقة بميزة زراعية كبيرة، ويخلق توزيع المياه السطحية والمياه الجوفية وأنماط التهطال مجموعة من الإمكانات الزراعية عبر المشهد.

هيئات المياه السطحية والهياكل الأساسية للري

وتوفر التقريب بين الأنهار والبحيرات والمستودعات للمزارعين إمكانية الحصول على المياه السطحية للري، كما أن السهول الغرينية على امتداد نظم الأنهار الرئيسية مثل النيل، والغال، والمسيسبي، واليانغتس، قد دعمت الزراعة المكثفة لألفينيا بسبب إمدادات المياه الموثوقة ورواسب الثروات الغذائية التي تم إيداعها خلال الفيضانات الموسمية، وعادة ما تكون هذه المناطق أكثر من غلة المحاصيل الموسمية،

إن توزيع موارد المياه السطحية غير متساو، إذ قد تكون المناطق القاحلة وشبه القاحلة أن تتدفق من خلالها أنهار كبيرة، ولكن إمكانية الوصول إلى المياه محدودة خارج الممر المائي، وفي هذه المناطق تتركز الموارد الزراعية في إطار مجموعات ضيقة على طول وادي الأنهار، بينما تظل الأراضي المرتفعة المجاورة غير ملائمة للزراعة التي تغذيها الأمطار، ولا يمكن لمشاريع الري الواسعة النطاق، مثل السدود وشبكات القنوات، أن تمد نطاق الموارد المائية السطحية.

توافر المياه الجوفية ونظم المياه الجوفية

وتوفر المياه الجوفية حاجزا حاسما ضد تقلبات الأمطار الموسمية وتدعم الزراعة في المناطق التي تنتشر فيها المياه السطحية، وتخزن المياه في تشكيلات صخرية مخرفة، وتحدد عمقها ومعدل إعادة شحنها ونوعية المياه الإمكانات الزراعية، وتزيد طبقات المياه الجوفية ذات معدلات التغذية المرتفعة، مثل تلك الموجودة في قشرة الإندو - غانغسي، وتدعم الزراعة المكثفة التي ترتفع فيها طبقات الأحفور، مثل أوغالالا.

وترتبط موارد المياه الجوفية ارتباطاً وثيقاً بأنماط الإنتاج الزراعي، ففي الولايات المتحدة تعتمد منطقة المرتفعات اعتماداً كبيراً على أكويفر أوغالالا لإنتاج الذرة والقمح والصويا، وفي الهند، تدعم طبقات المياه الجوفية الغريبة والهريرية الحصة الكبيرة من المياه الجوفية في البلد، غير أن إمكانية الحصول على مياه جوفية محدودة في المناطق التي تزرع فيها مياه الصخور.

أنماط الأمطار والزراعة المطيرة

ويُعدّ ما يقرب من 80 في المائة من الأراضي الزراعية العالمية مطهراً، مما يجعل التوزيع المهيمن هو العامل الرئيسي للموارد الزراعية، ويُقدّم إجمالي الأمطار السنوية والتوقيت الموسمي، والتفاوت السنوي، كل التأثير الذي يمكن أن تنمو فيه المحاصيل، ومدى موثوقية المحاصيل، وتُقدّم المناطق التي تُوزّع فيها كميات كبيرة من الأمطار تتراوح بين 500 و500 1 ميليميتر سنوياً دعماً عموماً للزراعة المنتجة التي تُط الأمطار، بينما تتطلب مناطق دون 300 ميليميتر عادةً رياً.

وتخلق المناخات الموسمية ونظم سقوط الأمطار في البحر الأبيض المتوسط والأنماط الهطولية القارية مناطق زراعية متميزة، ففي غرب أفريقيا، تتلقى منطقة الساحل موسم الأمطار القصير الذي يحد من إنتاج المحاصيل إلى مطاحن ومصانع عصفوفة مقاومة للجفاف، بينما تدعم المناطق الساحلية الأكثر رطوبة الذرة الذرة، ومحاصيل الكاسافا، وشجرة، ويتيح فهم أنماط التهطال هذه للمخططين الزراعيين التوفيق بين خيارات المحاصيل ومواعيد الزراعة.

تكوين التربة والخصوبة كمحددات للموارد الزراعية

فالسوة هي أساس الإنتاجية الزراعية، وتختلف خصائصها المادية والكيميائية اختلافاً كبيراً بين المشهد، وتؤثر عملية توزيع التربة الخصبة على المحاصيل التي يمكن أن تنمو فيها المحاصيل بصورة مربحة، والتي تتطلب المغذيات من أجل تحقيق أقصى قدر من الغلة، وما هي الممارسات الإدارية اللازمة للحفاظ على الإنتاجية الطويلة الأجل، وينظم تكوين التربة المناخ والمواد الوالدية والجغرافيا والكائنات والزمن، وتجمع هذه العوامل بين إصدار أوامر متمايزة للتربة في مختلف المناطق.

أوامر التربة الرئيسية وإمكانياتها الزراعية

فالنباتات المهبلة التي توجد في الأراضي العشبية في أمريكا الشمالية وأوروبا وأمريكا الجنوبية هي من أكثر التربة الزراعية خصبة، وهي مظلمة غنية بالمواد العضوية، ومهيأة هيكلا جيدا، وتدعم الإنتاج العالي من الذرة والقمح والفول الصويا، كما أن السائل، الذي يُشَعَد في غابات متزايدة، يدعم الزراعة المنتجة عندما تُخصب بشكل سليم.

أما الأنتيسولات والإسبتيسولات، التي توجد على المنحدرات الشديدة، والفيضانات، والرواسب التي أودعت مؤخرا، فهي عادة أقل تطورا، ولكنها يمكن أن تكون منتجة في البيئات الغريبية حيث يجدد الفيضانات السنوية خصوبة التربة، وتقتصر المواد الأيرديسول، في المناطق الصحراوية، على المواد العضوية المنخفضة والمحتوى الملحي المرتفع، وتقييد الزراعة إلى البذور المروية أو المحاصيل الملوحة.

نص التربة، والتدريب، وروتينغ ديبث

وقد يكون نص التربة، الذي تحدده النسب النسبية للرمل، والسيل، والجسيمات الطينية، تأثير على القدرة على حيازة المياه، واستبقاء المغذيات، وخصائص الصرف، وتبدو التربة اللاموية ذات النسب المتوازنة من الرمل، والسيل، والجزر مثالية للزراعة لأنها توفر مياهاً جيدة، بينما تحافظ على كميات كافية من الرطوبة والمغذيات.

إن تصريف التربة سمة مادية حرجة تؤثر على توزيع الموارد الزراعية، وقد تُسجَّل التربة التي تُستنزف في المناطق المنخفضة خلال موسم النمو، مما يحد من نمو الجذور ونمو المحاصيل، ويمكن لنظم الصرف الفطري، مثل مياه البلاط والخنادق، أن تحسن هذه التربة، ولكن تضيف التكاليف، كما أن التربة التي تُدرَّب جيداً على المنحدرات أو المنسوجات الرملية تتيح القيام في وقت سابق بزراعة، والحد من مخاطر الأمراض الجذرية.

ويؤثر عمق السحب، الذي يحدده عمق التربة ووجود طبقات تقييدية مثل صخرة الأسلاك أو البقع الصلبة، على المياه والحصول على المغذيات، كما أن التربة العميقة التي لا توجد بها طبقات تقييدية تسمح للمحاصيل بالوصول إلى المياه المخزنة خلال فترات الجفاف، مما يقلل من احتياجات الري، ويحسن التسامح مع الجفاف، وتحد التربة السطحية من استكشاف الجذور وتزيد من تعرض المحاصيل للإجهاد الرطب.

مغذيات التربة وشروط التعديل

وتتفاوت خصوبة التربة الطبيعية تفاوتا كبيرا، كما أن توزيع المغذيات الأولية مثل النيتروجين والفوسفور والبخار والمغذيات الدقيقة يشكل إمكانات زراعية، فالسوول التي تستمد من مواد الأم البركانية، مثل أنديسول، تكون في كثير من الأحيان خصبة طبيعية وتدعم الزراعة المكثفة دون مدخلات سماد ثقيلة، وتحتاج التربة المستمدة من مواد خصوبة ذات قيمة ربية عالية أو إلى تعديل مستفيض.

كما أن وجود عناصر سمية أو ملوحة يحد من توزيع الموارد الزراعية، فالتربة الساحلية، التي تُستخدم في المناطق القاحلة التي تعاني من ضعف في تصريف المياه أو تسرب المياه المالحة، تحد من خيارات المحاصيل للأنواع الملوِّثة للأملاح مثل الشواء والقطن وبعض الخضر، وتحتوي التربة الكبريتية، التي توجد في المناطق الساحلية المنخفضة، على سلفيدات الحديدية تنتج حمض السلفوري عندما تُستنز، مما يجعلها تُدر إشكالية إلى حد كبير في الزراعة دون وجودها.

كما أن محتوى المواد العضوية هو عامل حاسم آخر، فالسوانات ذات المادة العضوية العالية، مثل تلك الموجودة في المناطق المغرية أو المناطق الحرجية ذات المناخات المبردة، لها هيكل أفضل، وقدرة أعلى على حيازة المياه، وزيادة الاحتفاظ بالمغذيات، وتحتاج التربة المدارية، التي تستهلك فيها المواد العضوية بسرعة، إلى مدخلات ثابتة من مخلفات المحاصيل وتعديلات للحفاظ على الخصوبة، مما يضع عبئا على الموارد على النظم الزراعية في هذه المناطق.

العوامل المناخية وتأثيرها على تخصيص الموارد الزراعية

ويمارس المناخ رقابة شاملة على النظم الزراعية من خلال تحديد الطاقة والمياه المتاحة لنمو المحاصيل، وتتفاعل نظم التدرج، والأنماط الهرمية، والظروف الجوية مثل تركيز ثاني أكسيد الكربون والإشعاع الشمسي مع السمات المادية لتحديد المكان الذي يمكن فيه للمحاصيل المحددة أن تزدهر، وما هي الموارد اللازمة للإنتاج المستدام.

أوقات الدوام ويومات النمو

ويحدد التدرج معدل نمو النباتات وطول الموسم المتنامي، وتتراكم أيام الدرجة المتنامية عندما تتجاوز درجات الحرارة عتبة الأساس المحددة للمحاصيل، وتشتمل على المحاصيل التي تكون المحاصيل صالحة، وتحتاج المحاصيل التي تنمو في موسم القطن، مثل القمح والبارلي والكانولا إلى عدد أقل من الديوكسينات، وتتم تكييفها مع ارتفاع معدلات الخصوبة أو ارتفاع معدلات زراعة المحاصيل.

وتشكل أنماط الفروست سمة مادية حرجة لتوزيع الموارد الزراعية، حيث تحدد التواريخ الأولى والأخيرة للمرحلة الخالية من الفروست، وتدعم المناطق التي تكون فيها نوافذها أكثر فأكثر طائفة أوسع من المحاصيل وتتيح دورات متعددة للزراعة، أما المناطق المدارية التي لا يوجد فيها إنتاج محفوف بالمخاطر، في حين أن المناطق المرتفعة الارتفاع أو المرتفعة الارتفاع قد أضرت بمواسم النمو التي تحد من الخيارات الزراعية.

التقلبات في مخاطر الجفاف

وبالإضافة إلى إجمالي هطول الأمطار السنوية، يؤثر توزيع الأمطار خلال الموسم المتزايد تأثيرا كبيرا على الموارد الزراعية، حيث تدعم المناطق التي تشهد معدلات هطول الأمطار بصورة متسقة وموزعة جيدا إنتاج المحاصيل الموثوق بها، بينما تحتاج المناطق التي توجد فيها مواسم جفافية متميزة إلى محاصيل الري أو التي تحتمل الجفاف، وتشهد المناطق المونية سقوطا موسميا كبيرا، حيث تهبط معظم الأمطار في بضعة أشهر، مما يتطلب هياكل أساسية لتخزين المياه أو محاصيل تكيفت مع دورات الرضاعة.

وتزداد تواتر الجفاف وشدته في مناطق كثيرة بسبب تغير المناخ، مما يتحول إلى توزيع الموارد الزراعية، وقد تتطلب الآن المناطق التي تدعم الزراعة التي تغذيها الأمطار في الماضي الري التكميلي، مما يفرض ضغوطا على الموارد المائية، وعلى العكس من ذلك، قد تواجه المناطق التي تشهد ارتفاعا في الأمطار مخاطر فيضانات تلحق الضرر بالمحاصيل والتربة، ويجب أن يُراعى في التخطيط الزراعي هذه الاتجاهات المناخية وتفاعلها مع السمات الطبيعية.

الإشعاع الشمسي والإمكانيات الاصطناعية

ويزود الإشعاع الشمسي بالطاقة اللازمة لتجميع الصور، ويؤثر توزيعه عبر خطوط العرض والمواسم على الإنتاجية الزراعية، وتحصل المناطق المدارية على إشعاع شمسي أكثر اتساقاً وأعلى من المناطق المعتدلة، وتدعم ارتفاع معدلات التلقّي الضوئي المحتملة، غير أن الإنتاجية الفعلية تتوقف على توافر المياه والمغذيات، التي تتأثر بملامح مادية أخرى.

فالغطاء السحابي، والظل من الطبوغرافيا، والطول اليومي يؤثران على الإشعاع الشمسي المتاح للمحاصيل، كما أن المنحدرات الجنوبية المتدفقة في نصف الكرة الشمالي تتلقى إشعاعا مباشرا أكثر، وتدفئ التربة، وتوسيع موسم النمو الفعال، وعلى النقيض من ذلك، فإن المنحدرات من الشمال والوادي المظللة قد تكون أقل إنتاجية للمحاصيل التي تغذيها النور، كما أن فهم هذه التباينات المناخية يساعد المزارعين على استخدام المحاصيل.

توليف للخصائص المادية وتوزيع الموارد الزراعية

وتتفاعل الملامح المادية للمناظر الطبيعية بطرق معقدة لتحديد توزيع الموارد الزراعية، وتساهم فيضانات مشتعلة وخصبة ذات إمكانية الحصول على المياه الموثوقة والمناخ الصالحة في أعلى تركيز للزراعة المكثفة، وعلى النقيض من ذلك، تُعاد عادة إلى أنماط الترسبات أو الحراجة أو زراعة الكفاف على الصعيد الإقليمي، وتخلق التفاعلات بين الطبقات الجغرافية والمياه والتربة والمناخية المحتملة.

ويمكن للتكنولوجيات الزراعية الحديثة أن تعدل بعض القيود المادية، ولكنها لا تزيلها، فالتعمير يمكن أن يجعل المنحدرات المزروعة أكثر، ويمكن للري أن يعوض عن حالات العجز في الأمطار، ويمكن أن تؤدي تعديلات التربة إلى تحسين الخصوبة، غير أن هذه التدخلات تتطلب رأس المال والطاقة ومدخلات العمل التي توزع بشكل غير متساو في جميع المناطق، فالمناطق التي لها سمات مادية مواتية في الأصل تتمتع بميزة في الموارد يصعب التغلب عليها من خلال التكنولوجيا وحدها.

ويغير تغير المناخ توزيع الملامح المادية ذات الصلة بالزراعة، حيث تتحول درجات الحرارة المشتعلة إلى مناطق متنامية وإلى ارتفاع مستويات الارتفاع، وتجعل أنماط التهطال المتغيرة بعض المناطق رطبة وغيرها من المناطق أكثر جفافا، مع ما يترتب على ذلك من آثار بالنسبة لموارد المياه وإدارة التربة، ويهدد ارتفاع مستوى سطح البحر الأراضي الزراعية الساحلية باقتحام المياه المالحة واقتحامها، ويجب على المخططين الزراعيين أن يدمجوا هذه التغيرات المادية الدينامية في قرارات تخصيص الموارد.

وتتطلب التنمية الزراعية المستدامة العمل مع الملامح المادية للمناظر الطبيعية بدلا من أن يتصدى لها، إذ إن ربط المحاصيل بالظروف البيئية في منطقة ما يقلل من الحاجة إلى مدخلات باهظة التكلفة ويخفف من الآثار البيئية، كما أن ممارسات حفظ الطبيعة، مثل الزراعة غير المزروعة، والزراعة الزراعية، والحواجز المزروعة، تحافظ على موارد التربة والمياه مع الحفاظ على الإنتاجية، مع إدراك القيود المادية للمناظر الطبيعية الزراعية تسمح بنظم أكثر مرونة وكفاءة لإنتاج الأغذية.

وفهم تأثير الملامح المادية على توزيع الموارد الزراعية له تطبيقات عملية للأمن الغذائي وتخطيط استخدام الأراضي والسياسات الزراعية، ويمكن للحكومات والمنظمات الإنمائية أن تحدد المناطق ذات الإمكانات الزراعية العالية وأن تستثمر في الهياكل الأساسية لدعم التكثيف المستدام، ويمكن للمزارعين اختيار المحاصيل والممارسات الإدارية التي تناسب ظروفهم الطبوغرافية والمناخية المحددة، ويمكن للباحثين أن يُنَذوا في المستقبل التحولات في الإمكانات الزراعية في إطار سيناريوهات المتعلقة بتغير المناخ.

إن توزيع الموارد الزراعية ليس عشوائيا، بل هو يتبع ملامح المشهد الطبيعي، التي تشكلها السمات المادية للجغرافيا، وتوافر المياه، وخصائص التربة، وديناميات المناخ، ومن خلال الاعتراف بهذه الأنماط والعمل في حدودها، يمكن أن تصبح النظم الزراعية أكثر إنتاجية واستدامة ومرونة، وسيفرض المشهد الطبيعي دائما حدودا على الإمكانيات الزراعية، ولكن الفهم الدقيق لتلك الحدود هو الخطوة الأولى نحو التغلب عليها.

For further reading on the relationship between physical geography and agricultural resources, see the Food and Agriculture Organization's Soil Portal , the USDA's Farming Resource Guides], the ]NASA Climate Change and Agriculture Resources