توندرا النظم الإيكولوجية: فهم شبكة الأغذية والتنوع البيولوجي

Food Web in the Tundra

وتشغل شبكة غذاء التوندرا هيكلا بسيطا ومقرنا بشدة يعكس القيود القصوى للطبيعة، وبسبب الموسم القصير النمو ودرجات الحرارة المنخفضة، تتدفق الطاقة من خلال النظام الإيكولوجي على طول سلسلة قصيرة من المستويات التقويمية، وفي القاعدة المنتجون الرئيسيون - الدخان، والعشب، والسباق، وشجيرات الأقزام، وتكيف هذه النباتات الصلبة مع التراب المكثف، والرياح العضوية.

وتتكون هذه الأنواع من الرعاع من المستوى التالي، وتشمل أنواعا رئيسية التطعيم، والهراوات القطبية، والكاربو (الريندير)، وأوكسين الخرسانة، والجرذان، والأوعية الدموية، والأوعية الدموية، والثديجة، والثديث، والثديث، والثديث، والثديث، التي تُسجِّل في كل سنة، دينامية من المحار الشتات.

وتشمل المفترسات الثعالب القطبية، والثعالب الحمراء، والذئاب، والبولينات الثلجية، والثعابين ذات القدم الخالصة، والدببة القطبية (التي هي مفترسات للثدي في المناطق الساحلية، ولكنها أيضاً تفترس على الختم ليس جزءاً مباشراً من شبكة الأغذية الأرضية) وتختلف أحواض الثيران القطبية في غذائها: في الصيف تصطاد الرش والطير.

وتُعزى معدلات التحلل في التوندرا إلى أدنى مستوى من أي مادة بيولوجية، أي المادة العضوية التي تتراكم كبسات، وهذا يبطئ من التدوير المغذي ويغلق الكربون، ويُكيف مجتمع الميكروبيات مع دورات الميكروفات.

إن كفاءة نقل الطاقة في التوندرا منخفضة بسبب الظروف القاسية، إذ لا يبلغ متوسط الإنتاج الابتدائي سوى 100-400 غرام/م2/سنة (مقارنة بـ 1200-1500 في الغابات الاستوائية المطيرة)، ونتيجة لذلك، تدعم شبكة الأغذية عددا أقل من الأفراد وأقل الكتلة الأحيائية في كل منطقة من مناطق الوحدة، كما أن التعاقبات التكتيكية شائعة: عندما تحطم أعداد السكان المصابين بالجر، تتحول المفترسبات إلى أنواع الطيور أو البيض، مما يؤثر على استنساخ الطيور.

التنوع البيولوجي في توندرا

فالثراء في التوندرا منخفض بالمقارنة مع المواد الحيوية المعتدلة أو المدارية، ولكن الأنواع المتوطنة لم تجد أي مكان آخر مرتفعا في بعض المناطق، ولا سيما في المناطق الجبلية والمناطق القطبية المرتفعة، وعلى سبيل المثال، تستضيف التوندرا القطبية الشمالية نحو ٧٠٠ ١ نوع من النباتات، منها ٠٠٤ نوع متوطن، كما أن الحيوانات مثل ثعلب القطب الشمالي، والدب القطبي، والأوكسجين البارد هي رموز التكي.

ويشمل التنوع في الهواء نحو 48 نوعاً من الثدييات (مثل السنجاب الأرضي في القطب الشمالي، والقذف المنهار، والكريبو البارين - الأرضي) ونحو 100 نوع من أنواع الطيور التي تتكاثر في التوندرا خلال الصيف، ومعظم الطيور تهاجر إلى التوندرا بسبب تقلص غذاء الحشرات والنبات، ثم تعود إلى خطوط العرض الأدنى في الشتاء.

وتسود تنوع النباتات بنباتات الطبخ ونباتات الورد والجمدينود القطبي، وتتكون الزهرة القطبية، والبرق القزمي، والزجاجة من الشجيرات، التي تنمو في كثير من الأحيان من البروتات لتجنب الرياح، وتغطّي المساحات والليشن مناطق شاسعة، ولا سيما في المروج المزروعة والمزارع الجافة، والزهور ليست نباتات بل نباتات.

وتشمل الحشرات البعوض والزباب الأسود والوسطى والبومبلات، ورغم التصور المشترك للبعوضات المشتعلة، فإن الكتلة الحيوية الحشرية منخفضة نسبياً عموماً، ولكن خدمات تلوثها حيوية للعديد من محطات تثبيت الزهور، وتهيمن على الصخور الرئوية والميثارات ودود الأرض المكيفة مع مثبتات التجمّد.

فالتكيفات بين أنواع التوندرا أمر رائع، إذ أن العديد من النباتات تظهر القزم، وجذوع الشعر، والخنازير المظلمة لاستيعاب الحرارة، وأن الحيوانات لديها أطراف قصيرة، وفراء سميكة أو ريش، وقابلية للتكرار، وتحتوي على فروة من الثعلب القطبي الشمالي تتغير بشكل موسمي )في الشتاء، وبُني في الصيف(.

مؤسسة حياة توندرا

أما أرض البرموفر التي لا تزال عند درجة حرارة الصفر أو أقل من درجة مئوية لمدة سنتين متتاليتين على الأقل فتتمثل في حوالي 24 في المائة من سطح الأرض في نصف الكرة الشمالي، ومعظمها في مناطق التوندرا والتايغا، وتتكاثر طبقة نشطة فوق ثاموست كل صيف وتتجمد في الشتاء، وتخلق بيئة فريدة من نوعها لجذور النباتات وبحيرات التربة.

وتتباين سمة البرموفر من عشرات إلى مئات الأمتار، ويشكل وجودها أشكالاً من الأرض مثل عظام الجليد، والبنغوس (تلالات النسيج)، والثرومكارست (الحطامات الأرضية التي يسببها الفقه)، وتخلق هذه الأنهار مفارقة من الميكروبيات: الحواف الجافة، والمروج الطبيعية، والفولطية المتطاولة بشكل متكرر.

(أ) تُطلق حلقة التردّد هذه الكربون العضوي القديم (نحو عشرات الآلاف من السنوات) كثاني أكسيد الكربون والميثان، مما يُعجّل تغير المناخ، وهي مسألة تثير قلقاً كبيراً: إن مجموعة الكربون المشبع (500 1 غيغاتون) تبلغ ضعف الكمية الموجودة حالياً في الغلاف الجوي، وقد أبرز الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ أن حتى الإطلاق الجزئي لهذا الكربون يمكن أن يجعل من الصعب بلوغ الأهداف العالمية المتعلقة بمؤشر الحرارة.

الديناميكية الموسمية في توندرا

فالتراندرا تختبر تفاوتا موسميا شديدا، إذ تستمر فترة الشتاء في ٦-١٠ أشهر، حيث تقل درجات الحرارة في كثير من الأحيان عن ٣٠ درجة مئوية، والظلام الدائم لأسابيع، والغطاء الجليدي الذي يزرع الأرض، وتهاجر حيوانات كثيرة إما جنوبا أو تنجو بالاعتماد على احتياطيات الدهون والغذاء المكبوت، وتهبط درجة حرارة الجسم في أدنى درجة مئوية.

ويصل الربيع إلى ارتفاعات في ضوء النهار، وارتفاع درجات الحرارة فوق البرد، وذوبان الثلج بسرعة، مما يؤدي إلى انفجار نمائه وظهور الحشرات، وتأتي الطيور المهاجرة إلى التدليك، وتوقيت تزامنها مع توافر الحشرات في ذروتها، وتصبح التوندرا أرضا حيوية للتكاثر لملايين الطيور الساحلية، والجرائم المائية، والمرورات.

إن الصيف هو تجمد النمو والاستنساخ، فالشمس لا تغرب (شمس منتصف الليل) لمدة تصل إلى شهرين، مما يؤدي إلى بث مستمر في الصور، وزهرة النباتات والبذور في غضون بضعة أسابيع، ويكتسب البذور وزنا، ويرفع المفترسون دورة الشباب والمغذيات بسرعة في طبقة النشاط، وتتراوح درجات الحرارة الصيفية المتوسطة بين 3 درجات مئوية و 12 درجة مئوية، بل وتمتد درجة الحرارة إلى حد كبير.

الخريف يُحدث تحولاً سريعاً: تسقط درجات الحرارة، وتُنسف النباتات، وتُعدّ أنواع كثيرة للشتاء، وتظلّ الخيوط نشطة تحت الجليد، وتبني أعشاش العشب، وتتكاثر حتى خلال الشتاء، وتُفسح الجمال القصير لللون الخريفي في بركة القزم والوصايا بسرعة المجال لعودة الثلج والجليد.

Climate Change and Its Effects on Tundra Ecosystems

إن تغير المناخ يتحول إلى نظم إيكولوجية توندرا أسرع من أي مكان آخر تقريبا على الأرض، وتسخين المنطقة القطبية الشمالية في ثلاث أو أربع مرات متوسطها العالمي الذي يسمى تضخيم القطب الشمالي، وهذا الاحترار يحرك مشارف الفرن، الذي يغير الهيدرولوجيا، ويطلق غازات الدفيئة، ويزعزع استقرار التربة، ويمكن، كما هو الحال بالنسبة للثوفان، أن يلحق الضرر بالنظم الجذرية للنباتية ويخلق أحياءا.

وتتوسع الشروبات في الشمال (التزحلق) وتتزايد النباتات الخشبية مثل برش القزم والألبر في الارتفاع والغطاء، مما يغير الطلاء (الإنتقائية) لأن الشجيرات المظلمة تستوعب طاقة شمسية أكثر، ويزيد من دفء الأرض، ويفضل هذا التحول أيضاً النسيج وهرات الثلج على حساب الكريبو، حيث أن الكربو أقل قدرة على حفرة الشوكب.

فالتغيرات في الغطاء الجليدي تؤثر على سلوك الحيوان، إذ يمكن أن تتسبب المذيبات الربيعية السابقة في حدوث خطأ بين ظهور النباتات ووصول الطيور المهاجرة أو العجلات الكاربوية، مثلا، قد تتقدم أعراض الزهور بسرعة أكبر من الحشرات، وتخفض الأغذية للفتيات. وقد أفادت شركة الجغرافيا الوطنية بأن هذه الأخطاء قد لوحظت بالفعل في عدة أنواع من الطيور القطبية الشمالية.

فالدببة القطبية، التي تعتمد على الجليد البحري في صيد الفقمات، تواجه فقدان الموائل كفترات خالية من الجليد، ويلاحظ الصندوق العالمي للحياة البرية أن سكان الدببة القطبية في بعض المناطق دون السكانية قد انخفضوا بنسبة 50 في المائة تقريبا على مدى العقود الثلاثة الماضية، أما على الأرض، فإنهم يلجأون إلى تناول بيض الطيور والبطاطس، ولكن هذه المواد الغذائية لا تلبي احتياجاتهم العالية من الطاقة.

كما تسمح درجات الحرارة المشتعلة بأن تنتقل الأنواع الجديدة إلى التوندرا من الجنوب، مما يخلق المنافسة ويحتمل الهجين، وتتوسع الثعالب الحمراء شمالا، وتصبح ثعالب القطب الشمالي في بعض المناطق أكثر من المنافسة، وتُحدث الأنواع الغازية مثل دودة الأرض، التي لا تُستخدم تاريخيا من تربة التوندرا، بفعل النشاط البشري ويمكن أن تتغير التدوير المغذي.

الأنشطة البشرية وآثارها

وفيما عدا تغير المناخ، فإن الأنشطة البشرية المباشرة تضغط على النظم الإيكولوجية للغاز، واستخراج النفط والغاز، والتعدين من أجل العناصر الأرضية النادرة، وتطوير الهياكل الأساسية (الطرق، والأنابيب، والمهابط) والموائل التي تكتنفها الضوضاء والضوء والتلوث، ويمكن أن يتدهور الاضطرابات الناجمة عن الأنشطة الصناعية استقراراً من جراء إزالة الغطاء النباتي المضغي والتغيرات في الطحالب السطحية.

وتؤثر هذه الأنشطة أيضاً على الحياة البرية، وتتجنب كاريبو البنية التحتية الصناعية لأنها تعتمد على المناظر المفتوحة لكشف المفترسات، ويمكن أن تخلق الطرق حواجز أمام الهجرة، وفي التدفق الوطني للأحياء البرية في القطب الشمالي في ألاسكا، فإن أعمال الحفر المقترحة في السهول الساحلي (أراضي عجل البوربين) لا تزال مسألة مثيرة للجدل. WF قد وثت النجاح .]

فالثورة من الصناعة والنقل الجوي البعيد المدى تجلب المعادن الثقيلة والملوثات العضوية الثابتة والكربون الأسود (السوت) الذي يثلج الظلام ويعجل بالذوبان، وفي روسيا وكندا القطبية الشمالية، لا تزال الملوثات القديمة من الأنشطة العسكرية والصناعية في التربة وتطلق تدريجياً كثباتات مائية.

وقد تم التحكم إلى حد كبير في تغلغل بعض الأنواع، رغم شدة الوضع التاريخي، عن طريق الإدارة، فعلى سبيل المثال، تم استخراج الأوكسين من ألاسكا في القرن الثامن عشر ثم إعادة إدخاله بنجاح، غير أن الثعالب القطبية الشمالية في بعض الجزر لا تزال مهددة من قبل المفترسين الذين بدأ العمل بهم مثل القطط الحديدية أو الثعالب التي جلبت لزراعة الفراء.

فالسياحة، وإن كان لها أثر أصغر، يمكن أن تزعج مواقع حشرات الطيور الحساسة والنباتات الهشة، والليشنات بطيئة للغاية وتعافى بشكل ضعيف من حركة المرور على الأقدام، وفي بعض الوجهات الشعبية مثل سفالبارد، تحد الأنظمة الصارمة من مسافات الحياة البرية.

استراتيجيات حفظ التوندرا

وتتطلب حماية النظم الإيكولوجية للتوندرا نهجا متعدد الجوانب يعالج الضغوط المحلية وتغير المناخ العالمي، وهناك مناطق كثيرة من التوندرا تقع ضمن المناطق المحمية، مثل التدفق الوطني للأحياء البرية في منطقة القطب الشمالي في ألاسكا، وشمال شرق غرينلاند الوطني، وسكان زابوفيدنيك (المحميات الطبيعية المتشعبة) في روسيا، وهذه المناطق تحمي الموائل التمثيلية، ولكنها قد لا تكون كافية مع تحول المناطق المناخية، بل تساعد على اكتساب أنواع أكثر تقدما.

ويعد الحد من انبعاثات غازات الدفيئة أهم الإجراءات، إذ إن حماية الأحجار الكريمة هي استراتيجية إضافية للتخفيف من حدة المناخ: إذ أن إبقاء الأحجار المجمدة يحول دون إطلاق بلايين الأطنان من الكربون، ويقترح بعض الباحثين تدخلات واسعة النطاق مثل أعشاب الرعي للحفاظ على خط التوندرا (متنزه بليستوكين في سيبيريا) لزيادة الطحالب السطحية والحد من مشارف البيروف.

ويتطلب حفظ الأنواع المهاجرة تعاونا دوليا، كما أن الطريق الفاصل بين شرق آسيا وغرب آسيا، الذي يستخدمه العديد من الطيور الساحلية في المنطقة القطبية الشمالية، يمتد إلى 22 بلدا، وتقود الحكومة الأسترالية مبادرات على امتداد هذا الطريق، وبالمثل، يقوم مجلس القطب الشمالي واتفاقية التنوع البيولوجي بتنسيق حماية التنوع البيولوجي في القطب الشمالي.

وتشمل التدابير المتخذة في الميدان إزالة الأنواع الغازية، وإعادة الأراضي المضطربة، وتقليل البصمات الصناعية إلى أدنى حد، وتخفض أوجه التقدم في تكنولوجيا الحفر (التنقيب المباشر) الاضطرابات السطحية، وتشمل أفضل الممارسات بناء طرق الشتاء على الجليد بدلا من الحصى، واستخدام هياكل مرتفعة لتجنب تدهور الأحواض.

الرصد ضروري، إذ يتتبع برنامج رصد التنوع البيولوجي الدائري التغيرات في أعداد الأنواع، وعلم الفينولوجيا، وعمليات النظم الإيكولوجية، وتدمج معارف الشعوب الأصلية، التي تولد أجيالا من المراقبة، بصورة متزايدة في البحوث العلمية، ومن ذلك مثلا أن المعرفة المحلية عن طرق هجرة الكاريبو تساعد على تحديد الممرات الحرجة التي تحتاج إلى الحماية.

وأخيراً، فإن الدعم العام والتمويل للبحوث أمر حيوي، إذ يعاني العديد من النظم الإيكولوجية في التوندرا من مستويات منخفضة من الاستخدام البشري المباشر، ولكن أهميتها العالمية - مثل مخازن الكربون، وبقعة التنوع البيولوجي، والجهات التنظيمية للمناخ - مما يجعلها أولوية عالية للحفظ، فالتواندرا ليست أرضاً مُهدرة؛ بل هي نظام مرن ولكنه هش يتطلب احترامنا ورعايتنا.