إن البيولوجيات هي عناصر أساسية في نظام المناخ الأرضي، إذ تعمل كجهات محركة ومستجيبة للظروف المناخية العالمية، وهذه المجتمعات الإيكولوجية الواسعة النطاق التي تُشكل بالحرارة، والتهطال، والتأثير الجغرافي المباشر في التركيبة الجوية، ودورات المياه، وتوازن الطاقة، وفهم كيف أن كل مادة من هذه المواد تؤدي دوراً أساسياً في التنبؤ بالتصورات المناخية المستقبلية ووضع استراتيجيات لحفظ الأمطار بصورة فعالة.

ما هي بيولوجيا؟

فالأحياء هو وحدة إيكولوجية واسعة النطاق تحددها مناخها، والنبات المهيمن، والحياة الحيوانية المكيفة، ويصنف العلماء عادة المواد الأحيائية على أساس عاملين رئيسيين هما متوسط درجة الحرارة السنوية والتهيؤ الكلي، وتحدد هذه العوامل المجتمعات النباتية التي يمكن أن تزدهر، والتي تشكل بدورها تنمية التربة، والتدوير المغذي، والموائل الحيوانية.

أهم البيولوجيا الأرضية وملامحها المناخية

  • Tropical Rainforests] - hot, humid (20-28°C, ⁇ 2000 mm rainfall/year)
  • strong ⁇ Deserts- extreme temperatureizing ⁇ , пой 250 mm rainfall/year
  • Temperate Forests] — moderate temperatures (-30°C to 30°C), 750-1500 mm rainfall/year
  • Tundra] — cold, short growing season (-40°C to 10°C), low precipitation
  • Grasslands] — semi-arid (-20°C to 30°C), 250-900 mm rainfall/year
  • Taiga (Boreal Forests)] - الشتاء البارد والطويل (-50 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية)، التهطال المتوسط
  • Marine Biomes] — saltwater environments, including oceans, coral reefs, and estuaries

How Biomes Regulate Climate

وتؤثر المواد البيولوجية على المناخ من خلال آليات متعددة مترابطة، يعمل الكثير منها على النطاقين الإقليمي والعالمي، وتشمل عزل الكربون، ودورة المياه، وآثار الطلاء، وتنظيم تدفق الطاقة، ويمكن أن تؤدي حالات الإفلاس لأية مادة أحيائية واحدة إلى آثار مسببة للاختلاط تغير أنماط الطقس، وتركيزات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، بل وحتى تيارات المحيطات، وتفصل الفروع الفرعية التالية مسارات رئيسية من خلال مراقبة المواد البيولوجية.

احتجاز الكربون

وربما يكون الدور الأكثر اعترافاً للألعاب الإحيائية هو قدرتها على استيعاب وتخزين ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، والغابات، ولا سيما الغابات الاستوائية، هي من أكبر مصارف الكربون الأرضية التي تُستخدم في الغلاف الجوي المتجمد من الغلاف الجوي، والأشجار وغيرها من أنواع ثاني أكسيد الكربون التي تُحوّل إلى كتلة أحيائية، وتُغلق الكربون في القراءات، وتُجمّد الغابات المزروعة وحدها.

دورة المياه ودورات التأمل

وتؤدي الحركات الأحيائية دوراً حاسماً في تنظيم دورة المياه، كما أن الغابات، ولا سيما في المناطق المدارية والمناطق المعتدلة، تُطلق كميات كبيرة من بخار المياه في الغلاف الجوي من خلال التهرب من الأرض - عملية التهرب من التربة وتحولها من أوراق النباتات - تؤدي هذه المادة إلى إحداث نظم منخفضة الكساد تستمد من المحيطات وتولد الغيومات وتساقط الأمطار تقريباً.

Albedo and Energy Balance

كما أن تأثيرات الطحالب - جزء من الإشعاع الشمسي القادم الذي ينعكس في الغلاف الجوي الفضائي عبر البيولوجيات - كما أن تأثيرات الترميزات المائية المغطى بالثلج، مثل مناطق التوندرا والمناطق القطبية، قد تحدث تغيرات كبيرة في الطحالب السطحية )٠,٦-٠,٩( مما يعكس معظم ضوء الشمس ويبقي درجات الحرارة السطحية منخفضة.

Case Studies: Key Biomes as Climate Regulators

ويوضح فحص مواضيع بيولوجية محددة كيف تسهم خصائصها الفريدة في التنظيم العالمي للمناخ - ومدى ضعفها إزاء التغير البشري.

الغابات الاستوائية

وكثيرا ما تسمى غابات الأمازون وحوض الكونغو والغابات في جنوب شرق آسيا " أعالي الأرض " ، وهي تنتج نحو 20 في المائة من الأكسجين في العالم وتعمل كبالوعة كربون ضخمة، كما أن كثافة هذه الغابات تقلل من تآكل التربة وتحافظ على الرطوبة وتولد الأمطار، غير أن إزالة الغابات في الزراعة وقطع الأشجار والتعدين قد قلصت من نطاقها بما يزيد على 20 في المائة منذ عام 1970.

الغابات البورية وتوندرا

وتمتد الغابات المزروعة )تايغا( إلى سيبيريا وكندا وألاسكا، وتخزن كميات كبيرة من الكربون في تربة باردة وموجهة بالمياه، وتتكون إلى جانب التوندرا - التي تغطي ثاني أكسيد الكربون الشمالي المتجمد الشمالي من القطب الشمالي من ضعف الكربون الذي تصيبه الغابات الاستوائية في العالم، ويتسبب تغير المناخ في تغذية التوندرا إلى " غرين " كشبح وأشجار تتسارع في الشمال.

الكائنات الحية البحرية

وتغطي المحيطات أكثر من 70 في المائة من الكوكب وتستوعب نحو ربع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في البشرية، وتخفض كميات المياه البحرية من الطحالب المائية إلى الغلاف الجوي، وتزيل ثاني أكسيد الكربون من المياه السطحية، وتغرق، وتنتقل الكربون إلى أعماق المحيطات، وتتسبب مواصفح حمض كورال، التي كثيرا ما تسمى الغابات المطيرة في البحر، في دعم التنوع البيولوجي الهائل وحماية السواحل من العواصف.

Grasslands and Savannas

وتُسَوِّل معظم كربوناتها تحت الأرض في نظم جذور عميقة، بما في ذلك البراريات والزوجات والسفانا، وتُخَلِّص معظم كربونها في المناطق السفلية من أعماقها، وتُعتبر هذه الأراضي شديدة الصمود في حالة الحريق والرعي، ولكنها تتحول إلى إطلاقات أرضية من الكربون، كما أن أمن سافانا، مثل نهر سيرينغيتي الأفريقي، يُعدُّان انتقالياً انتقالياً بين الغابات والصحاحاً ودوراً في تنظيم أنماط هطول الأمطار الموسمية.

Impacts of Climate Change on Biomes

إن سرعة تغير المناخ تضاعف كثيرا من المواد الحيوية إلى ما وراء نطاقها الطبيعي من التقلبات، وتتحول الأنواع من توزعها إلى أعمدة أو إلى ارتفاع أعلى؛ ويزيد بعض الانقراضات من الوجه، ويزيد تجزؤ الموئل من حدة المشكلة، ويزيد من حدة التصحر في المناطق القاحلة وشبه القاحلة، بينما تشهد الغابات في المناطق المعتدلة حرائق البرية أكثر تواترا وشدة.

Positive Feedback Loops

وربما يكون الجانب الأكثر أهمية من التفاعلات البيولوجية - المناخية هو وجود حلقات إيجابية للتغذية المرتدة، مثل الغابات المزروعة والدفء، وثباتات الفرن، وإطلاق الميثان وثاني أكسيد الكربون، مما يؤدي إلى زيادة سرعة الاحترار، مما يؤدي إلى زيادة انتشار نقاط إطلاق الانبعاثات الحرارية.

خسائر الموئل والتنوع البيولوجي

وهناك أنواع كثيرة داخل البيئات الحيوية تتكيف مع ظروف مناخية محددة للغاية، ومع ارتفاع درجات الحرارة وتحولات التهطال، فإن الأنواع التي لا يمكن أن تهاجر بسرعة كافية لمواجهة الانقراض المحلي، فالغابات السحابية الاستوائية مثلاً تختفي كرفعات قاعدية، وتتزايد الشعاب المرجانية بمعدل مخيف، حيث تفقد بعض المناطق أكثر من 50 في المائة من الغطاء المرجاني الحي.

جهود الحفظ وإعادة الإحياء

ونظراً للقيمة الهائلة للألعاب الأحيائية في تنظيم المناخ، أصبحت حماية هذه المواد واستعادة هذه المواد أولوية عالمية، وتتراوح الجهود بين إنشاء مناطق محمية وإعادة التحريج على نطاق واسع والإدارة المستدامة للأراضي، ويتطلب النجاح التنسيق بين الحكومات والمجتمعات المحلية والمنظمات الدولية.

المناطق المحمية

فالمتنزهات الوطنية، واحتياطيات الأحياء البرية، والمناطق البحرية المحمية تحافظ على الموائل الحرجة وتصون التنوع البيولوجي، وفي الوقت الراهن، تخضع نحو 15 في المائة من المناطق البرية و 7 في المائة من المناطق البحرية لبعض أشكال الحماية، وتهدف اتفاقية الأمم المتحدة للتنوع البيولوجي، وهي هدف 30 x 30، إلى حماية 30 في المائة من أراضي وبحار الكوكب بحلول عام 2030، كما أن المناطق المحمية التي تتحكم جيدا تساعد على استقرار المناخات المحلية بمنع حدوث ضغوط والحفاظ على النظم الإيكولوجية السليمة.

إعادة التحريج والتحريج

(ب) إن الأشجار المزروعة هي حل مناخي بارز للغاية، ولكن يجب القيام به على نحو ملائم من الناحية الإيكولوجية، ويمكن إعادة زراعة الأراضي المتدهورة أن تُحْلَق الكربون، وتعيد تدوير المياه، وتحسن صحة التربة، غير أن زراعة الأحاديث أو الأنواع غير الأصلية في الأراضي العشبية أو السفانية يمكن أن تضر بالتنوع البيولوجي بل وأن تخفض من هطول الأمطار المحلية، وتشكل مبادرة بون للغابات وإعلان نيويورك بشأن الغابات التزامات عالمية بإعادة 350 مليون هكتار من الأراضي المتدهورة.

الإدارة المستدامة للأراضي

فبعد المناطق المحمية، يكتسي إدماج الممارسات المستدامة في الزراعة والحراجة والتنمية الحضرية أهمية حاسمة، إذ أن تقنيات مثل الحراجة الزراعية، والرعي التناوبي، والتنزيل الحاد، والري الدقيق، تحافظ على خدمات النظم الإيكولوجية، وتدعم في الوقت نفسه سبل عيش البشر، وفي البيئات البحرية، والإدارة المستدامة لمصائد الأسماك، وإنشاء أرصدة " كربون " (للأشجار المانغروفية، والعنب البحرية، والثثوم الملحية) يمكن أن تساعد على الحفاظ على الحفظ.

الاتفاقات والتعاون الدوليان

إن تغير المناخ وتدهور البيئة هما من المسائل العابرة للحدود التي تتطلب اتخاذ إجراءات عالمية، ويحدد اتفاق باريس أهدافاً لخفض الانبعاثات، إذا ما تم الوفاء بها، من شأنها أن تحد من الاحترار وتخفف من الضغط على المواد الأحيائية، ويوفر إطار المبادرة المعززة لخفض الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات وتدهورها حوافز مالية للبلدان النامية للحفاظ على الغابات، وسيتوقف النجاح على التعاون في مجال البحوث الدولية، مثل المشروع العالمي للكربون، وتتبع تدفقات الكربون الأحيائية، ويسترشد بقرارات السياسة العامة.

مستقبل علوم الأرض الحيوية

فإعطاء الحق في الحصول على المعلومات عن البيئة في المستقبل أمر صعب بسبب التفاعل المعقد بين تغير المناخ واستخدام الأراضي والسلوك البشري، فبدون تخفيف عدواني، قد تتعرض بعض المواد الحيوية إلى تحولات لا رجعة فيها، فعلى سبيل المثال، يمكن للأمازون أن يعبروا نقطة تضخيم إلى حالة سافانا متدهورة؛ ويمكن أن تختفي التوندرا القطبية الشمالية إلى حد كبير في ظل النهوض بالغابات الغليظة؛ ويمكن أن تصبح الشعاب المرجانية نادرة على نطاق عالمي.

دور التعليم

إن زيادة الوعي العام بالدور الحيوي الذي تؤديه الألعاب البيولوجية في تنظيم المناخ خطوة أساسية، إذ أن البرامج التعليمية - بدءاً من المناهج الدراسية إلى مشاريع علوم المواطنين - تمكن الأفراد والمجتمعات المحلية من دعم الحفظ، ويمكن فهم الصلة المباشرة بين استخدام الأراضي المحلية والمناخ العالمي أن يحفز الممارسات المستدامة، مثل الحد من استهلاك اللحوم، ودعم المنتجات المصدق عليها، والمشاركة في أنشطة إعادة التحريج.

الابتكار التكنولوجي

ويمكن أن تساعد التكنولوجيات الناشئة في رصد واستعادة الظواهر الحيوية، فالاستشعار عن بعد بواسطة السواتل، مثل بعثة ناسا التابعة لإدارة المعلومات الاقتصادية والاجتماعية وبعثات شركة كوبرنيكوس التابعة للوكالة، يتتبع التغيرات في المدى الأحيائي والصحة ومخزونات الكربون في الوقت الحقيقي القريب، ويمكن للأجهزة المحمولة ووكالة الطاقة الذرية أن ترسم خرائط إزالة الغابات وكشف الأنشطة غير المشروعة، ويمكن لتكنولوجيات احتجاز الكربون وتخزينه، بينما لا تشكل بديلا عن البواليع الطبيعية، أن تكمل الجهود المبذولة.

خاتمة

فالأحياء ليست مجرد متلقية سلبية لتغير المناخ - فهي مشاركات نشطة في تنظيم مناخ الأرض، ومن الغابات التي تولد الكربون في المناطق المدارية إلى الجليد المُجس للمناطق القطبية، فإن كل مادة بيولوجية تسهم بشكل فريد في التوازن العالمي للطاقة، ودورات المياه، وديناميات غازات الدفيئة، ومن ثم فإن الأنشطة البشرية التي تحط من قدرة هذه النظم الطبيعية على البقاء في حدود مناخية آمنة، ومن ثم تحافظ على هذه الممارسات الحيوية.