لماذا ضعفت قدرة النبات على النمو؟ (دراسة)

وجد الباحثون أنّ قدرة النباتات على النمو تضعف بمرور الوقت، والتغير المناخي في الكواليس.

تلعب النباتات دورًا استراتيجيًا في خفض الانبعاثات الكربونية في الغلاف الجوي؛ إذ تمتص غاز ثاني أكسيد الكربون، وتخزنه، ما يساهم في تقليل الانبعاثات، ويقلل عبء الغازات الدفيئة. وترتبط قدرة النبات على امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون بـ”كفاءة استخدام المياه” (WUE)؛ لكن وجدت مجموعة بحثية من جامعة نيو هامبشاير، أنّ كفاءة استخدام المياه قد توقفت منذ عام 2001، على مستوى العالم. ونشروا ما توّصلوا إليه في دورية «ساينس» (Science) في أغسطس / آب 2023.

كفاءة استخدام المياه هو مصطلح يُشير إلى كمية الكربون التي أُضيفت إلى الكتلة الحيوية عند استهلاك النبات لوحدة مياه؛ وارتفاع مستوى كفاءة استخدام المياه، يعني أنّ النبات يستهلك كميات أقل من المياه، ويمتص كميات أكبر من غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي؛ من أجل عملية البناء الضوئي، والذي يتحول بدوره إلى كربون، يمكن تخزينه في النبات، وضمه للكتلة الحيوية، ما يعزز نمو النبات. أما في حالة استهلاك النبات لكمية كبيرة من المياه؛ فهذا مؤشر على انخفاض كفاءة استخدام المياه.

لكنها توقفت! زادت كفاءة استخدام المياه عند النباتات بين عامي 1982 و2000، لكنها ظلت متوقفة وثابتة بين عامي 2001 و2016، وهذا يعني أنّ النباتات صارت تمتص كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون، وتستهلك المزيد من المياه. ويترتب على ذلك عدد من التأثيرات المتعلقة بدورة الكربون والإنتاج الزراعي والموارد المائية.

تحليل استخدم الباحثون بيانات من الأقمار الصناعية، والأرصاد الجوية الدقيقة والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي؛ لتطوير 24 نموذجاً لـ 5 مناطق نباتية، وهي: الغابات، الشجيرات، السافانا، الأراضي العشبية، الأراضي الزراعية، ونظروا في الأسباب المحتملة التي قد تجعل تلك الأنظمة البيئية غير قادرة على امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون.

ماذا وجدوا؟ حسنًا، في البداية، يجب الإشارة إلى أنّ عملية البناء الضوئي، تعتمد على تبادل الغازات بين النبات والغلاف الجوي، وذلك عبر مسام دقيقة، توجد على سطح الورقة.

ومع ارتفاع درجات الحرارة، نتيجة التغيرات المناخية، ارتفع معدل “عجز ضغط البخار” (VPD)، وهو الفرق بين كمية بخار الماء الفعلية في الهواء، وكميته بعد تشبع الهواء بالماء. ومع زيادة معدل عجز ضغط البخار، تتقارب مسام سطح ورقة النبات، ما يقلل من كفاءة عملية البناء الضوئي، ويزداد استهلاك النبات للمياه، وتقل قدرة النبات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون. وفي النهاية، تضعف قدرة النبات على النمو.