أظهرت الدراسة أن معدل التحلل الأساسي للكربون العضوي في التربة يختلف اختلافًا كبيرًا عبر الولايات المتحدة، وقد يصل هذا التباين إلى عشرة أضعاف. إن التربة تحتوي على كربون أكثر من الغلاف الجوي والنباتات مجتمعة، لذلك فإن اختلافات سرعة التحلل تؤثر على توقعات كيفية استجابة النظام الأرضي للتغير المناخي.
جمع الباحثون عينات من 20 موقعًا ضمن شبكة المرصد الإيكولوجي الوطني (NEON) ووضعوها في حاضنات موحدة في المختبر لمدة 18 شهرًا. خلال التجربة قاسوا انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وقيّموا 26 خاصية تربة لتقدير معدل التحلل الأساسي (k) وكفاءة استخدام الكربون في كل عينة. نُشرت الدراسة في مجلة One Earth.
استخدم الباحثون التعلّم الآلي والذكاء الاصطناعي لتحديد القياسات الأكثر ارتباطًا بتباين التحلل. إلى جانب عوامل متوقعة مثل نوع التربة، الحموضة والنيتروجين، ظهر ارتباط قوي بوفرة الفطريات وبعض أشكال الحديد والألمنيوم. تسهم هذه المعادن في تثبيت ما يُعرف بـ"الكربون العضوي المرتبط بالمعادن"، وهو شكل يمكن أن يبقى لعقود أو قرون.
بنى الباحثون نماذج أعادت إنتاج التباين عبر 156 عينة تربة ثم طبقوها على القارة الأمريكية المنتصفة لإنتاج خرائط لمعدلات التحلل وكفاءة استخدام الكربون لخلايا شبكية طول ضلعها حوالي 2.5 ميلاً. ترى الدراسة أن نماذج أنظمة الأرض لم تُعطِ وزنًا كافيًا للضوابط الجيوكيميائية والميكروبية، وأن إدخال هذه القياسات قد يحسّن توقعات ردود كربون التربة ويساعد في تصميم برامج حفظ وأسواق للكربون تأخذ الفروقات الإقليمية في الحسبان. المصدر: Iowa State University.
كلمات صعبة
- التحلل — تفكّك المادة العضوية وإطلاق غازات مثل ثاني أكسيد الكربون
- الكربون العضوي — مادة في التربة من بقايا النباتات والحيوانات
- حاضنة — جهاز أو مكان لتجربة عينات التربة في المختبرحاضنات
- كفاءة استخدام الكربون — الجزء المحتفظ به في التربة بدل إطلاقه غازيًا
- التعلّم الآلي — طرق حاسوبية لاكتشاف أنماط في مجموعات البيانات
- فطر — كائنات مثل العفن تساعد في تحلل المواد العضويةالفطريات
- معدن — عنصر طبيعي صلب يشكل أجزاء التربة والصخورالمعادن
- تثبيت — ربط المادة العضوية بالمعادن أو بجزيئات التربة
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف يمكن أن تؤثر اختلافات سرعة التحلل على تصميم برامج حفظ الكربون في مناطق مختلفة؟
- ما الفوائد والتحديات المتوقعة من إدخال قياسات جيوكيميائية وميكروبية في نماذج أنظمة الأرض؟
- هل ترى أن التعلّم الآلي والذكاء الاصطناعي يمكن أن يحسّنا توقعات الكربون في التربة؟ اذكر أسبابًا أو أمثلة.
