هدررفت ذخیره کربن آلی خاک با تغییرات اقلیمی

افزایش نگرانی‌ها در زمینه گرمایش جهانی و تغییر اقلیم موجب شده است که به خاک و قابلیت آن در ترسیب کربن یا همان رسوب دادن کربن هوا در زمین در سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای شود. کل مقدار کربن آلی موجود در خاک‌ها تقریبا دو برابر موجودی کربن اتمسفر است. از این رو تغییر در کربن خاک اثرات قابل توجهی بر تغییر اقلیم بر جای می‌گذارد. از سوی دیگر تغییرات کربن آلی خاک به عنوان یکی از ذخایر کربن، از عواملی مانند تغییرات اقلیمی و یا تغییر مدیریت و کاربری اراضی اثر می‌پذیرد. تغییر اقلیم، یکی از معضلات کنونی جامعه بشری است و تهدید جدی برای سیاره ما به شمار می‌آید.

بنا بر نظرات متخصصان، افزایش دمای کره زمین سبب تغییرات ژرف و وسیع در اقلیم‌های سطح زمین می‌شود و موجب بروز تغییراتی در زمان و مکان بارش‌ها و طوفان‌ها می‌شود. با افزایش جمعیت و گسترش فعالیت‌های صنعتی و استفاده از سوخت‌های فسیلی، CO ۲ اتمسفر از حدود ۲۸۰ پی پی ام (قسمت در میلیون) در زمان پیش از صنعتی شدن به حدود ۳۷۰ پی پی ام در دوره کنونی افزایش یافته است که این رقم برابر با حدود ۳۵ درصد افزایش است. بر اساس گزارش هیات بین‌المللی تغییر اقلیم یا IPCC، در سال ۲۱۰۰ میانگین جهانی دمای سطحی ۳.۷ تا ۴.۸ درجه سانتی‌گراد افزایش خواهد یافت. این در حالی است که برخی پیش‌بینی‌ها از افزایش ۸ درجه‌ای دمای خاک تا آن زمان حکایت می‌کنند. این موضوع بیانگر تاثیرپذیری زیاد خاک‌ها از تغییرات اقلیمی است. با افزایش دمای خاک، نرخ تجزیه کربن افزایش خواهد یافت؛ امری که خود به صورت بالقوه موجب افزایش میانگین تصاعد دی اکسید کربن خاک به اتمسفر می‌شود.

این موضوع، توجه تیم پژوهشی ۶ نفره‌ای از دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور و دانشگاه گلستان را برای طراحی و اجرای یک پژوهش علمی جلب کرده است. آن‌ها در این تحقیق، با به‌کارگیری یک مدل، تاثیرات تغییر اقلیم را بر ذخیره کربن آلی خاک بررسی کرده‌اند.

در تحقیق فوق، از داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی چات، کلاله و رامیان واقع در استان گلستان استفاده شده و سپس با به‌کارگیری مدلی به نام Roth C، تغییرات ذخیره کربن آلی‌خاک در آینده برآورد شده است. جهت انجام این تحقیق، از عمق صفر تا ۳۰ و ۳۰ تا ۶۰ سانتی‌متری، نمونه‌های خاک، جمع‌آوری و میزان کربن آلی، بافت و وزن مخصوص ظاهری خاک بررسی شده‌اند.

طبق نتایج این تحقیق و بر اساس خروجی مدل‌های اقلیمی، تغییرات بارش و دما در آینده افزایشی هستند. مقدار دما در سال ۲۰۴۰ نسبت به دوره پایه (۲۰۱۹) بین ۰.۶ تا ۱.۳ درجه و در سال ۲۰۸۰، ۱.۵ تا ۳.۲ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد.

به گفته فرهاد خرمالی، استاد و محقق گروه علوم خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و همکارانش، «با افزایش دما، سرعت تجزیه مواد آلی در خاک بیشتر شده و این افزایش سرعت تجزیه در زمین‌های زراعی به دلیل فقدان پوشش گیاهی در دوره‌هایی از سال، باعث هدر رفتن ذخیره کربن آلی خاک به صورت CO ۲ در لایه‌های بالایی خاک می‌شود؛ لذا کربن آلی خاک در سال ۲۰۴۰، ۰.۵ تا ۵.۵۹ درصد و در سال ۲۰۸۰، ۰.۵ تا ۱۲.۴ درصد کاهش خواهد داشت».

این محققان می‌گویند: «به طور کلی تغییر اقلیم در مناطق مختلف می‌تواند باعث کاهش، افزایش و یا عدم تغییر در بارش شود. افزایش دما و به دنبال آن افزایش سرعت تجزیه در زمین‌های زراعی به دلیل کم‌بودن پوشش گیاهی سطحی در دوره‌هایی از سال باعث هدرروی کربن آلی خاک می‌شود. ضمنا علاوه بر اثرات آب و هوایی، عواملی از قبیل مدیریت نامناسب زمین که عامل اصلی آن انسان است، می‌تواند باعث ازدست دادن ذخیره کربن آلی خاک شود».

طبق یافته‌های پژوهش، از دیگر دلایل کاهش بیشتر ذخیره کربن آلی خاک در منطقه مورد مطالعه، می‌توان به محتوای رطوبتی بالاتر به دلیل بارش بیشتر اشاره کرد. با افزایش محتوای رطوبتی خاک جمعیت میکروبی خاک و به تبع آن تجزیه میکروبی، بالاتر رفته و در نتیجه تجزیه کربن آلی خاک بیشتر خواهد شد.

این یافته‌های علمی پژوهشی که دیدگاهی آینده‌نگرانه را از وضعیت تغییرات اقلیمی و تاثیرات آن بر خاک و هوا ارائه می‌دهند، در فصلنامه مهندسی زراعی وابسته به دانشگاه شهید چمران اهواز منتشر شده‌اند.