الوسم: كربون

ببساطة، يُقصد بعزل الكربون في التربة نقل الكربون الموجود في الغلاف الجوي إلى التربة باستخدام النباتات كوسيط. ولكن لفهم هذه العملية فهمًا كاملًا، نحتاج إلى فهم معناها الحقيقي وسبب أهميتها.

يُعد الكربون (C) عملة طاقة تدعم الحياة على الأرض. ويمكن العثور عليه كعناصر بناء للكائنات الحية - سواء كانت نباتات أو حيوانات - وكغاز في الهواء، ومذابًا في الماء في المحيطات والمسطحات المائية، وأخيرًا، مخزنًا مع مركبات معقدة من المواد المتحللة في التربة.

تحتوي الأرض على كمية محدودة من الكربون، الذي ينتقل من مكان إلى آخر ويتشكل منه شيء ما بانتظام، وهو ما نسميه دورة الكربون. دورة الكربون هي ظاهرة طبيعية تجعل الحياة ممكنة على هذا الكوكب.

فعلى سبيل المثال، تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كمادة خام لعملية التمثيل الضوئي لتنمية كتلتها الحيوية. ويُطلق الكربون المخزن بهذه الطريقة في الغلاف الجوي من خلال عملية التنفس في النباتات وكذلك في الحيوانات التي تتغذى على تلك النباتات.

يُطلق الكربون أيضًا مباشرةً في التربة عند موت النباتات وتحلل كتلتها الحيوية. ويُعدّ هذا الشكل الأخير من إطلاق الكربون من الكتلة الحيوية الميتة وترسبه في التربة المبدأ الأساسي وراء عزل الكربون في التربة.

ونتيجة لذلك، تساعد التربة في احتجاز الكربون على سطح الأرض، الأمر الذي لا يزيد من خصوبة التربة فحسب، بل يمنع أيضًا الكربون من الهروب إلى الغلاف الجوي.

الآن، نعلم أن الزيادة في مستوى ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز دفيئة، في الغلاف الجوي هي أحد المساهمين الرئيسيين في أكبر تهديد واجهته الأرض والبشرية على الإطلاق في شكل تغير المناخ.

إلا أن الممارسة الواسعة النطاق للزراعة المكثفة في القرون الأخيرة أدت إلى انتقال سريع للكربون من التربة إلى الهواء. ويهدف عزل الكربون في التربة إلى عكس هذا الاتجاه عن طريق زيادة تخزين الكربون في التربة، وبالتالي تعويض الكميات الهائلة من الكربون التي تُدفع إلى الغلاف الجوي للأرض، للمساعدة في تخفيف وتيرة وتأثير تغير المناخ.

كيف تتم عملية عزل الكربون في التربة؟

في النظم الإيكولوجية الزراعية، يُعرف عزل الكربون في التربة أيضًا باسم الزراعة الكربونية، والتي تشمل اعتماد ممارسات وأنشطة إدارة الأراضي الزراعية التي تسهل إما امتصاص المزيد من الكربون بواسطة التربة أو زيادة الاحتفاظ بالكربون الموجود بالفعل في الأراضي الزراعية.

كيف يصل الكربون إلى التربة؟

تتم إضافة الكربون إلى التربة بطريقتين مختلفتين وبشكلين مختلفين. الأولى هي العملية الأكثر شيوعاً، والتي تتضمن تحويل ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى كربون عضوي في التربة.

تصنع النباتات غذاءها في وجود ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ويتحول الغذاء الناتج إلى سكريات (مكونة من الكربون) تُخزن في أنسجة النبات. وتحتفظ الغابات بالكربون على هذا النحو لعقود أو حتى قرون. أما المحاصيل الزراعية قصيرة الأجل، فتُطلق الكربون في التربة بعد موتها وتحللها.

يتم تخزين الكربون أيضًا في التربة في شكل آخر يسمى الكربونات، والتي تتكون عندما يذوب ثاني أكسيد الكربون الجوي مباشرة في الماء ويتم تخزينه في أشكال غير عضوية من خلال الاتحاد مع العديد من المعادن مثل الكالسيوم والمغنيسيوم.

يُمكن لهذا النوع من تخزين الكربون الاحتفاظ به لآلاف السنين، على عكس الكربون العضوي في التربة الذي لا يدوم سوى بضعة عقود. ومع ذلك، ونظرًا لإمكانية التحكم في مستوى الكربون العضوي في التربة في النظم الزراعية وتعزيزه من خلال ممارسات إدارة الأراضي المُوجّهة، فإنه يحمل إمكانات هائلة في زيادة إنتاجية الأراضي الزراعية، فضلاً عن كونه تقنية فعّالة لخفض الانبعاثات في الغلاف الجوي.

ممارسات الإدارة لزيادة تخزين الكربون في التربة وإزالة ثاني أكسيد الكربون الصافي

تم تحديد واكتشاف العديد من التدخلات في إدارة الأراضي الزراعية والتي تؤدي إلى زيادة مخزون الكربون في التربة من خلال إزالة الكربون الجوي ثاني أكسيد الكربون.

تُستخدم بعض هذه التدخلات لتقليل كمية فقدان الكربون من التربة، بينما تُستخدم بعضها لزيادة كمية الكربون في التربة، في حين أن بعضها الآخر يجمع بين فوائد كلا التأثيرين.

بعض هذه الممارسات هي ممارسات موجودة يسهل تبنيها للغاية، بينما البعض الآخر عبارة عن مناهج مبتكرة أو تجريبية قد لا تكون قابلة للتطبيق على المزارعين العاديين اليوم ولكنها تُظهر نتائج واعدة للمستقبل.

دعونا نلقي نظرة على بعض ممارسات الإدارة التقليدية التي تُعرف أيضًا باسم أفضل ممارسات الإدارة لعزل الكربون في التربة الزراعية.

1. الزراعة بتقليل الحراثة أو الزراعة بدون حراثة

الحراثة هي عملية تقليب التربة بشكل دوري، عادة قبل البذر، لإعداد الأرض لتكون مناسبة لإنبات البذور ولإدارة المحاصيل المتبقية الموجودة في الأرض.

تُعد عملية الحراثة سببًا رئيسيًا لإزالة الكربون من التربة ومباشرة إلى الغلاف الجوي لأنها تعرض الكربون العضوي في التربة للهواء، ومن خلال عملية التهوية، ينبعث على شكل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

وعلى العكس من ذلك، فإن تقليل عمليات الحراثة هو ممارسة إدارية تهدف إلى تقليل كمية فقدان ثاني أكسيد الكربون من التربة.

في الزراعة التقليدية، تُحرث الأراضي بكثافة. إلا أن الزراعة الدقيقة والزراعة المتقدمة قللت بشكل كبير من الحاجة إلى الحرث. وتُعرف ممارسة الزراعة التي لا تتضمن أي عملية حرث خلال دورة المحصول بالزراعة بدون حرث.

يلجأ المزارعون في المقام الأول إلى أساليب الزراعة المخففة والزراعة بدون حراثة للحد من تآكل التربة. ومع ذلك، أثبتت الدراسات أن فوائد هذه الممارسات تتجلى في ارتفاع نسبة احتفاظ التربة بالكربون العضوي.

ومع ذلك، فإن تأثير تقليل الحراثة في الحفاظ على الكربون الموجود في التربة من الأراضي يمكن أن يتأثر بعوامل أخرى مثل حالة الرطوبة وتضاريس الأرض وما إلى ذلك.

2. المحاصيل الغطائية ودورات المحاصيل: هل تعمل المحاصيل الغطائية على عزل الكربون؟

يمكن أن يؤدي إدخال المحاصيل الغطائية في دورة تناوب المحاصيل في الأراضي الزراعية إلى فوائد مزدوجة لعزل الكربون في التربة. فمن جهة، تُعدّ المحاصيل الغطائية، الغنية بالعناصر الغذائية بطبيعتها، مصدراً مثالياً للكربون في التربة من خلال التغطية.

من ناحية أخرى، فإن تغطية الأرض على مدار العام، وخاصة بين الحصاد وإعادة الزراعة عندما تكون التربة قد تعرضت للعوامل الجوية، يقلل بشكل كبير من كمية الكربون المفقودة في الغلاف الجوي.

على غرار ما سبق، تتمتع المحاصيل الغطائية بفوائد أخرى متعددة إلى جانب تخزين الكربون مثل الاحتفاظ بالرطوبة، وزيادة الخصوبة، ومصدر دخل ثانوي، وما إلى ذلك.

بدلاً من ذلك، وللحصول على فوائد مماثلة، يمكن استبدال استخدام المحاصيل الغطائية باتباع ممارسات الزراعة المتواصلة، حيث تغطي دورة المحاصيل كامل العام مع فترة راحة قصيرة. ومع ذلك، لا ينبغي استخدام هذا النظام المكثف إلا إذا كانت التربة قادرة على تحمل الضغط الناتج عن زيادة استهلاك العناصر الغذائية والرطوبة بشكل مستدام.

3. التحول إلى محاصيل معمرة

يُعدّ تحويل الأراضي الزراعية السنوية إلى محاصيل معمرة كالأشجار والأعشاب من أكثر الطرق فعالية لزيادة مخزون الكربون العضوي في التربة. ورغم أن تحويل الأراضي الصالحة للزراعة إلى مراعي وأحراش قد ينظر إليه المزارعون بعين الشك، إلا أنه قد يكون في كثير من الحالات الطريقة الأمثل لتحقيق هدفنا.

فعلى سبيل المثال، في المناطق المعرضة بشدة لتدهور الأراضي أو في الأراضي الزراعية التي استنفدت خصوبتها، فإن زراعة الأعشاب والأشجار المعمرة لا تحمي تلك الأراضي وتستعيدها فحسب، بل ستؤدي أيضًا إلى زيادة كبيرة في تخزين الكربون العضوي في التربة بالإضافة إلى تخزين الكربون على شكل كتلة حيوية.

علاوة على ذلك، فإن التحول من المحاصيل السنوية إلى المحاصيل المعمرة لا يعني بالضرورة تحولاً كاملاً. فالزراعة الحراجية نظام زراعي فريد يجمع بين المحاصيل السنوية والمحاصيل المعمرة والأشجار.

إنها واحدة من أفضل طرق الزراعة التي تضمن الأمن الغذائي، والحفاظ على التنوع البيولوجي، وحماية الأراضي، وفي حالتنا، عزل الكربون في التربة.

4. إضافة السماد العضوي والكمبوست

تُضيف هذه الممارسة الإدارية الكربون بشكل مباشر في صورة عضوية إلى التربة، مما يؤدي إلى زيادة مخزون الكربون العضوي في أراضينا الزراعية. علاوة على ذلك، فإن إضافة السماد العضوي أو الكمبوست ستزيد من خصوبة التربة، وبالتالي تحسين إنتاجية المحاصيل.

سيؤدي ذلك إلى زيادة امتصاص الكربون بواسطة النباتات، بالإضافة إلى إضافة المزيد من الكربون إلى التربة.

أحد الأمور المهمة التي يجب مراعاتها عند استخدام هذه الممارسة الإدارية كوسيلة لإزالة الكربون من الغلاف الجوي هو أن الكربون الذي نضيفه مباشرة إلى التربة على شكل سماد قد تمت إزالته بالفعل من الغلاف الجوي.

لذا، قدر الإمكان، ولزيادة نطاق الزراعة الكربونية في الأراضي الزراعية، ستكون الأسمدة التي تم إعدادها داخل المزرعة هي الخيار الأفضل لتحقيق قدر أكبر من المساءلة والفعالية الشاملة.

يمكن زيادة عزل الكربون في التربة الزراعية باستخدام تدخلات وممارسات إدارية مختلفة، مثل تلك المذكورة سابقًا. وسيؤدي ذلك إلى مجموعة من الفوائد للمزارعين، أبرزها زيادة المحصول من خلال تحسين خصوبة التربة.

كما أن اعتماد هذه الممارسات الإدارية على نطاق واسع سيؤدي إلى إزالة غازات الدفيئة الرئيسية من الغلاف الجوي، ويمكن أن يعوض المخاوف الجدية التي يشكلها الاحتباس الحراري وتغير المناخ على مستقبل الزراعة على كوكبنا.

علاوة على ذلك، من خلال الزراعة الكربونية وآليات ائتمان الكربون، يمكن للمزارعين كسب مبالغ كبيرة من المال بمجرد تبني هذه الممارسات، مما يعزز الهدف الرئيسي المتمثل في زيادة إنتاج المحاصيل.

وأخيراً، فإن الخطوة الأولى للمزارعين نحو استخدام عزل الكربون في التربة كوسيلة لزيادة المحصول والدخل بالإضافة إلى ضمان الاستدامة البيئية هي فهم التربة بشكل أفضل.

لأخذ عينات من التربة ومخزون الكربون بشكل منهجي وعلمي، من المفيد استخدام حلول تكنولوجية مثل تحليلات بيانات التربة بواسطة جيبارد.

كما ذكرنا سابقاً، فإن مستوى الكربون الذي يمكن للأراضي تخزينه يعتمد على العديد من العوامل الداخلية والخارجية. لذا،, قياس الأداء الميداني و تحليلات الطبوغرافيا هي أدوات فعالة لتحديد أولويات أرضك للزراعة الكربونية.

---

الأسئلة الشائعة

---

1. ما هي التربة؟

التربة هي الطبقة العليا من سطح الأرض، وتُشكّل بيئة طبيعية لنمو النباتات. وهي مزيج من المواد العضوية والمعادن والهواء والماء وعدد لا يُحصى من الكائنات الحية الدقيقة. تُوفّر التربة العناصر الغذائية الأساسية والدعم والتثبيت للنباتات، مما يسمح لها بالنمو والتجذّر.

تُعدّ التربة خزاناً للمياه والمغذيات، وتلعب دوراً حاسماً في دورة المغذيات، كما تُشكّل موطناً لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية. إنها مورد قيّم يدعم الحياة، وضروري للزراعة ووظائف النظام البيئي.

2. ما هو احتجاز الكربون في الزراعة؟ وكيف تعمل الزراعة الكربونية؟

يشير مصطلح احتجاز الكربون في الزراعة إلى عملية التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي في النظم الزراعية، وذلك بشكل أساسي من خلال النباتات والتربة. وتساعد هذه العملية في التخفيف من آثار تغير المناخ عن طريق تقليل تركيز غازات الاحتباس الحراري.

3. كيف تقوم التربة بعزل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي؟ وكيف تقوم النباتات بعزل الكربون؟

تقوم التربة بعزل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال عملية تُعرف باسم عزل الكربون. تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي وتحوله إلى مركبات كربونية عضوية، والتي تُطلق بعد ذلك في التربة من خلال جذورها وموادها النباتية المتحللة.

تعمل المواد العضوية في التربة كمستودع للكربون، حيث تخزنه لفترات طويلة. بالإضافة إلى ذلك، تلعب الكائنات الحية الدقيقة في التربة دورًا حيويًا من خلال تحليل المواد العضوية وتحويلها إلى أشكال مستقرة من الكربون.

تؤثر الأنشطة البشرية مثل إزالة الغابات، وتربية الماشية/الحيوانات، وحرق الوقود سلبًا على درجة حرارة الأرض. تترجم هذه الممارسات إلى تراكم وتكتل في الغلاف الجوي لأكثر من غازات الاحتباس الحراري (GHGs) التي تحدث بشكل طبيعي.

المشكلة الرئيسية هي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. النتيجة هي أننا كبشر نشهد بشكل متزايد ظاهرة الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الأرض.

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لا تنخفض

الانبعاثات العالمية ل ثاني أكسيد الكربون ارتفعت باطراد منذ حوالي عام 1800. ثم بين عامي 2014 و 2016، ظلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية دون تغيير بشكل رئيسي، مما أعطى الأمل في أن الانبعاثات في طريقها إلى الانخفاض. ولكن بعد ذلك بدأت الانبعاثات في الارتفاع مرة أخرى في عام 2017 وكذلك في عامي 2018 و 2019. في عام 2018، نمت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل أسرع مما كان عليه في أي وقت منذ 2010-11.المصدر)

تسببت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية في ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض من حوالي 275 جزءًا في المليون (ppm) قبل الثورة الصناعية إلى أكثر من 410 في عام 2020.

بلغ متوسط درجة حرارة سطح الأرض العالمية في يناير 2022 حوالي 1.60 درجة فهرنهايت (0.89 درجة مئوية). ويُعد هذا الشهر سادس أدفأ شهر يناير في السجل الممتد لـ 143 عامًا.المصدروفقًا للأمم المتحدة، فإن تركيزات غازات الدفيئة ترتفع بسرعة كبيرة جدًا للحد من الاحتباس الحراري عند 1.5 درجة مئوية.

أسباب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

تنبعث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغالب من حرق الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط والغاز. في عام 2018، كانت الأرقام كالتالي:

• فحم: 14.7 مليار طن
• نفط: 12.4 مليار طن
• الغاز: 7.5 مليار طن

أهم القطاعات المسببة لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون:

• إنتاج الكهرباء والحرارة: 49.0%
• النقل: 20.5%
• الصناعات التحويلية والإنشائية: 20.0%
• قطاعات أخرى: 10.5%

أكبر الدول المصدرة لثاني أكسيد الكربون: أكبر خمس دول مصدّرة لثاني أكسيد الكربون هي (بالميغا طن):

• الصين: 10065
• الولايات المتحدة الأمريكية: 5416
• الهند: ٢٦٥٤
• روسيا: 1711
• اليابان: 1162 (المصدر)

في ظل هذه الخلفية، تشير أرصدة أو برامج تعويض الكربون إلى آلية محاسبية للشركات ذات الانبعاثات الكربونية العالية التي ترغب في الوفاء بمسؤوليتها البيئية المؤسسية، ويمكنها بالمثل المشاركة في مثل هذه البرامج لتعويض بصمتها الكربونية.

في جوهرها، تقوم الشركات والأفراد الذين يرغبون في تقليل بصمتهم الكربونية بشراء أرصدة تعويض الكربون من خلال مبلغ من المال. إنه رصيد مقابل خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وفقًا لمقياس قابل للتحقق والقياس. بمعنى آخر، يمثل كل رصيد تعويض كربون إزالة طن متري واحد من الكربون من المجموع الإجمالي الذي تنتجه الشركة.

يتم خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من خلال مشاريع العمل المناخي المعتمدة. تشمل مبادرات الحفاظ على البيئة جهود إعادة التحريج، وصيانة مصارف الكربون، والبحوث البيئية، مما يوازن انبعاثات الكربون لإعاقة الارتفاع المتزايد لمستويات ثاني أكسيد الكربون.

عندما يتعلق الأمر بشراء أرصدة تعويض الكربون، يمكن للشركات التي تتطلع إلى خفض البصمة الكربونية أن تجد العديد من الشركات الخاصة التي توفر أرصدة تعويض الكربون تلعب دورًا مهمًا في توسيع الغابات وتقليل البصمة الكربونية.

أنواع غازات الاحتباس الحراري

مما لا شك فيه أن تغير المناخ ينجم عن الاحتباس الحراري. في غلافنا الجوي، تعمل العديد من المركبات الكيميائية كغازات دفيئة، والتي تحبس الحرارة في الغلاف الجوي ولا تطلقها في الفضاء، ونتيجة لذلك، يحدث الاحتباس الحراري.

في حين أن جزءًا من غازات الاحتباس الحراري هو نتيجة للطبيعة، فقد أدت الأنشطة البشرية إلى زيادة تركيز بعض هذه الغازات. على وجه الخصوص، الغازات الصناعية هي نتيجة حصرية للبشر. على هذا النحو، نرى هنا بعضًا من غازات الاحتباس الحراري.

• ثاني أكسيد الكربون (CO2)
• ميثان
• أكسيد النيتروز
• الأوزون (O3)
• غازات الفلور

غاز الدفيئة الأكثر مساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري هو ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية. ومما يثير القلق، أن تركيزه في غلافنا الجوي قد ارتفع بشكل كبير بنسبة 48 في المائة فوق مستواه لما قبل الثورة الصناعية بحلول عام 2020.

بالمناسبة، لا يزال ثاني أكسيد الكربون ليس الغاز الدفيء الوحيد الناتج عن الأنشطة البشرية. فقد حفزت أنشطتنا أيضًا انبعاث غازات أخرى ولكن بكميات أقل نسبيًا.

مثل ثاني أكسيد الكربون، أكسيد النيتروز غاز مستمر يتراكم في الغلاف الجوي لفترة طويلة جداً تصل إلى مئات السنين. من ناحية أخرى، الميثان، وهو أخطر بكثير من ثاني أكسيد الكربون، يستمر لفترة قصيرة نسبياً.

بصرف النظر عن ذلك، لعبت الأسباب الطبيعية دورًا ضئيلًا في الاحتباس الحراري العالمي الإجمالي. في مكان ما في النطاق بين عامي 1890 و 2010، كانت هذه الأسباب، مثل الانفجارات البركانية والإشعاع الشمسي، مسؤولة عن أقل من +/-0.1 درجة مئوية، وفقًا للتقديرات.

غازات الاحتباس الحراري كسبب للاحتباس الحراري

حاليًا، يتصاعد الاحتباس الحراري المدعوم بالأنشطة البشرية بمعدل غير مسبوق يبلغ 0.2 درجة مئوية كل عشر سنوات. في عام 2019، بلغ متوسط درجة الحرارة العالمية 1.1 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، وكان العقد الأكثر دفئًا على الإطلاق هو 2011-2020.

لاحظ أنه إذا تجاوزنا 2.0 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، فستكون هناك آثار وخيمة على البيئة، مما يعني أن ذلك سيؤثر بشكل مباشر على سلامتنا وصحتنا. علاوة على ذلك، سنتعرض أيضًا لتغيرات كارثية في بيئتنا في جميع أنحاء العالم. وبالتالي، فقد كثف المجتمع الدولي جهوده للحد من الارتفاع الخبيث في درجات الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية.

دورات غازات الدفيئة في الزراعة

تتحرك غازات الدفيئة وتتحول عندما تمر عبر أنظمتنا الزراعية. تؤدي هذه العملية إلى امتصاص هذه الغازات وإطلاقها على نطاقات زمنية متنوعة وبدرجات كميات مختلفة. لنتفهم تأثير غازات دفيئة معينة في الزراعة.

1. أكسيد النيتروز (N2O)

العناصر الرئيسية التي تطلق أكسيد النيتروز هي الأسمدة النيتروجينية، واضطراب التربة، والروث، والبول. قدرته على التسبب في الاحتباس الحراري تفوق بكثير ثاني أكسيد الكربون، حيث تبلغ 310 أضعاف ثاني أكسيد الكربون على مدى مائة عام. لِنرَ كيف يتحرك أكسيد النيتروز عبر الغلاف الجوي والمناظر الطبيعية.

يؤدي التخلص من النيتروجين وتطاير الأسمدة اليوريا إلى إطلاق أكسيد النيتروز.
كما تمتص البروق أكسيد النيتروز (N2O). بعد ذلك، يتساقط في شكل مطر. تقوم البكتيريا المثبتة للنيتروجين في البقوليات أيضًا بتحويل النيتروجين الجوي إلى مركبات نيتروجين غير عضوية، والتي عادة ما تكون قابلة للاستخدام من قبل النباتات.

تحصل المحاصيل والأشجار والمراعي على فائدة الأسمدة النيتروجينية. تؤدي عمليات النترجة في التربة وترشيح الأسمدة إلى فقدان النيتروجين.

2. ثاني أكسيد الكربون (CO2)

العناصر الرئيسية التي تطلق ثاني أكسيد الكربون هي حرق مشتقات البترول (الوقود الأحفوري) من أجل الطاقة، وتحلل النباتات، والنشاط الميكروبي في التربة. علاوة على ذلك، تمتص النباتات أيضًا ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي. دعونا نرى كيف ينتقل ثاني أكسيد الكربون عبر الغلاف الجوي والمشهد الطبيعي.

التنفس في النباتات والحيوانات على حد سواء يطلق ثاني أكسيد الكربون. ترعى المحاصيل والأشجار وتتخذ ثاني أكسيد الكربون بمساعدة التمثيل الضوئي ثم تحوله إلى مركبات كربون معقدة متعددة بالإضافة إلى الأكسجين.

تأكل الحيوانات النباتات وتستهلك الكربون. تمتص التربة الكربون من الأوراق الميتة والبول والجذور والروث والمخلفات العضوية الأخرى.

3. الميثان (CH4)

العناصر الرئيسية التي تطلق غاز الميثان (CH4) هي الأرز، تعدين الفحم، حقول الأرز، مواقع مدافن النفايات، والماشية المجترة مثل الأغنام والأبقار. قدرته على التسبب في الاحتباس الحراري أكبر من ثاني أكسيد الكربون، حيث تبلغ 25 ضعفًا مقارنة بـ CO2 على مدى مائة عام. واهتمامًا بذلك، دعونا نرى كيف يتحرك غاز الميثان في الغلاف الجوي والمناظر الطبيعية.

أثناء الهضم، يتم إنتاج غاز الميثان (CH4) نتيجة لتفاعل كيميائي بين الكربون والهيدروجين.
يتسبب تجشؤ الأبقار والأغنام في إطلاق غاز الميثان.

كما يحدث إطلاق لكميات صغيرة من الميثان عندما تتحلل بول الحيوانات وروثها أثناء إنتاج الطاقة في غياب الأكسجين (ظروف لاهوائية). كما أن أحواض تصفية مياه الصرف الصحي تنبعث منها الميثان.

خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الزراعة

هنا نلقي نظرة على بعض الطرق المتقدمة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الزراعة.

1. المركبات الكيميائية والمثبطات

عندما يتعلق الأمر بالحد من انبعاثات أكسيد النيتروز، فإن المبيدات والأسمدة الكيماوية أسمدة تثبت الفائدة. كما أن الاستخدام الواعي للسماد يلعب دورًا رئيسيًا في التغلب على انبعاثاته.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تطبيق مثبطات غير مكلفة، يمكنها تنظيم عمليات النيتروجين في التربة، هو أيضًا خيار مفضل. ولكن النقطة التي يجب مراعاتها هي أن ذلك يتطلب فهمًا تفصيليًا وصريحًا لمصادر إنتاج غازات الاحتباس الحراري، نظرًا للعمليات الميكروبية المختلفة في التربة.

2. التقنيات النووية

في الوقت نفسه، يعد تحديد المصدر الذي ينتج منه أكسيد النيتروز أمرًا محوريًا أيضًا في خفض انبعاثاته. وفيما يتعلق بقياس تأثير تغير المناخ، توفر التقنيات النووية مزايا أكبر بكثير مقارنة بالتقنيات التقليدية.

تساعد التقنية المسماة النظير النيتروجيني-15، على وجه الخصوص، العلماء في العثور على مصدر إنتاجه.

يستخدم العلماء تقنية أخرى تسمى النظير المستقر للكربون-13، والتي تشير إلى استخدام الوفرة الطبيعية للكربون-13 المشارك في البيئة، لتقييم مصادر الكربون المخزنة وجودة التربة.

يأتي تحسين الإنتاجية ورفع الكفاءة في ظل محدودية الموارد بشكل كبير مع هذه التقنية، مع تحديد العديد من تركيبات الحراثة، وتناوب المحاصيل، والتغطية الأرضية في هذا الصدد.

3. عزل الكربون

ومن بين الحلول الأخرى، فإن أحد أفضل الخيارات للحد من زيادة ثاني أكسيد الكربون من غلافنا الجوي هو عزل الكربون، أي احتجاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي وتخزينه.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يتعلق الأمر بتقليل الانبعاثات وتسريب الطاقة، يمكن أن تساعد ممارسات إدارة روث الحيوانات والتغذية الحيوانية المحسّنة والمتقدمة في قطع شوط طويل.

4. أرصدة تعويض الكربون

هل تتساءل عن كيفية تحفيز المزارعين على تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري؟ ربما لا توجد طريقة أفضل من ذلك، والتي يمكن أن تضمن لأجيالنا القادمة أرضًا قابلة للحياة ومستدامة.

علاوة على ذلك، عندما يتعلق الأمر بشرائهم الذي يمكن أن يعوض حدوث الانبعاثات، فإن سوق الكربون الطوعي هو المكان المناسب.

ما هو تعويض الكربون؟

بشكل أبسط، هو رصيد لتخفيض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري يُقاس بأطنان مكافئ ثاني أكسيد الكربون يُمنح لطرف يمكن نقله لاحقاً لطرف آخر لتعويض انبعاثاته.

عادةً ما يقوم الناس بشراء وبيع أرصدة الكربون هذه من خلال وسطاء دوليين ومنصات تداول ووسطاء عبر الإنترنت.

فيما يتعلق بالحد من تأثير تغير المناخ، يعد القطاع الزراعي فرصة مهمة. كما أن المزارعين هم المفتاح الأساسي لإنشاء مصارف للكربون وتقليل تلوث الهواء. للتذكير، تساهم الزراعة بنسبة 15 بالمائة في إجمالي تلوث الكربون.

لحسن الحظ، ومع ذلك، فإن ممارسات الزراعة الحديثة والاستثمار المكثف في التكنولوجيا يمكن أن يخفض الانبعاثات، مع العلم أن تغير المناخ يمكن أن يحدث دمارًا كارثيًا بدون الجهود المتضافرة لإزالة الكربون.

فيما يتعلق بسعر أرصدة الكربون، فهو يعتمد على العرض والطلب. يخضع سعر الرصيد لمدى استعداد المشترين للدفع، إلى جانب التكاليف الإدارية.

*Extension.missouri.edu – أنواع ومصادر غازات الاحتباس الحراري الزراعية

---

الأسئلة الشائعة

---

1. ما هو تعويض انبعاثات الكربون وبرنامج تعويض الكربون؟

تشير معادلة انبعاثات الكربون إلى عملية تعويض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي ينتجها الأفراد أو المنظمات أو الصناعات عن طريق دعم المشاريع التي تقلل أو تزيل كمية مكافئة من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

يمكن أن تشمل هذه المشاريع مبادرات مثل إعادة التشجير، أو تطوير الطاقة المتجددة، أو الاستثمار في كفاءة الطاقة.

يسمح تعويض انبعاثات الكربون للأفراد والشركات بتحمل المسؤولية عن بصمتهم الكربونية والمساهمة في الجهود العالمية لمكافحة تغير المناخ. إنها خطوة استباقية نحو تحقيق مستقبل محايد للكربون أو منخفض الكربون.

2. ما هو الكربون؟

الكربون عنصر كيميائي أساسي للحياة على الأرض. إنه اللبنة الأساسية للمركبات العضوية ويشكل أساس جميع الكائنات الحية.

يوجد الكربون في أشكال مختلفة، بما في ذلك الجرافيت والماس، ويلعب دورًا حاسمًا في دورة الكربون، والتي تتضمن تبادل الكربون بين الغلاف الجوي والنباتات والحيوانات والغلاف الصخري للأرض.

بالإضافة إلى ذلك، يعد الكربون مكوناً رئيسياً في غازات الاحتباس الحراري، مثل ثاني أكسيد الكربون، والتي تساهم في تغير المناخ عندما ترتفع مستوياتها في الغلاف الجوي.

3. كيف يمكن كسب أرصدة الكربون؟

ينطوي كسب أرصدة الكربون على تطبيق ممارسات أو مشاريع تقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. من خلال قياس تخفيضات الانبعاثات المحققة، يمكن للأفراد أو المؤسسات أو الصناعات كسب أرصدة الكربون.

يمكن بعد ذلك بيع أو تداول هذه الاعتمادات للكيانات التي تسعى لتعويض انبعاثاتها، مما يساهم في تحقيق أهداف عالمية لخفض انبعاثات الكربون مع إمكانية تحقيق عوائد مالية.

٤. كم شجرة تعوض البصمة الكربونية لشخص واحد؟

يمكن أن يختلف عدد الأشجار المطلوبة لمعادلة البصمة الكربونية للشخص الواحد بناءً على عدة عوامل، بما في ذلك نمط حياته وانبعاثاته الكربونية. في المتوسط، يُقدر أن شجرة واحدة يمكنها امتصاص حوالي 48 رطلاً (22 كيلوجرامًا) من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.

لتقديم تقدير تقريبي، فإن البصمة الكربونية لشخص واحد، على سبيل المثال، 10 أطنان مترية من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًا، تتطلب ما يقرب من 455 شجرة للتعويض.

ولكن من المهم ملاحظة أن زراعة الأشجار هي مجرد جانب واحد من جوانب معادلة الكربون، وغالبًا ما يكون النهج الشامل الذي يشمل مبادرات أخرى ضروريًا لتحقيق معادلة كربونية فعالة.

الكربون هو ببساطة حجر الزاوية لكل أشكال الحياة الموجودة على الأرض - وهذا في الأساس لأنه ضروري عند إنشاء جزيئات معقدة مثل البروتينات وحتى الحمض النووي. يوجد هذا العنصر المحدد في الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون (CO₂).

كربون كما أنه يساعد في التحكم في درجة حرارة الأرض، ويجعل الحياة محتملة، وهو أيضًا عنصر أساسي في الغذاء الذي يدفعنا، كما يوفر مصدرًا رئيسيًا للطاقة التي تدير اقتصادنا العالمي.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تخزين الكربون دائمًا فيما يمكن أن تصفه بالسدود، وينتقل عبر الخزانات في مجموعة واسعة من العمليات التي لا تشمل فقط التمثيل الضوئي والوقود القابل للاحتراق، بل أيضًا الهواء الزفير الناتج عن الرئتين.

ما هي دورة الكربون؟

تشرح دورة الكربون عملية انتقال ذرات الكربون باستمرار من الغلاف الجوي إلى الأرض والعكس صحيح. نظرًا لأن كوكب الأرض وغلافه الجوي يشكلان بيئة مغلقة، تظل مستويات الكربون في جميع أنحاء العالم ثابتة تقريبًا.

كيف تعمل دورة الكربون؟

إنه أساسي لجميع أشكال الحياة على الأرض. تسعى الطبيعة دائمًا للحفاظ على بصمتها الكربونية متساوية. هذا يعني أن مستوى الكربون المنبعث بشكل طبيعي في البحيرات هو نفسه الذي يتم امتصاصه بيولوجيًا بواسطة السدود. عندما تتساوى مستويات الكربون تمامًا، يمكن للكوكب التعامل مع جميع الكائنات الحية.

يعتقد العديد من العلماء حول العالم أن الأنشطة البشرية لها تأثير عميق على البصمة الكربونية العالمية من خلال حرق الوقود الأحفوري الذي رفع مستويات ثاني أكسيد الكربون مما يؤدي إلى تغير المناخ وأيضًا إثارة الاحتباس الحراري.

لا يوجد هذا الغاز في مكان واحد أبدًا لأنه يتحرك باستمرار من نقطة إلى أخرى لذا فهو غير مستقر. كما أن الكربون مخزن دائمًا في ما يمكن وصفه بالسدود، وينتقل عبر الخزانات في مجموعة واسعة من العمليات التي لا تشمل فقط التمثيل الضوئي والوقود القابل للاحتراق، بل أيضًا هواء العادم المستخرج من الرئتين.

عندما يتم نقل الكربون من سد إلى آخر، يسمى ذلك دورة الكربون. يمكن الاحتفاظ بالكربون دائمًا في العديد من أنواع السدود ليس فقط للحيوانات والنباتات. هذا هو أحد أسباب تشكل الحياة الكربونية. كما تستخدم النباتات الكربون لتوليد الأوراق وحتى السيقان التي تستخدمها الحيوانات وهي ضرورية لإنبات الخلايا.

أما الهواء، فيتم فيه تخزين الكربون في غازات لا تقتصر على ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك، يتم تخزينه أيضًا في المحيطات، ويمتصه عدد من الأنواع البحرية. هناك أيضًا كائنات تستخدم الكربون لبناء الأصداف والهياكل العظمية؛ وتشمل هذه الرخويات أو حتى المرجان. أعلى مستوى من ثاني أكسيد الكربون موجود على الأرض يتم تخزينه في الصخور والمعادن، وحتى الرواسب الأخرى المدفونة تحت الأرض.

الخطوات السبع لدورة الكربون

يتم تجميع دورة الكربون على النحو التالي:

1. دخول الكربون إلى الغلاف الجوي
2. منتجون يمتصون ثاني أكسيد الكربون
3. مركبات الكربون المتحركة في السلسلة الغذائية
4. إعادة الكربون إلى الغلاف الجوي
5. قصير الأجل
6. طويل الأمد
7. أساسي للحياة
8. حاسم للحفاظ على التوازن في النظم البيئية

فيما يلي الخطوات الخمس المعروفة لدورة الكربون:

• ينتقل الكربون من الغلاف الجوي إلى النباتات
• ينتقل الكربون من النباتات إلى الحيوانات
• ينتقل الكربون من النباتات والحيوانات إلى التربة
• ينتقل الكربون من الكائنات الحية إلى الغلاف الجوي
• ينتقل الكربون من الوقود الأحفوري إلى الغلاف الجوي عند إشعال النيران في الوقود
• ينتقل الكربون من الغلاف الجوي إلى المحيطات

لماذا تدور دورة الكربون؟

هل تعلم أن الاحتباس الحراري أو تغير المناخ ينجم ببساطة عن آثار غازات الدفيئة المتراكمة في الغلاف الجوي؟ أحد أهم غازات الدفيئة هو ثاني أكسيد الكربون الذي، بالإضافة إلى تسخين الغلاف الجوي، يزيد أيضًا من مستويات بخار الماء في الهواء.

بالفهم ومن خلال آلية طبيعية، ومن خلال الدورة، يمكننا محاولة حل هذه المشكلة المحددة. تتضمن الدورة عمليات يتم فيها تحويل الكربون إلى شكل معين حيث يمكن للنباتات وحتى الكائنات الحية الأخرى استخدامه من خلال عملية التمثيل الضوئي.

لماذا تعتبر دورة الكربون مهمة جدًا لصحة التربة؟

باستخدام عملية التمثيل الضوئي، تكون النباتات قادرة على سحب الكربون من الهواء لبناء مركبات كربونية. بعد ذلك، يتم التخلص من جميع العناصر التي لا يحتاجها النبات للإنبات عبر الجذور لتغذية كائنات التربة حيث يتم ترطيب الكربون أو تثبيته.

من خلال ذلك، يعد الكربون المكون الرئيسي للمادة العضوية في التربة ويساعدها في الاحتفاظ بقدرتها على الاحتفاظ بالمياه، وهيكلها، وحتى خصوبتها العامة.

الملخص

الكربون هو ببساطة ركيزة كل أشكال الحياة الموجودة على الأرض - وهذا أساسًا لأنه ضروري عند إنشاء جزيئات معقدة مثل البروتينات وحتى الحمض النووي.

تشرح دورة الكربون عملية انتقال ذرات الكربون باستمرار من الغلاف الجوي إلى الأرض والعكس صحيح. نظرًا لأن كوكب الأرض وغلافه الجوي يشكلان بيئة مغلقة، تظل مستويات الكربون في جميع أنحاء العالم ثابتة تقريبًا.

إنه أساسي لكل الحياة على الأرض. تسعى الطبيعة دائمًا للحفاظ على بصمتها الكربونية متساوية. وهذا يعني أن مستويات الكربون التي تنتجها البحيرات بشكل طبيعي هي نفسها التي تمتصها السدود بيولوجيًا. عندما تكون مستويات الكربون متساوية تمامًا، يمكن للكوكب استيعاب جميع الكائنات الحية.

---

الأسئلة الشائعة

---

1. ما هو دور المنتجين والتمثيل الضوئي في دورة الكربون؟

يلعب المنتجون دورًا حيويًا حيث يحولون ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى مركبات عضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي. تساعد هذه العملية في تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز دفيئة مسؤول عن الاحتباس الحراري.

من خلال امتصاص ثاني أكسيد الكربون، لا تساهم المنتجات، مثل النباتات والطحالب، في إنتاج الأكسجين فحسب، بل تعمل أيضًا كمصرف للكربون، مما يوازنه ويحافظ على التوازن البيئي للأرض.

2. كيف ينتقل الكربون من الكائنات الحية إلى الغلاف الجوي؟

ينتقل الكربون من الكائنات الحية إلى الغلاف الجوي عبر عملية تسمى التنفس. خلال التنفس، تطلق الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات والحيوانات والبشر، ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي للعمليات الأيضية.

يتم بعد ذلك طرد ثاني أكسيد الكربون هذا في الغلاف الجوي عن طريق الزفير. بالإضافة إلى ذلك، عندما تموت الكائنات الحية، تطلق مادتها العضوية المتحللة الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي على شكل ثاني أكسيد الكربون أو غاز الميثان من خلال عملية التحلل.

3. ما هو العنصر المكون الرئيسي للوقود الأحفوري؟

المكون الأساسي للوقود الأحفوري هو الكربون. يتكون الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، من بقايا النباتات والكائنات الحية القديمة التي عاشت منذ ملايين السنين.

خضعت هذه المواد العضوية لعملية حرارية وضغطية على مر الزمن، مما أدى إلى تكوين مواد غنية بالكربون. وعند احتراق الوقود الأحفوري، ينبعث ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ.

4. ما هي العمليات في دورة الكربون؟

تتضمن هذه العملية عدة عمليات رئيسية تُسهم في تدوير الكربون باستمرار عبر خزانات مختلفة على سطح الأرض. وتشمل هذه العمليات التمثيل الضوئي، والتنفس، والتحلل، والاحتراق. وتحافظ هذه العمليات المترابطة على توازن الكربون على سطح الأرض.

إلى جانب العديد من القطاعات التي تساهم في الاقتصاد العالمي، تتصدر الزراعة معظمها. ففي الاقتصاد الأمريكي وحده، تشير التقديرات إلى أن المحاصيل والمأكولات البحرية وحتى الثروة الحيوانية تُنتج ما يزيد عن 300 مليار دولار سنوياً.

وعند إضافة خدمات الطعام وأنواع أخرى من المنتجات المتعلقة بالزراعة، فإن التأثير الإجمالي يقدر بأكثر من $750 مليار على الناتج المحلي الإجمالي.

مع ذلك، تعتمد الزراعة، إلى جانب مصايد الأسماك، بشكل أساسي على المناخ. ومن المرجح أن تؤدي التغيرات المناخية، ولا سيما ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ودرجات الحرارة، إلى تعديل المحاصيل في بعض مناطق العالم.

يمكن أن تؤدي التغيرات المناخية العامة إلى جعل نمو المحاصيل وتربية الماشية وحتى صيد الأسماك أمراً بالغ الصعوبة في جميع أنحاء الكوكب.

طرق لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة

يمكن خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الزراعة باستخدام عدة أساليب فعّالة في الأنظمة الزراعية. وتتمثل الطريقة الرئيسية في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، بما في ذلك الكربون وحتى النيتروجين. فيما يلي بعض الطرق التي يمكنك استخدامها لخفض هذه الانبعاثات في الزراعة:

إدارة السماد والماشية

تلعب إدارة كل من السماد والماشية دورًا حاسمًا في إدارة كمية ثاني أكسيد الكربون وحتى الانبعاثات الأخرى التي تنتج في الزراعة.

فيما يلي بعض الطرق التي يمكن اتباعها للمساعدة في الحد من الانبعاثات الناتجة عن السماد والماشية:

• استخدم الرعي التناوبي لمعالجة الكربون الموجود في التربة
• تبنّي إضافات علف الماشية
• اختر علفًا عالي الجودة يقلل من كمية الميثان الناتج عن التخمر المعوي
• يجب التعامل مع السماد بعناية لتقليل كمية الميثان وأكسيد النيتروز عن طريق تغطية جميع مرافق تخزين السماد، وتحسين استخدام السماد من خلال خطط إدارة المغذيات، وحتى منع الميثان من التسرب والاحتراق من مخزن السماد.

صيانة التربة وإزالة الكربون

تُعرف النظم البيئية الزراعية باحتفاظها بمستويات عالية من الكربون. فيما يلي بعض الطرق التي يمكنك استخدامها لتجنب زيادة الكربون:

• تقليل عمليات الحراثة
• خفض مستوى الأرض البور العارية
• ابتكار أنظمة الزراعة الحراجية
• زيادة نمو المحاصيل الغطائية
• الدعوة إلى الرعي التناوبي
• إدارة مستويات النيتروجين والكربون من خلال تخطيط إدارة المغذيات
• من بين عدة طرق أخرى

ما هو ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى؟

هل تساءلت يوماً ما هو ثاني أكسيد الكربون ومن أين يأتي؟ حسناً، يُعرَّف ببساطة بأنه غاز دفيئة لا يسبب ضرراً عند وجوده بكميات صغيرة أو بمستويات منخفضة، كما أنه يُنتَج بشكل طبيعي.

عند إنتاجه بمستويات عالية، قد يؤثر ذلك على معدلات الإنتاجية وحتى على النوم. إضافةً إلى ذلك، يتولد هذا الغاز باستمرار داخل المباني عبر الهواء الذي نستنشقه، كما تتركز مستوياته في الأماكن المغلقة ذات التهوية الضعيفة.

لماذا يُعدّ ثاني أكسيد الكربون مهماً؟

يتكون ثاني أكسيد الكربون من ذرة كربون وذرتي أكسجين. وقد أثبت هذا الغاز أنه من الغازات الأساسية على كوكب الأرض، إذ تستخدمه النباتات لإنتاج الكربوهيدرات من خلال عملية تُعرف باسم التمثيل الضوئي.

يعتمد البشر والحيوانات بشكل كبير على النباتات للحصول على الغذاء، مما يجعل عملية التمثيل الضوئي ضرورية لبقاء أي شكل من أشكال الحياة على الأرض.

من أين يأتي ثاني أكسيد الكربون؟

تنتج مستويات ثاني أكسيد الكربون داخل المباني بشكل رئيسي عن مزيج من ثاني أكسيد الكربون الخارجي والتنفس الداخلي، بالإضافة إلى معدل التهوية العام للمبنى. وكلما زادت كفاءة استهلاك الطاقة في المباني، وحتى المنازل، وزادت إحكام إغلاقها، قلّ الهواء النقي الموجود فيها.

تعتمد معظم أنظمة التهوية المستخدمة حاليًا على إعادة تدوير الهواء لتقليل استهلاك الطاقة، وذلك عن طريق إعادة تدوير الهواء الملوث بدلًا من توليد هواء جديد. وينتج عن ذلك مستويات عالية من ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى انخفاض جودة الهواء الداخلي.

ثاني أكسيد الكربون كسبب لتغير المناخ

لا شك أنك سمعت عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وعلاقتها بالاحتباس الحراري. فمع ازدياد مستويات ثاني أكسيد الكربون في الهواء نتيجة احتراق الوقود الأحفوري، ينتج عن ذلك تأثير احتراري يزيد من احتمالية تغيير مناخ الأرض.

يؤدي تغير المناخ أيضاً إلى زعزعة استقرار توازن درجة حرارة الأرض وله آثار بعيدة المدى على البشر وعلى البيئة أيضاً.

يُلاحظ فرقٌ بين التأثيرات المباشرة وغير المباشرة لتغير المناخ. وقد تُحسّ بنقاط حادة في النظام المناخي ذات نتائج غير متوقعة، بل وربما لا رجعة فيها. ومن غير الممكن علميًا ربط كل حدث مناخي بالتغير المناخي الحالي.

مع ذلك، من الممكن إثبات إحصائياً أن الاحتباس الحراري سيزيد من احتمالية حدوث ظواهر جوية متطرفة. ولا تقتصر بعض الآثار المباشرة لتغير المناخ الناتج عن النشاط البشري على ما يلي:

• ارتفاع في درجات الحرارة القصوى
• ارتفاع درجات الحرارة الدنيا
• ارتفاع درجة حرارة المحيطات
• التربة الصقيعية الذائبة
• زيادة في هطول الأمطار الغزيرة (أمطار غزيرة وحتى برد)
• انحسار وتراجع الأنهار الجليدية
• انخفاض في الجليد البحري والغطاء الثلجي في القطب الشمالي
• زيادة في الجفاف والتصحر
• زيادة في نسبة الأعاصير المدارية الشديدة

بعض الآثار غير المباشرة لتغير المناخ التي تؤثر علينا بشكل مباشر، بل وعلى بيئتنا أيضاً، لا تقتصر على ما يلي:

• تفاقمت مشاكل الجوع والمياه، لا سيما في البلدان النامية في جميع أنحاء العالم.
• خطر حدوث مشاكل وشيكة بسبب الفيضانات وحتى حرائق الغابات
• تزداد المخاطر والمشاكل الصحية مع ازدياد وتيرة الحرارة، كما تصبح شدتها مفرطة.
• الآثار الاقتصادية لمواجهة الأضرار الثانوية الناجمة عن تغير المناخ
• ازدياد انتشار الآفات وحتى مسببات الأمراض
• فقدان التنوع البيولوجي نتيجة لانخفاض القدرة على التكيف وسرعة تكيف كل من النباتات والحيوانات
• تحمض المحيطات الناتج عن زيادة تركيزات البيكربونات (HCO3) في الماء كنتيجة لزيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون (CO2).
• إن متطلبات التكيف في جميع المجالات مثل الغابات والسياحة والزراعة وغيرها الكثير من التغييرات العديدة التي تحدث بسبب التغيرات في المحيطات والصفائح الجليدية وحتى مستوى سطح البحر العالمي - فيما يتعلق بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري الماضية والمستقبلية على مدى قرون وحتى آلاف السنين - لا رجعة فيها.

كيف يتم تكوينه في الزراعة؟

تنتقل غازات الدفيئة وتتغير من شكل إلى آخر في جميع أنواع النظم الزراعية، حيث يتم امتصاصها وإطلاقها على فترات زمنية مختلفة وبمستويات مختلفة.
إلى جانب الطرق التي نوقشت سابقاً، يمكن أيضاً إطلاق ثاني أكسيد الكربون عبر طرق مثل:

• النباتات المتحللة
• الأنشطة التي تشمل الحشرات والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة
• حرق الوقود الأحفوري

يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون أيضًا من خلال عملية التمثيل الضوئي، ويُخزن في الغطاء النباتي والتربة على شكل كربون. كما ينتقل ثاني أكسيد الكربون عبر الغلاف الجوي والمناظر الطبيعية بطرقٍ منها:

• يتسرب ثاني أكسيد الكربون من التربة عن طريق تحلل النباتات والحشرات وأيضًا النشاط الميكروبي في التربة.
• يُستخرج ثاني أكسيد الكربون من احتراق الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة والكهرباء والوقود أيضاً.
• يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون أيضًا بواسطة الحيوانات والنباتات عن طريق التنفس.
• يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة الأشجار وحقول الرعي والنباتات أيضًا من خلال عملية التمثيل الضوئي وتحويله إلى مركبات كربونية معقدة أخرى وأكسجين.
• تستهلك الحيوانات الكربون عن طريق تناول النباتات.
• يتم امتصاص الكربون الموجود في المخلفات العضوية مثل الجذور الميتة والفروع والسماد والبول في التربة.

ما الذي يجب فعله لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون؟

يشعر معظم المزارعين يوميًا بتغيرات المناخ بشكل واضح، وللأسف، يجهل الكثير منهم الطرق التي يمكن اتباعها للوقاية من هذه المشكلة الكارثية أو مواجهتها. لحسن الحظ، يوجد حلٌّ خفيٌّ يُستخدم لخفض مستويات غازات الاحتباس الحراري في الهواء، ألا وهو الزراعة.

تقليل عمليات الحراثة، وتعديلها تناوب المحاصيل, إن زراعة المزيد من المحاصيل الغطائية، وكذلك دمج الثروة الحيوانية مع أنظمة إنتاج المحاصيل، هي بعض الطرق التي أثبتت فعاليتها في خفض وحتى الاحتفاظ بمزيد من الكربون الناتج عن الصناعات الأخرى.

يتم تحويل الكربون المحتجز لاحقًا إلى مواد نباتية أو حتى مواد عضوية في التربة مما يعزز صحة التربة بشكل عام ويعدل أيضًا القدرة على إنتاج الغذاء الضروري في المستقبل.

إلى جانب الفوائد المذكورة أعلاه، تُعرف هذه المدخلات أيضاً بقدرتها على خفض التكاليف. يُعدّ تبني هذه الحلول الخيار الأمثل، وهو أحد الأسباب الرئيسية التي قد تدفعك للتساؤل عن سبب إصرار العديد من المزارعين حول العالم على استخدام الأساليب الزراعية القديمة.

هناك أيضًا العديد من الطرق العملية الأخرى لتجنب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والتي ترتبط دائمًا بتحسين إنتاجية المزارع. يتضمن العديد منها إنشاء الزراعة الكربونية وكذلك تعويض انبعاثات الكربون.

---

الأسئلة الشائعة

---

1. كيف يمكن لشركات الزراعة تقليل بصمتها الكربونية؟

بإمكان الشركات الزراعية تقليل بصمتها الكربونية من خلال تطبيق عدة استراتيجيات. أولاً، يمكنها تبني تقنيات الزراعة الدقيقة لتحسين استخدام الأسمدة والمبيدات، مما يقلل الانبعاثات إلى أدنى حد.

ثانيًا، يُمكن أن يُساهم التحوّل إلى ممارسات زراعية مستدامة، مثل الزراعة العضوية أو الحراثة المحافظة، في خفض استهلاك الطاقة والانبعاثات. إضافةً إلى ذلك، يُمكن أن يُساعد الاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، في تعويض الانبعاثات الناتجة عن العمليات الزراعية.

وأخيرًا، يمكن أن يؤدي تعزيز الإدارة الفعالة للمياه واستكشاف التقنيات المبتكرة إلى زيادة تعزيز الاستدامة وتقليل البصمة الكربونية في الشركات الزراعية.

2. كيف يتم إنتاج أكسيد النيتروز في الزراعة؟

يُنتج أكسيد النيتروز (N2O) في الزراعة بشكل أساسي من خلال عمليتين. الأولى هي التحلل الميكروبي للأسمدة النيتروجينية، مثل الأسمدة الكيميائية أو روث الحيوانات، في التربة. تُعرف هذه العملية باسم النترجة وإزالة النتروجين.

تحدث العملية الثانية عندما تقوم الماشية، وخاصة الحيوانات المجترة مثل الأبقار، بهضم الطعام وإطلاق النفايات الغنية بالنيتروجين، والتي تخضع لتحولات ميكروبية مماثلة في التربة أو أنظمة تخزين السماد.

تساهم هذه العمليات في إنتاج وإطلاق أكسيد النيتروز، وهو غاز دفيئة قوي له تأثير كبير على تغير المناخ.

3. من أين يأتي الكربون؟

ينشأ الكربون من مصادر متنوعة. وهو موجود بشكل طبيعي في الغلاف الجوي للأرض على شكل ثاني أكسيد الكربون (CO2). كما يوجد الكربون في الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات والحيوانات والبشر، لأنه عنصر أساسي في الجزيئات العضوية.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تخزين الكربون في الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، والذي تشكل على مدى ملايين السنين من بقايا النباتات والكائنات الحية القديمة.

من خلال العمليات الطبيعية والأنشطة البشرية، ينتقل الكربون بين الغلاف الجوي والكائنات الحية والغلاف الأرضي، مما يخلق دورة الكربون.

4. كيف يمكن إثبات أن ثاني أكسيد الكربون ضروري لعملية التمثيل الضوئي؟

لإثبات ضرورة ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي، يمكنك إجراء تجربة بسيطة. خذ نبتتين متطابقتين مزروعتين في أصيص وضعهما في بيئتين منفصلتين.

في بيئة معينة، قم بتوفير هواء عادي مع ثاني أكسيد الكربون، بينما في بيئة أخرى، استبعد ثاني أكسيد الكربون. بعد فترة من الزمن، راقب نمو النباتات.

من المرجح أن يُظهر النبات الذي يحصل على ثاني أكسيد الكربون نموًا أكثر صحة، مما يدل على أن ثاني أكسيد الكربون ضروري لعملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تحول بها النباتات الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء.

تُعد إدارة الأراضي أحد العوامل الرئيسية المؤثرة على تغير المناخ. فالعديد من الممارسات الزراعية، مثل تبليط الأرض، واستخدام المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب، والرعي الجائر، وغيرها الكثير، تُؤدي إلى انبعاثات عالية من الكربون قادرة على إحداث تغير المناخ.

قياس انبعاثات الكربون باستخدام الزراعة الدقيقة

الزراعة الكربونية هي ببساطة استخدام من الاتجاهات أو الممارسات التي ترفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير والتي يتم دفعها خارج الغلاف الجوي وتحويلها إما إلى مواد نباتية أو مواد عضوية في التربة.

بسبب الأسباب المذكورة أعلاه، سنناقش في هذه المقالة كل ما يتعلق بالزراعة الكربونية، بدءًا من الأساسيات والممارسات وصولاً إلى التقييمات.

أساسيات الزراعة الكربونية

هل تعلم أن النباتات، أثناء إنباتها، تمتص الكربون من الغلاف الجوي، ثم تمتصه التربة وتخزنه؟ يعتمد مستوى الكربون المخزن على نوع المناخ و... نوع التربة.

كانت أساليب الزراعة القديمة التي تعزل الكربون موجودة منذ آلاف السنين. فعلى سبيل المثال، يقلل تقليل اضطراب التربة من خلال الزراعة بدون حراثة من فقدان الكربون في الغلاف الجوي. وهناك طريقة أخرى تُستخدم من خلال تنويع المحاصيل وزراعة البقوليات والنباتات المعمرة، بالإضافة إلى المحاصيل الغطائية التي تعيد الكربون إلى التربة.

كما أنها موطن للكائنات الدقيقة التي تلعب أدوارًا مهمة في تخزين الكربون. إضافةً إلى ذلك، تتمثل الأساليب الصديقة للمناخ في تربية الماشية جنبًا إلى جنب مع المحاصيل. فعندما تتناوب الأبقار بين المراعي، تتعافى الأعشاب من الرعي، كما أن روث الحيوانات وآثار رعيها تُعيد إحياء الكربون في التربة. يستخدم العديد من المزارعين هذه الممارسات، والتي تُعرف باسم "الزراعة المتجددة".

ممارسات الزراعة الكربونية لصحة التربة

يُستخدم السماد العضوي المتبقي بعد الحصاد كغطاء عضوي للتربة بدلاً من حرقه. يوفر هذا النوع من التغطية فوائد جمة، منها التحكم في درجة حرارة التربة، وزيادة مغذياتها، والحد من التبخر للحفاظ على رطوبتها، ومنع نمو الأعشاب الضارة، والسيطرة على نمو النباتات. تآكل, وكذلك تحسين صحة التربة بشكل عام.

التحول من أساليب الحراثة التقليدية إلى أساليب الحراثة المحافظة، مثل الحراثة المخففة أو عدم الحراثة. تعمل حراثة الأرض على تفكيك التربة وتهويتها، مما يزيد من محتواها العضوي أو الكربون الواصل إلى السطح، وبالتالي تحسين نمو المحاصيل. وعندما ينطلق الكربون المحتجز بكميات كبيرة، يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي لإنتاج ثاني أكسيد الكربون.

النمو المحاصيل الغطائية خلال غير موسم الزراعة، مع الحرص على عدم ترك الأرض جرداء. تساهم المحاصيل الغطائية في منع تآكل التربة، والتحكم في الرطوبة، والحد من أمراض التربة., آفات, حشيش تساهم هذه النباتات في نمو النباتات، كما أنها تجذب الملقحات. إضافة إلى ذلك، تعمل كغطاء للتربة ومصدر للمواد العضوية، ويمكن استخدامها إما للرعي أو كعلف للحيوانات.

بحسب نوع المحصول، توجد أنواع قادرة على المساهمة في امتصاص النيتروجين. ويُقترح استبدال الزراعة الأحادية بتناوب المحاصيل عالي التنوع واتجاهات الزراعة المتكاملة.

يُساهم إدخال هذه المحاصيل في دورات زراعية تُنتج كميات كبيرة من المخلفات في التربة في زيادة مخزون الكربون العضوي فيها. وتضمن المستويات العالية من المواد العضوية تربة صحية ونشطة بيولوجيًا، خالية من المشاكل أو قليلة جدًا، مثل مشاكل خصوبة المحاصيل والآفات والأمراض. تناوب المحاصيل كما يوفر للمزارعين دخلاً إضافياً.

استبدال الاستخدام المكثف للأسمدة الكيميائية بالإدارة المتكاملة للمغذيات والزراعة الدقيقة. يؤدي الاستخدام العشوائي للأسمدة إلى زيادة النيتروجين في التربة، مما ينتج عنه تحمض التربة وتملحها، وتلوث المياه بسبب جريان الأسمدة.

على النقيض من ذلك، تُمكّن الزراعة الدقيقة المزارعين من استهداف مناطق محددة بدلاً من الرش العشوائي؛ إذ تُعيد ممارسات الزراعة الكربونية تنشيط التربة بطريقة طبيعية، مما يقلل الحاجة إلى المنتجات الكيميائية. ويُفضّل استخدام السماد العضوي لاستعادة خصوبة التربة وتعديل مخزون الكربون في المراعي.

عند نشر السماد العضوي على سطح التربة، فإنه يخزن الكربون بشكل مستقر لا يتأكسد بسهولة. كما أنه يعزز قدرة الأرض على الصمود في وجه الظواهر الجوية المتطرفة كالفيضانات والجفاف. ويقلل أيضاً من انبعاثات أخرى كغاز الميثان وأكسيد النيتروز الناتجة عن تحلل المواد العضوية.

يُحقق دمج الأشجار مع الزراعة من خلال الزراعة الحراجية للأراضي الزراعية، عند تطبيقها بشكل صحيح، فوائد جمة. فمعدل عزل النيتروجين فيها يزيد خمسة أضعاف عن معدلات عزله في الهكتار الواحد في ممارسات الزراعة السنوية المحسّنة التي لا تعتمد على الأشجار. وهذا يمكّن المزارعين من إنتاج المزيد من الغذاء على أراضيهم الحالية وتحقيق دخل إضافي. كما أن النباتات المثبتة للنيتروجين تزيد من خصوبة التربة. الأسمدة الاصطناعية.

التربة: حل منخفض التكلفة

تُعتبر إضافة الكربون إلى التربة باستخدام أساليب مثل الزراعة بدون حراثة طريقة اقتصادية. وتشير الدراسات إلى أن تكلفة زراعة الكربون تتراوح بين 10 و100 طن لكل طن من ثاني أكسيد الكربون المُزال، مقارنةً بتكلفة تتراوح بين 100 و1000 طن لكل طن للتقنيات التي تستخلص الكربون ميكانيكيًا من الهواء.

إلى جانب ذلك، تُعدّ الزراعة الكربونية مصدر دخل محتملاً للمزارعين ومربي الماشية الذين يختارون بيع أرصدة الكربون التي يحصلون عليها من أسواق الكربون. كما تشتري جهات انبعاث غازات الدفيئة واسعة النطاق، بما في ذلك المصانع، هذه الأرصدة للتخلص من انبعاثاتها.

بدأت شركات مثل إنديجو أغ ونوري في دفع مبالغ للمزارعين مقابل أرصدة الكربون. في 24 يونيو 2020، أقرّ مجلس الشيوخ الأمريكي قانون حلول المناخ المتنامية لعام 2021 بأغلبية 92 صوتًا مقابل 8. يسمح هذا القانون لوزارة الزراعة الأمريكية بمساعدة المزارعين ومربي الماشية وحتى ملاك الأراضي الحرجية الخاصة على المشاركة في أسواق الكربون.

تقييم تخزين الكربون

تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في أن التربة تمتص كميات مختلفة من الكربون بناءً على عمقها وملمسها وحتى محتواها المعدني.

على الرغم من وجود ممارسات معينة تُحسّن تخزين الكربون، إلا أن تقدير كمية الكربون المخزنة ومدة تخزينها أمرٌ بالغ الصعوبة لتحديد قيمتها المالية. كما أن الأسواق والممارسات الناجحة في مختلف المواقع تتباين فيما بينها.

توفر بعض النماذج العلمية الأولية كمية من عزل الكربون في مناخات وتربة مختلفة، وذلك بناءً على متوسطات عبر مناطق واسعة. وتشترط الإدارة نماذج أولية معقدة معتمدة بقياسات دقيقة لمنع احتساب الكربون الذي لا يستقر في التربة أو لا يبقى فيها لفترة طويلة.

يُعتبر وضع معايير دقيقة للتنبؤ باحتجاز الكربون في التربة وتقديره بدقة أولويةً أيضاً. إذ يمكن أن يبقى الكربون في التربة لفترات تتراوح بين يوم واحد وألف عام؛ لذا يُعدّ الإطار الزمني عاملاً حاسماً في الأسواق.

من وجهة نظرنا، يجب أن توضح الاعتمادات الفترة التي يبقى فيها الكربون في التربة، وأن يتم إنشاء تعويضات كاملة فقط للتخزين طويل الأمد.

يُعدّ تحسين التربة الغنية بالكربون مكسبًا للمزارعين من خلال تحسين صحة التربة وزيادة إنتاج المحاصيل. ومع ذلك، يمكن للإدارة توفير الموارد للمزارع الكبيرة التي تمتلك قدرة أكبر على عزل الكربون في مساحاتها الشاسعة.

يُعدّ Geopard أداةً تُستخدم للتخطيط لضمان ممارسات زراعية مستدامة. إضافةً إلى ذلك، يستخدم Geopard الذكاء الاصطناعي وبيانات المزارع وبيانات الاستشعار عن بُعد لتحديد عمليات الحراثة، والمحاصيل الغطائية، ونمو المحاصيل، وتقديرات الإنتاج. وأخيرًا، يُمكنه أيضًا المساعدة في إجراء تحليلات الكربون.