قد تتقلص الغابات الشمالية في العالم بسبب دفعها لتغير المناخ نحو الشمال

الأرض الغابات الشمالية تدور حول أقصى شمال كوكبنا، جنوب منطقة التندرا الخالية من الأشجار في القطب الشمالي.إذا كان الكوكب يرتدي غطاءً جليديًا في القطب الشمالي، فإن الغابات الشمالية عبارة عن عصابة رأس فضفاضة ملفوفة حول أذنيه، وتغطي أجزاء كبيرة من ألاسكا وكندا والدول الاسكندنافية وسيبيريا.

لقد عملت تربة المنطقة الشمالية منذ فترة طويلة على حماية الكوكب من ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق تخزين كميات هائلة من الكربون وإبقائه خارج الغلاف الجوي.لقد أدى موقعها النائي تاريخياً إلى حماية غاباتها وأراضيها الرطبة من التأثير البشري الواسع النطاق.

هاتان السمتان تصنفان الغابات الشمالية من بين أهم النظم البيئية على الأرض.بالإضافة إلى العديد من الأنواع الثدييات والأسماك والنباتات والحشرات والطيور جعل هذه الغابات المنزل.

ل على مدى قرنين من الزمان, لقد أدرك العلماء أن المناخ يلعب دورًا رئيسيًا في تحديد المناطق الجغرافية للمجتمعات النباتية.نظرًا لأن الغابات والتربة الشمالية تواجه فصول شتاء تحت الصفر وصيفًا قصيرًا، فإن هذه الغابات والحيوانات التي تعيش فيها وتتجه نحو الشمال مع ارتفاع درجات الحرارة.

ومع ذلك، كان تقدم الغابات الشمالية نحو الشمال متقطعًا وأبطأ من المتوقع.وفي الوقت نفسه، كان تراجعهم الجنوبي أسرع مما توقعه العلماء.كالعلماء الذين يدرسون شمالي النظم البيئية, الغابات و الأراضي الرطبة, ، نرى أدلة مثيرة للقلق تشير إلى أنه مع ارتفاع درجة حرارة العالم، يبدو أن أكبر غاباته البرية آخذة في التقلص.

أكبر برية على وجه الأرض

تحتوي الغابات الشمالية على مليارات الأشجار.معظمها أوراق إبرة، الصنوبريات المخروطية, ، ولكن هناك أيضًا بقع من الأنواع عريضة الأوراق، بما في ذلك البتولا والحور الرجراج والحور.إنها تدعم ملايين الطيور المهاجرة والثدييات الشهيرة مثل الدببة البنية والموظ والوشق.

تساعد هذه الأشجار والتربة المحيطة بجذورها في تنظيم مناخ الأرض، جزئيًا عن طريق سحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، حيث يمكن أن يعمل كغاز دفيئة.تستخدم الأشجار هذا الكربون لنمو الجذور والجذوع والأوراق، والتي تتحول في النهاية إلى تربة غنية بالكربون بمجرد موت الشجرة.ستترجم التغييرات الكبيرة في الغابات إلى تغيرات في المناخ العالمي.

ترتفع درجة حرارة هذه الغابات بمعدلات أعلى بكثير من المتوسط ​​العالمي.ويؤثر ارتفاع درجات الحرارة بشكل مباشر على نمو الأشجار وبقائها، وبالتالي على قدرتها على تخزين الكربون.

الغابات تتحرك

وبما أن ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي يحرر الأشجار من القبضة الجليدية لدرجات الحرارة الباردة، يمكن للأشجار البالغة أن تستجيب من خلال النمو بشكل أسرع.تسمح درجات الحرارة الأكثر اعتدالًا أيضًا لأشجار الشتلات الصغيرة في أقصى الغابات الشمالية بالحصول على موطئ قدم حيث كانت الظروف السابقة قاسية جدًا بحيث لا يمكن تأسيسها.

أما في الغابات الشمالية الجنوبية الأكثر دفئًا، فالوضع مختلف تمامًا.هنا، أصبحت الظروف دافئة جدًا بالنسبة للأشجار الشمالية المتكيفة مع البرد، مما أدى إلى إبطاء نموها وحتى موتها.مع ارتفاع درجات الحرارة يأتي الجفاف، والإجهاد المائي يجعل الأشجار أكثر عرضة للإصابة بالحشرات حرائق, ، مثل شهدت كندا في عام 2023 وسيبيريا في 2019 و 2020.

وإذا حدث هذا على نطاق أوسع، فإن حدود الغابات الشمالية الجنوبية سوف تضعف وتتدهور، وبالتالي تتراجع نحو الشمال، حيث لا تزال درجات الحرارة مناسبة.

وإذا توسعت الغابات الشمالية شمالًا وتراجعت في الجنوب بالمعدلات نفسها، فمن الممكن أن تتبع درجات الحرارة المرتفعة ببطء.ومع ذلك، فإن بحثنا المشترك باستخدام بيانات الأقمار الصناعية والبيانات الميدانية يظهر أن القصة أكثر تعقيدًا.

تتبع الغابات من الفضاء

تعتبر الأقمار الصناعية ذات قيمة لا تقدر بثمن لتتبع كيفية تغير الغابات الشمالية في العقود الأخيرة وما إذا كانت هذه التغييرات متوافقة مع التحول الشامل نحو الشمال.يمكن للباحثين استخدام الأقمار الصناعية لرصد التغيرات من سنة إلى أخرى في خصائص الغابات، مثل نمو الأشجار السنوي والغطاء الشجري.

أظهرت دراساتنا الأخيرة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية ذلك نمو الشجرة و غطاء الشجرة زاد من عام 2000 إلى عام 2019 في معظم أنحاء الغابات الشمالية.حدثت هذه التغييرات بشكل رئيسي في المناطق الشمالية الأكثر برودة.ومع ذلك، كانت هناك أدلة محدودة تشير إلى أن الغابات كانت تتوسع لتتجاوز خطوط الأشجار الحالية.

كشفت دراساتنا أيضًا أن نمو الأشجار والغطاء الشجري انخفض غالبًا من عام 2000 إلى عام 2019 في المناطق الجنوبية الأكثر دفئًا من الغابات الشمالية.في هذه المناطق، أدت الظروف الأكثر سخونة وجفافًا في كثير من الأحيان إلى انخفاض نمو الأشجار أو قتل الأشجار الفردية، في حين ساهمت حرائق الغابات وقطع الأشجار في فقدان الغطاء الشجري.

توضح بيانات الأقمار الصناعية أن تغير المناخ يؤثر على الحواف الشمالية والجنوبية للغابة الشمالية.ومع ذلك، إذا حدث فقدان الغطاء الشجري في الجنوب بسرعة أكبر من المكاسب في الشمال، فمن المرجح أن تتقلص الغابة الشمالية، بدلاً من مجرد التحول نحو الشمال.

التكبير لفهم تغير الغابات

تتقدم الغابات عندما تنبت وتنمو بذور الأشجار الفردية، لكن الأشجار الشمالية تنمو ببطء وتتطلب عقودًا للوصول إلى حجم يمكن رؤيته من الفضاء.إن العثور على الأشجار الصغيرة التي يشير وجودها إلى حركة خط الأشجار يتطلب بيانات من الأرض.

في أواخر السبعينيات، قام أحدنا (ديفيد كوبر) بتوثيق أن أشجار التنوب الصغيرة كانت تنمو على ارتفاعات أعلى بمئات الياردات وفي مواقع على بعد أميال شمال أعلى الأشجار المخروطية الارتفاع في نطاق بروكس في ألاسكا.بالعودة في عام 2021، وجدنا أن تلك الأشجار الصغيرة قد نمت بطول عدة ياردات وكانت تنتج مخاريطًا.والأهم من ذلك، 10 مرات ينمو الآن عدد أشجار التنوب الصغيرة فوق خط الشجرة مقارنةً بما كان عليه الحال خلال غزواتنا الميدانية الأولى.

عبر الحدود بين غابة ألاسكا الشمالية ومنطقة التندرا القطبية الشمالية سيرًا على الأقدام، وجدنا آلاف الأشجار الشمالية الصغيرة تنمو ما يصل إلى 25 ميلا شمال خطوط الأشجار القائمة.ينمو معظمها حيث تتساقط ثلوج أعمق، وذلك بسبب نسخة المحيط المتجمد الشمالي من "تأثير البحيرة":يتحرك الهواء البارد عبر المياه المفتوحة، ويلتقط الدفء والرطوبة، والتي تتساقط بعد ذلك على شكل ثلج في اتجاه الريح.

تراجع الجليد البحري يترك المزيد من المياه المفتوحة.ويولد هذا رياحًا أقوى تدفع بذور الأشجار لمسافة أبعد، كما يولد المزيد من تساقط الثلوج مما يعزل الشتلات عن ظروف الشتاء القاسية.والنتيجة هي أن الأشجار الموجودة في سلسلة جبال بروكس في ألاسكا هي كذلك تتحرك بسرعة إلى التندرا الخالية من الأشجار.ومع ذلك، فإن هذه التوسعات السريعة تكون محلية و لا يحدث بعد في كل مكان على طول خط الشجرة الشمالي.

الوجه المستقبلي للغابات الشمالية

يُظهر بحثنا المشترك أن الغابات الشمالية تستجيب في الواقع لارتفاع درجات الحرارة.لكن المعدلات السريعة للتغير المناخي تعني أنه من المحتمل ألا تتمكن الأشجار من التحرك شمالًا بوتيرة تواكب خسارتها في الجنوب.

هل ستتمكن الأشجار في أقصى الشمال من اللحاق بالمناخ ومنع انكماش الغابات؟في هذه المرحلة، العلماء ببساطة لا يعرفون.ولعل الأشجار المنشأة حديثًا في سلسلة جبال بروكس تبشر بمثل هذا التوسع.ومن غير الواضح أيضًا ما إذا كانت الأجزاء الشمالية من الغابات الشمالية يمكنها تجميع ما يكفي من الكربون من خلال زيادة النمو للتعويض عن خسائر الكربون في الجنوب.

وإذا كانت الغابات الشمالية بالفعل على وشك الانكماش، فإنها سوف تختفي في نهاية المطاف من حافتها الجنوبية الحالية.وهذا من شأنه أن يضر بالعديد من الحيوانات المحلية والمهاجرة، وخاصة الطيور، عن طريق تقليل بيئتها الشمالية.تعد الغابات أيضًا ذات أهمية ثقافية لملايين الأشخاص الذين يعتبرونها موطنًا لهم، مثل مجتمعات السكان الأصليين في كندا.

إن مراقبة الغابات الشمالية حول العالم عن كثب، باستخدام بيانات الأقمار الصناعية والقياسات على الأرض، سيساعد في ملء هذه الصورة.عندها فقط يمكن للباحثين أن يأملوا في إلقاء نظرة خاطفة على المستقبل واحدة من آخر البرية على الأرض.