أ
أ
يتم تعويض إنبعاثات CH4 العالمية إلى حد كبير من خلال أحواض أو بالوعات CH4 في الغلاف الجوي والتربة.
يحدث الحوض في الغلاف الجوي من خلال التحلل الكيميائي للميثان بواسطة الشرود الحرة
(جذور الهيدروكسيل، OH ) والكلور Cl)) في طبقة التروبوسفير والستراتوسفير، وهو مسؤول عن 90 إلى 96 % من
بالوعات CH4 العالمية وهو ما يعادل 550
طنًا سنويًا. تمثل التربة حوالي 4 إلى 10% من تحلل CH4 بينما
يعمل المحيط كمغسلة صغيرة لـ CH4 للميثان الجوي بحوالي 4 مليون جيجا طن سنويًا.
بالوعات ميثان التربة
تعتبر التربة المرتفعة أهم حوض لميثان التربة، وهو ما يمثل 6 % من إجمالي استهلاك الميثان، أي ما يعادل 30 تيرا طنًا سنويًا، مع عدم يقين من 11 إلى 49 تيرا طن سنويًا. هذا وتعتبر المجموعة البكتيرية المسؤولة عن نشاط بالوعة CH4 فى التربة هي أعضاء متخصصون في Eubacteria، تسمى الميثانوترف وبكتيريا مؤكسدة الأمونيوم. حركية هذه العملية هي تفاعل هوائي مع إنزيم CH4 monooxygenase، حيث يتأكسد CH4 كمصدر للطاقة والكربون.
من بين تربة المرتفعات، تعتبر تربة الغابات أكثر بالوعة أو حوض CH4 كفاءة في كل من المناطق المعتدلة والاستوائية (وهذا طبقا للعديد من علماء التربة والبيئة)، مع متوسط معدل امتصاص عالمي سنوي يبلغ 5.7 كجم و 3.3 كجم و 2.64 كجم CH4 / هكتار للمناطق الحيوية المعتدلة والاستوائية والشمالية ، على التوالي (و ذلك طبقا لبعض المراجع فى هذا الشأن). بالإضافة الى ذلك، الأراضي العشبية، وأراضي الشجيرات، والسهوب والسافانا لديها متوسط امتصاص سنوي يبلغ 2.32 كجم، و 2.25 كجم و 1.49 كجم CH4 / هكتار (وذلك طبقا لمراجع في هذا الشأن). من ناحية أخرى، ذكر ان الأراضي الزراعية والصحراء تتمتع بأقل معدل امتصاص بمعدل سنوي يبلغ 1.23 كجم و 1.1 كجم CH4 / هكتار على التوالي. يختلف تقدير حوض الميثان حسب المناطق الأحيائية بشكل كبير اعتمادًا على نموذج التقدير المستخدم ولكن بسبب الجمع بين المساحة ومعدل الأكسدة، تمثل الغابات أكبر حوض لل CH4 تليها التربة تليها أراضي الرعي. داخل أراضي الرعي، تمتلك أراضي الرعي الجافة في كل من المناخات المعتدلة والاستوائية حوالي 2 إلى 3 أضعاف معدل الامتصاص لكل هكتار من أراضي الرعي الرطبة. هذا ويمكن للعوامل التي تؤثر على قدرة حوض الميثان في التربة أن تؤثر على إمكانات أكسدة CH4 وحجم وبنية المجتمع الغذائي بالعديد من العوامل البيئية والبشرية المنشأ.
كما يمكن تقسيم العوامل البيئية التي تؤثر على حوض أو بالوعة التربة CH4 إلى نوعين: تلك التي لها تأثيرات فيزيائية بحتة (بشكل أساسي على الانتشار)، وتلك التي تؤثر على مجموعات الميثانوتروف والنشاط. يحتوي المحتوى المائي على تأثيرات فيزيائية وميكرو بيولوجية، حيث تزيد التربة الجافة من انتشار الغاز واستهلاك CH4 ولكن رطوبة التربة غير الكافية تقلل من نشاط الميثانوتروف. من جانب آخر يؤثر تغير المناخ والعوامل المناخية، وخاصة تغيرات هطول الأمطار الموسمية في المناطق شبه القاحلة والأراضي الجافة، على قدرة حوض التربة CH4 بشكل مباشر وغير مباشر.
تزيد المادة العضوية OM بالتربة أيضًا من استهلاك CH4من خلال كلا المسارين – حيث تزداد مساحة المسام وحجم المسام مع زيادة OM فى التربة، بينما يزيد الكربون والمغذيات في التربة من أعداد الميثانوتروف. مع العلم ان العوامل الفيزيائية تشمل درجة الحرارة (ضعف بسبب التأثيرات المتنافسة على نشاط الميثانوتروف، ومحتوى مياه التربة ومعدلات انتشار الغاز)، والنسيج (زيادة الامتصاص مع زيادة الرمال) والكثافة الظاهرية (يزداد الامتصاص مع انخفاض الكثافة الظاهرية. من ناحية اخرى فان تدهور الأراضي الذي يقلل من OM فى التربة ويزيد من الكثافة الظاهرية وبالتالي يقلل من قدرة حوض أو بالوعة التربة، بينما تزيد الاستعادة من الحوض، ومع ذلك، فإن الزيادة في سعة الحوض مع الاستعادة أبطأ من فقدان سعة الحوض مع التدهور. من المهم ان نأخذ في الاعتبار إن إضافة النيتروجين غير العضوي يقل امتصاصه لأن الأمونيا تتنافس على المواقع النشطة لإنزيم CH4 أحادي الأكسدة والنتريت المنتجة أثناء النترجة و / أو نزع النتروجين سامة للميثانوتروف. عندما يتم خلط النيتروجين مع التعديلات العضوية مثل السماد الطبيعي، يكون للنيتروجين تأثير أقل على امتصاص CH4. يمكن أن يكون لمبيدات الآفات ومبيدات الأعشاب والتلوث المعدني وأنماط استخدام الأراضي تأثير كبير على أكسدة الميثان ومجتمع التغذية بالميثانوتروف.
تأثيرات التربة على بالوعة الميثان
المرعى
فى تحليل التلوي (وهو
طريقة إحصائية تجمع بين نتائج دراسات متعددة حول سؤال بحثي محدد. والغرض من هذا
التحليل هو تقديم ملخص لجميع الأدلة حول هذا الموضوع، والتي يمكن استخدامها للتوصل
إلى استنتاجات أكثر دقة وجديرة بالثقة من الدراسات الفردية وحدها. ويمر هذا
التحليل بعمليات متعددة الخطوات تتضمن العثور على الدراسات ذات الصلة، والحصول على
البيانات من تلك الدراسات، ثم استخدام الأساليب الإحصائية لتحليل البيانات. ويتيح
هذا التخليل الإحصائي للباحثين معرفة حجم التأثير الذي تتم دراسته، ومدى اتساق
النتائج عبر الدراسات، وما الذي يجعل النتائج مختلفة من دراسة إلى أخرى). هذا ويظهر تحليل التلوى العالمي الذى تم على دراسة تأثير المراعى كا بلوعة لإنبعاثات غاز الميثان، أن إضافة النيتروجين إلى المراعي قلل من قدرة حوض الميثان في التربة بأكثر من 10 %، لكن تطبيق إضافة الفوسفور مع النيتروجين أدى إلى تقليل هذا الإنخفاض إلى النصف تقريبًا. كما وجد أن معدل تربية الماشية، له تأثير مهم ولكن لم يتم قياسه بعد على إمتصاص CH4 بالمقارنة مع كلا من نظام الرعي المعتدل أو الخفيف، حيث إن كثافة الرعي الثقيلة تقلل من سعة الحوض بنسبة 12 % على مستوى العالم، بسبب تأثير ضغط الرعي الثقيل الذي يقلل من إنتاجية النبات و OM مع زيادة الكثافة الظاهرية للتربة من حركة الحوافر خاصة بالنسبة لأراضي المرعي المنخفضة الإنتاجية ذات معدلات تربية الماشية المنخفضة، حيث يمكن أن يكون حوض التربة جزءًا مهمًا من ميزانية CH4 لنظام الرعي. على سبيل الذكر، أظهر نموذج تجريبي للسهوب في الصين أن بالوعة الميثان في المراعي كانت تساوي 50 % من الميثان الناتج عن التخمر المعوي والسماد من رعي الأغنام بمعدل تربية 1 خروف/هكتار في السنة و20 % بمعدل تخزين 4 أغنام / هكتار سنويًا. هناك اهتمام كبير بالرعي التكيفي متعدد المراعي، لكن التحليل الدقيق للأدبيات يكشف عن الفشل في التحكم في العوامل الرئيسية، وخاصة معدلات تربية الماشية. فى الواقع ان هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتأكد من أن الدراسات تتحكم في معدلات تربية الماشية، وتكرر قياسات تدفق الكربون وغاز الميثان في التربة، وجمع البيانات الميدانية الأخرى ذات الصلة.
الغابات
يعد تكوين أنواع أشجار الغابات في النظام
عاملاً يؤثر على حوض التربة من ال CH4 لأن التربة تحت تركيبات الغابات
المختلفة تدعم معدلات امتصاص مختلفة من CH4. من المحتمل أن يتم التداخل في
تأثيرات أنواع الأشجار من خلال كيمياء التربة والرطوبة وعلم الأحياء الدقيقة، لكن
الآليات الدقيقة معقدة. وكانت معدلات الامتصاص أعلى في الغابات الأولية من الغابات
الثانوية أو المزارع.أراضي المحاصيل المزروعةعادة ما يضاف النيتروجين فى صورة أسمدة أو يتواجد نتيجة تحلل المادة العضوية لأراضي المحاصيل المزروعة، هذا التواجد يقلل من سعة حوض CH4 خاصة مع زيادة تركيز النتروجين. بخلاف ذلك، لا يبدو أن حوض CH4 في الأراضي المزروعة في المرتفعات يتأثر بشدة بالإدارة حيث لا يوجد تأثير ثابت لنظام الحراثة، كذلك لا يوجد تأثير لإضافة الفحم الحيوي أو تغطية المحاصيل على إمتصاص ال CH4.
أشجار وشجيرات المراعى العلفية نظرًا لأن التربة الموجودة تحت الأشجار تحتوي عادةً على معدل امتصاص أكبر للميثان، فإن الجزء الشجري من الأرض يتمتع بمرتبة أعلى من الأراضي الزراعية المحصولية. في تجربة أجريت في كولومبيا، كان نظام الغابات الرعوية المكثف بمثابة حوض للميثان بتدفق متراكم قدره -1.01 ملجم/م2 في الساعة مقارنة بالمراعي المحسنة التي كانت لها انبعاثات تعادل 46.7 ملجم/م2 في الساعة خلال نفس الفترة. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الكربون المعزول في الشجيرات و/أو الأشجار في أنظمة أو جميع تأثير الاحترار العالمي لجميع انبعاثات الميثان ذات الصلة بالماشية.
ا.د. فوزى أبودنيا المدير الأسبق لمعهد بحوث الإنتاج الحيوانى
تابع موقع اجرى نيوز عبر تطبيق (جوجل نيوز) اضغط هــــــــنا
اجرى نيوز ، موقع إخباري يقدم أهم الأحداث المحلية والعربية والعالمية وخدمات صحفية محترفة فى الأخبار والاقتصاد والزراعة والعلوم والفنون والرياضة والمنوعات، وهدفنا أن نصل لقرائنا الأعزاء بالخبر الأدق بما يليق بقواعد وقيم الأسرة المصرية.
لذلك نقدم لكم مجموعة كبيرة من الأخبار المتنوعة داخل الأقسام التالية، اخبار مصر ، اخبار الزراعة ، صناعة الدواجن ،الثروة الحيوانية ،بنوك واقتصاد ،اجرى لايف ،مقالات ،منوعات، وخدمات مثل سعر الدولار، سعر الذهب، سعر الفضة، سعر اليورو، سعر العملات الأجنبية، سعر العملات المحلية.
