داده های ماهواره ای پویایی فزاینده «رونق و رکود» را در زمین های سبز سبز نشان می دهد

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

اکوسیستم های خشک 40 درصد از سطح زمین را پوشش می دهند و بیش از 2 میلیارد نفر را پشتیبانی می کنند. بر اساس یک مطالعه جدید منتشر شده در Nature Climate Change، آنها به طور فزاینده ای ناپایدار می شوند.

سوابق ماهواره‌ای که بیش از چهار دهه را در بر می‌گیرد نشان می‌دهد که افزایش سطح دی اکسید کربن اتمسفر رشد گیاهان خشک را در طول سال‌های مرطوب تحریک کرده است و باعث ایجاد روند "سبز شدن" مداوم در طول زمان شده است. اما محققان دانشگاه آریزونا کشف کردند که این روند نوسانات شدید سال به سال را می پوشاند که اکوسیستم ها را به ویژه در سال های خشک آسیب پذیر می کند. این نوسان غیرقابل پیش‌بینی برای کشاورزی دیم ایجاد می‌کند و نشان می‌دهد که مدل‌های عمده پوشش گیاهی جهانی پایداری زمین‌های خشک را بیش از حد برآورد می‌کنند.

تیم تحقیقاتی به رهبری ون ژانگ، دانشجوی دکترا در دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، 40 سال داده‌های ماهواره‌ای را برای ردیابی تغییرات شاخص سطح برگ گیاهی تجزیه و تحلیل کردند - معیاری که ارتباط نزدیکی با فعالیت و بهره‌وری پوشش گیاهی دارد.

آنها از نتایج خود برای ارزیابی عملکرد مجموعه ای از بهترین مدل های پوشش گیاهی جهانی در دسترس استفاده کردند. یکی از یافته‌های کلیدی این مطالعه این بود که تقریبا 80 درصد از زمین‌های خشک جهانی بی‌ثباتی فزاینده‌ای را تجربه می‌کنند.

ژانگ گفت: «افراطی‌های بالا و پایین با گذشت زمان از هم دورتر و دورتر می‌شوند. فعالیت پوشش گیاهی در طول سال‌های مرطوب افزایش می‌یابد، اما سال‌های خشک سخت‌تر به گیاهان ضربه می‌زنند. این کمی شبیه قافیه مهد کودک در مورد دختر بچه‌ای فر است: وقتی خوب است، خیلی خوب است، اما وقتی بد است، وحشتناک است.

او گفت این امکان وجود دارد که این پویایی رونق و رکود نتیجه افزایش دی اکسید کربن اتمسفر همراه با تغییرپذیری بارندگی باشد، اما برای تعیین مکانیسم های دقیقی که باعث ناپایداری می شود به داده های بیشتری نیاز است.

او می‌گوید: شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد در شرایط کربن دی‌اکسید اتمسفر بالا، گیاهان می‌توانند با استفاده از آب کارآمدتر شوند که به آنها اجازه می‌دهد برگ‌های بیشتری رشد کنند. اما پوشش گیاهی بزرگتر به منابع بیشتری برای نگهداری نیاز دارد، بنابراین هنگامی که یک خشکسالی متوسط ​​در سال بعد رخ می دهد، این ساختارهای گیاهی بزرگتر به منابع بیشتری از آنچه در دسترس هستند نیاز دارند، که آنها را بسیار حساس و آسیب پذیرتر می کند.

در مناطق کشاورزی دیم مانند جنوب غربی آمریکا، نوسانات سال به سال بیشتر ممکن است وادار به اتکای بیشتر به آبیاری مصنوعی برای حفظ بهره وری شود. همچنین به این معنی است که تولید علوفه مرتعی غیرقابل پیش‌بینی‌تر خواهد بود و پیامدهایی برای تولید دام و مدیریت مرتع خواهد داشت.

بیل اسمیت، نویسنده ارشد این مطالعه و دانشیار متخصص در تجزیه و تحلیل زمین، آب و تغییرات آب و هوایی در دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، گفت: «تغییرپذیری بیشتر در تولید علوفه چالش مهمی برای مدیران مرتع است.

دامداران به تولید علوفه پایدار وابسته هستند تا بتوانند نیازهای زمین خود را در هر فصل رشد به طور دقیق برنامه ریزی کنند. بنابراین تولید علوفه قابل پیش بینی کمتر می تواند برنامه های آنها را با پیامدهای زیانبار بالقوه برای معیشت مختل کند.

به گفته دیوید مور، یکی از نویسندگان مطالعه و استاد دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست و مدیریت برنامه های آبخیزداری و اکوهیدرولوژی، نوسانات در بهره وری گیاهان ممکن است یک علامت هشدار اولیه از تغییرات زیست محیطی مهم تر باشد.

او گفت: "اگر به بسیاری از سیستم‌های اکولوژیکی مختلف نگاه کنید، بهره‌وری آنها قبل از وقوع یک تغییر بزرگ به سمت سوسو زدن و خاموش شدن گرایش دارد. این نشانه آن است که آنها تحت استرس هستند و انعطاف‌پذیری خود را از دست می‌دهند. ممکن است این همان چیزی باشد که در زمین‌های خشک اتفاق می‌افتد."

پیش بینی نتایج نهایی این اثر "سوسو زدن" برای محققان دشوار است، تا حدی به این دلیل که مدل های موجود سیستم زمین آن را ثبت نکرده اند. این مطالعه 13 مدل از مدل‌های پیشرو پوشش گیاهی جهانی را ارزیابی کرد و دریافت که هیچ کدام افزایش مشاهده شده در تنوع سال به سال را نشان ندادند.

ژانگ گفت: «مدل‌ها فرض می‌کنند که زمین‌های خشک هنوز پایدار هستند و گیاهان به تغییرات دی‌اکسید کربن جو و بارندگی به روش‌های قابل پیش‌بینی پاسخ می‌دهند.» آنها نمی توانند توضیح دهند که چگونه واکنش گیاهان در طول زمان اساسا تغییر می کند.

این محدودیت مدل‌ها پیامدهای عمده‌ای برای توانایی ما در پیش‌بینی تأثیر تغییرات آب و هوا بر اکوسیستم‌های سراسر جهان دارد.

اسمیت می‌گوید: «اگر مدل‌های سیستم زمین به‌درستی حساسیت گیاهان خشک به تغییرات آب و هوایی را نشان ندهند، در این صورت همه شرط‌بندی‌ها برای پیش‌بینی‌های 50 سال آینده انجام نمی‌شود. ما امیدواریم که این مقاله الهام‌بخش تحقیقات جدیدی باشد که بر درک و بازنمایی بهتر زمین‌های خشک در سیستم زمین متمرکز است.

ون ژانگ و همکاران، سبز شدن از دست دادن پایداری در زمین‌های خشک را پوشش می‌دهد، تغییرات آب و هوایی طبیعت (2026). DOI: 10.1038/s41558-026-02733-7

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →