حماية تنوع الحياة في التربة: عمل شاق، لكن يجب على أحد أن يقوم به!

الشكل 1: مستوى المخاطر المرتبطة بـ 13 تهديدًا محتملاً للميكروبات والتنوع الحيواني في التربة تشير الأرقام إلى ترتيب كل تهديد بناءً على تقييمات العلماء، بدءًا من الأقل خطرًا (أصغر الأرقام) إلى الأكثر خطرًا (أكبر الأرقام). تشير الأشرطة الشفافة إلى التهديدات التي لا يستطيع الخبراء التوصل إلى اتفاق بشأنها، مما يجعلها مثيرة للجدل وتتطلب مزيدًا من البحث. يمكننا أن نرى أنه بالنسبة لكل من الميكروبات والتنوع الحيواني في التربة، فإن أكبر خطر يهدد تنوع التربة هو الاستخدام البشري المكثف.

الشكل 2: خرائط المخاطر للميكروبات والتنوع الحيواني في التربة في 27 دولة من دول الاتحاد الأوروبي، استنادًا إلى البيانات التي تم جمعها في عام 2016. في أكثر من نصف الدول التي تم دراستها، كانت 40% من التربة تواجه مستويات عالية من المخاطر للميكروبات والتنوع الحيواني في التربة.

Note for the media: Use of the pictures provided by iDiv is permitted for reports related to this media release only, and under the condition that credit is given to the picture originator.

Open PDF in new window.

Alberto Orgiazzi¹

¹ European Commission, Joint Research Centre (CIC), Italy

تنوع الحياة في التربة يعني نطاق الكائنات، بأشكالها وأحجامها المختلفة، التي تعيش في التربة—من الكائنات الدقيقة إلى الحيوانات. تنوع التربة مهم للغاية، ومن أجل حمايته، نحتاج إلى معرفة أماكن الكائنات الحية في التربة التي قد تكون مهددة. للأسف، ليس لدينا بيانات عن توزيع معظم الأنواع التربوية. ومع ذلك، نعرف التهديدات المحتملة للتربة وسكانها. لذلك، نقوم بتحديد المناطق التي تكون فيها المخاطر عالية ونسعى لتقليل هذه المخاطر، مما يسمح لنا بحماية الكائنات الحية في التربة بشكل غير مباشر. على هذا النحو، قمنا برسم خريطة المخاطر التي تواجه الكائنات الدقيقة والحيوانات في 27 دولة من دول الاتحاد الأوروبي (قبل خروج بريطانيا). تسلط نتائجنا الضوء على الحاجة الملحة للتحرك، حيث إن الكائنات الحية الموجودة في أكثر من 40% من التربة تواجه مخاطر عالية في معظم البلدان.

أهمية تنوع الحياة في التربة

يُقدّر أن ربع الحياة على كوكبنا يعيش تحت أقدامنا، في التربة. النطاق الواسع من الكائنات الحية التي تعيش في التربة يُطلق عليه اسم تنوع الحياة في التربة. تقدم الكائنات الحية الموجودة في التربة العديد من الخدمات الأساسية للبشرية. فهي تدعم إنتاج الغذاء من خلال مساعدة النباتات على النمو، وتلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في دورات المغذيات (خاصة الكربون والنيتروجين)، وبالتالي في تنظيم مناخ الأرض. تشمل الخدمات الأخرى الأقل وضوحًا ولكنها لا تزال حيوية، تنقية المياه، مما يجعلها صالحة للشرب، وإنتاج مواد لها استخدامات طبية هامة. على سبيل المثال، معظم المضادات الحيوية التي نستخدمها حاليًا تأتي من كائنات حية في التربة. على الرغم من أهميته، لا يُعتبر تنوع الحياة في التربة عمومًا عندما يفكر الناس في كيفية حماية تنوع الحياة على الأرض. تستهدف معظم الخطط الحالية لحماية التنوع البيولوجي الكائنات الحية التي تعيش فوق الأرض فقط. كما أنه ليس من السهل حماية تنوع الحياة في التربة—إنها مهمة متسخة، لكنها واحدة يجب القيام بها!

كيفية حماية تنوع الحياة في التربة

تخيل أنك بطل خارق بمهمة جديدة وصعبة: عليك إنقاذ مجموعة من الثدييات والنباتات والزواحف والحشرات التي ستختفي في غضون أيام قليلة. إذا كانت المجموعة المستهدفة تعيش فوق سطح الأرض، يمكنك بسهولة تحديد مكان عيش مجتمعك المهدد. وهذا يسمح لك بإنشاء منطقة محمية—ربما نوع من السياج الذي يحيط بالمساحة التي تعيش فيها مجموعتك المهددة. المهمة مكتملة: أنت تحمي التنوع البيولوجي.

ومع ذلك، غالبًا ما تكون المهمة ليست بهذه السهولة. إذا كنت بحاجة إلى حماية الكائنات الحية التي تعيش تحت الأرض، فقد لا تمتلك معلومات كثيرة من هم أو أين يعيشون. ذلك لأن معظم الأنواع التي تعيش تحت أقدامنا لا تزال غير مكتشفة [1]. علاوة على ذلك، فإن تنوع الحياة في التربة معقد للغاية ويشمل من الكائنات الحية الدقيقة في التربة، التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، إلى الحياة الفطرية في التربة، بما في ذلك الحيوانات مثل الديدان الأرضية والخلد. لذلك، فإن تحديد المكان الدقيق الذي تعيش فيه الكائنات الحية في التربة يعد مهمة صعبة للغاية، وأحيانًا مستحيلة. لحسن الحظ، هناك طريقة غير مباشرة لحماية تنوع الحياة في التربة. حتى إذا كنت لا تعرف مكان وجود مجموعة من الكائنات، يمكنك تحديد المناطق التي قد تكون فيها الكائنات الحية في التربة معرضة للخطر من المخاطر المحتملة. بمجرد أن تحدد تلك المناطق عالية المخاطر، يمكنك العمل على تقليل التهديدات التي قد تؤثر على الكائنات المستهدفة. ولكن الأمر ليس بهذه السهولة كما يبدو.

تحديد المخاطر على التنوع البيولوجي للتربة

بالطبع، تواجه كل مهمة صعوبات. يتعين على الحماية غير المباشرة للتنوع البيولوجي للتربة التغلب على ثلاثة عقبات رئيسية. أولاً، يجب أن نفهم التهديدات الرئيسية للتنوع البيولوجي للتربة. يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على كائنات التربة، ولكننا بحاجة إلى تحديد التهديدات الحالية التي يمكن قياسها والتي تُعرف بالفعل بأنها خطيرة على الحياة في التربة. على مر السنين، عمل العلماء على اكتشاف ما يعرض الحياة في التربة للخطر. لذلك، كأبطال خارقين، يجب أن تكون خطوتك الأولى هي قراءة كل الأدبيات المتاحة حول هذا الموضوع. على الرغم من أننا لسنا أبطالًا خارقين، فقد فعلنا ذلك في دراستنا لرسم الخرائط للتربة المعرضة للخطر في الاتحاد الأوروبي [2]. حددنا 13 تهديدًا محتملًا لكائنات التربة، بدءًا من التلوث واستخدام الكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) إلى زيادة الجفاف وفقدان التربة بسبب الأحداث الجوية القاسية (الشكل 1).

بمجرد أن نحصل على قائمة التهديدات التي نريد رسمها، تتضح عقبتنا الثانية: التنوع البيولوجي للتربة هائل. هل نحن متأكدون، على سبيل المثال، أن زيادة الجفاف لها نفس التأثير السلبي على جميع كائنات التربة؟ من المحتمل أن تكون زيادة الجفاف مشكلة كبيرة بالنسبة لدودة الأرض (التي تحب التربة الرطبة)، ولكن قد تكون أقل مشكلة بالنسبة للميكروبات التي يمكن أن تتحمل الظروف القاسية بشكل أفضل. علاوة على ذلك، لا تتأثر جميع أنواع ديدان الأرض أو البكتيريا بنفس الطريقة بنفس التهديد. في حالة مثالية، سنحاول إنشاء خريطة خطر لكل نوع من كائنات التربة، ولكن ذلك سيؤدي إلى ملايين الخرائط، مما سيكون مستحيلاً حتى بالنسبة للأبطال الخارقين لإدارتها. نحتاج إلى حل وسط. كخطوة أولى، قررنا إنشاء خرائط لمجموعتين رئيسيتين: الميكروبات التربوية (بما في ذلك البكتيريا والفطريات) والحيوانات التربوية (بما في ذلك ديدان الأرض والحشرات والرتيلاء والعناكب [1] .

الآن لدينا قائمة بالتهديدات التي سنرسمها ومجموعات الهدف التي يجب أخذها في الاعتبار. تظهر عقبة ثالثة. إلى أي مدى يؤثر كل تهديد على المجموعات المختلفة من الكائنات؟ يمكن أن يتسبب الجفاف في موت ديدان الأرض، لذا فإن هذا يمثل مستوى خطر مرتفع بالنسبة لها. ومع ذلك، يمكن لبعض البكتيريا أن تتعافى بسرعة من فترة الجفاف، لذا فإن الجفاف يشكل مستوى خطر منخفضًا بالنسبة لها. لتقييم هذه الاختلافات، استدعينا معرفة علماء التربة الذين عملوا لفترة طويلة على المخاطر التي تهدد كائنات التربة. كنا نعلم أن هؤلاء الخبراء يمكن أن يساعدونا من خلال تقديم معلومات دقيقة حول مستويات المخاطر التي تشكلها تهديداتنا على الأنواع المختلفة. اتصلنا بأكثر من 100 باحث وطلبنا منهم تصنيف تهديداتنا الـ 13 للتنوع البيولوجي للتربة بناءً على مستوى الخطر (منخفض، معتدل، مرتفع) بالنسبة للميكروبات التربوية والحيوانات التي درسها. ساعدتنا هذه المعلومات في تحديد أدق مستوى للخطر المرتبط بكل من التهديدات المقترحة ومجموعات الكائنات.

المخاطر على التنوع البيولوجي للتربة في الاتحاد الأوروبي

الآن أنت جزء من فريق من الأبطال الخارقين؛ لديك كل ما تحتاجه لإنجاز مهمتك. لقد جمعت كل المعلومات لتحديد أعدائك الأكثر خطورة، ودمجت آراء الخبراء حول مجموعات كائنات التربة، ورتبت التهديدات للميكروبات التربوية والحيوانات (الشكل 1). عندما قمنا بهذه الأمور، أشارت نتائجنا إلى أنه بالنسبة لكل من الميكروبات والحيوانات التربوية، فإن التهديد الأكثر خطورة هو الاستخدام البشري المكثف للتربة، والذي يعني أساسًا الزراعة من خلال مدخلات فيزيائية (كثافة الماشية العالية، الآلات الثقيلة) وكيميائية (المبيدات والأسمدة) [3]. وهذا ليس مفاجئًا لأنه لا يمكن لأي كائن من كائنات التربة أن يزدهر عندما تأتي آلات غريبة لتحطيم أو تدمير موطنه بشكل منتظم. في الجهة المقابلة، تم تصنيف استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا في الزراعة كأقل المخاطر. الكائنات المعدلة وراثيًا هي نباتات زراعية تم تعديل حمضها النووي بواسطة البشر لجعلها تنمو بشكل أفضل وتنتج مزيدًا من الغذاء [4]. إن استخدام نباتات الكائنات المعدلة وراثيًا في الزراعة مثير للجدل. أشارت نتائجنا إلى أنه، على الرغم من أن استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا ليس خاليًا تمامًا من المخاطر، فإن التهديدات الأخرى أكثر خطورة على التنوع البيولوجي للتربة.

غالبًا ما يختلف العلماء في آرائهم، وفي حالتنا، كان مستوى الخلاف في بعض الأحيان مرتفعًا لدرجة أنه كان من المستحيل تصنيف مستوى الخطر لبعض التهديدات (الشكل 1). على سبيل المثال، لم يتمكن خبراء التنوع البيولوجي من الاتفاق على تأثير التلوث على الحيوانات التربوية وتأثير تغير المناخ على الميكروبات التربوية. كانت هذه "التهديدات المثيرة للجدل" متوقعة. وكان أحد النتائج الجانبية المثيرة للاهتمام من تحليلنا هو تحديد تلك التهديدات التي لا نعرف عنها بما فيه الكفاية لنقول مدى خطورتها. تتطلب هذه التهديدات المزيد من التحقيق في المستقبل، لذا هناك الكثير من العمل لإبقاء علماء التربة مشغولين!

العثور على الأعداء

الخطوة التالية في مهمتك: اكتشاف مكان الأعداء، من خلال دمج تصنيفات التهديد مع بعض البيانات الجغرافية. على سبيل المثال، بالنسبة للتهديد "استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا في الزراعة"، قمنا بدمج خريطة الدول الأوروبية التي يُسمح فيها بزراعة الكائنات المعدلة وراثيًا (إسبانيا، البرتغال، رومانيا، جمهورية التشيك، وسلوفاكيا) مع خريطة للمناطق الزراعية في تلك الدول. سمح لنا ذلك بتحديد التربة التي قد تُزرع فيها الكائنات المعدلة وراثيًا. بالنسبة لتهديد "الاستخدام البشري المكثف"، قمنا بإنشاء خريطة تُظهر تطبيق الأسمدة (كلما زادت الأسمدة المستخدمة، زاد الاستخدام البشري المكثف) وعدد الماشية (كلما زاد عدد الماشية، زادت التأثيرات على التربة).

بمجرد جمع جميع بياناتنا الجغرافية، بفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة، قمنا بتوحيد جميع البيانات لإنتاج خرائط تُظهر المخاطر على التنوع البيولوجي للتربة في الاتحاد الأوروبي (الشكل 2). عند نظرنا عن كثب إلى توزيع المخاطر في كل من الدول الأوروبية الـ 27، وجدنا وضعًا مقلقًا. في أكثر من نصف الدول التي تمت دراستها (14 من 27)، كانت 40% من التربة تعرض مستويات عالية من المخاطر لكائنات التربة والميكروبات. أظهرت خمس دول فقط أن أكثر من 40% من تربةها تعرض مخاطر منخفضة لحياة التربة.

لم تسمح لنا الخرائط التي أنتجناها بتحديد المناطق ذات مستويات المخاطر الأعلى في كل دولة فحسب، بل قدمت لنا أيضًا معلومات حول الأنشطة التي تؤثر على التربة في تلك المناطق. كل هذه البيانات أساسية لضمان الحماية الصحيحة للتنوع البيولوجي للتربة.

ماذا بعد؟

لقد رسمنا خرائط المخاطر على التنوع البيولوجي للتربة واكتشفنا المناطق التي تحتاج إلى مساعدة لحفظ كائنات التربة. هل يعني هذا أننا يمكن أن نقول، "المهمة قد اكتملت! الحياة تحت الأرض آمنة!"؟ ليس حقًا. لكن هنا أفضل جزء: يجب علينا الآن تحديد الإجراءات الواقعية التي ستقلل من المخاطر على كائنات التربة في المناطق ذات المخاطر العالية. على سبيل المثال، ربما يمكن إنشاء مناطق محمية (مثل الحدائق الوطنية) لتجنب، أو على الأقل تقليل، التدخل البشري. ومع ذلك، في العديد من الحالات، قد لا يكون هذا كافيًا. على سبيل المثال، لا توجد حدود للأحداث الجوية القاسية؛ فهي تحدث أيضًا في الحدائق الوطنية. لتقليل تأثيرات الطقس القاسي على كائنات التربة، نحتاج إلى تدابير أوسع ستساعد على إبطاء أو عكس تغير المناخ. هذه قصة أخرى - مهمة حقيقية للأبطال الخارقين!

المصطلحات

التنوع البيولوجي للتربة
جميع المخلوقات الحية التي تعيش في التربة.

الميكروبات التربوية
الكائنات الحية في التربة التي يمكن رؤيتها فقط من خلال المجهر. تشمل الميكروبات التربوية الأركيا والبكتيريا والفطريات والبرتيستات

الكائناتالحيةفيالتربة
هي كائنات تعيش في التربة وتندرج تحت مملكة الحيوان (Animalia). تتراوح هذه الكائنات من الديدان الصغيرة المعروفة بالنيماتودا (بأبعاد تقل عن 0.1 ملم) إلى الحيوانات الأكبر مثل الخلد.

الكائنالمعدلوراثيًا (GMO)
هو كائن تم تعديل الحمض النووي الخاص به لمنحه قدرات جديدة، مثل مقاومة الآفات أو القدرة على النمو في وجود المواد الكيميائية القاتلة للأعشاب.

الجفاف
هو حالة تتسم بوجود ماء محدود أو معدوم في البيئة، ويعود ذلك أساسًا إلى قلة هطول الأمطار.

الشكر والتقدير

يود المؤلف أن يشكر غراين مولهيرن على مراجعتها الدقيقة للمخطوطة، وكذلك جميع مؤلفي النشر الأصلي [2]. تم دعم المقالة والمصدر الأصلي والبحث من قبل المفوضية الأوروبية ضمن مشروع EcoFINDERS (FP7-264465).

المصدر الأصلي للمقالة

Orgiazzi, A., Panagos, P., Yigini, Y., Dunbar, M. B., Gardi, C., Montanarella, L., وآخرون. 2016. نهج قائم على المعرفة لتقدير حجم ونمط التهديدات المحتملة لتنوع التربة. Sci. Total Environ. 545-546: 11–20. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.12.092

المراجع

[1] Orgiazzi, A. et al., 2016, Global Soil Biodiversity Atlas (European Commission).

[2] Orgiazzi, A. et al., 2016, Knowledge-based approach to estimating the magnitude and spatial patterns of potential threats to soil biodiversity. Sci. Total Environ., 545–546, pp. 11-20.

[3] Tsiafouli, M. A. et al., 2015, Intensive agriculture reduces soil biodiversity across Europe. Glob. Change Biol. 21, 973–985.

[4] Carpenter J. 2011. Impact of GM crops in biodiversity. GM Crops 2: 7–23.

 محرر : Helen Phillips, Saint Mary’s University, Canada

مشرفو العلوم : Christopher A. Emerling

الاستشهاد: Orgiazzi A (2022) Protecting Soil Biodiversity: A Dirty Job, but Somebody’s Gotta Do It! Front. Young Minds 10:677917. doi: 10.3389/frym.2022.677917

تضارب المصالح: يصرح المؤلف بأن البحث تم إجراؤه في غياب أي علاقات تجارية أو مالية قد يُفهم أنها تشكل تضاربًا محتملاً في المصالح.

حقوق الطبع والنشر: © 2022 Orgiazzi: هذه مقالة مفتوحة الوصول موزعة بموجب شروط ترخيص الإسناد المشروط (CC BY). يُسمح بالاستخدام والتوزيع أو النسخ في منتديات أخرى، بشرط أن يتم الإشارة إلى المؤلفين الأصليين ومالكي حقوق الطبع والنشر وأن يتم الاستشهاد بالنشر الأصلي في هذه المجلة، وفقًا للممارسات الأكاديمية المقبولة. لا يُسمح بأي استخدام أو توزيع أو نسخ لا يتوافق مع هذه الشروط.

المراجعين الشباب

مدرسة كايسفيل الإعداديةالعمر: 12-13 تم اختيار الطلاب الذين راجعوا هذه المقالة من صفوف العلوم 7 للسيد لاندفورد في مدرسة كايسفيل الإعدادية. يأتي الطلاب الذين يعيشون في المنطقة من مجتمعات قوية تعرف أيضًا كيف تقدر وتستمتع بالطبيعة في الغرب الأمريكي. تتعود العديد من العائلات على الذهاب في رحلات التنزه، وصيد الأسماك، والتخييم، وصيد الصخور، والتجديف في الأنهار، وركوب الدراجات، والعديد من الهوايات الأخرى التي لا يمكن ذكرها جميعًا.

المؤلفون

ألفريدو أورغيازي عندما كان طفلاً، كان ألفريدو يرغب في أن يصبح طيار هليكوبتر. ومع ذلك، فإن الحياة مليئة بالمفاجآت، وبدلاً من ذلك اتخذ طريق النعامة، حيث وضع رأسه في الأرض. بعد الانتقال من السماء إلى التربة، أصبح الآن باحثًا في التربة في المركز المشترك للبحوث التابع للمفوضية الأوروبية. تركز مهمته الحالية على إنشاء خرائط تفصيلية للحياة في التربة الأوروبية. alberto.orgiazzi@gmail.com

المترجم

رغد س محمد باحثة مهتمة بالتنوع الحيوي في العراق وتأثيرات التغير المناخي على هذا التنوع. في العراق، التغيرات المناخية مثل ارتفاع درجات الحرارة، نقص الموارد المائية، وزيادة التصحر تؤثر سلبًا على التنوع البيولوجي، مهددة بذلك العديد من الأنواع النباتية والحيوانية. الحفاظ على التنوع الحيوي في العراق يتطلب استراتيجيات مستدامة للتكيف مع التغيرات المناخية وضمان استدامة الموارد البيئية للأجيال القادمة.

التمويل

يُعرب فريق "ترجمة تنوع التربة" عن شكره للمركز الألماني للبحوث التكاملية في التنوع البيولوجي (iDiv) في هاله-ينا-لايبزيغ، الذي تم تمويله من قبل المؤسسة الألمانية للبحث العلمي (DFG FZT 118, 202548816).