تنها یک درجه افزایش دما در جنگل‌های شمالی (تایگا) می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به بار آورد.
در یک مطالعه فاش‌کننده، تصویری تلخ نمایان شد: چشم‌انداز جنگل‌های شمالی که زمانی پوشیده از برف بود، اکنون تقریباً برهنه است. این یک پیش‌بینی دور نیست، بلکه واقعیتی است که در آزمایش میدانی SPRUCE در مینسوتا مشاهده شده است، جایی که محققان شرایط آب‌وهوایی آینده را شبیه‌سازی کرده‌اند.
بر اساس این تحقیق، حتی مقادیر اندکی گرمایش می‌تواند این اکوسیستم‌های وسیع را به طور چشمگیری تغییر دهد.
درباره جنگل‌های شمالی (تایگا)
جنگل‌های شمالی که با نام تایگا نیز شناخته می‌شوند، اکوسیستم‌های وسیعی هستند که در مناطق شمالی کره زمین، درست پایین‌تر از مدار قطب شمال قرار دارند. این جنگل‌ها با آب‌وهوای سرد و خشن و فصل رشد کوتاه مشخص می‌شوند.
آنها عمدتاً از درختان مخروطی مانند کاج، صنوبر و راش تشکیل شده‌اند که به‌خوبی با محیط سرد سازگار شده‌اند. جنگل‌های شمالی بخش‌های زیادی از روسیه، کانادا، آلاسکا و اسکاندیناوی را پوشش می‌دهند و آنها را به یکی از بزرگ‌ترین انواع بیوم در جهان تبدیل می‌کند.
این جنگل‌ها با عمل به‌عنوان چاه‌های جذب کربن قابل‌توجه، نقش مهمی در سیستم آب‌وهوایی زمین ایفا می‌کنند و مقادیر زیادی دی‌اکسیدکربن را از جو جذب می‌کنند. آنها همچنین خانه انواع جانوران وحشی از جمله خرس، گرگ، گوزن و پرندگان بی‌شمار هستند.
اکوسیستم جنگل‌های شمالی با محیط سرد خودسازگار است، اما نسبت به تغییرات آب‌وهوایی، به‌ویژه افزایش دما و تغییرات ناشی از آن در پوشش برف و لایه منجمد دائمی (پرمافراست) حساس است.
چرا برف اهمیت دارد؟
در بیشتر نیمکره شمالی، برف منظره را به سرزمین رؤیایی زمستانی خیره‌کننده تبدیل می‌کند. اما فراتر از زیبایی آن، برف نقش مهمی در اکوسیستم ایفا می‌کند:
آینه طبیعی زمین: سطح درخشان برف مقدار قابل‌توجهی از نور خورشید را منعکس می‌کند. این به خنک نگه‌داشتن هوا و زمین کمک می‌کند و سرعت ذوب‌شدن برف را کاهش می‌دهد.
عایق دنج: برف مانند یک پتو نرم عمل می‌کند و گیاهان و موجودات متنوع کف جنگل را از سرمای شدید و بادهای شدید محافظت می‌کند.
منبع بهار: با فرارسیدن بهار، ذوب تدریجی برف یک منبع ثابت آب را فراهم می‌کند و رودخانه‌ها، نهرها و گیاهانی را که پس از خواب زمستانی دوباره جان می‌گیرند، تغذیه می‌کند.
کاهش برف، افزایش بیشتر دما
تیمی به رهبری دکتر اندرو ریچاردسون از دانشگاه نورث آریزونا (NAU) اثرات آبشاری تغییری به‌ظاهر جزئی را بررسی کرد: زمستان‌های کمی گرم‌تر.
ریچاردسون گفت: «برف واقعاً بخش مهمی از زمستان در اکثر اکوسیستم‌های شمالی است. گذار به زمستان‌های کم برف یا بدون برف پیامدهای عمده‌ای برای نحوه عملکرد این اکوسیستم‌ها خواهد داشت.»
یافته‌های آنها تصویری نگران‌کننده را به تصویر می‌کشد:
گرمای اضافی در جنگل‌های شمالی
حتی یک یا دو درجه گرما منجر به کاهش قابل‌توجه پوشش برف می‌شود. این تغییر به‌ظاهر جزئی می‌تواند تأثیرات عمیقی بر اکوسیستم‌های جهانی و چرخه آب داشته باشد. کاهش برف اثرات آبشاری بر آب‌وهوای محلی و جهانی دارد.
برای مثال، مناطقی که به طور سنتی برای آب شیرین به ذوب برف متکی هستند، ممکن است با کمبود مواجه شوند که بر جمعیت انسان و حیات‌وحش تأثیر می‌گذارد.
علاوه بر این، بدون سطح بازتابنده برف، زمین تابش خورشیدی بیشتری را جذب می‌کند و در نتیجه دمای محلی را در یک حلقه بازخورد که گرمایش اولیه را تشدید می‌کند، بیشتر می‌کند.
خاک گرماگیر
بدون قدرت بازتابی برف، خاک در معرض نور خورشید بیشتری جذب می‌کند و آن را به یک بخاری غول‌پیکر تبدیل می‌کند.
این جذب باعث تشدید گرمایش محلی می‌شود، زیرا سطوح تیره خاک در مقایسه با برف بسیار بازتابنده، گرمای بیشتری را حفظ می‌کنند.
این فرایند نه‌تنها دمای زمین را افزایش می‌دهد، بلکه به یک حلقه بازخورد نیز کمک می‌کند که ذوب‌شدن هرگونه برف‌ویخ باقی‌مانده را تسریع می‌کند.
افزایش دمای خاک می‌تواند اکوسیستم‌های محلی را مختل کند، چرخه‌های رشد گیاهان و زیستگاه‌های حیات‌وحش را تغییر دهد و به اثرات اکولوژیکی گسترده‌تر و تشدید گرمایش کلی کره زمین منجر شود.
حلقه بازخورد گرمایش
گرمای اضافی حاصل از خاک گرماگیر، دمای هوا را افزایش می‌دهد و ذوب‌شدن برف‌های اطراف را تسریع می‌کند.
این ذوب‌شدن سریع برف به یک‌چرخه معیوب تبدیل می‌شود. کاهش پوشش برف، جذب گرمای خاک را افزایش می‌دهد که به نوبه خود هوا را گرم‌تر می‌کند.
این چرخه ناپدیدشدن برف و افزایش دما، یک حلقه خود تقویت‌کننده را تداوم می‌بخشد و اثرات گرمایش آب‌وهوا را تشدید می‌کند.
چنین تغییراتی می‌تواند اکوسیستم‌ها را به طور چشمگیری تغییر دهد، دسترسی به آب را از منابع وابسته به ذوب برف کاهش دهد و فرکانس آتش‌سوزی‌های جنگلی و سایر رویدادهای شدید آب‌وهوایی را افزایش دهد.
این چرخه بر وابستگی متقابل سیستم‌های آب‌وهوایی و تأثیر قابل‌توجه افزایش تدریجی دما بر محیط‌زیست تأکید می‌کند.
آزمایش SPRUCE: شبیه‌سازی زمستان‌های جنگل‌های شمالی
برای جداکردن اثر افزایش دما بر برف جنگل‌های شمالی، دانشمندان به یک پروژه جذاب در مینسوتا روی آوردند – آزمایش SPRUCE وزارت انرژی ایالات متحده.
در اینجا، محققان بادقت دما را به صورت گام‌به‌گام افزایش دادند و سطوح مختلف گرمایش را شبیه‌سازی کردند. دوربین‌های تایم لپس ناپدیدشدن برف را ثبت کردند و تصویری بصری از این پدیده ارائه دادند.
حتی تغییرات کوچک هم مهم هستند
این تیم برای سرعت ناپدیدشدن برف در جنگل‌های شمالی آماده نبود. حتی با کوچک‌ترین افزایش دما، پوشش برف به سرعت روبه‌کاهش گذاشت. این به معنای آن بود که گیاهان در اوایل فصل محافظت خود را از دست می‌دادند، با نوسانات دما دست‌وپنجه نرم می‌کردند و با کاهش ذوب برف دچار کم‌آبی می‌شدند.
آنها نگران‌اند که پیامدها می‌تواند در کل شبکه به‌هم‌پیوسته جنگل نفوذ کند:
- گیاهان در حال تقلا: قرارگرفتن در معرض سرما در زمان نامناسب و کمبود آب می‌تواند درختان و سایر گیاهان را تحت‌فشار قرار دهد و حتی آنها را از بین ببرد.
- تابستان‌های خشک‌تر: بدون یک پوشش برف سالم که به‌آرامی ذوب شود، جنگل ممکن است در ماه‌های گرم‌تر با کمبود آب مواجه شود.
- خطر آتش‌سوزی: جنگل‌های خشک شده به جعبه‌های کبریت تبدیل می‌شوند و خطر آتش‌سوزی‌های ویرانگر را افزایش می‌دهد.
درس‌هایی برای دنیایی در حال تغییر
این تحقیق در مورد سوگواری برای ازدست‌دادن برف جنگل‌های شمالی نیست؛ بلکه در مورد درک اثرات گسترده تغییرات آب‌وهوایی است:
- بهبود مدل‌های آب‌وهوایی: نتایج این مطالعه منحصربه‌فرد به دانشمندان در پالایش مدل‌های پیچیده‌ای که برای پیش‌بینی آینده سیاره ما استفاده می‌شود، کمک می‌کند.
- مدیریت اکوسیستم: دانستن اینکه یک منطقه تا چه حد به ازدست‌دادن برف حساس است، به ما در طراحی استراتژی‌هایی برای محافظت از جنگل‌ها و گونه‌های بی‌شماره‌ای که از آنها پشتیبانی می‌کنند، کمک می‌کند.
نتیجه‌گیری
همان‌طور که ریچاردسون می‌گوید: «به‌عنوان کسی که عاشق زمستان است، این خبر دوچندان بد است – برف کمتر و خطر آتش‌سوزی بیشتر.»
درحالی‌که راه‌حل‌های تغییرات آب‌وهوایی پیچیده هستند، این مطالعه به ما یادآوری می‌کند که حتی تغییرات ظاهراً جزئی دما نیز قدرت عظیمی برای تغییر شکل دنیای ما دارند – از جنگل‌های دوردست شمالی تا حیاط‌خلوت خودمان.
مطالعه در مجله Journal of Geophysical Research: Biogeosciences منتشر شده است.
