الأنشطة الزراعية ودورها في زيادة الاحتباس الحراري
عند النظر في دور الزراعة فيما يتعلق بتغير المناخ، من المهم التمعن في تأثير الممارسات الزراعية على المناخ المحلي والعالمي .
على سبيل المثال، يعد نوع الغطاء النباتي وكمية الغطاء الأرضي والعمليات الزراعية مثل عملية الحرث ونوع مصدات الرياح وطريقه الري المتبعة للنبات كلها عوامل تؤثر على المناخ المحلي والمناخ الكلي بشكل مباشر أو غير مباشر، سواء عن طريق تغيير النتح والجسيمات الموجودة في الهواء و هطول الأمطار، الرياح، انبعاثات غازات الدفيئة إلخ…..
يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على المناخ العالمي إذا تغيرت ميزانية الطاقة على سطح الأرض بشكل كبير.
المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض هو الإشعاع الشمسي الوارد. ومع ذلك، يوجد سلسلة كاملة من عوامل التأثير التي لديها قدرة التأثير على ميزانية الإشعاع و درجة حرارة الأرض. تسبب بعض عوامل التأثير، مثل غازات الاحتباس الحراري، والاحترار
بينما ينتج عن عوامل أخرى زيادة انعكاس السطح والهباء الجوي، في التبريد بشكل أساسي.
الأنشطة الزراعية ودورها في زيادة الاحتباس الحراري
سيتطرق المقال إلى ثلاث محاور متعلقة بأنشطة الانسان الزراعية
- تأثيرات قطع الغابات والتدخل لتحويلها لأراضي زراعية
- تأثير الإنتاج الحيواني على التغير المناخي
- الزراعة التقليدية ( طرق الحراثة والتسميد)
تأثيرات قطع الغابات والتدخل لتحويلها لأراضي زراعية
ساهم التغير في استخدام الغابات كأراضي زراعية بنسبة حوالي 20 إلى 25% في الانبعاثات السنوية العالمية في عام 2010.
وتشير تقديرات منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة “الفاو” إلى أن 420 مليون هكتار (1.6 مليون ميل مربع) من الغابات، وهي مساحة أكبر من الاتحاد الأوروبي، دمرت بين عامي 1990 و 2020.
قالت الدراسة التي أوردتها دورية (تغير مناخ الطبيعة) إنه بحلول عام 2050 قد تؤدي عمليات إزالة الغابات إلى تراجع سقوط الأمطار بالمناطق المدارية بنسبة 15 في المئة بما في ذلك مناطق الامازون بامريكا الجنوبية وجنوب شرق آسيا ووسط أفريقيا.
يقول الخبراء إن معظم أنشطة قطع الأشجار تجري لتهيئة الأراضي لزراعة المحاصيل ويمكن أن يتسبب هذا بدوره في خلق حلقة مفرغة من خلال زيادة درجة حرارة الأرض وخفض الإنتاج الغذائي في المزارع وهو ما يجبر المزارعين على قطع مزيد من الأشجار لزراعة الأرض.
وقالت ديبورا لورانس الاستاذة بجامعة فرجينيا وكبيرة المشرفين على هذه الدراسة لمؤسسة تومسون رويترز “عندما تزيل أشجار المناطق المدارية فستواجه هذه المناطق درجة عالية من الاحتباس الحراري وأشد مستوى من الجفاف”.
تؤدي إزالة الأشجار وزراعة محاصيل مكانها الى إطلاق غاز ثاني اكسيد الكربون في الجو ما يسهم بدوره في إحداث الاحتباس الحراري. في الوقت ذاته تصبح المناطق المنزوعة الأشجار أقل قدرة على الاحتفاظ بالرطوبة وسرعان ما يؤدي ذلك الى تغير أنماط الطقس محليا.
وأشارت الدراسة إلى أنه إذا استمرت أنشطة قطع الغابات على معدلاتها الحالية في منطقة الغابات المطيرة بالامازون في أمريكا الجنوبية فإن محصول فول الصويا الذي تنتجه المنطقة قد يتراجع بنسبة 25 في المئة بحلول عام 2050 .
ومضت الدراسة تقول إن قطع الغابات في جمهورية الكونغو الديمقراطية أو تايلاند قد يكون له تداعيات أيضا في مناطق أخرى من العالم إذ سيؤدي الى تزايد هطول الأمطار على بريطانيا وهاواي وتراجعها في جنوب فرنسا ومنطقة الغرب الاوسط الامريكي.
وقالت لورانس إنه على الصعيد العالمي فإن أنشطة قطع الغابات تتزايد ببطء. وقالت إن البرازيل نجحت في خفض هذه المعدلات “من خلال قصة نجاح رائعة” فيما ساء الوضع في الغابات المدارية باندونيسيا.
وقد تؤدي إزالة الغابات المدارية بالكامل إلى زيادة في درجات حرارة العالم قدرها 0.7 درجة ما يعني مضاعفة ارتفاع درجة حرارة العالم منذ عام 1850 .
وقالت لورانس “دأبنا على تسمية الغابات المدارية بأنها ’رئتا العالم’ إلا أنها صارت أكثر شبها بغدد العرق”.
ومضت تقول “تنطلق منها كميات كبيرة من الرطوبة ما يجعل كوكب الأرض يحتفظ بالبرودة. لكن هذه العلاقة المهمة تزول بل انها تنقلب رأسا على عقب إذا أزيلت الغابات
الأنشطة الزراعية ودورها في زيادة الاحتباس الحراري
تأثير الإنتاج الحيواني على التغير المناخي
باعتباره أكبر نظام لاستخدام الأراضي على وجه الأرض ، يحتل قطاع الثروة الحيوانية 30٪ من سطح العالم الخالي من الجليد ، ويساهم بنسبة 40٪ من الناتج المحلي الإجمالي الزراعي العالمي ، ويوفر دخلاً لأكثر من 1.3 مليار شخص ، ويوفر الغذاء لما لا يقل عن 800 مليون غذاء.
تساهم الزراعة بشكل عام ، والإنتاج الحيواني بشكل خاص ، في ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال انبعاثات غازات الدفيئة غير ثاني أكسيد الكربون ، الميثان وأكسيد النيتروز . وينبعث معظم الميثان من الحيوانات المجترة (الحيوانات + السماد الطبيعي) ، في حين أن أكسيد النيتروز ينبعث بشكل أساسي من الأرض المخصبة.
يمكن تصنيف الأدبيات البحثية المتعلقة بتخفيف غازات الدفيئة في الإنتاج الحيواني على نطاق واسع في الفئات التالية ، والمتداخلة جزئيًا: أولاً ، تحسين الكفاءة في الإنتاج المحصولي أو الحيواني ؛ ثانياً ، تقليل انبعاثات غاز الميثان المعوية ؛ ثالثًا ، تقليل الانبعاثات الناتجة عن إدارة السماد الطبيعي ؛ رابعاً ، عزل كربون التربة ؛ خامسًا ، تغيير الاستهلاك البشري للأغذية ذات المصدر الحيواني
دون الادعاء بأنها كاملة ، قمنا بمراجعة الخيارات الرئيسية المتاحة للتخفيف من غازات الدفيئة في الإنتاج الحيواني التي تم تناولها في الأدبيات العلمية من منظور استدامة دورة الحياة وهذا يعني أننا حددنا تأثيرها المشترك على تقليل غازات الدفيئة على طول سلسلة الإنتاج بأكملها ، وتناولنا العوامل الخارجية المحتملة فيما يتعلق بجوانب الاستدامة الأخرى
تحسين الكفاءة في إنتاج المحاصيل:
يساهم إنتاج مكونات العلف بشكل كبير في إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة من الإنتاج الحيواني يمكن تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز من إنتاج مكونات العلف عن طريق اختيار المحاصيل ذات الغلة الأعلى (أو انخفاض الطلب على النيتروجين لكل وحدة إنتاج). ومع ذلك ، فقد تحققت الزيادات في غلة المحاصيل بشكل رئيسي من خلال التغييرات في مؤشر الحصاد عن طريق زيادة الجزء المحصود ، فإن كمية مخلفات المحاصيل ، وبالتالي القدرة ذات الصلة على عزل الكربون في التربة ، تكون
تحسين الكفاءة في الإنتاج الحيواني:
إن تحسين سمات الإنتاج ، مثل معدل النمو ، والإنتاج السنوي للحليب ، والخصوبة ، وكفاءة تحويل الأعلاف ، عن طريق التربية أو الإدارة الدقيقة ، سيقلل صافي انبعاثات غازات الدفيئة ، لأن هناك حاجة إلى عدد أقل من الحيوانات ، وبالتالي تقليل العلف ، لإنتاج نفس الكمية من المنتج . وبالتالي ، فإن تحسين إنتاجية الحيوانات أمر مدعو لتقليل صافي انبعاثات غازات الدفيئة في البلدان المتقدمة ، حيث تكون الإنتاجية الحيوانية مرتفعة بالفعل
تقليل انبعاثات غاز الميثان المعوية:
تركز خيارات تقليل انبعاثات غاز الميثان المعوية في المجترات على التربية والتغذية والإدارة والمكملات الغذائية ، ويتم استكشافها بشكل أساسي للبلدان المتقدمة. إلى جانب التربية لتحسين كفاءة تحويل العلف (كما هو موصوف أعلاه) ، تتم معالجة التربية من أجل تقليل تكوين الميثان (أي تكوين الميثان بواسطة الميكروبات في الكرش) ، ولكن لم تتم دراسة صافي إمكانات التخفيف حتى الآن.
تحسين إدارة السماد الطبيعي:
تركز خيارات إدارة السماد الطبيعي بشكل أساسي على الحد من انبعاثات أكسيد النيتروز والميثان من خلال التغييرات في مباني المواشي ومرافق تخزين السماد الطبيعي ومعالجة السماد وإدارة الرعي. يمكن تحقيق الحد من أكسيد النيتروز من خلال اعتماد أنظمة تعتمد على الملاط بدلاً من القش أو القمامة العميقة
في حالة عدم وجود مواد الفرش ، يظل الملاط في حالة لاهوائية في الغالب مع فرصة ضئيلة للنترة ، وبالتالي انبعاثات أكسيد النيتروز.
عزل كربون التربة (C):
العلاقة بين الإنتاج الحيواني وعزل التربة معقدة وغير مؤكدة. يحدد الفرق بين مدخل C في التربة وفقدان الكربون من التربة ، بسبب التحلل أو تآكل التربة أو تدهور الأرض
تقييم استدامة دورة الحياة المتكاملة :
إن عملية صنع القرار الحالية فيما يتعلق بتنفيذ خيارات التخفيف من غازات الدفيئة تعرقلها المعرفة المحدودة بشأن عواقبها المتعددة الأبعاد والمتضاربة أحيانًا على طول السلسلة الغذائية. ومع ذلك ، فإن النقاش المجتمعي والسياسي الشفاف حول الخيارات والقيود المستقبلية لنظم الإنتاج الحيواني المستدامة يتطلب فهمًا واضحًا للمقايضات وأوجه التآزر بين خيارات التخفيف من غازات الدفيئة فيما يتعلق بقضايا الاستدامة على طول السلسلة الغذائية.
الزراعة التقليدية ( الحراثة والتسميد )
يُعتقد أن ممارسات الحرث والتسميد المستخدمة في إنتاج المحاصيل نزيد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من التربة.
ممارسات حرث التربة لها تأثير عميق على الخصائص الفيزيائية للتربة وتوازن غازات الاحتباس الحراري. ومع ذلك ، كان هناك عدد قليل جدًا من الدراسات المتكاملة حول انبعاث ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O) والخصائص الفيزيائية الحيوية والكيميائية للتربة في ظل أنظمة إدارة التربة المختلفة.
لقد سجل احتمالًا أعلى بكثير للاحترار العالمي الصافي في ظل أنظمة الحراثة التقليدية (26-31٪ أعلى من أنظمة الحراثة الصفرية). من الأهمية بمكان أن شبكة مسام التربة ثلاثية الأبعاد ، التي تم تصويرها باستخدام التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية ، والتي تم تعديلها بواسطة الحرث ، لعبت دورًا مهمًا في تدفق ثاني أكسيد الكربون والميثان. وعلى النقيض من ذلك ، تم تحديد تدفق أكسيد النيتروز بشكل أساسي عن طريق كربون الكتلة الحيوية الميكروبية ومحتوى رطوبة التربة. يشير العمل إلى أن عدم الحرث يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة من التربة والمساهمة في الجهود المبذولة للتخفيف من تغير المناخ.
الأسمدة وتغير المناخ :
يضيف المزارعون الأسمدة إلى تربتهم لتزويد المحاصيل بالمغذيات التي يحتاجونها للنمو. منذ آلاف السنين ، استخدم البشر الأسمدة المعدنية والعضوية ، مثل السماد الطبيعي وعظام الأرض ، لتحسين خصوبة التربة.
في القرن الماضي ، عززت الأسمدة التي من صنع الإنسان إنتاج المحاصيل بشكل كبير ، مما سمح للمزارعين بزراعة المزيد من الغذاء على مساحة أقل من الأرض. لكن هذا الارتفاع في استخدام الأسمدة كان له تكلفة: انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي تسبب الاحتباس الحراري. على مستوى العالم ، تعد الزراعة ثاني أكبر مصدر لتلوث تغير المناخ ولكل من تصنيع واستخدام الأسمدة زيادات كبيرة في الانبعاثات.
النيتروجين هو أحد العناصر الغذائية الرئيسية التي تحتاجها النباتات للنمو. لكن النباتات لا تستطيع امتصاص النيتروجين من الهواء بالطريقة التي تمتص بها ثاني أكسيد الكربون أو الأكسجين. في أوائل القرن العشرين ، اخترع العلماء عملية لإنتاج مركب يحتوي على النيتروجين ، الأمونيا ، والذي يمكن للنباتات امتصاصه من التربة. اليوم ، الأمونيا هي ثاني أكثر المواد الكيميائية شيوعًا في العالم ، وتستخدم بكميات ضخمة كسماد فعال للغاية.
أحدث هذا الاختراع ثورة في الزراعة ، حيث ضاعف عدد الأشخاص الذين يمكن أن يطعم فدان واحد من الأرض. ولكن يجب تصنيع الأمونيا تحت ضغط مرتفع تحت درجات حرارة عالية – مما يعني أن تصنيعها يتطلب الكثير من الطاقة. تأتي معظم هذه الطاقة من حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم وغاز الميثان ، الذي ينتج غازات الدفيئة ثاني أكسيد الكربون ، وهو السبب الرئيسي لتغير المناخ. يساهم تصنيع الأمونيا اليوم بنسبة تتراوح بين 1 و 2 ٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء العالم
تنتج الأسمدة أيضًا غازات الدفيئة بعد أن يطبقها المزارعون في حقولهم. تمتص المحاصيل ، في المتوسط ، حوالي نصف النيتروجين الذي تحصل عليه من الأسمدة . يتدفق الكثير من الأسمدة المطبقة في المجاري المائية ، أو تتفكك بواسطة الميكروبات في التربة ، مطلقة غازات الاحتباس الحراري القوية أكسيد النيتروز في الغلاف الجوي. على الرغم من أن أكسيد النيتروز يمثل جزءًا صغيرًا فقط من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم ، إلا أن أكسيد النيتروز يسخن كوكب الأرض بمقدار 300 مرة أكثر من ثاني أكسيد الكربون.
الأنشطة الزراعية ودورها في زيادة الاحتباس الحراري
الحلول المقترحة
لمعالجة مشكلة انبعاثات أكسيد النيتروز ، نحتاج أيضًا إلى معرفة كيفية استخدام كمية أقل من الأسمدة دون التضحية بإنتاجية المحاصيل. هناك عدد من الطرق للقيام بذلك ، من استخدام الأسمدة بطيئة الإطلاق ، إلى التغيير عند استخدام الأسمدة ، إلى استخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة امتصاص النباتات للمغذيات بشكل أفضل. على المزارعين استخدام المزيد من الأسمدة في حقولهم أكثر مما يحتاجون إليه. بدأت بعض البلدان والمناطق في التحرك في هذا الاتجاه. أعلنت أوروبا ، على سبيل المثال ، عن خطط لخفض استخدام الأسمدة بمقدار الربع خلال هذا العقد ، كجزء من جهد أوسع لجعل مزارعها أكثر استدامة.
الحد من غازات الدفيئة الزراعية
يمكن الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) من الأنشطة الزراعية من خلال إدارة أكثر كفاءة لتدفقات الكربون والنيتروجين داخل النظم الزراعية. فيما يلي بعض الممارسات الإدارية المفيدة المعترف بها لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
إدارة الثروة الحيوانية والسماد الطبيعي
تعتبر إدارة الثروة الحيوانية والسماد الطبيعي من العوامل الرئيسية المساهمة في انبعاثات غازات الدفيئة الزراعية. يمكن للممارسات التالية عزل الكربون و / أو تخفيف انبعاثات غازات الدفيئة من الماشية والسماد الطبيعي:
- استخدم إضافات الأعلاف الحيوانية
- ممارس الرعي الدوراني لعزل الكربون في التربة
- اختيار الأعلاف العالية الجودة من شأنه أن يقلل الميثان المنبعث من التخمر المعوي
- إدارة السماد لتقليل الميثان وأكسيد النيتروز
- تغطية مرافق تخزين الروث
- تحسين استخدام الروث مع خطة إدارة المغذيات
- التقاط وجمع واستخدام الميثان من تخزين الروث ( التدفئة _ الطبخ …. الخ )
الحفاظ على التربة وعزل الكربون
تمتلك النظم البيئية الزراعية احتياطيات كبيرة من الكربون. تعزز الممارسات الزراعية التالية عزل الكربون إما عن طريق زيادة تخزين الكربون أو تقليل فقد الكربون المخزن:
- تعزيز إدارة النيتروجين من خلال تخطيط إدارة المغذيات
- تقليل الحرث
- تقليل البور
- إعادة مخلفات المحاصيل إلى التربة
- إنشاء أنظمة الزراعة الحراجية
- زيادة الغطاء المحصول
- تنفيذ الرعي الدوراني
- الحفاظ على الطاقة وتبديل الوقود
تتمتع كل مزرعة بفرص مختلفة للحفاظ على الطاقة وتبديل الوقود.
تتضمن بعض الأمثلة ما يلي:
- القيام بإجراء تقييم للطاقة في المزرعة يستخدم الوقود بالكامل لتحديد فرص توفير الطاقة
- التأكد من أن جميع أنظمة التدفئة والتبريد في حالة عمل جيدة
- استخدم أجهزة توقيت أو أجهزة استشعار أو محركات متغيرة السرعة في أنظمة التهوية والتدفئة والتبريد والإضاءة
- استبدال المعدات التي تعمل بالوقود الأحفوري بالمضخات الكهربائية والمحركات
إنتاج الطاقة في المزرعة
يمكن لمصادر الطاقة المتجددة أن تحل محل استخدام الوقود الأحفوري ، مما يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة داخل المزرعة وخارجها. يمكن أن تساعد أيضًا في تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة ذات الأسعار المتقلبة ، وخلق فرص جديدة للتنويع الاقتصادي للمنتجين الزراعيين. تشمل تقنيات الطاقة المتجددة المناسبة للاستخدام في المزرعة ما يلي:
- الهضم اللاهوائي ( الهواضم الحيوية )
- توربينات الرياح
- الألواح الشمسية (الكهروضوئية)
- بطاريات قابلة للشحن
الأنشطة الزراعية ودورها في زيادة الاحتباس الحراري
المصادر
المجلة العربية للنشر العلمي
https://www.reuters.com/article/oegin-americas-forest-ab6-idARAKBN0JW1Z720141218
Biomass use, production, feed efficiencies, andgreenhouse gas emissions from globallivestock systemsMario Herreroa,b,1, Petr Havlíkb,c, Hugo Valinc, An Notenbaertb, Mariana C. Rufinob, Philip K. Thorntond,Michael Blümmelb, Franz Weissc, Delia Graceb, and Michael Obersteinerc
Greenhouse gas abatement strategies for animal husbandry
Author links open overlay panelGert-JanMontenyaAndreBanninkbDavidChadwickc
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167880905004147
https://www.nature.com/articles/srep04586