تباين تدفق ثاني أكسيد الكربون من الجذع وتقدير إسهامه في تنفس النظام البيئي في مزرعة مطاط متجانسة الأعمار في جزيرة هاينان

يؤدي تدفق ثاني أكسيد الكربون من جذع الشجرة دورًا مهمًا في موازنة الكربون في النظم البيئية الغابية، إذ يمثل مكونًا أساسيًا من تنفس النظام البيئي الكلي، غير أن معظم الدراسات تركز على تدفقات النظام البيئي بعمومها ولا يُعرف إلا القليل عن إسهام تنفس الجذع في تنفس النظام البيئي في مزارع المطاط على وجه الخصوص، رغم الانتشار الواسع لهذه المزارع في المناطق المدارية وأهميتها في دورة الكربون الإقليمية، ومن هنا تقدم هذه الدراسة قياسات ميدانية مفصلة لتدفق ثاني أكسيد الكربون من الجذع في مزرعة مطاط متجانسة الأعمار في جزيرة هاينان الصينية، وتقدر إسهامه في التنفس الكلي للنظام البيئي وعوامله المؤثرة

أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها

هدفت الدراسة إلى رصد معدل تدفق ثاني أكسيد الكربون من الجذع في موقع القياس وعلى ارتفاعات مختلفة داخل مزرعة مطاط متجانسة الأعمار خلال عامي 2019 و2020، باستخدام محلل محمول لثاني أكسيد الكربون يراقب التدفق في الموضع الطبيعي عند ثلاثة ارتفاعات هي 1.5 متر و3.0 أمتار و4.5 أمتار، كما هدفت إلى رفع قياسات الجذع الواحد إلى مستوى المزرعة بطريقتين، إحداهما مستندة إلى مساحة سطح الجذع وأخرى مستندة إلى حجمه، وإلى فحص التباين العمودي والموسمي في التدفق ونسبته إلى تنفس النظام البيئي، وتحليل العوامل المؤثرة في هذه النسبة وفي مقدمتها مؤشر مساحة الورقة والمحتوى الحجمي لرطوبة التربة، باستخدام تحليل التباين الأحادي للفصل بين الفروق

ثانيًا: أبرز النتائج

النتيجة الأولى: أظهر تدفق ثاني أكسيد الكربون من الجذع فروقًا موسمية دالة، إذ بلغ أدنى قيمه في شهر أبريل وأعلاها في شهر سبتمبر، بما يربط إيقاع تنفس الجذع بدورة نمو الأشجار والظروف المناخية المرافقة لكل موسم

النتيجة الثانية: بلغ المتوسط السنوي لمعدل التدفق عند ارتفاع 3.0 أمتار 1.65 ميكرومول لكل متر مربع في الثانية بانحراف معياري قدره 0.52، وجاء أعلى قليلًا من التدفق عند ارتفاع 4.5 أمتار البالغ 1.56 بانحراف معياري قدره 0.59، وعند ارتفاع 1.5 متر البالغ 1.51 بانحراف معياري قدره 0.48، دون فروق واضحة في التباين العمودي

النتيجة الثالثة: أظهر تحليل التباين أن الطريقة المستندة إلى المساحة لم تسجل فروقًا واضحة في التباين العمودي إذ بلغت قيمة الدلالة 0.62، بينما أشارت الطريقة المستندة إلى الحجم إلى فروق في التباين العمودي بدلالة إحصائية، وعليه فإن قياسات غرف التنفس عند ارتفاع الصدر وفق الطريقة المستندة إلى المساحة بدائل قياس عملية ومعقولة لتقدير تنفس الجذع في المزرعة

النتيجة الرابعة: قُدرت قيم الكربون المنطلق من الجذع في غابة مطاط ناضجة وفق الطريقة المستندة إلى المساحة بنحو 1.214 طن كربون لكل هكتار في السنة في عام 2019، وبنحو 1.414 طن كربون لكل هكتار في السنة في عام 2020

النتيجة الخامسة: أظهرت نسبة تنفس الجذع إلى تنفس النظام البيئي بالطريقتين تغيرات موسمية، بأدنى قيمة في أبريل وأعلى قيمة في ديسمبر، وكان مؤشر مساحة الورقة والمحتوى الحجمي لرطوبة التربة العاملين الرئيسين المؤثرين في هذه النسبة وفق الطريقة المستندة إلى المساحة

ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها

تشير دلالات الدراسة إلى أن قياس تنفس الجذع عند ارتفاع الصدر بطريقة المساحة يوفر بديلًا عمليًا منخفض الكلفة لتقديرات موازنة الكربون في مزارع المطاط، دون الحاجة إلى أخذ عينات على ارتفاعات متعددة، وأن إيقاع هذا التدفق الموسمي وارتباطه بمؤشر مساحة الورقة ورطوبة التربة ينبغي أن يُدرجا في نماذج دورة الكربون الخاصة بالمزارع المدارية، إذ إن إهمال مكون الجذع أو افتراض ثبات نسبته عبر المواسم يقود إلى تقديرات متحيزة لتنفس النظام البيئي الكلي ومن ثم لصافي تبادل الكربون في هذه النظم الواسعة الانتشار

وخلاصة القول إن تدفق ثاني أكسيد الكربون من جذع أشجار المطاط يتباين موسميًا دون تباين عمودي يذكر، ويسهم بنحو 1.2 إلى 1.4 طن كربون لكل هكتار سنويًا في تنفس النظام البيئي، وإن قياسه عند ارتفاع الصدر وفق طريقة المساحة ممارسة رشيدة قابلة للتعميم في دراسات موازنة الكربون بالمزارع المتجانسة الأعمار