تقوم الأشجار بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى أكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي، ولكن وجدت الأبحاث أن كمية الأكسجين من الأشجار تعتمد غالبا على نوع الأشجار وكتلة أوراقها الإجمالية، وتساعد الأشجار أيضا على تحسين الصحة العقلية وخفض درجات الحرارة السطحية ومكافحة آثار تغير المناخ، وتعد الأشجار، إلى جانب كونها الخلفية الجميلة، موطنا ومصدرا ماديا للعديد من الحيوانات، وهي السبب الرئيسي الذي يجعلنا نتنفس، ولكن دعونا ننعش أنفسنا بشأن كيفية إنتاج الأكسجين من الأشجار.
تستطيع الأشجار وحدها إنتاج كمية كافية من الأكسجين لدعم جميع الإحتياجات البشرية للأكسجين في أمريكا الشمالية، والأشجار من المصادر الطبيعية التي خلقها الله وهي مهمة جدا وتفيد البيئة، وتنتج الشجرة الورقية الناضجة كمية كبيرة من الأكسجين في الموسم الواحد حيث تكفي لـ يستنشقه حوالي 10 أشخاص في السنة، وكان هذا التصريح من قبل تقرير مؤسسة أربور اليوم، ولعدد من الأسباب، بما في ذلك توافر الأشجار وغيرها من النباتات التي تحتوي على التمثيل الضوئي يمكن أن يختلف الإستهلاك البشري للأكسجين الناتج عن الأشجار بشكل كبير.
هناك أيضا بعض التساؤلات حول عدد الأشجار المورقة الناضجة الموجودة في الولايات المتحدة، ولكن التقدير تقريبي بإستخدام بيانات خدمة الغابات الأمريكية (FIA) أن هناك حوالي 1.5 مليار من الأشجار وصلت إلى مرحلة النضج (على افتراض أنها تبلغ من العمر 20 عاما أو أكثر)، وهناك ما يقرب من ثلاثة أشجار ناضجة لكل شخص في الولايات المتحدة وهي أكثر من كافية.
يتم إطلاق الأكسجين في عملية التمثيل الضوئي
تستطيع النباتات تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى أكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي، وفي هذه العملية، يقومون بتحويل الطاقة الضوئية، أو الطاقة الملتقطة من الشمس، لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون من التربة إلى أكسجين، ويمكن تقسيم هذا إلى خطوتين:
1- التفاعلات المعتمدة على الضوء: حيث يتم تخزين الطاقة الضوئية التي تلتقطها البلاستيدات الخضراء في غشاء الثايلاكويد في النبات على شكل ATP.
2- دورة كالفن: حيث ينتقل ATP إلى جزء مختلف من الخلية النباتية، وهو السدى، حيث ينتج الجلوكوز الذي يستخدمه النبات كغذاء، ويطلق الأكسجين الزائد، ويسمى عكس هذه العملية التنفس الخلوي، أو كيف تقوم الكائنات الحية بتحويل الجلوكوز إلى ATP.
تقديرات كمية الأكسجين من الأشجار الأخرى
فيما يلي بعض علامات التصريحات الأخرى من مصادر مختلفة والتي قد تكون أكثر تحفظا أو أقل تحفظا من التقرير السابق:
يمكن لشجرة ناضجة واحدة أن تمتص ثاني أكسيد الكربون بمعدل 22 كيلوجرام لكل سنة وتطلق كمية كافية من الأكسجين في الغلاف الجوي لدعم إثنين من البشر، وهذه تصريحات ماكالين مايك، البراهين من أجل الحفاظ على الأراضي (مصادر التوثيق والمعلومات لحماية موارد الأراضي)، وفي المتوسط ، تنتج شجرة واحدة ما يقرب من 117 كيلوجرام من الأكسجين كل عام، ويمكن لشجرتين ناضجتين توفير كمية كافية من الأكسجين لعائلة مكونة من أربعة أفراد، وهذا تصريح من وكالة البيئة في كندا (شركة البيئة الكندية).
متوسط الإنتاج السنوي الصافي للأكسجين (بعد حساب التحلل) لكل هكتار من الأشجار (100٪ شجر مظلة) تعوض إستهلاك الأكسجين لحوالي 19 شخصا سنويا (ثمانية أشخاص لكل فدان من غطاء الأشجار)، ولكنه يتراوح بين تسعة أشخاص لكل هكتار من غطاء الأشجار المظلة في مينيابوليس مينيسوتا، إلى 28 شخصا لكل هكتار من الأشجار المظلة في كالجاري ألبرتا، وهذه تصريحات من مصلحة الغابات الأمريكية والجمعية الدولية لتربية الأشجار.
بعض الاعتبارات مع تقدير كمية الأكسجين من الأشجار التي تنتجها
تشير العديد من هذه المصادر إلى أن كل هذا يتوقف على أنواع الأشجار والسكان المحليين، والأشياء الأخرى التي من شأنها أن تزيد من توفر الأكسجين للبشر من صحة الأشجار والمكان الذي تعيش فيه عند حساب توفر كمية الأكسجين الشجري لكل شخص.
هل تنتج جميع أنواع الأشجار نفس الكمية من الأكسجين؟
لا، كمية الأكسجين المنبعثة يمكن أن تعتمد إلى حد كبير على نوع الأشجار، ويرجع ذلك إلى كتلة الأوراق الإجمالية، والمعروفة أيضا بإسم مؤشر مساحة الورقة، ووفقا لكلية الموارد الطبيعية بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، تنتج أشجار الصنوبر أقل كمية من الأكسجين بسبب إبرها الرفيعة، ومن ناحية أخرى، فإن أشجار التنوب دوجلاس، والتنوب، والتنوب الحقيقي، والزان، والقيقب تعطي أكبر قدر من الأكسجين، ولكن أبعد من ذلك، دعونا ننظر إلى طرق أخرى لأهمية الأشجار:
1. تحافظ الأشجار على نظافة الهواء
بصرف النظر عن إنتاج الأكسجين، تلعب الأشجار أيضا دورا في الحد من تلوث الهواء، خاصة في المدن الكبرى، ووفقا لخدمة الغابات الأمريكية، يمكن للأشجار إزالة ما يصل إلى 2000 طن من تلوث الهواء كل عام في لوس أنجلوس، و 18000 طن في شيكاغو، و 26000 طن في منطقة مدينة كانساس الكبرى.
2. يمكن للأشجار تحسين الصحة العقلية
وفقا لدراسة أجرتها جامعة تشونغ بوك الوطنية في كوريا الجنوبية، فإن الأشخاص الذين يشاهدون الأشجار من مكاتبهم يشعرون بتوتر أقل، وفي دراسة أجرتها كلية الطب في ويسكونسن، وجد الباحثون أن المستويات الأعلى من المساحات الخضراء والتعرض للأشجار يؤدي إلى أعراض أقل للاكتئاب والقلق والتوتر.
3. الأشجار تنظف مياه الشرب
مستجمعات المياه الحرجية هي طريقة تنقية المياه الطبيعية، ويمكنها حماية مصادر المياه عن طريق تنظيم تدفقات المجاري، والحد من أضرار الفيضانات والجريان السطحي، وتجديد المياه الجوفية بشكل مستمر، ولا يساعد هذا في الحفاظ على نظافة المياه فحسب، بل يعزز مرونة النظام البيئي.
4. الأشجار تبقى الأشياء باردة
يمكن للأشجار خفض درجات حرارة السطح بشكل كبير عن طريق توفير الظل، ووفقا لوكالة حماية البيئة الأمريكية، يمكن أن تكون الأسطح المظللة أكثر برودة بما يصل إلى 20-45 درجة من الأسطح غير المظللة.
5. الأشجار تحارب آثار تغير المناخ
يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمعدلات متزايدة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب، وأثناء عملية التمثيل الضوئي، تمتص الأشجار ثاني أكسيد الكربون بنشاط لإنتاج الأكسجين، ووفقا لوزارة الزراعة الأمريكية، يمكن للشجرة الناضجة أن تمتص أكثر من 48 رطلا من ثاني أكسيد الكربون في عام واحد.
6. الأشجار تمنع تآكل التربة
تآكل التربة هو العملية التي يتم من خلالها إزالة التربة من سطح الأرض عن طريق الرياح أو الماء، وغالبا ما يكون ذلك بسبب فقدان الغطاء النباتي، ومن ثم يمكن أن تؤثر هذه الظاهرة سلبا على الإنتاجية الزراعية، وجودة المياه، وصحة النظام البيئي بشكل عام، وتساعد جذور الأشجار على ربط التربة معا عن طريق إنشاء شبكة من الألياف تحت الأرض، مما يمنع تآكل التربة ويساعد في الحفاظ على التربة في مكانها، وبنفس الطريقة، فإنها تساعد في مكافحة تآكل التربة عن طريق امتصاص كمية كبيرة من الماء عند هطول الأمطار، وإبطاء حركة المياه على سطح الأرض وتقليل كمية التربة المحمولة.
7. تساعد الأشجار في تنظيم دورة المياه
ومن المزايا الأخرى للأشجار قدرتها على تنظيم دورة المياه عن طريق امتصاص وتخزين المياه من خلال جذورها وإطلاقها مرة أخرى إلى الغلاف الجوي من خلال النتح، ومن خلال القيام بذلك، فإنهم يساعدون في منع الفيضانات والتآكل، و يضمنون توفر المياه للنباتات والحيوانات والمجتمعات المحلية الأخرى، كما أنها بمثابة خزانات مياه طبيعية عن طريق تخزين الماء في أنسجتها وفي التربة المحيطة بجذورها، ويمكن إطلاق هذه المياه المخزنة ببطء مع مرور الوقت، مما يمكن أن يساعد في منع الفيضانات والجفاف، بالإضافة إلى ذلك، من خلال المرور بالجذور، تتخلص المياه من الملوثات والرواسب، مما يحسن جودة المياه بشكل كبير.
8. الأشجار توفر الموارد والموائل للحياة البرية
كما أنها مصدر غذاء للحياة البرية، فأوراقها وثمارها ومكسراتها مصدر مهم لتغذية العديد من الحيوانات مثل الطيور والسناجب والغزلان، ويمكن للأشجار أيضا أن تدعم مجموعة واسعة من الحشرات، والتي تعد مصدرا غذائيا مهما للعديد من أنواع الطيور، وبنفس الطريقة يمكنهم أن يزودونا بمواد أخرى تستخدم في البناء والطبخ وأغراض أخرى مثل الخشب والدواء.
على سبيل المثال، يحتوي لحاء شجرة الصفصاف على حمض الساليسيليك، وهو العنصر النشط في الأسبرين، وتعتبر الأشجار أيضا ضرورية للطبيعة لأنها توفر المأوى والموئل لمجموعة واسعة من الحيوانات البرية مثل الطيور والحشرات، على سبيل المثال، توفر أغصان الأشجار وأوراقها وتجويفاتها مواقع تعشيش وجثم مثالية للطيور والثدييات لتتكاثر وتحافظ على سلامة صغارها.
9. الأشجار تدعم التنوع البيولوجي
من خلال توفير الموائل والغذاء لمجموعة متنوعة من الأنواع، تعد الغابات أنظمة بيئية مهمة للغاية تدعم مجموعة واسعة من التنوع البيولوجي، فهي تأوي مجموعة كبيرة ومتنوعة من الملقحات مثل النحل والفراشات والطيور، مما يساعد على تخصيب النباتات، كما أنها تلعب دورا مهما في صيانة واستعادة النظم البيئية التي تدهورت من خلال عمليات مثل تثبيت التربة، وتنظيم المياه، وعزل الكربون.
10. الأشجار تساعد المجتمعات المحلية
فائدة أخرى للأشجار هي أنها يمكن أن تعزز نوعية حياة الناس والمجتمعات، على سبيل المثال، توفر زراعة الأشجار في تنزانيا أو كينيا فرصا اقتصادية لأنها يمكن أن تدر إيرادات من خلال حصاد الفواكه والمكسرات، وبنفس الطريقة، فهي تمثل مصدرا مستداما للدخل من خلال توفير فرص العمل للسكان المحليين، ولكن الأشجار ليس لها تأثير اقتصادي فحسب، بل لها أيضا تأثير اجتماعي، ومن المعروف أن أنشطة زراعة الأشجار تخلق إحساسا بالمجتمع والمشاركة، وتجمع الناس معا للعمل على تحقيق هدف مشترك، وبالتالي ضمان مستقبل أفضل.
كيف تساعد الأشجار في التخفيف من تغير المناخ؟
تماما مثل البشر، الأشجار تتنفس، ولكن بينما يستنشق البشر الأكسجين ويزفرون ثاني أكسيد الكربون، فإن الأشجار تفعل العكس، إذ تسحب أوراقها ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة من الشمس لتتحول إلى سكريات تغذي الشجرة، وهذه العملية، المعروفة باسم التمثيل الضوئي، تنبعث منها الأكسجين، ولذلك، من خلال عملية التمثيل الضوئي، تقوم الأشجار بإزالة ثاني أكسيد الكربون المسبب للاحتباس الحراري من الغلاف الجوي وتساعدنا على التخفيف من آثار تغير المناخ.
في عام واحد، يمكن للشجرة الناضجة أن تمتص نصف طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون. وإجمالا، عوضت الغابات في الولايات المتحدة حوالي 16 بالمائة أو ما يعادل ثلاثة عقود من انبعاثات الغازات الدفيئة المنبعثة من السيارات والشاحنات ومحطات الطاقة وغيرها من المصادر في البلاد، وفي الواقع، تعد النظم البيئية للغابات أكبر مخزن للكربون على الأرض.
يمتص ثاني أكسيد الكربون الحرارة ويشعها، على الرغم من كونه عنصرا أساسيا في غلافنا الجوي، فقد زاد البشر كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بنسبة 47 بالمائة منذ بداية الثورة الصناعية، ونتيجة لذلك، ارتفع متوسط درجة الحرارة العالمية السنوية بمقدار درجتين، الأمر الذي أدى بدوره إلى ارتفاع درجات الحرارة القصوى، وانخفاض الغطاء الثلجي والجليد البحري، وتكثيف الكوارث الطبيعية، وتغيير نطاقات الموائل للنباتات والحيوانات.
إنقاذ الموارد المعرضة للخطر
إن أمن الغابات باعتبارها بالوعة للكربون يتضاءل مع قتل الخنافس والجفاف وحرائق الغابات والتنمية البشرية وتغير المناخ وغيرها من الاضطرابات التي تؤثر على صحة المناظر الطبيعية للغابات واتساعها، على سبيل المثال، مع اشتعال حرائق الغابات بشكل أكثر كثافة وعبر المزيد من الأفدنة، قد تزداد فرصة إعادة نمو المناظر الطبيعية لتصبح أرضا عشبية بدلا من غابة، وبما أن الأراضي العشبية تعزل كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، فإن مخزون الكربون الذي يمكن الاعتماد عليه والذي يتمثل في الغابات سوف يتقلص.
على الرغم من ذلك، توصلت دراسة حديثة أجرتها وزارة الزراعة الأمريكية إلى أن مديري الغابات لديهم الفرصة لتعزيز قدرات عزل الكربون في الغابات الحالية عن طريق زراعة الأشجار، ووفقا للدراسة، تمتلك الحكومة الفيدرالية حاليا البنية التحتية اللازمة لإنتاج وزراعة حوالي 65 مليون شتلة سنويا (على الرغم من وجود العديد من القيود، بما في ذلك التمويل والقدرة)، في حين أن الجهات الحكومية والخاصة لديها القدرة على إنتاج وزراعة حوالي 1.1 مليار شتلة كل سنة.
ويمكن للأشجار المزروعة البالغ عددها 1.2 مليار شجرة أن تعزل ما بين 16 مليون و28 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا، وهذا يعادل كمية الطاقة المستخدمة لتشغيل ما بين 1.8 مليون و3.2 مليون منزل في عام واحد.
برنامج إعادة التشجير
للمساعدة في تحقيق هذه المعالم، تقوم المؤسسة الوطنية للغابات بزراعة ملايين الأشجار في الغابات الوطنية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، ويمكن للمؤسسة الوطنية للغابات زراعة شجرة واحدة مقابل دولار واحد فقط، مقابل كل دولار يستثمره الصندوق الوطني للغابات، تقدم دائرة الغابات الأمريكية دولارين من القيمة العينية لدعم المشروع وتنفيذه، وعندما تتبرع لدعم برنامج إعادة التشجير الخاص بنا، فإنك تقوم باستعادة الغابات وتعزيز الفوائد التي توفرها الأشجار للممرات المائية في بلادنا.
