حبس کربن در خاک

کشاورزی می تواند کربن موجود در جو را کاهش دهد چرا که درختان و محصولات کشاورزی برای فتوسنتز نیاز فراوانی به CO۲ دارند و آن را از طریق هوا به دست می آورند و در طول زمان کربن را داخل خاک برده و در آنجا ذخیره می کنند

● نگاهی به نقش کشاورزی و مدیریت خاک در کاهش گرمایش جهانی

در دهه اخیر، گرمایش جهانی از یک نگرانی دور از انتظار به یک واقعیت علمی تبدیل شده است. مقدار دی اکسیدکربن، متان و اکسید نیتروژن که از مهم ترین گازهای گلخانه یی موجود در جو زمین هستند، پس از انقلاب صنعتی به طور پیوسته در حال افزایش بوده است. این گازها که از منابع متفاوت طبیعی یا مصنوعی وارد اتمسفر می شوند، گرما را جذب کرده و به تنظیم دمای جو کمک می کنند. بدون این گازها کره زمین به شکل یک توده یخ می بود. اما در عین حال تحقیقات نشان داده که بالا رفتن بیش از حد غلظت آنها به افزایش نگران کننده دما منجر خواهد شد. اواخر سال ۲۰۰۴ میلادی دولت بوش در حالی که پیش از آن مخالف بود در اظهارنظری تایید کرد که گازهای گلخانه یی در تغییرات آب و هوا نقش دارند.

در سال ۱۹۹۷ نمایندگان بیش از ۱۶۰ کشور در توکیو گرد هم آمدند. این کشورها در پایان مذاکرات خود در «اجلاس ملل متحد برای بررسی تغییرات آب و هوا» موافقتنامه یی به تصویب رساندند که به پیمان کیوتو معروف شد. در این موافقتنامه برای هر کشور سطح مجازی از انتشار گازهای گلخانه یی تعریف شد.

هر چند ایالات متحده به دلایل گوناگون اقتصادی به این پیمان نپیوسته است اما در این پیمان مقرر شد که سهم این کشور هفت درصد کمتر نسبت به سال ۹۰ باشد.

پیمان کیوتو در نهایت در ۱۸ نوامبر ۲۰۰۴ با پیوستن روسیه به آن حداقل امضای کشورها را برای رسمی شدن در پای خود دید و بدین ترتیب از ۱۶ فوریه ۲۰۰۵ لازم الاجرا شد.

«تلن» (Thelen) یکی از دانشمندان موسسه علوم خاک و کشاورزی MAES معتقد است پیمان کیوتو، توجه ها را به گرمایش جهانی و گازهای گلخانه یی جلب کرده است. او که روی موضوع ذخیره کربن در خاک از طریق عملیات زراعی مطالعه می کند، می گوید تمرکز هرچه بیشتر سیاستگذاران بر گرمایش جهانی، این امکان را به او و همکارانش خواهد داد که روش هایی برای مدیریت خاک در کشاورزی اعمال کنند که هم به نفع کشاورزان باشد و هم به نفع محیط زیست.

«دو-هونگ مین» (Doo-hong min) دیگر محقق MAES نیز می گوید؛ «کشاورزی می تواند کربن موجود در جو را کاهش دهد.

چرا که درختان و محصولات کشاورزی برای فتوسنتز نیاز فراوانی به CO۲ دارند و آن را از طریق هوا به دست می آورند و در طول زمان کربن را داخل خاک برده و در آنجا ذخیره می کنند. «او می گوید یکی از نکات کلیدی برای نگهداری کربن در خاک، مدیریت شخم است. عملاً سیستم No-Tile (روشی که در آن زمین بدون شخم زده شدن زیر کشت می رود) قابلیت خاک را برای نگهداری آب و مواد غذایی در داخل خود و در نتیجه تولید محصول بهتر افزایش می دهد.

«رابرتسون» نیز یکی از محققان MAES است که در ایستگاه تحقیقات زیست شناسی کلاگ (KBS) مشغول به کار است. او مرکز تحقیقات بلندمدت اکولوژیکی (LTER) را در آنجا مدیریت می کند. «رابرتسون» و «تلن» در حال بررسی این نکته هستند که چگونه با مدیریت عملیات زراعی می توان کربن بیشتری را از اتمسفر خارج و در خاک ذخیره کرد.

«تورتسکی» محقق بخش آبزیان، حیات وحش و زیست شناس گیاهی در MAES می‌گوید؛ «کربن عنصر اصلی تشکیل دهنده دو گاز عمده گلخانه یی، یعنی دی اکسیدکربن و متان است.» تحقیقات «تورتسکی» روی لایه های یخ دائمی (Permafrost) و تالاب های عرض های جغرافیایی بالا (نواحی قطبی) مانند آنچه در آلاسکا، شمال کانادا و سیبری وجود دارد، متمرکز شده است. «تورتسکی» معتقد است این مناطق توانایی جذب و نگهداری کربن را دارند. او توضیح می دهد که در طول هزاران سال این مناطق به عنوان یک اسفنج برای جذب کربن عمل کرده اند. اما هنگامی که هوا گرم می شود، یخ های این مناطق ذوب می شوند و کربن آزاد می شود.

هر چند دانشمندان موسسه MAES با دید متفاوت به قضیه نگاه می کنند اما هدف همه آنها یک چیز است و آن کاهش انتشار گازهای گلخانه یی به وسیله ذخیره مقادیر بیشتر کربن در خاک است. «تلن» می گوید در کشاورزی و اکولوژی تخصص داریم و بنابراین می توانیم همه جوانب کار را در نظر بگیریم.

● نقش کشاورزی در تثبیت کربن

محصولات کشاورزی و دیگر گیاهان طی فرآیند فتوسنتز، از دی اکسیدکربن موجود در هوا استفاده می کنند. هنگامی که برگ ها، ساقه یا دیگر اجزای گیاهان در پاییز روی زمین می افتد، هنگام پوسیده شدن توسط میکروارگانیسم ها، کربن موجود در آنها به دی اکسیدکربن تبدیل می شود. عملیات زراعی خاصی در این موقع مثل استفاده از سیستم بدون شخم (No-Tile) مقدار کربن را در خاک افزایش می دهد.

در واقع شخم باعث می شود کربن به راحتی از خاک خارج شود.«تلن» درباره نقش کشاورزی می گوید؛ «عملیات کشاورزی به راحتی می تواند دی اکسید کربن را از هوا خارج کند. فعالیت های زراعی در برابر نگرانی از افزایش گاز دی اکسیدکربن در جو یک راه حل آسان و در دسترس است. در حالی که در جست وجوی راهکارهای جایگزین برای استفاده از سوخت فسیلی هستیم، می توانیم کشاورزی را به عنوان یک راه حل کوتاه مدت در نظر بگیریم. کشاورزی باید بین ۲۰ تا ۴۰ درصد به کاهش انتشار گاز دی اکسیدکربن طبق پیمان کیوتو کمک کند.

خاک قابلیت نگهداری مقدار زیادی کربن را در خود دارد. خاک ها قبل از دوران کشاورزی که هنوز دست نخورده بودند ۴۰ تا ۵۰ درصد کربن بیشتری نسبت به حالا داشته اند.

در عین حال کشت گیاهان پوششی که مدت بیشتری در خاک باقی می مانند - مانند یونجه و سایر علوفه ها - کربن بیشتری به خاک می افزایند چرا که با کشت این گونه گیاهان تا مدتی زمین شخم زده نمی شود.سیستم کشاورزی بدون شخم بهترین راه برای تثبیت و ذخیره کربن در خاک است در ضمن این شیوه از یک جنبه دیگر نیز به کاهش انتشار دی اکسیدکربن در جو کمک می کند، بدین ترتیب که وقتی شما مجبور نباشید برای شخم زدن و استفاده از تراکتور سوخت بسوزانید، مسلماً گاز دی اکسیدکربن نیز به هوا نمی فرستید.

«رابرتسون» در این باره می گوید؛ «ذخیره کردن کربن در خاک همچنین خاک را برای کشت وکار مناسب تر می کند و منافع خوبی برای زارعان دارد. هرچه مواد آلی در خاک بیشتر باشد، درجه تخلخل آن نیز بیشتر خواهد بود و این به معنای افزایش توانایی خاک در نگهداری آب است و بدین ترتیب بذور کاشته شده، به آسانی به آب دسترسی دارند. همین مساله در مورد مواد غذایی خاک نیز صادق است و خاک را محیط مناسبی برای فعالیت میکروارگانیسم ها و موجودات مفید خاک مانند کرم خاکی می کند و این به نفع کشاورزی است.

«تلن» می گوید؛ «کشاورزان متوجه منافع کربن موجود در خاک هستند و به تثبیت آن در خاک علاقه نشان می دهند. تا مدت ها کشاورزان به دلیل دخالت در طبیعت و بر هم زدن اکوسیستم ها و از بین بردن تعادل آنها، مسبب مشکلات زیست محیطی شناخته می شدند. اما حالا از اینکه نقشی در حل معضلات آن داشته باشند، خوشحال خواهند شد.»

ایالت میشیگان در ایالات متحده امریکا یکی از ده ایالتی است که در اتحادیه کاهش گازهای گلخانه یی توسط کشاورزی (CASMGS)، برای توسعه روش ها و گسترش اطلاعات کشاورزی در راستای کاهش انتشار گازهای گلخانه یی فعالیت دارد. ۱۵ تن از محققان مرکز MSU، تحقیقات را در این اتحادیه اداره می کنند.

این افراد مجموعه یی از برترین دانشمندان ملی در منطقه بوده که در زمینه کربن خاک و انتشار گازهای گلخانه یی، روش های حفاظت از خاک، مدل سازی کامپیوتری و تحلیل اقتصادی دارای مهارت هستند. «رابرتسون»، محقق ارشد MSU در اتحادیه است.

تحقیقات «رابرتسون» در ایستگاه تحقیقات بیولوژی کلاگ (KBS) شامل مقایسه میزان کربن موجود در زمین های تحت مدیریت کشاورزی (زمین هایی که در آنها کشت و کار صورت می گیرد) با زمین هایی که هیچ گونه مدیریتی روی آنها صورت نمی گیرد (زمین هایی که شخم و کشت نمی شوند) است. او می گوید؛ «ما متوجه شدیم که زمین های شخم زده شده نسبت به زمین های تحت مدیریت No - Tile، در زمان مشابه، دو برابر سریع تر کربن کسب می کنند. اما یکی از سوالاتی که بدون جواب مانده، توانایی خاک در تثبیت و نگهداری کربن جذب شده است. در حال حاضر بیشتر زمین هایی که ده سال است برای این برنامه تحقیقاتی در نظر گرفته شده اند، شخم زده نشده اند. حالا اگر بعد از ده سال آنها را شخم بزنیم چه اتفاقی خواهد افتاد؟ آزاد شدن کربن از خاک چقدر طول خواهد کشید؟

جیمی دی پولو

ترجمه: مهدی میرزایی

---