Table of Contents
وفي المناطق القاحلة وشبه القاحلة، يتفاقم النضال من أجل الحفاظ على خصوبة التربة بسبب شح الأمطار، والإشعاع الشمسي الشديد، وارتفاع معدلات التبخر، وهذه الظروف تؤدي إلى نضوب المواد الغذائية، وفقدان المواد العضوية، والتحات المتسارع، وتشكل هندسة النظم الإيكولوجية مجموعة من الاستراتيجيات الاستباقية القائمة على الطبيعة التي تتجاوز الزراعة التقليدية عن طريق تعديل البيئة المادية والكيميائية والبيولوجية عمداً من أجل إعادة تكوين وتعزيز عمليات الخصوبة في التربة.
Understanding Ecosystem Engineering in Arid Environments
وتشير هندسة النظم الإيكولوجية إلى التغيير المتعمد للملامح البيئية من خلال الأنشطة الكائنات - أو البشرية التي تخفف من هذه العمليات إلى تغيير توافر الموارد للأنواع الأخرى، وفي سياق الأراضي الجافة، فإن هندسة النظم الإيكولوجية أداة قوية لمكافحة التصحر وإعادة التربة المتدهورة، والمبدأ الأساسي هو تعديل البيئة الحيوية، مثل طفرة التربة، ودرجة الحرارة، والهيكل، لجعلها أكثر ملاءمة لنمو النباتات والميكروبات.
وقد نشأ هذا المفهوم أصلاً من الإيكولوجيا، حيث يُعترف بأن أنواع مثل السدود (السدود البناء) أو النمل الأبيض (المترات المضغية) هي مهندسين للنظام الإيكولوجي، وفي الزراعة القاحلة، يقوم المهندسون البشريون بأدوار مماثلة عن طريق بناء السواحل، وزرع أشجار الممرضات، وتطبيق تعديلات التربة التي تُعدّ عمليات طبيعية ضئيلة، وتخلق هذه التدخلات " بؤر صيد " للخصوبة تتوسع إلى ما بعد مرور الزمن، وتتحول تدريجياًاً إلى الجزر.
دور أنواع الحجر في الهندسة المعمارية
Infherd systems, certain plants and animals act as keystone ecosystem engineers. For instance, Pinus fatea (stone pine) and Acacia species accumulate leafrator and create shade, reducing soil surface temperatures and moisture effects.
التقنيات الأساسية لتعزيز خصوبة التربة
وقد تم التحقق من التقنيات التالية لهندسة النظم الإيكولوجية في المناطق القاحلة - من منطقة الساحل إلى منطقة سونوران - ويمكن تكييفها حسب الظروف المحلية، ويستهدف كل أسلوب من هذه الأساليب معوقات خصوبة التربة: توافر المياه، والمحتوى العضوي، ووضع المغذيات، والنشاط البيولوجي، أو الحماية من التحات.
Mulching: Surface Protection and Nutrient Cycling
ويشتمل التعبئة على تغطية سطح التربة بالمواد العضوية - مثل القش، وبقايا المحاصيل، والأوراق، أو رقائق الخشب - أو المواد غير العضوية مثل الحصى أو الغازات الأرضية - في النظم القاحلة، فإن الفائدة الرئيسية هي خفض التهرب .
وتبرز البحوث التي تجريها منظمة الأغذية والزراعة (FLT:0) [Food and Agriculture Organization (FAO) أنه في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، فإن التشويش مع بقايا بيزو الخنازير العضوي أو النسيج العضوي يمكن أن يزيد من غلات المحاصيل الإسمية اللاحقة بنسبة 30 إلى 60 في المائة في موسمين، غير أن الممارسين يجب أن يكونوا حذرين بشأن نسبة المواد العالية من الكربون إلى النيتروجين.
الحراجة الزراعية: الأشجار كبداية خصوبة
وتدمج الحراجة الزراعية الأشجار والأشجار والمحاصيل في نفس وحدة إدارة الأراضي، وفي الأراضي الجافة، تتحول النظم العميقة لأشجار الأشجار إلى طبقات الرطوبة التي يتعذر الوصول إليها في المحاصيل الضحلة، مما يخلق حاجزا ضد الجفاف، وتشكل ورقة الأشجار سمادا بطيئا، بينما تضيف مادة عضوية في الأعماق إلى مادة الدوار، بالإضافة إلى أن الأشجار تتداخل مع الريح، وتخفض من تآكل التربة وتزرع النباتات.
Faidherbia albida ( " شجرة صغيرة " ) هي نسيج في منطقة الساحل، وتسقط أوراقها أثناء موسم الأمطار (عكس معظم الأشجار)، وتوفر مصباحاً غنياً تماماً عندما تحتاج إليه المحاصيل. وتبين الدراسات في السنغال والنيجر أن النصيب الأكبر من الغلة تحت غطاء
الأراضي الرطبة المُنشأة: المصيد المتناهي الصغر لأغراض الإثراء بالطوارئ والميكروبي
Constructed wetlands —small, shallowfolded with watertolerant vegetation-m may seem counterintuitive in dry regions, but they can be an effective ferlital fert channels or at the base of slopes. These structures capture rare runoffoff events and hold water for days to weeks, allowing it to percolate into the soil.
وفي صحف ناميب، استخدمت سدود صغيرة للتفتيش ومجمعات صخور مائلة لخلق أراضي رطبة موسمية حيث يزرع البيبيروس والرويدات في الحكة، بينما تجني التربة المحيطة من البقعة الجانبية، وتظهر دراسة حالة من زهرة الزنج في إسرائيل أن نظاما يتراوح بين 100 و 200 متر مربع يبنى الأراضي الرطبة التي تغذيها مياه المجاري المائية يمكن أن ينتج في وقت واحد ما يكفي من مواة.
Contour Farming: Capturing Runoff and Building Soil Depth
وتشمل زراعة المواهب تهب وزراعة على طول خطوط المكدس الطبيعي بدلا من التباطؤ في المنحدرات المتوسطة (2-8)، ويمكن أن تلتقط الحواف 70-90 في المائة من مياه الأمطار، وتخفض التآكل وتزيد التسلل حيث تزرع المحاصيل، وفي أشكال أكثر تقدما، تقترن التقنية بـ تراوغات حجرية تدريجياً.
وفي المرتفعات الإثيوبية ومنطقة الساحل، تبين أن الحجارة المزروعة تقلل من فقدان التربة بنسبة 75 في المائة، وتزيد من غلة المحاصيل بنسبة 40 إلى 60 في المائة في ثلاثة مواسم، وتتراكم المواد العضوية من المنطقة المحيطة، وتركز المغذيات على الصفوف الزراعية، كما أن الأرصفة تعمل كموائل للحشرات النافعة والثدييات الصغيرة التي تسهم في التربة.
تعديلات التربة: بيوك، كومبود، إضافة المعادن
وربما يكون إضافة التعديلات العضوية وغير التنظيمية هو أكثر الطرق مباشرة لتحسين خصوبة التربة، وفي المناطق القاحلة، يجب أن ينظر اختيار التعديل ليس فقط في محتوى المغذيات بل أيضا في القدرة على تحمل المياه وتحملها.
() Biochar) ينتج عن تضخم التربة (تسخين في ظروف منخفضة الأكسجين) عن الكتلة الأحيائية - مخلفات المحاصيل، أو مناديلها، أو حتى عنقها، كما أن الموائل الأحيائية متجانسة جداً ومقاومة للتكرار، وتظل في التربة لمئات إلى آلاف السنين.
كما أن الترميز في المناطق الحضرية أمر أساسي في القرى القاحلة التي تتوافر فيها الماشية، فإن التخثر الحراري يمكن أن يثبّت المغذيات ويقتل البذور المزروعة، ويسمح بتطبيق المادة الكيميائية الأساسية (الزراعة) على كل هكتار من المحركات المحتوية على مادة عضوية تربة بنسبة 0.3 إلى 0.5 في المائة في موسم واحد، كما أن زيادة كبيرة في هذا المجال تقل في كثير من الأحيان عن 1 في المائة.
المجمّعات التآزرية: النهج المتكاملة
وفي حين أن كل تقنية بمفردها يمكن أن تحسن الخصوبة، فإن أكبر الفوائد تنشأ عندما تكون مقترنة بتصميم نظامي يضاعف من كمية المياه، والتدوير المغذي، والتنوع البيولوجي، مثلاً، يمكن أن يشمل نظاماً متكاملاً نموذجياً: (أ) أن تُنقل أرباع الحجارة إلى أشجار مبطأة، (ب) حفر الزائي داخل الصفوف المزروعة بالمركبة، (ج)
وبالمثل، يمكن استخدام الحراجة الزراعية المشتركة مع الأراضي الرطبة المشيدة لإعادة تدوير المغذيات، ويمكن توجيه السائل المفلط من الأراضي الرطبة (النايتروجين والفوسفوري المذوب) إلى قطع الأشجار، كما أن مشعل الشجر يثري مناطق المحصول المتاخمة، وهذه الصيغ المغلقة ذات الصمامات المائية الطبيعية المخففة، وقد نفذت بنجاح في [1].
مؤسسة جني المياه
فجميع تقنيات هندسة النظم الإيكولوجية في المناطق القاحلة تعتمد في نهاية المطاف على جمع المياه بصورة فعالة، وحتى بدون الماء، فإن أفضل التعديلات العضوية لا يمكن أن تؤدي إلى التعادل الجزئي أو إلى التقاط الجذور، وبالتالي فإن الخطوة الأولى هي تصميم نظام لتوليد المياه - على نحو ثابت - مجموعة من المصيدات الدقيقة أو الحوافد - التي تركز على منطقة الزراعة، والأساليب المبينة أعلاه (الزراعة، والهيكل الزراعي، وما إلى ذلك).
الاعتبارات العملية للتنفيذ
إدارة المياه
ويتطلب التنفيذ الناجح إدارة المياه على كل نطاق، ففي المزارع، ينبغي أن تسترشد عمليات حساب التوازن في المياه بمباعدة هياكل المواشي وترسيخ الأراضي الرطبة المشيدة، وفي المناطق التي تقل فيها الأمطار السنوية عن 200 ملم، قد يكون من الضروري زيادة النظام مع الري التكميلي من الرسوب المستخرج في الخزانات الجوفية.
التكيف المحلي والمشاركة المجتمعية
كما أن أفضل النتائج تأتي من التكيف التشاركي: إذ يختبر المزارعون مزيجاً مختلفاً من المباعدة بين الأشجار المباعدة بين الكبريت والأشجار المطوية على رغيف من الفول والفولط، كما أن المشاريع المحلية التي تحتاج إلى إنتاج الأراضي الجافة، والتي لا تنطوي على تضخم في الأراضي الصغيرة، تؤدي دوراً حيوياً في الحفاظ على هياكل الموانع، وبناء قدرة على إعادة تربية الممرضات، وتقاسم المعارف في منطقة الساحل.
دراسات الحالة وقصود النجاح
ومن أبرز الأمثلة على هندسة النظم الإيكولوجية في المناطق القاحلة استعادة Loess Plateau] في الصين، وخلال فترة 20 عاما، زادت كفاءة استخدام المياه والحراجة والإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه، مما أدى إلى حدوث تدهور شديد في منطقة الشعائر وانخفاض في إنتاجها إلى ارتفاع في مستوى الغابات.
وفي السنغال، جمع مشروع " حوض النواة " حفر الزائي، والمنصب، و]Faidherbia) الأشجار لإعادة التربة المتدهورة، وخلال ثلاث سنوات، ارتفعت غلة الأرض من 0.6 إلى 1.2 طن لكل هكتار، وتضاعف محتوى الكربون في التربة.
التوجيهات والبحوث المستقبلية
(ب) ما زالت البحوث تُصقل هندسة النظم الإيكولوجية للتربة القاحلة: (1) استخدام biochar granules مُربَطة بمواد مصغرة لتعزيز تركيبة النيتروجين وفول الفوسفور؛ (2)
وتختبر مؤسسات مثل برنامج البحوث المتعلق بالمياه والأراضي والنظم الإيكولوجية التابع للشبكة الدولية للطاقة الذرية () اختباراً نشطاً للمجموعات الجديدة من التكنولوجيات - مثل الجمع بين إضافةات المعادن الزلويتية والثغرات العضوية للحد من تطاير الأمونيا، ومع تزايد عدد السكان في العالم وزيادة الحدة بسبب تغير المناخ، فإن هذه الابتكارات ستزداد أهمية بالنسبة للأمن الغذائي.
خاتمة
فهندسة النظم الإيكولوجية توفر إطارا قويا وعمليا لإعادة خصوبة التربة في المناطق القاحلة، إذ أن الجمع بين التشويش والغابات الزراعية والأراضي الرطبة المشيدة وزراعة الموانع والتعديلات المستهدفة، يمكن لمديري الأراضي أن يخلقوا دورات معززة ذاتيا في مجال صيد المياه، وتراكم المغذيات، والنشاط البيولوجي، وقد ثبت أن هذه التقنيات فعالة في مختلف الأراضي الجافة، من أفريقيا إلى البلدان التي تتكيف معها الأدلة.