أظهرت دراسة جديدة أن القنادس قد تلعب دورا أكثر أهمية في مكافحة تغير المناخ مما يعتقده الناس: فمن خلال بناء السدود وتحويل الأراضي الرطبة، فإنها تحول أنظمة الأنهار بهدوء إلى "بالوعات كربون" قوية لثاني أكسيد الكربون.وجدت هذه الدراسة التي أجراها فريق دولي بقيادة جامعة برمنغهام أنه في بيئة الأراضي الرطبة المناسبة، يمكن لأنشطة القنادس أن تغير بشكل كبير عملية إطلاق وامتصاص ثاني أكسيد الكربون في النهر، مما يحول وادي النهر بأكمله من مصدر لانبعاثات الكربون إلى منطقة تخزين كربون مستقرة وطويلة الأجل. ونشرت النتائج ذات الصلة في مجلة اتصالات الأرض والبيئة. هذه هي واحدة من الدراسات الأولى التي تقوم بشكل منهجي بقياس "الدفتر المزدوج" لانبعاثات الكربون وعزل الكربون الناجم عن أنشطة القنادس.
جمع فريق البحث علماء من جامعة برمنغهام، وجامعة فاجينينجن، وجامعة برن ومؤسسات أخرى، بالإضافة إلى متعاونين متعددي الجنسيات، لإجراء ملاحظات طويلة المدى في ممر مجرى مائي في شمال سويسرا شهد أكثر من 10 سنوات من نشاط القنادس. وأظهرت النتائج أن الأراضي الرطبة التي أنشأها القنادس يمكنها تخزين الكربون بمعدلات تصل إلى 10 مرات أعلى من المناطق القريبة التي لا يوجد بها القنادس. وعلى مدار فترة الرصد التي امتدت لـ 13 عامًا، تراكمت في الأراضي الرطبة حوالي 1,194 طنًا من الكربون، أي ما يعادل حوالي 10.1 طن من ثاني أكسيد الكربون المحتجز لكل هكتار سنويًا.
يشير الدكتور جوشوا لارسن من جامعة برمنغهام، أحد مؤلفي الدراسة، إلى أن القنادس لا تقوم فقط "بتعديل المناظر الطبيعية" ولكنها تغير بشكل أساسي الطريقة التي يتدفق بها ثاني أكسيد الكربون عبر المناظر الطبيعية. من خلال إبطاء تدفق المياه، واعتراض الرواسب، وتوسيع مناطق الأراضي الرطبة، تقوم القنادس بتحويل أنظمة تيار سريعة التدفق وموجهة نحو النقل إلى وحدات امتصاص كربون فعالة. وهو يعتقد أن هذا البحث "الأول من نوعه" يوفر فرصًا وإنجازات مهمة للحلول المناخية القائمة على الطبيعة في أوروبا والمنطقة الأوسع.
مدفوعة بإجراءات الحفظ في العديد من البلدان الأوروبية، تعود القنادس تدريجيًا إلى الأنهار والموائل الطبيعية في السنوات الأخيرة. تظهر الأبحاث أن القنادس تغير بشكل كبير كيفية تخزين ثاني أكسيد الكربون ونقله والاحتفاظ به في مجاري المياه الصغيرة عند منبع الأنهار. عندما تقوم القنادس ببناء السدود ورفع منسوب المياه، تغمر حواف الأنهار، وتتشكل الأراضي الرطبة الجديدة، ويعاد تشكيل مسارات تدفق المياه الجوفية، مما يؤدي إلى احتجاز كميات كبيرة من المواد العضوية وغير العضوية (بما في ذلك الكربون غير العضوي المذاب) داخل النظام. تعمل هذه التغييرات على إعادة تشكيل هيكل النظام البيئي بأكمله وزيادة مخزون الكربون بشكل كبير على مستوى المناظر الطبيعية.
من أجل بناء "ميزانية" بيئية كاملة، قام الفريق بدمج البيانات الهيدرولوجية عالية الدقة والتحليل الكيميائي وأخذ عينات من الرواسب ومراقبة الغازات الدفيئة والمحاكاة الرقمية طويلة المدى لإنشاء خريطة ميزانية الكربون الأكثر تفصيلاً للمناظر الطبيعية المتضررة من القنادس في أوروبا. تظهر النتائج أن هذه الأراضي الرطبة للقندس ككل تعمل بمثابة "مصرف كربون صافي"، حيث تخزن ما متوسطه 98.3 ± 33.4 طنًا من الكربون سنويًا، وتأتي المساهمة الرئيسية من إزالة وتخزين الكربون غير العضوي المذاب في النظام تحت الأرض.
وكشفت الدراسة أيضًا عن اختلافات موسمية كبيرة. وعندما ينخفض منسوب المياه في الصيف، تتعرض المزيد من الرواسب للهواء، مما سيعزز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على المدى القصير، مما يجعل المنطقة تظهر بشكل مؤقت على أنها "مصدر للكربون" على نطاق موسمي. ومع ذلك، على مدار العام، فإن التراكم المستمر للرواسب، ونمو النباتات، وتراكم كميات كبيرة من الأشجار الميتة يعني أن الأراضي الرطبة ككل لا تزال تحتفظ بقدرات كبيرة على امتصاص الكربون. بالإضافة إلى ذلك، أثبتت المخاوف واسعة النطاق بشأن انبعاثات غاز الميثان من الأراضي الرطبة أنها ضعيفة نسبيًا في هذه الدراسة: انبعاثات غاز الميثان منخفضة للغاية، وتمثل أقل من 0.1٪ من ميزانية الكربون بأكملها.
وقال المؤلف المشارك الدكتور لوكاس هالبيرج من جامعة برمنغهام إنه في ما يزيد قليلاً عن عقد من الزمن تطور النظام من ممر تيار عادي دون تدخل إلى بالوعة كربون قوية وطويلة الأمد. يتجاوز هذا التغيير بكثير توقعات الباحث للنهر في حالته الطبيعية، والذي يعتقد أنه يسلط الضوء على الإمكانات الهائلة لـ "الترميم بقيادة القندس" ويوفر مرجعًا قيمًا لتخطيط استخدام الأراضي في المستقبل، واستراتيجيات إعادة الحياة البرية، وسياسة المناخ.
بمرور الوقت، يؤدي تراكم الرواسب والأخشاب الميتة في الأراضي الرطبة للقندس إلى احتجاز المزيد من الكربون في وادي النهر. ووجدت الدراسة أن هذه الرواسب تحتوي على ما يصل إلى 14 ضعف كمية الكربون غير العضوي وما يصل إلى ثمانية أضعاف كمية الكربون العضوي الموجودة في تربة الغابات المحيطة. وتساهم الأخشاب الميتة المتساقطة والمتحللة في الغابات الواقعة على ضفاف الأنهار والجداول والأراضي الرطبة بما يقرب من نصف تخزين الكربون على المدى الطويل. ويتوقع العلماء أنه طالما ظل هيكل سد النهر مستقرا، فمن المتوقع أن تظل مجمعات الكربون هذه آمنة ودائمة نسبيا على مدى عقود.
وقالت أنغريت لارسن، الأستاذة المساعدة في مجموعة أبحاث جغرافيا التربة والمناظر الطبيعية بجامعة فاجينينجن، إن النتائج تظهر أن القنادس "مهندسون" أقوياء في احتجاز الكربون وامتصاصه. من خلال إعادة تشكيل الممرات المائية وإنشاء موائل متنوعة وغنية للأراضي الرطبة، تعيد القنادس كتابة كيفية تخزين الكربون وتوزيعه مكانيًا في المناظر الطبيعية.
وقدر الفريق أيضًا أنه إذا تمكنت القنادس من إعادة احتلال جميع مناطق السهول الفيضية المناسبة في سويسرا، فإن الأراضي الرطبة التي أنشأتها يمكن أن تعوض ما بين 1.2% إلى 1.8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية في البلاد. وتعتمد هذه "المساهمة المحتملة في خفض الانبعاثات" بشكل كامل تقريبا على العمليات الطبيعية، ولا تتطلب أي إدارة بشرية إضافية أو استثمار مالي. تم الانتهاء من الدراسة بشكل مشترك من قبل جامعة برمنغهام، وجامعة فاجينينجن، وجامعة برن والمؤسسات الشريكة متعددة الجنسيات. باستخدام ممر مجرى سويسري تم تحويله بشكل مستمر بواسطة القنادس لأكثر من عشر سنوات كعينة، تم إجراء تقييم منهجي لتأثيراته البيئية ودورة الكربون.
ومع استمرار تعافي أعداد القنادس في العديد من الأماكن في أوروبا، يعتقد العلماء أن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث في المستقبل لزيادة توضيح كيف سيغير هؤلاء "المهندسون البيئيون" بنية النظم البيئية للأنهار، فضلاً عن التأثيرات العميقة المحتملة على تخزين الكربون العالمي والأنظمة المناخية على نطاقات مكانية أكبر ونطاقات زمنية أطول.