کشاورزی میتواند کربن را از هوا دریافت و وارد زمین کند، اما این روش نیازمند تفکری نوین درباره رفتار ما با زمین زراعی است.
زمانی که جان ویک و همسرش پگی راتمن مزرعهای را در سال ۱۹۹۸ و در بخش مارینِ کالیفرنیا خریداری کردند صرفاً به دنبال فضایی بیشتر بودند. راتمن نویسنده سرشناس کتابهای کودک است و کتاب «افسر باکِل و گلوریا» از او در سال ۱۹۹۶ برنده جایزه کالدکات شده است. همچنین آپارتمانشان در سانفرانسیسکو با طرحها و نقاشیهای او درهمریخته شده است. آنها مزرعهای ۲۲۰ هکتاری در نیکازیو خریدند که انباری بزرگ داشت، قرار بود این انبار به یک استودیو خیلی بزرگ تبدیل شود. ویک سرکارگر ساختمانی بود و در بازسازی حمام پگی با او آشنا شده بود. ویک بهشدت مشتاق این پروژه بود؛ در شهر مجاور آنجا بزرگ شده بود و منطقه را بهخوبی میشناخت و کودکی دلنشینی را هم در آنجا پشت سر گذاشته بود.
در یک قرن گذشته این منطقه به قطب لبنیات تبدیل شده است و تپههای گرد شکل آن در طول دهها چرای دام به این شکل درآمده است. ویک و راتمن گاهی اوقات در بازگشت به خانه خود با گاوهایی روبرو میشدند که روی ایوان آنها ایستاده بودند. در اولین قدم اینطور به نظر میرسید که باید با گلهدار این گاوها صحبت کنند.
چندین ماه پس از خروج گلهها مناظر اطراف شروع به تغییر کرد. علفهای هرز مرغزار را گرفتند و چمنهای خشک و خورده نشده مانع رشد چمنهای جدید شدند. بیماری اسرارآمیزی به درختان بلوط حمله کرد و زمین انگار دیگر حیاتی نداشت. ویک و پگی احساس میکردند شاید کمکاری آنها باعث این مشکلات شده است.
ویک از همه بیشتر از هجوم علفهای زردرنگی آزرده شده بود، او این علفها کنده، جابهجا و حتی از علفکُش استفاده کرده بود اما رشد این گیاه همچنان ادامه داشت. فکر کرد که چندتایی بز اجاره کند تا آنها علفها را بخورند، اما قیمت آنها خیلی زیاد بود. حتی فکر کرد چندتایی گوزن وحشی وارد منطقه کند اما این کار موانع و قوانین اداری زیادی داشت و خیلی سخت بود.
ویک و راتمن با یک بومشناس (اکولوژیست) به نام جف کِرِک قراری گذاشتند. جف پیشنهاد داد بهجای مبارزه با آنچه دوست ندارید بر پرورش آن چیزهایی که دوست دارید متمرکز شوید. کرک پیش از اینکه مدرک دکترای اکولوژی خود را بگیرد، ۲۵ سال در کالیفرنیا شمالی روی سیب و گلابی ارگانیک کار میکرد. او پیشنهاد داد که با ایجاد شرایط مناسب برای رشد چمن، از گسترش علفهای هرز جلوگیری کنند و همچنین گاوها را به منطقه بازگردانند.
چنین رویکردی مخالف نظر بسیاری از طرفداران محیطزیست است که البته دلایل بسیار خوبی هم برای ادعای خود دارند. چرای بیش از اندازه دام بسیاری از بخشهای جهان را به بیابان تبدیل کرده است. اما از دید کرک، نحوه چرای دام تغییراتی زیادی ایجاد خواهد کرد. اگر این حیوانات مانند بوفالوهای وحشی حرکت کنند، گلهها متراکم باشند و هرگز برای مدتی طولانی در یک مکان باقی نماند، زمین از این آشفتگی موقت سود خواهد برد. اما اگر گله را در محیط رها کنی و چند ماه بعد آنها را جمع کنید زمینهای شما در نهایت به مکانی بیحاصل تبدیل خواهند شد.
ویک به توصیههای کرک عمل کرد. گاوها به محل بازگشتند و مانع رشد علفهای هرز شدند. در چند هفته چمنهای جدید شروع به رشد کردند. گیاهان یکسالهای که توسط گاوها جویده میشدند ریشههای قوی به دست آورند که میتوانست تا مدتها باقی بماند. در پایان تابستان، گاوهایی که زمستان را در کنار دریا گذرانده بودن و حسابی لاغر شده بودند حسابی فربه شدن و پوستی درخشان به دست آوردند. وقتی ویک گله را به صاحبش بازگرداند گاوها بیش از ۲۲ تُن وزن داشتند. گاوها بسیار چاق شده بودند، زمینها هم دوباره به حالت اول بازگشته بودند و چمنها شادابتر شده بودند، حتی تعداد پرندگان و دیگر جانوران هم زیاد شده بود، اما چنین اتفاقی چطور ممکن بود؟
کرک پاسخی برای این سؤال داشت. کربوهیدراتی که باعث افزایش وزن گاوها شده بود از طریق خوردن چمن و از جو آمده بود. او میگوید که چمنها مانند نی، کربن را از هوا میگیرند و به زمین بازمیگردانند. کرک تلاش میکند این نکته را توضیح دهد کربن که از عناصر اصلی تشکیلدهنده حیات و بهطور مستمر از جو به گیاهان و حیوانات و سپس به جو در حال جریان است. گیاهان میتوانند بهطور ناخواسته کربن موجود در هوا را جذب کند.
تغییرات آبوهوایی در ابتدا تصویر دودکشهایی را در ذهن متبادر میکند. یکی از بزرگترین منابع انتشار کربن فعالیتهای انسانی مانند تولید گرما و انرژی است که یکچهارم کربن آزادشده در جو را شامل میشود. فرسایش و تخریب خاک به علت شخم زدن، چرای بیش از اندازه و قطع درختان نقش مهمی در جمع شدن گازهای گلخانهای دارند. چنین فرایندی اما بسیار قدیمی است. قطعات یخ در گرینلند نمونههایی از هوای هزاران سال پیش را در خود نگاه داشته است. مطالعه این گازها نشان میدهد گازهای گلخانهای از زمان رشد کشاورزی در بینالنهرین رو به افزایش بودهاند.
بر اساس تحقیقات دانشگاه اوهایو، از زمان آغاز انقلاب صنعتی تاکنون، کشاورزی و دامداری ۱۳۵ گیگا تُن کربن وارد جود شده است. این میزان بسیار بیشتر از کربن دیاکسید آزادشده از سوی منابع انسانی است. گرمایش جهانی تنها به سوزاندن سوختهای فسیلی مربوط نمیشود و غارت خاک، جنگلها و تالابها نقش بسیار زیادی در آن دارند.
در سالهای اخیر برخی از دانشمندان به دنبال این سؤال هستند که آیا میتوان برخی از این کربن آزادشده را به خاک و اکوسیستم زنده مانند جنگلها و مراتع بازگردانیم. کاهش صرف تولید این گازها بهتنهایی نمیتواند مانع افزایش گرمایش جهانی شود، به همین دلیل این روش که به کشاورزشی کربنی مشهور شده، بسیار موردتوجه قرار گرفته است. بر اساس گزارش مجمع جهانی تغییرات آب و هوایی در سال ۲۰۱۴، برای جلوگیری از ذوب کوههای یخ قطب و زیر آب رفتن شهرهای ساحلی، بشر باید بخشی از کربن تولیدشده در جو را حذف کند. کیت پائوستین، دانشمند امور خاک در دانشگاه ایالتی کلرادو به من میگوید: «نمیتوانیم صرفاً تولید این گازها را کم کنیم، باید از تمام توان استفاده کنیم و در این راه مواردی مانند زمین کشاورزی و خاک اهمیت زیادی دارند.»
روشهای کاهش کربن میتواند یکی از این مدلها باشد: جذب هوا بهوسیله ماشینهای تهویه مانند، اضافه کردن پودر آهن به اقیانوسها برای فعال کردم جلبکها بهطوری که بعد از مرگ آنها کربن دریافت شده توسط آنها به کف دریا منتقل شود، جذب و ذخیره کربندیاکسیدی که در نتیجه سوختن درختان و دیگر گیاهان، تولید شده و حذف کربن از جو در هنگام رشد این گیاهان، سنگشکنی و پخش برخی سنگهای خاص مانند بازالت که بهطور طبیعی کربنِ درون جو را جذب میکنند. با این حال هیچیک از این روشها تاکنون مورد تأیید قرار نگرفته یا به میزان لازم قابل پیادهسازی نیست. بارزترین مانع در این میان، مصرف انرژی بیشتر برای کاربرد هر یک از این روشها است که بدون استفاده از انرژیهای جدید و تجدید پذیر که هزینههای بیشتری هم در پی خواهند داشت، امکانپذیر نخواهد بود.
با این حال، گیاهان بهطور طبیعی به حذف کربن از جو کمک میکنند و نیازی به انرژی اضافی ندارند، همچنین رشد آنها رایگان است. آنها در هنگام فتوسنتز انرژی خورشید را حبس و از آن برای ترکیب اتمهای هیدروژن و کربن در جهت تولید قندها استفاده میکنند، در این فرایند اکسیژن بهعنوان یک محصول جانبی آزاد میشود. (سوختهای فسیلی که پیشبرنده تمدناند حاوی همان کربنی هستند که میلیونها سال پیش در فرایند فتوسنتز از هوا جذب شدهاند.) بهار هر سال، غلظت کربن دیاکسید کاهش میباید و در پاییز و زمستان با مرگ گیاهان دوباره افزایش پیدا میکند. برخی از دانشمندان این نوسان را به تنفس زمین تشبیه کردهاند.
تقریباً تمام کربن واردشده به زیستکره زمین در هنگام فتوسنتز جذب میشود و در فرایند شبکه حیات، هر ارگانیسم مقدار موردنیاز خود را دریافت و کربن دیاکسید آزاد میکنند. این فرایند چرخه کوتاهمدت کربن است. کاشت یا کشاورزی کربن به دنبال ورود به این چرخه است که طی آن بتواند سرعت آزادسازی کربن به داخل جو را کاهش دهد. اما در حالت ایده آل تغییر جریان کربن مدنظر است تا حداقل برای زمانهایی کربن خارجشده از یک اکوسیستم از کربن واردشده به آن کمتر باشد.
برخی از روشهای مدیریت اراضی توانستهاند به این مهم دست پیدا کنند. کاشت و نگهداری از جنگلها یکی از این روشها است، درختها میتوانند کربن را در بخشهای چوبی خود حفظ کنند. روش دیگر بیوچار است. در این روش زغال ایجادشده از موارد ارگانیک را بهطور مستقیم وارد خاک میکنند، یا آنها را در تالابهایی قرار میدهند تا بتواند حجم قابلتوجهای از کربن را در خود ذخیره کند.
بیش از یکسوم از بخشهای غیر یخزده کره زمین به بخش کشاورزی تعلق گرفته است، به همین دلیل میتوان این روش را تا اندازه زیادی مورد استفاده قرار داد. در واقع کاشت کربن به این معنا است که اگر رفتار ما نسبت به زمین تغییر کند میتوانیم بخشهای زیادی از سطح کره زمین را به یک اسفنج کربنی تبدیل کنیم. بهجای تأکید صرف بر فناوری برای کاهش گازهای گلخانهای در جو، میتوانیم از روش باستانی و طبیعی فتوسنتز استفاده کنیم تا کربن را به خاکسپهر بفرستیم. خاکسپهر لایه نازک خاک در سطوح مختلف کره زمین است. اگر از این روش در سطح گستردهای استفاده شود، از لحاظ نظری میتوان میلیونها تن از کربن دیاکسید جو را کاهش داد.
پیت اسمیت، دانشمند امور خاک در دانشگاه آبردینِ اسکاتلند و جیمز هانسن، دانشمند برجسته تغییران آبوهوایی در مقالهای در سال ۲۰۱۶ به این نکته اشاره میکنند که روشهای مدیریت اراضی یکی از معدود روشهای ممکن برای کاهش کربن است. اسمیت که اخیراً یکی از نویسندگان گزارش سازمان ملل درباره فناوریهای کاهش کربن دیاکسید بوده میگوید: «جای تعجب دارد که چرا زودتر این کار را نکردیم. این کار بهطور بالقوه میتواند تغییرات زیادی ایجاد کند.» از سوی دیگر هانسن به من میگوید که این مشکل را برای نوادگان خود به ارث خواهیم گذاشت: «بر فرض اینکه جوانان و افرادی در ادامه این قرن بتواند نحوه جذب کربن از جو را بیابند، باز هم مسئولیت زیادی بر عهده آنها خواهد بود.»
مجمع بینالمللی تغییرات آبوهوایی در حال تهیه گزارشی ویژه درباره این تغییرات و کاربری زمین است که تا سال ۲۰۱۹ کامل خواهد شد. این گزارش جزئیات بیشتری درباره نگهداری از کربن در خاک بیان خواهد کرد. در حال حاضر اما بیشترین تلاش بینالمللی برای معرفی کاشت کربن، یک پروژه خلاق فرانسوی به نام «۴ از هزار» است. هدف این طرح افزایش سالیانه میزان کربنِ خاک از طریق روشهای مختلف کشاورزی و جنگلداری به میزان ۰٫۴ درصد است. این طرح شامل اگروفارستری (کاشت درختان و محصولات در کنار هم برای حفظ کربن بیشتر)، کشاورزی بیخاکورزی (بع معنای عدم شخم زدن خاک چرا که این کار باعث فرسایش و آزادسازی کربن میشود) و پوشاندن زمینهای کشاورزی (خاکِ بدون روکش کربن آزاد میکند) است. فرانسویها معتقدند با این روشها میتوان از افزایش دیاکسید کربن جو جلوگیری کرد.
تعداد کمی از کارشناسهایی که با آنها صحبت کردم معتقدند این روش اثراتی بسیار بزرگی خواهد داشت، برای مثال پیت اسمیت پیشبینی میکند در سطح فعلی این روش در بهترین حالت تنها ۱۳ درصد از کربن آزادشدهی هر سال را ذخیره میکند. اسمیت میگوید: «از اینکه همه تلاش میکنند زمین را نجات دهند خیلی خوشحالم اما نباید خودمان را دست بیندازیم و فکر کنیم همین یک کار کافی خواهد بود. با ین وجود پروژه چهار از هزار نشان میدهد که همین میزان افزایش اندک کربنِ خاک چقدر میتواند با ارزش باشد. افزایش کربن خاک مزایای دیگری هم دارد که ارتقای حاصلخیزی خاک، حفاظت از آب و محصولات طبیعیتر از این موارد هستند. کربن خاک بیشتر میتواند کودهای شیمیایی موردنیاز را کاهش دهد، یک گاز گلخانهای قوی مانند نیتروژن مونوکسید را کم کند و کودهای نیتروژنی بیشتری تولید کند. اگر روشهای مدرن کشاورزی خود را با تغییرات آبوهوایی وفق دهند این روش میتواند بسیار مؤثر باشد. کشاورزی مسئول تولد تمدن است و میتواند آن را نجات دهد.
جان ویک در سال ۲۰۰۷ طبق گفته کرک، با وندی سیلور، استاد اکولوژیِ دانشگاه کالیفرنیا، برکلی تماس گرفت. ویک به سیلور گفت که چرای گاوها در زمین او باعث شده زمینهای اطراف شادابتر به نظر برسند. اما او و کرک به دنبال این پاسخ بودند که آیا این کار کربنی وارد زمین کرده است یا خیر؟ و در این صورت چطور میتوانستند میزان آن را اندازهگیری کنند؟
سیلور در مورد اندازهگیری چنین تغییرات اندکی تردید داشت. مثل این بود که بخواهند چند لیوان آب اضافهشده به یک استخر شنا را اندازهگیری کنند. با این حال سیلور توضیحات اندکی درباره دستیابی به این پاسخ مطرح کرد. وقتی ویک پیشنهاد انجام تحقیقات در این مورد را ارائه داد اما سیلور به او گفت که ممکن است نتایج چندان دلخواه او نباشد.
سیلور پروژه را قبول کرد و در همان سال کار آغاز شد. او و دانشجویانش نمونههای مختلفی را از مناطق مارین و سونوما جمعآوری کردند تا غلظت کربن را در آن اندازهگیری کنند. مشخص شد که بیشترین میزان کربن در زمینهای دامداری وجود دارد. سیلور در طول پروژه متوجه شد که دامدارها اغلب به مراتع خود کود میدهند، این کار هم منجر به افزایش حاصلخیزی زمین میشود هم ضایعات را کم میکند. بهطور مشخص نحوه رفتار با خاک میتواند بر میزان کربن آن تأثیر بگذارد، نتیجه بزرگتر این بود که افراد میتوانند بهطور عامدانه کربن خاک را افزایش دهند.
اما سرعت این کار چقدر میتواند باشد؟ در میانه قرن بیستم، ایزوتوپهای کربن رادیواکتیو زیادی در نتیجه آزمایشهای هستهای وارد جو شد و گیاهان سراسر جهان این ایزوتوپها را در فرایند فتوسنتز جذب کردند. سیلور این ایزوتوپها را در یک متری زیر سطح زمین پیدا کرد که موجب تعجب او شد. تجمیع خاک سطحیِ غنیشده با کربن از نظر منطقی احتمالاً باید صدها سال به طول میانجامید. اما در این مراتع، کربن جوی در طول چندین دهه وارد زمین شده بود.
ویک تلاش میکند این فرایند را عامدانه در مزرعه خود تکرار کند، اما نمیخواست از کودهای کشاورزی استفاده کند، چرا که با تجزیه این کودها گازهای گلخانهای مانند متان و نیتروژن مونوکسید وارد جو میشودند. جف کرک که خود زمانی محصولات ارگانیک پرورش میداد، پیشنهاد داد که از کمپوست های یا همان کودهای آلی استفاده کنند. کمپوست ها ممکن است حاوی کود کشاورزی باشند، اما در این ترکیبها، نیتروژن در میان مولکولهای مرکب گرفتار میشود. حداقل از لحاظ نظری، چنین کاری انتشار گازهایی از این دست را محدود میکند. در سال ۲۰۰۸ ویک، سیلور و کرک مقدار زیادی کمپوست خریداری و به ارتفاع ۱٫۵ سانتیمتر در مساحتی به اندازه ۴ کیلومترمربع پخش کردند که مزرعه ویک و یک مزرعه دیگر در سیرا نوادا را شامل میشد.
پس از سه سال، ویک ناامیدانه متوجه شد که چرای دام به خودی خود منجر به تجزیه کربن نمیشود. در واقع، در بخشهای کنترل نشده، خاک، کربن از دست داده بود. کسی به طور دقیق علت این وضعیت را نمیدانست اما مراتع سراسر کالیفرنیا کربن آزاد میکردند. تازه مهاجرین اروپایی، چمنهای سالیانه ریشه کوتاهی را به ایالت آورده بودند که در برخی نقاط جایگزین چمنهای ریشه عمیق پایدار شده بود. به همین دلیل کربنی که مدتها پیش توسط ریشههای عمیق به داخل زمین فرستاده شده بود، حالا در حال آزاد شدن بودند. به همین دلیل زمینهای هدف بسیار شاخص شدند. آنها تاریخچه یکسانی با سایرین داشتند و در شرایط برابری قرار گرفته بودند اما در آنجا به جای از دست دادن کربن، این ماده بیشتر جذب زمین شد. این میزان برابر با ۱٫۵ تُن کربن دیاکسید در هر چهار هزار مترمربع بود که این مقدار با دیاکسید کربن تولید شده توسط یک خودرو پس از حدود ۵۳۰۰ کیلومتر برابری میکند.
سیلور فکر میکرد کمپوست بهراحتی تجزیه و کربن مجدد وارد جو شود یا بدتر از آن، نیتروژن مونوکسید تولید شود. اما هیچیک رخ نداد و حتی طبق نظر شیمیدانها، بیشتر کربن ورودی به زمین از هوا وارد شده و از کمپوست نبود. این طور به نظر کمپوست کمک میکند گیاهان نسبت به گذشته کربن بیشتری از دریافت کند.
وقتی صحبت از کاهش تأثیرات تغییرات آبوهوای به میان میآید، دانشمندان علوم خاک به اصطلاحی علاقه نشان میدهند که سیلور به آن کربن مسدود شده میگوید. این ماده ارگانیک اغلب به شکل میکروبهای مُرده در دل خاک گرفتار میشود. این شکل از کربن میتواند برای قرنها گرفتار باقی بماند. (شکل دیگر کربن، که به آن کربن ناپایدار گفته میشود به طور مرتب در چرخه جو، گیاهان و سایر ارگانیسمهای درون خاک در حال حرکت است.) سیلور دریافت که این کربن پایدار در زمینهای تحت کنترل افزایش یافتهاند.
یافتههای او تأثیر بسزایی در درک چند دهه اخیر دانشمندان از نحوه تشکیل کربن خاک داشت. در گذشته تمرکز بر این بود که چگونه ارگانیکهای مرده باید به طور فیزیکی خود را از خاک خارج کنند. اما در مدل جدیدتر تأکید بر اهمیت گیاهان زنده است. ریشههای کوچک و فرعی گیاهان به طور مدام میمیرند و کربن را زیر زمین انبار میکنند، جایی که احتمال کمتری برای دسترسی به هوا وجود دارد. نکته مهمتر اینکه ریشه گیاهان با دریافت کربن از هوا، برخی از آنها را به درون خاک تزریق میکنند که مورد تغذیه میکروارگانیسمها و قارچی به نام میکوریزی قرار میگیرد. تخمین زده میشود در زیر هر یک مترمربع خاک سالم، حدود ۲ هزار کیلومتر رشتههای قارچی وجود داشته باشد. این گیاهان زنده کربن خاک را به طور مستقیم و از طریق تغذیه اکوسیستم افزایش میدهند.
در سالهای بعد، سیلور خاک را مورد تحلیل و بررسی قرار داد و مشاهده کرد که زمینهای تحت کنترل به دریافت کربن ادامه دادهاند. شبیهسازهای رایانهای نشان میدهند که این فرایند تا دههها بعد نیز ادامه خواهد داشت. این فرایند منجر به حفظ رطوبت بیشتر و افزایش رشد ۵۰ درصدی چمنها میشود. مقداری کمپوست باعث تغییرات گیاهان، خاک و همه ساکنان آن شده بود و آن را بهسوی تعادلی برده بود که در آن اکوسیستم خاک مقداری زیادی کربن را جذب و در خود حفظ کرده بود.
یافتههای سیلور از سال ۲۰۱۰ در نشریات علمی مختلف منتشر شده است. مقاله دوم او که با همکاری مارسیا دلونگی و دانشجویش ربکا ریالز حاوی برآوردهای ویژهای است. کالیفرنیا ۴۲۴ هزار کیلومترمربع مرتع و جنگل دارد که از این حیث در کشور اول است. اگر کمپوستِ حاوی کود تنها در ۵ درصد این منطقه مورد استفاده قرار بگیرد، آزادسازی کربن در ۸۰ درصد از بخش کشاورزی ایالت به تعادل میرسد، گاوها رشد میکنند و محصولات کشاورزی بیشتر میشوند. بسیاری از این تعادل از تبدیل کود کشاورزی برگرفته از تالابها به کمپوست دریافت میشود و جایی که متان و مونوکسید نیتروژن وارد جو میکند به یک محصول مؤثر بدل میشود. اما باید به کاهش پیشرونده کربن دیاکسید در رشد چمنزارها نیز توجه کرد. سیلور به من میگوید که اگر ۴۱ درصد از زمینهای مورد نظر ایالت را تحت مراقبت قرار بدهیم، کربن آزاد شده به کره زمین توسط فتوسنتز تمام بخش کشاورزی را تحت تأثیر قرار میدهد و ششمین اقتصاد بزرگ دنیا (یا همان کالیفرنیا) برای سالها کربن خنثی خواهد داشت.#
نویسنده: مویزِز ولاسکوئز مانآف
منبع: نیویورک تایمز
این مطلب پیشتر در روزنامه شهروند منتشر شده است.
دیدگاهتان را بنویسید