توصلت الدراسة إلى أن أشجار المانغروف تنظف 8.7 مليار دولار من التلوث بالنيتروجين كل عام

توفر غابات المانغروف في جميع أنحاء العالم خدمة تنظيف من التلوث بالنيتروجين يتم تجاهلها إلى حد كبير – وهي خدمة ستتكلف 8.7 مليار دولار سنويًا إذا اضطر البشر إلى دفع ثمنها، وفقًا لتقديرات دراسة جديدة.

أشجار المانغروف تتحمل الملوحة النباتات التي تنمو بين علامات المد والجزر المرتفعة والمنخفضة في المناطق الساحلية الاستوائية وشبه الاستوائية. جذورها الطويلة المتشابكة تحبس الرواسب الغنية بالميكروبات التي تحلل النيتروجين الموجود في الماء إلى غاز النيتروجين (N₂) وأكسيد النيتروز (N₂O)، وإزالة هذه العناصر الغذائية بشكل فعال من النظام البيئي.

كان الباحثون يدركون أن غابات المانغروف موجودة بالوعات الكربون القيمة وتوفر مجموعة من خدمات النظام البيئي الأخرى، بما في ذلك الدفاع الساحلي ضد هبوب العواصف وحاجز ضد التآكل. لكن قدرة هذه الغابات على إزالة النيتروجين غير مفهومة بشكل جيد، على الرغم من الدمار الذي يسببه التلوث بالنيتروجين المعروف أن يعيث في النظم البيئية المائية، قال مؤلفو الدراسة الجديدة لموقع Live Science.

“ما زلنا في مرحلة الطفولة لمحاولة فهم ما الذي يدفع عملية إزالة النيتروجين هذه” بينوا ثيبودووقال أستاذ مساعد في قسم علوم الأرض والبيئة في الجامعة الصينية في هونغ كونغ، في مقابلة مشتركة مع مؤلفه المشارك زيان وانغ، طالب دكتوراه في علوم البيئة في نفس الجامعة. “إنك تأخذ النيتروجين التفاعلي… وتقوم بإزالته إلى الغلاف الجوي مثل N₂، وهو غير تفاعلي وله مدة بقاء تصل إلى آلاف السنين.”

يحدث التلوث بالنيتروجين بسبب الجريان السطحي الزائد للمغذيات في أنظمة المياه بسبب الأنشطة البشرية مثل زراعة. بين عامي 2002 و 2010، بلغت هذه الجريان السطحي 35.9 مليون طن (32.6 مليون طن متري) من النيتروجين سنويا في النظم الإيكولوجية للمياه العذبة. ويعزز هذا التلوث نمو الطحالب، مما يؤدي إلى ازدهار يقلل بشكل كبير من توافر الأكسجين للأنواع الأخرى ويطلق السموم في الماء التي يمكن أن تصيب الحيوانات والبشر بالمرض.

ووجدت الدراسة الجديدة أن غابات المانجروف تغطي أقل من 0.1% من سطح الأرض، لكنها تزيل حوالي 960 ألف طن (870 ألف طن متري) من النيتروجين من أنظمة المياه كل عام. وهذا يعادل تقريبًا كتلة 650 شجرة سيكويا عملاقة (سيكويادندرون العملاق) الأشجار – لكن الظروف المثالية لأشجار المانجروف يمكن أن تعزز قدرتها على الإزالة إلى أكثر من 5.5 مليون طن (5 ملايين طن متري) سنويًا، وهو ما يعادل وزن أكثر من 4000 شجرة سيكويا عملاقة. ونشرت النتائج في 29 أبريل في المجلة مستقبل الأرض.

قام ثيبودو ووانج بتحليل نتائج 51 دراسة سابقة، بالإضافة إلى القياسات التي أجروها بأنفسهم، لتقدير المعدلات العالمية لإزالة النيتروجين في غابات المانجروف. وقاموا بتقسيم البيانات إلى معدلات إزالة فعلية، وهي تلك التي لوحظت في الطبيعة، ومعدلات إزالة محتملة، والتي تلتقط كمية النيتروجين التي يمكن أن تمتصها غابات المانغروف إذا كانت مستويات درجة الحرارة والملوحة والنيتروجين مثالية.

بعد ذلك، قام الباحثون بحساب متوسطات المعدلات الفعلية والمحتملة، بالإضافة إلى مساحة أشجار المانجروف العالمية تقدير تبلغ مساحتها 52,459 ميلًا مربعًا (135,869 كيلومترًا مربعًا)، مما أدى إلى معدل إزالة فعلي قدره 960,000 طن سنويًا ومعدل إزالة محتمل يزيد عن 5.5 مليون طن سنويًا.

تقوم الميكروبات الموجودة في غابات المانغروف بإزالة النيتروجين عبر طريقين رئيسيين: نزع النتروجين وأكسدة الأمونيوم اللاهوائية (الأناموكس). تعمل عملية نزع النتروجين على تحويل النترات الموجودة في الماء إلى غاز النيتروجين وأكسيد النيتروز، وهو أ غازات الدفيئة. ومن ناحية أخرى، يقوم أناموكس بتحويل النتريت والأمونيوم إلى غاز النيتروجين، الذي يشكل 78% من الغلاف الجوي وليس غازًا دفيئًا. تعمل هذه المسارات بشكل أفضل مع تركيزات النيتروجين العالية نسبيًا، ولكن هناك عتبة تتباطأ عملية الإزالة بعد تجاوزها، وفقًا للدراسة.

وقال وانغ إن هذه المسارات تحدث أيضًا في مروج الأعشاب البحرية والبيئات الساحلية الأخرى، لكن غابات المانغروف جيدة بشكل خاص في إزالة النيتروجين لأن رواسبها فقيرة بالأكسجين، مما يعزز النوع الصحيح من النشاط الميكروبي.

وعلى غرار أرصدة الكربون التي يمكن للناس شراؤها لتعويض انبعاثاتهم الناجمة عن أنشطة مثل الطيران، استخدم الباحثون نهج الائتمان القائم على السوق لحساب القيمة الاقتصادية لإزالة النيتروجين في غابات المنغروف. واستناداً إلى ما تدفعه البلديات في دول مثل أستراليا والولايات المتحدة للتخلص من النيتروجين في شبكات المياه لديها، استقر ثيبودو ووانج على سعر يزيد قليلاً عن 10 آلاف دولار لكل طن متري من النيتروجين تتم إزالته في أي مكان في العالم.

وقال وانغ: “يتمتع الكربون بسوق ائتمانية ناضجة للغاية الآن، لكن بالنسبة للنيتروجين، فهو ليس ناضجا إلى هذا الحد”. “لقد أجرينا تحقيقًا مبكرًا جدًا حول كيفية تعامل الأسواق المختلفة أو الصناعات المختلفة مع هذا النوع من التلوث بالنيتروجين.”

بالمعدل الحالي لإزالة النيتروجين، تبلغ قيمة خدمة تنظيف أشجار المانغروف 8.7 مليار دولار سنويًا على مستوى العالم. وإذا ارتفعت عمليات الإزالة إلى 5.5 مليون طن سنويًا، فستبلغ قيمتها حوالي 57 مليار دولار سنويًا، وفقًا للدراسة.