“`html

الفحم الحيوي يتفوق على بقايا الحريق الطبيعية في استعادة التربة المحترقة

حريق الغابات، الذي يصبح أكثر تكرارًا وشدة بسبب تغير المناخ، يحول النظم البيئية الغابية والتربة بشكل عميق. هذه الحرائق تدمر المادة العضوية في التربة، وتعطل المجتمعات الميكروبية، وتغير هيكل التربة نفسه، مما يجعلها عرضة للتآكل والانزلاقات الأرضية وتلوث المياه. أمام هذه الأضرار، تلعب بقايا الحريق الطبيعية مثل الرماد وفحم الخشب الناتج عن الحرائق دورًا غامضًا. الرماد، الغني بالعناصر الغذائية مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم، يقدم تأثيرًا فوريًا للتسميد ويعادل حموضة التربة مؤقتًا. ومع ذلك، فإن هذه العناصر الغذائية، التي تذوب بسهولة، تغسل بسرعة بواسطة الأمطار قبل أن تتمكن النباتات من الاستفادة منها، مما يفقر التربة على المدى الطويل. بالإضافة إلى ذلك، تسد جزيئات الرماد الدقيقة مسام التربة، مما يقلل من قدرتها على امتصاص الماء ويعزز الجريان السطحي.

أما فحم الخشب الناتج عن الحرائق، فهو يمتلك تركيبًا كيميائيًا غير مستقر. حيث يتشكل في ظروف احتراق سريعة ومتغيرة، ويحتفظ بمركبات عضوية متطايرة ومواد سامة للنباتات، مثل الفينولات والهيدروكربونات العطرية. هذه الخصائص تحد من فعاليته في عزل الكربون وقد تزيد من كره التربة للماء، أي قدرتها على طرده، مما يمنع التسرب ويزيد من مخاطر التآكل.

أمام هذه القيود، يبرز الفحم الحيوي، وهو فحم نباتي يتم إنتاجه من خلال التحلل الحراري المتحكم به للكتلة الحيوية، كحل أكثر فعالية. على عكس الفحم الطبيعي، يتم تصنيع الفحم الحيوي في ظروف دقيقة، بدون أكسجين ودرجات حرارة مناسبة، مما يمنحه هيكلًا مساميًا ومستقرًا. هذه المسامية تمكنه من الاحتفاظ بالماء، وتحسين قدرة التربة على تبادل الكاتيونات، وحبس الملوثات مثل المعادن الثقيلة. من خلال الاحتفاظ بالعناصر الغذائية، يعمل كسماد بطيء الإطلاق، مما يضمن توافرها وفقًا لاحتياجات النباتات في مرحلة التعافي. بالإضافة إلى ذلك، سطحه الغني بالمجموعات الوظيفية يعزز تثبيت الملوثات، مما يقلل من سميتها بالنسبة للبراعم الصغيرة.

يلعب الفحم الحيوي أيضًا دورًا رئيسيًا في إحياء التربة بيولوجيًا. بعد حريق شديد، غالبًا ما تتعقم الطبقات العليا من التربة، مما يقضي على الكائنات الدقيقة والفطريات الأساسية لنمو الأشجار. يخلق الفحم الحيوي بيئة مجهرية وقائية، تسمى مجال الفحم الحيوي، حيث تجد البكتيريا والفطريات ملاذًا ضد الجفاف والمفترسين. توفر المسامات الدقيقة له مأوى مثاليًا للكائنات الدقيقة المفيدة، مما يعجل من إعادة استعمار التربة واستعادة الغطاء النباتي.

ميزة أخرى رئيسية للفحم الحيوي تكمن في قدرته على استعادة الخصائص الهيدرولوجية للتربة. من خلال العمل مثل الإسفنج، يزيد من احتباس الماء ويكسر الطبقات الكارهة للماء التي تتشكل بسبب الحرائق، مما يسهل التسرب ويقلل من مخاطر الجريان السطحي. هذا التحسن في هيكل التربة يحد أيضًا من التآكل على المنحدرات، وهي مشكلة متكررة بعد الحرائق.

يمثل إنتاج الفحم الحيوي من الخشب المحترق أو نفايات الغابات حلًا دائريًا. من خلال تحويل بقايا الحرائق إلى فحم حيوي في الموقع، نقلل من مخاطر حرائق جديدة مع إغناء التربة المفقرة. هذا النهج، مقترنًا باستخدام الفحم الحيوي المنتج بدرجات حرارة عالية، يسمح بعزل الكربون بشكل مستدام واستعادة النظم البيئية بسرعة. في الواقع، يوفر الفحم الحيوي المنتج بأكثر من 600 درجة استقرارًا كيميائيًا فائقًا ومقاومة أفضل للتدهور الميكروبي، مما يضمن تخزين الكربون في التربة لفترة طويلة.

ومع ذلك، يجب تكييف تطبيق الفحم الحيوي بعناية لكل موقع. على سبيل المثال، قد يؤدي الاستخدام المفرط للفحم الحيوي القلوي إلى خلل في درجة حموضة التربة ويجعل بعض العناصر الغذائية غير متاحة للنباتات. كما أن تطبيقه على السطح قد يزيد من امتصاص الحرارة الشمسية، مما يزيد من إجهاد الشتلات الصغيرة في المناخات الجافة. لذلك، يكون دمجه في الطبقات العليا من التربة أفضل.

في النهاية، إذا كانت بقايا الحرائق الطبيعية قد اعتبرت لوقت طويل كافية لتجديد التربة، فإن فعاليتها تبقى محدودة أمام حجم حرائق الغابات الضخمة الحديثة. من ناحية أخرى، يوفر الفحم الحيوي بديلًا خاضعًا للرقابة ومستدامًا، قادرًا على مواجهة التحديات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تفرضها هذه الكوارث الطبيعية. قد يصبح استخدامه المستهدف، خاصة في المناطق عالية المخاطر، بذلك ركنًا أساسيًا في إدارة ما بعد الحريق ومكافحة تدهور النظم البيئية الغابية.

“`

Crédits et attributions

Source principale

DOI : https://doi.org/10.1186/s13765-026-01098-x

Titre : Ecological restoration of wildfire-affected areas: a review on the impacts of natural combustion residues (charcoal/ash) versus engineered biochar application

Revue : Applied Biological Chemistry

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Jae-Hoon Lee; Seul-Rin Lee; Jun-Suk Rho; Dong-Cheol Seo