بیولوژی و بیوتکنولوژی کشاورزی

 پديده تغييرات آ‌ب و هوايي به عنوان نخستين پديده زيست محيطي جهاني يك تهديد جدي براي ساكنان كره زمين محسوب مي‌شود و اين تهديد اگرچه هر روز با صداي بلندتري فرياد مي‌زند كه حيات كره زمين و ساكنان آن در معرض خطر است، اما انگار هيچ كس اين هشدارها را نمي‌شنود.

 آمار و اخبار تكان‌دهنده‌اي كه از اثرات تغييرات آب و هوايي و ذوب شدن يخ‌هاي قطبي شنيده مي‌شود، اگرچه همگان را متاثر مي‌كند، اما هنوز اتحادي براي مقابله با اين بحران زيست محيطي شكل نگرفته است، بحراني كه به عقيده كارشناسان با سرعت غيرقابل پيش‌بيني در حال گسترش است. كارشناسان هنوز به راهكارهايي مانند مديريت محلي و اتحاد مردم كشورها اميدوارند كه با همين اعتقاد، شعار براي مقابله با گرمايش زمين متحد شويم براي امسال از سوي سازمان ملل انتخاب شد.

البته جاي اميدواري است كه با اجراي سياست‌هاي هوشمندانه‌اي براي اصلاح الگوي مصرف در كشورمان، ما نيز به عنوان بخشي از اين جهان در مقابله با پديده گرمايش جهاني متحد شويم.

بررسي‌ها نشان مي‌دهد تغييرات وسيع در الگوهاي كاربري اراضي، مثل قطع درختان جنگلي مي‌تواند به شكل قابل توجهي بازتابش سطح زمين در مقابل تابش خورشيدي را تغيير دهد و باعث جذب تابش، تبخير و تعرق شود.

در اين فرآيند، تغييراتي در آب و هواي منطقه‌اي ممكن است اتفاق بيفتد. همچنين تغييرات وسيع در كاربري اراضي مي‌تواند بر آب و هواي كره زمين از طريق افزايش اثرات گازهاي گلخانه‌اي تاثير بگذارد. براي مثال با كاهش ظرفيت مزارع در جذب كربن و با افزايش انتشار كربن از اراضي، يعني از طريق تجزيه زيست توده، باعث تمركز و غلظت بالاي گازهاي گلخانه‌اي مي‌شود. تغيير در آب و هواي شهري نيز به دنبال تغييرات آب و هوايي رخ مي‌دهد.

با توجه به مشاهدات صورت گرفته، شهرها و شهرك‌ها تمايل زيادي براي گرم شدن نسبت به مناطق كشاورزي اطراف آنها به دليل اختلاف بين شهرها و مناطق طبيعي دارند، به طوري كه تحقيقات نشان مي‌دهد محيط‌هاي آسفالت و بتوني شهرها تمايل به كاهش بازتابش تابش را در محيط شهري نسبت به مناطق طبيعي بيشتر دارند. اين عامل باعث افزايش جذب تابش خورشيدي در سطح شده و علاوه بر اين تبخير و تعرق در شهرها نسبت به مناطق كشاورزي اطراف آنها به دليل كم بودن درختان نيز كاهش مي‌يابد.

آلودگي هوا اثرات گرم شدن را نيز در شهرها در پي دارد. علاوه براين، گرما از طريق صنايع، وسايل گرمايش خانگي و استفاده از خودروها نيز رها مي‌شود و با افزايش مناطق شهري اثرات گرماي مناطق شهري نيز تشديد مي‌شود. تمام اينها تصور بسيار كوچكي بود از آنچه كه در هر لحظه اتفاق مي‌افتد و باعث افزايش دماي ميانگين سياره ما مي‌شود.

هم‌اكنون كشورهاي جهان بيش از پيش نسبت به آثار گرم شدن زمين بر اقتصاد جهاني و آينده تمدن بشري نگران هستند.

بسياري از تحولات در سطح جهاني، امروز ريشه در وقايع و جريانات محلي دارد. اتفاقاتي به ظاهر كوچك و محدود كه مي‌تواند اثراتي گسترده بر جهان پيرامون خود باقي بگذارد. به همين ترتيب، مديريت‌هاي محلي به صورت تجمعي مي‌تواند آثار و تبعات كلان و فراگير بيابد. اين امر بيانگر پيوستگي ميان تصميم‌گيري‌هاي بين‌المللي و مشاركت مدني و شهروندي است. از همين رو، فعاليت انسان‌هاي نگران و مسوول در مقابل پديده تغييرات آب و هوايي كه وضعيت كره‌مسكوني را بحراني كرده، تنها روزنه اميد براي نجات زمين است.

حركات فيزيكي توده‌هاي هوا كه هر كدام از نظر دما، فشار و مقدار رطوبت متفاوت هستند، آب و هوا و اقليم را به وجود مي‌آورند. اتمسفر يك سيستم عظيم با واكنش‌هاي شيميايي گسترده است كه نيروي محركه واكنش‌هاي آن را خورشيد، انرژي منعكس شده از جانب موجودات زنده و فعاليت‌هاي صنعتي و كشاورزي را انسان فراهم مي‌آورد.

يك جنبه مهم اقليم همان تغييرات اقليمي است. طي 2 ميليون سال گذشته، متوسط سالانه دماي زمين چندين درجه سانتي‌گراد بالا و پايين رفته است. هر وقت دما بالا بوده اين افزايش در ايجاد يك دوره بين يخچالي در بخش بزرگي از كره زمين انعكاس مي‌يافته و در زمان‌هاي پايين بودن دما، پديده‌هاي يخچالي روي مي‌داده است. اقليم جهان در 1500 سال گذشته چندين بار سرد و گرم شده و اين تغييرات، آثار عمده‌اي بر انسان داشته است.

عوامل متعددي در تغييرات آب و هوا مؤثر است كه به عوامل طبيعي و عامل مربوط به فعاليت‌ انسان‌ها تقسيم مي‌شود.

فعاليت‌ كوه‌هاي آتشفشان و زلزله از عوامل طبيعي هستند كه مقدار زيادي گازهاي دي‌اكسيدكربن، متان، دي‌اكسيدازت، گوگرد و غيره آزاد كرده و در فضا پخش مي‌كنند. از فعاليت‌هاي انسان كه باعث افزايش اين گازها مي‌شوند مي‌توان از مصرف سوخت‌هاي فسيلي مثل نفت و گاز، كاشت برنج و دامداري در سطح وسيع نام برد.

نور خورشيد كه به زمين مي‌رسد، اتمسفر و سطح زمين را گرم مي‌كند؛ بنابراين اتمسفر زمين حرارت آن را به صورت تابش‌هاي مادون قرمز باز مي‌تاباند. اين بازتاب‌ها توسط گازهاي متعددي ازجمله گازكربنيك، متان، بخار آب و انواع كلروفلوركربن‌ها (CFC) مجدد جذب شده و اتمسفر را گرم مي‌كند. اين محصور شدن امواج تقريبا شبيه كار گلخانه در نگه داشتن گرماست. فرآيند مذكور اثر گلخانه‌اي ناميده مي‌شود. بايد توجه داشت گرچه به دام‌اندازي تابش‌هاي مادون قرمز تا حدودي نيز در گلخانه پيش مي‌آيد، اما فرآيند اصلي گرم‌كننده‌اي گلخانه، محدوديت سرد شدن آن از طريق محدوديت چرخش‌ هوا (باد) به علت بسته بودن محفظه شيشه‌اي است. حدود 85 درصد از كل گرمايش گلخانه‌اي در سطح كره زمين مربوط به وجود آب در اتمسفر است، اما نگراني خاصي در مورد افزايش زياد در بخار آب اتمسفر به علت فرآيندهاي انسان انگيخته وجود ندارد، بلكه نگراني اصلي در مورد آن دسته از گازهايي است كه تا حدودي به علت فرآيندهاي انسان منشا به وجود مي‌آيند و عمدتا شامل متان، گازكربنيك، گازهاي CFC ، اكسيدهاي ازت و ازن در لايه‌هاي پاييني درون تروپوسفر است كه همگي در سال‌هاي اخير بشدت در اتمسفر افزايش يافته است و به مقدار زيادي تابش‌هاي مادون قرمز منتشر شده از زمين را جذب مي‌كنند. هر سال در نتيجه فرآيندهاي زيستي و فيزيكي مختلف مقدار زيادي كربن به صورت گازكربنيك به اتمسفر زمين وارد و از آن خارج مي‌شود كه در راس آنها مي‌توان به سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي توسط انسان اشاره كرد. سهم نسبي عمده‌ترين گازهاي گلخانه‌اي ‌با منشا انساني عبارتند از CFC ( پانزده و پنجاه و دو صدم درصد)، C1H4 (دوازده درصد)، O3 (هشت درصد)، N2O5 (پنج درصد) و گازكربنيك (60 - 50‌ ‌درصد).

گازكربنيك در ارتباط با مساله گرمايش جهاني بسيار مورد توجه است و حدود 50 تا 60 درصد اثر گلخانه‌اي با منشا انساني به اين گاز نسبت داده مي‌شود. تراكم اين گاز حدود 130 سال پيش در آغاز انقلاب صنعتي حدود 280ppm بوده است. امروزه تراكم اين گاز در اتمسفر حدود 350ppm است و انتظار مي‌رود مقدار آن تا سال 2050 به 450ppm برسد كه بيش از از 5/1 برابر سطح آن پيش از انقلاب صنعتي است. ميزان زياد انتشار گاز كربنيك و رشد انتشار آن حاكي از افزايش گاز كربنيك از منابع انسان و ازجمله سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي و جنگل‌زدايي بوده است؛ البته عواملي طبيعي نظير فتوسنتز در طبيعت و حل شدن گازكربنيك در آب درياها و اقيانوس‌ها ميزان گازكربنيك توليد شده از فعاليت‌هاي انساني را در اتمسفر كاهش مي‌دهد.

در ارتباط با متان ‌(CH4) نيز مشخص شده است تالاب‌ها، موريانه‌ها و بازدم دام‌هاي نشخواركننده پس از گوارش سهم عمده‌اي در رهاسازي اين گاز دارند. موريانه‌ها طي مراحل فرآوري چوب، متان توليد مي‌كنند و تجزيه مواد گياهي توسط باكتري‌هاي بي‌هوازي در محيط‌هاي آبي كم‌اكسيژن تالاب‌هاي آب شيرين نيز متان آزاد مي‌كنند. در ميان فعاليت‌هاي انساني مي‌توان به شاليكاري، پرورش گاو و سوزانيدن مواد آلي نظير هيزم اشاره كرد.

از ديگر گازهاي مهم گلخانه‌اي، اكسيدهاي ازت و CFC ها هستند. در مورد اكسيدهاي ازت كه مهم‌ترين انواع آنها عبارتند از اكسيد ازت (NO) ، اكسيد نيترو (N2O) و دي‌اكسيد ازت NO2. اين گازها در تركيب طبيعي هوا وجود دارند و منشا توليد آنها در طبيعت گازهاي آتشفشاني، رعد و برق و درباره N2O فعاليت باكتري‌ها در خاك‌هايي است كه بخوبي تهويه نمي‌شوند. اكسيد ازت و دي‌اكسيد ازت بشدت سمي هستند. اكسيد ازت در مقابل نور و با حضور هيدروكربورها بسرعت تبديل به دي‌اكسيد ازت مي‌شود. اين گازها چند روز در هوا مي‌مانند، زيرا در اثر تماس با بخار آب هوا تبديل به اسيد نيتريك و سپس تبديل به نيترات‌ها بخصوص نيترات آمونيم مي‌شود و همراه با آب باران به درون خاك مي‌رود. آثار زيست‌محيطي اكسيدهاي ازت روي انسان متغير است و ازجمله آنها مي‌توان از تحريك چشم، گلو، بيني و شش‌ها و افزايش آسيب‌پذيري در مقابل عفونت‌هاي ويروسي نظير آنفلوآنزا نام برد. اكسيدهاي ازت رشد گياهان را مختل مي‌كند و به بافت‌هاي برگ آسيب مي‌رساند.

^{جام جم انلاین}