إن تغير المُناخ يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة في فصل الشتاء بمعدل أسرع من درجات الحرارة في فصل الصيف، وخاصة في المناطق المرتفعة. وقد يؤدي هذا الارتفاع غير المتوازن في الحرارة إلى إحداث مشاكل للكمية الهائلة من الكربون المخزنة في التربة هناك، من خلال تغيير النشاط الميكروبي أكثر من المتوقع.

إن تربة الكوكب تـخـزن كميات من الكربون تفوق ما تخزنه أي منظومة بيئية أخرى باستثناء المحيطات، وقد تخزن كميات أكبر إذا ما أديرت على نحو أفضل. ولكن الباحثين في مجال المناخ يتوقعون أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة الناجمة عن تغير المناخ إلى زيادة كمية الكربون المفقود من التربة في الغلاف الجوي على هيئة غازات دفيئة، ويرجع هذا إلى حد كبير إلى التغيرات في سلوك الميكروبات في التربة.

وللتحقق من مدى تأثير ذلك على الميكروبات، قام (نينج لينج) من جامعة لانزو في الصين وزملاؤه بتسخين تربة في أرض عشبية تجريبية على هضبة التبت. وقد أبقوا بعض التربة عند درجات حرارة الغرفة، وعرّضوا البعض الآخر لارتفاع درجة الحرارة بمقدار درجتين مئويتين (3.6 درجة فهرنهايت) طوال العام. وتعرضت مجموعة ثالثة لارتفاع درجة الحرارة بمقدار 2.5 إلى 2.8 درجة مئوية (4.5 إلى 5 درجات فهرنهايت) خلال فصل الشتاء و0.5 إلى 0.8 درجة مئوية (0.9 إلى 1.4 درجة فهرنهايت) خلال بقية العام، وهي محاكاة أكثر واقعية لأنماط الاحترار الفعلية.

بعد مرور عقد من هذه التجربة، بين عامي 2011 و2020، فحص الباحثون النشاط الميكروبي لعينات من أنواع تلك التربة المختلفة. وركزوا على مقياسين على وجه الخصوص: معدل النمو، ومؤشر كيفية استخدام الكائنات الحية للكربون المعروف باسم كفاءة استخدام الكربون. وقد ثبت أن هذا هو العامل الرئيسي الذي يحدد كمية الكربون العضوي المخزن في التربة. لقد انخفضت كفاءة استخدام الكربون الميكروبي بنسبة 81% في فصول الشتاء الدافئة.

يقول (دانييل راث) من مجلس حماية الموارد الطبيعية، وهي منظمة بيئية غير ربحية في نيويورك: «عندما يأكل الميكروب الكربون، فإنه يستطيع القيام بأحد أمرين به: إما أن يحلل الكربون للحصول على الطاقة ثم يخرجه في صورة ثاني أكسيد الكربون، أو أن يستخدمه في صنع هياكل جديدة للجسم». ويضيف أن ارتفاع معدل النمو يعني أن الميكروبات تستخدم المزيد من الكربون، وأن ارتفاع كفاءة استخدام الكربون يعني تحويل المزيد من هذا الكربون إلى هياكل للجسم، بدلاً من استنشاقه في صورة ثاني أكسيد الكربون.

ووجد لينج وزملاؤه أن كلا من نمطي الاحترار العالمي أدى إلى انخفاض كبير في النشاط الميكروبي. فقد شهدت التربة في ظل الاحترار العالمي المتساوي انخفاضاً في معدل النمو بنسبة 31%، كما انخفضت كفاءة استخدام الكربون بنسبة 22% مقارنة بالتربة المعرضة لدرجات الحرارة المحيطة.

وفي ظل الاحترار غير المتوازن، كان هذا التأثير أقوى، حيث انخفض معدل النمو بنسبة 58% وانخفضت كفاءة استخدام الكربون بنسبة 81% مقارنة بالتربة المعرضة لدرجات الحرارة المحيطة. وعزا الباحثون الاختلافات إلى عوامل من بينها تغير العناصر الغذائية المتاحة للميكروبات.

ويقول ييتشي لوه من جامعة كورنيل في نيويورك: «تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن تخزين الكربون في التربة من المرجح أن ينخفض، مما يقلل من قدرة النظم البيئية الأرضية على عزل الكربون ويقلل من فعالية التربة في إيجاد حلول قائمة على الطبيعة لتغير المناخ».

يقول راث: إن النماذج الحالية لا تأخذ في الاعتبار ظاهرة الاحتباس الحراري غير المتساوية، لذا فمن المحتمل أننا نقلل من تقدير خسائر الكربون في التربة بسبب تغير المناخ. ومع ذلك، يقول: إن النتائج قد تنطبق فقط على التربة من النظم البيئية الباردة، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة ما تعنيه التغيرات في النشاط الميكروبي بالنسبة للكربون. على سبيل المثال، على الرغم من التغيير الكبير في النشاط الميكروبي، فإن الكمية الإجمالية من الكربون المخزنة في التربة لم تتغير أثناء التجربة.