العوامل المناخية وتأثيرها على إنتاجية الحيوانات والنباتات

تأثير العوامل المناخية على الإنتاجية الزراعية والحيوانية

تعتبر التغيرات المناخية والنمطية للطقس، بما يرافقها من تغييرات موسمية وإقليمية، من العوامل الأساسية التي تؤثر على توزيع الثروة الحيوانية والنباتية وازدهارها على مستوى العالم. فالأطعمة اليومية مثل الخضراوات ومنتجات الألبان واللحوم قد لا تأتي بالضرورة من مناطق قريبة، حيث أن تلك المناطق قد تفتقر إلى الظروف المناخية المناسبة لزراعة بعض المحاصيل أو تربية أنواع معينة من الحيوانات. على سبيل المثال، يتعذر زراعة جوز الهند بالقرب من البحيرات، بينما لا يمكن زراعة الأرز في المناطق الصحراوية.

أهمية العوامل المناخية في الإنتاجية النباتية

يعتبر المناخ عاملاً مركزياً يتحكم في نمو المحاصيل الزراعية المتنوعة. فغالباً ما تحتاج بذور النباتات إلى مستويات معينة من الرطوبة ودرجات حرارة محددة لتحفيز عملية نموها. تعتمد سرعة نمو أجزاء النبات مثل الساق والأوراق والجذور على مدى كفاءة عملية البناء الضوئي، التي تحتاج إلى أشعة الشمس ودرجات حرارة ورطوبة ملائمة، بالإضافة إلى نسبة كافية من ثاني أكسيد الكربون. يمكن تلخيص هذه العوامل كالآتي:

الضوء

يعتبر الضوء العنصر الأساسي في عملية البناء الضوئي، المسؤولة عن تصنيع الغذاء للنبات وإنتاج مادة الكلوروفيل المسؤولة عن اللون الأخضر للأوراق. يؤثر الضوء على نمو النباتات، حيث يتحدد مدى انحراف النبات نحو الضوء وعمليات النتح وتجميع المعادن والغذاء. علاوة على ذلك، يشكل الضوء أحد العناصر المساهمة في تشكيل نمط النمو للنباتات.

درجة الحرارة

تقاس درجة الحرارة عبر وحدات سيلسيوس (C) أو فهرنهايت (F)، وتلعب دوراً حاسماً في عمليات نمو النبات، بدءًا من التمثيل الضوئي حتى تنشيط العمليات الغذائية الداخلية. تختلف متطلبات المحاصيل الزراعية من درجات الحرارة، والتي قد تتراوح بين 0 إلى 50 درجة مئوية، حسب النوع. وعلى الرغم من أن زيادة درجة الحرارة قد تعزز معدل البناء الضوئي، فإن تجاوز الحدود الصحيحة لنوع النبات قد يؤدي إلى آثار سلبية كما يعوق نموه.

الهواء

يتكون الهواء في طبقة التروبوسفير بشكل رئيسي من 21% أكسجين و78% نيتروجين و1% من غاز الأرجون ونسب ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون. يعد الأكسجين عنصراً أساسياً يتطلبه النبات في عملية التنفس الخلوي لإنتاج الطاقة، بينما يستخدم ثاني أكسيد الكربون في عملية البناء الضوئي.

الرطوبة النسبية

تعبر الرطوبة النسبية عن كمية بخار الماء الموجودة في الهواء. تولد التغيرات في درجات الحرارة لدي الرطوبة النسبية تأثيراً على النباتات، حيث أن الهواء الدافئ يحتفظ بكميات أعلى من بخار الماء مقارنة بالهواء البارد. تؤثر الرطوبة النسبية أيضاً على فتح وغلق الثغور في النباتات، مما ينظم عملية فقد الماء.

الرياح

تتكون الرياح نتيجة حركة الهواء بسبب اختلاف درجات الحرارة. تلعب الرياح دورًا مهمًا في عملية تلقيح النباتات، حيث تساهم في نقل حبوب اللقاح. ومع ذلك، قد تتسبب الرياح القوية في جفاف النباتات أو تلف المحاصيل if على مساحتهم.

الماء

يعد الماء عنصراً حيوياً للخلايا النباتية، حيث يمثل 80% من الوزن الكلي للنباتات العشبية. يعتبر الماء مذيباً أساسياً للعمليات الفسيولوجية التي تحتاجها النباتات، حيث يرتبط بنقل المواد الغذائية والغازات داخل النبات.

أهمية العوامل المناخية في الإنتاجية الحيوانية

تؤثر العوامل المناخية على الإنتاجية الحيوانية من عدة جوانب، مثل:

التنظيم الحراري: تحتاج جميع الحيوانات إلى درجات حرارة خارجية مناسبة. لذا، فإنها تتكيف مع المناخ المحيط للحفاظ على توازن حراري لأجسامها.

M-E ± F ± Cd ± Cv ± R = O حيث تعبر الرموز عن:

M: الحرارة الناتجة عن الجسم.
E: الحرارة المفقودة بالتبخر.
F: الحرارة المكتسبة عند استهلاك الطعام أو الماء.
Cd: التبادلات الحرارية عبر الجسيمات المحيطة.
Cv: الحرارة الناتجة عن تلامس الجلد بالهواء.
R: الحرارة المكتسبة/generated عبر الإشعاع.
O: الناتج النهائي لاكتساب وفقدان الحرارة.

تتأثر طرق فقد الحرارة بشدةً بالعوامل الطقس والمناخ، مما يتطلب توفير ظروف مناسبة للحيوانات.

سلوك الرعي: يتأثر نمط الرعي بالمناخ، حيث يُفضل الرعي في الظل أثناء الأوقات الحارة من اليوم.
استهلاك الأعلاف: ترتبط درجات الحرارة العالية بتقليل استهلاك الأعلاف.
استهلاك الماء: يتطلب المناخ درجات حرارة أعلى لزيادة استهلاك الماء.
نمو ما قبل الولادة: يؤثر المناخ على نمو الحيوانات قبل ولادتها.
نمو ما بعد الولادة: يعتمد النمو بعد الولادة على الظروف المناخية.
إنتاج الحليب: ينخفض إنتاج الحليب في مراحل معينة من العام.
التكاثر: يمكن أن يؤثر ارتفاع درجات الحرارة على تكوين الحيوانات المنوية والخصوبة.

آثار التغير المناخي على القطاع الزراعي والثروة الحيوانية

يشكل التغير المناخي تهديدًا مباشرًا للأمن الغذائي، وقد يؤثر سلبًا على المنتجات الزراعية والحيوانية، مما يؤدي إلى زيادة معدلات الجوع وسوء التغذية، خاصة في المناطق النامية. بحلول عام 2080، يُتوقع أن يواجه 5 إلى 170 مليون إنسان خطر المجاعات.

آثار التغير المناخي على الإنتاج النباتي

يؤثر تغير درجات الحرارة وتركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير على الإنتاج الزراعي. ترتبط كل نوع نباتي بمتطلبات حرارية خاصة، مما يجعل ارتفاع أو انخفاض الحرارة لهؤلاء النباتات آثارً سلبية.

تعتمد مستويات الإنتاج على تغير تركيزات ثاني أكسيد الكربون، مما يؤثر سلبًا على جودة المحاصيل.
تحتاج النباتات إلى مستويات مناسبة من الماء، لذا فإن الجفاف أو الفيضانات قد يؤثران بشكل كبير على نموها.
تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى جفاف التربة مما يقلل من الماء المتاح للنباتات.
تزداد الكائنات الضارة والحشائش في البيئات الدافئة، مما يعرض المحاصيل لتهديدات جديدة.