עתיד של צמיחה? | השפעת שינוי האקלים על הצומח

ההשפעות של שינוי האקלים כבר ניכרות בשטח. מזג האוויר הולך ונהיה קיצוני, המערכות האקולוגיות הטבעיות מאוימות, צמחים ובעלי חיים נכחדים, המגוון הביולוגי יורד בקצב מהיר ונראה שעתידו הסביבתי של כדור הארץ בסכנה חמורה. מדענים מנסים לאמוד ולהבין את השפעת שינוי האקלים על הטבע בעזרת ניטור ארוך-טווח ומודלים מתמטיים, אך האם באמת ההשפעה ניתנת לחיזוי בדרך זו?

גם לצמחים חם

שינוי האקלים משפיע על החי והצומח ועל שלמותן ותפקודן של המערכות האקולוגיות שתומכות בהם. גם אנחנו, בני האדם, מושפעים מכך, שכן גם חיינו תלויים בשירותי המערכת האקולוגית. לשינויים בתפוצת המינים או להיעלמותם יש כמובן השלכות על החקלאות, הכלכלה ולמעשה על כל תחומי החיים שלנו. השפעת שינוי האקלים על הצמחים, העומדים בבסיסן של כל המערכות האקולוגיות, לא תמיד ניכרת מיד; לעיתים היא מתגלה רק לאחר תקופות זמן ארוכות. שינויים בטמפרטורה, כמו גם שינויים בעיתוי הגשם ובכמותו, יכולים לשנות את הרכב חברת הצומח ואת דפוסי הצמיחה, הרבייה וההתפשטות של הצמחים, ולהוביל לשינויים משמעותיים במבנה ובתפקוד של המערכת האקולוגית בכללותה.

אחת ההשפעות שחוזים מודלים חישוביים לחיזוי אקלים (על פי תרחיש "עסקים כרגיל") היא שינוי בתפרוסת הגשמים ובעוצמתם. מזרח אגן הים התיכון, שבו נמצאת ישראל, הוא אזור בעל רגישות אקלימית גבוהה מאוד, ותרחישי האקלים לישראל צופים החמרה הולכת וגוברת בהשפעותיו של שינוי האקלים.

על פי דו"ח השירות המטאורולוגי הישראלי (IMS)(2024), בישראל צפויה הפחתה במספר ימי הגשם בחלק מהאזורים, לצד התארכות תקופות היובש בין הגשמים. למרות התנודות החזויות בכמות הגשמים השנתית הממוצעת במהלך השנים הבאות, לקראת סוף המאה צפויה הפחתה כללית של 20%-25% בכמות הגשם ובמספר ימי הגשם. מגמה זו צפויה להאיץ תהליכי מדבור באזורים היבשים, כתוצאה משילוב של ירידה במשקעים ועלייה בטמפרטורות, מה שיוביל בסופו של דבר להחמרה בגירעון במאזן המים בקרקע.

גשם בעתו? לא תמיד

כדי לבחון את תגובת הקרקע והצומח לשינוי האקלים בתנאי השדה, ולא רק בהתבסס על מודלים מתמטיים, נערך מחקר ייחודי מסוגו בכל מזרח אגן הים התיכון, שבחן, במשך יותר משני עשורים, את תגובת הצומח לתרחישים שונים של דפוסי גשם במערכות צומח אקולוגיות ים-תיכוניות מייצגות בישראל. זהו גם אחד ממחקרי המניפולציה של משטרי גשם הארוכים ביותר בקנה מידה עולמי. את המחקר הוביל פרופ' מרסלו שטרנברג, אקולוג של שינוי האקלים, חבר סגל בבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון  בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב.

במסגרת המחקר בוצעו מניפולציות מבוקרות, הן של הוספה והן של הפחתה של 30% בכמות הגשם שירדה בכל אירוע גשם שהתרחש, כדי לדמות כל אחד משני תרחישים אפשריים אלו. במהלך שנות המחקר נבחנו שינויים בהרכב הצומח המקומי, במגוון המינים ובייצור ביומסה צמחית, וכן מדדים נוספים של המערכת האקולוגית, ביניהם שינויים במאזן הנוטריינטים בקרקע, בגודל מערכת השורשים, במאגר הזרעים בקרקע, בתהליכי פירוק נשר הצומח ועוד.

התוצאות שהתקבלו מלמדות, שהוספה או הפחתה של 30% בכמות המשקעים לא השפיעו בצורה מובהקת על מדדי הצומח והמערכת האקולוגית שנבחנו במסגרת הניסוי. לדברי פרופ' שטרנברג, נראה ששינויים אלו נמצאים בטווח השונות הטבעית של תנודות הגשמים באזורנו, ויתכן שמבחינת המערכת האקולוגית מדובר בתנאים של בצורת מתונה, ששוררים לעיתים בשנים מסוימות. אפשר לומר, שלמערכת האקולוגית של הצומח בישראל, למודת תנאי יובש ומחסור במים, יש יכולת להסתגל לשינויים מתונים במשטר הגשם, להמשיך לקיים את התהליכים האקולוגיים הבסיסיים ולשמור על תפקודה הכולל.

לדחוק אל הקצה

השלב הבא במחקר היה בחינה של תגובת המערכת האקולוגית לתרחיש קיצוני יותר, שההיתכנות לו הולכת ועולה ככל שנמשכת מגמת ההתחממות העולמית. הפעם נגרעו מהמערכת 66% מכמות הגשם שיורדת בכל אירוע גשם, באופן שמדמה בצורת קשה וממושכת. "בין מערכות האקלים למערכות האקולוגיות יש אינטראקציות מורכבות. לא מדובר רק על משבר אקלים, אלא על 'משבר אקלים אקולוגי', שהמערכות האקולוגיות הטבעיות שלנו צפויות לחוות", אומר פרופ' שטרנברג. בהקשר זה מעניין לבדוק, מהו "הסף הסביבתי האקולוגי", שיגרום למערכת לשנות את מצבה באופן ניכר.

בנוסף להפחתה המשמעותית בכמות הגשם שמגיעה אל הצמחים, שונתה בניסוי גם תפרוסת הגשם (תדירות ועוצמה), כדי לחקות את השינוי הצפוי בתפרוסת הגשמים באזור על פי תחזיות אקלימיות עדכניות: החרפה במגמת ההתמעטות בכמות המשקעים, קיצור העונה הלחה והתארכות פרקי הזמן בין אירועי גשם, בליווי גלי חום קיצוניים.

בשנתיים הראשונות של המחקר לא נצפו שינויים משמעותיים, ונראה היה שלמערכת האקולוגית הים-תיכונית יש עמידות גם לתנאים קיצוניים של בצורת. עם זאת, המשך יישום תנאים של בצורת קשה ויצירת שינוי ארוך טווח במשטר המשקעים הובילו, מהשנה השלישית של הניסוי ואילך, לשינויים מובהקים בהרכב הצומח, במגוון המינים, בייצור הביומסה ובמאזן הנוטריינטים בקרקע, שמוכתבים בעיקר מתכולת הלחות בקרקע ומהפעילות המיקרוביאלית. נראה שלאורך זמן, רצף של כמויות מים נמוכות בקרקע גורם להשפעה מצטברת, המתבטאת בירידה בכמות המים הזמינים אל מתחת לסף המינימלי, וביצירת תנאים של עקת יובש חמורה עבור חלק ממיני הצמחים.

מי שלא מותאם, נעלם

לדברי פרופ' שטרנברג, הצפי לעתיד הוא שמיני צומח שיש להם יכולת להסתגל ליובש קיצוני ישרדו, ואלו שאין להם יכולת עמידות לתנאים קשים של מחסור במים, ילכו ויתמעטו, וחלקם אף ייכחדו. פרופ' שטרנברג מסכם, שמניפולציות בכמות הגשם ובשכיחותו מאפשרות "להביא את העתיד להווה", ולהעריך כיצד יגיבו המערכות האקולוגיות הטבעיות לשינוי האקלימי הצפוי. "מחקר זה יכול לספק בסיס מדעי לקביעת מדיניות ממשק שטחים פתוחים וניהול בר-קיימא של שימושי קרקע, והוא חיוני לשם היערכות והתמודדות עם חוסר ודאות בעידן של תנאים משתנים".

ככל שיחריף משבר האקלים, כך השפעותיו על המגוון הביולוגי ועל התפקוד והפרודוקטיביות של המערכת האקולוגית בכללותה, יהיו משמעותיות וניכרות יותר. מחקרי שדה, ניטור לאורך זמן ואיסוף נתונים ממגוון אזורים ומערכות אקולוגיות, עוזרים להבין את ההשפעות של שינוי האקלים בשטח ומאפשרים לזהות שינויים מוקדמים במגוון הצמחים ובתפוצתם בזמן ובמרחב.