الانصات لأصوات التربة: وسيلة جديدة يمكن أن تساعد في الحفاظ على الطبيعة
ركزت دراسة النظم البيئية تقليديًا على ما هو مرئي فوق سطح الأرض ، وغالبًا ما تتجاهل العالم المعقد الموجود تحت سطح التربة. ومع ذلك ، فقد أظهرت الأبحاث الحديثة أنه يمكن استخدام الصوت كأداة قوية لاستكشاف وفهم التنوع البيولوجي الخفي والديناميات البيئية للتربة. اكتشف العلماء أن الاستماع إلى أصوات التربة يمكن أن يوفر رؤى قيمة حول صحة وعمل النظم البيئية ، فضلاً عن فعالية جهود الاستعادة. تتعمق هذه المقالة في المجال الناشئ لصوتيات التربة ، وتسلط الضوء على الأبحاث الرائدة التي أجراها جيك روبنسون ، عالم الميكروبات والترميم البيئي ، وماركوس مايدر ، عالم البيئة الصوتية والفنان في مجال الصوت ، من بين آخرين يعملون في هذا المجال.
المشهد الصوتي لاستعادة الطبيعة في غرينو وودز
قدمت جرينو وودز Greno Woods ، الواقعة في جنوب يوركشاير ، المملكة المتحدة ، فرصة فريدة لجيك روبنسون لدراسة تأثير جهود استعادة الطبيعة على كل من النظم البيئية الموجودة فوق الأرض وتحتها. ركز روبنسون على مقارنة قطع الأراضي التي تم تطهيرها مؤخرًا بالمناطق التي تم ترميمها بأشجار محلية منذ أكثر من ثلاثة عقود. في حين كانت الاختلافات المرئية بين الموقعين واضحة ، كان روبنسون مفتونًا بإمكانية الكشف عن التباينات الخفية تحت السطح.
إطلاق العنان لأصوات التربة
تعد التربة موطنًا لمجموعة متنوعة رائعة من الكائنات الحية ، بدءًا من الديدان والعث إلى البكتيريا والفطريات ، وكلها تلعب أدوارًا حيوية في أداء النظام البيئي. تضمنت الأساليب التقليدية لدراسة التنوع البيولوجي تحت الأرض تقنيات أخذ عينات من التربة شاقة ومكلفة. ومع ذلك ، اكتشف ماركوس مايدر وفريقه في ETH Zurich أن الصوت يمكن أن يكون بمثابة وسيلة لتقييم التنوع البيولوجي تحت الأرض. باستخدام أجهزة استشعار صوتية متخصصة ، قاموا بتسجيل مجموعة واسعة من الأصوات المنبعثة من التربة ، مثل حركة المياه ، والاهتزازات الحيوانية ، وإشارات الاتصال. وجد الباحثون أن تعقيد المشهد الصوتي كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بثراء الأنواع ، مما يدل على أن القياسات الصوتية للتنوع البيولوجي ممكنة في التربة.
مؤشرات على صحة النظام البيئيي
يهدف روبينسون إلى تحديد ما إذا كانت أصوات التربة يمكن أن توفر رؤى حول نجاح جهود الاستعادة في جرينو وودز. بعد أشهر من الاستماع إلى عينات التربة من قطع الأراضي التي أزيلت الغابات منها وتم ترميمها ، اكتشف روبنسون وزملاؤه اختلافات كبيرة في المشهد الصوتي. أظهرت المناطق المستعادة تنوعًا أكبر في الأصوات ، مما يشير إلى وفرة أعلى من اللافقاريات مثل ديدان الأرض ، مما يدل على وجود أنظمة بيئية صحية للتربة. تشير هذه النتائج إلى أن الصوتيات البيئية للتربة يمكن أن تكون أداة قيمة لتقييم صحة النظام البيئي ومراقبة فعالية ممارسات استعادة وترميم الطبيعة.
تمييز الأنواع ومراقبة صحة التربة
استكشفت كارولين مونيكا جوريس ، عالمة المناخ في جامعة Geisenheim ، إمكانات صوتيات التربة للكشف عن الأنواع والتمييز بينها. من خلال تحليل أصوات الجروح المميزة التي تنتجها يرقات أنواع مختلفة من خنافس مايو ، أظهرت جوريس القدرة على تحديد الأنواع من خلال أنماط الصوت. يفتح هذا الاكتشاف إمكانيات لتطبيقات مختلفة ، مثل اكتشاف الإصابات وتمكين استراتيجيات إدارة الآفات المستهدفة في البيئات الزراعية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد صوتيات التربة في مراقبة صحة التربة من خلال اكتشاف المشكلات قبل ظهور علامات التدهور المرئية ، مما يوفر فرصًا للتدخل في الوقت المناسب وجهود الحفظ البيئي.
تطبيقات عملية وتحديات المستقبل
تتمتع صوتيات التربة بالقدرة على إحداث ثورة في مختلف المجالات ، بما في ذلك الزراعة والغابات والحفظ. يمكن للمزارعين استخدام المراقبة الصوتية لتحديد مناطق الإصابة بالآفات ، مما يؤدي إلى ممارسات أكثر استهدافًا واستدامة لإدارة الآفات. يمكن للغابات تقييم صحة الغابات من خلال تحليل أصوات التربة ، مما يسمح لهم باتخاذ قرارات مستنيرة بشأن زراعة الأشجار واستراتيجيات الإدارة. علاوة على ذلك ، فإن فهم تأثير الأنشطة البشرية ، مثل التلوث الضوضائي الناجم عن حركة المرور والآلات ، على كائنات التربة وعمليات النظام البيئي يمكن أن يوجه ممارسات أكثر صداقة للبيئة.
على الرغم من الإمكانات الواعدة للصوتيات في التربة ، إلا أن هناك العديد من التحديات التي يجب معالجتها. يفرض تحليل صوتيات التربة بعض التحديات التي يعمل الباحثون بنشاط على التغلب عليها. يتمثل أحد التحديات الرئيسية في التمييز بين الأصوات التي تنتجها الكائنات الحية المختلفة والعوامل البيئية. المشهد الصوتي تحت الأرض عبارة عن مزيج معقد من العمليات البيولوجية والفيزيائية والكيميائية ، مما يجعل من الصعب عزل مصادر محددة للصوت. يقوم الباحثون بتطوير خوارزميات متقدمة وتقنيات الذكاء الاصطناعي للتمييز بين التوقيعات الصوتية المختلفة وتحديد الكائنات الحية المسؤولة.
التحدي الآخر هو توحيد القياسات الصوتية وتقنيات التحليل. في الوقت الحالي ، لا يوجد بروتوكول مقبول عالميًا لجمع وتحليل البيانات الصوتية للتربة. يعمل الباحثون على وضع منهجيات موحدة لضمان الاتساق والقابلية للمقارنة عبر الدراسات ، مما يتيح تكامل البيانات من المواقع والأنظمة البيئية المختلفة. علاوة على ذلك ، يمكن أن يمثل نشر أجهزة الاستشعار الصوتية في التربة تحديًا تقنيًا. تختلف ظروف التربة اختلافًا كبيرًا ، ويجب أن تكون أجهزة الاستشعار قوية بما يكفي لتحمل البيئة القاسية تحت الأرض أثناء التقاط بيانات صوتية دقيقة وعالية الجودة. يعد تطوير أجهزة استشعار فعالة من حيث التكلفة وسهلة النشر وقادرة على المراقبة طويلة المدى مجالًا مستمرًا للبحث. ولإطلاق الإمكانات الكاملة لصوتيات التربة ، يعد التعاون بين علماء البيئة ، وعلماء الصوت ، ومطوري التكنولوجيا أمرًا بالغ الأهمية. هناك حاجة إلى مناهج متعددة التخصصات لمواجهة التحديات وتعزيز فهمنا للخصائص الصوتية للنظم البيئية للتربة.
بالنظر إلى المستقبل ، يحمل مجال صوتيات التربة وعودًا هائلة لتعزيز فهمنا للتنوع البيولوجي تحت الأرض ، وعمل النظام البيئي ، وجهود الاستعادة. مع استمرار تحسن التكنولوجيا وتوحيد المنهجيات ، يمكننا أن نتوقع أن تصبح صوتيات التربة جزءًا لا يتجزأ من البحوث البيئية وممارسات الحفظ. من خلال الاستماع إلى أصوات الاستعادة ، يمكننا اكتساب رؤى قيمة للعالم الخفي تحت أقدامنا والعمل نحو إدارة أكثر فاعلية واستدامة للنظم البيئية.
المصدر: news.mongabay.com
الصور من عمل:
Ken Gubler
