أهمية العوامل المناخية على الإنتاجية النباتية والحيوانية

أهمية العوامل المناخية على الإنتاجية النباتية

العوامل المناخية مثل الضوء والماء والأمطار ودرجة الحرارة والهواء والرطوبة النسبية والرياح تؤثر أيضًا على الزراعة بطرق مختلفة تمامًا مثل العناصر اللاأحيائية الأخرى للعوامل البيئية مثل التربة والتضاريس، فإنها تؤثر على كيفية نمو المحاصيل وتطورها ومن أهمية هذه العوامل ما يلي:

• الضوء 

يعتبر الضوء أمرا بالغ الأهمية في عملية التمثيل الضوئي للنباتات (عملية تصنيع السكريات في النباتات) وإنتاج الكلوروفيل (الصبغة الخضراء في النباتات). يؤثر الضوء أيضا على اتجاه النمو الضوئي، وامتصاص المعادن، وحركة الأجزاء النباتية، والانتقال، والتشكل الضوئي، والانفصال

تؤثر عوامل مثل شدة الضوء التي يتلقاها النبات، وجودة الضوء، وطول النهار على نمو النبات وتطوره. كما أن الماء وهطول الأمطار يساهمان في تعزيز الحياة الحيوانية والنباتية. تؤثر توافر المياه على نمو المحاصيل وتطورها، ويمكن للري بالمياه أن يزيد من المحاصيل المزروعة في عام واحد وبالتالي زيادة غلة المزرعة 

تتطلب المحاصيل المختلفة كميات متفاوتة من المياه لتنمو وتتطور تماما، تشمل ذلك تساقط الثلوج أو الأمطار المتجمدة أو البرد أو حبيبات الجليد أو الصقيع، تختلف توزيع وكمية هطول الأمطار حسب النوع المهيمن للمناخ والموقع، وهو ما يحدد نوع الغطاء النباتي الذي يزدهر وينمو في أي مكان محدد، لذلك فإنه يؤثر على نمو وإنتاجية المحاصيل. 

• درجة الحرارة

درجة الحرارة هي درجة أو مستوى البرودة أو السخونة لمادة ما، معبرًا عنها في درجة مئوية (C) أو درجة مئوية ودرجة فهرنهايت (F) يؤثر على عمليات النمو المختلفة في المحاصيل مثل تكسير سبات البذور، التمثيل الضوئي، النتح، التنفس، تخليق البروتين، إنبات البذور، والانتقال تنضج النباتات مبكرًا في المناطق الحارة ذات درجات الحرارة المرتفعة لأن إزاحة التمثيل الضوئي تحدث بشكل أسرع.

تتطلب المحاصيل درجة حرارة عامة تتراوح بين 0 و 50 درجة مئوية. لكل محصول مجموعة متنوعة من الدرجات الحرارية الملائمة للنمو والحصاد الأمثل خلال الليل والنهار. تزيد ارتفاع درجة الحرارة من معدلات التفاعل الكيميائي ونشاط الإنزيم في المحاصيل، حيث يمكن لزيادة درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية أن تضاعف التفاعلات الأنزيمية في النباتات. ومع ذلك، فإن درجات الحرارة المرتفعة جدا تؤثر سلبا على البروتينات والإنزيمات.

درجات الحرارة المرتفعة للغاية تحد من نمو وتطور المحاصيل على سبيل المثال، تمنع درجة حرارة التربة المنخفضة امتصاص الماء لأن الماء أقل حركة وأكثر لزوجة مع بروتوبلازم نباتي أقل نفاذية ويتجمد الماء ويتوسع إذا انخفضت درجات الحرارة إلى ما دون نقطة التجمد، مما يؤدي إلى تمزق جدران الخلايا النباتية.

• الهواء 

تتألف طبقة التروبوسفير من الهواء المحيط بنسبة 21٪ أوكسجين و78٪ نيتروجين و1٪ غاز الأرجون، إلى جانب ثاني أكسيد الكربون وغيره من الغازات التي تتطلبها النباتات لإنتاج الطاقة لعمليات النمو والتطور في العملية الضوئية، بينما تحتاج الحيوانات للأكسجين لعمليات التنفس، وتحتاج النباتات لثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغذاء

تحدد الرطوبة النسبية درجة حرارة الهواء بمقدار كمية بخار الماء التي يمكن أن يحتفظ بها، إذ يمكن للهواء الدافئ الاحتفاظ بمزيد من بخار الماء مقارنة بالهواء البارد. عندما تنخفض درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، يقل مقدار بخار الماء الذي يمكن للهواء الاحتفاظ به بمقدار النصف تقريبا. تعد الرطوبة النسبية كمية بخار الماء التي يمكن للهواء الاحتفاظ بها عند درجة حرارة معينة. تبلغ رطوبة الهواء 5٪ في المناطق المدارية الرطبة و 0.01٪ في المناطق القطبية المتجمدة.

في حين أن الهواء ذو ​​الرطوبة النسبية العالية رطب، فإن الهواء الجاف له رطوبة نسبية منخفضة يحتوي الهواء ذو ​​المستويات العالية من الرطوبة على بخار الماء بكميات كبيرة لكل وحدة من حجم الهواء تؤثر الرطوبة النسبية على إغلاق وفتح الثغور المسؤولة عن تنظيم فقد الماء في المحاصيل من خلال التمثيل الضوئي والنتح.

يتم تأثير الرطوبة النسبية أيضًا على انتشار المحاصيل، ويتم وضع شتلات الجذور العارية وشتلات النباتات في أكياس بلاستيكية لمنع الجفاف، كما يتم حفظ قصاصات الأوراق والساق في العشرات البلاستيكية وغرف التكاثر لزيادة الرطوبة النسبية في الهواء.

أهمية العوامل المناخية على الإنتاجية الحيوانية

تدل التأثيرات المباشرة على تأثير المناخ وثاني أكسيد الكربون على التوازن الحراري للماشية، وعمليات الهضم، ووظيفة الجهاز المناعي، والإنتاج، وتنبع التأثيرات غير المباشرة من تأثير المناخ على إنتاج الأعلاف، وتوافر المياه، وأعداد الآفات / مسببات الأمراض.  

تعدّ البيئة الحرارية العامل المناخي الرئيسي الذي يؤثر على الإنتاج الحيواني، حيث تشمل مزيجًا من العوامل المناخية

• درجة حرارة الهواء 
• الرطوبة 
• حركة الهواء  

غالبا ما يشار إلى العلاقة التي تصف أفضل الظروف بأنها منطقة الراحة الحرارية، حيث تظهر الحيوانات الأداء الأمثل واستهلاك الطاقة الأدنى، وعندما ترتفع الظروف فوق هذه المنطقة، يتطلب توفير طاقة إضافية للحفاظ على التوازن الحراري وتصبح عمليات الإنتاج أقل فعالية.  

عندما يتعرض الحيوان لدرجات حرارة خارج منطقة راحته الحرارية، فإنه يعاني من الإجهاد الحراري، ويمكن تسمية الاستجابة المظهرية للحيوانات لمصدر فردي من الإجهاد بالتأقلم، ويعتبر الإجهاد الحراري أكثر إشكالية وله تأثير أكبر من الإجهاد البارد، ويؤدي تغير المناخ إلى ارتفاع درجات الحرارة وزيادة الإجهاد الحراري وتقليل الإجهاد البارد  

ما هي العوامل المناخية

العوامل المناخية تتأثر بعضها ببعض، فمثلاً، يمكن أن تزيد درجات الحرارة المرتفعة من تبخر الماء، مما يزيد من الرطوبة، وهكذا، وتتضمن العوامل المناخية:

• درجة الحرارة
• الضغط الجوي
• الغيوم
• الرطوبة
• الرياح

أثر المناخ على الزراعة

يؤثر المناخ بشكل كبير على الزراعة، ويمكن استخدام مثال لتوضيح تأثيره على الزراعة

تعمل الرياح على تحريك الهواء الناتج عن الاختلافات في تدرجات الحرارة والضغط، وتشكل حركة الكتل الكبيرة من الهواء وتدفق التيار النفاث مقياسا عالميا لحركة الهواء، وتحدث حركة الهواء المحلية الصغيرة الحجم رياحا سطحية أقل اضطرابا ورياحا سفلية في الليل بسبب عدم وجود حرارة من الشمس

يتم تبريد الهواء الأقرب إلى الأرض، مما يزيد من الضغط الانقباضي ويتمدد ويقلل الضغط عندما يسخن، ويتدفق الهواء البارد لإزاحة الهواء الساخن من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض 

نتيجة لذلك، يتم توازن ضغط الهواء، ويحدث ذلك على الشواطئ والبحيرات وفي آسيا الاستوائية حيث تحدث الرياح الموسمية.

تعمل الرياح على تعزيز عملية التلقيح ونمو الفواكه والبذور، حيث يحدث تبادل الغازاتفي المحاصيل في الرياح المعتدلة، ويمكن أن تؤدي الرياح القوية إلى فقدان المياه.

تعوق الرياح القوية عملية التمثيل الضوئي للنبات بسبب إغلاق الثغور الأوراق جزئيًا أو كليًا، مما يؤدي إلى قلة انتشار ثاني أكسيد الكربون في الأوراق، وينتج عن ذلك ضعف نمو المحاصيل والإنتاجية.