العلوم البيئية

في عام 1735، قدم كارولوس لينيوس مفهوم التسمية الثنائية كوسيلة لتصنيف جميع الكائنات الحية، متأثرًا بأعمال أرسطو السابقة . ^{[ 6 ]} يمثل كتابه، Systema Naturae ، أحد أقدم إنجازات المعرفة في هذا الموضوع، حيث يوفر وسيلة لتحديد الأنواع المختلفة بناءً جزئيًا على كيفية تفاعلها مع بيئتها.

في عشرينيات القرن التاسع عشر، كان العلماء يدرسون خصائص الغازات، وخاصة تلك الموجودة في الغلاف الجوي للأرض وتفاعلاتها مع حرارة الشمس. ^{[ 7 ]} وفي وقت لاحق من ذلك القرن، أشارت الدراسات إلى أن الأرض قد شهدت عصرًا جليديًا وأن ارتفاع درجة حرارة الأرض كان يعود جزئيًا إلى ما يُعرف الآن بالغازات الدفيئة . ^{[ 7 ]} وقد طُرح مفهوم الاحتباس الحراري ، على الرغم من أن علم المناخ لم يكن يُعتبر بعد موضوعًا مهمًا في العلوم البيئية نظرًا لمحدودية التصنيع وانخفاض معدلات انبعاثات الغازات الدفيئة في ذلك الوقت.

في مطلع القرن العشرين، بدأ علم البيئة بشكله الحالي في التبلور. وقد تميز هذا القرن بأبحاث ومؤلفات وتعاون دولي هام في هذا المجال.

في أوائل القرن العشرين، قللت انتقادات المعارضين من شأن آثار الاحتباس الحراري . ^{[ 7 ]} في ذلك الوقت، كان عدد قليل من الباحثين يدرسون مخاطر الوقود الأحفوري . ولكن بعد اكتشاف شذوذ حراري بلغ 1.3 درجة مئوية في المحيط الأطلسي في أربعينيات القرن العشرين، جدد العلماء دراساتهم حول احتباس الحرارة الغازي الناتج عن ظاهرة الاحتباس الحراري (مع أن ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء فقط كانا معروفين آنذاك بأنهما غازان دفيئان). ^{[ 7 ]} وقد أتاح التطور النووي الذي أعقب الحرب العالمية الثانية لعلماء البيئة دراسة آثار الكربون بشكل مكثف وتحقيق تقدم في هذا المجال. ^{[ 7 ]} كما كشفت المزيد من المعلومات المستقاة من الأدلة الأثرية عن التغيرات المناخية عبر الزمن، ولا سيما من خلال أخذ عينات من لب الجليد . ^{[ 7 ]}

برزت العلوم البيئية في صدارة اهتمامات المجتمع عام 1962 عندما نشرت راشيل كارسون كتابها المؤثر " الربيع الصامت" . ^{[ 8 ]} دفعت كتابات كارسون الرأي العام الأمريكي إلى السعي نحو حماية البيئة، مثل حظر المواد الكيميائية الضارة كمبيد الحشرات DDT . ^{[ 8 ]} وفي عام 1968 ، نشر غاريت هاردين كتابًا هامًا آخر بعنوان "مأساة المشاعات " استجابةً لتسارع التدهور الطبيعي. ^{[ 6 ]} وفي عام 1969، عادت العلوم البيئية لتصبح مصطلحًا شائعًا بعد كارثتين مروعتين: اشتعال نهر كياهوغا في أوهايو بسبب التلوث الشديد في مياهه، وتسرب نفطي في سانتا باربرا عرّض آلاف الحيوانات البحرية للخطر، وحظيت كلتاهما بتغطية إعلامية واسعة. ^{[ 8 ]} ونتيجةً لذلك، سنّت الولايات المتحدة العديد من التشريعات، بما في ذلك قانون المياه النظيفة واتفاقية جودة مياه البحيرات العظمى . ^{[ ٨ ]} في العام التالي، عام ١٩٧٠، احتُفل بيوم الأرض لأول مرة في العالم، وشُكّلت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، مما أضفى شرعية على دراسة العلوم البيئية في السياسات الحكومية. ^{[ ٨ ]} وفي العامين التاليين، أنشأت الأمم المتحدة برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) في ستوكهولم، السويد، لمعالجة التدهور البيئي العالمي . ^{[ ٩ ]}

تميز جزء كبير من الاهتمام بعلوم البيئة خلال سبعينيات وثمانينيات القرن العشرين بالكوارث الكبرى والحركات الاجتماعية. ففي عام ١٩٧٨، نُقل مئات الأشخاص من منطقة لوف كانال في نيويورك بعد اكتشاف ملوثات مسرطنة مدفونة تحت الأرض بالقرب من المناطق السكنية. ^{[ ٨ ]} وفي العام التالي، ١٩٧٩، تعرضت محطة الطاقة النووية في جزيرة ثري مايل بولاية بنسلفانيا لانصهار نووي، مما أثار مخاوف بشأن مخاطر النفايات المشعة وسلامة الطاقة النووية. ^{[ ٨ ]} واستجابةً لمكبات النفايات والنفايات السامة التي غالبًا ما تُدفن بالقرب من منازلهم، أسست إحدى المجتمعات السوداء في ولاية كارولاينا الشمالية حركة العدالة البيئية الرسمية عام ١٩٨٢. ^{[ ٨ ]} وبعد ذلك بعامين، تسرب غاز ميثيل أيزوسيانات السام إلى العامة نتيجة كارثة في محطة طاقة في بوبال بالهند، مما ألحق الضرر بمئات الآلاف من الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من موقع الكارثة، ولا تزال آثارها محسوسة حتى اليوم. ^{[ ٨ ]} في اكتشاف رائد عام ١٩٨٥، وجد فريق بريطاني من الباحثين الذين يدرسون القارة القطبية الجنوبية أدلة على وجود ثقب في طبقة الأوزون ، مما ألهم اتفاقيات عالمية تحظر استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)، التي كانت تُستخدم سابقًا في جميع البخاخات والمبردات تقريبًا. ^{[ ٧ ]} والجدير بالذكر أنه في عام ١٩٨٦، تسبب انصهار مفاعل تشيرنوبيل النووي في أوكرانيا في تسرب نفايات مشعة إلى العامة، مما أدى إلى إجراء دراسات دولية حول تداعيات الكوارث البيئية. ^{[ ٨ ]} خلال العامين التاليين، نشرت لجنة بروندتلاند (المعروفة سابقًا باسم اللجنة العالمية للبيئة والتنمية) تقريرًا بعنوان " مستقبلنا المشترك" ، وشكّل برنامج الأمم المتحدة للبيئة والمنظمة العالمية للأرصاد الجوية (١٩٨٨) الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) كجهة اتصال دولية تركز على إيجاد حلول لتغير المناخ وتدهوره. ^{[ 9 ]} في أواخر ثمانينيات القرن العشرين، غُرِّمت شركة إكسون بسبب تسرب كميات كبيرة من النفط الخام قبالة سواحل ألاسكا وما نتج عن ذلك من عمليات تنظيف، والتي شارك فيها علماء البيئة. ^{[ 8 ]}بعد احتراق مئات آبار النفط في القتال عام 1991، أدت الحرب بين العراق والكويت إلى تلوث الغلاف الجوي المحيط إلى ما دون عتبة جودة الهواء التي اعتبرها علماء البيئة مهددة للحياة. ^{[ 8 ]}

ظهرت على مر السنين العديد من التخصصات الدقيقة في علوم البيئة، مع أن علم المناخ يُعدّ من أبرزها. ومنذ مطلع الألفية الثانية، ركّز علماء البيئة على نمذجة آثار تغير المناخ وتشجيع التعاون العالمي للحدّ من الأضرار المحتملة. وفي عام ٢٠٠٢، تأسست جمعية البيئة ومعهد إدارة جودة الهواء لتبادل المعرفة ووضع حلول عالمية. ^{[ ٩ ]} وفي وقت لاحق، عام ٢٠٠٨، أصبحت المملكة المتحدة أول دولة تُصدر تشريعًا ( قانون تغير المناخ ) يهدف إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى حدّ مُحدد. ^{[ ٩ ]} وفي عام ٢٠١٦، تحوّل بروتوكول كيوتو إلى اتفاقية باريس ، التي تضع أهدافًا ملموسة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتقيّد ارتفاع درجة حرارة الأرض بحدّ أقصى درجتين مئويتين. ^{[ ٩ ]} وتُعدّ هذه الاتفاقية من أوسع الجهود الدولية المبذولة حتى الآن للحدّ من آثار الاحتباس الحراري.

معظم الكوارث البيئية في هذه الفترة الزمنية مرتبطة بتلوث النفط الخام أو آثار ارتفاع درجات الحرارة. في عام 2010، كانت شركة بريتيش بتروليوم (BP) مسؤولة عن أكبر تسرب نفطي أمريكي في خليج المكسيك، والمعروف بتسرب ديب ووتر هورايزون ، والذي أودى بحياة عدد من عمال الشركة وتسبب في تسرب كميات كبيرة من النفط الخام إلى المياه. ^{[ 8 ]} علاوة على ذلك، وعلى مدار هذا القرن، عانى جزء كبير من العالم من حرائق غابات واسعة النطاق وندرة المياه ، مما استدعى وضع قوانين تنظم الاستخدام المستدام للموارد الطبيعية وفقًا لما يحدده علماء البيئة. ^{[ 8 ]}

يتميز القرن الحادي والعشرون بتطورات تكنولوجية هائلة. فقد أحدثت التقنيات الحديثة في علوم البيئة نقلة نوعية في كيفية جمع الباحثين للمعلومات حول مختلف المواضيع في هذا المجال. وقد ساهمت الأبحاث في مجال المحركات، وكفاءة استهلاك الوقود ، وخفض انبعاثات المركبات منذ الثورة الصناعية، في تقليل كمية الكربون والملوثات الأخرى المنبعثة في الغلاف الجوي. ^{[ 10 ]} علاوة على ذلك، ازداد الاستثمار في البحث والتطوير في مجال الطاقة النظيفة (مثل طاقة الرياح، والطاقة الشمسية، والطاقة الكهرومائية، والطاقة الحرارية الأرضية) بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة، مما يشير إلى بداية التخلي عن استخدام الوقود الأحفوري . ^{[ 10 ]} تُستخدم نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لرصد مصادر تلوث الهواء أو الماء من خلال الأقمار الصناعية وتحليل الصور الرقمية. ^{[ 10 ]} وتتيح هذه التقنية استخدام تقنيات زراعية متقدمة مثل الزراعة الدقيقة ، بالإضافة إلى مراقبة استخدام المياه لتحديد أسعار السوق. ^{[ 10 ]}

في مجال جودة المياه، تُساهم سلالات مُطوّرة من البكتيريا الطبيعية والمُصنّعة في المعالجة الحيوية ، وهي معالجة مياه الصرف الصحي لإعادة استخدامها. ^{[ 10 ]} تُعدّ هذه الطريقة أكثر ملاءمةً للبيئة وأقل تكلفةً من التنظيف أو المعالجة اليدوية لمياه الصرف الصحي. ^{[ 10 ]} والأهم من ذلك، أن التوسع في تكنولوجيا الحاسوب قد أتاح جمع كميات هائلة من البيانات، وإجراء تحليلات متقدمة، وإنشاء أرشيفات تاريخية، وزيادة الوعي العام بالقضايا البيئية، وتعزيز التواصل العلمي الدولي. ^{[ 11 ]} تُمثّل القدرة على التعهيد الجماعي عبر الإنترنت، على سبيل المثال، عملية تجميع المعرفة من الباحثين حول العالم لخلق فرص أكبر للتقدم العلمي. ^{[ 11 ]} من خلال التعهيد الجماعي ، تُتاح البيانات للجمهور لإجراء تحليلات شخصية يُمكن مشاركتها لاحقًا عند اكتشاف معلومات جديدة. ^{[ 11 ]} ومن التطورات التكنولوجية الأخرى، تقنية سلسلة الكتل (البلوك تشين) ، التي تُراقب وتُنظّم مصايد الأسماك العالمية. ^{[ 11 ]} من خلال تتبّع مسار الأسماك عبر الأسواق العالمية، يُمكن لعلماء البيئة مُلاحظة ما إذا كانت أنواع مُعيّنة تُصطاد بشكل مُفرط إلى حدّ الانقراض. ^{[ 11 ]} بالإضافة إلى ذلك، يتيح الاستشعار عن بُعد رصد خصائص البيئة دون تدخل مادي. ^{[ 11 ]} تُستخدم الصور الرقمية الناتجة لإنشاء نماذج أكثر دقة للعمليات البيئية، وتغير المناخ ، وغير ذلك الكثير. تُعدّ التطورات في تكنولوجيا الاستشعار عن بُعد مفيدة بشكل خاص في تحديد مصادر التلوث غير المحددة وتحليل صحة النظام البيئي من خلال تحليل الصور عبر الطيف الكهرومغناطيسي . أخيرًا، تُستخدم تقنية التصوير الحراري في إدارة الحياة البرية للقبض على الصيادين غير الشرعيين وغيرهم من مهربي الحياة البرية غير القانونيين وردعهم عن قتل الحيوانات المهددة بالانقراض، مما يثبت فائدتها لجهود الحفاظ على البيئة. ^{[ 11 ]} كما استُخدم الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بحركة تجمعات الحيوانات وحماية موائل الحياة البرية. ^{[ 11 ]}

• 
  يُعدّ علم البيئة التخصص الأكاديمي الذي شهد أكبر تغيير في عدد الأبحاث المنشورة سنوياً في قاعدة بيانات OpenAlex بعد عقد من الزمن مقارنةً بالإنتاج في عام 2015. ^{[ 12 ]} ووجدت دراسة أجريت عام 2025 أن عدد الأبحاث السنوية المنشورة حول التدهور البيئي، والبالغ عددها 1365 بحثاً، قد ازداد عشرة أضعاف بين عامي 2016 و2022. ^{[ 13 ]} كما وجدت دراسة مماثلة أن المقالات المتعلقة بالبصمة الكربونية للنمو الاقتصادي قد شهدت ارتفاعاً ملحوظاً بعد عام 2017. ^{[ 14 ]}
• 
  يُظهر تحليل الدراسات القائم على BERTopic زيادة في الأبحاث حول نقاط التحول في تغير المناخ ^{[ 15 ].}
• 
  ملخص لتحليل قائم على التعلم الآلي للأدبيات العالمية حول تغير المناخ وصحة الإنسان ^{[ 16 ]}
• 
  مقارنة تمويل أبحاث تغير المناخ في العلوم الطبيعية والتقنية مع تمويلها في العلوم الاجتماعية والإنسانية وفقًا للدراسة "سوء تخصيص تمويل أبحاث المناخ" ^{[ 17 ].}