Il cambiamento climatico e la deforestazione potrebbero innescare il ritorno di Amazon?

Il cambiamento climatico e la deforestazione potrebbero innescare il ritorno di Amazon? Incendi boschivi in ​​Amazzonia a Rondonia, Brasile, 24 agosto 2019. Credito: EFE News Agency / Alamy Stock Photo.

L'estate scorsa, la foresta pluviale amazzonica era di nuovo nelle notizie per tutte le ragioni sbagliate. I tassi di deforestazione sono in aumento sotto la guida del presidente brasiliano Jair Bolsonaro e il 2019 ha portato il maggior numero di incendi boschivi in quasi un decennio.

Per il clima globale, questo è motivo di preoccupazione. L'Amazzonia svolge un ruolo vitale nel sistema climatico, riciclando l'acqua per aiutare a sostenere le piogge nella regione e guidare le circolazioni atmosferiche nei tropici. Inoltre, la distruzione della foresta avrebbe un impatto notevole sulla CO2 atmosferica.

Punti di non ritorno

Questo articolo fa parte di una serie speciale di una settimana sui "punti di non ritorno", in cui un clima che cambia potrebbe spingere parti del sistema Terra in cambiamenti improvvisi o irreversibili

Si stima che la foresta pluviale amazzonica rimasta intatta attualmente assorbe 5-10% delle emissioni di CO2 nell'uomo, contribuendo a rallentare i cambiamenti climatici. La deforestazione rimuove questo pozzo di carbonio e lo sostituisce con una fonte, il che renderebbe il già impegnativo Obiettivi climatici di Parigi impossibile.

Ci sono molte ragioni legittime per sostenere una maggiore protezione della foresta pluviale amazzonica. Ma anche se il tasso di deforestazione umana rallenta nuovamente, la foresta potrebbe scomparire a causa dei cambiamenti climatici?

Dieback della foresta amazzonica indotta dai cambiamenti climatici

I recenti incendi di Amazon hanno dichiarazioni scatenate che la combustione della foresta pluviale avrà un impatto significativo sulla quantità di ossigeno nell'aria che respiriamo.

Questo è un aspetto della distruzione di Amazon di cui non dobbiamo preoccuparci. La foresta pluviale amazzonica contiene circa 15% del carbonio totale immagazzinato in tutto il mondo nella vegetazione. Se venissero rilasciate 70 miliardi di tonnellate di carbonio, queste si combinerebbero con l'ossigeno presente nell'aria e sarebbero rilasciate in gran parte come CO2. Ma poiché l'ossigeno costituisce fino al 21% della nostra atmosfera, ciò ridurrebbe la concentrazione di ossigeno solo di meno dello 0.01%.

Tuttavia, ci sono molte più pressanti ragioni per preoccuparsi della distruzione della foresta pluviale amazzonica - non ultimo il fatto che sia stato propagandato come possibile punto di non ritorno climatico.

Glossario: carbonio vs CO2: i termini "carbonio" e "CO2" sono spesso usati in modo intercambiabile, ma c'è una differenza importante. Il carbonio è un elemento, mentre la CO2 è un composto contenente un atomo di carbonio con due atomi di ossigeno.

Ciò è dovuto in parte alle simulazioni del modello climatico condotte dal mio gruppo di ricerca presso il Met Office Hadley Centre per la previsione e la ricerca sul clima tra la fine degli anni '1990 e l'inizio degli anni 2000. Abbiamo incluso una rappresentazione di come i tipi di vegetazione potrebbero cambiare in risposta ai cambiamenti climatici e in che modo ciò potrebbe influenzare il tasso di cambiamento climatico.

In modo allarmante, le nostre prime proiezioni di modelli accoppiati abbiamo visto il previsto "declino" della foresta amazzonica sotto i cambiamenti climatici, anche se nelle nostre simulazioni non avevamo incluso la deforestazione diretta causata dall'uomo e gli incendi.

Questo risultato di modellizzazione era severo, ma si è rivelato essere il risultato di una sottile interazione di diversi meccanismi di feedback.

Innanzitutto, la nostra foresta pluviale amazzonica è morta perché il modello climatico prevedeva un forte riscaldamento e un'essiccazione in uno scenario di emissioni "come al solito" chiamato "IS92a”. Ciò ha ridotto l'estensione della foresta che può essere sostenuta in un clima che cambia. Con meno foreste ci fu un riciclaggio meno efficiente della diminuzione delle precipitazioni nella regione, che portò a un ulteriore riscaldamento e asciugatura e ad una ulteriore riduzione dell'area forestale.

Ma non era così semplice. Poiché il cambiamento climatico è stato trainato in gran parte dall'aumento della CO2, si sono anche contrastati gli effetti diretti della CO2 sulle foreste.

Livelli più elevati di CO2 nell'atmosfera hanno un "fecondazione"Effetto su piante e alberi, stimolando la fotosintesi e promuovendo la crescita. A CO2 elevata, anche le piante tendono a farlo usare l'acqua in modo più efficiente, in modo che abbiano bisogno di meno acqua per una determinata quantità di fotosintesi.

Il cambiamento climatico e la deforestazione potrebbero innescare il ritorno di Amazon?

Dove c'è un'adeguata acqua del suolo e sostanze nutritive, questo effetto si manifesta come un maggiore assorbimento di carbonio da parte di una foresta. Tuttavia, in presenza di un limitato approvvigionamento idrico, la maggiore efficienza si manifesterà come una ridotta evapotraspirazione dagli alberi. Ciò fornisce protezione dalle riduzioni delle precipitazioni, ma a costo di causare ulteriori aumenti della temperatura superficiale locale a seguito del ridotto raffreddamento per evaporazione.

Nel nostro modello, l'evoluzione della foresta pluviale amazzonica è stata in balia di questa competizione tra gli impatti in gran parte negativi del cambiamento climatico e gli impatti in gran parte positivi dell'aumento di CO2.

Il nostro modello ha suggerito che gli effetti di CO2 avevano dominato nel corso del 20 ° secolo, portando a un pozzo di carbonio nella foresta pluviale intatta. Tuttavia, il modello ha avuto gli effetti negativi sul clima alla fine vincendo - provocando un improvviso declino della foresta pluviale amazzonica a partire dal 2040 circa, quando il riscaldamento globale aveva raggiunto circa 3 ° C in questa proiezione.

Puoi vederlo nella tabella qui sotto, che mostra come il nostro modello proiettato la vegetazione in Amazzonia potrebbe cambiare mentre il clima si riscaldava fino al 2100. Mostra un'Amazzonia dominata da alberi (linea continua) per decenni, ma poi la frazione della regione quello è coperto da alberi che cadono drammaticamente attraverso la metà del 21 ° secolo. Viene quindi sostituito con erbe (linee tratteggiate) e terreno nudo (linea tratteggiata e punteggiata).

Il cambiamento climatico e la deforestazione potrebbero innescare il ritorno di Amazon? Evoluzione modellata della vegetazione amazzonica nello scenario delle normali emissioni IS92a. Ristampato su autorizzazione di Springer. Cox et al. (2004) Ritorno alla foresta amazzonica sotto le proiezioni del ciclo clima-carbonio per il 21 ° secolo, Climatologia teorica e applicata

Buone e cattive notizie

Le nostre scoperte sono state nette. Tuttavia, recente ricerca suggerisce che la foresta amazzonica potrebbe essere più resistente ai cambiamenti climatici. Molte ricerche rilevanti sono passate sotto il ponte da quando abbiamo pubblicato quello scenario di morte nel 2000 - alcune buone notizie e alcune cattive notizie per la foresta.

Innanzitutto, la buona notizia. Ora sembra che i cambiamenti climatici non siano probabilmente dannosi per la foresta pluviale amazzonica come temevamo inizialmente. in 2013, abbiamo scoperto che la variazione di anno in anno dell'aumento annuale della CO2 atmosferica ci consente di stimare la sensibilità dei pozzi di carbonio tropicali ai cambiamenti climatici.

La concentrazione globale di CO2 è aumentata di anno in anno a causa dell'aumento delle emissioni di CO2 delle attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili, la deforestazione e la produzione di cemento. Ma se si sopprime quella tendenza a lungo termine, si trova una variazione del tasso di crescita di CO2 che si correla bene con le variazioni climatiche dei tropici associate al Oscillazione di El Niño-Southern. Questo segnale, quindi, ci mostra qualcosa sulla sensibilità del carbonio terrestre tropicale alle variazioni climatiche.

Possiamo usare un insieme di modelli di ciclo clima-carbonio per mettere in relazione questa sensibilità a breve termine con la sensibilità a lungo termine degli ecosistemi tropicali ai cambiamenti climatici - per creare un cosiddetto "vincolo emergente". La relazione tra modelli ci consente di convertire un'osservazione della variazione del tasso di crescita di CO2 nel mondo reale, in una stima migliorata della sensibilità del carbonio terrestre tropicale ai futuri cambiamenti climatici.

Il conseguente vincolo emergente sulla sensibilità del carbonio terrestre tropicale al riscaldamento globale indica un impatto negativo, con il solo riscaldamento che porta alla perdita di carbonio di circa 50 miliardi di tonnellate di carbonio per grado di riscaldamento globale nei tropici. Tuttavia, l'entità dell'effetto è circa un terzo più grande di quanto visto nella nostra proiezione del dieback Amazon originale.

Ma ci sono anche alcune notizie meno ottimistiche. Ora sembra anche che è improbabile che l'effetto di fertilizzazione con CO2 sia tanto grande come molti dei primi modelli ipotizzati. Questo perché i modelli del ciclo clima-carbonio di prima e seconda generazione non includevano limitazioni nutrizionali sulla crescita delle foreste.

Nel mondo reale, la crescita della vegetazione è spesso limitata non solo dall'acqua e dalla CO2, ma dai nutrienti. Nella maggior parte delle regioni il nutriente chiave che limita è l'azoto, ma nelle foreste tropicali il fosforo o altri micronutrienti limitano la crescita degli alberi. Queste limitazioni nutrizionali limiteranno la fertilizzazione con CO2 della crescita delle piante, molto probabilmente al di sotto di quella osservata nei primi modelli del ciclo clima-carbonio.

Ciò renderebbe la foresta tropicale più vulnerabile agli impatti negativi dei cambiamenti climatici rispetto al nostro scenario originario, anche se tali effetti climatici potrebbero essere meno negativi di quanto inizialmente temuto.

Allora, qual è la prognosi generale per il dieback Amazon guidato dai cambiamenti climatici?

L'ultima Modelli di sistema terrestre mostra prove limitate del declino della foresta amazzonica in assenza di deforestazione umana diretta. Una manciata di modelli mostrano riduzioni della copertura forestale amazzonica a causa dei cambiamenti climatici, ma la maggior parte dei modelli mostra una copertura forestale crescente a causa della fertilizzazione con CO2.

Nessuno di questi modelli include limitazioni al fosforo o incendi boschivi, quindi la giuria è ancora fuori. Tuttavia, personalmente, sono meno preoccupato per il ritorno all'amazzonia guidato dai cambiamenti climatici rispetto a quando pubblicammo il nostro studio nel 2000.

Un motivo in più per preoccuparsi della deforestazione umana diretta

Piuttosto ironicamente, questo mi rende più preoccupato per l'aumento dei tassi di deforestazione deliberata in Amazzonia. Si potrebbe anche sostenere che la conservazione di una foresta abbia un valore inferiore se tale foresta verrà successivamente danneggiata dai cambiamenti climatici. Al contrario, una maggiore resilienza della foresta pluviale amazzonica ai cambiamenti climatici offre ulteriori motivi per salvarla in futuro.

Il cambiamento climatico e la deforestazione potrebbero innescare il ritorno di Amazon?Vista attraverso il baldacchino della foresta pluviale amazzonica con nebbia all'alba. Credito: David Tipling Photo Library / Alamy Stock Photo.

La foresta pluviale amazzonica sostiene il proprio clima riciclando l'acqua nell'atmosfera, che mantiene le precipitazioni e riduce la durata delle stagioni secche. La deforestazione mina quei meccanismi regolatori e può, in definitiva, portare a un punto di non ritorno.

Questo, in combinazione con la stagione secca che sta diventando abbastanza lungo da consentire regolari incendi naturali, potrebbe vedere la transizione della foresta in una savana permanente. Ciò sarebbe caratterizzato da un sistema misto di alberi e prati con un baldacchino aperto che consente al terreno di diventare molto più caldo e secco, oltre a immagazzinare molto meno carbonio.

Pertanto, le pressioni gemelle della deforestazione e dei cambiamenti climatici nella foresta pluviale amazzonica continuano a destare grande preoccupazione. È improbabile che conosciamo la vulnerabilità della foresta pluviale ai cambiamenti climatici con fiducia fino a quando non è troppo tardi. Tuttavia, siamo certi che la deforestazione causata dall'uomo riduce la capacità di resistenza della foresta ai cambiamenti climatici e ad altri fattori di stress.

Molti avevano pensato che il problema della deforestazione amazzonica fosse sulla strada per essere risolto. Il tasso di deforestazione è sceso da un picco nel 2004 di 28,000 chilometri quadrati (km2) - equivalente alla rimozione di un'area di foresta quasi delle dimensioni del Belgio ogni anno - a meno di un quinto di tale tasso entro il 2014.

Ma ora è tutto passato. Con la deforestazione in aumento e il riscaldamento globale in corso, ci sono, ancora una volta, molteplici minacce alla longevità della foresta pluviale amazzonica.

Circa l'autore

Prof. Peter Cox, professore di dinamica dei sistemi climatici all'Università di Exeter e autore principale del capitolo "Cicli globali di carbonio e altri cicli e feedback biogeochimici" del prossimo sesto rapporto di valutazione (AR6) dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) .

Questo articolo è originariamente apparso su Carbon Brief

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