Come le foreste rispondono all'aumento dei livelli di CO2

Come le foreste rispondono all'aumento dei livelli di CO2

Le foreste assorbono 25 a 30 per cento delle emissioni di anidride carbonica causate dall'uomo - un gas ad effetto serra forte - e pertanto si ritiene che giochino un ruolo cruciale nel mitigare la velocità e l'ampiezza dei cambiamenti climatici.

Tuttavia, un nuovo studio che combina le future proiezioni sul modello climatico; record storici di anelli degli alberi in tutto il continente del Nord America; e come i tassi di crescita degli alberi possano rispondere a una maggiore concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera mostra che l'effetto di mitigazione delle foreste probabilmente sarà molto più piccolo in futuro di quanto suggerito in precedenza.

Pubblicato sulla rivista Ecology Letters, lo studio è il primo a rivelare il possibile impatto di un clima che cambia sul tasso di crescita degli alberi in tutto il Nord America, in altre parole, come la loro crescita cambia nel tempo e in risposta alle mutevoli condizioni ambientali.

Il risultato: mappe di previsione dettagliate per l'intero continente nordamericano che rivelano come i cambiamenti climatici influenzeranno la crescita delle foreste.

I ricercatori hanno combinato le proiezioni climatiche per il Nord America sviluppate dall'International Panel for Climate Change con record storici di anelli degli alberi basati su campioni che coprono il periodo da 1900 a 1950 nei siti di campionamento 1,457 in tutto il continente.

Come risponderanno le foreste?

"Abbiamo poi osservato come la crescita di quegli alberi sia cambiata storicamente in vari climi del passato e l'abbia usata per prevedere come cresceranno in futuro in tutto il continente dal Messico all'Alaska", dice il primo autore Noah Charney, una ricerca post-dottorato associato nel dipartimento di ecologia e biologia evolutiva presso l'Università dell'Arizona.

"La ricerca è senza precedenti e innovativa nell'uso di grandi dati biologici", afferma il coautore Brian Enquist, professore nel dipartimento di ecologia e biologia evolutiva e membro dell'Aspen Center for Environmental Studies di Aspen, in Colorado. "Abbiamo utilizzato una rete di oltre 2 milioni di osservazioni sugli anelli degli alberi in tutto il Nord America. Gli anelli degli alberi forniscono una registrazione sul modo in cui gli alberi che crescono in climi diversi rispondono ai cambiamenti di temperatura e precipitazioni ".

I risultati mettono in discussione le precedenti conclusioni su come le foreste risponderanno alle temperature medie più calde, alle maggiori emissioni di gas serra e ai modelli mutevoli delle precipitazioni.

Il team fu sorpreso di non trovare prove per un processo di assorbimento di gas serra chiamato l'effetto di inverdimento boreale nelle loro simulazioni. L'inverdimento boreale si riferisce all'assunzione che gli alberi ad alte latitudini, dove le temperature più fredde limitano la crescita, dovrebbero beneficiare di temperature più calde e maggiori concentrazioni di anidride carbonica nell'atmosfera e, di conseguenza, "verdi" sotto gli effetti dei cambiamenti climatici. A loro volta, queste fiorenti foreste boreali dovrebbero essere in grado di rimuovere più anidride carbonica dall'atmosfera, così va l'idea, smorzando i cambiamenti climatici.

"Fino ad ora, non c'era un buon modo per tenere conto di come gli alberi rispondono ai cambiamenti climatici in nuove condizioni climatiche", afferma l'autrice Margaret Evans, assistente ricercatrice nel Laboratorio di ricerca sugli alberi (LTRR) e l'ecologia e dipartimento di biologia evolutiva. "Il nostro studio fornisce quella prospettiva. Vediamo che gli alberi sono spinti dall'effetto dei cambiamenti climatici e la loro risposta cambia ".

"Molti precedenti studi di modellizzazione climatica hanno contato sulle foreste boreali per salvarci dal disastro climatico compensando le nostre emissioni, ma non vediamo alcun verdetto nei nostri risultati", afferma Valerie Trouet, professore associato di LTRR. "Invece, vediamo la doratura. L'influenza positiva che si ritiene che le temperature più calde abbiano sulle foreste boreali, non la vediamo affatto ".

I cambiamenti più drammatici nei tassi di crescita forestale previsti sono stati riscontrati nell'Interno occidentale del continente nordamericano, con una crescita più lenta fino al 75 prevista per gli alberi negli Stati Uniti sudoccidentali, lungo le Montagne Rocciose, attraverso il Canada interno e l'Alaska. Gli aumenti di crescita sono stati osservati solo lungo alcune zone costiere, per lo più nel nord-ovest pacifico, nel nord-est del Quebec e nelle province marittime e nella striscia di terra della Florida.

Alcune delle previsioni derivanti dalle simulazioni stanno già accadendo.

Ciclo di feedback dannoso

"In Alaska, ad esempio, dove gli alberi sono stati progettati per rispondere positivamente alle temperature di riscaldamento sotto l'effetto di inverdimento boreale, vediamo che gli alberi ora stanno rispondendo negativamente", dice Evans. "Gli alberi a latitudini molto elevate sono limitati dalle basse temperature, quindi sì, negli anni più caldi crescono di più, ma c'è un punto critico, e una volta superato questo, un clima più caldo diventa una cosa negativa invece di una cosa buona".

Il clima di riscaldamento sta già spingendo rapidamente molte foreste verso quel punto di non ritorno, che potrebbe essere raggiunto fin da 2050, lo studio avverte. Oltre ad essere rapidamente esposti a temperature che non hanno vissuto durante la loro vita e non sono preparati per l'evoluzione, ostacolati nella loro crescita rendono gli alberi ancora più vulnerabili agli stress aggiuntivi.

"C'è un ciclo di feedback critico e potenzialmente dannoso in corso qui", dice Charney. "Quando il tasso di crescita degli alberi rallenta in risposta a fattori di stress ambientale come il freddo o la siccità, possono andare avanti per alcuni anni, ma col tempo esauriscono le loro risorse e sono molto più suscettibili a fattori di stress aggiuntivi, come danni da incendio o una grande siccità o insorgenza di insetti. Anno dopo anno di crescita lenta significa quindi che le foreste diventano sempre meno resilienti ".

Di conseguenza, una foresta può passare da una risorsa climatica a un produttore di carbonio molto rapidamente.

"È come se un termostato fosse andato a male", dice Evans. "Le foreste agiscono come un pozzo di carbonio eliminando l'anidride carbonica dall'atmosfera, ma più il clima si sta riscaldando, più lentamente gli alberi crescono, meno carbonio si risucchia, più velocemente cambia il clima".

"I risultati evidenziano anche l'importanza potenziale di strategie di gestione forestale adattate localmente per aiutare a mitigare la diminuzione della crescita delle foreste prevista dalle nostre analisi", dice Charney.

Le implicazioni potenzialmente potrebbero applicarsi in tutto il mondo. Anche se i loro modelli non includevano dati provenienti dal continente nordamericano, "sembra molto probabile che le conclusioni tratte in questo studio si applichino anche nella foresta eurasiatica", afferma Evans. "Le foreste boreali in Eurasia sono più estese e persino più importanti di quelle del Nord America continentale".

I ricercatori dell'Istituto federale di ricerca federale, dell'Accademia delle scienze polacca dell'Università statale di Toronto, del Bryn Mawr College e dell'Istituto federale di ricerca svizzero sono i coautori dello studio. L'Aspen Center for Environmental Studies e l'UA College of Science hanno fornito finanziamenti.

Fonte: University of Arizona

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