14 Settembre 2023

Così lo stress da siccità altera la funzione del suolo nella foresta pluviale

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Lo studio tedesco: la siccità riduce progressivamente la capacità del suolo di consumare i composti organici volatili biogenici. La cui emissione si intensifica dopo la riumidificazione del terreno

di Matteo Cavallito

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La siccità prolungata impatta in modo significativo sull’emissione e il consumo dei composti organici volatili biogenici nelle foreste pluviali. Lo sostiene una ricerca a cura di un gruppo di scienziati provenienti dall’Università di Friburgo e dall’Istituto Max Planck per la Chimica di Mainz, in Germania.

L’indagine, condotta da settembre 2019 a gennaio 2020 presso la struttura di ricerca statunitense Biosfera 2 dell’Università dell’Arizona, è parte del progetto B2WALD (Biosphere 2 Water Atmosphere and Life Dynamics) che coinvolge anche lo stesso ateneo USA. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.

Il ruolo dei composti

I composti organici volatili biogenici o Biogenic volatile organic compound (BVOC) sono sostanze emesse dalle piante come, ad esempio l’ossido d’azoto, il monossido di carbonio e gli idrocarburi diversi dal metano, che influenzano il bilancio complessivo del carbonio. Ovvero il saldo tra la quantità di elemento assorbita e quella rilasciata dal terreno. La vegetazione, come noto, è un fattore chiave nella mitigazione dei cambiamenti climatici.

Al contrario, ricorda tra gli altri il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) italiano, “i BVOC hanno un impatto negativo sulla chimica dell’atmosfera perché svolgono un ruolo importante nella produzione di ozono e aerosol troposferici”.

Si stima che l’ammontare globale di carbonio prodotto ogni anno in questo modo sia pari a 1,1 miliardi di tonnellate. Vale a dire lo stesso ordine di grandezza delle emissioni di metano. In questo contesto, diventa quindi sempre più importante comprendere “i meccanismi di sintesi dei BVOC e delle risposte degli ecosistemi ai cambiamenti climatici per migliorare la nostra generale capacità di previsione delle emissioni future”.

I microbi del suolo sono decisivi

“I dati suggeriscono che lo stress da siccità di lunga durata riduce progressivamente la capacità del suolo di consumare i BVOC atmosferici rendendo il suolo una fonte dei composti stessi”, spiega in una nota dell’Università di Friburgo Giovanni Pugliese, ricercatore del Max Planck Institute e principale autore dello studio. Che aggiunge: “Abbiamo potuto identificare come un tasso di umidità del suolo del 19% costituisca la soglia critica al di sotto della quale si verifica questo cambiamento nel comportamento del terreno”.

Il fenomeno, secondo i ricercatori, è legato all’attività dei microbi del suolo che, in condizioni di siccità, producono una quantità di BVOC atmosferici decisamente superiore a quella che consumano.

Le misurazioni, aggiunge  Pugliese, “hanno dimostrato che la riumidificazione del suolo induce un rapido, anche se breve, picco di emissione abiotica di composti carbonilici e un lento, ma più persistente, picco di emissione biotica di composti contenenti zolfo”.

Clima e siccità: previsioni future più affidabili

Comprendere le relazioni tra i fattori ambientali legati alla carenza idrica e le emissioni di composti volatili è essenziale. Soprattutto pensando all’impatto della siccità sulle foreste pluviali. “Oggi sappiamo che lo stress da siccità può influenzare profondamente il comportamento dei flussi di BVOC da e verso il suolo”, ha spiegato infatti Jonathan Williams, ricercatore del Max Planck Institute, co-autore dello studio e direttore del gruppo impegnato nelle misurazioni. “Poiché gli attuali modelli climatici prevedono che la regione della foresta amazzonica soffrirà in futuro di siccità più frequenti e prolungate, dobbiamo incorporare questi nuovi effetti del suolo nei modelli atmosferici per migliorare le previsioni di risposta dell’ecosistema e le simulazioni della chimica atmosferica e del clima a livello regionale in futuro”.