Caldo e siccità mettono in crisi le foreste

Le ondate di caldo estremo e la siccità sono sempre più d’attualità e hanno un’influenza sul nostro corpo, sul nostro benessere e la nostra salute in generale. Temperature elevate che non disturbano solo il regno animale, ma anche le specie vegetali presenti sulla Terra.

Gli alberi soffrono quando le temperature sono troppo elevate: oltre una certa soglia, la fotosintesi - il processo che permette alle piante di produrre i propri nutrienti, rilasciare ossigeno e assorbire la CO₂ dall’atmosfera - non funziona più a dovere. Per le piante le conseguenze sono di vario tipo e spaziano dalla crescita rallentata, a un maggiore rischio di mortalità o a una ridotta capacità di immagazzinare carbonio.

Uno studio recente del WSL (l’istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio) ha confermato che i boschi esposti a forte calura e a carenza idrica hanno tendenza ad assumere delle tinte autunnali in anticipo, già in estate. Si tratta di danni permanenti e non di un’anticipata senescenza autunnale delle foglie.

Le foreste sono considerate uno dei principali alleati naturali nella lotta al cambiamento climatico, capaci di sottrarre CO₂ all’atmosfera e immagazzinarla nel legno, nelle foglie e nel suolo. Ma questa capacità dipende da una risorsa spesso data per scontata: l’acqua. Finché il terreno è sufficientemente umido, il sistema funziona senza particolari difficoltà. Le radici assorbono l’acqua che viene trasportata fino alla chioma attraverso una rete di condotti interni. Quando le piogge scarseggiano e le temperature aumentano, l’equilibrio si rompe. Estrarre acqua dal terreno diventa più difficile e gli alberi sono costretti a un compromesso. Mantenere aperti gli stomi (i piccoli fori che consentono gli scambi gassosi tramite le foglie) significa continuare a crescere e ad assorbire carbonio, ma anche perdere acqua sotto forma di vapore. Chiuderli consente invece di limitare la disidratazione, al prezzo di rallentare drasticamente la fotosintesi.

Non tutte le specie reagiscono allo stesso modo. Alcune sono più resistenti alla scarsità d’acqua, altre molto più vulnerabili. Secondo uno studio pubblicato su Nature Geoscience, la crescente limitazione idrica nelle regioni aride e semi-aride sta rallentando la capacità della vegetazione di assorbire carbonio, suggerendo che in futuro la disponibilità d’acqua potrebbe essere un fattore determinante quanto la concentrazione di CO₂ nell’atmosfera per garantire questa importante funzione delle foreste.

Altri studi hanno portato ulteriore linfa per comprendere come le piante reagiscano alle nuove condizioni climatiche. Una ricerca del Politecnico federale di Losanna (EPFL) evidenzia che la fotosintesi è ostacolata per un effetto diretto del troppo caldo. Secondo lo studio, le foreste tropicali sono sempre più esposte a temperature situate oltre i limiti che consentono una fotosintesi efficace. Pubblicato sulla prestigiosa rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), lo studio dell’EPFL è tra i primi a valutare lo stress termico nelle foreste tropicali, combinando le soglie di temperatura di diverse specie vegetali con osservazioni satellitari su larga scala.

Proprio come il calore estremo influisce sulle nostre funzioni biologiche, lo stress termico influenza e modifica le reazioni biochimiche nelle foglie degli alberi. Il troppo caldo degrada le proteine che intervengono nella fotosintesi e l’assorbimento dell’anidride carbonica durante questo processo naturale diventa meno efficiente. La conseguenza più drammatica è la scomparsa di alcune specie vegetali, ma non è l’unica. Secondo la ricerca, i cambiamenti nella composizione delle foreste in seguito all’innalzamento delle temperature possono alterare il funzionamento degli ecosistemi, influenzando anche la biodiversità animale. Tutto ciò può indebolire la resilienza delle stesse foreste di fronte alle future ondate di calore e siccità.

Nello studio, i ricercatori dell’EPFL hanno confrontato le temperature critiche registrate per 200 specie vegetali con le misurazioni di temperatura ricavate dalle osservazioni satellitari raccolte tra il 2001 e il 2020. In due decenni, la superficie delle foreste tropicali in cui le temperature misurate sulla chioma degli alberi superano la soglia critica media è passata da 43 a 57 milioni di ettari, un’area più vasta della Francia. Entro il 2050, tale superficie dovrebbe raggiungere gli 83 milioni di ettari, mentre alla fine del secolo questa cifra potrebbe salire a 160 milioni di ettari, ovvero una superficie superiore a quella del Sudafrica. Sebbene lo studio si sia concentrato sulle foreste tropicali, il caldo e la siccità impattano sulle foreste di tutto il mondo, anche in Europa.

Un gruppo di ricerca internazionale, di cui fa parte anche il WSL, ha esaminato i dati dell’inventario forestale francese dal 2015 al 2023 per spiegare le morie di alberi osservate in Francia negli ultimi anni. I dati hanno permesso di dimostrare che, oltre alle dimensioni degli alberi e alla competizione tra le varie specie, sono stati soprattutto gli scostamenti dal consueto clima stagionale a innescare la moria degli alberi in Francia. Sorprendentemente, anche condizioni ideali per la crescita, come primavere calde e umide, aumentano il rischio che gli alberi possano morire.

In particolare, le specie arboree che raggiungono grandi altezze, come l’abete bianco, sono morte più frequentemente dopo condizioni di crescita apparentemente favorevoli. Ricercatrici e ricercatori ipotizzano che in queste primavere gli alberi crescano più del solito, con un aumento del loro fabbisogno idrico. Situazione che li rende più vulnerabili non appena subentra la siccità. Allo stesso tempo, in questo modo consumano più acqua del suolo già nei primi mesi dell’anno. Se poi segue un’estate secca, le riserve d’acqua nel suolo sono già ridotte e gli alberi subiscono più rapidamente lo stress idrico. Inoltre, le primavere umide potrebbero favorire agenti patogeni come i funghi, indebolendo ulteriormente gli alberi. 

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, indica che non è solo la siccità a mettere a dura prova gli alberi. Anche gli inverni insolitamente miti possono essere problematici, perché con temperature più elevate nella stagione fredda i parassiti sopravvivono meglio. Le primavere calde possono aumentare ulteriormente il rischio perché promuovono la gemmazione anticipata, esponendo così maggiormente le giovani foglie alle gelate tardive.

I diversi studi indicano che gli alberi muoiono in seguito a una combinazione di scostamenti dal clima abituale e non solo a causa di singoli eventi estremi. Queste conoscenze sono fondamentali per la gestione corrente degli ecosistemi forestali, ma anche per pianificare e conservare i boschi del futuro.