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13.01.2022 | Roman Zweifel/Beate Kittl | News WSL
Il caldo anno 2018 ha spinto un team internazionale di ricercatori con partecipazione Svizzera a compilare per la prima volta i dati sulla crescita del fusto e lo stress da siccità degli alberi forestali di tutta Europa. I risultati, ora pubblicati sulla rivista Nature Communications, mostrano che anche se gli alberi hanno sofferto deficit idrici record, sono cresciuti sorprendentemente bene. La battuta d'arresto è seguita negli anni successivi.
Nella calda estate del 2018, la temperatura media in Europa è stata di 1,3 °C più alta del solito. La siccità ha colpito visibilmente la vegetazione in molti luoghi. Come fanno gli alberi della foresta a sopportare condizioni così calde e secche? Un team internazionale di ricercatori con la partecipazione dell'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL ha studiato questa domanda con l'aiuto delle misurazioni dei cambiamenti del raggio del fusto degli alberi.
Lo spessore dei tronchi degli alberi varia con le condizioni ambientali. Durante il giorno, quando gli alberi rilasciano vapore acqueo attraverso le foglie, le radici non possono fornire acqua abbastanza velocemente. Si sviluppa una pressione negativa, i serbatoi d'acqua lungo il tronco si svuotano e tutti i tessuti elastici si contraggono. Il tronco si restringe. Di notte si espande di nuovo quando viene assorbita dal suolo più acqua di quella che evapora nella parte superiore della corona e il tessuto del tronco si riempie di nuovo. La notte è anche il momento in cui gli alberi crescono. Durante i lunghi periodi caldi e secchi, tuttavia, le riserve d'acqua nel suolo si esauriscono. Il tronco non può riempirsi completamente ed espandersi di nuovo e l'albero non può crescere.
Queste variazioni di spessore sono solo frazioni di millimetro. Possono essere misurati con dispositivi speciali chiamati dendrometri (vedi box). Questi sono ampiamente utilizzati nei programmi di monitoraggio delle foreste in tutto il mondo. "Questo è un efficace metodo di misurazione biologica per un fenomeno atmosferico", dice Richard Peters del WSL e dell'Università di Basilea, uno dei due autori principali dello studio.
Per lo studio, i ricercatori hanno raccolto i dati dei dendrometri di 21 specie di alberi in 53 siti forestali in tutta Europa. Nel corso dell'estate 2018, molti alberi hanno mostrato un restringimento record del fusto. Gli alberi non sono stati in grado di rifornire le loro riserve d'acqua del fusto durante la notte. Hanno quindi sofferto di stress da siccità.
Non tutte le specie di alberi sono state colpite allo stesso modo: Le conifere hanno reagito più sensibilmente all'ondata di calore del 2018 rispetto agli alberi decidui. Sono meno capaci di ricostituire rapidamente le riserve d'acqua esaurite. "Il legno delle conifere generalmente conduce l'acqua meno bene di quello delle latifoglie. Le conifere sono anche meno capaci di assorbire l'acqua dai terreni secchi rispetto alle querce, per esempio", dice Roman Zweifel, coautore dello studio ed ecofisiologo al WSL.
Date le condizioni meteorologiche estreme, la crescita degli alberi è stata sorprendentemente poco influenzata nel 2018 e, di conseguenza, l'anello annuale è stato appena più stretto. Quando è diventato caldo e secco, la crescita era già ampiamente completata in molti siti. Inoltre, gli alberi della foresta crescono solo per un breve periodo di tempo durante l'anno. Qualche notte umida può essere sufficiente, anche durante un periodo secco, per generare la crescita cellulare necessaria.
Mentre la maggior parte degli alberi sopporta bene una singola e breve fase di calore, ondate di calore lunghe e ripetute sono critiche per alcune specie di alberi. La crescita degli alberi è fortemente influenzata dalla storia precedente degli alberi, ad esempio quanto un albero è stato in grado di investire in gemme e stoccaggio di carbonio nell'anno precedente e quanto è grande la sua corona. L'anno seguente, l'albero si nutre di una buona estate. Si parla di effetti di ritardo o di eredità.
Di conseguenza, però, le cattive condizioni dell'estate 2018 hanno avuto anche dei postumi. Studi recenti mostrano che l'effetto eredità può influenzare la fisiologia e la crescita degli alberi per quattro o più anni. Questo è stato confermato soprattutto per l'abete rosso, che non è molto resistente alla siccità. Dopo il 2018, la crescita dell'abete rosso ha continuato a diminuire. Gli alberi indeboliti erano suscettibili ai coleotteri della corteccia e molti abeti sono morti.
Oggi, la siccità e il calore causano conseguenze soprattutto in luoghi dove i suoli hanno una bassa capacità di immagazzinamento dell'acqua o dove le specie piantate non sono adatte alle condizioni climatiche o del sito.
Questo studio è stato condotto nel quadro dell'iniziativa europea DenDrought2018. Si conclude che gli alberi possono servire come veri e propri sistemi di allarme precoce per gli impatti ecologici degli eventi estremi. Pertanto, le reti di monitoraggio con misurazioni del raggio del fusto sono attualmente in fase di espansione in tutta Europa. In Svizzera è Treenet.info, che misura i cambiamenti del raggio del fusto su oltre 350 alberi e valuta automaticamente lo stress da siccità e la crescita attuale. Per essere utilizzabile per il rilevamento precoce di potenziali danni, la rete ha bisogno di un sistema centrale di elaborazione dati che possa raccogliere e analizzare i dati in tempo quasi reale. Dall'anno scorso, TreeNet pubblica quotidianamente i cosiddetti Nowcast, una sorta di previsioni del tempo quotidiane per la fioritura dei nostri alberi forestali in Svizzera.
Altre reti di dendrometri in Europa sono TreeWatch.net o Tree Talker. Saranno ulteriormente ampliati e saranno sviluppate nuove tecniche di sensori e più alberi saranno dotati di dendrometri. Questo ci aiuterà a capire sempre meglio come le foreste rispondono al cambiamento climatico.
I dendrometri sono dispositivi di misurazione attaccati ai tronchi degli alberi per monitorare le variazioni di diametro con alta risoluzione spaziale (micrometri) e temporale (ore). I dati vengono memorizzati su un data logger o inviati direttamente al cloud su un server centrale. I dendrometri sono disponibili in diverse forme e dimensioni. I dendrometri a punto (foto a sinistra) rilevano solo un piccolo punto sul tronco e sono molto precisi. I dendrometri a banda (foto a destra) misurano l'intera circonferenza dei tronchi, ma sono meno accurati e anche più suscettibili di artefatti come le variazioni di temperatura. Anche se le misurazioni dei dendrometri sono state raccolte dagli scienziati per anni e in centinaia di siti di ricerca, raramente sono state combinate in reti più grandi, come è successo in questo studio. La rete svizzera di dendrometri si chiama TreeNet ed è gestita dal WSL, dall'Università di Basilea, dall'IAP Witterswil, dal Politecnico di Zurigo e con il sostegno finanziario dell'UFAM.