Come gli alberi del bosco «alimentano» gli organismi del suolo

In un esperimento su vasta scala che ricorda gli «impacchettamenti» dell’artista Christo, i ricercatori dell’Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL hanno somministrato ad alcuni pini silvestri adulti biossido di carbonio (CO2) marcato. In questo modo sono stati in grado di dimostrare per la prima volta quanto rapidamente gli zuccheri prodotti dalla fotosintesi giungano agli organismi del suolo e come la siccità ostacoli questi processi.

Gli alberi dei boschi cedono al terreno una parte degli zuccheri che producono nelle foglie attraverso la fotosintesi. Così facendo nutrono gli organismi del suolo e a loro volta beneficiano di questi ultimi: per esempio, l’enorme rete di funghi in simbiosi con le radici (micorriza) aiuta ad assorbire più acqua e sostanze nutritive che non con le sole radici. Tuttavia, si sa ancora poco di come il cambiamento delle condizioni ambientali influenzi e ostacoli tale equilibrata interazione.

Per questo motivo, il team guidato dal ricercatore del suolo Frank Hagedorn ha partecipato nel 2017 a un esperimento su vasta scala del WSL che ha consentito di tracciare i percorsi del biossido di carbonio assorbito all’interno dell’albero e nel suo ambiente. Il carbonio non è infatti solo il componente fondamentale di tutta la materia vivente, ma è anche uno dei due elementi (nello specifico la C) che compongono il CO2, il gas che è sia il «nutrimento di base» degli alberi, sia il principale responsabile del cambiamento climatico. I boschi sono pertanto importanti riserve di CO2 con un grande impatto sul clima.

Per questo esperimento condotto nel Pfynwald (VS) e mai realizzato prima al mondo, i ricercatori hanno «impacchettato» in enormi sacchi di plastica dieci pini silvestri centenari di circa dodici metri di altezza «nutrendoli» poi per tre ore con una variante di CO2, un cosiddetto isotopo, più pesante del biossido di carbonio presente nell’aria. Completamente innocuo, consente tuttavia di dimostrare anche ad anni di distanza la provenienza del carbonio (un metodo applicabile solo da circa un decennio).

Nella rizosfera in soli quattro giorni

Come riferiscono sulla rivista scientifica Global Change Biology, Hagedorn e gli altri partecipanti alla ricerca sono stati in grado di individuare i primi zuccheri «pesanti» nel suolo già dopo quattro giorni. La porzione di terreno in cui sono stati distribuiti gli zuccheri degli alberi si è rivelata tre volte maggiore rispetto alla superficie coperta dalla chioma dell’albero: un indizio delle dimensioni della rete sotterranea di radici. Nel terreno è stato possibile individuare le varianti pesanti del carbonio per un anno intero.

«In questo modo siamo stati in grado di dimostrare per la prima volta che gli alberi accumulano temporaneamente gli zuccheri prodotti nelle foglie con la fotosintesi e solo in un secondo momento li usano per costruire cellule legnose o li cedono al suolo mediante le radici», afferma Hagedorn. «È una cosa importante da sapere perché con questi zuccheri gli alberi alimentano una gran parte degli organismi che vivono nel suolo». Complessivamente, circa un terzo del CO2 assorbito viene ceduto al suolo, dove viene consumato dagli organismi e in parte nuovamente rilasciato sotto forma di CO2.

Gli organismi del suolo entrano in vita latente

La siccità ha ridotto nettamente la quantità e la diffusione degli zuccheri ceduti dagli alberi al terreno. Metà dei pini silvestri a cui è stato somministrato il CO2 viene irrigata dal 2003, mentre l’altra metà è esposta alla naturale siccità del Vallese. Attraverso l’esperimento, i ricercatori hanno anche dimostrato che i pini silvestri esposti alla siccità hanno generato una rete sotterranea del 50% più piccola rispetto a quelli che hanno beneficiato di un’irrigazione ottimale. Di conseguenza, anche nei periodi con una buona disponibilità idrica i pini silvestri stressati dalla siccità sono in grado di assorbire una minore quantità di acqua e sostanze nutritive dal terreno, circostanza che ne limita ulteriormente la crescita.

È inoltre emerso che in caso di intensa siccità la biocenosi sotterranea è inattiva e cade in una sorta di letargo estivo. Gli alberi hanno quindi a disposizione meno acqua e sostanze nutritive e ciò ne inibisce la crescita. «Le condizioni sotterranee determinano ciò che avviene in superficie», conclude Hagedorn. A suo dire, ciò potrebbe quindi significare che in caso di aumento della siccità l’ecosistema bosco è in grado di assorbire meno CO2 : un aspetto che deve essere considerato per le previsioni degli effetti del cambiamento climatico.

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Links

  • L'esperimento di irrigazione nel bosco di Pfyn (tedesco, inglese o francese)
  • Sito web WSL carbonio nei suoli (tedesco o inglese)
  • Gruppo di ricerca Biogeochimica (tedesco o inglese)

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