Le foreste nelle ondate di calore: Una nuova ricerca mostra come gli alberi affrontano il caldo estremo

Le ondate di calore estremo sono in aumento. Cosa comporta questo per gli alberi delle foreste? Nell'estate estremamente calda del 2023, un team di ricerca guidato dall'Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL e dal Politecnico federale di Losanna (EPFL) ha indagato su questo aspetto in Svizzera, Francia meridionale e Spagna.

Le foreste si surriscaldano in caso di temperature estreme - e raggiungono temperature che potrebbero essere fatali. Alice Gauthey e un team del WSL e dell'EPFL hanno avuto l'opportunità di indagare questo fenomeno nell'estate del 2023 in Francia: nelle foreste di lecci il termometro è salito a quasi 50 gradi Celsius, le temperature più alte mai misurate in quel luogo. I ricercatori hanno voluto seguire le fluttuazioni della temperatura delle cime degli alberi nel corso della giornata e dell'estate.

Il team ha utilizzato droni dotati di termocamere a infrarossi. Questi hanno sorvolato foreste in Svizzera, Francia e Spagna in giornate calde e hanno registrato la temperatura dello strato fogliare superiore nel corso della giornata. I ricercatori hanno anche misurato la fotosintesi e la perdita di acqua nelle foglie dei rami in cima agli alberi. Poiché le querce sessili (Quercus petraea) del Giura di Basilea sono alte ben 30 metri, i ricercatori hanno utilizzato una gru per raggiungere le altezze più elevate. In Francia, per misurare i lecci (Quercus ilex) è bastata un'impalcatura. In Spagna non è stato necessario alcun ausilio: le querce di Kermes (Quercus coccifera) sono naturalmente alte solo fino a 1,5 metri.

Le foglie raggiungono I 50 gradi celsius

I risultati dimostrano che le querce possono resistere a temperature sorprendenti. "Le foglie più alte delle chiome hanno raggiunto temperature fino a 50 gradi Celsius in agosto, il che è piuttosto incredibile", afferma la responsabile dello studio Charlotte Grossiord, ecologa forestale presso il WSL e l'EPFL. Questo a una temperatura dell'aria di "soli" 40-42 gradi Celsius. 

Come hanno fatto le querce a sopravvivere al caldo torrido? A salvare le querce è stata probabilmente la loro estrema tolleranza al calore. I ricercatori l'hanno valutata esponendo le foglie a temperature crescenti in un bagno d'acqua. Nel frattempo, hanno misurato come il calore distruggeva l'attività fotosintetica delle cellule. "Abbiamo visto che le temperature critiche iniziano solo a quasi 50 gradi Celsius", dice Grossiord. Le querce in Francia e in Spagna possono sopportare temperature fogliari fino a 51 e 53 gradi Celsius rispettivamente, mentre le querce sessili in Svizzera possono sopportare temperature ancora più alte, 59 gradi Celsius.

Il fatto che raramente raggiungano questa temperatura è probabilmente dovuto a un processo diverso: Le foglie hanno sempre perso un po' d'acqua, come dimostrano le misurazioni. È vero che con il caldo gli alberi finiscono per chiudere i pori sulla parte inferiore delle foglie, attraverso i quali assorbono e rilasciano gas. Ma un po' d'acqua evapora passivamente attraverso la superficie delle foglie. Entrambi i processi, quello attivo e quello passivo, svolgono un ruolo, dice Grossiord. Hanno raffreddato le foglie quanto basta. Solo le foglie più esposte della chioma sono diventate marroni e secche.

La tolleranza al calore di queste querce è molto più elevata di quella di alcune conifere precedentemente studiate in Svizzera, spiega Grossiord. Tuttavia, la loro struttura a chioma, con aghi sottili e rami sciolti, impedisce di raggiungere temperature così elevate all'interno delle foglie, come hanno dimostrato precedenti esperimenti condotti dal team nella foresta di Pfynwald, in Vallese.

Immagini termiche delle cime degli alberi nelle ore più calde della giornata in Spagna (in alto) e in Francia (in basso). I colori gialli indicano le temperature più elevate: in Spagna si tratta del suolo e in Francia delle cime degli alberi. (Foto: Alice Gauthey)

 

Gli alberi decidui tollerano meno il caldo

I risultati suggeriscono che gli alberi decidui soffriranno per le ondate di calore più frequenti. "È probabile che alcune specie raggiungano i loro limiti quando le ondate di calore diventano più estreme", afferma Grossiord. Questo è già stato evidente in Svizzera nell'estate del 2018, quando numerosi faggi sono appassiti su terreni che non trattengono bene l'acqua. È fondamentale capire cosa significa quando alla siccità si aggiungono temperature molto elevate, sottolinea Grossiord. La tolleranza massima al calore degli alberi delle regioni fredde come la Scandinavia è di soli 35 gradi Celsius, mentre alcune piante tropicali possono sopportare quasi 60 gradi.

Molte tecniche sono già in uso in agricoltura per evitare che le piante si surriscaldino, dice Grossiord. Ad esempio, le telecamere a infrarossi vengono utilizzate per monitorare la temperatura superficiale dei campi, al fine di determinare i requisiti di irrigazione delle piante. Le tecnologie di telerilevamento sono ancora nuove nel settore forestale. "Il nostro studio dimostra che possiamo utilizzare droni o satelliti, ad esempio, per riconoscere i primi segnali di stress da calore nelle foreste".

Sorvolo delle cime delle querce sessili a Hölstein (BL) con la gru (a sinistra) o il drone (a destra). (Video: Alice Gauthey e Alex Tunas)

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