Esperimenti sul campo che monitorano la dinamica delle radici sotto controllo ed eCO2 condizioni. (A) La struttura sperimentale BIFoR FACE è situata in un bosco maturo di latifoglie vicino a Stafford, nel Regno Unito, e contiene tre eCO2 (rosso) e tre 'array' di controllo (blu). (B) Gli array sono costituiti da tubi di supporto per ponteggi (grigi) che trasportano eCO2 o aria ambiente alla volta della foresta. Ogni array ha quattro siti di installazione di minirhizotron. (A-B) adattato dal rif. (Hart et al., 2019). (C) I siti del minirizotrone sono costituiti da un tubo trasparente incorporato a 45 ° angolo nel terreno, coperto e sigillato quando non in uso. (D) Una telecamera e un sistema di illuminazione (i) sono inseriti in ciascuno di questi tubi (ii) per acquisire immagini sotterranee di sistemi di radici in situ attorno alla circonferenza del tubo e lungo la sua lunghezza. Il sistema di imaging è collegato (iii) a un alimentatore da campo e a un computer che esegue un software di acquisizione di immagini in tempo reale (iv). (E) Illustrazione dei dati acquisiti dai minirizotroni; questo composito è costituito da molte immagini concatenate e incorporate su un collettore cilindrico a scopo illustrativo. Credito:Scienza dell'ambiente totale (2022). DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.158661
L'aumento dell'anidride carbonica nell'atmosfera fa sì che gli alberi mettano più risorse nello sviluppo dei sistemi di radici sotto terra.
Questo flusso di carbonio extra sotterraneo è un modo importante e spesso trascurato in cui il mondo naturale risponderà alle emissioni di gas serra in corso e future.
In un nuovo studio, condotto dalle Università di Birmingham, nel Regno Unito, e di Bergen, in Norvegia, i ricercatori hanno dimostrato che la CO2 atmosferica pompato in una foresta matura a livelli previsti per essere la norma entro il 2050 farà sì che gli alberi producano radici più lunghe e più lunghe.
La ricerca, pubblicata su Scienza dell'ambiente totale , è stato effettuato nel CO2 di Free-Air Struttura di arricchimento (FACE), gestita dal Birmingham Institute of Forest Research (BIFoR). Completa la ricerca precedente che mostra che gli stessi alberi aumenteranno il loro tasso di fotosintesi fino a un terzo al di sotto di CO2 elevati condizioni.
BIFoR FACE è una foresta "fantascientifica", che rappresenta un terzo del più grande esperimento mondiale che studia l'effetto del cambiamento globale sulla natura. Forma un gigantesco "ecosistema-o-scope" con strutture gemelle vicino a Sydney, in Australia, e Manaus, in Amazzonia. In ciascuna di queste strutture, CO2 extra viene introdotto, portando l'aria a quella che si prevede sarà la norma a livello globale entro il 2050. Per mantenere la naturalezza della foresta, la CO2 -l'aria ricca viene aggiunta utilizzando un approccio a "tenda invisibile" senza tetto o pareti.
Nello studio, un gruppo di ricerca ha raccolto migliaia di immagini di minuscole radici di alberi, a volte larghe meno di un millimetro, assemblate in due anni nella foresta BIFoR FACE. Queste immagini sono state utilizzate per costruire un quadro matematico della nascita, crescita e morte delle radici in una foresta di querce. Sono state scattate alcune immagini delle radici sul posto, utilizzando una fotocamera ad alta risoluzione inviata sotto il suolo della foresta in una serie di lunghi tubi di perspex. Altre immagini provenivano da radici scrupolosamente ricavate dai noccioli del terreno estratti dall'esperimento.
Il professor Iain Johnston, che ha condotto lo studio da Birmingham e poi da Bergen, ha spiegato:"Ovviamente è difficile vedere questi processi in corso sotto terra. Ma una combinazione di ingegneria innovativa e un attento lavoro sul campo e di laboratorio da parte del nostro team ci ha aiutato a liberare nuovi luce su questo comportamento e su quanto possiamo essere fiduciosi nelle nostre scoperte."
La modellazione matematica e l'analisi dei dati delle immagini, effettuata al BIFoR e all'Università di Bergen, hanno concluso che sotto gli alberi che crescono nell'atmosfera ad alto contenuto di anidride carbonica compaiono radici sempre più lunghe.
In rappresentanza del team affiatato di quattro scienziate che hanno svolto il lavoro sul campo e l'analisi matematica, la ricercatrice di Birmingham Clare Ziegler ha affermato:"Questo lavoro rappresenta una grande collaborazione, dagli studenti volontari al gruppo dirigente BIFoR. I ricercatori hanno fatto eco a questo spirito collaborativo , utilizzando i nostri punti di forza individuali nelle scienze ambientali, nelle bioscienze e nei modelli matematici per ottenere una comprensione che fosse maggiore della somma delle sue parti e che non sarebbe stato possibile con un approccio monodisciplinare."
I risultati supportano altre prove che gli alberi forniscono e possono continuare a fornire una protezione limitata contro l'aumento del biossido di carbonio derivato dai combustibili fossili e, quindi, il cambiamento climatico, assorbendo e immagazzinando il carbonio. Anche se questa non è affatto una protezione sufficiente per compensare in modo significativo le nostre emissioni.
Il collega e ricercatore Angeliki Kourmouli ha affermato:"Di solito diamo per scontato il suolo, ma costituisce una parte cruciale di molti ecosistemi e svolge un ruolo significativo nello stoccaggio del carbonio. Capire cosa succede sotto terra quando la foresta sperimenta non solo un aumento di CO 2 , ma anche lo stress aggiuntivo dei cambiamenti climatici, come il clima estremo, ci fornisce informazioni davvero importanti su ciò che possiamo aspettarci in futuro."
Il professor Rob MacKenzie, direttore fondatore di BIFoR, ha aggiunto:"Ora abbiamo prove concrete che il carbonio extra viene utilizzato, in parte, per aiutare gli alberi a esplorare il mondo ricco di sostanze nutritive sotto di loro. Sono tentato di dire che le radici vivere a lungo e prosperare nell'atmosfera futura, ma ci vorranno più anni di attenta osservazione per essere sicuri che sia davvero così". + Esplora ulteriormente
