Baldacchino della foresta, foresta sperimentale di HJ Andrews, Cascade Range, Oregon. Credito:Theresa Hogue, OSU
Un nuovo studio condotto dalla Oregon State University suggerisce che le foglie nelle chiome delle foreste non sono in grado di raffreddarsi al di sotto della temperatura dell'aria circostante, il che probabilmente significa che la capacità degli alberi di evitare dannosi aumenti di temperatura e di estrarre il carbonio dall'atmosfera, sarà compromessa in un clima più caldo , clima più secco.
I risultati di una collaborazione internazionale che includeva ricercatori di diverse università e agenzie governative contrastano con una teoria prevalente nella comunità scientifica secondo cui le foglie del baldacchino possono mantenere la loro temperatura entro un intervallo ottimale per la fotosintesi, il processo attraverso il quale le piante verdi producono il loro cibo dalla luce solare e anidride carbonica.
Pubblicato oggi negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , la ricerca è importante per comprendere e prevedere le risposte delle piante ai cambiamenti climatici, ha affermato l'autore principale Chris Still dell'OSU College of Forestry, il quale osserva che numerosi studi suggeriscono che molte delle foreste del mondo si stanno avvicinando al loro limite termico per l'assorbimento del carbonio.
"Un'ipotesi nota come omeotermia fogliare limitata sostiene che attraverso una combinazione di tratti funzionali e risposte fisiologiche, le foglie possono mantenere la loro temperatura diurna vicina alla temperatura migliore per la fotosintesi e al di sotto di ciò che è dannoso per loro", ha affermato Still. "In particolare, le foglie dovrebbero raffreddarsi al di sotto della temperatura dell'aria a temperature più elevate, in genere superiori a 25 o 30 gradi Celsius. Questa teoria implica anche che l'impatto del riscaldamento climatico sulle foreste sarà parzialmente mitigato dalla risposta di raffreddamento delle foglie".
Still e collaboratori hanno utilizzato la termografia per osservare la temperatura delle foglie della chioma in numerosi siti ben strumentati in Nord America e Centro America, dalla foresta pluviale panamense al limite degli alberi ad alta quota in Colorado, e hanno scoperto che le foglie della chioma non si raffreddano costantemente al di sotto temperature dell'aria diurna o rimanere entro un intervallo di temperatura ristretto come previsto dalla teoria dell'omeotermia fogliare limitata.
Le termocamere sono state montate su torri dotate di sistemi che misurano i "flussi" di carbonio, acqua ed energia, gli scambi tra la foresta e l'atmosfera, nonché una serie di variabili ambientali.
"L'uso di immagini termiche continue ad alta frequenza per monitorare le chiome delle foreste cambia davvero ciò che possiamo imparare su come le foreste stanno affrontando lo stress dell'aumento delle temperature", ha affermato Andrew Richardson, professore alla Northern Arizona University e coautore dello studio . "Prima delle termocamere, se volevi misurare la temperatura della chioma dovevi attaccare le termocoppie alle foglie con dei cerotti e aspettare che il vento le tirasse via. Ma queste termocamere ci consentono di misurare il cambiamento 24 ore al giorno, sette giorni alla settimana, attraverso molte stagioni e anni."
Lo studio ha mostrato che le foglie della chioma si scaldano più velocemente dell'aria, sono più calde dell'aria durante la maggior parte della giornata e si raffreddano solo al di sotto della temperatura dell'aria da metà a tardo pomeriggio. È probabile che il futuro riscaldamento climatico porti a temperature ancora maggiori delle foglie della chioma, il che avrebbe un impatto negativo sul ciclo del carbonio nelle foreste e aumenterebbe il rischio di mortalità delle foreste, affermano gli scienziati.
"La temperatura delle foglie è stata a lungo riconosciuta come importante per la funzione delle piante a causa della sua influenza sul metabolismo del carbonio e sugli scambi di acqua ed energia", ha affermato Still. "Se la fotosintesi della chioma diminuisce con l'aumento della temperatura, la capacità delle foreste di agire come un pozzo di carbonio sarà ridotta."
La temperatura delle foglie in diversi habitat è influenzata dal modo in cui le dimensioni delle foglie variano con il clima e la latitudine, nonché dalla struttura della chioma, spiega Still. Le foglie grandi si trovano principalmente nei climi caldi e umidi e i tratti delle foglie come una maggiore riflettanza e dimensioni più piccole, che migliorano la capacità di dissipare calore e portano a un maggiore raffreddamento, si verificano principalmente nelle piante che crescono in zone calde e secche.
In gran parte dei tropici caldi e umidi, la temperatura delle foglie si sta già avvicinando o superando le soglie per la fotosintesi netta positiva:il tasso di fissazione del carbonio meno il tasso di anidride carbonica persa durante la respirazione delle piante.
"Se le foglie sono generalmente più calde dell'aria circostante, come suggeriscono i nostri risultati, gli alberi potrebbero avvicinarsi alle soglie critiche di stress termico più velocemente di quanto ci aspettiamo", ha affermato Richardson.
"I nostri risultati hanno grandi implicazioni per capire come le piante si acclimatano al riscaldamento e suggeriscono una capacità limitata delle foglie della chioma di regolare la loro temperatura", ha aggiunto Still. "I nostri dati e le nostre analisi suggeriscono che un clima caldo si tradurrà in temperature ancora più elevate delle foglie della chioma, portando probabilmente a una riduzione della capacità di assimilazione del carbonio e alla fine a danni da calore". + Esplora ulteriormente
