Fuochi ripetuti nelle savane, che sono dominati da erbe, può ridurre il carbonio e l'azoto nei suoli per decenni. La riduzione dei nutrienti può portare a una scarsa ricrescita delle piante. Credito:Carla Staver
La combustione frequente per decenni riduce la quantità di carbonio e azoto immagazzinati nei suoli delle praterie della savana e delle foreste di latifoglie, in parte perché la ridotta crescita delle piante significa che meno carbonio viene estratto dall'atmosfera e immagazzinato nella materia vegetale. Questi risultati di un team guidato da Stanford sono importanti per la comprensione mondiale degli impatti degli incendi sul ciclo del carbonio e per modellare il futuro del carbonio globale e del cambiamento climatico.
I risultati, pubblicato l'11 dicembre sulla rivista Natura , offrono una nuova prospettiva sull'impatto del fuoco sulla fertilità del suolo.
"Quasi tutti gli studi di sintesi fatti fino ad oggi concludono che il fuoco ha un effetto relativamente scarso sui suoli, ma in gran parte, i ricercatori si sono concentrati su un singolo evento di incendio, " ha detto Adam Pellegrini, uno studioso post-dottorato presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali e autore principale dello studio.
Anziché, questo studio ha esaminato il carbonio del suolo e la fertilità in diversi ecosistemi nell'arco di 65 anni.
"Siamo interessati ai modi in cui gli ecosistemi cambiano nel corso di molti decenni, "ha detto Rob Jackson, professore di Scienze del Sistema Terra e autore senior dello studio. "Mentre il clima della Terra si riscalda, dobbiamo capire come il cambiamento delle frequenze di fuoco altera il suolo e la crescita delle piante".
Insieme a un team interdisciplinare di ricercatori di otto istituzioni in tutto il mondo, Pellegrini e Jackson hanno scoperto che le stime degli impatti degli incendi sulla capacità dell'ecosistema di immagazzinare carbonio potrebbero essere sostanzialmente errate. Le nuove scoperte potrebbero aiutare i gestori del territorio a valutare meglio la frequenza con cui utilizzano le ustioni prescritte per gestire le praterie e le foreste.
Le posizioni dei dati fuoco-suolo utilizzati nello studio, mostrato in punti neri, in alto una mappa che mostra la frequenza degli incendi nel mondo. Credito:Adam Pellegrini
Fuoco ed ecosistemi
Concentrandosi su tre diversi tipi di paesaggi:praterie della savana, boschi di latifoglie, e foreste di aghi - da 48 siti che coprono più continenti, i ricercatori hanno compilato registrazioni della fertilità del suolo dopo incendi fino a 65 anni. Confrontando i cambiamenti nei nutrienti del suolo nel tempo, hanno scoperto che nelle aree frequentemente bruciate nelle savane e nelle foreste di latifoglie, c'è stata una riduzione del 36% del carbonio nel suolo e una riduzione del 38% dell'azoto rispetto alle aree protette dal fuoco. Le foreste di conifere non hanno mostrato questa riduzione del carbonio e dell'azoto nel suolo dopo gli incendi.
"Puoi immaginare dopo solo un anno, il fuoco non farebbe molta differenza, ma nel corso di più anni e ripetuti incendi, la mancanza di input vegetali nei suoli riduce il carbonio e i nutrienti, " ha detto Pellegrini. "La produttività delle piante è ciò che estrae il carbonio dall'atmosfera - questo è ciò che sequestra il carbonio. Ciò che vediamo nel tempo non è solo un aumento netto delle emissioni di carbonio nell'atmosfera, ma una netta diminuzione del sequestro del carbonio".
Dopo che il team ha scoperto che gli incendi ripetuti causano la continua perdita di carbonio e azoto nelle savane e nelle foreste di latifoglie, volevano vedere come potrebbe essere influenzato il recupero delle piante. Hanno usato un modello di vegetazione per prevedere la crescita globale delle piante in aree frequentemente bruciate e hanno scoperto che la perdita di azoto nei suoli ha soppresso la ricrescita delle piante.
Il fuoco in una foresta dominata da conifere non può bruciare attraverso lo spesso strato di aghi sul suolo della foresta, essenzialmente proteggendo il suolo sottostante. Credito:Adam Pellegrini
Stoccaggio ridotto del carbonio
La crescita più lenta delle piante ha implicazioni per lo stoccaggio del carbonio, e Jackson ha avvertito che c'è un feedback a lungo termine che dovrebbe essere considerato. "Ci sono ulteriori perdite e cambiamenti nel carbonio che possono verificarsi decenni dopo perché le piante non sono in grado di ricrescere così rapidamente come avrebbero fatto, " ha detto Jackson, che è anche senior fellow presso il Woods Institute for the Environment.
Sorprendentemente, le foreste di aghi non hanno mostrato la stessa perdita di nutrienti. Anziché, i suoli forestali dominati da conifere avevano in realtà più carbonio e azoto presenti con frequenti bruciature. Pellegrini ha spiegato che la combustione del denso strato di aghi di pino parzialmente decomposti sul suolo della foresta potrebbe fornire cenere ai terreni, e ha aggiunto che il lavoro futuro esaminerà ulteriormente gli effetti del fuoco in questo tipo di foresta.
I ricercatori hanno sottolineato che non stanno sostenendo la soppressione degli incendi. "Gli incendi spesso aumentano la diversità delle piante e riducono il rischio che un paesaggio abbia un incendio ad alta intensità, "disse Pellegrini.
Anziché, in un momento in cui il cambiamento climatico crea condizioni più secche e calde che favoriscono il fuoco, i vigili del fuoco e gli ambientalisti potrebbero dover cambiare le loro strategie di gestione.
"I manager potrebbero dover considerare più a lungo quanto e con quale frequenza scelgono di masterizzare i sistemi, " ha detto Jackson.
