Un esperimento futuristico che simula condizioni ambientali più calde ha dimostrato che la vegetazione delle torbiere risponde a temperature più elevate con un periodo di crescita più precoce e più lungo. Uno studio pubblicato oggi su Natura ha rivelato che l'aumento del calore accelera l'inverdimento primaverile negli alberi maturi, arbusti e muschi e ritarda il cambiamento di colore della caduta.

Le nuove scoperte, sulla base dei dati osservativi raccolti presso un sito sperimentale del Dipartimento dell'Energia, migliorerà i modelli predittivi del cambiamento ambientale e potrebbe avere implicazioni per le foreste di tutto il mondo.

"Questa è la prima volta che siamo stati in grado di confermare la risposta della vegetazione a questo intervallo di temperature, che superano quanto riscontrabile nella documentazione storica, "Il coautore Andrew Richardson della Northern Arizona University ha detto. "Non avevamo previsto il ruolo principale che la temperatura gioca nell'estendere l'attività delle piante in autunno".

Il team di ricerca ha utilizzato l'osservazione diretta e la fotografia digitale ripetuta per misurare il verde delle piante per tre anni allo studio Spruce and Peatland Responses Under Changing Environments, un esperimento unico su scala ecosistemica costruito e gestito dall'Oak Ridge National Laboratory del DOE.

Precedenti studi basati su dati storici indicavano che la riduzione della lunghezza del giorno era il fattore principale dei cambiamenti autunnali nelle piante, con temperatura di scarso impatto. Lo studio sperimentale del team ha rilevato, però, che le temperature elevate innescano l'attività delle piante anche in autunno quando l'esposizione alla luce solare diminuisce. Piante nella più calda di diverse aree di studio, riscaldato 16,2 gradi Fahrenheit sopra la temperatura ambiente, è rimasto verde e funzionale fino a sei settimane in più. Anche la vegetazione più calda ha perso la sua protezione dal freddo invernale all'inizio della primavera, lasciando le piante vulnerabili ai danni alle foglie e allo stelo durante una gelata primaverile nel 2016.

Situato nella foresta sperimentale di Marcell dell'USDA Forest Service nel nord del Minnesota, SPRUCE ha 10 custodie appositamente progettate impostate a cinque diverse temperature e due livelli elevati di anidride carbonica. Il sito fornisce agli scienziati una piattaforma per esplorare gli effetti dell'aria e del suolo più caldi su una palude ricca di carbonio dominata da abeti neri e alberi di tamarack, arbusti, e sfagno. Foreste simili sono prevalenti alle latitudini settentrionali, copre gran parte del Canada, nord Europa e Russia.

"SPRUCE ci ha dato l'opportunità di ottenere un giusto assaggio di futuri ambientali alternativi che non possono essere osservati attraverso i documenti storici, " ha detto Paul Hanson di ORNL, SPRUCE coordinatore e coautore.

Le custodie di SPRUCE sono dotate di una gamma di strumenti, comprese le fotocamere digitali ad alta risoluzione sulla rete PhenoCam che catturano fotografie delle piante ogni 30 minuti. I ricercatori della Northern Arizona University hanno estratto il rosso, verde, e informazioni sul canale del colore blu dalle immagini per calcolare un indice di verde. Questi dati sono stati confrontati con le osservazioni in loco raccolte dagli scienziati dell'ORNL, che mostrava che le piante sbocciavano e fiorivano prima in primavera e lasciavano cadere le foglie più tardi in autunno.

Una stagione di crescita prolungata potrebbe influenzare il ciclo del carbonio poiché le piante attive assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera per alimentare la fotosintesi. La ricerca in corso quantificherà tali differenze nell'uso del carbonio.

"Questi risultati di SPRUCE dimostrano l'importanza degli esperimenti diretti per ampliare la nostra comprensione dei processi di ciclo del carbonio nelle torbiere, "Ha detto Hanson.