I ricercatori hanno scoperto che i cambiamenti globali, comprese le temperature di riscaldamento e l'aumento dei livelli di anidride carbonica nell'atmosfera, stanno causando una diminuzione della disponibilità di un nutriente chiave per le piante terrestri. Ciò potrebbe influire sulla capacità delle foreste di assorbire l'anidride carbonica dall'atmosfera e ridurre la quantità di sostanze nutritive disponibili per le creature che le mangiano.

"Anche se l'anidride carbonica atmosferica è stabilizzata a livelli sufficientemente bassi da mitigare gli impatti più gravi del cambiamento climatico, molti ecosistemi terrestri mostreranno sempre più segni di troppo poco azoto invece di troppo, " ha detto il coautore dello studio Andrew Elmore del Centro per le scienze ambientali dell'Università del Maryland. "La prevenzione di questi cali nella disponibilità di azoto sottolinea ulteriormente la necessità di ridurre le emissioni di anidride carbonica causate dall'uomo".

Sebbene l'attenzione sulla disponibilità di azoto sia spesso sullo sviluppo, regioni costiere, come la baia di Chesapeake, che lottano con l'eutrofizzazione - il deflusso dell'inquinamento da azoto da fattorie e prati fertilizzati che alimenta le fioriture di alghe e porta alla riduzione dell'ossigeno nelle acque - la storia è molto diversa nei terreni meno sviluppati, come le montagne del Maryland occidentale.

"L'idea che il mondo sia inondato di azoto e che l'inquinamento da azoto stia causando tutti questi effetti ambientali è stata al centro di conversazioni nella letteratura scientifica e nella stampa popolare per decenni, " ha detto Elmore. "Quello che stiamo scoprendo è che ha nascosto questa tendenza a lungo termine nei sistemi non modificati che è causata dall'aumento dell'anidride carbonica e da stagioni di crescita più lunghe".

I ricercatori hanno studiato un database di chimica delle foglie di centinaia di specie che erano state raccolte da tutto il mondo dal 1980 al 2017 e hanno trovato una tendenza globale alla diminuzione della disponibilità di azoto. Hanno scoperto che la maggior parte degli ecosistemi terrestri, come foreste e terreni che non sono stati trattati con fertilizzanti, stanno diventando più oligotrofici, il che significa che sono disponibili troppo pochi nutrienti.

"Se l'azoto è meno disponibile, ha il potenziale per ridurre la produttività della foresta. Lo chiamiamo oligotrofizzazione, " disse Elmore. "Nello spartiacque boscoso, non è una parola molto usata per i sistemi terrestri, ma indica la direzione in cui stanno andando le cose."

L'azoto è essenziale per la crescita e lo sviluppo delle piante. Sul suolo della foresta, i microbi scompongono la materia organica come le foglie cadute e rilasciano azoto nel terreno. L'albero recupera quell'azoto per costruire proteine ​​e crescere. Però, poiché gli alberi hanno accesso a più carbonio, sempre più microbi stanno diventando limitati dall'azoto e rilasciano meno nutrienti agli alberi.

"Questo nuovo studio si aggiunge a una crescente conoscenza del fatto che le foreste non saranno in grado di sequestrare tanto carbonio dall'atmosfera come molti modelli prevedono perché la crescita delle foreste è limitata dall'azoto, " ha detto Eric Davidson, direttore dell'Università del Maryland Center for Environmental Science's Appalachian Laboratory. "Queste nuove intuizioni che utilizzano nuove analisi isotopiche forniscono una nuova linea di prova che è urgentemente necessaria una diminuzione delle emissioni di carbonio".

Negli Stati Uniti e in Europa, le normative sulle centrali elettriche a carbone hanno ridotto la quantità di deposizione di azoto come conseguenza delle normative sull'aria pulita che cercano di combattere le piogge acide. Allo stesso tempo, l'aumento dei livelli di anidride carbonica nell'atmosfera e le stagioni di crescita più lunghe stanno aumentando la domanda di azoto per la crescita delle piante.

"Ora ci sono più linee di prova che supportano l'ipotesi dell'oligotrofizzazione, " ha detto il coautore dello studio Joseph Craine, un ecologista con Jonah Ventures. "Oltre al declino della chimica delle foglie, stiamo vedendo il bestiame al pascolo diventare più povero di proteine, diminuzione delle concentrazioni di proteine ​​del polline, e riduzioni di azoto in molti flussi. Questi punti stanno iniziando a connettersi in un quadro completo di troppo carbonio che scorre attraverso gli ecosistemi".

La carta, "Evidenza isotopica per l'oligotrofizzazione degli ecosistemi terrestri" è stata pubblicata in Natura Ecologia &Evoluzione di Andrew Elmore e David Nelson dell'Università del Maryland Center for Environmental Science e Joseph Craine di Jonah Ventures.