Gli anelli degli alberi raccontano la storia di ciò che sta accadendo fisiologicamente mentre la soppressione degli incendi rende le foreste più dense e meno tolleranti alla siccità, parassiti e incendi, mostra una nuova ricerca.

Gli scienziati della Oregon State University e della Utah State University hanno studiato 2, 800 ettari di foresta mista di conifere nell'Oregon centrale, con molti dei pini ponderosa nell'area di studio risalenti a centinaia di anni prima del 1910, quando spegnere gli incendi divenne una politica federale.

Altri alberi della zona, dove la storia degli incendi è stata ampiamente studiata, erano più giovani, abeti grandi relativamente resistenti al fuoco e alla siccità.

Le scoperte, pubblicato in Biologia del cambiamento globale , indicano che, man mano che le macchie di alberi diventavano più fitte nel secolo scorso, gli alberi sono stati costretti a utilizzare progressivamente più isotopo stabile del carbonio per la fotosintesi, indicativo di un aumento dello stress da siccità poiché limitavano il passaggio di gas nelle loro foglie.

La ricerca suggerisce anche che l'aumento dei livelli di anidride carbonica (la CO2 atmosferica è aumentata del 40% dagli albori dell'era industriale) non può aiutare gli alberi a superare gli effetti delle foreste che sono diventate più dense senza incendi.

"Volevamo documentare la traiettoria della sensibilità allo stress da siccità in risposta a deficit di fuoco progressivamente crescenti, e il livello soglia di occupazione dello stand in cui diminuire la resistenza e la resilienza allo stress da siccità, scolitidi e incendi boschivi, " ha detto il coautore dello studio Christopher Still dell'OSU College of Forestry. "Si trattava di un'intersezione tra l'ecologia del fuoco e l'ecologia fisiologica, due aree che non si incontrano spesso come dovrebbero".

Prima del 1910, frequenti incendi superficiali di bassa gravità hanno svolto un ruolo chiave nel mantenimento delle foreste delle regioni montuose aride degli Stati Uniti occidentali. Nei decenni successivi, i deficit di fuoco che risultavano dalla politica federale, di concerto con il pascolo, il disboscamento e i cambiamenti nell'uso del suolo hanno causato importanti cambiamenti strutturali nelle foreste più vecchie poiché le specie tolleranti all'ombra e al fuoco si sono trasferite.

Nello stesso arco di tempo, le concentrazioni di anidride carbonica nell'atmosfera non solo sono aumentate, ma lo stanno facendo a un ritmo crescente; le maggiori concentrazioni di CO2 hanno un effetto sullo scambio di gas fogliari, i processi attraverso i quali gli alberi ottengono ossigeno per la respirazione e anidride carbonica per la fotosintesi.

"Sappiamo da molto tempo che la soppressione degli incendi ha portato a foreste affollate, il che significa più concorrenza per le risorse, ", ha dichiarato lo studente laureato del College of Forestry Andrew Merschel, un altro coautore dello studio. "Lo sapevamo per questo, gli alberi sono più soggetti alla siccità, il che ha senso:c'è meno acqua che arriva in profondità sotto terra e più alberi che la pompano fuori. La nostra ricerca mostra in modo fisiologico cosa sta succedendo. Pensavamo che ci sarebbero stati segnali negli anelli annuali degli alberi, e ci sono."

Un albero aggiunge un anello per ogni anno di crescita, e in una conifera l'anello è costituito da una porzione di "legno precoce" di colore più chiaro e da una componente di "legno tardivo" di colore più scuro.

La variazione della dimensione dell'anello riflette la temperatura e le precipitazioni nel momento in cui si è verificata la crescita. E anche la chimica di ogni anello racconta una storia, compreso se un albero può utilizzare più dell'isotopo carbonio-12 più leggero che preferisce, o ha dovuto ricorrere all'uso di una quantità relativamente maggiore dell'isotopo carbonio-13 più pesante anche per la fotosintesi.

Le registrazioni degli isotopi di carbonio degli anelli degli alberi hanno anche dimostrato che gli alberi rispondono alla siccità diventando più efficienti nell'uso dell'acqua.

Quello che non si sapeva, anche se, era se l'aumento dell'efficienza nell'uso dell'acqua, sostenuta dall'aumento delle concentrazioni di CO2, sono stati sufficienti per superare l'aumento dello stress da siccità derivante da un recente impulso di crescita di giovani, alberi resistenti al fuoco.

"L'aumento della densità degli alberi sembra superare i benefici della fertilizzazione con anidride carbonica, '", ha detto Merschel. "Non è necessariamente un male se più giovane, alberi sensibili alla siccità che si sono stabiliti dopo l'esclusione del fuoco muoiono perché è coerente con il modo in cui queste foreste apparivano:più aperte, permettendo al pino ponderosa di vivere fino a 600 anni. Meno alberi e ridotta concorrenza consentono ai vecchi, alberi resistenti al fuoco sopravvissuti a secoli di siccità, insetti, e il fuoco a persistere come la spina dorsale strutturale delle foreste secche".

L'autore principale Steven Voelker della Utah State University osserva che la sensibilità alla siccità delle foreste nelle regioni montuose aride del nord-ovest del Pacifico può essere aggravata dal cambiamento climatico che aumenta la durata della stagione senza neve.

"Ricerche recenti dell'OSU e di altre istituzioni mostrano anche che le foreste più dense riducono il manto nevoso in tutto il nord-ovest, " ha detto Voelker. "Non possiamo prevedere esattamente come tutti questi fattori che interessano le foreste interagiranno in futuro, ma è certo che le foreste a bassa densità avranno più neve e meno stress da siccità".

E senza "grandi cambiamenti alla politica e alla gestione volti a ridurre la densità degli stand, "Molte foreste nell'Oregon centrale attraverseranno una soglia che le rende meno resistenti alla siccità e meno resistenti agli incendi e alle epidemie di scolitidi, Egli ha detto.

Il lavoro futuro di questo gruppo di ricerca amplierà le analisi degli isotopi degli anelli degli alberi in diverse aree dell'Oregon e in altre parti degli Stati Uniti occidentali per valutare l'effetto di una maggiore concorrenza tra le foreste di conifere dove potrebbe essere più secco e più caldo, e quindi fornire un più completo vista di come la resilienza delle foreste è cambiata a causa della soppressione degli incendi.