I ricercatori hanno scoperto un meccanismo precedentemente sconosciuto che causa un maggiore consumo di acqua nelle foreste, migliora la comprensione del controllo biogeochimico del suolo dei cicli idrici forestali e mette in evidenza le minacce per le piante da stress idrico sotto deposizione acida, secondo un nuovo studio.

In uno studio pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , i ricercatori riferiscono che il meccanismo funziona in questo modo:l'acido solforico e nitrico cadono a terra quando vengono bruciati i combustibili fossili, provocando l'acidificazione del suolo. Quando ciò accade, una quantità significativa di calcio del suolo viene dilavato dal suolo, e poi le piante soffrono di carenza di calcio. La carenza di calcio fa sì che le piante intensifichino il loro uso di acqua.

Lixin Wang, professore associato presso la Scuola di Scienze dell'IUPUI, è l'autore senior di questa ricerca, e il suo dottorato di ricerca studente Matthew Lanning è il primo autore.

Questa ricerca è finanziata dal programma di scienze idrologiche della National Science Foundation. Altri autori del gruppo di ricerca includono Todd Scanlon e Howard Epstein dell'Università della Virginia, Matthew Vadeboncoeur dell'Università del New Hampshire, Mary Beth Adams del servizio forestale degli Stati Uniti, e Daniel Druckenbrod alla Rider University.

Il calcio svolge un ruolo unico nelle cellule vegetali regolando i minuscoli pori, chiamati stomi, nelle foglie o negli steli delle piante, ha detto Wang. Se le piante non hanno abbastanza calcio, non possono chiudere quei pori, e il loro consumo di acqua aumenta. Anche, quando le piante soffrono di carenza di calcio, pompano più acqua attraverso la traspirazione, il processo del movimento dell'acqua attraverso una pianta e la sua evaporazione dalle foglie, per soddisfare la loro richiesta di calcio, Egli ha detto.

"Abbiamo ipotizzato che la lisciviazione dell'apporto di calcio del suolo, indotta dalla deposizione acida, aumenterebbe l'uso dell'acqua di vegetazione su larga scala, Lanning ha detto. "Vi presentiamo le prove da un esperimento di acidificazione dell'intero bacino idrografico a lungo termine che dimostrano che l'alterazione dell'apporto di calcio del suolo mediante deposizione acida può intensificare significativamente l'uso dell'acqua".

I ricercatori hanno trovato più linee di prova che dimostrano che la lisciviazione del calcio indotta dalla deposizione acida non solo ha aumentato l'uso dell'acqua della vegetazione, ma ha notevolmente ridotto la pozza d'acqua del suolo nel bacino idrico trattato.

"Quando le piante usano sempre molta acqua, significa che ci sarà meno acqua per le persone, " Wang ha detto. "Significa anche che queste piante sono molto sensibili alla siccità. Se arriva la siccità, e non possono chiudere gli stomi, sono soggetti ad alti livelli di mortalità a causa dello stress idrico."

Tradizionalmente, l'uso dell'acqua forestale è stato considerato una funzione di fattori meteorologici, composizione delle specie e disponibilità idrica del suolo. Gli impatti della biogeochimica del suolo sull'uso dell'acqua forestale su larga scala non erano stati studiati.

La deposizione di nitrati e solfati sono i principali fattori di acidificazione del suolo negli Stati Uniti nordorientali e nell'Europa orientale, dove gli apporti atmosferici superano l'acidità generata dal suolo. Negli Stati Uniti e nella maggior parte dell'Europa, le emissioni di nitrati e solfati sono state frenate dalla legislazione, ma gli impatti della deposizione di acido sono ancora di preoccupazione globale, soprattutto nelle aree sottovento delle grandi città o nelle aree agricole ad alta produzione.