Gli ecosistemi delle foreste tropicali sono una parte importante del ciclo globale del carbonio poiché assorbono e immagazzinano grandi quantità di CO ₂ . È, però, incerto quanto questa capacità differisca tra foreste con ricchezza di specie alta e bassa. Una nuova ricerca IIASA fa luce su questa domanda, con l'obiettivo di migliorare le previsioni sulla forza dell'ecosistema tropicale come pozzi di carbonio globali.

Gli autori del nuovo studio pubblicato su Rapporti scientifici studiato quante specie sono necessarie per il funzionamento dell'ecosistema tropicale e i servizi ecosistemici associati, compreso il sequestro del carbonio, per proiettare futuri cambiamenti nel clima che influiranno sullo stoccaggio del carbonio nell'ecosistema e quindi potrebbero innescare ulteriori cambiamenti climatici attraverso un aumento delle emissioni di gas serra. È importante costruire scenari realistici di come funzionano gli ecosistemi tropicali per migliorare le attuali strategie di conservazione e gestione.

"Volevamo scoprire quanti dettagli abbiamo bisogno di conoscere per fare ipotesi valide in termini di forza dei pozzi tropicali di carbonio, in altre parole, quanto carbonio viene effettivamente sequestrato dalla vegetazione tropicale? Inoltre, volevamo sapere se i fattori biotici, differenze tra specie vegetali, sono responsabili della cattura di più o meno carbonio dall'atmosfera, o se le differenze sono dovute ad abiotici, o fattori ambientali locali come le proprietà del suolo che influenzano anche la forza del pozzo di carbonio negli ecosistemi tropicali, " spiega l'autore principale dello studio Florian Hofhansl, un ricercatore postdoc presso IIASA Ecosystems Services and Management, e programmi di evoluzione ed ecologia.

Secondo i ricercatori, si presume generalmente che comunità più diverse catturino le risorse disponibili in modo più efficiente a causa della complementarità di nicchia e delle preferenze di alcune specie a condizioni specifiche. I risultati mostrano che infatti, fattori abiotici e biotici interagiscono tra loro per determinare quanto carbonio può essere immagazzinato dall'ecosistema in base alla disponibilità di altre risorse come acqua e sostanze nutritive. Ciò indica che sarebbe necessario tenere conto di fattori multipli e interconnessi per arrivare a proiezioni plausibili della futura forza del pozzo di carbonio dell'ecosistema.

Un'analisi basata su modelli statistici del percorso ha rivelato che, oltre a fattori climatici come temperatura e precipitazioni, fattori come la struttura del suolo e la chimica sono controlli importanti quando si tratta di composizione della comunità di piante tropicali, in quanto influenzano la disponibilità delle risorse di acqua e sostanze nutritive.

A questo proposito, lo studio ha esaminato specificamente le differenze tra alberi, palme, e liane (a gambo lungo, viti legnose che utilizzano alberi e altre piante per arrampicarsi sulla chioma). Ciascuno di questi gruppi differisce in termini di quantità di carbonio che è in grado di immagazzinare a causa delle differenze nella sua strategia ecologica. Le liane sono, ad esempio, relativamente in rapida crescita e cerca di raggiungere la chioma per raggiungere la luce del sole, ma non immagazzinare tanto carbonio quanto lo stelo di un albero per raggiungere la stessa altezza nella chioma.

Le palme rimangono per lo più nel sottobosco. L'analisi ha inoltre mostrato che le palme erano più abbondanti su suoli con elevata densità apparente e bassa disponibilità di fosforo nel suolo, mentre alcune specie arboree sono state trovate su suoli relativamente meno densi con un'elevata disponibilità di acqua del suolo, portando a differenze nella composizione della comunità vegetale nel paesaggio. Inoltre, i siti con meno risorse contenevano comunità vegetali meno diversificate rispetto a quelli con un ampio apporto di acqua e nutrienti nel suolo.

Proiezioni tradizionali su larga scala degli effetti del cambiamento globale sulle foreste tropicali, però, tipicamente ignorano i fattori sottostanti che innescano le differenze nella composizione della comunità vegetale, e di conseguenza, la maggior parte degli approcci attualmente applicati non riesce a rappresentare processi ecosistemici cruciali come lo stoccaggio del carbonio nella vegetazione. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le tecniche di telerilevamento in genere si integrano su grandi aree spaziali, mediando così la diversità del paesaggio locale, mentre i modelli di vegetazione di solito ignorano la risposta variabile delle diverse comunità vegetali ai fattori climatici. Gli autori affermano che i risultati dei loro studi potrebbero essere utilizzati per migliorare gli attuali modelli di vegetazione, consentendo così agli scienziati di perfezionare le proiezioni del funzionamento dell'ecosistema della foresta tropicale in scenari futuri di cambiamento climatico.

"Possiamo arrivare alle giuste conclusioni e fornire proiezioni future di quanto carbonio può essere immagazzinato solo se comprendiamo la complessità all'interno dei sistemi ecologici e cosa significa per i feedback atmosferici, come le emissioni di gas serra che aumentano ulteriormente il riscaldamento globale, " dice Hofhansl. "Le nostre analisi hanno evidenziato che è importante incanalare la conoscenza da più discipline scientifiche, come la botanica (identificazione delle specie), ecologia vegetale (individuazione di strategie funzionali), e geologia (identificando le differenze nei tipi di suolo). Tutto questo determinerà quanto carbonio viene sequestrato dalla vegetazione e quanto ne rimarrà nell'atmosfera, riscaldando così ulteriormente il sistema di climatizzazione, " conclude.