Gli scienziati hanno rivelato il ruolo fondamentale che la composizione chimica del substrato roccioso svolge nel limitare la crescita della vegetazione in alcuni dei terreni più aridi e rocciosi del mondo.

Un team di scienziati internazionali, tra cui il professor Tim Quine dell'Università di Exeter, ha condotto nuove ricerche pionieristiche sulla produttività della vegetazione in una regione carsica del sud-ovest della Cina.

Coprendo circa il 15% della superficie terrestre della Terra, i terreni carsici sono generalmente caratterizzati come aridi, terreno roccioso, di solito con grotte e doline, e assenza di laghi e ruscelli di superficie.

In modo cruciale, le aree sono ben unite, calcare denso trovato vicino alla superficie, e una pioggia da moderata a forte, con l'acqua in grado di filtrare attraverso la roccia, sciogliendo e rimuovendo il calcare man mano che procede.

Sebbene sia noto che questa topografia ostacola la produttività della vegetazione, il ruolo che la geochimica del substrato roccioso, cioè la sua composizione chimica, gioca nel ridurre la crescita delle piante non è stato studiato approfonditamente.

Nel nuovo studio, il team di ricerca ha utilizzato un "approccio della zona critica" - studiando un'area che si estende dalla base del substrato roccioso esposto alle intemperie alla sommità della chioma vegetale - attraverso una tipica regione carsica della Cina sudoccidentale.

Hanno trovato variazioni significative nella composizione chimica del substrato roccioso in tutta la regione, che ha influenzato sia la quantità che la distribuzione del suolo. Hanno scoperto che questo, a sua volta, ha anche svolto un ruolo fondamentale nel controllo della crescita delle piante.

I ricercatori hanno dimostrato non solo che la produttività delle piante è controllata non sia dal suolo che dalla capacità del substrato roccioso di trattenere l'acqua, ma anche questo a sua volta è controllato dalla geochimica del substrato roccioso.

Il team di ricerca ritiene che ciò sia particolarmente importante quando l'acqua scarseggia, i mesi più caldi e secchi dell'anno, e durante i periodi di siccità.

Ritengono inoltre che i risultati offrano uno strumento fondamentale per aiutare le autorità a ottimizzare l'uso del suolo, oltre a valutare la resilienza dell'ecosistema e la sensibilità al cambiamento climatico.

Lo studio è pubblicato su Comunicazioni sulla natura di mercoledì, 13 maggio 2020.

Il professor Quine ha dichiarato:"Il nostro team internazionale e l'approccio interdisciplinare alla zona critica ci hanno fornito informazioni preziose sui controlli del substrato roccioso sulla crescita della vegetazione nei paesaggi iconici della zona carsica cinese. Siamo stati in grado di dimostrare che la chimica del substrato roccioso ci fornisce una preziosa misura quantitativa di la capacità degli ecosistemi di trattenere l'acqua che è essenziale per sostenere la crescita delle piante durante stagioni secche e siccità".

Professor Hongyan Liu dell'Università di Pechino, e principale investigatore, ha dichiarato:"La nostra ricerca mostra anche l'importanza globale dell'influenza del substrato roccioso sulla produttività della vegetazione. Abbiamo selezionato 12 delle principali regioni carsiche del mondo, 10 dei quali mostrano differenze significative nella produttività della vegetazione dovute alla geochimica del substrato roccioso".

Il professor Meersmans dell'Università di Liegi ha dichiarato:"Questo studio evidenzia l'importanza della ricerca interdisciplinare attraverso i confini del suolo, piante e geoscienze per svelare l'impatto e l'interazione di vari fattori chiave che determinano la produzione primaria nelle regioni carsiche. Inoltre, il presente studio offre una base per la ricerca futura che valuta la resilienza di questi fragili ecosistemi di fronte ai cambiamenti climatici e ad altre minacce ambientali".

La ricerca è stata condotta nell'ambito del progetto UK-China (NERC-NSFC) SPECTRA, chiamato Processi del suolo e servizi ecologici nella zona critica carsica della Cina sudoccidentale, che mira a promuovere lo sviluppo sostenibile di una delle regioni più povere della Cina, Guizhou.

La regione carsica del Guizhou, con una popolazione di 35 milioni, è una delle regioni più povere della Cina con un PIL inferiore al 50% della media nazionale. In risposta al degrado ambientale e alle mutevoli condizioni sociali nella regione carsica del Guizhou, il governo cinese è intervenuto per favorire l'abbandono delle terre coltivate più degradate e la loro successione a pascolo, arbusto e bosco.

Il progetto SPECTRA è progettato per identificare i controlli biologici sulla disponibilità di nutrienti, formazione e perdita del suolo, e la loro risposta alla perturbazione, fornendo la ricca base di prove necessaria per informare il processo decisionale sulla gestione del territorio nella provincia di Guizhou.

"La geochimica della roccia madre influenza la crescita della vegetazione regolando la capacità di ritenzione idrica della regolite" è pubblicata in Comunicazioni sulla natura .