Le foreste europee sono sedute su una bomba a orologeria dell'inquinamento che potrebbe riscrivere la loro ecologia quando esploderà, dicono i ricercatori.

Delicate piante da sottobosco come l'acetosella o la violetta, e l'equilibrio tra le specie arboree che li sovrastano, sono tutti minacciati da decenni di inquinamento da azoto accumulato. Uno studio ha scoperto che l'oscurità della foresta ha attenuato gli effetti dell'azoto. Ma le foreste sono destinate a far entrare più luce in futuro poiché gli alberi soccombono alla siccità e alle malattie.

Le foreste coprono il 40% della superficie terrestre dell'Unione europea e si stanno espandendo in alcuni paesi, soprattutto a causa del ripristino attivo o dell'abbandono dei terreni agricoli. Le foreste forniscono servizi come il controllo dell'erosione e il ciclo dell'acqua, ma sono anche sempre più minacciate da siccità e malattie come il deperimento delle ceneri.

Per capire come stanno rispondendo a queste sfide è fondamentale studiare il suolo della foresta, dice il professor Kris Verheyen, un ecologista all'Università di Gent in Belgio.

"Questo strato di erbe è molto spesso dimenticato. Alcuni lo chiamano lo strato di passaggio:lo si scavalca per guardare gli alberi, " Egli ha detto.

Ancora, nelle foreste temperate, la vita sotto i piedi comprende l'80% della biodiversità di una foresta. Lo strato di erbe cicla i nutrienti chiave come il fosforo, potassio e azoto, aiuta a decomporre la lettiera e filtra la prossima generazione di alberi, poiché le piantine devono attraversarla per intraprendere il viaggio verso la chioma, dice il prof. Verheyen.

record

Nel cercare di capire di più sul suolo della foresta, ha guidato una squadra che ha recuperato i record, risalendo in alcuni casi fino a 50 anni, di 4, 000 appezzamenti forestali in tutta Europa. Per coloro le cui posizioni erano facilmente identificabili, i ricercatori hanno visitato per effettuare misurazioni aggiornate.

Il team ha anche trasportato terreni forestali da tutto il continente alla loro stazione di ricerca, dove li ha incorporati in ambienti sperimentali all'aperto, chiamati mesocosmi, in cui variavano l'accesso delle piante all'azoto, temperatura e luce.

"La domanda fondamentale a cui volevamo rispondere era come più fattori di cambiamento globale determinano le traiettorie del cambiamento nel tempo, "dice il prof. Verheyen, chi ha guidato il progetto, noto come PASTFORWARD.

Globale, il team ha scoperto che il fattore chiave di controllo della vita forestale era la luce, che agisce come un collo di bottiglia che impedisce ad altri cambiamenti di esercitare un effetto.

Inquinamento da azoto

Un potente esempio di ciò è stato il modo in cui ha trattenuto gli effetti dell'inquinamento da azoto.

La deposizione di azoto è un problema cronico causato dalle emissioni di ammoniaca dai fertilizzanti agricoli e dalla creazione di ossidi di azoto come sottoprodotto della combustione di combustibili fossili. Trae alcuni nutrienti dal suolo, acidifica la terra, e fa sì che le alghe crescano nei corsi d'acqua.

I ricercatori hanno scoperto molti depositi di azoto nelle foreste e ne hanno documentato le conseguenze per le specie. Ma "gli effetti non sono così forti come ci aspettavamo perché... l'azoto è disponibile ma le piante (sul suolo della foresta) non possono davvero beneficiarne perché sono limitate dalla quantità di luce disponibile, " ha detto il prof. Verheyen.

Alcune piante, tipi che tendono ad essere molto diffusi e possono sopravvivere in una varietà di ambienti, comprese le specie non autoctone, hanno i macchinari per sfruttare un eccesso di azoto e crescere di più; altri, che tendono ad essere specialisti con piccole portate, non lo fanno. Nelle foreste ombrose sono su un piano di parità. Ma non appena il baldacchino si apre e la luce si riversa, quelli che possono sfruttare l'inquinamento da azoto hanno un vantaggio.

Di conseguenza, Le foreste europee stanno già perdendo le loro specie più specializzate e stanno subendo così un calo della biodiversità. Il prof. Verheyen è preoccupato che le chiome delle foreste corrano il rischio di aprirsi poiché gli alberi muoiono a causa della siccità e delle malattie che possono aprire le porte all'azoto.

"Ciò porterà a cambiamenti rapidi e molto grandi nello strato di erbe, " Egli ha detto.

La siccità, una conseguenza del cambiamento climatico, ha avuto un effetto "massiccio" uccidendo gli alberi nelle foreste di abeti in Germania, Belgio e Francia negli ultimi anni, anche se per ora le foreste di latifoglie sono state più resistenti.

Ciò non significa che le foreste di latifoglie siano libere dall'apertura della chioma:un esempio è la malattia da deperimento della cenere. "Abbiamo prove che a causa dell'estinzione della cenere si ottiene molta luce e quindi il sottobosco esplode davvero perché la luce non è più una risorsa limitante, " ha detto il prof. Verheyen.

"Questi grandi e probabilmente improvvisi cambiamenti che possono verificarsi nello strato di erbe influenzeranno la rigenerazione dell'albero e determineranno sicuramente quali specie saranno in grado di passare il filtro dello strato di erbe e quali no. Avrà le sue conseguenze per il ciclo dei nutrienti perché questo strato di erbe ha davvero un impatto sul tasso di decomposizione."

Buffering

I ricercatori hanno anche scoperto che finora le foreste hanno svolto un notevole lavoro di protezione dalle piante contro il più ampio cambiamento climatico in corso al di fuori di esse.

Le misurazioni della temperatura hanno rivelato che le foreste hanno spesso temperature significativamente diverse da quelle registrate dalle stazioni meteorologiche, sempre poste lontano dagli alberi. In estate, Per esempio, sono in media più fresche di 4°C. Questo non è solo perché i baldacchini spessi tengono fuori la luce, ma anche perché l'evapotraspirazione dell'acqua attraverso le foglie e nell'atmosfera aspira calore dal bosco, e la vegetazione tiene fuori le brezze che mescolerebbero l'aria calda con quella fresca.

I modelli climatici non tengono conto di questo buffering, nonostante il fatto che due terzi delle specie mondiali vivano nelle foreste e i processi forestali come il ciclo del carbonio e dei nutrienti dipendono dalla temperatura, dice il professor Pieter de Frenne, un bioscienziato anche all'Università di Gand, che guida il progetto parallelo FORMICA che indaga sui microclimi forestali.

Questo, a sua volta, spiega perché, nella foresta intatta, c'è stato meno "rimpasto" delle specie forestali di quanto previsto mentre l'Europa si riscalda, dice:il contenimento della foresta ha permesso a molte specie di aggrapparsi.

"Ci saremmo aspettati che le piante forestali avrebbero già risposto in misura maggiore, in modo che specie più adattate al caldo sarebbero entrate nella comunità e più specie di affinità al freddo sarebbero diminuite o addirittura estinte localmente".

Ma l'effetto non può durare per sempre e se il baldacchino viene aperto queste specie avranno un brusco risveglio mentre il loro mondo si riscalda alla temperatura al di fuori della foresta.

"Il buffering ci sta facendo guadagnare tempo in modo che le specie abbiano la possibilità di adattarsi al nuovo clima, " Egli ha detto.

Il lavoro ha implicazioni pratiche per il modo in cui vengono gestite le foreste e i team di PASTFORWARD e FORMICA sperano ora di sviluppare uno strumento per aiutare i gestori forestali a capire quanta parte della chioma possono rimuovere, ad esempio per la raccolta o come parte del ciclo di diradamento degli alberi noto come ceduazione, senza innescare questa crescita esplosiva.