Le foreste possono aiutare a mitigare i cambiamenti climatici, assorbendo anidride carbonica durante la fotosintesi e immagazzinandola nella loro biomassa (tronchi d'albero, radici, eccetera.). Infatti, le foreste attualmente assorbono circa il 25-30% della nostra anidride carbonica generata dall'uomo (CO ₂ ) emissioni. Alcune regioni della foresta pluviale, come l'Amazzonia, immagazzinano più carbonio nella loro biomassa rispetto a qualsiasi altro ecosistema o foresta, ma quando le foreste sono sottoposte a stress idrico (non abbastanza acqua nel suolo, e/o l'aria è estremamente secca), le foreste rallenteranno o fermeranno la fotosintesi. Questo lascia più CO ₂ nell'atmosfera, e può anche portare alla mortalità degli alberi.

Gli attuali modelli del sistema terrestre utilizzati per le previsioni climatiche mostrano che la foresta pluviale amazzonica è molto sensibile allo stress idrico. Poiché si prevede che in futuro l'aria diventerà più calda e più secca con i cambiamenti climatici, traducendosi in un aumento dello stress idrico, questo potrebbe avere grandi implicazioni non solo per la sopravvivenza della foresta, ma anche per il suo stoccaggio di CO ₂ . Se la foresta non è in grado di sopravvivere nella sua capacità attuale, il cambiamento climatico potrebbe accelerare notevolmente.

I ricercatori della Columbia Engineering hanno deciso di indagare se questo fosse vero, se queste foreste sono davvero così sensibili allo stress idrico come quello che hanno mostrato i modelli. In uno studio pubblicato oggi in Progressi scientifici , riferiscono di aver scoperto che questi modelli hanno ampiamente sopravvalutato lo stress idrico nelle foreste tropicali.

La squadra ha scoperto che, mentre i modelli mostrano che l'aumento della secchezza dell'aria diminuisce notevolmente i tassi di fotosintesi in alcune regioni della foresta pluviale amazzonica, i risultati dei dati osservativi mostrano il contrario:in alcune regioni molto umide, le foreste invece aumentano anche i tassi di fotosintesi in risposta all'aria più secca.

"Per quello che ci risulta, questo è il primo studio a livello di bacino a dimostrare come, contrariamente a quanto mostrano i modelli, la fotosintesi sta di fatto aumentando in alcune delle regioni molto umide della foresta pluviale amazzonica durante uno stress idrico limitato, " disse Pierre Gentine, professore associato di ingegneria della terra e dell'ambiente e di scienze della terra e dell'ambiente e affiliato all'Earth Institute. "Questo aumento è legato alla siccità atmosferica oltre alle radiazioni e può essere in gran parte spiegato dai cambiamenti nella capacità fotosintetica della chioma. Man mano che gli alberi si stressano, generano foglie più efficienti che possono più che compensare lo stress idrico".

Gentine e il suo precedente dottorato di ricerca. La studentessa Julia Green ha utilizzato i dati dei modelli CMIP5 (Whiled Model Intercomparison Project 5) dell'Intergovernmental Panel on Climate Change e li ha combinati con tecniche di apprendimento automatico per determinare quale fosse la sensibilità modellata della fotosintesi nelle regioni tropicali delle Americhe sia per l'umidità del suolo che per l'aria secchezza. Hanno quindi eseguito un'analisi simile, questa volta utilizzando i dati di telerilevamento osservativi dai satelliti al posto dei dati del modello, per vedere come si confrontava la sensibilità osservativa. Per mettere in relazione i loro risultati con processi su scala più piccola che potrebbero spiegarli, il team ha quindi utilizzato i dati della torre di flusso per comprendere i risultati a livello della chioma e delle foglie.

Studi precedenti hanno dimostrato che ci sono aumenti di verde nel bacino amazzonico alla fine della stagione secca, quando sia il suolo che l'aria sono più secchi, e alcuni hanno collegato questo all'aumento della fotosintesi. "Ma prima del nostro studio, non era ancora chiaro se questi risultati si traducessero in un effetto su una regione più ampia, e non erano mai stati collegati alla secchezza dell'aria oltre alla luce, " Verde, che ora è ricercatore associato post-dottorato presso Le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement in Francia, spiegato. "I nostri risultati indicano che gli attuali modelli stanno sopravvalutando le perdite di carbonio nella foresta pluviale amazzonica a causa dei cambiamenti climatici. Pertanto, in questa particolare regione, queste foreste potrebbero infatti essere in grado di sostenere i tassi di fotosintesi, o addirittura aumentarlo, con un po' di riscaldamento e asciugatura in futuro."

Nota Gentina e Verde, però, che questa sensibilità è stata determinata utilizzando solo i dati esistenti e, se i livelli di secchezza dovessero aumentare a livelli che attualmente non vengono osservati, questo potrebbe infatti cambiare. Infatti, i ricercatori hanno trovato un punto di svolta per gli episodi di stress da siccità più gravi in ​​cui la foresta non poteva mantenere il suo livello di fotosintesi. Così, dire Gentine e Green, "i nostri risultati non sono certamente una scusa per non ridurre le nostre emissioni di carbonio".

Gentine e Green stanno continuando a esaminare temi legati allo stress idrico della vegetazione ai tropici. Green si sta attualmente concentrando sullo sviluppo di un indicatore di stress idrico utilizzando dati di telerilevamento (un set di dati che può essere utilizzato per identificare quando una foresta è in condizioni di stress), quantificare gli effetti dello stress idrico sull'assorbimento di carbonio delle piante, e metterli in relazione con i tratti dell'ecosistema.

"Gran parte della ricerca scientifica che esce in questi giorni è che con il cambiamento climatico, i nostri attuali ecosistemi potrebbero non essere in grado di sopravvivere, potenzialmente portando all'accelerazione del riscaldamento globale a causa di feedback, " ha aggiunto Green. "È stato bello vedere che forse alcune delle nostre stime sull'avvicinarsi della mortalità nella foresta pluviale amazzonica potrebbero non essere così disastrose come pensavamo in precedenza".

Lo studio è intitolato "La fotosintesi della foresta pluviale amazzonica aumenta in risposta alla siccità atmosferica".