In uno studio, un ecologo della RUDN University insieme a colleghi di 14 paesi ha confrontato tre metodi per stimare la traspirazione dell'ecosistema. Nella prima ricerca in assoluto con un set di dati così completo, il team ha utilizzato i dati sul flusso di vapore acqueo terra-atmosfera raccolti in 251 località in tutto il pianeta, dall'Australia alla Groenlandia. I risultati della ricerca aiutano a comprendere il ruolo delle piante nei cicli globali dell'acqua e del carbonio nell'attuale situazione di riscaldamento globale. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel numero di dicembre 2020 della rivista Biologia del cambiamento globale .

Le radici delle piante assorbono l'acqua dal terreno e la trasportano attraverso i fusti fino alle foglie grazie ad un gradiente di pressione del vapore acqueo. Una volta che raggiunge le foglie, l'acqua evapora attraverso i pori delle foglie chiamati stomi ed entra nell'atmosfera. Il processo fisico mediante il quale l'acqua viene rilasciata nell'atmosfera dalle piante è chiamato traspirazione. La traspirazione è un 'punto d'incontro' del carbonio, acqua, e cicli energetici negli ecosistemi terrestri, poiché le piante hanno bisogno di acqua per fissare la CO . atmosferica ₂ dalla fotosintesi e convertire una grande frazione dell'input di energia solare in questo processo. Perciò, migliorando la modellazione della traspirazione, gli scienziati possono analizzare il ruolo della vegetazione negli scenari del cambiamento climatico.

Un gruppo internazionale di scienziati guidato dal Dr. Jacob Nelson del Max Planck Institute for Biogeochemistry (Germania) e comprendente un ecologista della RUDN University, ha confrontato tre metodi per stimare la traspirazione dell'ecosistema in base ai dati micrometeorologici di FLUXNET, una rete globale di stazioni.

Il team ha utilizzato i dati raccolti in 251 siti FLUXNET. Tra molti parametri fisici e chimici ambientali, queste stazioni forniscono misurazioni continue del flusso di vapore acqueo e anidride carbonica tra gli ecosistemi monitorati e l'atmosfera. Fare così, viene applicato il metodo della covarianza eddy, che si basa sul monitoraggio tridimensionale ad alta frequenza di flussi turbolenti di gas in traccia. Il team ha scelto tre approcci metodologici per recuperare la traspirazione dai dati di covarianza eddy e ha utilizzato misurazioni indipendenti del flusso di linfa degli alberi da sei siti di test per confrontare le stime di traspirazione.

"Tutti e tre i metodi si basano sul rapporto tra evapotraspirazione e flussi di carbonio assorbito dalla fotosintesi dall'atmosfera, che si chiama efficienza nell'uso dell'acqua, e differiscono per ipotesi iniziali e parametrizzazione. A scala quotidiana, le stime di traspirazione ottenute dai tre metodi erano altamente correlate, tra l'89 e il 94%. Però, il rapporto tra traspirazione ed evapotraspirazione variava tra i modelli dal 45% al ​​77%", ha affermato il dott. Luca Belelli Marchesini ricercatore presso l'Istituto Agrario e Tecnologico dell'Università RUDN (Russia) e presso la Fondazione Edmund Mach (Italia).

Dopo aver analizzato ulteriormente i risultati alla ricerca di fattori trainanti, il team ha concluso che la variazione geografica nel rapporto tra traspirazione ed evapotraspirazione (T/ET) era principalmente controllata dalla vegetazione e dalle caratteristiche del suolo piuttosto che da variabili climatiche come la temperatura e le precipitazioni.

Per spiegare la relativa stabilità di T/ET tra i siti, il team ha suggerito due ipotesi. La prima consiste in un trade-off tra la quantità di precipitazioni intercettate dalle chiome vegetali e l'evaporazione del suolo:ecosistemi a fitta copertura fogliare, non limitato dalla disponibilità di acqua, intercetterebbe così più pioggia e si ridurrebbe l'evaporazione del suolo. In contrasto, ecosistemi con acqua limitata, caratterizzato da una minore copertura vegetale, avrebbe una maggiore frazione di acqua evaporata dal suolo.

Secondo la seconda ipotesi, gli ecosistemi tendono ad adattarsi alle risorse idriche disponibili, perciò, ad esempio, la vegetazione nei climi secchi migliorerebbe l'utilizzo delle limitate precipitazioni, aumentando così il rapporto T/ET.

"La combinazione di queste due ipotesi probabilmente spiega la relativa stabilità del rapporto T/ET in diversi ecosistemi. Questo studio rappresenta la prima stima estesa della traspirazione dell'ecosistema basata su dati in situ e consente di gettare nuova luce sul ruolo dell'uso dell'acqua da parte delle piante nel contesto dei cicli globali dell'acqua e del carbonio, " ha aggiunto il Dott. Luca Belelli Marchesini.