La vegetazione degradata nella terra di sabbia di Horqin nella Mongolia interna, Cina. Credito:Lixin Wang, IUPUI
Uno studio su larga scala, primo nel suo genere, sulla crescita della vegetazione nell'emisfero settentrionale negli ultimi 30 anni ha scoperto che la vegetazione sta diventando sempre più limitata dall'acqua con l'aumento delle temperature globali.
I risultati sono significativi poiché la vegetazione è uno dei maggiori fattori quando si tratta di controllare il ciclo dell'acqua e del carbonio attraverso la Terra, che influenza le temperature globali. Il lavoro dei ricercatori Wenzhe Jiao dell'IUPUI e dell'Università dell'Indiana Bloomington, Lixin Wang, Qing Chang e Honglang Wang sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura il 18 giugno.
"Senz'acqua, gli esseri viventi lottano per sopravvivere, comprese le piante, " ha detto Lixin Wang, autore senior dello studio e professore associato di scienze della terra presso la School of Science dell'IUPUI. Il suo gruppo di ecoidrologia ha guidato lo studio. "I cambiamenti nella risposta della vegetazione alla disponibilità di acqua possono comportare cambiamenti significativi nell'interazione clima-carbonio".
Honglang Wang è un assistente professore di statistica presso la School of Science dell'IUPUI. Wenzhe Jiao, il primo autore, e Qing Chang sono Ph.D. studenti presso IUPUI e IU Bloomington, rispettivamente.
Questa ricerca multidisciplinare tra la Scuola di Scienze dell'IUPUI, la O'Neill School of Public and Environmental Affairs presso l'IU Bloomington e altre due università hanno iniziato tre anni fa a determinare i vincoli della vegetazione su scala globale. Fino ad ora, era in gran parte sconosciuto, nonostante il crescente interesse per la previsione delle tendenze globali e regionali nella crescita della vegetazione in risposta ai cambiamenti climatici.
Il cactus saguaro (Carnegiea gigantea) del deserto di Sonora nel sud-ovest degli Stati Uniti. Credito:Lixin Wang, IUPUI
"Temperatura globale e concentrazione di CO . atmosferica 2 , o anidride carbonica, sono aumentati, " ha detto Lixin Wang. Si prevede che questi cambiamenti causino un aumento della domanda di acqua atmosferica, giornate di caldo estremo più frequenti, ed eventi di siccità. Tutti questi fattori indicano che la crescita della vegetazione potrebbe aver subito uno stress idrico sempre maggiore in un clima di riscaldamento.
"Però, quantificare i cambiamenti nei vincoli della vegetazione su grandi scale spaziali e temporali è impegnativo, " Egli ha detto.
Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno utilizzato dati di telerilevamento satellitare e dati meteorologici che coprono grandi scale spaziali dal 1982 al 2015.
"Abbiamo sviluppato le nostre metriche per indicare i vincoli idrici e quindi esaminato i cambiamenti nelle metriche, " ha detto Jiao. "Lo studio è abbastanza computazionalmente esteso poiché abbiamo esaminato la relazione tra la crescita della vegetazione e il deficit idrico in ogni cella della griglia su tutto l'emisfero settentrionale extratropicale-604, 800 punti dati ogni anno, in più di 30 anni."
L'analisi dei dati ha fornito una forte evidenza di una diffusa, aumento significativo del vincolo della vegetazione acquatica nell'emisfero settentrionale nel periodo studiato. Alcune regioni, come le Grandi Pianure negli Stati Uniti, erano comparativamente peggiori di altri.
Per l'intero periodo di studio, l'asse verticale della legenda dei colori è l'andamento del coefficiente di correlazione per le 30 finestre mobili quinquennali. Nessun colore indica regioni prive di vegetazione. Chartreuse sta per regioni in eccedenza d'acqua di vegetazione in cui l'eccedenza è diminuita; marina indica le regioni che hanno registrato un aumento dell'eccedenza idrica; magenta è per le regioni con deficit idrico che hanno visto un aumento del deficit idrico; e le regioni colorate di giallo sono caratterizzate da un deficit idrico e da una diminuzione del deficit idrico. Credito:Lixin Wang et. al., IUPUI
Fino a poco tempo fa, il carbonio elevato nell'atmosfera aveva aumentato la crescita delle piante, che ha il vantaggio di rimuovere più carbonio dall'atmosfera. Però, questo studio rivela un motivo di preoccupazione.
"L'aumento dei vincoli idrici sulla produttività della vegetazione può portare a un passaggio da un periodo di aumento della forza di assorbimento del carbonio terrestre a un periodo in cui il cambiamento climatico sta riducendo la forza di assorbimento del carbonio terrestre, " ha detto Lixin Wang.
In altre parole, il riscaldamento climatico sta aumentando i vincoli idrici, invertendo la precedente tendenza di un maggiore assorbimento di carbonio da parte della vegetazione.
"La nostra ricerca mostra che l'aumento dei vincoli idrici probabilmente limiterà la crescita continua della vegetazione, thus slowing down the removal of CO 2 from the atmosphere by plants, " Jiao said.
"The results emphasize the need for actions that could slow down CO 2 emissioni, " Lixin Wang said. "Without that, water constraints impacting plant growth—and the weakening of vegetation's ability to removal of CO 2 from the atmosphere—are unlikely to slow."
