Se gestito correttamente, mostra lo studio, il pascolo può effettivamente aumentare la quantità di carbonio presente nell’aria che viene immagazzinato nel terreno e sequestrato a lungo termine. Ma se c’è troppo pascolo, può verificarsi l’erosione del suolo, e l’effetto netto è quello di causare maggiori perdite di carbonio, in modo che la terra diventi una fonte netta di carbonio, invece che un deposito di carbonio. E lo studio ha scoperto che quest'ultimo è molto più comune oggi nel mondo.

Il nuovo lavoro, pubblicato sulla rivista Nature Climate Change , fornisce metodi per determinare il punto di svolta tra i due, per i pascoli in una data zona climatica e tipo di suolo. Fornisce inoltre una stima della quantità totale di carbonio che è stata persa negli ultimi decenni a causa del pascolo del bestiame e di quanto potrebbe essere rimosso dall'atmosfera se venisse implementata la gestione dell'ottimizzazione del pascolo.

Lo studio è stato condotto da Cesar Terrer, assistente professore di ingegneria civile e ambientale al MIT; Shuai Ren, un dottorato di ricerca. studente dell'Accademia Cinese delle Scienze la cui tesi è co-supervisionata da Terrer; e altri quattro.

"Questa è stata una questione di dibattito nella letteratura scientifica per molto tempo", dice Terrer. "Negli esperimenti generali, il pascolo diminuisce le scorte di carbonio nel suolo, ma sorprendentemente, a volte il pascolo aumenta le scorte di carbonio nel suolo, motivo per cui è sconcertante."

Ciò che accade, spiega, è che "il pascolo potrebbe stimolare la crescita della vegetazione allentando i vincoli legati alle risorse come luce e sostanze nutritive, aumentando così l'apporto di carbonio dalle radici al suolo, dove il carbonio può rimanere lì per secoli o millenni."

Ma questo funziona solo fino a un certo punto, ha scoperto il team dopo un’attenta analisi di 1.473 osservazioni di carbonio nel suolo provenienti da diversi studi sul pascolo provenienti da molte località in tutto il mondo. "Quando si supera una soglia relativa all'intensità del pascolo, o alla quantità di animali che pascolano lì, è allora che si inizia a vedere una sorta di punto critico:una forte diminuzione della quantità di carbonio nel suolo", spiega Terrer.

Si ritiene che tale perdita sia dovuta principalmente all’aumento dell’erosione del suolo sulle terre denudate. E con questa erosione, dice Terrer, "sostanzialmente si perde molto del carbonio che si è immagazzinato per secoli."

I vari studi compilati dal team, sebbene differissero in qualche modo, utilizzavano essenzialmente una metodologia simile, ovvero recintare una porzione di terreno in modo che il bestiame non possa accedervi, quindi dopo un po' di tempo prelevare campioni di terreno dall'area del recinto e da aree vicine comparabili che sono state pascolate e confrontare il contenuto di composti di carbonio.

"Insieme ai dati sul carbonio nel suolo per gli appezzamenti di controllo e di pascolo", afferma, "abbiamo anche raccolto una serie di altre informazioni, come la temperatura media annuale del sito, le precipitazioni medie annuali, la biomassa vegetale e le proprietà del terreno". del suolo, come il pH e il contenuto di azoto. E poi, ovviamente, stimiamo l'intensità del pascolo, ossia la biomassa consumata in superficie, perché questo risulta essere il parametro chiave."

Con modelli di intelligenza artificiale, gli autori hanno quantificato l’importanza di ciascuno di questi parametri, i fattori che determinano l’intensità – temperatura, precipitazioni, proprietà del suolo – nel modulare il segno (positivo o negativo) e l’entità dell’impatto del pascolo sulle riserve di carbonio del suolo. "È interessante notare che abbiamo riscontrato che le scorte di carbonio nel suolo aumentano e poi diminuiscono con l'intensità del pascolo, anziché con la risposta lineare prevista", afferma Ren.

Dopo aver sviluppato il modello tramite metodi di intelligenza artificiale e averlo convalidato, anche confrontando le sue previsioni con quelle basate su principi fisici sottostanti, possono quindi applicare il modello per stimare gli effetti passati e futuri.

"In questo caso", spiega Terrer, "usiamo il modello per quantificare le perdite storiche di riserve di carbonio nel suolo derivanti dal pascolo. E abbiamo scoperto che 46 petagrammi [miliardi di tonnellate] di carbonio nel suolo, fino a una profondità di un metro, hanno andati perduti negli ultimi decenni a causa del pascolo."

A titolo di confronto, la quantità totale di emissioni di gas serra all'anno provenienti da tutti i combustibili fossili è di circa 10 petagrammi, quindi la perdita derivante dal pascolo equivale a più di quattro anni di tutte le emissioni fossili mondiali messe insieme.

Ciò che hanno scoperto è stato “un calo generale delle scorte di carbonio nel suolo, ma con molta variabilità”. Terrer dice. L'analisi ha mostrato che l'interazione tra l'intensità del pascolo e le condizioni ambientali come la temperatura potrebbe spiegare la variabilità, con una maggiore intensità di pascolo e climi più caldi che comportano una maggiore perdita di carbonio.

"Ciò significa che i politici dovrebbero tenere conto dei fattori abiotici e biotici locali per gestire i pascoli in modo efficiente", osserva Ren. "Ignorando interazioni così complesse, abbiamo scoperto che l'utilizzo delle linee guida dell'IPCC [Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici] sottostimerebbe la perdita di carbonio nel suolo indotta dal pascolo di un fattore tre a livello globale."

Utilizzando un approccio che incorpora le condizioni ambientali locali, il team ha prodotto mappe globali ad alta risoluzione dell’intensità di pascolo ottimale e della soglia di intensità alla quale il carbonio inizia a diminuire molto rapidamente. Si prevede che queste mappe fungeranno da importanti parametri di riferimento per valutare le pratiche di pascolo esistenti e fornire indicazioni agli agricoltori locali su come gestire efficacemente i loro pascoli.

Quindi, utilizzando quella mappa, il team ha stimato la quantità di carbonio che potrebbe essere catturata se tutti i terreni da pascolo fossero limitati alla loro intensità di pascolo ottimale. Attualmente, secondo gli autori, circa il 20% di tutti i pascoli hanno superato le soglie, con conseguenti gravi perdite di carbonio. Tuttavia, hanno scoperto che, con livelli ottimali, i pascoli globali sequestrerebbero 63 petagrammi di carbonio.

"È incredibile", dice Ren. "Questo valore equivale all'incirca a un accumulo di carbonio di 30 anni derivante dalla ricrescita delle foreste naturali globali."

Non sarebbe un compito semplice, ovviamente. Per raggiungere livelli ottimali, il team ha scoperto che circa il 75% di tutte le aree di pascolo necessitano di ridurre l’intensità del pascolo. Nel complesso, se il mondo riduce seriamente la quantità di pascolo, "è necessario ridurre la quantità di carne a disposizione delle persone", afferma Terrer.

"Un'altra opzione è spostare il bestiame", dice, "da aree che sono più gravemente colpite dall'intensità del pascolo, ad aree che lo sono meno. Queste rotazioni sono state suggerite come un'opportunità per evitare diminuzioni più drastiche delle riserve di carbonio senza riducendo necessariamente la disponibilità di carne."

Questo studio non ha approfondito queste implicazioni sociali ed economiche, afferma Terrer. "Il nostro ruolo è semplicemente quello di sottolineare quale sarebbe l'opportunità qui. Ciò dimostra che i cambiamenti nelle diete possono essere un modo efficace per mitigare il cambiamento climatico."

"Si tratta di un'analisi rigorosa e attenta che fornisce la nostra migliore visione fino ad oggi sui cambiamenti di carbonio nel suolo dovuti al pascolo del bestiame praticato in tutto il mondo", afferma Ben Bond-Lamberty, uno scienziato ricercatore sull'ecosistema terrestre presso il Pacific Northwest National Laboratory, che non è stato associato a questo. lavoro.

"L'analisi degli autori ci fornisce una stima unica delle perdite di carbonio nel suolo dovute al pascolo e, cosa interessante, dove e come il processo potrebbe essere invertito."

E aggiunge:"Un aspetto interessante di questo lavoro sono le discrepanze tra i suoi risultati e le linee guida attualmente utilizzate dall'IPCC, linee guida che influenzano gli impegni dei paesi, i prezzi del mercato del carbonio e le politiche". Tuttavia, afferma:"Come notano gli autori, la quantità di carbonio che i terreni storicamente pascolati potrebbero essere in grado di assorbire è piccola rispetto alle emissioni umane in corso. Ma ogni piccola cosa aiuta!"

Terrer afferma che per ora "abbiamo avviato un nuovo studio, per valutare le conseguenze degli spostamenti nelle diete per le riserve di carbonio. Penso che questa sia la domanda da un milione di dollari:quanto carbonio potresti sequestrare, rispetto al business as usual, se le diete passare a qualcosa di più vegano o vegetariano?"

Le risposte non saranno semplici, perché il passaggio a diete maggiormente basate sui vegetali richiederebbe più terreni coltivati, che possono anche avere impatti ambientali diversi. I pascoli occupano più terra delle colture, ma producono diversi tipi di emissioni. "Qual è l'impatto complessivo del cambiamento climatico? Questa è la domanda che ci interessa", afferma.