In tutto il mondo, gli alberi crescono più velocemente, muoiono più giovani e presto immagazzineranno meno carbonio

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Mentre il mondo si riscalda e l'atmosfera diventa sempre più fertilizzata con anidride carbonica, gli alberi crescono sempre più velocemente. Ma stanno anche morendo più giovani e, nel complesso, le foreste del mondo potrebbero perdere la capacità di immagazzinare carbonio. Questa è la scoperta chiave del nostro nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications.

In un mondo senza umani, le foreste esisterebbero in equilibrio, assorbendo dall'atmosfera all'incirca la quantità di carbonio che perdono. Tuttavia, gli esseri umani hanno disturbato questo equilibrio bruciando combustibili fossili. Di conseguenza, i livelli atmosferici di CO sono aumentati portando ad un aumento della temperatura e fertilizzando la crescita delle piante. Questi cambiamenti hanno stimolato la crescita degli alberi negli ultimi decenni, anche nelle foreste intatte e "a crescita vecchia" che non hanno subito recenti disturbi umani. Questo a sua volta ha consentito alle foreste di assorbire più carbonio di quanto rilasciano, con conseguente grande accumulo netto, quello che viene spesso chiamato "serbatoio di carbonio".

Gli scienziati della Terra come noi spesso si chiedono per quanto tempo le foreste possano continuare a essere un pozzo. La CO₂ extra andrà a beneficio degli alberi ovunque e l'aumento della temperatura li aiuterà a crescere nelle regioni più fredde. Quindi potresti aspettarti che le foreste continuino ad assorbire gran parte delle nostre emissioni di carbonio – ed è esattamente ciò che prevedono la maggior parte dei modelli del sistema terrestre.

Gli alberi morti, come questo in Perù, rilasciano carbonio nell'atmosfera quando marciscono.
Roel Brienen, autore fornito

Tuttavia, possibili cambiamenti nella durata della vita dell'albero possono gettare una chiave nel lavoro. Alcuni anni fa, studiando le foreste amazzoniche di vecchia crescita, abbiamo notato che gli aumenti iniziali della crescita sono stati seguiti da aumenti della mortalità degli alberi. Abbiamo ipotizzato che ciò potrebbe essere dovuto a una crescita più rapida che riduce la durata di vita degli alberi. Se fosse vero, ciò significa che le previsioni che il serbatoio di carbonio continuerà potrebbero essere state eccessivamente ottimistiche, poiché non hanno tenuto conto dei compromessi tra crescita e longevità. Le nostre nuove scoperte forniscono prove per questa ipotesi.

Per studiare la relazione tra la crescita degli alberi e la longevità, abbiamo utilizzato le registrazioni degli anelli degli alberi. La larghezza di ogni anello ci dice quanto velocemente è cresciuto l'albero, mentre il conteggio degli anelli fornisce informazioni sull'età e ci consente di stimare la sua durata massima. Abbiamo analizzato più di 210.000 record di anelli di alberi individuali appartenenti a più di 80 specie diverse in tutto il mondo. Questa grande impresa è stata possibile grazie a decenni di lavoro di dendrocronologi (specialisti degli anelli degli alberi) di tutto il mondo, che hanno reso i loro dati pubblicamente disponibili.

Campionamento del nucleo degli alberi e lavoro sul campo di inventario da parte del governo del Quebec, che ha fornito grandi set di dati dalla regione.
Ministero delle foreste, della fauna selvatica e dei parchi del Quebec, fornito dall'autore

La lepre e la tartaruga

La nostra analisi mostra che gli alberi che crescono velocemente muoiono giovani. È noto da molto tempo che le specie a crescita più rapida vivono più brevi. Un albero di balsa, ad esempio, cresce rapidamente fino a 20 metri o più, ma vivrà solo per pochi decenni, mentre alcuni pini bristlecone crescono lentamente e costantemente da quasi 5.000 anni.

Abbiamo scoperto che questo non è vero solo quando si confrontano specie diverse, ma anche all'interno di alberi della stessa specie. È stata una sorpresa scoprire che questo compromesso si verifica in quasi tutti i tipi di alberi ed ecosistemi, dalle foreste tropicali a chioma chiusa agli alberi resistenti che sfidano le regioni artiche. Ci si può aspettare che un faggio a crescita lenta possa vivere diversi decenni in più rispetto ai suoi parenti in rapida crescita. È molto simile alla storia della lepre e della tartaruga: gli alberi a crescita lenta ma costante sono quelli che vivono più a lungo.

Dead Whitebark Pine nel Parco Nazionale di Lassen, California.
Steve Voelker, Dipartimento di biologia ambientale e forestale, New York, autore fornito

Per studiarne le implicazioni abbiamo confrontato la quantità di carbonio accumulata in due modelli di simulazione di alberi. Una simulazione includeva questo compromesso "crescita veloce, giovani morti" e l'altra ha utilizzato un modello in cui gli alberi vivevano ugualmente a lungo, indipendentemente dal loro tasso di crescita. Abbiamo scoperto che gli alberi che crescono più velocemente e muoiono più giovani inizialmente hanno causato un aumento del livello complessivo di biomassa, ma hanno anche aumentato la mortalità degli alberi diversi decenni dopo.

Pertanto, alla fine la foresta inizia di nuovo a perdere biomassa e torna allo stesso livello dell'inizio, ma con alberi a crescita più rapida e vita più breve. I nostri modelli indicano che una crescita più rapida si traduce in una morte più rapida degli alberi, senza reali aumenti a lungo termine nello stoccaggio del carbonio. Alcuni ricercatori lo avevano predetto molto tempo fa ei nostri risultati supportano la loro previsione.

Queste previsioni del modello non sono solo coerenti con i cambiamenti osservati nelle dinamiche delle foreste in Amazzonia, ma anche con un recente studio che riporta un aumento della morte degli alberi in tutto il mondo.

Perché le rock star muoiono giovani?

Una domanda interessante è perché gli alberi a crescita rapida, le "rock star" della foresta, vivono vite molto più brevi. Non abbiamo ancora una risposta definitiva, ma abbiamo esaminato alcuni potenziali meccanismi. Ad esempio, potrebbe essere che temperature più elevate e altre variazioni ambientali che stimolano una crescita più rapida, riducano anche la durata della vita degli alberi. Tuttavia, troviamo che le riduzioni della durata della vita sono il risultato di una crescita più rapida stessa.

Una semplice ipotesi è che gli alberi muoiano una volta raggiunta una certa dimensione massima potenziale, e più velocemente un albero raggiunge queste dimensioni, più giovane muore. Altre possibili spiegazioni sono che gli alberi a crescita rapida producono semplicemente legno più economico (in termini di dispendio energetico) e investono meno risorse nella lotta contro malattie e attacchi di insetti, o sono più vulnerabili alla siccità. Qualunque sia la causa, questo meccanismo deve essere integrato in modelli scientifici se vogliamo fare previsioni realistiche sul futuro serbatoio di carbonio e quindi quanta CO₂ sarà nell'atmosfera.