Pino Piñon: studio degli effetti del cambiamento climatico sulla tolleranza alla siccità

Piñon Pine: Studying the effects of climate change on drought tolerance

In nome della scienza, Henry Adams ha ucciso molti alberi. Adams, dottorando presso l'Università dell'Arizona, sta studiando gli effetti del cambiamento climatico e della siccità sui pini Piñon.

Il pino Piñon, una conifera con un esteso apparato radicale, cresce ad altezze elevate nel sud-ovest. Il suo apparato radicale rende il pino Piñon notevolmente tollerante alla siccità, ma nel 2002-03, una prolungata siccità in combinazione con un'epidemia di bostrico ha ucciso 12.000 ettari di alberi. Si è trattato di una siccità centenaria, il periodo più secco mai registrato, e curiosamente ha coinciso con temperature da 2 a 3 ˚C superiori alle medie registrate.

Ricerca nella Biosfera 2

Adams e i suoi consulenti si sono chiesti se l'aumento delle temperature dovuto ai cambiamenti climatici potesse esacerbare gli effetti della siccità e accelerare la morte degli alberi. L'Università dell'Arizona ha un'opportunità insolita di testare le condizioni di siccità e i cambiamenti di temperatura nel suo laboratorio Biosphere 2. Biosphere 2, un "laboratorio vivente" di tre acri chiuso e unico nel suo genere nell'alto deserto dell'Arizona, un tempo ospitava otto persone per due anni di vita autonoma di sopravvivenza. Ora ospita progetti di ricerca e Adams ha potuto utilizzare lo spazio interno per indurre la siccità in due trattamenti separati di pini Piñon trapiantati, uno a temperatura ambiente e l'altro a una temperatura superiore di 4°C rispetto all'ambiente.

Prospettive preoccupanti per il Pino Piñon

"Ovviamente gli alberi più caldi dovrebbero morire prima", dice Adams. "Ma vogliamo verificare se il cambiamento di temperatura, indipendentemente da altri fattori, acceleri la mortalità". Se questa accelerazione si verificasse, una siccità più breve, come quella che il pino Piñon è stato storicamente in grado di sopportare, potrebbe causare un'estinzione significativa.

Misurare la risposta alla siccità

Naturalmente, Adams e i suoi colleghi non si sono limitati a osservare la velocità con cui gli alberi muoiono senza acqua. Hanno anche studiato la risposta fisiologica degli alberi alla siccità, misurando gli scambi gassosi, il potenziale idrico e la conduttanza stomatica. Per misurare la conduttanza stomatica, hanno utilizzato un METER SC-1 leaf porometer , effettuando quasi 9.000 misurazioni separate in sessioni che duravano dall'alba al tramonto in un giorno molto lungo, una volta alla settimana.

Conduttanza stomatica nelle conifere

Nel manuale del porometro non ci sono molte indicazioni per chi vuole usarlo sulle conifere, quindi Adams ha "giocato un po'" con il porometro su alberi non sottoposti a stress da siccità prima di iniziare il suo studio. Ha scoperto che il modo migliore per ottenere buone letture era coprire l'apertura con un singolo strato di aghi. "Gli aghi sono una cosa tridimensionale", spiega. "Hanno stomi su più lati, a seconda della specie. Se immaginate che le dita della vostra mano siano aghi che spuntano da un ramo, li abbiamo presi e spinti insieme per assicurarci che ci fosse una copertura spessa un ago sopra l'apertura. Se si allargano le dita, è come se non si coprisse completamente l'apertura: si sottostima la conduttanza. Abbiamo anche scoperto che, inserendo diversi strati, potevamo aumentare il numero di conduttanze.

Sensibilità alle condizioni di secchezza

Un'altra parte dello studio sulla siccità ha coinvolto un idrologo interessato a utilizzare i dati della pesatura lysimeter per parametrizzare alcuni modelli utilizzati dagli idrologi per modellare la perdita di acqua durante la siccità. "I lisimetri sono un po' complicati da gestire, ma sono molto sensibili", dice Adams. "Possono misurare con una precisione di 0,1 kg, quindi sembra un buon modo per quantificare la perdita d'acqua. È emerso che la conduttanza stomatica del porometro risulta più sensibile dei dati della bilancia lysimeter . La perdita d'acqua della bilancia si azzera abbastanza rapidamente e non riusciamo a misurare alcuna perdita dopo un paio di settimane, ma possiamo ancora vedere la perdita d'acqua con i dati del porometro del mattino e della sera".

Espansione dell'esperimento

All'apice dell'esperimento, Adams aveva laureandi e tecnici di laboratorio che facevano funzionare fino a tre porometri alla volta per tutto il giorno e, sebbene sia ancora sommerso dai dati del primo esperimento, non vede l'ora di accumulare ancora più dati. "Un limite del nostro studio è che gli alberi avevano radici piuttosto piccole quando sono arrivati. Abbiamo trapiantato alcuni alberi [a diverse altitudini in un sito] nel nord dell'Arizona usando un traslocatore per alberi di dimensioni reali, per ottenere un rapporto radici/collegni il più grande possibile nel trapianto. Useremo i porometri per cercare di capire la fisiologia della morte di questi alberi e per prevedere la loro sensibilità alla temperatura alla luce del cambiamento climatico globale, usando la variazione di altitudine come surrogato della temperatura. Nel sito abbiamo anche alberi non trapiantati che fungono da controllo per i trapianti".

Implicazioni per il futuro

Adams riconosce che non tutti nel Sud-Ovest sono preoccupati per il pino Piñon. "Lavoriamo in un sistema che non ha molto valore economico. Molti allevatori sono felici di veder sparire i pini. Pensano che ci sarà molta più erba per il bestiame e i tagliatori di legna da ardere sono là fuori a tagliare gli alberi morti e a venderli". Ma se la sola temperatura rende gli alberi più sensibili alla siccità, le implicazioni vanno ben oltre l'economia. Adams lo dice in modo sintetico, anche se un po' blando: "Fa un po' paura".

Scoprire il SC-1 leaf porometer

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