Il riscaldamento globale sta causando un cambiamento nella vegetazione delle torbiere di Europa e Siberia, con conseguenze sulla composizione del suolo e sul carbonio in esso contenuto. Uno studio condotto all’EPFL illustra nei dettagli questo complesso meccanismo.
Le torbiere sono serbatoi di carbonio e quindi potenziali bombe a orologeria per le emissioni di gas serra. Sono ecosistemi molto particolari e alcuni dei loro processi non sono ancora stati esplorati. Una migliore comprensione di questi ecosistemi è essenziale se vogliamo affrontare le attuali sfide poste dal cambiamento climatico. Da molti anni Alexandre Buttler, professore onorario ed ex direttore del Laboratorio dei sistemi ecologici dell’EPFL, è impegnato e appassionato nello studio del volto nascosto della torba. Il suo ultimo articolo sull’argomento è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica Global Change Biology: "Abbiamo cercato di comprendere la particolare meccanica di questi ambienti prendendo in considerazione sia ciò che accade in superficie, come il clima o la vegetazione, sia ciò che accade in profondità, come i microrganismi. Sappiamo che le piante influenzano il suolo, ma non conoscevamo alcune delle conseguenze che si verificano sotto la superficie", riassume lo scienziato della Facoltà di Ambiente Naturale, Architettonico e Costruito (ENAC).
Le torbiere sono biotopi poveri ma altamente specializzati.
Alexandre Buttler, professore onorario ed ex direttore del Laboratorio dei sistemi ecologici
Per ricordare che le torbiere si sviluppano in ambienti umidi e non troppo caldi, come nei Paesi nordici. In Svizzera si trovano soprattutto in altitudine, nel Giura e nelle Prealpi. La vegetazione cresce con i piedi nell’acqua, in terreni impermeabili e poveri di ossigeno. Di conseguenza, la disgregazione della materia organica è rallentata, dando origine alla torba. L’acqua piovana ristagna, creando un ambiente favorevole allo sviluppo dei muschi di sfagno, una specie di muschio dominante. "I muschi di sfagno sono gli ingegneri delle torbiere, perché creano il loro ambiente fisico - un terreno spugnoso - e chimico acidificando il suolo e "avvelenando" gli altri organismi. Le torbiere sono quindi biotopi poveri, ma altamente specializzati". Con il riscaldamento globale, nel corso degli anni gli specialisti hanno osservato un graduale cambiamento della vegetazione e la colonizzazione di arbusti a scapito del muschio di sfagno.
Sperimentazione e osservazione
Per comprendere queste trasformazioni, il professore, le sue équipe e i suoi colleghi in Francia, Polonia e Siberia hanno combinato due approcci distinti nelle torbiere situate in questi Paesi tra il 2012 e il 2014: aree in cui si trova lo stesso tipo di vegetazione, ma in condizioni climatiche diverse. In primo luogo, hanno condotto un esperimento in un sito polacco per identificare quale pianta avesse maggiori probabilità di prendere il posto dei muschi di sfagno. Gli scienziati hanno preso dei blocchi di torba e hanno manipolato il livello dell’acqua e la temperatura. "Abbiamo osservato come le piante reagivano in queste nuove condizioni e abbiamo scoperto che la specie vascolare Andromeda, una cugina del mirtillo, era la più adatta, poiché la siccità gioca un ruolo importante nella sua proliferazione".
Andromeda è diventata la pianta indicatore che i ricercatori hanno poi osservato in tre torbiere di queste diverse aree geografiche. Le misurazioni hanno dimostrato che la sua presenza in grandi quantità altera notevolmente la biogeochimica del suolo, innescando reazioni a catena. A differenza del muschio di sfagno, Andromeda è vascolarizzata e le sue foglie contengono molto polifenolo, una molecola chimica con effetto antibatterico. Questa molecola crea disordine tra i microrganismi aumentando la quantità di azoto organico disciolto nel terreno. Allo stesso tempo, nematodi e funghi proliferano a scapito dei batteri. Le radici dell’Andromeda sono irrigate da questi stessi funghi, che hanno accesso a questo azoto organico. Si sviluppa quindi una competizione tra l’Andromeda e i muschi di sfagno, e più gli arbusti prendono il sopravvento, più la composizione microbica del terreno cambia. Il terreno diventa povero di enzimi responsabili della decomposizione della materia organica. Questo potrebbe far pensare che la torba si decomponga meno e impedisca al carbonio in essa contenuto di fuoriuscire.
Se questa colonizzazione di andromeda nelle torbiere sia in definitiva una conseguenza positiva del riscaldamento globale, poiché il meccanismo descritto consentirebbe di conservare il carbonio nel sottosuolo, Alexandre Buttler qualifica la sua ipotesi. "Ci sono altri fattori che devono essere presi in considerazione e studiati per confermare questa ipotesi in modo inequivocabile. Anche la questione della deposizione atmosferica di azoto e CO2 nell’aria potrebbe cambiare i risultati, così come il ruolo preciso dei funghi". Resta il fatto che questa ricerca fornisce nuove informazioni sul funzionamento delle torbiere, tanto più precise perché gli scienziati hanno combinato due approcci distinti per ottenerle: una sperimentazione a breve termine e una fase di osservazione che include un effetto a più lungo termine.
Riferimenti
Alexandre Buttler, Luca Bragazza, Fatima Laggoun-Défarge, Sebastien Gogo, Marie-Laure Toussaint, Mariusz Lamentowicz, Bogdan H. Chojnicki, Michal Slowinski, Sandra Slowinska, Malgorzata Zielinska, Monika Reczuga, Jan Barabach, Katarzyna Marcisz, Lukasz Lamentowicz, Kamila Harenda, Elena Lapshina, Daniel Gilbert, Rodolphe Schlaepfer, Vincent E. J. Jassey, "Ericoid shrub encroachment shifts aboveground-belowground linkages in three peatlands across Europe and Western Siberia", Global Change Biology, 2023
