Le ondate di calore estremo sono in aumento. Quando diventano critiche per gli alberi delle foreste? Un team di ricerca guidato dall’Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) e dall’EPFL ha esaminato questa domanda in Svizzera, Francia meridionale e Spagna durante l’ondata di calore dell’estate 2023.
Le foreste possono surriscaldarsi in condizioni climatiche estreme, raggiungendo temperature fatali. Alice Gauthey e un’équipe dell’Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio (WSL) e dell’EPFL hanno potuto studiare questo fenomeno in Francia durante l’ondata di caldo del 2023: in alcune zone della foresta di lecci il termometro è salito a quasi 50 gradi Celsius, le temperature più alte mai misurate in questo luogo. I risultati della ricerca sono stati appena pubblicati su Global Change Biology.
L’obiettivo degli scienziati era monitorare le variazioni di temperatura della chioma nel corso della giornata e dell’estate. Hanno utilizzato droni dotati di termocamere a infrarossi, che hanno sorvolato le foreste in Svizzera, Francia e Spagna durante le giornate più calde e hanno registrato la temperatura in cima alle foglie. Hanno anche misurato la fotosintesi e la traspirazione delle foglie in cima agli alberi. Per raggiungere la cima delle chiome è stata necessaria una gru, poiché le querce sessili(Quercus petraea) del Giura di Basilea raggiungono un’altezza di oltre trenta metri. In Francia, gli scienziati hanno utilizzato un’impalcatura per effettuare le misurazioni sui lecci(Quercus ilex). In Spagna non è stato necessario alcun aiuto, poiché le querce di Kermes(Quercus coccifera) sono alte appena 1,5 metri.
50 gradi sulla superficie fogliare
I risultati dimostrano che le querce possono resistere a temperature impressionanti. "In cima alla chioma, le foglie hanno raggiunto i 50 gradi Celsius in agosto, il che è davvero incredibile", spiega Charlotte Grossiord, responsabile dello studio ed ecologista forestale del WSL e professore assistente di ruolo presso la Facoltà di Ambiente Naturale, Architettonico e Costruito (ENAC) dell’EPFL. E tutto questo a una temperatura dell’aria di ’soli’ 40-42 gradi.
Abbiamo scoperto che la soglia di temperatura critica è vicina ai 50 gradi Celsius.
C harlotte Grossiord, Direttore del Laboratorio di Ecologia Vegetale (PERL), EPFL Come hanno fatto le querce a sopravvivere a queste condizioni? Probabilmente a salvarle è stata la loro estrema tolleranza al calore. Per rispondere a questa domanda, gli scienziati hanno esposto le foglie a temperature crescenti in un bagno d’acqua, misurando il modo in cui il calore distruggeva l’attività fotosintetica delle cellule. "Abbiamo scoperto che la soglia critica di temperatura era vicina ai 50 gradi Celsius", ha commentato il ricercatore. Le foglie delle querce francesi e spagnole possono resistere a temperature fino a 51 e 53 gradi Celsius rispettivamente, mentre le querce sessili svizzere possono resistere anche a 59 gradi Celsius.
Il fatto che raramente abbiano raggiunto questo livello è probabilmente dovuto a un altro processo: le misurazioni mostrano che le foglie perdono sempre un po’ d’acqua. Infatti, quando fa caldo, gli alberi chiudono i pori sulla parte inferiore delle foglie, attraverso i quali assorbono e rilasciano i gas. Ma una piccola quantità d’acqua evapora passivamente attraverso la superficie della foglia. Entrambi i processi, attivo e passivo, svolgono un ruolo importante", spiega Charlotte Grossiord, "perché raffreddano le foglie quanto basta. Solo le foglie più esposte in cima alla chioma sono diventate marroni e secche.
La tolleranza al calore di queste querce è chiaramente superiore a quella di alcune conifere precedentemente valutate in Svizzera", osserva Charlotte Grossiord. Tuttavia, la morfologia delle conifere, con aghi sottili e rami radi, impedisce lo sviluppo di temperature estreme negli aghi, come dimostrato da precedenti studi condotti dal team nel Bois de Finges, in Vallese.
Alcune specie rischiano di raggiungere i propri limiti se le ondate di calore diventano più estreme
C harlotte Grossiord, Direttore del Laboratorio di Ecologia Vegetale (PERL), EPFL
Gli alberi decidui sono meno tolleranti al caldo
I risultati suggeriscono che le specie di latifoglie soffriranno con l’aumento delle ondate di calore. "È probabile che alcune specie raggiungano i loro limiti se le ondate di calore diventano più estreme", spiega Charlotte Grossiord. Questo è già successo in Svizzera durante l’estate del 2018, quando molti faggi si sono seccati su terreni che immagazzinano male l’acqua. È fondamentale capire cosa succede quando la siccità è aggravata da temperature molto elevate", sottolinea la ricercatrice. La tolleranza massima al calore degli alberi nelle regioni fredde come la Scandinavia è di soli 35 gradi Celsius, mentre alcune piante tropicali possono sopportare temperature di quasi 60 gradi.
Molte tecniche sono già utilizzate in agricoltura per evitare il surriscaldamento delle piante", aggiunge Charlotte Grossiord. Ad esempio, le telecamere a infrarossi che registrano la temperatura superficiale dei campi sono state utilizzate per determinare i requisiti di irrigazione delle colture. Nel settore forestale, l’uso del telerilevamento è ancora recente. "Il nostro studio dimostra che possiamo utilizzare queste tecnologie di telerilevamento anche con droni o satelliti per rilevare i primi segnali di stress da calore nelle foreste".
Riferimenti
Alice Gauthey, Ansgar Kahmen, Jean-Marc Limousin, Alberto Vilagrosa, Margaux Didion-Gency, Eugénie Mas, Arianna Milano, Alex Tunas, Charlotte Grossiord, "High heat tolerance, evaporative cooling, and stomatal decoupling regulate canopy temperature and their safety margins in three European oak species", Global Change Biology, 2 agosto 2024.
