Riscaldamento globale alle alte latitudini e alte quote

Alla Dottoressa Nicoletta Cannone, professore associato in botanica sistematica all’Università dell’Insubria dal 2014 abbiamo chiesto di illustrarci le conseguenze del riscaldamento globale sugli ecosistemi delle alte quote, nelle Alpi, e delle alte latitudini nelle zone polari.

Cosa insegna?

Botanica sistematica per la laurea triennale in scienze dell’ambiente e della natura e invece biodiversità e cambiamento climatico per la laurea magistrale in scienze ambientali.

Lei si dice orgogliosa di essere una naturalista. Perché?

Perché i naturalisti hanno un valore aggiunto: sviluppiamo un’ampia apertura mentale studiando sia le basi di geologia che quelle di biologia. Abbiamo quindi una visione completa dell’ambiente che ci permette poi di specializzarsi in ambiti specifici, nel mio caso la botanica e gli ecosistemi vegetali, ma con la capacità di comprendere anche le interazioni che la singola pianta ha con l’ecosistema, le altre piante, il suolo, l’acqua, il clima, e questa apertura mentale ci permette di essere competitivi a livello scientifico.

E come ricercatrice di cosa si sta occupando ora?

Io mi sono specializzata sulle problematiche del cambiamento climatico, sulla vegetazione delle zone fredde, cioè delle alte quote in montagna e delle alte latitudini, polo nord e polo sud. La scelta è stata legata al fatto che l’impatto del cambiamento climatico, in particolare l’incremento delle temperature in questi ecosistemi ai limiti delle capacità di vita delle piante, si vede molto più chiaramente. Sono sistemi fragili che funzionano come campanelli di allarme e ora ci dicono di fare attenzione, qualcosa di importante sta accadendo. I nostri studi ci permettono di capire cosa sta succedendo e di poter intervenire in tempo nelle zone delle medie latitudini, dove vive la maggior parte della popolazione umana.

Ci può spiegare quali progetti avete realizzato in questi ultimi anni?

Il nostro gruppo di ricerca è interdisciplinare. Grazie a questa formazione naturalistica, sia io sia il professor Guglielmin, che è il geologo con cui collaboro, e tutti gli altri colleghi abbiamo una visione complessiva dei problemi che interagiscono insieme. Ricordiamoci che l’ambiente è un tutt’uno, noi creiamo degli scompartimenti separati solo per nostra comodità.

Abbiamo iniziato a lavorare sulle Alpi perché queste sono veramente uno dei punti, a livello mondiale, dove si vedono più chiaramente gli impatti del cambiamento climatico. E poi abbiamo lavorato al polo nord e infine al Polo sud. Attualmente il nostro gruppo di ricerca è attivo sulle Alpi ed entrambi i Poli, con tre importanti attività di ricerca. Dal 2000 siamo impegnati su tutti e tre i fronti, sono quasi 25 anni che lavoriamo nelle Alpi e quasi venti al Polo Nord.

Nelle Alpi Dove avete svolto le vostre ricerche?

La nostra zona di studio principale è l’alta Val Tellina in provincia di Sondrio, nelle Alpi retiche. Abbiamo una collaborazione di lungo periodo con il Parco Nazionale dello Stelvio. Nella mia carriera sono stata anche funzionario della regione Lombardia al servizio parchi, in qualità di naturalista e ho comunque un grande amore e rispetto per tutte le aree protette. Tutti gli sforzi che si possono fare per proteggerle e migliorarle sono importanti nell’ambito del nostro gruppo di ricerca. Sulle Alpi abbiamo lavorato sia con monitoraggi di lungo termine, per avere una quantificazione degli impatti del cambiamento climatico da diversi punti di vista, e negli ultimi cinque anni stiamo facendo anche degli esperimenti di manipolazione, ossia di simulazione di come i diversi impatti del cambiamento climatico futuro possano influire sull’ecosistema.

Questo perché in realtà le Alpi sono uno dei tre punti sul pianeta dove gli impatti del cambiamento climatico hanno avuto la maggiore quantificazione.

Faccio un esempio molto semplice nel periodo 1950-2000 il pianeta ha avuto un aumento della temperatura media annua di più 0,6° centigradi. Nello stesso periodo l’aumento di temperatura nelle Alpi è stato di più 1,2° centigradi. Il doppio della media globale, nonostante un breve periodo di una decina d’anni di diminuzione delle temperature avvenuto negli anni ’80 del secolo scorso.

Questo vuol dire che l’impatto delle temperature sulle Alpi è stato fortissimo. Solo in Alaska e nella penisola antartica abbiamo avuto dei valori così alti. Questi sono i tre punti caldi del pianeta. Li chiamerei così. Sulle Alpi abbiamo inoltre il fatto che sono territori dove vi è presenza umana, quindi anche l’impatto dell’uomo può contribuire a incrementare ulteriormente quelli che sono gli effetti negativi del cambiamento climatico.

Sulle Alpi abbiamo anche delle evidenze importantissime di impatti del cambiamento climatico che abbiamo potuto quantificare con precisione grazie al fatto che questo territorio è stato studiato da altri botanici che hanno lavorato prima di noi. In particolare da Giacomini e Pignatti, che sono i due padri della botanica italiana che hanno fornito studi dettagliati fin dall’inizio degli anni ’50. Avendo questa documentazione pregressa siamo stati in grado di effettuare confronti con gli studi più recenti e di dimostrare con dei dati scientifici inoppugnabili che le Alpi stanno cambiando tantissimo.

Come?

Abbiamo due tendenze. Una che si sviluppa fino a quota 2500 metri, sopra il limite del bosco, che ha visto come rispetto al 1950, il primo parametro di partenza del quale disponiamo un rilevamento cartografico, c’è stata una espansione notevolissima della fascia arbustiva che è andata ad invadere zone che prima erano esclusive della prateria alpina. Il tasso di espansione degli arbusti, in particolare nella zona del passo dello Stelvio, è il tasso di espansione più alto mai registrato sul pianeta. Non solo il dato di temperatura ma anche quello vegetazionale ci da un riscontro di questo effetto.

Inoltre, in quell’area abbiamo visto che la tendenza dell’incremento ulteriore avvenuta alla fine degli anni ’80 ha portato alla comparsa a queste altitudini di specie arboree: alcuni pini mughi e larici. Se questa tendenza proseguirà, nel giro di vent’anni non avremo più il cosiddetto arbusteto ma un bosco e perderemo una parte dei nostri paesaggi alpini. Alle quote più alte ancora accade un fenomeno più complesso, perché non solo la prateria alpina che è stata invasa e si sta spostando verso quote superiori. In quelle zone con temperature più basse avvengono due fenomeni.

L’avanzata della prateria alpina sta sostituendo gli altri tipi vegetali erodendogli proprio il terreno in una lotta silenziosa, ma non meno crudele di quelle che avvengono tra gli animali, che si svolge tra le piante.

Alle quote più alte il permafrost, il terreno gelato che è presente anche nelle Alpi e che si sta degradando attiva dei processi di instabilità superficiale e crea degli impatti inaspettati. Gli “unexpected impacts”stanno ostacolando la migrazione verso quote superiori a quelle specie che già vivevano ai margini dei ghiacci, facendo quindi da filtro tra le piante che sono in grado di tollerare il movimento superficiale e le altre. Questa tendenza continuerà fino a che non si sarà degradato tutto il permafrost.

Nei siti di studio situati nelle aree polari quali trend sono stati evidenziati?

In Antartide abbiamo tutto un altro tipo di dinamica perché vi sono ecosistemi molto diversi da quelli del Polo e dell’emisfero Nord.

Nelle aree polari dell’emisfero nord in realtà ci sono studi, anche non del nostro gruppo, che dimostrano come quest’espansione degli arbusti sia un processo globale e globalmente riconosciuto come un indizio di impatto di cambiamento climatico. Al cittadino comune possono sembrare sottigliezze che studiano solo gli scienziati, senza avere ricadute importanti sulla nostra vita, in realtà hanno degli impatti molto importanti su quelle che sono le cause del riscaldamento attuale. Cioè i gas serra presenti in atmosfera. Perché il cambiamento della vegetazione crea una condizione di squilibrio con il suolo che viene occupato dalla vegetazione e con la quantità di sostanza organica che il suolo immagazzina. Questa sostanza organica, se viene degradata dalla componente batterica del suolo, emette anidride carbonica che va ad aumentare la quantità di gas serra presente in atmosfera e che sta incrementando il riscaldamento globale. Èquello che in termini scientifici si chiama feedback positivo, che di positivo in realtà non ha nulla.

Noi abbiamo fatto delle misure dei flussi di CO2sia sulle Alpi sia in zone artiche e soprattutto sulle Alpi si vede che laddove c’è questa espansione degli arbusti su suoli che prima erano occupati dalle praterie, c’è una forte emissione di CO2che non viene più incorporata nell’ecosistema pianta/suolo ma viene liberata in atmosfera.

In condizioni normali, l’arbusto sarebbe capace di assorbire la anidride carbonica dall’atmosfera. Tuttavia essendo in una situazione di squilibrio con il suolo, sia l’arbusto sia i microbi del suolo respirano tantissimo, molto di più di quello che farebbero in presenza della normale prateria alpina. Il risultato netto è l’emissione di anidride carbonica. Questo fatto va moltiplicato per l’estensione vastissima delle superfici che vengono interessate da questo processo su tutti i sistemi montuosi e di alta quota, al di sopra del limite del bosco, non solo in Europa ma anche in Asia e in America. Stiamo parlando di tutte le aree polari dell’emisfero Nord nel quale questo fenomeno sta avvenendo su grande scala. L’emissione di CO2è un fattore importante che sta aggravando ulteriormente il problema del cambiamento, perché agisce su una delle cause rafforzandola progressivamente.

Questa situazione di squilibrio delle aree artiche e sub-artiche in realtà può essere avvertita anche in zone temperate, in altre fasce di altitudine?

Nelle altre fasce di altitudini abbiamo diverse componenti del problema.

Nelle zone di quota più bassa alle medie latitudini, un esempio classico è proprio il nostro territorio italiano, nelle aree prealpine e subappenniniche. Qui abbiamo l’abbandono dei territori da parte di chi un tempo li gestiva: la coltivazione dei boschi, la pastorizia, l’agricoltura. In queste zone, oltre allo squilibrio legato al cambiamento climatico, che porta la vegetazione a salire di quota, c’è un cambiamento di uso del suolo, che porta proprio all’espansione del bosco e alla perdita di biodiversità alle quote intermedie. Alle quote basse ancora non si vedono in modo evidente gli impatti, però quello che succede nelle aree di alta quota e di alta latitudine è come un allarme di ciò che può avvenire in futuro.

In realtà alcuni impatti si vedono già. Il clima ha già manifestato ampiamente la sua bizzarria che però non è altro che un’altra faccia della medaglia del cambiamento.

L’ultimo report dell’IPCC, un gruppo di lavoro internazionale istituito dai numerosi governi ha definitivamente stabilito che dal 1950 ad oggi il cambiamento climatico è un fatto inequivocabile e senza precedenti. Questo “senza precedenti” fa riferimento alla velocità con cui si sta sviluppando l’aumento di temperatura. L’aumento in sé non sarebbe neanche così drammatico, un +1,2° centigradi di temperatura annua non è un granché, ma le specie viventi non si adattano a tempi così rapidi. Questo lo vediamo anche nei nostri esperimenti di manipolazione che stiamo facendo sulle Alpi come simulazione del cambiamento. Lo vediamo dai flussi di CO2, dalla distribuzione di interi gruppi vegetazione. Le specie non si sono adattate e si sta creando un forte squilibrio anche a quote più basse. Proprio perché condizioni alterate del clima portano le specie al di fuori di quella che è la loro nicchia ecologica, ovvero le condizioni di temperatura e umidità che consentono loro di crescere in modo ottimale. Ècome se noi vivessimo perennemente a 50°. Inizialmente staremmo male e, prima o poi, ci ammaleremmo. Lo stesso vale per le piante, il problema è che le piante non possono muoversi e i tempi di reazione che hanno sono lunghi perché avvengono solo attraverso la loro progenie, ma prima che il bosco dia la sua discendenza alla prateria alpina potrebbe anche essere troppo tardi.

Questi sono campioni antartici, cosa ci raccontano?

In Antartide noi abbiamo licheni, come questo, che crescono sulle rocce e anche sul terreno sciolto o dei suoli molto primitivi che abbiamo in Antartide. Abbiamo dei muschi come questi qua, chiaramente sono essiccati, e crescono formando dei piccoli cuscinetti, adesso sono totalmente secchi ma appaiono verdi nel momento in cui si raccolgono in campo. Anche laggiù svolgono la loro funzione ecologica, un po’ come sulle Alpi. Ad esempio questo è un lichene che cresce su roccia perché è stato raccolto da alcuni colleghi americani 83° Sud quindi quasi al Polo Sud in una zona dove non pensavano di trovare nulla di vivo.

Questa è una matrice di cianobatteri un po’ alterata per via del trasporto e della differenza di temperatura.

In quali diverse aree lavorate in Antartide?

Noi lavoriamo in due zone che sono l’espressione delle due condizioni opposte della Antartide.

La base italiana di ricerca di Mario Zucchelli, è in una bella zona dell’Antartide continentale dove abbiamo un clima molto freddo e siamo vicini alla base americana di Mc Murdo, (due ore di elicottero) che in una scala antartica è “vicino”, a 74° sud. Si trova quindi nel pieno del continente gelido dei ghiacci dove troviamo il massimo delle condizioni estreme per quanto riguarda la vita. Qui stiamo facendo delle ricerche relative al cambiamento. In questa zona non c’è un riscaldamento del clima però si vedono degli impatti in quanto c’è una degradazione del permafrost, legata all’aumento della radiazione solare incidente, e dove comunque rileviamo una grande variazione nella vegetazione. Nel giro di 15 anni abbiamo visto una notevole modificazione già a livello di quei pochi muschi e licheni che comunque crescono in queste zone in condizioni assolutamente estreme.

In Antartide marittima, che è la zona prospiciente il Sudamerica, abbiamo invece la condizione opposta. Questo è uno dei tre punti caldi di cui parlavo prima che nel periodo 1950-2000 ha avuto il massimo di riscaldamento nel mondo. Con il British Antarctic Survey, con il quale abbiamo iniziato a collaborare nel 2001, abbiamo fatto degli studi in diverse zone della penisola antartica dimostrando che il cambiamento climatico ha degli impatti molto importanti a livello di vegetazione. Anche qui si riscontrano i soliti feedback positivi, in termini di emissioni di CO2, e di cambiamento di quella che è tutta la parte eco-sistemica antartica. Ricordiamoci che l’Antartide è un continente che è sempre stato isolato grazie al clima. C’era come una barriera che isolava quello che viene definito il “natural heritage” dell’Antartide, cioè una eredità per tutto il genere umano, da tutto il resto del mondo. Purtroppo quello che sta succedendo adesso è che non solo c’è uno squilibrio delle piante e degli ecosistemi ma si stanno introducendo quelle che vengono definite specie aliene.

Specie che sono state accidentalmente portate dall’uomo. In particolar modo dai turisti che, aggiungo, purtroppo visitano l’Antartide e lo contaminano. Il nostro gruppo di ricerca proprio adesso sta finendo una delle due campagne che abbiamo fatto in contemporanea quest’anno, perché abbiamo avuto campagna sia in Antartide continentale sia in quella marittima. In Antartide marittima ciò che stiamo rilevando con gli ultimi dati, proprio in queste settimane, è che le uniche due piante superiori presenti in Antartide stanno continuando ad espandersi a ritmi spaventosi, nonostante negli ultimi 10 anni le temperature non si stiano più innalzando.

Questo potrebbe essere un ulteriore allarme di come l’ecosistema abbia oltrepassato un qualche limite ecologico che non conosciamo ancora e che anche in assenza di un ulteriore aumento di temperatura continua a produrre i suoi effetti. E non sappiamo quando e dove si fermerà.

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