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La complessa interazione tra vegetazione e ambiente

In conseguenza dei cambiamenti climatici le relazioni abiotiche e biotiche si modificano in accordo con l'ambiente. È necessario districare l'impatto relativo dei fattori (sia biotici che abiotici) sulla composizione delle specie, per capire come il cambiamento climatico influisca sui processi ecologici e sulla biodiversità in tutte le regioni. Si tratta di una recente riformulazione di un classico dibattito nella teoria ecologica su quali siano i fattori determinanti della composizione delle comunità vegetali. Da un lato i fattori abiotici, come l'umidità del suolo, i nutrienti e il pH considerati come importanti driver nell'affermazione delle specie, soprattutto in caso di condizioni di stress. Le interazioni biotiche, d'altra parte, come la concorrenza, giocano un ruolo importantissimo nel medesimo contesto.

Approcci alternativi al metodo sperimentale. La valutazione empirica delle tendenze dell'impatto dell'interazione tra specie, siano esse negative o positive, lungo una scala di produttività o di stress si basa generalmente sulla quantificazione delle risposte in termini di crescita delle piante, o, meno comunemente, in termini di sopravvivenza. Tuttavia, tali dati registrati a livello individuale non possono essere usati per definire interazioni a livello di comunità. 
Un team composto da ricercatori norvegesi e statunitensi ha testato un approccio non sperimentale per distinguere l'importanza relativa delle interazioni tra le piante e dell'ambiente riguardo la formazione della struttura di intere comunità. Per prima cosa sono state valutate le variazioni di vegetazione su piccola scala considerando variabili biotiche vs variabili abiotiche, dove le variabili biotiche sono rappresentate dall'intensità delle interazioni, come la copertura o l'altezza della vegetazione. Lo stesso confronto, biotico vs abiotico, è stato effettuato in siti che si differenziano sostanzialmente per degli stress ambientali con abbassamento della produttività.
Gli autori affermano che questo approccio di osservazione non può isolare le ambiguità di causa ed effetto, ma evita gli artefatti sperimentali e permette di concentrarsi sull'intera comunità piuttosto che sulle semplici misure di crescita individuale per una o alcune componenti. L'utilizzo dei dati osservativi, piuttosto che sperimentali facilita anche il confronto tra i diversi siti e su diverse scale. 

Raccolta dati e risultati. I cambiamenti climatici hanno generato aumenti di temperature massime e picchi di precipitazioni. Questi due fattori sono fra i motori delle dinamiche delle comunità vegetali. In accordo con questa affermazione si sono osservati dei generali aumenti dell'altezza delle piante e della copertura vegetale nelle regioni che hanno più risentito del cambiamento climatico. In queste situazioni si delineano fenomeni di competizione che favoriscono le specie più tolleranti. L'affermazione di una specie può essere a volte combinata alla scomparsa di una concorrente. 
Per separare gli effetti di temperatura e umidità relativa dall'importanza relativa dei fattori biotici e abiotici, gli autori hanno scelto dodici siti di studio lungo un gradiente di temperatura e precipitazioni in Norvegia meridionale. All'interno di ogni sito è stata costruita una "griglia climatica" alla quale sono state associate le variabili biotiche e abiotiche. I dati ottenuti sono stati usati per verificare le seguenti ipotesi:
  • la risposta della comunità a variazioni biotiche e abiotiche su piccola scala, non è coerente col gradiente bioclimatico su larga scala;
  • l'ambiente locale rappresenta la causa maggiore della variazione nella composizione delle specie luoghi asciutti e freddi;
  • le variabili biotiche rappresentano la causa maggiore di variazione nella composizione delle specie in luoghi caldi e umidi.
Le risposte della comunità ai fattori biotici e abiotici non cambiano costantemente come previsto lungo il gradiente bioclimatico. Le variabili abiotiche tendono a spiegare una quota maggiore della variazione nella composizione delle specie in siti più freddi, mentre le variabili biotiche in quelli più caldi. Questi risultati mostrano che sono necessarie analisi sia locali che regionali per distinguere i rapporti che intercorrono tra vegetazione e ambiente, e che, le interazioni biotiche, così come le precipitazioni devono essere incluse quando si effettuano ricerche per prevedere i futuri assemblaggi di specie.
 
 

Prevedere gli assemblaggi specifici risulta essere molto difficile. Numerosi sono i fattori in gioco

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